飼糧蛋白質(zhì)水平對妊娠期云南半細(xì)毛羊氮平衡和養(yǎng)分排放的影響

趙小琪 王思宇 薛 白 倪曉君 李銀江 洪瓊花*

(1.云南省畜牧獸醫(yī)科學(xué)院，昆明650224；2.四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物營養(yǎng)研究所，成都611130)

氮平衡反映的是動(dòng)物機(jī)體氮的攝入和排出的關(guān)系，反芻動(dòng)物氮平衡及養(yǎng)分消化率受飼糧蛋白質(zhì)水平、營養(yǎng)成分組成、飼養(yǎng)模式、生理階段等多種因素的影響[1-2]。近年來，國內(nèi)外研究學(xué)者對綿羊、山羊的氮平衡做了許多研究[3-6]，但是有關(guān)飼糧蛋白質(zhì)水平對妊娠期綿羊氮平衡及氮、磷排放影響的研究甚少。隨著肉羊產(chǎn)業(yè)的不斷發(fā)展，為了快速提高生產(chǎn)性能獲得更大的經(jīng)濟(jì)效益，在飼糧中添加過量的氮、磷，而多余的氮、磷通過糞尿排放到環(huán)境中，是氮、磷排放過多的主要原因。糞尿中的氮最終會(huì)以氨、硝酸鹽和胺3種形態(tài)進(jìn)入土壤，造成土壤污染，影響空氣質(zhì)量；而糞尿中的磷流入江湖，還會(huì)引起水體富營養(yǎng)化，危害水生動(dòng)、植物的生長[7-8]。目前，在不影響動(dòng)物生產(chǎn)性能的前提下，從源頭控制氮、磷排放的研究已經(jīng)成為畜禽污染防控的熱點(diǎn)之一。研究發(fā)現(xiàn)，通過控制飼糧中氮和磷添加量[9-10]、優(yōu)化氨基酸組成[11]、改良原料加工技術(shù)[12]、添加酶制劑[13]等措施可以提高氮、磷利用率，減少氮、磷排放。本試驗(yàn)采用飼養(yǎng)試驗(yàn)和消化代謝試驗(yàn)相結(jié)合的方法，通過研究飼糧蛋白質(zhì)水平對妊娠期云南半細(xì)毛羊氮平衡和氮、磷、鈣排放的影響，為優(yōu)化妊娠期云南半細(xì)毛羊的飼糧結(jié)構(gòu)、減少環(huán)境負(fù)荷提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

本試驗(yàn)在云南省昆明市易興恒畜牧科技有限公司進(jìn)行。選取50只體況良好、體重[(46.52±4.58) kg]相近、年齡一致、配種日期相同的經(jīng)產(chǎn)2胎妊娠期云南半細(xì)毛羊，隨機(jī)分為5組，每組10個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)為1只羊。5組試驗(yàn)羊飼喂不同蛋白質(zhì)水平的試驗(yàn)飼糧。試驗(yàn)飼糧參照我國《肉羊飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》(NY/T 816—2004)進(jìn)行配制，妊娠前期和中期蛋白質(zhì)水平分別為6.65%(Ⅰ組)、9.02%(Ⅱ組)、10.97%(Ⅲ組)、12.43%(Ⅳ組)和13.95%(Ⅴ組)，妊娠后期蛋白質(zhì)水平分別為6.31%(Ⅰ組)、7.77%(Ⅱ組)、10.47%(Ⅲ組)、12.69%(Ⅳ組)和15.25%(Ⅴ組)，其他營養(yǎng)水平基本保持一致，妊娠前期和中期試驗(yàn)飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1，妊娠后期試驗(yàn)飼糧組成及營養(yǎng)水平見表2。飼養(yǎng)試驗(yàn)從妊娠第46天算起，共104 d，其中預(yù)試期14 d，正試期90 d，妊娠第61～90天、第91～120天和第121～150天分別為妊娠前期、中期和后期。

