低氮飼糧對動物生長性能及氮排放影響的研究進展

桂瑞麒 周玉香

(寧夏大學(xué)農(nóng)學(xué)院,銀川 750021)

隨著我國經(jīng)濟的發(fā)展和人民生活水平的提升,在注重生產(chǎn)效益的同時也開始注重生態(tài)環(huán)保問題。低氮飼糧是現(xiàn)階段我國動物營養(yǎng)研究的熱點。低氮飼糧指的是飼喂飼糧蛋白質(zhì)水平在常規(guī)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上再降低2～4個百分點,同時添加適量的合成氨基酸以平衡飼糧中所需的必需氨基酸,從而降低氮排放的一種飼糧[1]。低氮飼糧在豬及家禽養(yǎng)殖方面的應(yīng)用已經(jīng)取得一定的效果,但在反芻動物上的應(yīng)用還需要進一步探索和研究。

2020年6月德國環(huán)保局發(fā)布了有關(guān)氮綜合指標(biāo)的報告,報告尤其定量了動物及飼料間含氮化合物的流量,并且以此為基礎(chǔ)制定如何減少氮排放和評估減少氮排放帶來的影響。在這樣大環(huán)境的影響下,我們對低氮飼糧的認知與接受也在不斷增加。在豬生產(chǎn)中,低氮飼糧已有近30年的研究史,現(xiàn)已能在保證豬生長性能不改變的前提下,通過維持氨基酸平衡,滿足飼糧所需的總氮,達到降低飼糧蛋白質(zhì)水平的目的。而在家禽生產(chǎn)中,低氮飼糧雖然能有效降低氮排泄,卻會對家禽的生產(chǎn)性能造成負面影響,需要通過合理制定氨基酸平衡、分階段降低蛋白質(zhì)水平等方式,才能在節(jié)資減排的前提下,改善家禽的生長性能以及營養(yǎng)物質(zhì)腸道吸收[2]。相較于非反芻動物,反芻動物氮的利用效率更低,約為25%,更容易增加生產(chǎn)成本與環(huán)境氮污染,也因其特有的瘤胃,易于飼喂低蛋白質(zhì)水平飼糧且適量補充氨基酸與非蛋白氮達到節(jié)資減排的目的[3]。

1 低氮飼糧對動物生長性能及氮排放的影響

動物的生長性能主要表現(xiàn)為干物質(zhì)采食量及平均日增重,影響并支配了動物的屠宰性能。動物氮排放主要以氨、尿素、尿酸3種形式將含氮廢物排出體外。

1.1 對豬的影響

豬只對蛋白質(zhì)需求的本質(zhì)是對氨基酸的需求,高蛋白質(zhì)水平飼糧固然能滿足限制性氨基酸的需要,但同時其余的過量氨基酸只能通過脫氨基作用被消耗和排泄,且被攝入的蛋白質(zhì)經(jīng)體內(nèi)代謝后以尿素形式排出,尿素本身具有較高能量,極易造成能量流失。大量研究結(jié)果表明,以理想氨基酸模型平衡為前提,適當(dāng)降低飼糧蛋白質(zhì)水平(1%～3%),并不會對生長育肥豬生長性能及相關(guān)指標(biāo)造成負面影響[4]。張俊杰等[5]通過試驗得出,與正常飼喂相比,飼喂蛋白質(zhì)水平降低4個百分點的飼糧對育肥豬生長并無顯著影響,但顯著提高了豬肉失水率。Zhou等[6]將木薯作為生長豬低氮飼糧中支鏈淀粉的來源進行試驗發(fā)現(xiàn),以木薯作為來源的低氮飼糧能夠調(diào)節(jié)相關(guān)腸道激素的分泌,改善葡萄糖的吸收,從而促進生長豬進食的欲望,改善生長性能,提高氮利用率。李美君等[7]研究發(fā)現(xiàn),維持氨基酸平衡的基礎(chǔ)上,飼糧蛋白質(zhì)水平降低2～4個百分點,對豬生長性能無不良影響,將飼糧蛋白質(zhì)水平從18%逐步降低至16%和14%時,總氮排放可降低34.83%～42.08%,顯著降低了尿氮和總氮的排放量。這與黃健等[8]試驗得出的結(jié)論相似,適當(dāng)降低生長豬飼糧蛋白質(zhì)水平,能有效提高氮利用率,通過減少排尿量和尿氮等方式減少氮排放。

