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        飼糧能量水平對(duì)杜泊羊養(yǎng)分利用率和產(chǎn)熱量的影響

        2014-03-19 10:38:54張崇玉趙敏孟楊在賓楊維仁姜淑貞張桂國(guó)朱文廣張吉林
        關(guān)鍵詞:代謝能公羊飼糧

        張崇玉,趙敏孟,楊在賓,楊維仁,姜淑貞,張桂國(guó),朱文廣,張吉林,鞏 峰

        1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,泰安 271018 2.山東凱銀集團(tuán)股份有限公司,東營(yíng) 257000)

        研究動(dòng)物產(chǎn)熱量的方法有直接測(cè)熱法和間接測(cè)熱法,直接測(cè)熱法原理簡(jiǎn)單,但測(cè)熱室的制作技術(shù)卻很復(fù)雜,造價(jià)也很昂貴;相反呼吸面具法設(shè)備簡(jiǎn)單,造價(jià)低,而且適合于野外測(cè)定,是最簡(jiǎn)單易行的開(kāi)路式間接測(cè)熱法[1]。杜泊羊原產(chǎn)南非,因其適應(yīng)性強(qiáng)、早期生長(zhǎng)發(fā)育快、遺傳性穩(wěn)定、胴體質(zhì)量好而聞名于世。杜泊羊推廣到我國(guó)溫帶各氣候類型地區(qū),都表現(xiàn)出良好的適應(yīng)性,耐熱抗寒,尤其是突出的產(chǎn)肉性能是目前我國(guó)引進(jìn)的和國(guó)產(chǎn)的其他肉用綿羊品種都不可比擬的[2]。測(cè)定杜泊羊的養(yǎng)分利用率和產(chǎn)熱量,進(jìn)而估算能量需要量,可以為杜泊羊飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制定提供科學(xué)數(shù)據(jù),同時(shí)也為我國(guó)肉羊飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)的修訂提供有關(guān)參數(shù)。長(zhǎng)期以來(lái),動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)家都致力于動(dòng)物產(chǎn)熱量的研究,Miron等[3]和Meccawi等[4]分別測(cè)定了奶牛和綿羊、山羊的產(chǎn)熱量,楊詩(shī)興等[5]測(cè)定了湖羊的產(chǎn)熱量。但是關(guān)于飼糧不同能量水平對(duì)杜泊羊養(yǎng)分利用率和產(chǎn)熱量規(guī)律的影響卻未見(jiàn)報(bào)道。(擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題)本試驗(yàn)旨在通過(guò)消化代謝試驗(yàn)和呼吸測(cè)熱試驗(yàn)相結(jié)合的方法,研究不同能量水平對(duì)杜泊羊養(yǎng)分利用率和產(chǎn)熱量的影響,為測(cè)定杜泊羊的維持代謝能(Metabolism energy for maintenance,MEm)提供參數(shù),同時(shí)也為我國(guó)肉羊飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)的修訂提供有關(guān)參數(shù)。

        1 材料與方法

        1.1 試驗(yàn)動(dòng)物及試驗(yàn)設(shè)計(jì)

        試驗(yàn)采用2× 3析因試驗(yàn)設(shè)計(jì),即2種性別(公羊和母羊)× 三種能量水平(低、中、高)。選取斷奶后15 d純種杜泊羊18只,公母各半,平均體重:公羊?yàn)?50.97± 0.89)kg,母羊?yàn)?48.33± 0.22)kg,公母各分為3個(gè)處理組,每個(gè)處理3個(gè)重復(fù),每個(gè)重復(fù)1只。試驗(yàn)飼糧設(shè)計(jì)參考NRC(2007)綿羊飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)[6],分別按其推薦量的90、100和110%供給能量,飼糧消化能水平分別為:9.78、10.66、11.62 MJ/kg。其他飼糧組分和營(yíng)養(yǎng)水平一致。飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1。

        表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ)) %

        1)預(yù)混料為每千克飼糧提供The premix provided the following per kg of diets:VA 1250 KIU,VD3270 KIU,VE 5000 IU,煙酸 nicotinic acid 2000 mg,Mn 3000mg,F(xiàn)e 3170 mg,Zn 14280 mg,Cu 3040 mg,I 180 mg,Se 100 mg,Co 40 mg。

        2)消化能為計(jì)算值,其余為實(shí)測(cè)值。DE was a calculated value and others were measured values.