表1 妊娠前期和中期試驗(yàn)飼糧組成及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))

續(xù)表1項(xiàng)目 Items組別 GroupsⅠⅡⅢⅣⅤ中性洗滌纖維 NDF41.8748.3846.0342.5038.75酸性洗滌纖維 ADF25.6927.5325.5724.3723.34鈣Ca0.510.530.480.540.47磷P0.260.270.300.300.31

表2 妊娠后期試驗(yàn)飼糧組成及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))

1.2 飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)開始前對羊舍進(jìn)行清潔、消毒，并仔細(xì)查看代謝籠、食槽以及水槽是否有異常。每天08:00、17:00各飼喂1次，自由飲水。試驗(yàn)開始當(dāng)天清晨將試驗(yàn)羊空腹稱重并分組，緊接著進(jìn)入14 d的預(yù)試期。在預(yù)試期內(nèi)對各組試驗(yàn)羊的采食量做好記錄，根據(jù)前1天的采食量對第2天飼喂量作出及時(shí)調(diào)整，以保證料槽內(nèi)有10%左右的余料。預(yù)試期內(nèi)，試驗(yàn)羊適應(yīng)環(huán)境和試驗(yàn)飼糧，預(yù)試期結(jié)束后進(jìn)入為期90 d的正試期。正試期試驗(yàn)羊的飼養(yǎng)管理與預(yù)試期一致。

1.3 消化代謝試驗(yàn)

分別在妊娠前期(妊娠第71～75天)、中期(妊娠第101～105天)和后期(妊娠第131～135天)從各組隨機(jī)選5只試驗(yàn)羊進(jìn)行為期5 d的消化代謝試驗(yàn)。每天收集糞尿樣品，連續(xù)收集5 d，并準(zhǔn)確記錄每只試驗(yàn)羊每天的采食量、排糞量、排尿量。每天收集的鮮糞樣混勻后按10%取2份，其中一份按5%的比例加入10%的稀鹽酸固氮，用于檢測糞中粗蛋白質(zhì)含量；另一份直接放入自封袋保存，用于檢測其他營養(yǎng)成分的含量。每天收集的尿樣混勻后取總量的10%并加入10%稀鹽酸使pH低于3進(jìn)行固氮。此外，每天需要采集200 g的飼糧樣品，備測營養(yǎng)成分含量。全部樣品均需-20 ℃保存?zhèn)溆谩?/p>

1.4 常規(guī)營養(yǎng)成分含量測定

飼糧、糞和尿中的常規(guī)營養(yǎng)成分含量參照張麗英[14]主編的《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測技術(shù)》進(jìn)行測定。

1.5 計(jì)算公式

沉積氮(g/d)=采食氮-糞氮排放量-
尿氮排放量；
氮沉積率(%)=(沉積氮/采食氮)×100；
糞氮占比(%)=[糞氮排放量/
(糞氮排放量+尿氮排放量)]×100；
尿氮占比(%)=[尿氮排放量/
(糞氮排放量+尿氮排放量)]×100；
糞磷占比(%)=[糞磷排放量/
(糞磷排放量+尿磷排放量)]×100；
尿磷占比(%)=[尿磷排放量/
(糞磷排放量+尿磷排放量)]×100；
糞鈣占比(%)=[糞鈣排放量/
(糞鈣排放量+尿鈣排放量)]×100；
尿鈣占比(%)=[尿鈣排放量/
(糞鈣排放量+尿鈣排放量)]×100。

1.6 統(tǒng)計(jì)分析

試驗(yàn)數(shù)據(jù)用Excel 2010進(jìn)行初步處理，然后用SPSS 25.0進(jìn)行單因素方差分析(one-way ANOVA)，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示，以P<0.05作為差異顯著的判定標(biāo)準(zhǔn)，P<0.01作為差異極顯著的判定標(biāo)準(zhǔn)。

