陳志敏 劉國華 蔡輝益 常文環(huán) 鄭愛娟 張 姝
(中國農(nóng)業(yè)科學院飼料研究所,農(nóng)業(yè)部生物飼料重點實驗室,生物飼料開發(fā)國家工程研究中心,北京100081)
鋅是肉雞生長發(fā)育必需的微量營養(yǎng)元素,是目前確認的15種必需微量元素中生理功能最多的一種元素。鋅不僅參與動物體內(nèi)蛋白質(zhì)、氨基酸、核酸、脂肪、碳水化合物和維生素以及微量元素等的代謝,而且與胰島素、胰高血糖素、前列腺素、促性腺激素等的活性有關(guān),還在骨骼發(fā)育、生殖、免疫、凝血、生物膜穩(wěn)定和基因表達等生理機能中擔負重要角色。另外,鋅還是許多功能蛋白如金屬硫蛋白、核蛋白、受體等的組成成分,由于其在體內(nèi)廣泛的生理生化功能而被稱為“生命元素”。畜禽體內(nèi)鋅含量不足時,不僅影響生長發(fā)育,而且會引起代謝紊亂、免疫器官萎縮,從而導致免疫功能低下,易受細菌、病毒和真菌的侵入和感染。目前,在肉雞生產(chǎn)中鋅過量添加的現(xiàn)象比較普遍,其后果不僅無法改善肉雞的生長性能和健康狀況,反而會降低微量元素整體的利用率,造成微量元素資源的浪費和環(huán)境的污染[1]。本試驗旨在研究飼糧鋅水平對肉仔雞生長性能、屠宰性能、血清免疫指標及鋅排放的影響,研究其在肉雞飼糧中的適宜添加量,為確定肉雞飼糧中鋅的添加限量提供參考。
一水硫酸鋅(飼料級),鋅含量35.5%,購自北京精準動物營養(yǎng)研究中心。
試驗在中國農(nóng)業(yè)科學院飼料研究所南口試驗基地進行。選擇1日齡健康愛拔益加(AA)肉雞600只,隨機分為5個組,每組6個重復,每個重復20只雞(公母各10只,分2籠飼養(yǎng))。各組分別飼喂飼糧鋅水平分別為30(基礎(chǔ)飼糧組)、60、90、120、150 mg/kg的試驗飼糧。
基礎(chǔ)飼糧采用玉米-豆粕-雜粕型飼糧,制成顆粒飼料,基礎(chǔ)飼糧中鋅水平約為30 mg/kg,其組成及營養(yǎng)水平見表1。在基礎(chǔ)飼糧中分別以一水硫酸鋅形式添加30、60、90和120 mg/kg鋅,配制其他4種試驗飼糧。試驗設(shè)計見表2。
表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風干基礎(chǔ))
1)預混料為每千克飼糧提供 The premix provided the following per kg of diets:1~21日齡 1 to 21 days of age, VA 9 000 IU,VD31 000 IU,VE 20 mg,VK30.50 mg,VB12.0 mg,VB28 mg,VB63.5 mg,VB120.01 mg,D-泛酸D-pantothenic acid 10 mg,煙酸 nicotinic acid 35 mg,葉酸 folic acid 0.55 mg,生物素 biotin 0.18 mg,Cu (as copper sulphate) 8 mg,F(xiàn)e (as ferrous sulfate) 60 mg,Mn (as manganese sulfate) 80 mg,I (as calcium iodate) 0.7 mg,Se (as sodium selenite) 0.3 mg;22~42日齡 22 to 42 days of age,VA 6 000 IU,VD3670 IU,VE 13.3 mg,VK30.33 mg,VB11.3 mg,VB25.3 mg,VB62.3 mg,VB120.007 mg,D-泛酸D-pantothenic acid 6.7 mg,煙酸 nicotinic acid 23 mg,葉酸 folic acid 0.37 mg,生物素 biotin 0.12 mg,Cu (as copper sulphate) 8 mg,F(xiàn)e (as ferrous sulfate) 60 mg,Mn (as manganese sulfate) 80 mg,I (as calcium iodate) 0.7 mg,Se (as sodium selenite) 0.3 mg。
2)鋅為實測值,其余為計算值。Zn was a measured value, while the others were calculated values.