通過合理運用低氮飼糧技術(shù),補充適量的氨基酸添加劑,能在不影響豬只正常生長性能的前提下,最大化地利用飼料原料,增加其對飼料中營養(yǎng)成分的吸收。這有效減少了養(yǎng)殖過程中的糞氮、尿氮排泄,對堆肥過程中大量溫室氣體排放有了極大的緩解,在環(huán)境保護與緩解溫室效應(yīng)方面頗有功效。

1.2 對家禽的影響

蛋白質(zhì)飼料資源因為其價格高昂,且蛋白質(zhì)利用效率低嚴重制約了我國養(yǎng)禽業(yè)發(fā)展,因此低氮飼糧應(yīng)運而生,成為現(xiàn)今養(yǎng)禽業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。蛋白質(zhì)是家禽飼料中重要的營養(yǎng)物質(zhì),因為其是細胞原生質(zhì)、細胞核、細胞膜和細胞間質(zhì)的主要成分。家禽在生命活動過程中增長新的組織、修補舊組織和蛋的形成都需要蛋白質(zhì)。飼糧中蛋白質(zhì)水平過低會影響消化率,造成機體代謝失調(diào),嚴重影響畜禽生產(chǎn)力的發(fā)揮;飼糧蛋白質(zhì)水平過高不僅不能增加體內(nèi)氮的沉積,反而會使排泄物中分解不完全的含氮物數(shù)量增多,降低蛋白質(zhì)的利用率。De Cesare等[9]研究發(fā)現(xiàn),在育肥階段飼喂低氮飼糧的肉雞對于飼料有著更高的轉(zhuǎn)化率。張思軒等[10]研究發(fā)現(xiàn),在玉米-雜粕型飼糧基礎(chǔ)上適當(dāng)降低蛋白質(zhì)水平且平衡可消化氨基酸,不會對蛋雞生長性能造成負面影響,這與趙前程等[11]研究結(jié)果一致。張恒碩[12]對產(chǎn)蛋后期蛋雞進行低蛋白質(zhì)水平飼糧飼喂試驗后發(fā)現(xiàn),蛋雞飼糧蛋白質(zhì)水平降低0.5%～1.5%對產(chǎn)蛋率、蛋料比、蛋重等均無顯著影響。Van Harn等[13]在處理低氮飼糧(補充游離氨基酸)的試驗中發(fā)現(xiàn),飼糧蛋白質(zhì)水平降低2.2%～2.3%不會對育肥雞生長性能造成負面影響,反而降低肉雞的氮排泄,減少其對植物蛋白質(zhì)的依賴。

低氮飼糧對家禽的影響是顯而易見的,如飼糧中蛋白質(zhì)或氨基酸水平過低,會導(dǎo)致家禽的羽毛生長變得異常,主要是因為缺乏含硫氨基酸與支鏈氨基酸[14]。所以,要保持飼料所含能量不變,通過降低飼糧中豆粕含量影響蛋白質(zhì)水平,并添加氨基酸維持氨基酸平衡,這樣配制出來的低蛋白質(zhì)水平飼糧才是對家禽有利的。