        1.2 試驗(yàn)方法

        1.2.1 消化代謝試驗(yàn) 消化代謝試驗(yàn)采用全收糞、尿法,在專用消化代謝籠中進(jìn)行。試驗(yàn)預(yù)試期7 d,正試期7 d,定時(shí)投料,自由飲水。試驗(yàn)采用限飼法,控制每只試驗(yàn)羊采食量基本一致。正試期時(shí)每天準(zhǔn)確記錄每只試驗(yàn)羊的采食量。每天08:00由專用消化代謝籠的收糞盤和收尿桶收取糞尿,并準(zhǔn)確稱量,4℃保存。試驗(yàn)結(jié)束,每只試驗(yàn)羊均勻混合7 d所收糞樣。分2步進(jìn)行取樣:①取鮮糞樣50 g,加入10%的鹽酸10 mL用于測(cè)定鮮糞狀態(tài)下粗蛋白質(zhì);②另取500 g鮮糞樣,烘干制成風(fēng)干樣用以測(cè)定其他成分;正試期每天收集尿量總體積的10%并混合均勻,供營(yíng)養(yǎng)成分分析。飼料和糞、尿中的干物質(zhì)和能量參考賀建華[7]方法進(jìn)行測(cè)定,包括干物質(zhì)(DM)、有機(jī)物(OM)、粗灰分(CA)、粗蛋白(CP)、中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)和總能(GE)的測(cè)定。

        1.2.2 呼吸測(cè)熱試驗(yàn) 呼吸測(cè)熱試驗(yàn)與消化代謝試驗(yàn)同步進(jìn)行。采用傳統(tǒng)開(kāi)路式呼吸面具測(cè)熱法,步驟參考Blaxter[8]的方法,預(yù)試期時(shí)每天訓(xùn)練羊采氣,正試期每天分別于06:00、09:00、11:00、15:00、18:00和21:00采氣6次,每次采氣5 min(采氣時(shí)全部試驗(yàn)羊均為站立狀態(tài)),使用呼吸面具將呼出氣體收集于專用貯氣囊內(nèi),用LML-1型濕式氣體流量計(jì)測(cè)定呼出氣體總量,用取樣袋采取氣樣,即用SB67-1型半自動(dòng)氣體分析儀測(cè)定氣樣中CO2和O2濃度,按所得百分比求出呼吸墑(RQ);因氣體分析器的燃燒瓶靈敏度不高,故甲烷氣體產(chǎn)生量及其能值按Blaxter公式[9]推算。產(chǎn)熱量的計(jì)算采用RQ法,根據(jù)單位時(shí)間內(nèi)呼出氣體的總量(用氣態(tài)方程換算成標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)體積)求出CO2排出量和O2消耗量,根據(jù)每升O2與RQ值相對(duì)應(yīng)的氧熱價(jià),求出被試羊一天的總產(chǎn)熱量。試前對(duì)氣體分析儀、氣體流量計(jì)均經(jīng)嚴(yán)格校驗(yàn)。正試期時(shí)記錄氣溫、氣壓、相對(duì)濕度等環(huán)境指標(biāo)。

        產(chǎn)熱量的計(jì)算還采用Brouwer(1965)[10]公式進(jìn)行估測(cè)。產(chǎn)熱量HP=3.866O2+1.200CO2-0.518CH4-1.431N,式中,O2、CO2、CH4和N分別為單位時(shí)間內(nèi)的耗氧量、二氧化碳排出量、甲烷氣體產(chǎn)生量和尿氮排出量。