表2 試驗設(shè)計
采用不銹鋼肉雞籠3層籠養(yǎng),23 h光照,乳頭式飲水器供水,自由采食。雞舍溫度第1~3天為33 ℃,從第4天開始逐步降溫直至保持室溫。1日齡接種馬立克氏病、雞新城疫苗,21日齡飲水接種法氏囊病疫苗。雞舍衛(wèi)生按常規(guī)管理進行。每天觀察試驗雞的精神狀態(tài)、食欲及糞便情況,記錄死亡只數(shù)。
1.4.1 生長性能指標
于1、21和42日齡稱重、結(jié)料,以重復為單位計算生長前期(1~21日齡)、生長后期(22~42日齡)、生長全期(1~42日齡)的平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)和料重比(F/G),計算生長全期的死淘率。
1.4.2 屠宰性能指標
于21和42日齡,每重復隨機選取公雞和母雞各1只,放血屠宰,按《家禽生產(chǎn)性能名詞術(shù)語和度量統(tǒng)計方法》(NY/T 823—2004)測定全凈膛率、半凈膛率、腿肌率、胸肌率和腹脂率。
1.4.3 免疫器官指數(shù)
于21和42日齡,每重復隨機選取公雞和母雞各1只,取脾臟、法氏囊、胸腺,測定重量,計算免疫器官指數(shù)。
免疫器官指數(shù)=免疫器官重量(g)/屠體重(kg)。
1.4.4 血清免疫指標
于21和42日齡,每重復隨機選取公雞和母雞各1只,心臟采血,制備血清,采用血凝抑制試驗法測定新城疫病毒抗體滴度,試驗抗原、陰性血清和陽性血清均購自北京中海生物科技有限公司。采用日立7600全自動生化分析儀測定血清免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白M(IgM)、免疫球蛋白G(IgG)含量。
1.4.5 鋅表觀利用率
采用二氧化鈦指示劑法測定。各組飼糧二氧化鈦指示劑添加量為0.4%,并充分混勻,冷壓加工為顆粒飼糧待用。17~21日齡和37~42日齡,定時收集糞樣3 d,混合均勻,65 ℃烘干,測糞樣中鋅、二氧化鈦含量,計算鋅表觀利用率。計算公式如下:
鋅表觀利用率(%)=[1-(飼糧中二氧化鈦含量/ 糞樣中二氧化鈦含量)×(糞樣中鋅含量/ 飼糧中鋅含量)]×100。
1.4.6 飼糧和糞中鋅含量
樣品105 ℃干燥至恒重,空氣中回潮24 h。稱取一定量的飼糧和糞樣灰化12 h,如仍有炭粒則滴加濃硝酸使殘渣濕潤,加熱烘干后再灰化至無炭粒?;曳钟名}酸溶解、標定。以上標定好的樣品用原子吸收分光光度計(日立公司Z-2000型)火焰法測定鋅含量。
采用SPSS 17.0軟件的單因素方差分析和一般線性模型(GLM)程序進行雙因素方差分析,因子顯著性采用F檢驗。對主效應顯著的指標進行LSD多重比較。采用曲線估計(curve estimate)程序?qū)︼暭Z鋅水平(x)與有關(guān)的敏感指標(y)進行線性和二次模型回歸分析。P<0.05表示差異顯著。
飼糧鋅水平的計算值與實測值見表3。由表可見,飼糧鋅水平的計算值與實測值基本一致。
飼糧鋅水平對肉雞生長性能的影響見表4、表5和表6。由表4可見,生長前期,90 mg/kg鋅水平組公雞的平均日增重和平均日采食量顯著高于基礎(chǔ)飼糧組和60 mg/kg鋅水平組(P<0.05),各組公雞的料重比差異不顯著(P>0.05)。各組母雞的平均日增重、平均日采食量和料重比差異不顯著(P>0.05)。
表3 飼糧鋅水平的計算值與實測值
表4 飼糧鋅水平對1~21日齡肉雞生長性能的影響
同列數(shù)據(jù)肩標不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05),相同或無字母表示差異不顯著(P>0.05)。下表同。
In the same column, values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), while with the same or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as below.