1.3 對反芻動物的影響

瘤胃微生物蛋白是反芻動物氮營養(yǎng)的主要來源。反芻動物先將飼料中的部分蛋白質(zhì)或氨基酸分解后合成微生物蛋白,然后進入小腸后才能被分解成氨基酸吸收利用,只有少部分蛋白質(zhì)能經(jīng)過瘤胃直接進入小腸供機體消化吸收。通常來說,微生物蛋白中的必需氨基酸足以滿足反芻動物的需要。因此,很少發(fā)生必需氨基酸的缺乏問題。而對一些高產(chǎn)反芻家畜如奶牛、肉羊等,由于微生物蛋白不能滿足其蛋白質(zhì)、特別是必需氨基酸的需要,必須要在飼糧中增加蛋白質(zhì)含量。在這種情況下,雖然瘤胃微生物蛋白的合成量也會有所增加,但由于瘤胃微生物在對飼料蛋白質(zhì)分解和再合成過程中損失的蛋白質(zhì)量要比微生物蛋白合成增加的量多,也就降低了飼料蛋白質(zhì)的利用效率。周建偉[15]研究發(fā)現(xiàn),在低氮飼糧條件下藏羊具有較高的飼料轉(zhuǎn)化能力。同樣,Zhang等[16]對山羊進行13.0%(對照)、11.5%和10.0%蛋白質(zhì)分組試驗得出,低氮飼糧增加了山羊腸道對養(yǎng)分吸收效率并減少了氮排放。Sinclair等[17]通過試驗得出,沒有證據(jù)可以表明在低氮飼糧條件下會對奶牛生產(chǎn)性能及健康造成不利影響。Katongole等[18]的試驗結(jié)果與之相似,在對荷斯坦奶牛飼糧低氮試驗處理中發(fā)現(xiàn),隨著飼糧蛋白質(zhì)水平的增加,牛奶的產(chǎn)量會增高,而超過了適度范圍不影響牛奶產(chǎn)量,但會增加奶牛的氮排放,造成環(huán)境污染。在Kamiya等[19]的研究中發(fā)現(xiàn),低氮飼糧組的尿液和總氮排泄量低于高氮組,并且生長性能和胴體性狀不受飼糧蛋白質(zhì)水平影響。Edouard等[20]對奶牛進行低、高氮飼糧對照試驗,通過對比發(fā)現(xiàn),飼喂低氮飼糧動物的尿排泄中的氮減少了65%,而糞便中氮排泄量和牛奶中氮分泌量均未減少。Mutsvangwa等[21]的研究結(jié)果與之相似,降低飼糧蛋白質(zhì)水平可以減少尿氮的排泄,同時對牛奶產(chǎn)量沒有顯著影響。

通過以上試驗表明,飼糧蛋白質(zhì)水平與生產(chǎn)性能及氮排放息息相關(guān)。由于反芻動物瘤胃中含有豐富的微生物,較低蛋白質(zhì)水平的飼糧更利于瘤胃微生物吸收含氮化合物并作用于生產(chǎn)當(dāng)中。而高蛋白質(zhì)水平的飼糧會導(dǎo)致更多的飼料氮不能被利用,這一部分主要以尿素氮形式被排出體外,更容易在空氣中轉(zhuǎn)化成氨氣(NH3),造成環(huán)境污染。所以,研究低氮飼糧對反芻動物生長性能的影響與減少氮排放、保護生態(tài)環(huán)境具有重要意義。

2 低氮飼糧對動物血液生化指標(biāo)的影響

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、代謝以及轉(zhuǎn)化等重要的生理和生化過程[22]。血漿尿素氮含量已被認為是評價蛋白質(zhì)和氨基酸利用的適當(dāng)指標(biāo),當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)的營養(yǎng)價值較高或飼糧氨基酸結(jié)構(gòu)滿足動物需求時,血漿尿素氮通常出現(xiàn)低水平。在畜牧生產(chǎn)中,可以根據(jù)畜禽血液生化指標(biāo)對其營養(yǎng)水平進行適時調(diào)控,充分發(fā)揮畜禽生產(chǎn)性能。

2.1 對豬的影響

有研究表明,飼糧蛋白質(zhì)水平從18%逐步降低至16%和14%時,其血清總蛋白(TP)、球蛋白(GLB)、白蛋白(ALB)含量無顯著差異,表明在一定范圍內(nèi)降低飼糧蛋白質(zhì)水平并且維持相應(yīng)氨基酸基本平衡,生長豬正常的蛋白質(zhì)合成代謝不受影響[7]。方桂友等[23]將60只妊娠后期母豬分為2組,對照組飼糧蛋白質(zhì)水平為15%,試驗組飼糧蛋白質(zhì)水平為13%,通過試驗分析得出,飼喂低蛋白質(zhì)水平飼糧,試驗組血清尿素氮含量顯著降低,但是血清葡萄糖、甘油三酯、肌酐含量無顯著差異。這可能是由于氨基酸在動物生長發(fā)育過程中的利用率提高和腸道吸收增加,而尿素氮是機體內(nèi)各組織蛋白質(zhì)分解代謝的終產(chǎn)物,與氨基酸的利用效率呈負相關(guān)。同時這說明在低氮飼糧條件下,維持氨基酸平衡的基礎(chǔ)上,豬血液中尿素氮含量會減少,證實了低氮飼糧能減少氮排放且不會對豬血清生化指標(biāo)造成影響。

