汪水平 田興舟 何 琴 王紅楊 鄧紅麗 李岑曦

(1.西南大學榮昌校區(qū)，重慶 402460;2.西南大學重慶市牧草與草食家畜重點實驗室，重慶 400716)

蛋白質(zhì)是動物生長發(fā)育及其產(chǎn)品產(chǎn)量和質(zhì)量提高的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。隨著我國畜牧業(yè)的發(fā)展，蛋白質(zhì)飼料供給日趨緊張，成為制約產(chǎn)業(yè)發(fā)展和生產(chǎn)效率提高的重要因素之一。將尿素等非蛋白氮(non-protein nitrogen，NPN)作為反芻動物的蛋白質(zhì)飼料來源，是緩解目前蛋白質(zhì)飼料資源短缺的有效途徑之一。家兔是小型草食性單胃動物，具有發(fā)達的盲腸微生物區(qū)系和獨特的食糞習性，具備利用NPN的消化生理基礎(chǔ)[1]。目前，有關(guān)家兔能否利用尿素及其利用效率的研究很多，但不同試驗的結(jié)論不盡相同[2]。本試驗擬給肉兔飼喂尿素添加量不同的低蛋白質(zhì)飼糧，通過對其生長性能、主要臟器與胃腸道發(fā)育及血液指標的考察，評估尿素的應(yīng)用效果，確定適宜用量，為NPN作為肉兔氮源提供科學依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

尿素(分析純)購自北京康普匯維科技有限公司，含量為99%，系白色柱狀結(jié)晶，實測氮含量為46.49%。玉米過1 mm篩粉碎，實測干物質(zhì)含量為86.85%，粗蛋白質(zhì)含量為8.68%(干物質(zhì)基礎(chǔ))。將玉米粉和尿素按80∶20的比例混勻，使用洋工EXT50G精英型單螺桿干法膨化機在140℃下膨化，得糊化淀粉緩釋尿素。將制得的糊化淀粉緩釋尿素過1.5 mm篩粉碎，實測干物質(zhì)含量為92.00%，氮含量為9.89%(干物質(zhì)基礎(chǔ))。

1.2 基礎(chǔ)飼糧

參考 NRC(1998)[3]推薦的青年兔營養(yǎng)需要量并兼顧試驗?zāi)康?，配制粗蛋白質(zhì)含量較低的基礎(chǔ)飼糧，其組成及營養(yǎng)水平見表1。在配制試驗飼糧時，需在基礎(chǔ)飼糧玉米數(shù)量上，扣除各自添加的糊化淀粉緩釋尿素所含的玉米數(shù)量。試驗所用玉米均按糊化淀粉緩釋尿素制備工藝進行膨化。所有飼料原料過1.5 mm篩粉碎，按不同試驗組分別混勻，再采用冷制粒工藝制成粒徑為4 mm的顆粒料。

1.3 試驗設(shè)計

選用50日齡、體重相近的健康新西蘭兔作為試驗動物。采用單因子隨機區(qū)組試驗設(shè)計，將120只新西蘭兔隨機分為4組，1個對照組和3個試驗組，每組15個重復(fù)，每個重復(fù)2只。對照組飼喂基礎(chǔ)飼糧，3個試驗組分別飼喂在基礎(chǔ)飼糧中添加1%、2%和3%尿素(折合糊化淀粉緩釋尿素添加量分別為5%、10%和15%)的試驗飼糧。預(yù)試期為10 d，正試期為30 d。試驗組肉兔在預(yù)試期內(nèi)由基礎(chǔ)飼糧逐漸過渡到試驗飼糧。

1.4 飼養(yǎng)管理

試驗于2011年6月1日至2011年7月10日在重慶市榮昌縣西南大學榮昌校區(qū)“7+5”肉兔養(yǎng)殖創(chuàng)業(yè)組進行。各組試驗兔公母各占1/2，相同性別的2只試驗兔飼養(yǎng)在同一籠中，兔舍為2層雙列式。采用顆粒料飼喂，自由采食與飲水，日喂2次(07:00和18:00)，每次投料少量多添，每次投料時間不少于2 h。兔舍自然采光，自然通風，日打掃衛(wèi)生1次，保持兔舍清潔衛(wèi)生。試驗期間按兔場規(guī)定進行防疫、驅(qū)蟲和消毒，并密切觀察試驗兔行為，發(fā)現(xiàn)異常立即處理。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎(chǔ))Table1 Composition and nutrient levels of the basal diet(DM basis) %

