日糧蛋白水平對小尾寒羊羔羊生長性能、營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率、氮排放和血清生化指標(biāo)的影響

姚喜喜，劉皓棟

（1. 青海大學(xué)農(nóng)牧學(xué)院, 青海 西寧 810016；2. 甘肅畜牧工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院, 甘肅 武威 733006）

飼料中的可降解氮(nitrogen, N)一部分在反芻動物瘤胃中通過瘤胃微生物作用轉(zhuǎn)化為氨，剩余的氮被瘤胃壁吸收后，經(jīng)血液運(yùn)輸，到達(dá)肝臟又轉(zhuǎn)化為尿素[1-2]。據(jù)報道，反芻動物尿液氮排泄會導(dǎo)致水污染、土壤酸化和環(huán)境污染[3]。綿羊作為重要的反芻動物，尤其在發(fā)展中國家，更是人們?nèi)粘ｏ嬍澄幕⒔?jīng)濟(jì)收入和宗教信仰的重要來源[4]。據(jù)報道，全球綿羊的數(shù)量約為6.54 億只，近年來由于綿羊養(yǎng)殖所造成的氮排泄形成的系列環(huán)境污染問題已變得非常嚴(yán)重[5]。根據(jù)以往研究表明，降低飼料日糧中的蛋白質(zhì)水平是減少綿羊氮排泄的有效途徑之一[6-7]。中國擁有1.4 億只綿羊，占全球綿羊養(yǎng)殖總數(shù)量的21.4%[5]。小尾寒羊具有早熟、多胎、羔多、生長快、出肉高和肉品質(zhì)優(yōu)良等特點(diǎn)[8]，是我國主要飼養(yǎng)的本土優(yōu)良綿羊種類之一[9]。近年來，隨著綿羊飼養(yǎng)量的增加，蛋白質(zhì)類飼料仍然供不應(yīng)求，進(jìn)口量逐年增加[10]?？茖W(xué)利用蛋白質(zhì)類飼料資源，不僅可以減少由于過量飼喂造成的蛋白類飼料資源浪費(fèi)，也可減少尿氮排放和環(huán)境污染[11-13]。因此，研究如何減少反芻動物養(yǎng)殖過程中的氮損失，緩解蛋白質(zhì)類飼料的供應(yīng)壓力，提高小尾寒羊的飼養(yǎng)效益顯得十分必要[14-15]。本研究通過對小尾寒羊育肥公羔分別飼喂低、中和高3 個蛋白梯度的日糧，研究日糧蛋白質(zhì)水平對育肥羔羊生長性能、營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率、氮代謝和血清生化指標(biāo)的影響，篩選3 月齡小尾寒羊育肥羔羊合理的低蛋白日糧配方，降低綿羊飼養(yǎng)中蛋白飼料的用量，以期為減少環(huán)境氮排放提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計

本研究在武威市涼州區(qū)長通林木農(nóng)民專業(yè)合作社開展，按照單因素隨機(jī)試驗(yàn)設(shè)計原則，試驗(yàn)選擇36 只健康3 月齡小尾寒羊公羔，根據(jù)體重相近[(18.05 ±1.36) kg]原則隨機(jī)分為3 組，每組分12 只羔羊，分別飼喂3 種不同蛋白質(zhì)水平日糧，飼養(yǎng)水平參考美國反芻動物飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn) (Nutrient Requirements of Small Ruminants，NRC)中體重15 kg、日增重100～150 g·d-1綿羊營養(yǎng)需要量推薦值[13]，代謝能水平設(shè)定為10.50 MJ·kg-1，日糧粗蛋白質(zhì)水平按照推薦的營養(yǎng)需要量13.40%的標(biāo)準(zhǔn)依次梯度減少或增加1.40%，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ組的蛋白質(zhì)水平分別為低蛋白水平日糧(12.00%)、中等蛋白水平日糧(13.40%)和高蛋白水平日糧(14.80%)。試驗(yàn)組日糧組成與營養(yǎng)水平如表1 所列。

表1 飼糧原料的組成和營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))Table 1 Ingredients and nutrient levels of the experimental diets (dry matter basis)

1.2 試驗(yàn)動物、日糧和飼養(yǎng)管理

36 只健康小尾寒羊公羔集中飼養(yǎng)于3 個獨(dú)立圈舍，每個圈舍12 只，且統(tǒng)一飼喂和管理，分別在每日06:30 和18:30 分2 次喂養(yǎng)顆粒混合飼糧，自由采食與飲水。試驗(yàn)預(yù)試期14 d，正試期90 d。

