藏羊和小尾寒羊生長性能及血液生理指標(biāo)對不同能量低氮日糧的響應(yīng)特性

郭亞敏，王文基，景小平，康婧鵬，周建偉,3，許衛(wèi)星，龍瑞軍

(1.草地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)國家重點實驗室 蘭州大學(xué)草地農(nóng)業(yè)科技學(xué)院，甘肅 蘭州 730020；2.青藏高原生態(tài)系統(tǒng)管理國際中心 蘭州大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，甘肅 蘭州 730000；3.中國科學(xué)院西北生態(tài)環(huán)境資源研究院，甘肅 蘭州 730000)

藏羊作為青藏高原的特有畜種[1]，主要生活在海拔3 000-5 000 m的高寒地區(qū)，其存欄量為5 000萬頭，是當(dāng)?shù)啬撩裰匾纳a(chǎn)和生活資料[2]。千百年來，藏羊一直處在傳統(tǒng)、粗放的飼養(yǎng)管理模式之下，全年在天然草地上放牧而無任何補飼[3]。小尾寒羊是我國平原地區(qū)集約化養(yǎng)殖模式下的“典型”綿羊品種，具有體格大、生長發(fā)育快、性成熟早、繁殖力強、性能遺傳穩(wěn)定等特點，在我國綿羊養(yǎng)殖產(chǎn)業(yè)中占有重要地位[4]。

血液是動物機體內(nèi)環(huán)境最重要的組成部分，其作為體液調(diào)節(jié)的媒介，可直接參與物質(zhì)轉(zhuǎn)運、代謝以及調(diào)控等重要的生理、生化過程。血液各組成物質(zhì)的變化可通過一系列生理與生化指標(biāo)來呈現(xiàn)，進(jìn)而來反映機體的代謝狀況。例如血液學(xué)參數(shù)、血清酶學(xué)指標(biāo)、血清蛋白質(zhì)水平和無機離子含量等生理、生化指標(biāo)均可反映機體對營養(yǎng)物質(zhì)的滿足程度、新陳代謝狀況以及機體內(nèi)外環(huán)境平衡，通過這些參數(shù)最終來評價機體生長發(fā)育狀況及生理狀態(tài)[5]。另外，血液生理生化指標(biāo)測定在一些疾病診斷中發(fā)揮著重要作用[6]，通過血液生理生化指標(biāo)的測定可以間接了解機體健康狀況。在畜牧生產(chǎn)中，可以根據(jù)動物血液生理生化指標(biāo)來及時調(diào)整飼養(yǎng)管理策略，對其進(jìn)行適時調(diào)控，充分發(fā)揮畜禽生產(chǎn)性能。楊慈清等[7]研究報道，正常的生理生化指標(biāo)，既能反映動物體內(nèi)實質(zhì)與外表性能之間的關(guān)系，也能反映品種、性別、年齡、地區(qū)、不同外界環(huán)境及不同生理狀況的特征。這些指標(biāo)相對穩(wěn)定，因此可根據(jù)這些指標(biāo)的變動情況來判斷機體的新陳代謝和生理活動是否正常，并判斷其對環(huán)境的適應(yīng)性。

由于受青藏高原特殊的自然環(huán)境所限制，青藏高原牧草供應(yīng)具有季節(jié)性不平衡的特點，尤其是在冷季，牧草生物量急劇下降，同時其營養(yǎng)物質(zhì)含量也嚴(yán)重降低，粗蛋白含量僅在2.96%～10.44%[8]。在傳統(tǒng)放牧條件下，藏羊每年冷季都要遭受著因營養(yǎng)虧損而發(fā)生的嚴(yán)重掉膘，這也就導(dǎo)致了其較低的生產(chǎn)效率[9-10]。綜上，通過血液生理指標(biāo)判斷藏羊的新陳代謝和生理活動狀況，對其飼養(yǎng)管理具有重要指導(dǎo)的意義，但目前關(guān)于藏羊血液生理指標(biāo)對于日糧能量水平響應(yīng)規(guī)律方面的研究還未見詳細(xì)報道，鑒于此，本研究將以小尾寒羊為對照，通過模擬冷季牧草粗蛋白質(zhì)(CP)含量，探討不同能量水平日糧對藏羊生長性能和血液生理指標(biāo)的響應(yīng)規(guī)律，以期為藏系家畜的科學(xué)飼養(yǎng)提供理論依據(jù)及技術(shù)支持。