1.5 測定指標與方法

1.5.1 飼養(yǎng)環(huán)境參數(shù)

試驗兔飼養(yǎng)環(huán)境參數(shù)主要包括環(huán)境溫度、相對濕度和溫濕指數(shù)。在兔舍中部1.5 m高處掛置多頻道無線溫濕度計(EMR 812 HGN，Oregon Scientific，Inc.Portland，Oregon USA)主裝置，每日 02:00、08:00、11:00、14:00、20:00 測定舍內(nèi)溫度和相對濕度。溫濕指數(shù)計算公式為:

式中:THI為溫濕指數(shù);T為溫度;RH為相對濕度。

1.5.2 生長性能

在正試期開始和結(jié)束時分別在晨飼前給試驗兔稱重，兩者相減即為增重，再計算日增重。在正試期內(nèi)每天記錄試驗兔的進食量，計算日干物質(zhì)進食量。日干物質(zhì)進食量與日增重之比，即為料重比。

1.5.3 血液指標

在正試期結(jié)束的次日，從每個重復(fù)中隨機挑選1只試驗兔，晨飼前心臟采血6 mL。取1 mL全血立即采用水楊酸鈉-靛酚藍顯色法[5]測定氨氮(ammonia nitrogen，NH3-N)含量，其余血液室溫斜置靜放1～2 h，3 000 r/min低溫離心15 min，所得血清于-80℃下保存待測。所有血清指標均使用貝克曼庫爾特SYNCHRON CX5 PRO全自動生化儀測定，其中葡萄糖(glucose，GLU)含量采用己糖激酶終點法測定，尿素氮(urea nitrogen，UN)含量采用脲酶UV法測定，谷丙轉(zhuǎn)氨酶(glutamate-pyruvate transaminase，GPT)和谷草轉(zhuǎn)氨酶(glutamicoxaloacetic transaminase，GOT)活性均采用 IFCC速率法測定，堿性磷酸酶(alkaline phosphatase，AKP)活性采用SFBC速率法測定。

1.5.4 育肥性能

采血后的試驗兔采用耳緣靜脈注射空氣法致死后，稱重(宰前重)，立即剝皮，在同一位置去頭和去蹄，并移走除腎臟以外內(nèi)臟，靜止30 min后稱重，即為胴體重，再計算屠宰率。

1.5.5 主要臟器發(fā)育狀況

從試驗兔臟器中分離心臟、肝臟、脾臟及腎臟，分別稱重，再除以宰前重，即得各臟器系數(shù)，以評估試驗兔主要臟器發(fā)育狀況。

1.5.6 胃腸道發(fā)育狀況

從試驗兔胃腸道中分離出胃、十二指腸、空腸、回腸、盲腸、蚓突及大腸，測定各段的長度，再將胃腸道劃開，用生理鹽水沖洗干凈，隨即用吸水紙輕輕擦拭，清除表面附著水分后分別稱重，再除以宰前重，即得各自的系數(shù)，以評估試驗兔胃腸道發(fā)育狀況。

1.6 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

試驗數(shù)據(jù)采用Excel 2003軟件進行處理，結(jié)果采用SPSS 11.5軟件中的GLM模塊進行方差分析和顯著性檢驗，用Duncan氏法進行多重比較。

