許 嘯 劉君地 李 燕 王 超 余 婕 齊智利

(華中農(nóng)業(yè)大學動物科技學院動物醫(yī)學院，武漢 430070)

熱應激導致畜禽生理機能受損，對生產(chǎn)性能造成巨大影響，因此深入研究熱應激的影響機制和如何減少熱應激的影響已成為當今畜牧業(yè)的研究熱點。瘤胃是反芻動物消化的主要場所，其內(nèi)環(huán)境是一個復雜的生態(tài)系統(tǒng)，許多報道稱熱應激可對瘤胃健康產(chǎn)生嚴重的不利影響[1-3]。研究表明鉻是葡萄糖耐受因子(GTF)的組成成分，作為GTF活性成分發(fā)揮作用[4]，并且有機鉻的生物學功效遠大于無機鉻[5]，能有效緩解動物熱應激[6-7]，特別是吡啶羧酸鉻，其結構與GTF類似，可以促進鉻的吸收[8]。熱應激對奶山羊影響的報道很少，以及吡啶羧酸鉻對瘤胃內(nèi)環(huán)境的調(diào)控機理尚未明確，為此，本試驗旨在研究熱應激對奶山羊瘤胃發(fā)酵指標的影響以及吡啶羧酸鉻對其的調(diào)控作用。

1 材料與方法

1.1 試驗動物及飼糧

選用4只體重相近[(20.75±1.88)kg]的健康波爾奶山羊，安裝永久性瘤胃瘺管。試驗飼糧參照NRC(1981)[9]奶山羊飼養(yǎng)標準，并結合我國奶山羊飼養(yǎng)標準(1989)[10]配制，基礎飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。

1.2 試驗設計及飼養(yǎng)管理

采用自身對照試驗設計，分3期試驗，分別為對照組、熱應激組和加鉻組:對照組山羊在空調(diào)房中飼喂，處于非熱應激狀態(tài);熱應激組和加鉻組山羊在室溫動物房中飼喂，處在熱應激狀態(tài)。加鉻組飼糧為基礎飼糧中添加吡啶羧酸鉻(鉻含量為0.2 mg/kg飼糧)。每期試驗14 d，每天08:00、10:00、12:00、14:00、16:00、18:00 和 20:00 利用溫濕度計測定環(huán)境溫濕指數(shù)(THI)，THI計算公式如下:THI=0.72(Td+Tw)+40.6，式中:Td表示干球溫度，Tw表示濕球溫度。試驗動物采用單籠飼養(yǎng)，先喂精料后喂粗料，日喂2次(08:00和18:00)，自由飲水。

表1 基礎飼糧組成及營養(yǎng)水平(風干基礎)Table1 Composition and nutrient levels of the basal diet(air-dry basis) %

1.3 樣品采集與分析測定

在試驗第 13 天的 08:00、10:00、12:00、14:00、16:00、18:00和20:00采集瘤胃液，立即測定瘤胃液pH[PB-10型，賽多利斯科學儀器(北京)有限公司生產(chǎn)]。每次采集20 mL瘤胃液，用4層乳酪紗布過濾。濾液經(jīng)3 500 r/min離心10 min，取0.5 mL上清液用于測定氨態(tài)氮(NH3-N)濃度，方法參照馮宗慈等[11]的方法;另取5 mL上清液移入10 mL試管內(nèi)，再加入25%的偏磷酸1 mL混勻，放入-20℃冰柜中保存待分析揮發(fā)性脂肪酸(volatile fatty acid，VFA)濃度。VFA濃度采用CP-3800氣相色譜儀(美國Varian公司生產(chǎn))測定(檢測器:FID;色譜柱:柱長30 m、內(nèi)徑0.32 mm、膜厚0.25 μm的毛細管色譜柱;測定條件:進樣口溫度250℃，檢測器溫度300℃，氫氣流速40 mL/min，空氣流速300 mL/min，尾吹氣流速30 mL/min，柱流量1.8 mL/min，進樣量1 μL)。

1.4 數(shù)據(jù)處理

試驗數(shù)據(jù)用平均值±標準差表示，采用SAS 9.1.3統(tǒng)計軟件中的ANOVA過程進行Duncan氏法多重比較檢驗，P＜0.05為差異顯著。

2 結果與分析

2.1 各試驗組THI變化規(guī)律

由圖1可知，各時間點對照組的THI均在70以下，處于非熱應激狀態(tài);熱應激組和加鉻組的THI均達79以上，處于熱應激狀態(tài)。熱應激組和加鉻組的THI要顯著高于對照組(P＜0.05)，并且熱應激組和加鉻組的THI無顯著差異(P＞0.05)，說明這2組動物的熱應激水平相似。