1.3 樣品采集與測定

整個飼喂試驗(yàn)分第30、60 和90 天3 個試驗(yàn)周期，在每個試驗(yàn)周期的當(dāng)日、前1 日和后1 日連續(xù)3 d 測定3 組不同蛋白質(zhì)水平羔羊日糧的干物質(zhì)(dry matter, DM)、有機(jī)物質(zhì)(organic matter, OM)、粗蛋白(crude protein, CP)、中性洗滌纖維(neutral detergent fiber, NDF)、酸性洗滌纖維(acid detergent fiber, ADF)含量和體重[15-16]，最后計算出每組在3 d 內(nèi)的平均干物質(zhì)采食量(dry matter intake, DMI)、有機(jī)物質(zhì)采食量(organic matter intake, OMI)、粗蛋白采食量(crude protein intake, CPI)、中性洗滌纖維采食量(neutral detergent fiber intake, NDFI)、酸性洗滌纖維采食量(acid detergent fiber intake, ADFI)和平均日增重(average daily gain, ADG)，作為代表該試驗(yàn)周期的DMI、OMI、CPI、NDFI、ADFI 和ADG 數(shù)據(jù)，料重比(feed to gain,F/G)根據(jù)DMI 和ADG 之比計算。

正式試驗(yàn)90 d 結(jié)束的最后3 d，通過直腸取糞法收集每個試驗(yàn)組羔羊糞便樣品，并在65 ℃恒溫烘箱中干燥48 h，將干燥后的樣品粉碎后過1 mm 篩網(wǎng)用于表觀消化率測定。有機(jī)物和粗蛋白質(zhì)消化率采用Abraham 等[15]提出的酸不溶性灰分法測定，中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維消化率采用Van Soest等[16]提出的酸不溶灰分法測定。

通過商用尿液受體(AKNM002M，北京盒子生工科技有限公司)每天分兩次現(xiàn)場采集羔羊尿樣，將采集的尿樣用等量6 mol·L-1HCl 立即酸化，以防止氨揮發(fā)，并于-20 ℃下保存待測。所有試驗(yàn)?zāi)驑釉?5 ℃下解凍后濾紙過濾，尿氮含量根據(jù)比色法測定[15]，肌酸含量采用苦味酸分析法測定[17]。

在正式試驗(yàn)的第30、60 和90 天當(dāng)日早晨喂料后3 h，每只羔羊采血5 mL，3 000 r·min-1離心15 min，收集血清并將其置于-20 ℃條件下保存待測。血清總蛋白、白蛋白、血尿素氮(blood urea nitrogen，BUN)、葡萄糖、總膽固醇、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(aspartate aminotransferase， AST)、 丙 氨 酸 轉(zhuǎn) 氨 酶 (alanine transaminase，ALT)、堿性磷酸酶(alkaline phosphatase，ALP)、總膽紅素、肌酐、甘油三酸酯、脂蛋白(density lipoprotein，DL)、低密度脂蛋白(low-density lipoprotein，LDL)和非酯化脂肪酸(non-esterified fatty acid，NEFA)含量采用東芝120 自動生化分析儀(TOSHIBA-120FR，日本東芝醫(yī)療系統(tǒng)有限公司)測定。球蛋白含量通過總蛋白含量和白蛋白含量之差計算。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Excel 2013 處理數(shù)據(jù)，使用SPSS 19.0 進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA)，結(jié)果以均值 ±標(biāo)準(zhǔn)差來表示，采用最小顯著差異法(least significant difference，LSD)進(jìn)行多重比較，當(dāng)P＜ 0.05 時，表示組間差異顯著，P＜ 0.01 表示差異極顯著，P＞ 0.05表示差異不顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 日糧蛋白質(zhì)水平對育肥羔羊生長性能的影響

日糧蛋白質(zhì)水平對育肥羔羊DMI、NDFI 和ADFI無顯著影響(P＞ 0.05)，對育肥羔羊OMI、CPI、ADG和F/G 影響顯著(P＜ 0.05) (表2)。Ⅰ組育肥羔羊OMI顯著高于Ⅲ組(P＜ 0.05)，Ⅱ組和Ⅲ組組間差異不顯著(P＞ 0.05)；Ⅲ組育肥羔羊CPI、ADG 和F/G 顯著高于Ⅰ組和Ⅱ組(P＜ 0.05)，Ⅰ組和Ⅱ組組間差異不顯著(P＞ 0.05)。