        體蛋白分解量/g=尿氮量×6.25;蛋白質(zhì)產(chǎn)熱量/kJ=體蛋白分解量×18 kJ/g;蛋白質(zhì)CO2排出量/L=體蛋白分解量×0.78;蛋白質(zhì)O2消耗量/L=體蛋白分解量×0.97;非蛋白質(zhì)CO2排出量/L=CO2排出量-蛋白質(zhì)CO2排出量;非蛋白質(zhì)O2消耗量=O2消耗量-蛋白質(zhì)O2消耗量,CO2排出量和O2消耗量由呼吸測(cè)熱試驗(yàn)測(cè)得[11]。

        1.3 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

        數(shù)據(jù)采用SAS 9.1軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理,方差分析采用2×3的析因方差分析,P< 0.05者為差異顯著。

        2 結(jié)果與分析

        2.1 環(huán)境指標(biāo)

        試驗(yàn)期平均氣溫為24.2 ℃,相對(duì)濕度為65.7%,氣壓99.48 kPa。

        2.2 飼糧能量水平對(duì)杜泊羊生長(zhǎng)期養(yǎng)分利用率的影響

        飼糧能量水平對(duì)杜泊羊養(yǎng)分利用率的影響見(jiàn)表2。由表可知,性別和能量水平的交互作用對(duì)杜泊羊DM、OM、CP、NDF、ADF的表觀消化率的影響均不顯著(P> 0.05),對(duì)粗CP的表觀代謝率的影響也不顯著(P> 0.05)。公羊?qū)τ贒M、OM、CP的表觀消化率極顯著高于母羊(P< 0.01),但NDF和ADF的表觀消化率公母羊之間差異不顯著(P> 0.05)。中能組和高能組的DM、OM、NDF和ADF的表觀消化率顯著高于低能組(P< 0.05),這表明提高飼糧能量水平可以提高杜泊羊?qū)M和OM的利用率,但到達(dá)一定能量水平后則不在增加。不同能量水平間CP的表觀消化率和代謝率差異不顯著(P> 0.05),這表明本試驗(yàn)設(shè)置的能量梯度范圍內(nèi),能量水平并沒(méi)有影響杜泊羊?qū)P的利用率。

        2.3 飼糧能量水平對(duì)杜泊羊生長(zhǎng)期氣體產(chǎn)量的影響

        飼糧能量水平對(duì)杜泊羊氣體產(chǎn)量的影響見(jiàn)表3。由表可知,性別和能量水平的交互作用對(duì)杜泊羊CO2排出量、O2消耗量、非蛋白質(zhì)CO2排出量、非蛋白質(zhì)O2消耗量、蛋白質(zhì)CO2排出量、蛋白質(zhì)O2消耗量以及CH4產(chǎn)量的影響均不顯著(P> 0.05)。公羊的CO2排出量極顯著高于母羊(P< 0.01),可以看出是因?yàn)榈鞍踪|(zhì)CO2排出量公羊高于母羊的結(jié)果,其根本的原因可能是因?yàn)楣虻哪虻懦隽扛哂谀秆虻木壒?。不同能量水平之間對(duì)比可以看出,中能組的CO2排出量、O2消耗量均極顯著高于其他兩組(P< 0.01),從表中可以看出是因?yàn)榉堑鞍踪|(zhì)CO2排出量、非蛋白質(zhì)O2消耗量中能組顯著高于其他兩組的緣故,不同能量水平之間蛋白質(zhì)CO2排出量、蛋白質(zhì)O2消耗量之間差異不顯著(P> 0.05),其可能原因是因?yàn)椴煌芰克街g尿氮量差異不顯著。