由表5可見,生長后期,60、90、120、150 mg/kg鋅水平組公雞的平均日增重和平均日采食量顯著高于基礎(chǔ)飼糧組(P<0.05),各組公雞的料重比差異不顯著(P>0.05)。各組母雞的平均日增重、平均日采食量和料重比差異不顯著(P>0.05)。
表5 飼糧鋅水平對22~42日齡肉雞生長性能的影響
由表6可見,生長全期,60、90、120、150 mg/kg鋅水平組公雞的平均日增重顯著高于基礎(chǔ)飼糧組(P<0.05),各組母雞的平均日增重差異不顯著(P>0.05)。各組公雞和母雞的平均日采食量、料重比和死淘率均差異不顯著(P>0.05)。
肉雞各生長階段的平均日增重、平均日采食量、料重比與飼糧鋅水平之間均無顯著的線性或者二次曲線回歸關(guān)系(P>0.05)。
表6 飼糧鋅水平對1~42日齡肉雞生長性能的影響
續(xù)表6項目Items平均日增重ADG/g平均日采食量ADFI/g料重比F/G死淘率Mortality/%P值 P-value線性 Linear0.1190.1070.0980.211二次 Quadratic0.1460.2000.0870.146母 Female組別GroupsT156.49102.651.821.56T256.02101.991.820.18T355.51101.621.832.34T455.01101.111.841.56T556.04101.361.811.56SEM4.805.470.022.89P值 P-value線性 Linear0.6700.2170.1570.226二次 Quadratic0.7690.3280.2190.237主效應 Main effectP值 P-value水平 Level0.0560.2070.3190.325性別 Sex0.0070.0500.0600.216性別×水平 Sex×level 0.4360.8120.5640.771
飼糧鋅水平對肉雞免疫器官指數(shù)和屠宰性能的影響見表7和表8。由表可見,飼糧鋅水平對21和42日齡肉雞免疫器官指數(shù)和屠宰性能均無顯著影響(P>0.05)。肉雞21和42日齡免疫器官指數(shù)、屠宰性能與飼糧鋅水平之間無顯著的線性或者二次曲線回歸關(guān)系(P>0.05)。
飼糧鋅水平對肉雞血清免疫指標的影響見表9。由表可見,各組肉雞21和42日齡血清IgA、IgM和IgG含量沒有表現(xiàn)出明顯規(guī)律性。公雞21日齡時,120、150 mg/kg鋅水平組血清抗體滴度顯著高于基礎(chǔ)飼糧組和60、90 mg/kg鋅水平組(P<0.05);42日齡時,各組之間血清抗體滴度沒有顯著差異(P>0.05)。母雞21日齡時,各組之間血清抗體滴度沒有顯著差異(P>0.05);42日齡時,120 mg/kg鋅水平組血清抗體滴度顯著高于其他各組(P<0.05)。
21日齡時,飼糧鋅水平(y)與公雞血清抗體滴度(x)有顯著的線性和二次回歸關(guān)系(P<0.05),其回歸方程分別為y=0.008x+5.000 (R2=0.285)和y=0.000 079 4x2-0.002x+5.143 (R2=0.300);二次回歸曲線分析當飼糧鋅水平為42.59 mg/kg時,公雞血清抗體滴度最低。