1 材料與方法

1.1 時間與地點

試驗于2016年10月至2017年1月在天?？h烏鞘嶺的蘭州大學(xué)牦牛試驗站進(jìn)行(37°14′20.54″ N， 102°48′34.32″ E，海拔3 154 m)。

1.2 試驗設(shè)計與試驗動物

試驗采用隨機區(qū)組設(shè)計。選擇1.5歲、體重分別為(50.13±2.42)、(50.30±2.42) kg和體況相近的健康藏羊和小尾寒羊羯羊各24頭。藏羊和小尾寒羊都隨機分為4個試驗處理組：低能組(LE)、中低組(MLE)、中高組(MHE)和高能組(HE)，每組6個重復(fù)，詳情如表1所列。整個試驗包括14 d預(yù)飼期和42 d正試期。

1.3 試驗日糧

根據(jù)中國肉羊飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)(2004)[11]和中國飼料成分與營養(yǎng)價值表(2015)[12]配制蛋白相近(6.97%)，模擬青藏高原冷季牧草營養(yǎng)水平[8,13]，消化能(digestive energy,DE)水平分別為8.21 MJ·kg-1(低能)、9.33 MJ·kg-1(中低能)、10.45 MJ·kg-1(中高能)和11.57 MJ·kg-1(高能)4種日糧。試驗日糧精料部分由玉米(Zeamays)、玉米淀粉、蔗糖、糖蜜、小麥麩、豆粕、棉籽粕、大豆油、碳酸氫鈣、碳酸鈣、預(yù)混料等組成，粗飼料為青稞(Avenanuda)秸稈。日糧營養(yǎng)水平如表2所列。

表1 試驗設(shè)計Table 1 Experiment design

表2 試驗日糧營養(yǎng)水平Table 2 The chemical composition of experimental diets

消化能為計算值，參考中國飼料成分與營養(yǎng)價值表(2015)[12]計算。其余為實測值,以干物質(zhì)為基礎(chǔ)。

Digestive energy was a calculated value refered to Chinese Feed Ingredients and Nutritional Value table (2015)[12].Others were measured values based on dry matter. LE, MLE, MHE, HE indicate low energy, medium and low energy, medium and high energy and high energy, respectively. similarly for the following tables.

1.4 飼養(yǎng)管理

試驗開始前對所用圈舍及飼喂用具進(jìn)行清潔和消毒處理，對所有試驗羊只注射伊維菌素進(jìn)行驅(qū)蟲。試驗羊單欄飼養(yǎng)，分別在08:00和18:00飼喂，每天干物質(zhì)飼喂量為4.5% BW0.75，并記錄每頭羊的采食量，自由飲水。

1.5 測定指標(biāo)與方法

1.5.1試驗日糧樣品采集與營養(yǎng)水平測定 試驗開始后每兩周采集一次日糧樣品，飼養(yǎng)試驗結(jié)束后將所有日糧樣品混合均勻，用于日糧營養(yǎng)水平的測定。日糧營養(yǎng)成分的測定方法，參照《飼料分析及質(zhì)量檢測技術(shù)》(第2版)[14]。飼料干物質(zhì)(dry matter,DM)含量使用105 ℃烘干法測定；飼料中性洗滌纖維(neutral detergent fibre,NDF)和酸性洗滌纖維(acid detergent fibre,ADF)含量使用ANKOM-2000i型全自動纖維分析儀(美國)測定；飼料粗蛋白質(zhì)(crude protei,CP)含量使用JK-9830全自動凱氏定氮儀(濟南精密科學(xué)儀器儀表有限公司)測定；飼料粗灰分(Ash)、有機物(organic matter,OM)含量使用550 ℃高溫灼燒法測定；鈣(Ca)含量使用高錳酸鉀滴定法測定、磷(P)含量使用分光光度計法測定。