表2 日糧蛋白水平對育肥羔羊干物質(zhì)攝入量、平均日增重和飼料效率的影響Table 2 Effects of dietary protein levels on dry matter intake (DMI), average daily gain(ADG) and feed efficiency (FE) of fattening lambs

2.2 日糧蛋白水平對育肥羔羊營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響

日糧蛋白質(zhì)水平對育肥羔羊DM、OM、CP、NDF和ADF 表觀消化率影響顯著(P＜ 0.05) (表3)。Ⅲ組育肥羔羊DM、OM 和ADF 表觀消化率顯著高于Ⅰ組(P＜ 0.05)，Ⅱ組和Ⅲ組組間差異不顯著(P＞0.05)，Ⅰ組和Ⅱ組組間差異不顯著(P＞ 0.05)；Ⅱ組和Ⅲ組育肥羔羊CP 和NDF 表觀消化率顯著高于Ⅰ組(P＜ 0.05)，Ⅱ組和Ⅲ組組間差異不顯著(P＞0.05)。

表3 日糧蛋白水平對羔羊營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的影響Table 3 Effects of dietary protein levels on nutrient apparent digestibility of fattening lambs

2.3 日糧蛋白水平對育肥羔羊氮代謝的影響

日糧蛋白水平對育肥羔羊氮攝入量、糞氮排出量、尿氮排出量、總氮排出量和氮存留量影響顯著(P＜ 0.05) (表4)。Ⅲ組育肥羔羊氮攝入量、尿氮排出量和總氮排出量顯著高于Ⅰ組和Ⅱ組(P＜ 0.05)，Ⅱ組顯著高于Ⅰ組(P＜ 0.05)；Ⅲ組育肥羔羊糞氮排出量顯著高于Ⅰ組(P＜ 0.05)，Ⅰ組和Ⅱ組間差異不顯著(P＞ 0.05)；Ⅱ組和Ⅲ組育肥羔羊氮存留量顯著高于Ⅰ組(P＜ 0.05)，Ⅱ組和Ⅲ組組間差異不顯著(P＞0.05)。

表4 日糧蛋白水平對育肥羔羊氮代謝的影響Table 4 Effects of dietary protein levels on nitrogen metabolism of fattening lambs

2.4 日糧蛋白水平對育肥羔羊血清生化指標(biāo)的影響

日糧蛋白質(zhì)水平對育肥羔羊血清總蛋白、白蛋白、球蛋白、總膽固醇、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶、堿性磷酸酶、甘油三酯和高密度脂蛋白含量無顯著影響(P＞0.05)，對育肥羔羊血液尿氮、葡萄糖、丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶、總膽紅素、肌酐、低密度脂蛋白和非酯化脂肪酸含量影響顯著(P＜ 0.05) (表5)。Ⅲ組育肥羔羊血液尿氮含量顯著高于Ⅱ組和Ⅰ組(P＜ 0.05)，Ⅱ組顯著高于Ⅰ組(P＜ 0.05)；Ⅲ組育肥羔羊葡萄糖含量顯著高于Ⅰ組(P＜ 0.05)，Ⅱ組和Ⅲ組間差異不顯著(P＞0.05)，Ⅰ組和Ⅱ組間差異不顯著(P＞ 0.05)；Ⅰ組育肥羔羊丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶和總膽紅素含量顯著高于Ⅲ組(P＜ 0.05)，Ⅱ組和Ⅲ組間差異不顯著(P＞0.05)；Ⅰ組和Ⅱ組育肥羔羊肌酐和低密度脂蛋白含量顯著高于Ⅲ組(P＜ 0.05)，Ⅰ組和Ⅱ組間差異不顯著(P＞ 0.05)；Ⅰ組育肥羔羊非酯化脂肪酸含量顯著高于Ⅱ組(P＜ 0.05)，Ⅱ組顯著高于Ⅲ組(P＜ 0.05)。

表5 日糧蛋白水平對育肥羔羊血清生化指標(biāo)的影響Table 5 Effects of dietary protein levels on serum biochemical indices of fattening lambs

3 討論

3.1 日糧蛋白水平對育肥羔羊生長性能、營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率和氮排放的影響