2.2 對家禽的影響

張思軒等[10]將蛋雞飼糧蛋白質(zhì)水平從16.4%降低至14.4%及12.4%,分析低蛋白質(zhì)水平飼糧對其血清生化指標(biāo)的影響,發(fā)現(xiàn)3組的血清TP、尿酸、尿素氮含量均無顯著差異。張麗明等[24]將雄性白羽肉雞隨機分為4組進行低蛋白質(zhì)水平飼糧中補充必需氨基酸的試驗,發(fā)現(xiàn)在降低3%蛋白質(zhì)水平的飼糧中添加0.10%蛋氨酸與0.22%賴氨酸(前期)、0.26%賴氨酸(后期),能極顯著提高白羽肉雞血清及肝臟總抗氧化能力、肝臟中谷胱甘肽過氧化物酶活性,顯著提高血清中超氧化物歧化酶的活性。

綜上所述,在補充必需氨基酸的前提下,降低肉雞飼糧蛋白質(zhì)水平,對比飼喂正常飼糧,能減少氮排放,提高飼料氮利用率,且血清尿素氮含量無顯著差異,還能提高肉雞的抗氧化性能。

2.3 對反芻動物的影響

Singh等[25]對15只水牛小母牛進行不同蛋白質(zhì)水平飼糧的飼喂,得出飼糧氮水平對血液代謝產(chǎn)物沒有顯著影響的結(jié)論。而在Naveed-Ul-Haque等[26]進行的3種不同蛋白質(zhì)水平飼糧對血漿生化指標(biāo)影響的試驗中,發(fā)現(xiàn)隨著飼糧蛋白質(zhì)水平的增加,血漿尿素氮含量增加,葡萄糖和甘油三酯的含量無顯著變化。多個試驗表明了低氮飼糧條件下,反芻動物血清尿素氮的含量會減少,對其他血清生化指標(biāo)并無不良影響。尿素氮可以反映飼糧或者小腸可吸收氨基酸的平衡程度,因為反芻動物對代謝蛋白質(zhì)的利用效率很大程度取決于氨基酸的吸收。血清中的尿素氮含量主要受飼糧能氮比影響,飼糧中可發(fā)酵碳水化合物會由于微生物可利用的能量較低而抑制微生物的生長,最終導(dǎo)致血清尿素氮含量升高,而血清尿素氮含量的降低則表明飼糧提高了血清的整體氮效率。

3 低氮飼糧對動物胃腸道功能及瘤胃發(fā)酵的影響

3.1 對豬腸道的影響

營養(yǎng)物質(zhì)在豬腸道內(nèi)的代謝影響豬只的健康狀況和生產(chǎn)水平。Wang等[27]試驗發(fā)現(xiàn),飼喂添加酪蛋白水解物的低氮飼糧增加了豬回腸中乳酸桿菌數(shù)量且降低了大腸桿菌的數(shù)量,降低促炎因子白細胞介素-1β(IL-1β)、白細胞介素-17A(IL-17A)及腫瘤壞死因子的表達水平,有效提高了豬腸道屏障功能,對腸道菌群和免疫功能產(chǎn)生了有利影響。Opapeju等[28]經(jīng)試驗得出,飼糧蛋白質(zhì)水平降低4%時,可以減少豬只小腸隱窩深度,提高小腸絨毛高度與隱窩深度的比值。Yu等[29]將18只斷奶仔豬均分為3組,3組分別飼喂飼糧蛋白質(zhì)水平為20%、17%、14%的飼糧,且維持氨基酸平衡,發(fā)現(xiàn)斷奶仔豬的飼糧蛋白質(zhì)水平降低3%或6%有可能會減少氮排放和影響仔豬消化能力,在考慮斷奶仔豬胃蛋白酶活性與小腸形態(tài)的不適應(yīng)性變化,得出飼糧蛋白質(zhì)水平不能降低3%以上的結(jié)論。