1.5.2生長性能測定 于正試期0、14、28和42 d晨飼前對所有試驗羊空腹稱重，并計算平均日增重(average daily gain,ADG)。

1.5.3血液采集與血液生理指標(biāo)測定 在正試期42 d晨飼前對試驗羊通過頸靜脈采集血樣2 mL，利用全自動血液分析儀(邁瑞B(yǎng)C-3000plus)檢測白細(xì)胞數(shù)目(white blood cell,WBC)、淋巴細(xì)胞數(shù)目(LYMPH#)、中性粒細(xì)胞數(shù)目(NEUT#)、血紅蛋白含量(hemogolbin,HGB)、紅細(xì)胞數(shù)目(red blood cell,RBC)、紅細(xì)胞壓積(hematocrit,HCT)、紅細(xì)胞平均體積(erythrocyte mean corpuscular volume,MCV)、血小板數(shù)目(platelet,PLT)、平均血小板體積(mean platelet volume,MPV)、血小板分布寬度(platelet distribution width,PDW)等血液生理指標(biāo)。

1.6 數(shù)據(jù)處理

所有數(shù)據(jù)利用Excel 2016進(jìn)行初步整理后，采用SAS9.2(SAS Inst.Inc.，Cary，NC)Mix Model模型對藏羊和小尾寒羊生長性能和血液生理指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行雙因素方差分析。分析模型為Y=μ+E+B+(E×B)+E0，Y代表因變量，μ代表總平均值，E代表日糧能量水平，B代表品種，E×B代表日糧能量水平和品種交互作用，E0代表殘差。通過多項式正交對比來檢驗E、B、E×B的差異顯著性，交互作用顯著時，采用t-test程序檢驗相同能量水平下不同品種之間的差異。P<0.01表示差異極顯著，P<0.05表示差異顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 氮脅迫下不同能量水平日糧對藏羊和小尾寒羊營養(yǎng)物質(zhì)攝入量的影響

營養(yǎng)物質(zhì)攝入量不受綿羊品種的影響(P>0.05，表3)。隨著日糧能量水平升高，DE和OM攝入量線性增加(P<0.01)，NDF和ADF線性降低(P<0.01)，其余養(yǎng)分指標(biāo)不受影響(P>0.05)。

2.2 氮脅迫下不同能量水平日糧對藏羊和小尾寒羊生長性能的影響

藏羊ADG顯著高于小尾寒羊(P<0.01)，且隨著日糧能量水平升高而線性增加(P<0.01)。當(dāng)日糧能量處于中低能水平時，藏羊ADG為正值而小尾寒羊仍為負(fù)增重(表4)。

2.3 氮脅迫下不同能量水平日糧對藏羊和小尾寒羊血液免疫細(xì)胞的影響

氮脅迫下藏羊血液中WBC和LYMPH#都較小尾寒羊低(P<0.05，表5)，而NEUT#在LE水平下藏羊比小尾寒羊高，在MLE、MHE及HE水平比小尾寒羊低(P<0.05)。隨日糧能量水平升高，血液中WBC和NEUT#含量均線性降低(P<0.05)。藏羊血液LYMPH#含量隨日糧能量水平升高呈先升高后降低的變化趨勢，而小尾寒羊血液LYMPH#含量基本保持穩(wěn)定(日糧能量×品種，P<0.05)。