2 結(jié)果與分析

2.1 飼糧蛋白質(zhì)水平對妊娠前期云南半細(xì)毛羊養(yǎng)分排放的影響

由表3可知，在妊娠前期，飼糧蛋白質(zhì)水平對糞干物質(zhì)排放量、尿磷排放量、尿鈣排放量的影響不顯著(P>0.05)。糞氮排放量、尿氮排放量和氮總排放量隨著飼糧蛋白質(zhì)水平的升高而增加，其中Ⅳ組和Ⅴ組的糞氮排放量極顯著高于Ⅰ組(P<0.01)，Ⅴ組的尿氮排放量和氮總排放量極顯著高于除Ⅳ組以外的其他各組(P<0.01)。Ⅰ組的糞磷排放量、磷總排放量極顯著低于Ⅳ組和Ⅴ組(P<0.01)。Ⅴ組的糞鈣排放量、鈣總排放量最高，而Ⅲ組的最低，Ⅳ組和Ⅴ組的糞鈣排放量、鈣總排放量極顯著高于其他各組(P<0.01)，其他各組間差異不顯著(P>0.05)。妊娠前期云南半細(xì)毛羊糞尿中的氮、磷、鈣排放以糞中排放為主，糞氮、糞磷、糞鈣排放量分別占各自總排放量的55.36%～81.15%、99.33%～99.61%和96.54%～98.19%，尿氮、尿磷、尿鈣排放量分別占各自總排放量的18.85%～44.64%、0.39%～0.67%和1.81%～3.46%。

表3 飼糧蛋白質(zhì)水平對妊娠前期云南半細(xì)毛羊養(yǎng)分排放的影響

續(xù)表3項(xiàng)目 Items組別 GroupsⅠⅡⅢⅣⅤ尿氮占比N ratio of urine/%18.85±7.37Bc21.48±4.86Bc33.61±7.84Ab40.62±4.40Aab44.64±6.47Aa糞磷排放量Fecal P excretion/(g/d)3.43±0.51Bc3.88±0.51ABbc3.85±1.09ABc4.80±0.53Aab5.06±0.80Aa尿磷排放量Urine P excretion/(g/d)0.02±0.010.02±0.010.02±0.000.03±0.010.02±0.00磷總排放量Total P excretion/(g/d)3.45±0.51Bc3.89±0.51ABbc3.87±1.08ABc4.83±0.53Aab5.08±0.80Aa糞磷占比P ratio of feces/%99.33±0.3999.61±0.1299.42±0.2999.47±0.2299.53±0.12尿磷占比P ratio of urine/%0.67±0.390.39±0.120.58±0.290.53±0.220.47±0.12糞鈣排放量Fecal Ca excretion/(g/d)5.03±0.71Bb5.31±0.47Bb4.55±1.40Bb7.11±0.72Aa7.27±1.14Aa尿鈣排放量Urine Ca excretion/(g/d)0.17±0.110.14±0.060.13±0.070.15±0.060.13±0.03鈣總排放量Total Ca excretion/(g/d)5.20±0.62Bb5.44±0.48Bb4.68±1.36Bb7.26±0.74Aa7.40±1.16Aa糞鈣占比Ca ratio of feces/%96.54±2.4197.49±1.2096.88±2.0197.89±0.7098.19±0.24尿鈣占比Ca ratio of urine/%3.46±2.412.51±1.203.12±2.012.11±0.701.81±0.24