以上試驗得出,適宜的低蛋白質(zhì)水平飼糧對豬小腸的健康及形態(tài)結(jié)構(gòu)起到了有利作用。且低蛋白質(zhì)水平飼糧中有著偏低的酸度結(jié)合力,可降低胃與腸道中的pH,抑制病原菌增殖。若飼糧中含有較高的蛋白質(zhì)水平,即使小腸吸收了大部分營養(yǎng)物質(zhì),還是有小部分蛋白質(zhì)及游離的氨基酸進入大腸中,分解產(chǎn)生的物質(zhì)會與大腸黏膜進行炎癥反應(yīng),所以適度降低飼糧蛋白質(zhì)水平對豬腸道是有保護作用的。

3.2 對家禽腸道的影響

有研究表明,家禽的生產(chǎn)性能好壞與腸道的健康緊密相關(guān),健康的腸胃功能可以提高其對飼料營養(yǎng)成分的吸收,降低料重比,有效增強家禽抗病力[30]。Laudadio等[31]將180只肉雞均分為3組,分別飼喂蛋白質(zhì)水平為22.5%、20.5%、18.5%的飼糧,發(fā)現(xiàn)將飼糧蛋白質(zhì)水平降低到20.5%導(dǎo)致十二指腸和回腸的絨毛高度和絨毛高度與隱窩深度比值更高。有學(xué)者研究發(fā)現(xiàn),飼喂補充氨基酸的低氮飼糧的肉雞與飼喂低氮飼糧的肉雞相比,小腸絨毛高度增加,說明飼喂低氮飼糧的肉雞有著更高效的腸道吸收能力,并且顯著降低了氮排放[32]。

腸道是家禽攝取營養(yǎng)物質(zhì)與抵抗病原體的重要器官,飼糧蛋白質(zhì)水平對家禽腸道健康保護至關(guān)重要。較低的飼糧蛋白質(zhì)水平容易導(dǎo)致蛋雞的腸道菌群多樣性下降,但維持氨基酸平衡的低蛋白質(zhì)水平飼糧能增加絨毛高度與腸道吸收能力,在飼糧中添加蘇氨酸可以豐富腸道微生物的多樣性,改善腸道形態(tài)發(fā)育,添加賴氨酸則會增加絨毛高度,降低隱窩深度,促進腸道吸收[33-34]。

3.3 對反芻動物瘤胃發(fā)酵的影響

瘤胃是反芻動物的第一胃,瘤胃內(nèi)pH一般維持在5.5～7.0,pH影響到瘤胃中微生物的降解和瘤胃發(fā)酵。瘤胃發(fā)酵產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸是反芻動物主要的能量來源。Abbasi等[35]在使用長期瘤胃模擬方法進行試驗后發(fā)現(xiàn),低蛋白質(zhì)水平飼糧中補充蛋氨酸可以提高瘤胃消化率和揮發(fā)性脂肪酸的產(chǎn)量。Zhou等[36]對藏羊和綿羊做了4種不同蛋白質(zhì)水平飼糧的對照試驗,發(fā)現(xiàn)在低氮飼糧條件下,不同飼糧蛋白質(zhì)水平并不會對其瘤胃pH造成明顯改變,這與Zhang等[16]的研究結(jié)果一致。Yang等[37]試驗發(fā)現(xiàn),飼喂較高蛋白質(zhì)水平的飼糧會導(dǎo)致羔羊瘤胃中醋酸鹽與丙酸鹽的比值提高,且飼喂蛋白質(zhì)水平為13.40%的飼糧能提高瘤胃中優(yōu)勢菌種(擬桿菌門、厚壁菌門等)的峰值強度,改善瘤胃發(fā)酵環(huán)境。

飼糧中蛋白質(zhì)水平較高會影響瘤胃pH,進而影響瘤胃微生物的生態(tài)環(huán)境,降低氮的吸收率,多余的氮也會隨著糞、尿排出體外造成環(huán)境污染。通過以上試驗得出,合理配制的低蛋白質(zhì)水平飼糧對反芻動物瘤胃內(nèi)pH不會造成顯著影響,維持了瘤胃內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定。這說明低蛋白質(zhì)水平飼糧更利于養(yǎng)殖場的節(jié)能環(huán)保,通過適當(dāng)添加氨基酸與非蛋白氮提高飼糧氮利用效率。