        2.4 飼糧能量水平對(duì)杜泊羊生長(zhǎng)期產(chǎn)熱量和呼吸熵的影響

        飼糧能量水平對(duì)杜泊羊產(chǎn)熱量和呼吸熵的影響見(jiàn)表4。由表可知,性別和能量水平的交互作用對(duì)杜泊羊單位代謝體重的產(chǎn)熱量、蛋白質(zhì)產(chǎn)熱量、非蛋白質(zhì)產(chǎn)熱量、呼吸熵、非蛋白呼吸熵的影響均不顯著(P> 0.05)。單位代謝體重的產(chǎn)熱量公母羊之間差異并不顯著,但蛋白質(zhì)產(chǎn)熱量公羊極顯著高于母羊(P< 0.01),非蛋白質(zhì)產(chǎn)熱量母羊極顯著高于公羊(P< 0.01);蛋白質(zhì)產(chǎn)熱量占總產(chǎn)熱量的百分比公羊?yàn)?6.02%,母羊?yàn)?3.88%,公羊極顯著高于母羊(P< 0.01)。公羊的呼吸熵與非蛋白質(zhì)呼吸熵均顯著高于母羊(P< 0.05)。不同能量水平之間對(duì)比可以看出,中能組和高能組的產(chǎn)熱量顯著高于低能組,這說(shuō)明提高能量水平提高了動(dòng)物的產(chǎn)熱量,分析原因可以看出這來(lái)自非蛋白產(chǎn)熱量的不同,各組間蛋白質(zhì)產(chǎn)熱量差異并不顯著(P> 0.05)。蛋白質(zhì)產(chǎn)熱量占總產(chǎn)熱量的百分比不同能量水平之間差異不顯著(P< 0.05),平均值為14.95%。

        表2 飼糧能量水平對(duì)杜泊羊生長(zhǎng)期養(yǎng)分利用率的影響

        表3 飼糧能量水平對(duì)杜泊羊生長(zhǎng)期氣體產(chǎn)量的影響

        2.5 絕食代謝產(chǎn)熱量和維持代謝能的估測(cè)

        絕食狀態(tài)產(chǎn)熱量(Fasting heat production,FHP)是指絕食狀態(tài)下的動(dòng)物產(chǎn)熱,絕食代謝產(chǎn)熱量還可根據(jù)沉積能(RE)與代謝能攝入量(MEI)的回歸公式求得,可得如下公式:

        公羊:RE = 0.758(MEI)- 328.698(R2= 0.982,P< 0.001)[1]

        母羊:RE = 0.742(MEI)- 320.385(R2= 0.963,P< 0.001)[2]

        由公式[1]和[2]求得,杜泊羊生長(zhǎng)期公羊的絕食代謝產(chǎn)熱量為328.70 kJ/KgW0.75;母羊的絕食代謝產(chǎn)熱量為320.39 kJ/KgW0.75。代謝能用于維持的效率公羊?yàn)?.758,母羊?yàn)?.742。則公羊MEm=328.698/0.758=433.87 kJ/kgW0.75,母羊MEm=320.385/0.742=431.91 kJ/kgW0.75。