2.2 飼糧蛋白質(zhì)水平對妊娠中期云南半細(xì)毛羊養(yǎng)分排放的影響

由表4可知，在妊娠中期，糞干物質(zhì)排放量、尿磷排放量不受飼糧蛋白質(zhì)水平的顯著影響(P>0.05)。Ⅳ組的糞氮排放量最高，Ⅰ組的糞氮排放量顯著低于其他各組(P<0.05)；隨著飼糧蛋白質(zhì)水平的升高，尿氮排放量、氮總排放量逐漸增加，其中Ⅳ組和Ⅴ組的尿氮排放量、氮總排放量極顯著高于Ⅰ組和Ⅱ組(P<0.01)。糞磷排放量、磷總排放量隨著飼糧蛋白質(zhì)水平的升高而增加，其中Ⅳ組的糞磷排放量、磷總排放量顯著高于Ⅰ組(P<0.05)。Ⅳ組的糞鈣排放量、鈣總排放量最高，Ⅳ組和Ⅴ組的糞鈣排放量、鈣總排放量極顯著高于Ⅲ組(P<0.01)，Ⅰ組的尿鈣排放量最高且顯著高于Ⅲ組和Ⅳ組(P<0.05)。妊娠中期云南半細(xì)毛羊糞尿中的氮、磷、鈣排放以糞中排放為主，糞氮、糞磷、糞鈣排放量分別占各自總排放量的55.03%～82.83%、99.29%～99.68%和97.46%～98.98%，尿氮、糞磷、糞鈣排放量分別占各自總排放量的17.17%～44.97%、0.32%～0.71%和1.02%～2.54%。

表4 飼糧蛋白質(zhì)水平對妊娠中期云南半細(xì)毛羊養(yǎng)分排放的影響

2.3 飼糧蛋白質(zhì)水平對妊娠后期云南半細(xì)毛羊養(yǎng)分排放的影響

由表5可知，在妊娠后期，飼糧蛋白質(zhì)水平對糞干物質(zhì)排放量、尿磷排放量的影響不顯著(P>0.05)。糞氮排放量、尿氮排放量、氮總排放量、糞磷排放量、磷總排放量、糞鈣排放量隨著飼糧蛋白質(zhì)水平的升高而增加。Ⅳ組和Ⅴ組的糞氮排放量極顯著高于Ⅰ組(P<0.01)，Ⅴ組的尿氮排放量、氮總排放量極顯著高于其他各組(P<0.01)；Ⅳ組和Ⅴ組的糞磷排放量、磷總排放量極顯著高于Ⅰ組(P<0.01)，且顯著高于Ⅱ組(P<0.05)；Ⅴ組的糞鈣排放量極顯著高于Ⅰ組和Ⅱ組(P<0.01)，Ⅲ組的尿鈣排放量極顯著低于除Ⅳ組以外的其他各組(P<0.01)，Ⅴ組的鈣總排放量最高且極顯著高于Ⅰ組、Ⅱ組和Ⅲ組(P<0.01)。妊娠后期云南半細(xì)毛羊糞氮排放量占總氮排放量的45.42%～77.80%，尿氮占22.20%～54.58%，糞尿中的氮排放量在Ⅰ組～Ⅳ組是以糞中排放為主，在Ⅴ組中則是尿氮排放量大于糞氮排放量；糞尿中的磷、鈣排放量主要以糞中排放為主，糞磷、糞鈣排放量分別占各自總排放量的98.52%～99.44%和96.22%～98.49%，尿磷、尿鈣排放量分別占各自總排放量的0.56%～1.48%和1.51%～3.78%。

表5 飼糧蛋白質(zhì)水平對妊娠后期云南半細(xì)毛羊養(yǎng)分排放的影響

2.4 飼糧蛋白質(zhì)水平對妊娠期云南半細(xì)毛羊氮平衡的影響

由表6可知，整個(gè)妊娠期采食氮隨著飼糧蛋白質(zhì)水平的升高而增加。妊娠前期，Ⅳ組的沉積氮和氮沉積率最高，Ⅳ組和Ⅴ組的沉積氮極顯著高于Ⅰ組和Ⅱ組(P<0.01)，Ⅲ組和Ⅳ組的氮沉積率顯著高于Ⅰ組(P<0.05)。妊娠中期，Ⅳ組和Ⅴ組的采食氮極顯著高于其他各組(P<0.01)，Ⅳ組的沉積氮最高且極顯著高于Ⅰ組和Ⅱ組(P<0.01)，各組的氮沉積率差異不顯著(P>0.05)。妊娠后期，Ⅴ組的采食氮最高且極顯著高于其他各組(P<0.01)，沉積氮隨著飼糧蛋白質(zhì)水平的升高而增加。整個(gè)妊娠期各組氮平衡均為正平衡。