4 低氮飼糧對動物產(chǎn)肉性能及肉品質(zhì)的影響

評價動物屠宰性能和肉品質(zhì)的主要指標(biāo)有宰前活重、胴體重、屠宰率、剪切力、蒸煮損失、失水率等。胴體發(fā)育程度由眼肌面積來判斷,胴體品質(zhì)用背膘厚度評價,而宰前活重的大小決定動物胴體重和眼肌面積的大小。

4.1 對豬產(chǎn)肉性能及肉品質(zhì)的影響

Zhu等[38]在育肥豬(杜洛克×約克郡)上進行低氮飼糧試驗,共54只豬分為3個處理,每個處理有6個重復(fù),分為飼喂高蛋白質(zhì)水平(16%)飼糧、中蛋白質(zhì)水平(12%)飼糧和低蛋白質(zhì)水平(10%)飼糧,發(fā)現(xiàn)補充了賴氨酸、色氨酸、蘇氨酸和蛋氨酸的低氮飼糧可以通過調(diào)節(jié)脂肪代謝中涉及的抗氧化能力和相關(guān)基因表達以及調(diào)節(jié)育肥豬腸道微生物組成來改善肉品質(zhì),且不影響生長性能。Wang等[39]將27只育肥豬均分為3組,每組分別飼喂16.0%、14.0%和12.0%蛋白質(zhì)水平飼糧,且補充了賴氨酸、色氨酸、蘇氨酸和蛋氨酸,通過試驗得出,飼喂低氮飼糧的豬增加了眼肌面積,降低了剪切力系數(shù),減少了肌肉水分流失及滴水損失,降低飼糧蛋白質(zhì)水平2～4個百分點,并且補充4種氨基酸,對育肥豬生長性能及屠宰性能無顯著影響,但改善了育肥豬的肉品質(zhì)及風(fēng)味。

4.2 對家禽產(chǎn)肉性能及肉品質(zhì)的影響

Belloir等[40]對肉雞低氮飼糧進行優(yōu)化,發(fā)現(xiàn)合理配制飼糧,降低蛋白質(zhì)水平,不僅不會影響雞的產(chǎn)肉性能及肉品質(zhì),還能減少與氮排泄相關(guān)的環(huán)境負擔(dān)。Brink等[41]在補充氨基酸維持平衡的條件下,降低飼糧蛋白質(zhì)水平到187.5和180.0 g/kg,發(fā)現(xiàn)不會影響肉雞的肉產(chǎn)量及質(zhì)量。Upadhaya等[42]則發(fā)現(xiàn),在降低蛋白質(zhì)水平的肉雞飼糧中添加益生菌,能有效改善肉品質(zhì),增加增重,提高飼料轉(zhuǎn)化率且降低了排泄物中的氮含量。與生長性能結(jié)果相似,飼糧中蛋白質(zhì)水平過低會影響家禽的產(chǎn)肉性能與飼料轉(zhuǎn)化率,這就需要補充氨基酸以維持平衡。以上試驗得出,滿足氨基酸平衡的低氮飼糧不會對家禽的產(chǎn)肉性能與肉品質(zhì)造成不利影響,且飼喂低氮飼糧能夠減少糞氮排泄,降低飼料成本。

4.3 對反芻動物產(chǎn)肉性能及肉品質(zhì)的影響

Schiavon等[43]在皮埃蒙特公牛的試驗發(fā)現(xiàn),低氮飼糧對胴體和肉品質(zhì)沒有顯著影響,同時也對生長性能沒有顯著影響,但是降低了牛的氮排泄。Kannan等[44]對20只閹割的奶山羊分別飼喂飼糧蛋白質(zhì)水平為18%和12%的飼糧,結(jié)果發(fā)現(xiàn)飼糧蛋白質(zhì)水平對肉品質(zhì)沒有顯著影響。但是Wang等[45]對17只雜交羔羊設(shè)計了高(13%蛋白質(zhì),HP)、低(8%蛋白質(zhì),LP)2種蛋白質(zhì)水平的試驗,經(jīng)過9周飼喂后發(fā)現(xiàn),飼喂LP飼糧的羔羊背最長肌滴水損失、脂肪厚度及熱胴體重量顯著低于飼喂HP飼糧的羔羊,但飼喂LP飼糧的羔羊肉品質(zhì)相關(guān)基因表達量顯著提高,說明HP飼糧可促進羔羊的生長,LP飼糧更有利于生長羔羊肉品質(zhì)的改善。Jiao等[46]則研究發(fā)現(xiàn),飼喂低氮飼糧的基礎(chǔ)上,隨著飼糧中能量水平的提升,藏羊和小尾寒羊與肉品質(zhì)相關(guān)的指標(biāo)有所改善。以上試驗結(jié)果不盡相同,說明產(chǎn)肉性能與肉品質(zhì)還會受到試驗動物品種、飼喂飼糧蛋白質(zhì)水平、飼糧中能量水平的影響,具體機制還需進一步探究。