        表4 不同能量水平對(duì)杜泊羊生長(zhǎng)期產(chǎn)熱量和呼吸熵的影響

        3 討論

        3.1 能量水平對(duì)杜泊羊生長(zhǎng)期養(yǎng)分利用率的影響

        一般來(lái)講,干物質(zhì)的消化率是反芻動(dòng)物對(duì)飼糧利用率的綜合反映,本試驗(yàn)結(jié)果表明一定范圍內(nèi)提高飼糧能量水平提高了杜泊羊?qū)Ω晌镔|(zhì)和有機(jī)物的利用率,提高了對(duì)中性洗滌纖維和酸性洗滌纖維的利用率,纖維物質(zhì)是反芻動(dòng)物能量的重要來(lái)源,本試驗(yàn)中能組的能量利用率的提高可能與提高了纖維物質(zhì)的利用率有關(guān)。正常情況下糞能是反芻動(dòng)物飼料能量中損失最大的部分,反芻動(dòng)物采食精料時(shí)糞能損失為20%~30%,采食粗飼料時(shí)為40%~50%,采食低質(zhì)粗飼料時(shí)可達(dá)60%,本試驗(yàn)中杜泊羊公羊糞能損失平均值為36.93%,母羊?yàn)?8.41%,本試驗(yàn)采用的是粗料和精料混合飼喂,因此糞能損失符合反芻動(dòng)物對(duì)能量的利用效率。反芻動(dòng)物尿能的損失量比較穩(wěn)定,影響尿能損失的因素主要是飼料結(jié)構(gòu),特別是飼料中蛋白質(zhì)水平、氨基酸平衡狀況及飼料中有害成分的含量。飼料蛋白質(zhì)水平增高,氨基酸不平衡,氨基酸過(guò)量等,均可提高尿氮排泄量,增加尿能損失,降低代謝能值[12]。本試驗(yàn)求得杜泊羊公羊的尿能損失占總能的比例為2.90%,母羊?yàn)?.65%,略低于一般反芻動(dòng)物4%~5%的水平,與金功亮等[13]求得的Sannan山羊尿能損失為2.45%,孫玉賢等[14]求得的青山羊尿能損失為2.40%接近,這可能是由于本試驗(yàn)采用的的粗蛋白水平較為合理,因此尿能損失較低。

        本研究得出公羊生長(zhǎng)期代謝能的維持效率為0.758,母羊?yàn)?.742。孫家義等[15]求得生長(zhǎng)期小尾寒羊代謝能的維持效率為0.710,ARC(1980)[16]使用的均值為0.720,楊在賓等[17]報(bào)道大尾寒羊生長(zhǎng)期代謝能的維持效率為0.792。本試驗(yàn)的結(jié)果與上述研究結(jié)果接近,這可能是由于反芻動(dòng)物代謝能的維持效率具有相對(duì)穩(wěn)定性。

        3.2 能量水平對(duì)杜泊羊產(chǎn)熱量、絕食代謝產(chǎn)熱量及熱增耗的影響

        本研究采用呼吸面具間接測(cè)熱法對(duì)杜泊羊的總產(chǎn)熱進(jìn)行了測(cè)定,結(jié)果顯示Brouwer公式計(jì)算值與RQ法測(cè)得的結(jié)果很接近,證明本試驗(yàn)采用RQ法計(jì)算的結(jié)果是較為準(zhǔn)確的。本研究結(jié)果顯示中能組和高能組的產(chǎn)熱量顯著高于低能組,原因可能是能量攝入量提高后試驗(yàn)羊的代謝水平提高導(dǎo)致產(chǎn)熱量增加。10.66 MJ/kg能量水平下單位代謝體重的產(chǎn)熱量為437.44 kJ/kgW0.75,與Meccawi等[18]用山羊的測(cè)定結(jié)果432.00 kJ/kgW0.75相比接近;而與金功亮[13]等用Saanen奶山羊的測(cè)定結(jié)果581.30 kJ/kgW0.75相比則偏低。原因可能是由于品種差異的緣故;也可能是由于本試驗(yàn)期處于夏天,環(huán)境溫度較高,因此產(chǎn)熱量偏低,這也符合動(dòng)物生理特點(diǎn),即在動(dòng)物上下臨界溫度范圍內(nèi),如果環(huán)境溫度上升則動(dòng)物產(chǎn)熱量減少,如環(huán)境溫度下降則動(dòng)物產(chǎn)熱量增加[11]。本研究結(jié)果顯示蛋白質(zhì)產(chǎn)熱量各組間差異不顯著,這與楊在賓等[19]用青山羊泌乳母羊得到的結(jié)果一致。