表6 飼糧蛋白質(zhì)水平對妊娠期云南半細(xì)毛羊氮平衡的影響

3 討 論

3.1 飼糧蛋白質(zhì)水平對妊娠期云南半細(xì)毛羊養(yǎng)分排放的影響

妊娠母羊從飼糧中攝入的蛋白質(zhì)不僅要維持自身增長需求，還要滿足胎兒及其附屬物的生長需要，但攝入過多的蛋白質(zhì)會(huì)造成蛋白質(zhì)資源的浪費(fèi)，未被利用的氮通過糞氮和尿氮排放到環(huán)境中，又會(huì)造成環(huán)境污染[15-16]。研究報(bào)道，飼糧蛋白質(zhì)水平是影響羊氮采食量、糞氮和尿氮排放量最直接的因素[17-18]。馬鐵偉等[19]研究了不同飼喂水平對妊娠期杜湖雜交F1代母羊蛋白質(zhì)代謝的影響，表明母羊的糞氮、尿氮、沉積氮隨著采食氮的增加而增加。李衛(wèi)娟等[20]研究了空懷期云南半細(xì)毛羊在不同飼糧蛋白質(zhì)水平下的氮排放情況，指出隨著飼糧蛋白質(zhì)水平的升高，尿氮排放量增加。本研究中，尿氮排放量和氮總排放量隨著飼糧蛋白質(zhì)水平的升高而增加，與上述研究結(jié)果一致。同時(shí)還發(fā)現(xiàn)，在妊娠前期和中期，糞氮占比高于尿氮占比，氮排放以糞中排放為主，而在妊娠后期，當(dāng)采食氮較低時(shí)，氮排放仍然以糞中排放為主，但隨著采食氮的增加，尿氮排放量會(huì)大于糞氮排放量。當(dāng)飼糧蛋白質(zhì)水平升高時(shí)，妊娠前期、中期、后期糞氮排放量分別升高了52.30%、46.97%、85.54%，而尿氮排放量分別升高了458.53%、461.06%、649.51%，可以看出飼糧氮水平的升高能迅速增加尿氮排放量，而糞氮排放量變化相對較小。因此，適宜的飼糧蛋白質(zhì)水平有利于減少糞尿中氮的排放量。

鈣是動(dòng)物體內(nèi)含量最多的礦物元素，據(jù)歐陽依娜等[4]報(bào)道，空懷期云南半細(xì)毛羊鈣排放量以糞中排放為主，占鈣總排放量的96.98%～98.73%，而尿鈣排放量僅占1.27%～3.02%。本研究中，妊娠期云南半細(xì)毛羊鈣排放量隨著飼糧蛋白質(zhì)水平的升高有上升趨勢但變化較小，且以糞中排放為主，糞鈣排放量占鈣總排放量的96.22%～98.98%，而尿鈣排放量則占1.02%～3.78%。磷在動(dòng)物體內(nèi)的含量僅次于鈣，從糞中排出的磷大部分是代謝的內(nèi)源磷，占磷總排放量的95%～98%，剩余的通過尿液和乳汁排出[21]。本研究中，磷總排放量隨著飼糧蛋白質(zhì)水平的升高而增加，且以糞中排放為主，與李衛(wèi)娟等[20]的研究結(jié)果一致。當(dāng)今畜牧業(yè)為了提高動(dòng)物的生產(chǎn)性能而在飼糧中添加過量的氮和磷，不僅會(huì)影響動(dòng)物健康，還會(huì)增加環(huán)境負(fù)擔(dān)[22]。目前關(guān)于氮、磷排放對環(huán)境影響的研究集中在奶牛上，對羊的研究甚少。從本研究可以看出，在保證羊?qū)︷B(yǎng)分的維持需要基礎(chǔ)上，可以通過降低飼糧蛋白質(zhì)水平來減少氮、磷的排放量，減輕環(huán)境負(fù)擔(dān)。