2.4 氮脅迫下不同能量水平日糧對藏羊和小尾寒羊紅細(xì)胞及血紅蛋白的影響

氮脅迫下，藏羊的RBC、HGB、HCT和MCV都顯著低于小尾寒羊(P<0.05)。隨著日糧能量水平的升高，RBC、HGB和HCT均呈線性降低(P<0.01)，而MCV卻呈二次曲線式增長(P<0.05)(表6)。

2.5 氮脅迫下不同能量水平日糧對藏羊和小尾寒羊血小板的影響

氮脅迫下，藏羊PLT和PDW顯著較小尾寒羊低(P<0.01)，隨日糧能量水平的提高，PLT呈線性增加(P<0.05)，PDW不受日糧能量水平的影響(P>0.05)。MPV隨日糧能量水平的升高呈線性減少(P<0.05)，但品種間無差異(P>0.05)(表7)。

表3 氮脅迫下日糧能量水平對藏羊和小尾寒羊營養(yǎng)物質(zhì)攝入量的影響Table 3 Effects of dietary energy levels on the daily nutrients intake in Tibetan sheep(T) and small-tailed han sheep(H) under the nitrogen stress condition

(1)E-L 表示日糧能量水平線性效應(yīng)；E-Q 表示日糧能量水平二次曲線效應(yīng)；E-Q 表示日糧能量水平三次曲線效應(yīng)。x 指日糧能量水平與動物品種的交互作用；(2)同列數(shù)據(jù)不同大寫字母表示差異極顯著(P<0.01)；不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)；無字母表示差異不顯著(P>0.05)。下表同。

(1)E-L: linear effect of dietary energy level; E-Q: quadratic effect of dietary energy level; E-C: cubic effect of dietary energy level; x: Interaction of dietary energy level effect with breed. (2) Different capital letters within the same line mean dramatically significant differences NDF, neutral detergent fiber; at the 0.01 level; Different lowercase letters indicate significant differences at the 0.05 level; No letter means no significant differences; ADF, acid detergent fiber. at the 0.05 level; similarly for the following tables.

表4 氮脅迫下日糧能量水平對藏羊和小尾寒羊生長性能的影響Table 4 Effect of dietary energy levels on production performance in Tibetan sheep(T) and small-tailed han sheep(H) under the nitrogen stress condition

表5 氮脅迫下日糧能量水平對藏羊和小尾寒羊血液免疫細(xì)胞的影響Table 5 Effect of dietary energy level on serum immune cells in Tibetan sheep(T) and small-tailed han sheep(H) under the nitrogen stress condition

表6 氮脅迫下日糧能量水平對藏羊和小尾寒羊紅細(xì)胞和血紅蛋白的影響Table 6 Effect of dietary energy level on Red blood cells and Hemoglobin in Tibetan sheep(T) and small-tailed han sheep(H) under the nitrogen stress condition

表7 氮脅迫下日糧能量水平對藏羊和小尾寒羊血小板的影響Table 7 Effect of dietary energy level on blood platelet in Tibetan sheep(T) and small-tailed han sheep(H) under the nitrogen stress condition