圖1 各試驗組THI變化規(guī)律Fig.1 The THI variation of experimental groups

2.2 各試驗組山羊瘤胃pH的變化規(guī)律

由表2可知，在試驗期08:00各組的瘤胃pH無顯著差異(P＞0.05)，熱應激組和加鉻組在10:00、12:00、14:00、16:00、18:00、20:00 和全天平均的瘤胃pH均顯著低于對照組(P＜0.05)，而這2組間差異不顯著(P＞0.05)。2組均顯示，瘤胃pH在采食之后下降，在采食4～6 h達到最低，然后再上升，在采食的時候達到最高值。

表2 各試驗組山羊瘤胃pHTable2 The rumen pH levels of goats of all experimental groups

2.3 各試驗組山羊瘤胃NH3-N濃度變化規(guī)律

由表3可知，熱應激組和加鉻組的全天平均瘤胃NH3-N濃度與對照組相比顯著升高(P＜0.05)，而熱應激組與加鉻組差異不顯著(P＞0.05)。在各時間點3組的瘤胃NH3-N濃度差異不顯著(P＞0.05)。3組數(shù)據(jù)均顯示，瘤胃NH3-N濃度隨采食時間呈現(xiàn)先下降再上升的趨勢，在采食4～8 h達到最低值。

表3 各試驗組山羊瘤胃NH3-N濃度Table3 The rumen NH3-N concentration of goats of all experimental groups 10-2mg/mL

2.4 各試驗組山羊瘤胃VFA變化規(guī)律

由表4可知，熱應激組瘤胃乙酸濃度在10:00和全天平均值顯著高于對照組(P＜0.05);加鉻組瘤胃乙酸濃度在08:00和全天平均值均顯著高于對照組和熱應激組(P＜0.05)，在10:00和18:00顯著高于對照組(P＜0.05);在12:00、14:00、16:00和20:00 3組差異不顯著(P＞0.05)。熱應激組丙酸濃度在 08:00、10:00、14:00、16:00、18:00和全天平均值顯著高于對照組(P＜0.05);加鉻組丙酸濃度在08:00和18:00顯著高于對照組(P＜0.05)，全天平均值顯著高于對照組(P＜0.05)且顯著低于熱應激組(P＜0.05);3組在12:00和20:00無顯著差異(P＞0.05)。熱應激組瘤胃丁酸濃度在各時間點與對照組均差異不顯著(P＞0.05);加鉻組丁酸濃度在10:00、16:00和全天平均值顯著高于其他2組(P＜0.05)，在08:00顯著高于對照組(P＜0.05)，在18:00和20:00顯著高于熱應激組(P＜0.05);3組在12:00和14:00差異不顯著(P＞0.05)。熱應激組在08:00、10:00和全天平均瘤胃總揮發(fā)性脂肪酸(TVFA)濃度顯著高于對照組(P＜0.05);加鉻組在08:00、10:00、18:00和全天平均瘤胃 TVFA濃度顯著高于對照組(P＜0.05)，在08:00的TVFA濃度顯著高于其他2組(P＜0.05)。熱應激組瘤胃乙酸/丙酸(A/P)在16:00、18:00和全天平均值顯著低于對照組(P＜0.05);加鉻組A/P在18:00和全天平均值顯著高于熱應激組(P＜0.05)，與對照組差異不顯著(P＞0.05);3組在08:00、10:00、12:00、14:00 和 20:00 無顯著差異(P ＞0.05)。

3 討論

3.1 熱應激對奶山羊瘤胃pH的影響及吡啶羧酸鉻對其的調(diào)控作用

瘤胃內(nèi)pH是食糜中VFA與唾液中緩沖鹽相互作用，以及瘤胃上皮對VFA吸收及隨食糜流出等因素綜合作用的結果。瘤胃內(nèi)pH作為目前研究瘤胃發(fā)酵的主要內(nèi)環(huán)境指標之一，基本上可以反映瘤胃內(nèi)部的環(huán)境狀況及飼料在瘤胃內(nèi)的發(fā)酵程度和模式[12]。本試驗顯示熱應激使奶山羊瘤胃pH除08:00外各時間點和全天平均值均顯著降低(P ＜0.05)，這與前人的研究[13]相一致，也有研究結果與此結果不盡相同，如有研究報道熱應激使奶牛瘤胃液pH較非熱應激有所升高(P＞0.05)[14]。本試驗結果產(chǎn)生的原因可能是奶山羊熱應激時，呼吸頻率增加，唾液流出增多，導致唾液流入瘤胃量減少，由于唾液中含有緩沖離子HC，所以使瘤胃中HC量不足，導致瘤胃內(nèi)pH降低，影響瘤胃內(nèi)環(huán)境。本試驗顯示加入吡啶羧酸鉻后對瘤胃pH影響不顯著(P＞0.05)，可能是因為吡啶羧酸鉻對緩解唾液的流出作用不顯著，或者不能夠刺激提高唾液的分泌量。