42日齡時,飼糧鋅水平(y)與公雞血清IgA含量(x)有顯著的二次回歸關(guān)系(P<0.05),其回歸方程為y=-0.000 075 9x2+0.011x+0.830 (R2=0.248);二次回歸曲線分析當飼糧鋅水平為102.44 mg/kg時,公雞血清IgA含量最高。
飼糧鋅水平對肉雞糞中鋅排放及鋅表觀利用率的影響見表10。由表可見,飼糧鋅水平對21和42日齡肉雞糞便鋅含量有顯著影響(P<0.05),隨著飼糧鋅水平的提高,糞便鋅含量逐漸提高。不同生長階段糞便鋅含量也表現(xiàn)出差異,42日齡的糞便鋅含量明顯高于21日齡。
飼糧鋅水平對21和42日齡肉雞鋅表觀利用率有顯著影響(P<0.05),隨著飼糧鋅水平增加,鋅表觀利用率呈增加趨勢,30 mg/kg鋅水平組21和42日齡鋅表觀利用率顯著低于90和150 mg/kg鋅水平組(P<0.05)。不同生長階段鋅表觀利用率也表現(xiàn)出差異,21日齡的鋅表觀利用率明顯高于42日齡。
表7 飼糧鋅水平對21日齡肉雞免疫器官指數(shù)和屠宰性能的影響
表8 飼糧鋅水平對42日齡肉雞免疫器官指數(shù)和屠宰性能的影響
表9 飼糧鋅水平對21和42日齡肉雞血清免疫指標的影響
表10 飼糧鋅水平對21和42日齡肉雞糞便鋅含量及鋅表觀利用率的影響
鋅在生物體內(nèi)的作用是通過多種含鋅酶來實現(xiàn)的,鋅參與多種代謝過程,包括糖類、脂類、蛋白質(zhì)與核酸的合成與降解,從而影響肉雞的生長性能。肉雞飼糧中添加鋅的效果不僅取決于基礎(chǔ)飼糧中的鋅水平,而且取決于雞的品種、性別及試驗的時間、周期和鋅添加水平。本試驗中,飼糧鋅水平對生長全期肉公雞平均日增重產(chǎn)生顯著影響,這與一些研究人員的結(jié)果相似。廖秀冬等[2]研究了飼糧鋅水平對肉雞生長性能和血清生理生化指標的影響,建議22~42日齡的飼糧鋅需要量為65 mg/kg。王明發(fā)[3]報道,鋅添加水平對各階段的飼料轉(zhuǎn)化率沒有顯著影響,但顯著影響固始雞和AA肉雞的體增重。但是也有一些報道認為鋅添加水平在一定范圍內(nèi)時不影響肉雞生長性能,Smith等[4]研究發(fā)現(xiàn),肉雞飼糧的鋅添加水平在34~181 mg/kg內(nèi)變化,未對肉雞的生長性能產(chǎn)生顯著影響。這種不敏感性可能源于基礎(chǔ)飼糧中微量元素的影響,因為肉雞本身對微量元素的需要量比較少,試驗所用基礎(chǔ)飼糧中的微量元素可能已經(jīng)可以滿足肉雞的生長需要,額外添加的微量元素對生長性能的改善效應未得以體現(xiàn)。田佳等[5]報道,飼糧鋅水平在1~2倍NRC推薦量范圍時對22~42日齡肉雞的生長性能無顯著影響,糞便中鋅的排泄量均受飼糧中其他微量元素添加量的影響,飼糧鋅水平為38.23 mg/kg時,能夠滿足肉雞微量元素需要量,同時糞便中鋅排泄量最小。何霆等[6]研究指出,飼糧鋅水平為40~50 mg/kg時能夠滿足肉雞生長需要;陳克嶙等[7]研究了在玉米-多餅粕型飼糧(含30 mg/kg鋅)中添加0、40、80 mg/kg鋅對4~6周齡肉雞組織鋅含量、免疫器官發(fā)育和生長性能的影響,結(jié)果發(fā)現(xiàn)不補充鋅不影響肉雞體重和飼料轉(zhuǎn)化率,但腿異常率、羽毛生長不良率和死亡率較高,并影響一些消化器官和免疫器官的生長發(fā)育,補充40 mg/kg鋅可以改善上述不良情況,補充80 mg/kg鋅影響不顯著;綜合從營養(yǎng)消化生理和免疫角度而言,認為在基礎(chǔ)飼糧中補充40 mg/kg鋅是適宜的。