3 討論

3.1 氮脅迫不同能量水平日糧對藏羊和小尾寒羊生產(chǎn)性能的影響

能量是一切生命活動的熱力基礎(chǔ)，日糧能量水平與家畜的育肥效果密切相關(guān)，能量水平的高低影響動物機體對營養(yǎng)物質(zhì)的消化、吸收和利用，進(jìn)而影響動物的生長性能和生理健康狀況[15]。據(jù)報道，能量和蛋白質(zhì)的攝入量對動物生長及體組成至關(guān)重要[16-18]，當(dāng)日糧蛋白質(zhì)和能量處于適宜水平時，動物生長最快，飼料轉(zhuǎn)化率最高。柴貴賓等[19]以1周歲遼寧絨山羊為試驗對象，設(shè)計3組日糧能量水平，代謝能分別為7.57、8.62和9.62 MJ·kg-1，粗蛋白水平9.36%，平均日增重分別為32.11、45.56、46.78 g·d-1，這表明日增重與日糧代謝能水平高度正相關(guān)?？紫橥╗20]以4月齡陜北白絨山羊羯羊為試驗研究對象，結(jié)果表明，蛋白水平一致的前提下，隨著日糧能量水平的提高，3個處理組試驗羊ADG依次升高，二者間呈正相關(guān)關(guān)系，相關(guān)系數(shù)達(dá)0.999 9。本研究發(fā)現(xiàn)，氮脅迫下藏羊和小尾寒羊的ADG隨日糧能量水平的升高而顯著線性升高，這可能是因為較高能量水平的日糧能為動物機體代謝提供更多的能量，促進(jìn)其對攝入營養(yǎng)物質(zhì)的消化、吸收及機體物質(zhì)合成代謝，從而增加機體營養(yǎng)物質(zhì)沉積，最終促進(jìn)動物生長。周建偉[21]研究發(fā)現(xiàn)，藏羊?qū)Φ{迫具有較強的適應(yīng)性，在低氮日糧條件下具有較高的飼料轉(zhuǎn)化能力和較低的氮維持需要量的特點。與NRC飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)相比，本研究中蛋白和能量水平均較低，在中低能日糧下，藏羊ADG為正值，而小尾寒羊仍為負(fù)增重，這說明藏羊在蛋白和能量代謝方面較小尾寒羊具有更加高效利用的特點，進(jìn)而說明藏羊?qū)Ω咴瓲I養(yǎng)脅迫具有較強的適應(yīng)性。

3.2 氮脅迫下不同能量水平日糧對藏羊和小尾寒羊血液免疫細(xì)胞的影響

血液是機體重要的內(nèi)環(huán)境，直接參與物質(zhì)代謝、能量代謝和復(fù)雜的生化過程，因此動物血液生理指標(biāo)可以反映生理狀況和健康狀況。前人研究表明，血液中任何有形成分發(fā)生病理變化，都會影響到機體健康生理狀況[22]。WBC作為血液中重要的有形成分之一，是一類免疫細(xì)胞的總稱，包括單核細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞和淋巴細(xì)胞，它們與機體的抗寒和免疫應(yīng)激密切相關(guān)[23-26]。馬森等[27]對藏羊和小尾寒羊WBC進(jìn)行了統(tǒng)計，藏羊WBC數(shù)在(4×109·L-1)～(13×109·L-1)，小尾寒羊WBC數(shù)在(7.8×109·L-1)～(15×109·L-1)。本研究顯示，氮脅迫下，隨著日糧能量水平的提高，藏羊和小尾寒羊WBC和NEUT數(shù)目變化也均在正常范圍之內(nèi)，說明日糧能量水平對藏羊和小尾寒羊血液免疫細(xì)胞及機體免疫功能不會產(chǎn)生較大的影響；但其隨著日糧能量水平的提高均呈現(xiàn)出線性降低的趨勢，這可能是因為在較低能量水平下，其機體代謝狀況較較高能量水平日糧組差，刺激機體產(chǎn)生免疫應(yīng)答反應(yīng)，從而使血液免疫細(xì)胞數(shù)目增加；另外，小尾寒羊與藏羊相比，其免疫細(xì)胞數(shù)略高，這種差異性除了可能與品種、營養(yǎng)水平和生理狀況相關(guān)外，還可能與小尾寒羊不適應(yīng)高海拔低氧環(huán)境所產(chǎn)生的應(yīng)激反應(yīng)有關(guān)。這再次說明，藏羊與小尾寒羊相比較，其對于營養(yǎng)脅迫及青藏高原環(huán)境具有較強的適應(yīng)性。