日糧蛋白水平對反芻家畜的生長發(fā)育發(fā)揮著重要的調(diào)控作用，采食量是評價反芻家畜飼養(yǎng)條件的重要指標(biāo)之一，是維持動物健康和生長發(fā)育的基礎(chǔ)，準(zhǔn)確掌握動物采食量是合理利用飼料資源和減少飼料資源浪費(fèi)的依據(jù)[17]。Shahjalal 等[18]的研究發(fā)現(xiàn)，飼喂20.3%的高蛋白水平日糧和16.9%的低蛋白水平日糧對孟加拉黑山羊的DMI 無顯著影響，但山羊的OMI、CPI 和ADG 顯著增加。Wang 等[14]的研究表明，飼喂15.0%和17.0%的蛋白水平日糧對海南黑山羊DMI 無顯著影響，但顯著提高了黑山羊的ADG 和F/G。Cortese 等[19]用13.5%低蛋白水平日糧和15.0%高蛋白水平日糧飼喂夏洛萊牛時發(fā)現(xiàn)，日糧蛋白水平的增加會顯著提高夏洛萊牛的DMI、ADG 和F/G。整體看來，日糧蛋白水平對反芻家畜生長性能影響的研究結(jié)果不盡相同。本研究結(jié)果表明，日糧CP 水平對羔羊DMI、NDFI 和ADFI 無顯著影響，對OMI、CPI、ADG 和F/G 影響顯著，這與Shahjalal 等[18]和Wang 等[14]的研究結(jié)果一致。本研究中，育肥羔羊DMI、NDFI 和ADFI 不受日糧蛋白水平的影響，OMI 表現(xiàn)出隨日糧蛋白水平的提高而逐漸下降的趨勢，說明12.00%蛋白水平日糧已滿足育肥羔羊生長發(fā)育的蛋白需要，若繼續(xù)提高日糧蛋白水平不僅造成蛋白飼料資源的浪費(fèi)，還會增加養(yǎng)殖成本。

有關(guān)增加日糧蛋白水平對羔羊生產(chǎn)性能影響的研究報道已有很多，但有關(guān)降低日糧蛋白水平對羔羊生產(chǎn)性能的影響研究相對較少[18-19]。Khattab 等[20]的研究表明，日糧蛋白水平(14.2%、12.3%和10.2%)的變化對荷斯坦公牛的DM、OM、CP、NDF 和ADF表觀消化率無顯著影響。據(jù)Bahrami-Yekdangi 等[21]報道，日糧蛋白水平對奶牛DM、OM 和CP 表觀消化率有顯著影響，且隨日糧蛋白水平的增加，DM、OM 和CP 表觀消化率表現(xiàn)出先升高后保持不變的趨勢，這與本研究結(jié)果類似。營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率反映了瘤胃中微生物活性[22]。本研究中，飼喂14.80% CP 水平日糧組羔羊的DM、OM 和ADF 表觀消化率顯著高于12.00% CP 水平日糧組，13.40% CP水平日糧組與12.00% CP 水平日糧組相比，DM、OM和ADF 表觀消化率無顯著差異，說明與NRC[13]對體重15 kg、日增重100～150 g·d-1綿羊蛋白需要量推薦值13.40%相比，適當(dāng)降低日糧蛋白水平至12.00%并不影響羔羊?qū)M、OM 和ADF 的表觀消化率。

降低日糧CP 水平對反芻動物氮平衡影響的研究報道已有很多，降低日糧CP 水平會顯著降低泌乳奶牛、泰國本地肉牛和山羊尿氮排泄量，但對糞氮排泄量沒有影響[5,23]。尿素在反芻動物腎臟排出的氮中所占比重較高[5]。家畜通過糞便和尿液排出的氮會造成空氣和地下水污染。本研究中，低CP 水平日糧的攝入減少了羔羊糞氮和尿氮的排出量，這可能與CP 表觀消化率較低有關(guān)。據(jù)報道，給綿羊飼喂低蛋白日糧時尿氮排泄量較低，可能是由于通過上調(diào)尿素轉(zhuǎn)運(yùn)體A1 mRNA基因表達(dá)增加了腎臟對尿素的再吸收所引起的[24-25]。飼喂低CP 水平日糧羔羊的低氮存留量導(dǎo)致尿氮排泄量低，尿氮很快轉(zhuǎn)化為氨并揮發(fā)到空氣中，而糞氮轉(zhuǎn)化為氨的速度較慢[26]。