5 低氮飼糧對代謝組學(xué)的影響

代謝組學(xué)是對細胞、生物流體、組織或者生物體內(nèi)的小分子(以上統(tǒng)稱為代謝物)的大規(guī)模研究。代謝組學(xué)分為靶向代謝組學(xué)和廣靶代謝組學(xué)[47]。靶向代謝組學(xué)主要通過對血液、尿液或其他體液以及組織中某一特定的代謝物的富集與準(zhǔn)確定量定性分析,可以結(jié)合其他試驗數(shù)據(jù)揭示相關(guān)分子生物學(xué)的作用機制。廣靶代謝組學(xué)通過對部分標(biāo)準(zhǔn)品、非靶向數(shù)據(jù)及資料等建立本地數(shù)據(jù)庫,實現(xiàn)對代謝物的定性和相對定量。Spring等[48]對仔豬進行了低氮飼糧飼喂試驗,通過血液代謝組學(xué)對比發(fā)現(xiàn),與飼喂蛋白質(zhì)水平為24%飼糧的仔豬相比,飼喂蛋白質(zhì)水平為12%飼糧的仔豬血清異亮氨酸、纈氨酸、酪氨酸、色氨酸和甘氨酸含量顯著降低。同樣,Wang等[49]給仔豬飼喂補充支鏈氨基酸的低氮飼糧,并對仔豬肌肉進行代謝組學(xué)分析,發(fā)現(xiàn)與正常飼糧蛋白質(zhì)水平飼喂組對比,在飼喂低蛋白質(zhì)水平飼糧下,補充支鏈氨基酸組肌肉肌氨酸、鳥氨酸、脯氨酸、蛋氨酸和蘇氨酸含量均增加,支鏈氨基酸可以通過直接或間接合成轉(zhuǎn)化為非必需氨基酸及其代謝物,最終減少氮排泄。α-酮戊二酸(AKG)參與了三羧酸循環(huán)過程,可合成部分支鏈氨基酸[50]。Zhang等[51]對飼喂低氮飼糧的湖羊進行試驗,設(shè)計了3個與對照組相比下降了約10% 蛋白質(zhì)的低氮飼糧,低氮飼糧的可溶性蛋白比例分別為21.2%、25.9%和29.4%,進行瘤胃代謝組學(xué)分析得出低氮飼糧降低了D-天冬氨酸、D-丙氨酸、L-苯丙氨酸等氨基酸的含量,這些氨基酸主要來源于瘤胃微生物降解的蛋白質(zhì),說明低氮飼糧下調(diào)了氨基酸代謝途徑,而不飽和脂肪酸的生物合成以及維生素B6代謝隨著可溶性蛋白比例的增加而上調(diào),說明可溶性蛋白比例為25%～30%的情況下羊只獲得了更高的氮利用效率。

6 小 結(jié)

總而言之,低氮飼糧降低了飼喂成本的同時也減少了氮排放,降低了環(huán)境污染。本文通過總結(jié)分析了低蛋白質(zhì)水平飼糧對動物的生長性能及氮排放、血清生化指標(biāo)、胃腸道功能及瘤胃發(fā)酵、產(chǎn)肉性能及肉品質(zhì)和代謝組學(xué)的影響,為進一步研究低氮飼糧在動物中的應(yīng)用提供了理論依據(jù)。今后可從以下幾個方面對低氮飼糧進行深入研究:1)通過對微生物種群的分析和微生物分子水平的分析來確認低氮飼糧對腸道微生物及瘤胃菌群結(jié)構(gòu)的影響;2)根據(jù)動物不同品種與生理狀況設(shè)計更多飼糧蛋白質(zhì)水平進行試驗,找到更適宜的飼糧蛋白質(zhì)水平。