2 結(jié)果與分析

2.1 試驗兔健康狀況

在預(yù)試期由基礎(chǔ)飼糧逐漸過渡到試驗飼糧時，試驗兔的反應(yīng)依尿素添加量而異。1%和2%尿素組試驗兔沒有出現(xiàn)不良反應(yīng)，過渡順利。3%尿素組試驗兔進食量逐漸減少，甚至拒食，以致逐漸消瘦;排糞、排尿頻率和數(shù)量明顯減少，糞便顆粒變小，且呈干結(jié)狀;部分精神萎靡，蜷臥成團，畏冷，不時顫抖;在完全飼喂試驗飼糧的第2天，有80%的試驗兔出現(xiàn)呼吸急促、平衡失調(diào)、歪頭斜腦等表征，并在出現(xiàn)上述表征后不久高聲鳴叫數(shù)聲后頭歪向一側(cè)而亡;解剖可見腹部臌氣，胃壁及腸壁稀薄，觸手可破，后腸內(nèi)糞便顆粒黏結(jié)呈線狀，肝臟和腎臟暗紅，未發(fā)現(xiàn)病灶，血液暗紅，黏滯度較高，可以斷定為氨中毒。鑒于3%尿素組試驗兔的健康狀況，剩余的20%未進入正試期，轉(zhuǎn)喂基礎(chǔ)飼糧，之后逐漸恢復(fù)進食，體況好轉(zhuǎn)。1%尿素組試驗兔進入正試期后，一切正常。2%尿素組試驗兔在正試期前期進食和健康狀況正常，后期進食量逐漸減少，體況消瘦，排糞、排尿頻率和數(shù)量減少，糞便顆粒變小，有氨中毒征兆，但未危及生命，直至試驗結(jié)束。由于基礎(chǔ)飼糧粗纖維水平較高，粗料高、低質(zhì)搭配合理，同時試驗期間環(huán)境衛(wèi)生保持良好，故試驗兔均未出現(xiàn)腹瀉現(xiàn)象。

2.2 試驗兔飼養(yǎng)環(huán)境參數(shù)

由圖1可知，試驗期兔舍內(nèi)溫度、相對濕度和溫濕指數(shù)最高分別為33.42℃、91.75%和84.92，最低分別為22.70℃、58.77%和69.49，表明試驗兔處于高溫高濕飼養(yǎng)環(huán)境中。由表2可知，試驗期兔舍內(nèi)溫度平均為27.86℃，相對濕度平均為78.91%，溫濕指數(shù)平均為79.22。

圖1 試驗兔飼養(yǎng)環(huán)境參數(shù)日變曲線Fig.1 Daily change curves of feeding environmental parameters for experimental rabbits

表2 試驗兔飼養(yǎng)環(huán)境參數(shù)Table2 Feeding environmental parameters for experimental rabbits

2.3 試驗兔生長、育肥性能

由表3可知，3組試驗兔始重差異不顯著(P＞0.05)。1%尿素組試驗兔末重、增重和日增重均極顯著高于對照組和2%尿素組(P＜0.01)。2%尿素組試驗兔日干物質(zhì)進食量、胴體重和屠宰率均極顯著低于對照組和1%尿素組(P＜0.01)，而料重比則極顯著高于對照組和1%尿素組(P＜0.01)。

表3 試驗兔生長、育肥性能Table3 Growth and finishing performance of experimental rabbits

2.4 試驗兔血液指標

由表4可知，3組試驗兔血清葡萄糖含量差異不顯著(P＞0.05)。1%和2%尿素組試驗兔全血氨氮含量和血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶活性顯著或極顯著高于對照組(P＜0.05或P＜0.01)。此外，2%尿素組試驗兔血清尿素氮含量以及谷草轉(zhuǎn)氨酶、堿性磷酸酶活性均極顯著高于對照組和1%尿素組(P＜0.01)。

表4 試驗兔血液指標Table4 Blood indices of experimental rabbits

2.5 試驗兔主要臟器發(fā)育狀況

由表5可知，3組試驗兔心臟和脾臟系數(shù)均差異不顯著(P＞0.05)，而肝臟重和系數(shù)均差異顯著或極顯著(P＜0.05或P＜0.01)。2%尿素組試驗兔心臟、脾臟和腎臟重均顯著低于對照組和1%尿素組(P＜0.05)，而腎臟系數(shù)則極顯著高于對照組和1%尿素組(P＜0.01)。

表5 試驗兔主要臟器重量與系數(shù)Table5 Weight and coefficient of main organs of experimental rabbits

2.6 試驗兔胃腸道發(fā)育狀況

由表6可知，3組試驗兔胃、十二指腸、空腸和大腸系數(shù)均差異不顯著(P＞0.05)。2%尿素組試驗兔胃重、十二指腸重與長、空腸重與長、回腸重與長、盲腸重與系數(shù)、蚓突重與系數(shù)及長、大腸重與長顯著或極顯著低于對照組和1%尿素組(P＜0.05或P＜0.01)。此外，2%尿素組試驗兔回腸系數(shù)及盲腸長顯著或極顯著低于對照組(P＜0.05或 P＜0.01)。