孫存孝等[8]通過添加不同水平鋅發(fā)現(xiàn)肉雞適宜鋅需要量為60 mg/kg,其試驗中基礎(chǔ)飼糧鋅水平為30 mg/kg,鋅添加水平為30 mg/kg;閆素梅[9]研究飼糧鋅水平為47.51~87.61 mg/kg時,肝臟與脛骨鋅含量相對穩(wěn)定,生長性能、免疫機能較高,認為鋅水平適宜;而繼續(xù)提高飼糧鋅水平時免疫機能較高,但肝臟與脛骨鋅含量下降,生長性能也下降,認為鋅過量;當飼糧鋅水平達到327.61 mg/kg 時,肝臟和脛骨鋅含量、生長性能、免疫機能均顯著降低,表明鋅嚴重過量;并指出確定肉仔雞鋅添加水平時,必須同時考慮基礎(chǔ)飼糧中的鋅水平,并綜合考慮生長性能、免疫功能及組織鋅代謝指標。Wedekind等[10]觀察到當飼糧鋅水平由10 mg/kg增加到30 mg/kg時提高了雛雞增重;Mohanna等[11]研究表明肉雞鋅需要量為40 mg/kg。張春善等[12]研究認為,肉仔雞對鋅的需要量有階段性區(qū)別,前期添加320 mg/kg,后期添加80~120 mg/kg能獲得較好的生長性能和免疫功能,但其試驗基礎(chǔ)飼糧錳水平較低(24.50 mg/kg,實測值),可能對結(jié)果有影響。鋅對家禽屠宰性能的影響目前研究資料相對較少。本研究結(jié)果表明,各組肉雞的屠宰性能未表現(xiàn)出顯著差異,原因可能是基礎(chǔ)飼糧的鋅水平為30 mg/kg,再額外添加鋅對屠宰性能不能起到改善的作用。
血清免疫指標有時也作為評定微量元素需要量的評定指標,較高的免疫水平和健康狀況是獲得較高生長性能的重要前提。鋅是維持正常免疫細胞和其他免疫器官的重要元素。本試驗中,飼糧鋅水平顯著影響肉雞的抗新城疫病毒血清抗體滴度,在飼糧鋅水平為90 mg/kg時,免疫功能最佳。Prasad等[13]研究顯示,鋅與免疫系統(tǒng)的發(fā)生、發(fā)育和免疫功能存在著密切的關(guān)系,鋅缺乏會引發(fā)動物免疫功能下降,導致疾病的發(fā)生和生長限制。鋅主要從2方面影響動物機體的免疫功能:一是鋅缺乏會直接引起機體內(nèi)免疫器官、免疫細胞等組織的損傷、改變或分化;二是通過影響機體內(nèi)其他組織的營養(yǎng)、生長和代謝間接改變免疫功能。鋅影響營養(yǎng)物質(zhì)的代謝和DNA、RNA的功能,必然也會作用于免疫器官及其細胞,從而改變機體免疫。此外,鋅與維生素A、維生素E、維生素C等在機體吸收代謝中關(guān)系密切,共同影響機體免疫。
張日俊等[14]研究報道,缺鋅組與對照組相比,肉雞血清馬立克(MDV)和新城疫的酶聯(lián)免疫吸附試驗(ELISA)效價明顯下降。Stahl等[15]報道,飼喂28、38、48、68、118 mg/kg不同鋅水平的飼糧,雞合成抗體的能力在28和118 mg/kg鋅水平較低,而在38~48 mg/kg鋅水平時最高,雛雞飼糧中鋅水平維持在38 mg/kg較為適宜,低于此水平,雛雞對綿羊紅細胞(SRBC)的抗體反應減弱;當飼糧鋅水平達150 mg/kg時,雛雞攝入體內(nèi)的鋅會過量,引起雛雞的邊緣性免疫抑制,但對其生長無影響。閆素梅[9]研究顯示,飼糧鋅水平在44.67~84.67 mg/kg內(nèi),肉仔雞細胞免疫和體液免疫機能達到最佳狀態(tài),飼糧鋅水平為4.67 mg/kg(鋅缺乏)或647.61 mg/kg(鋅過量)時,均顯著降低肉仔雞細胞免疫和體液免疫功能。