張振玲,石豐運
(徐州生物工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院 動物工程學(xué)院,江蘇 徐州 221006)
控制豬排泄行為不僅對提高動物福利水平和員工工作環(huán)境改善至關(guān)重要,而且對豬場養(yǎng)豬環(huán)境足跡(指人類活動對環(huán)境造成的有害影響)意義非凡。歐洲養(yǎng)豬業(yè)氨排放占畜禽總排放的25%,約一半來自圈舍內(nèi)豬糞分解,另一半來自豬糞儲存和運輸過程。如今對于畜禽生產(chǎn)中氨的排放開始愈來愈受關(guān)注。氨排放水平升高可使土壤和水體富營養(yǎng)化,并對人類健康產(chǎn)生不良影響。
室內(nèi)圈舍中氨氣排放量受到豬糞便污染地板面積大小的影響,而這取決于豬的排泄行為。豬尿液是圈舍中氨氣排放的罪魁禍?zhǔn)祝蛞褐械哪蛩匾追纸鉃榘睔猓?。但尿素分解為氨氣由脲酶活性決定,而脲酶只存在于糞便中。所以盡量減少豬糞污染,對于減少圈舍中氨氣排放具有重要意義,而這同樣對于改善豬只環(huán)境問題也很重要。另外環(huán)境問題也會影響到動物福利水平及員工工作條件。
在半自然環(huán)境(semi-natural environment)及室外環(huán)境(outdoor housing systems)下飼養(yǎng),豬只的排泄行為似乎是在固定排泄區(qū)有序進(jìn)行。但有時也可能會出現(xiàn)問題或挑戰(zhàn),如散養(yǎng)系統(tǒng)中的熱點區(qū)(飼喂區(qū))。不過這也可通過系統(tǒng)設(shè)計解決,即將排泄區(qū)設(shè)在一較小區(qū)域,大多數(shù)豬在此排泄且糞便可安全存貯,這樣將氨排放問題和衛(wèi)生問題的影響減少到最小。
雖有研究人員研究了室內(nèi)圈舍(indoor systems)及室外圈舍系統(tǒng)(outdoor systems)環(huán)境里豬的排泄行為,但真正意義上對豬排泄行為進(jìn)行文獻(xiàn)綜述的文章目前僅見一篇。Larsen等人(2017)的這篇文獻(xiàn)重點綜述了室內(nèi)常規(guī)圈舍內(nèi)小氣候與排泄行為的互作關(guān)系。
該文通過對現(xiàn)有文獻(xiàn)回顧,探索仔豬排尿和排便行為的形成以及如何受母豬和飼養(yǎng)環(huán)境的影響,總結(jié)豬只排尿和排便頻率、白天排泄規(guī)律及排泄姿勢,以及與圈舍環(huán)境的相互作用等,以期為激勵豬定點排泄及如何更好地管理豬場環(huán)境有所幫助。文章中“排泄”指排尿和排便,在介紹和討論研究結(jié)果時統(tǒng)一使用排泄而不加以區(qū)分,在有需要的其他情況下,使用“排便”或“排尿”。
一些研究已表明非受限(散養(yǎng))環(huán) 境(non-confined environments)中,仔豬出生后不久就開始離開窩區(qū)排泄。室外窩棚(outdoor huts)里仔豬出生8 h后即開始離開窩棚進(jìn)行排泄。半自然環(huán)境(semi-natural environment)中仔豬出生后第1天就已經(jīng)會遠(yuǎn)離母豬和休息區(qū)(其中大多數(shù)是在窩棚外排泄)排便和排尿。這與Petherick(1982)的研究結(jié)果(室內(nèi)鋪有稻草的圈舍中,仔豬出生后24 h內(nèi)就從窩區(qū)中心移到邊緣區(qū)排泄)一致。