3 討論

3.1 低蛋白質(zhì)飼糧中添加尿素對肉兔生長、育肥性能的影響

動物短時間進食大量尿素會導(dǎo)致氨中毒，這一點在反芻動物上早有定論[6]。本試驗表明，肉兔也不例外。事實上，為使尿素能很好地充當肉兔氮源，本試驗做了以下措施:1)制備糊化淀粉緩釋尿素，改善尿素飼糧的適口性，降低尿素分解速度;2)配制粗蛋白質(zhì)含量(11.11%)較低的基礎(chǔ)飼糧，提高尿素氮利用率;3)基礎(chǔ)飼糧中玉米所占比例較大，且經(jīng)過糊化，供能效果更佳。然而，肉兔在完全進食3%尿素飼糧的第2天就出現(xiàn)大批因氨中毒造成的死亡。盡管肉兔可長達30 d完全進食2%尿素飼糧，但其后期一直處于亞健康狀態(tài)，表現(xiàn)出氨中毒的征兆，說明肉兔對2%尿素飼糧的耐受能力有限，這是2%尿素組試驗兔生長發(fā)育幾乎停滯的原因。本試驗中，飼糧中添加1%的尿素能極顯著提高肉兔日增重，具有降低料重比的趨勢，對屠宰率亦能略微提高，表明1%尿素添加量可改善肉兔的生長、育肥性能。研究者對尿素在家兔飼糧中的應(yīng)用效果一直存在爭議。張寶慶等[7]將27只生長獺兔隨機分為3組，分別飼喂含有0、1%和2%尿素的飼糧，結(jié)果獺兔增重、日增重、日進食量及屠宰率均差異不顯著，而綜合考慮生長性能、屠宰性能及肉和毛皮品質(zhì)等指標，認為1%尿素添加量效果較好?？紫楹频萚8]報道，在玉米秸粉含量為50%的顆粒料中添加1%的尿素會顯著降低3月齡塞北兔日增重，而對日進食量和料重比分別具有降低和提高的趨勢。周維仁等[9]在低蛋白質(zhì)基礎(chǔ)飼糧(粗蛋白質(zhì)含量為10.12%)中添加1%、2%和3%的尿素，分別飼喂5只2.5月齡的新西蘭兔30 d，發(fā)現(xiàn)肉兔日增重有隨尿素添加量增加而提高的趨勢，而綜合考慮血清氨氮、尿素氮含量及谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶活性等指標，認為各添加量均不會影響肉兔的生長，且長時間高劑量飼喂不會對肉兔生理狀況產(chǎn)生不良影響。周維仁等[10]報道，給5只2月齡新西蘭公兔飼喂添加3%尿素的低蛋白質(zhì)飼糧(粗蛋白質(zhì)含量為10.12%)，與飼喂粗蛋白質(zhì)含量為15.30%的飼糧相比，日增重略有降低。周維仁等[11]認為，飼糧中添加1%～2%的尿素作為飼糧蛋白質(zhì)的補充，可促進兔的生長;飼糧中添加3%的尿素后，兔的生長比對照組略有加快，飼料報酬明顯改善，試驗過程中未出現(xiàn)氨中毒現(xiàn)象。對比上述試驗可以發(fā)現(xiàn)，基礎(chǔ)飼糧的配方與配制、試驗動物的品種與年齡、參與試驗的動物只數(shù)及飼養(yǎng)管理等因素使得不同研究結(jié)果缺乏可比性。

表6 試驗兔胃腸道重量與系數(shù)及腸道長度Table6 Weight and coefficient of gastrointestinal tract and length of intestinal tract of experimental rabbits