3.2 熱應激對奶山羊瘤胃NH3-N濃度的影響及吡啶羧酸鉻對其的調(diào)控作用

NH3-N是瘤胃微生物可利用的主要氮源。瘤胃中約有50%的細菌能利用NH3-N作為唯一氮源就可生長[15]。瘤胃NH3-N濃度反映的是飼糧蛋白質(zhì)的降解程度[16]，瘤胃液中 NH3-N濃度過高、過低或釋放不均勻都會對瘤胃微生物產(chǎn)生不利影響。據(jù)報道，瘤胃最佳NH3-N濃度范圍是每100 mL 0.35 ～29.00 mg[17]。本試驗顯示，3 個試驗組奶山羊瘤胃NH3-N濃度范圍在每100 mL 4.83～17.68 mg，處于文獻報道的最佳濃度范圍之內(nèi)。熱應激組和加鉻組的全天平均NH3-N濃度顯著高于對照組(P＜0.05)，前人有研究證實熱應激可以提高瘤胃內(nèi) NH3-N 濃度 (P ＜ 0.05)[3，13]，也有與此不同的報道，如溫雅儷等[14]研究發(fā)現(xiàn)熱應激奶牛瘤胃NH3-N濃度極顯著降低(P＜0.01)，可能的原因是熱應激導致瘤胃壁對NH3-N的吸收效率降低，但是尚未見有關熱應激影響瘤胃NH3-N濃度機制的報道，有待進一步研究。

3.3 熱應激對奶山羊瘤胃VFA的影響及吡啶羧酸鉻對其的調(diào)控作用

本試驗表明，熱應激可以使奶山羊瘤胃乙酸、丙酸和TVFA濃度顯著升高(P＜0.05)，A/P顯著降低(P ＜0.05)，與前人研究結果[18]相一致，也有不同的研究報道，如溫雅儷等[14]研究發(fā)現(xiàn)熱應激使奶牛瘤胃TVFA極顯著降低(P＜0.01)，A/P極顯著升高(P＜0.01)?？赡艿脑蚴菬釕な雇僖毫鞒隽吭龆啵瑢е逻M入瘤胃內(nèi)的唾液減少，由于唾液中含有緩沖離子HCO-3，所以中和VFA的緩沖劑量不足，導致VFA在瘤胃內(nèi)過量積累，這與本試驗結果瘤胃pH顯著降低(P＜0.05)相一致。本試驗表明，吡啶羧酸鉻可以顯著提高熱應激奶山羊瘤胃乙酸、丁酸濃度和A/P(P＜0.05)，顯著降低丙酸濃度(P＜0.05)，但是對TVFA濃度影響不顯著(P＞0.05)。也有研究表明，吡啶羧酸鉻可以顯著提高瘤胃乙酸、丁酸濃度(P ＜0.05)[19]，這說明吡啶羧酸鉻可以通過調(diào)節(jié)瘤胃內(nèi)微生物菌群，來改變瘤胃內(nèi)丙酮酸的代謝途徑，TVFA濃度差異不顯著說明產(chǎn)生的丙酮酸量未發(fā)生改變，只是發(fā)酵類型改變，但是吡啶羧酸鉻影響發(fā)酵類型的原理比較復雜，尚未見相關研究報道，有待進一步研究。

4 結論

①熱應激可以顯著降低瘤胃內(nèi)pH，顯著提高瘤胃內(nèi)NH3-N、TVFA、乙酸、丙酸濃度，顯著降低A/P，影響瘤胃發(fā)酵環(huán)境。

②飼糧中添加吡啶羧酸鉻對熱應激奶山羊瘤胃發(fā)酵指標有一定的影響，可以顯著提高其瘤胃乙酸、丁酸濃度和A/P，顯著降低瘤胃丙酸濃度，調(diào)節(jié)瘤胃發(fā)酵類型，對熱應激帶來的影響具有一定的調(diào)節(jié)作用。

表4 各試驗組山羊瘤胃VFA濃度Table4 The rumen VFA concentration of goats of all experimental groups

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