而限位欄里仔豬出生后第1天約有40%在母豬乳房附近排泄,Whatson(1985)研究則表明0~2日齡仔豬無明顯排泄模式。不過從Whatson(1985)所描述的0~2日齡仔豬排泄圖(圖1)可看到仔豬沒有或很少在限位欄或欄兩側(cè)區(qū)域排泄。母豬兩側(cè)及母豬乳房這兩個區(qū)域被仔豬視為“窩區(qū)”。類似情況(即在靠近母豬和母豬乳房的區(qū)域幾乎沒有仔豬排泄)也出現(xiàn)在Petherick(1982)對0~8日齡限位欄里出生仔豬的研究中。這些研究表明了在限位欄系統(tǒng)中出生的仔豬也會避免在窩區(qū)排泄。Buchenauer等(1982)論文中并未明確提及排泄位置及距離等信息,故仔豬是否會保持母豬周圍區(qū)域干凈,還是在距母豬很近的地方排泄均無從推斷。雖然Stolba和Wood-Gush(1989)綜述了豬在半自然環(huán)境中的行為,但是卻并沒有關(guān)注仔豬的排泄。
仔豬的排泄區(qū)隨其日齡增長而變化。半自然環(huán)境中仔豬日齡越大就越遠(yuǎn)離窩區(qū)排泄。同樣,室內(nèi)養(yǎng)殖系統(tǒng)(indoor systems)中仔豬出生后第一周內(nèi)總排泄區(qū)面積就減少了。3~5日齡仔豬開始避免在教槽區(qū)排泄,6日齡時避免在加熱燈下的區(qū)域排泄,同時仔豬也避免在圈舍中心區(qū)域或靠近母豬乳房區(qū)域排泄。
隨仔豬日齡漸大,有哪些影響其排泄地選擇的因素呢?除排泄地外,幼仔豬對休息區(qū)的選擇亦發(fā)生了變化。不管加熱燈放哪兒,1日齡仔豬有61%時間依偎在母豬8 cm范圍內(nèi)。隨日齡的增長仔豬依偎在母豬身邊時間漸少,而呆在加熱區(qū)的時間卻相應(yīng)增加。半自然環(huán)境中,3日齡內(nèi)仔豬將70%~90%時間賴在窩區(qū),只探究離窩區(qū)很近的環(huán)境。1~2周齡仔豬就能隨母豬跑得更遠(yuǎn),且大部分時間呆在遠(yuǎn)離窩區(qū)的地方活動,并探究周圍環(huán)境。
室內(nèi)養(yǎng)殖系統(tǒng)中,沒有見到仔豬對躺臥休息區(qū)的選擇及圈舍空間利用的描述,但仍假定仔豬分娩后前幾天對母豬有較強(qiáng)依賴性,并將近母豬區(qū)域視為休息區(qū)。直到再過幾天后,仔豬才開始將教槽/加熱燈下區(qū)域作為休息區(qū)。這說明幾日齡仔豬排泄行為第一次發(fā)生“變化”(避免在教槽/加熱燈下區(qū)域排泄),并不是其排泄行為發(fā)育和變化了。實際上,幾日齡內(nèi)仔豬在教槽區(qū)排泄而之后又能保持教槽區(qū)清潔的這一結(jié)果,與Whatson(1985)和Buchenauer等(1982)研究一致,之所以發(fā)生變化似乎是由于仔豬休息區(qū)的擴(kuò)大所引起。室內(nèi)養(yǎng)殖系統(tǒng)中仔豬除靠近母豬乳房休息(剛出生后)外,幾天后還開始躺在教槽/加熱燈下區(qū)域休息。仔豬有自發(fā)離開母豬和窩區(qū)(躺臥休息區(qū))排泄的傾向,且這一傾向一直未發(fā)生改變。所以仔豬避免在教槽/加熱燈下區(qū)域排泄的行為看似變化,其實質(zhì)(自發(fā)離開母豬和窩區(qū)排泄)仍未改變。從進(jìn)化角度看保持躺臥休息區(qū)干燥對幼仔有益,因為生命早期體溫過低的風(fēng)險較大,這支持了“仔豬有自發(fā)離開母豬和窩區(qū)排泄的傾向”的假說。