3.2 低蛋白質(zhì)飼糧中添加尿素對肉兔血液指標的影響

尿素水解是尿素在脲酶的作用下分解成氨和二氧化碳，而脲酶是由消化道內(nèi)厭氧微生物產(chǎn)生的，其活性最適pH為7～9，當pH低于3或高于9時，脲酶幾乎無活性[12]。家兔的胃和小腸pH較低，且微生物數(shù)量少，脲酶活性不高，故尿素在其中幾乎不被水解[13]。但是，尿素是小分子物質(zhì)，進入動物體內(nèi)可不經(jīng)改變就從胃和小腸中吸收進入血液[14]。因此，家兔食入尿素后，一部分很快通過胃和小腸吸收進入血液，再循環(huán)至盲腸和肝臟;另一部分直接進入盲腸，在微生物分泌的脲酶作用下，分解成氨和二氧化碳。其中，一部分氨擴散到血液中，進入肝臟合成尿素去毒。本試驗中，肉兔血清尿素氮主要來自食入尿素的直接吸收和氨的合成，而全血氨氮主要是尿素分解產(chǎn)生的。因此，隨著飼糧尿素添加量的增加，肉兔血清尿素氮和全血氨氮含量升高。葡萄糖作為重要的營養(yǎng)性單糖，是動物代謝活動快速應(yīng)變需能的最有效營養(yǎng)素，是大腦神經(jīng)系統(tǒng)、肌肉組織、脂肪組織、胎兒生長發(fā)育及乳腺等代謝的唯一能源[15]。本試驗中，肉兔血清葡萄糖含量組間差異不顯著，表明飼糧中添加尿素不會影響肉兔葡萄糖的供應(yīng)。血清中的酶絕大部分來自動物的各種組織器官，其活性高低與相應(yīng)組織器官的代謝水平和功能狀態(tài)有關(guān)，而機體的調(diào)節(jié)和適應(yīng)能力在很大程度上取決于各組織器官的機能水平[4]。通常，各種酶以恒定的活性存在于血清中，當某一種組織細胞的結(jié)構(gòu)或功能改變時，與之相關(guān)的酶的活性在血清中會隨之發(fā)生改變[4]。谷丙轉(zhuǎn)氨酶主要存在于肝細胞漿中，是動物最敏感的肝功能檢測指標之一;谷草轉(zhuǎn)氨酶在肝細胞、心肌和骨骼肌中含量均較高，對肝臟不具特異性[16]。隨著動物長大成熟和骨骼成年化，來自成骨細胞的堿性磷酸酶逐漸減少，而來自肝細胞的堿性磷酸酶逐漸增多[16]。當肝功能損害時，上述酶即釋放于血清中，使其活性急劇升高。本試驗中，隨著飼糧尿素添加量的增加，試驗兔血清谷丙轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶及堿性磷酸酶活性增強，表明肉兔肝臟受損害程度逐漸加強。實際上，無論是處理多余的尿素還是多余的氨，都會增加肝臟負擔，從而影響肉兔健康。

3.3 低蛋白質(zhì)飼糧中添加尿素對肉兔主要臟器和胃腸道發(fā)育狀況的影響

由于2%尿素組試驗兔生長幾乎停滯，這會嚴重影響其主要臟器及胃腸道發(fā)育，故無論主要臟器重或系數(shù)，還是胃腸道重或系數(shù)，亦或腸道長度，低于對照組和1%尿素組都在可理解范圍內(nèi)。例外的是，2%尿素組試驗兔腎臟和盲腸系數(shù)要大于對照組和1%尿素組，表明飼糧中添加2%的尿素實際上促進了肉兔腎臟和盲腸的發(fā)育。尿素在兔體內(nèi)首先是被盲腸微生物利用，合成微生物蛋白，而無法利用的尿素則由腎臟排出[1]。因此，盲腸和腎臟是兔處理尿素的重要器官。按照拉馬克的“用進廢退”進化論觀點，2%尿素組試驗兔腎臟和盲腸在活躍地處理尿素，換句話說，飼糧中添加2%的尿素增加了肉兔腎臟和盲腸新陳代謝的強度。1%尿素組和對照組試驗兔生長正常，但前者的肝臟重和系數(shù)卻顯著低于后者，同時結(jié)合血液指標來看，可以認為飼糧中添加1%的尿素對肉兔肝臟的發(fā)育產(chǎn)生了不利影響。由于沒有設(shè)立正常蛋白質(zhì)飼糧的對照組，故無法得知究竟是蛋白質(zhì)不足增強肝臟利用內(nèi)源尿素的能力而促進了對照組試驗兔肝臟發(fā)育，還是盲腸吸收氨的毒性作用抑制了1%尿素組試驗兔肝臟發(fā)育。此外，1%尿素組試驗兔胃腸道重量與系數(shù)及腸道長度與對照組相比均無顯著差異，表明飼糧中添加1%的尿素不會影響肉兔胃腸道的發(fā)育。

4 結(jié)論

本試驗條件下，低蛋白質(zhì)飼糧中添加3%的尿素會造出肉兔氨中毒死亡;添加2%的尿素會使肉兔生長發(fā)育停滯;添加1%的尿素可改善肉兔生長、育肥性能，但會對肝臟的發(fā)育產(chǎn)生不利影響。

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