崔恒敏等[16]報道,高鋅(超生理劑量)對胸腺等免疫器官是非常不利的,高鋅損害了胃黏膜并形成多發(fā)性潰瘍病,降低了雞的免疫力。同時認為,動物受感染時體內(nèi)鋅的重新調(diào)整,有助于機體抗御感染,肝臟對鋅攝取量增加,能使其機能更好,血液鋅含量減少,更有利于吞噬細胞抗菌作用。有些研究認為免疫指標同生長性能指標一樣不是所謂的“敏感指標”。如Stahl等[15]發(fā)現(xiàn)與飼喂鋅水平為37 mg/kg的基礎(chǔ)飼糧相比,飼喂鋅水平為103 mg/kg飼糧僅有提高雛雞植物血球凝集素滴定度的趨勢;而Mohanna等[17]發(fā)現(xiàn)低鋅飼糧并不影響雛雞的免疫反應,并認為相對于生長性能而言,免疫反應可能對鋅的攝入量不敏感。
微量元素超量排泄造成的環(huán)境污染已日益引起人們的關(guān)注,以微量元素降低排泄量為指標的添加量或需要量的確定將會受到越來越多的關(guān)注[18-21]。本研究中,飼糧鋅水平顯著影響肉雞糞便鋅含量。袁建敏等[22]報道,肉雞飼糧中用20 mg/kg有機鋅代替等水平硫酸鋅后,風干糞樣中鋅含量降低了3.05%;王明發(fā)[3]報道,與對照組相比,飼糧添加120 mg/kg鋅增加了鋅排出量335%(固始雞)和174%(AA肉雞);肉雞不同的生長階段對鋅表觀利用率有極顯著的影響,表現(xiàn)為生長前期鋅表觀利用率最高,后期極顯著降低。這與本研究的結(jié)果相似。Dozier等[23]試驗表明,飼糧以不同來源添加40~120 mg/kg的鋅不影響肉雞生長性能,但40 mg/kg添加水平相對于120 mg/kg使鋅的排出量降低了50%;以不同形式添加 4~12 mg/kg的銅也不影響生長性能,而銅的排出量卻降低了35%,因此認為降低飼糧鋅、銅水平可以在不影響肉雞生長性能的情況下有力降低環(huán)境重金屬蓄積。Mohanna等[11]通過2個試驗研究了含不同水平(20~190 mg/kg,基礎(chǔ)飼糧含20 mg/kg)和不同來源(無機vs.有機)鋅對5~21日齡肉雞生長性能、機體鋅存留率、排泄量和免疫反應的影響,結(jié)果表明飼糧鋅水平為45 mg/kg時足夠保證動物獲得正常生長性能,而脛骨和血漿鋅含量隨飼糧鋅水平增加而線性增加,并在飼糧鋅水平為75 mg/kg時達到最大值,機體鋅含量在飼糧鋅水平為90 mg/kg時達到飽和;飼糧鋅水平對機體免疫反應和血漿堿性磷酸酶活性沒有顯著影響;當飼糧鋅水平從190 mg/kg降至65 mg/kg時,機體鋅的存留率從8%增加到20%,而排泄物中的鋅含量降低了75%;不同鋅源之間沒有差異。從而得出降低飼糧鋅水平是降低家禽鋅排污量和鋅潛在環(huán)境污染的有效營養(yǎng)措施。所以,能夠降低微量元素排泄量但不影響動物生長性能的添加量是微量元素需要量評定的重要依據(jù),在這一依據(jù)的指導下確定有效的評定指標是目前亟待解決的關(guān)鍵問題。
① 飼糧適宜鋅水平能夠促進肉雞生長,保持較好的免疫狀態(tài),但是隨著飼糧鋅水平的提高,糞便鋅含量提高。
② 以平均日增重為衡量指標,肉雞飼糧適宜的鋅水平為60 mg/kg。飼糧的鋅水平為120 mg/kg時能夠保持肉雞較好的免疫功能。