3.2 飼糧蛋白質(zhì)水平對妊娠期云南半細(xì)毛羊氮平衡的影響

氮平衡是反映動(dòng)物機(jī)體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝的重要指標(biāo)，它比蛋白質(zhì)消化率更能反映蛋白質(zhì)的利用效率[23]。彭玉麟等[24]、任萬錄等[25]研究表明，隨著飼糧蛋白質(zhì)水平的升高，氮采食量也升高。王思宇等[18]研究發(fā)現(xiàn)，48～52 kg空懷期云南半細(xì)毛羊的采食氮、沉積氮、氮表觀消化率隨著飼糧蛋白質(zhì)水平的增加而增加。本研究中，妊娠期云南半細(xì)毛羊的氮采食量隨著飼糧蛋白質(zhì)水平的升高而增加，妊娠前期和中期的沉積氮?jiǎng)t呈先升高后降低趨勢，在12.43%蛋白質(zhì)水平組最高；妊娠后期沉積氮與飼糧蛋白質(zhì)水平變化一致，在15.25%蛋白質(zhì)水平組最高。如果飼糧中的蛋白質(zhì)不能滿足動(dòng)物所需，適當(dāng)提高飼糧蛋白質(zhì)水平有利于提高蛋白質(zhì)的利用率，但當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)已經(jīng)能滿足動(dòng)物需要，再提高飼糧蛋白質(zhì)水平則會(huì)降低蛋白質(zhì)利用率[26]。本試驗(yàn)中，在妊娠前期、中期，沉積氮在飼糧蛋白質(zhì)水平為12.43%時(shí)達(dá)到最高，說明該蛋白質(zhì)水平已經(jīng)能滿足試驗(yàn)羊自身需求，再繼續(xù)升高蛋白質(zhì)水平則會(huì)造成蛋白質(zhì)過量，只能排出體外；此外，妊娠前期和中期母羊體內(nèi)的胎兒及其附屬物生長速度緩慢，所需的養(yǎng)分相對較少，而妊娠后期胎兒及其附屬物生長較快，母羊需要汲取更多的養(yǎng)分來供給它們[27]，所以，相較于妊娠前期和中期，妊娠后期母羊需要更多的飼糧蛋白質(zhì)來維持體內(nèi)消化代謝。

4 結(jié) 論

① 妊娠期云南半細(xì)毛羊的糞氮排放量、尿氮排放量、氮總排放量隨著飼糧蛋白質(zhì)水平的升高而增加，磷總排放量、鈣總排放量有上升趨勢，糞干物質(zhì)排放量、尿磷排放量不受飼糧蛋白質(zhì)水平的顯著影響。

② 妊娠前期和中期云南半細(xì)毛羊氮排放以糞中排放為主，而在妊娠后期，當(dāng)采食氮較低時(shí)，氮排放仍然以糞中排放為主，但隨著采食氮的增加，尿氮排放量大于糞氮排放量。妊娠期云南半細(xì)毛羊磷、鈣幾乎都從糞中排放，尿中排放較少。

③ 以氮沉積率為標(biāo)識(shí)，妊娠前期、中期和后期云南半細(xì)毛羊的最佳飼糧蛋白質(zhì)水平分別為12.43%、12.43%、10.47%，此蛋白質(zhì)水平時(shí)氮沉積效率最佳，糞尿中的氮磷排放量較少，有利于降低環(huán)境污染。