3.3 氮脅迫下不同能量水平日糧對藏羊和小尾寒羊紅細(xì)胞和血紅蛋白的影響

RBC、HGB、HCT能夠反映動物機體運輸O2和CO2的能力[28]。馬森等[27]對藏羊(海拔3 400 m)和小尾寒羊(海拔2 000 m)RBC數(shù)目及HGB含量進(jìn)行了測定，RBC范圍分別在(10×109·L-1)～(13×109·L-1)、(8×109·L-1)～(10×109·L-1)；HGB含量分別在120～140、110～130 g·L-1內(nèi)。本研究顯示，低氮條件下，隨著日糧能量水平的提高，藏羊的RBC數(shù)目和HGB含量變化也均在正常范圍之內(nèi)；而小尾寒羊的測定值則明顯超出正常范圍。另外，低氮條件下，隨著日糧能量水平的提高，藏羊和小尾寒羊RBC、HGB、HCT均隨之線性降低，且在4個日糧能量水平處理組藏羊均顯著低于小尾寒羊。研究發(fā)現(xiàn)，提高日糧能量水平可促進(jìn)機體物質(zhì)代謝，從而提高血液循環(huán)速率以加快體內(nèi)代謝物質(zhì)運輸，用于機體代謝[29]。藏羊和小尾寒羊RBC、HGB、HCT均隨著日糧能量水平的提高而線性降低，這可能是由于日糧能量水平的提高，促進(jìn)了機體血液循環(huán)速率，從而加快其對氧的交換速率，使得在維持相同氧需要的前提下，所需要的RBC數(shù)目和HGB含量減少；另外，前人研究表明，在不適應(yīng)低氧環(huán)境的體內(nèi)，長期頻繁處在低氧環(huán)境下會導(dǎo)致紅細(xì)胞增生，引發(fā)紅細(xì)胞增生癥[30]。小尾寒羊RBC數(shù)目和HGB含量超出正常范圍，這可能除了和營養(yǎng)狀況、身體活動程度相關(guān)外，還可能與小尾寒羊不適合生活在高海拔、低氣壓環(huán)境有關(guān)，其在處于低氧環(huán)境時，為了維持體內(nèi)正常的氧需要，從而產(chǎn)生紅細(xì)胞增生。而藏羊長期生活于青藏高原高海拔地區(qū)，其對青藏高原缺氧環(huán)境具有較強的適應(yīng)性[31]，從而使得RBC數(shù)目和HGB含量較為穩(wěn)定。

3.4 氮脅迫下不同能量水平日糧對藏羊和小尾寒羊血小板水平的影響

PLT是哺乳動物血液中重要的有形成分之一，其數(shù)量和功能與血液凝血系統(tǒng)功能密切相關(guān)，對于維持正常的血液循環(huán)具有重要意義，與機體的抗寒能力密不可分[32]。本研究顯示，低氮條件下，PLT數(shù)量隨著能量水平提高而線性增加，這可能是因為隨著日糧能量水平的增加會促進(jìn)機體新陳代謝，從而提高血液循環(huán)速率，以提高體內(nèi)物質(zhì)轉(zhuǎn)運及代謝速率；另外可能是由于日糧能量水平的提高增強了機體對外界環(huán)境的抗寒能力，從而使得PLT數(shù)量增加。兩品種間，小尾寒羊PLT水平顯著高于藏羊，而這一結(jié)果可能是由于小尾寒羊?qū)Ω吆０?、低氧、低溫具有相對較大的應(yīng)激反應(yīng)所導(dǎo)致的。

4 結(jié)論

綜上所述，氮脅迫下，隨著日糧能量水平的提高，藏羊和小尾寒羊的ADG均顯著增加，且藏羊的ADG均高于小尾寒羊。在血液生理指標(biāo)方面，與小尾寒羊相比藏羊?qū)τ跔I養(yǎng)和環(huán)境脅迫具有更強的適應(yīng)性。同時也表明，在冷季通過補飼，增加藏羊的能量攝入量，提高其生長性能，從而提高藏羊生產(chǎn)效率，是促進(jìn)高寒畜牧業(yè)可持續(xù)發(fā)展的有效措施。