3.2 日糧蛋白水平對育肥羔羊血清生化指標(biāo)的影響

血清生化指標(biāo)是反映動物對日糧營養(yǎng)物質(zhì)利用和代謝情況的重要參數(shù)[18]。日糧蛋白質(zhì)在反芻動物瘤胃中被降解為氨態(tài)氮，氨態(tài)氮是血液尿氮和尿素氮的主要來源[19]。血液尿氮、總蛋白、白蛋白和球蛋白是反映動物蛋白質(zhì)代謝情況的關(guān)鍵指標(biāo)[18]。血清白蛋白和球蛋白共同構(gòu)成總蛋白，總蛋白和白蛋白含量高說明動物對日糧蛋白質(zhì)的攝取和利用率較好，有利于蛋白質(zhì)沉積，也有利于增強(qiáng)動物的免疫力和動物增重[18]。Cortese 等[19]研究表明，降低日糧蛋白水平會顯著降低夏洛萊牛血液尿氮、總蛋白、白蛋白和球蛋白含量，這與本研究中降低日糧蛋白水平會顯著降低羔羊血液尿氮含量的結(jié)果一致，低CP 水平日糧飼喂，造成羔羊血液尿氮含量降低，說明日糧蛋白水平對瘤胃氨態(tài)氮濃度產(chǎn)生負(fù)反饋調(diào)節(jié)作用。低CP 水平日糧飼喂對羔羊血清總蛋白、白蛋白和球蛋白含量無顯著影響，說明本研究中適當(dāng)降低日糧蛋白水平不會影響羔羊?qū)θ占Z蛋白質(zhì)的攝取和利用，不會對羔羊免疫力和增重造成影響。

血清葡萄糖含量主要受反芻動物肝臟糖異生作用的調(diào)節(jié)[20]。葡萄糖參與所有哺乳動物細(xì)胞類型的能量代謝和合成途徑[27]。據(jù)報道，育肥山羊血清葡萄糖含量隨日糧中CP 水平的降低而下降[21]，這與本研究結(jié)論一致，造成這一現(xiàn)象的原因是低蛋白水平日糧中含有較少的玉米淀粉，日糧經(jīng)瘤胃微生物發(fā)酵產(chǎn)生的丙酸鹽含量相對較少，而反芻動物基本上通過肝臟內(nèi)糖異生作用將丙酸鹽合成葡萄糖來滿足其對葡萄糖的需求[20]。本研究中低蛋白日糧組羔羊瘤胃發(fā)酵產(chǎn)生的較少的丙酸鹽造成血清葡萄糖的合成受限，表現(xiàn)為機(jī)體血清葡萄糖含量較低。

血清低密度脂蛋白質(zhì)和非酯化脂肪酸水平反映了脂類的代謝和運(yùn)輸能力[27]。血清低密度脂蛋白和非酯化脂肪酸含量降低可能是由于飼喂低CP 水平日糧導(dǎo)致血清葡萄糖含量降低引起的[24]。血清天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶含量可作為反芻動物組織壞死的指標(biāo)[28]。本研究中羔羊血清天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶含量不受日糧CP 水平的影響，說明本研究中低日糧CP 水平不會對育肥羔羊健康狀況造成影響。據(jù)報道，與飼喂高CP 水平日糧綿羊相比，飼喂低CP 日糧綿羊的血清肌酸含量顯著升高[4]，這與本研究的結(jié)果相似。

血清總膽固醇、甘油三酸酯和高密度脂蛋白是典型的能量和脂類代謝物，其含量高低與能量代謝密切相關(guān)，反映了動物機(jī)體對脂肪的利用情況。本研究結(jié)果表明，日糧蛋白水平對血清總膽固醇、甘油三酯和高密度脂蛋白含量無顯著影響，與黃文琴等[29]的研究結(jié)果一致，可能原因是日糧蛋白水平能夠保障動物的維持和生產(chǎn)需求，機(jī)體本身不需要通過分解脂肪獲取更多能量，因此血清中甘油三脂含量在3 個不同蛋白水平日糧組羔羊中沒有表現(xiàn)出顯著差異，說明12.00%蛋白水平日糧能夠滿足育肥羔羊維持和生產(chǎn)需求。

4 結(jié)論

與NRC 推薦值13.40% CP 相比，12.00% CP 日糧飼喂不會造成羔羊DMI、OMI、CPI、NDFI、ADFI、ADG 和F/G 的顯著下降，但能顯著減少羔羊糞氮和尿氮的排出量，顯著降低氮存留量。12.00% CP 日糧飼喂對羔羊血清總蛋白、白蛋白、球蛋白、天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶、總膽固醇、甘油三酸酯和高密度脂蛋白含量無顯著影響。因此，為減少蛋白類飼料用量，提高飼料利用率，減少氮排放，本研究中日糧蛋白水平以12.00% CP 最優(yōu)。