        Luo等[20]報(bào)道山羊FHP為298 kJ/kgW0.75,Haque等[21]報(bào)道Cheghu絨山羊FHP為326 kJ/kgW0.75,楊在賓等[22]利用青山羊空懷母羊測(cè)得FHP為260.54 kJ/kgW0.75。本試驗(yàn)求得杜泊羊公羊的FHP為328.70 kJ/kgW0.75,母羊的FHP為320.39 kJ/kgW0.75。本試驗(yàn)的結(jié)果與Haque的結(jié)果接近而比楊在賓、Luo等測(cè)得的結(jié)果偏高,ARC(1980)[16]報(bào)道綿羊的年齡增加有促使絕食代謝產(chǎn)熱量下降的趨勢(shì)。本試驗(yàn)的結(jié)果可能與此原因有關(guān),本試驗(yàn)選取的試驗(yàn)羊均為斷奶后不久年,處于生長(zhǎng)期,因此絕食代謝產(chǎn)熱量偏高。

        3.3 杜泊羊生長(zhǎng)期維持代謝能需要量的研究

        維持是指動(dòng)物生存過(guò)程中的一種基本狀態(tài),合理平衡維持需要與生產(chǎn)需要之間的關(guān)系,盡可能減少維持消耗,可提高生產(chǎn)效率。在動(dòng)物生產(chǎn)潛力允許范圍內(nèi),增加飼料投入,可相對(duì)降低維持需要,從而增加生產(chǎn)效益。維持能量需要不僅包括絕食代謝的能量,也包括隨意活動(dòng)的采食量以及必要的抵抗應(yīng)激環(huán)境所需要的能量[12]。本試驗(yàn)求得杜泊羊生長(zhǎng)期公羊維持代謝能需要量為433.87 kJ/kgW0.75,母羊維持代謝能需要量為431.91 kJ/kgW0.75。Kamalzade等[23]報(bào)道swifter綿羊MEm為340~480 kJ/kgW0.75;Al Jassim等[24]報(bào)道阿華西綿羊MEm為342~482 kJ/kgW0.75;Prieto等[25]求得生長(zhǎng)期哥倫比亞山羊MEm為443 kJ/kgW0.75;Luo等[26]推算得安哥拉山羊單羔和多羔的MEm分別為533、442.75 kJ/kgW0.75;趙玉民[27]測(cè)得育成期的細(xì)毛羊母羊的MEm為481.18 kJ/kgW0.75;ARC(1980)[16]推薦綿羊MEm為420~450 kJ/kgW0.75。綜合報(bào)道,維持代謝能需要量各報(bào)道不盡相同,可能主要是由于測(cè)定方法、品種差異、飼糧組成和外界環(huán)境的不同所致。本試驗(yàn)的結(jié)果符合ARC綿羊標(biāo)準(zhǔn)的推薦范圍。

        4 結(jié)論

        4.1 公羊?qū)τ贒M、OM、CP 、GE的表觀消化率高于母羊,但NDF和ADF的表觀消化率公母羊之間差異不顯著。

        4.2 本試驗(yàn)設(shè)置的能量梯度范圍內(nèi),提高飼糧能量水平提高了杜泊羊?qū)M和OM的利用率;提高了GE的表觀消化率和代謝率,但較高能量水平又降低了GE的表觀消化率和代謝率;能量水平?jīng)]有影響杜泊羊?qū)P的利用率。

        4.3 單位代謝體重的產(chǎn)熱量公母羊之間差異并不顯著,蛋白質(zhì)產(chǎn)熱量公羊極顯著高于母羊,非蛋白質(zhì)產(chǎn)熱量母羊極顯著高于公羊。

        4.4 間接測(cè)熱試驗(yàn)方法求得杜泊羊生長(zhǎng)期公羊維持代謝能需要量為433.87 kJ/kgW0.75,母羊?yàn)?31.91 kJ/kgW0.75。

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