仔豬排泄行為的另一變化(進(jìn)一步遠(yuǎn)離窩區(qū)排泄)原因,可能是排泄行為隨日齡漸大而進(jìn)一步養(yǎng)成。似乎表明存在一個最小距離(仔豬愿離開躺臥區(qū)排泄的)??墒亲胸i排泄行為發(fā)生變化的同時,其探究行為亦隨之發(fā)生變化。正如前面提及的半自然環(huán)境中仔豬花更多時間在遠(yuǎn)離窩區(qū)活動,而此時碰巧排泄發(fā)生。不管怎樣,室內(nèi)養(yǎng)殖系統(tǒng)中隨仔豬日齡增大,其躺臥區(qū)周圍保持不受排泄污染的面積也在增大。因室內(nèi)養(yǎng)殖系統(tǒng)面積有限,仔豬也將會有一部分時間在躺臥休息區(qū)活動。因此,仔豬開始保持躺臥區(qū)周邊較大范圍的清潔似乎并不能由仔豬探究行為發(fā)生變化來解釋,而似乎更多是由探究區(qū)域發(fā)生變化和排泄行為養(yǎng)成兩個方面的原因所致。母豬產(chǎn)后前幾天大部分時間呆在窩區(qū),離開也主要是為進(jìn)食或排泄。仔豬4日齡跟隨母豬較短時間外出覓食時,沒有跡象能表明母豬排泄行為會對仔豬產(chǎn)生影響。母豬有時舔仔豬頭、耳朵和肛門并清潔窩區(qū)(吃被污染的窩巢材料)。非圈養(yǎng)(loosehoused)母豬(包括圈養(yǎng)野豬)沒有影響仔豬對排泄地的選擇。圈養(yǎng)在限位欄內(nèi)的母豬亦不能直接影響后代仔豬排泄行為。限位欄內(nèi)母豬排泄區(qū)是固定不變的,隨著日齡增長,仔豬傾向于在母豬排泄地排泄,也有人認(rèn)為不是這樣的。正如Whatson(1985)提到的限位欄中面積有限,其中又有很大區(qū)域被母豬占據(jù),仔豬要避免在躺臥休息區(qū)及靠近母豬區(qū)域排泄,所以其很可能就在母豬排泄的糞便附近排泄。仔豬排泄行為似乎不是跟母豬學(xué)到的,而是天生的。
研究認(rèn)為豬排泄行為模式一旦確定就很難再改變。限位欄飼養(yǎng)系統(tǒng)中即使母豬預(yù)產(chǎn)前1周移入試驗圈舍并飼養(yǎng)在限位欄里(窩區(qū))導(dǎo)致被迫就在窩區(qū)里排泄,但若分娩后一旦有機(jī)會,母豬均表現(xiàn)出強(qiáng)烈的離開窩區(qū)排便(沒觀察到排尿行為)的傾向。群養(yǎng)圈舍中母豬分娩后排泄行為也發(fā)生了變化。自然界中母豬性成熟前通常生活在家族群體中,只有快到分娩前才離開去筑巢。分娩前母豬排泄行為有19%發(fā)生在窩區(qū),而筑巢期間僅有4%。母豬在分娩前6.5 h筑巢,所有母豬都在單獨窩巢中產(chǎn)仔。因此母豬分娩后排泄地發(fā)生變化,最可能的解釋或許是其躺臥休息區(qū)的變化(即從躺在一群豬中休息轉(zhuǎn)為單獨躺在自己窩巢中休息),而豬通常會避免在其躺臥休息區(qū)排泄。不過由于在研究中沒有觀察到母豬分娩前的躺臥行為,因此無法進(jìn)一步證實。
豬圈舍形式發(fā)生改變,其排泄行為亦會發(fā)生變化。非圈養(yǎng)母豬分娩兩周后料槽位置發(fā)生改變,多數(shù)母豬排泄區(qū)也隨之改變。母豬排泄時與飼料槽位置無關(guān),只是更喜歡將其頭遠(yuǎn)離休息區(qū)及飼料槽。不過也有少數(shù)母豬站在躺臥區(qū)排泄。豬排泄行為模式可能受上一代豬飼養(yǎng)模式的影響。
動物適應(yīng)環(huán)境變化程度有個體差異,這是否僅僅是動物排泄模式不同,亦或是圈舍利用方面有所差異。遺憾的是在上述兩項研究中均沒有涉及到豬。
仔豬平均第1次排尿是產(chǎn)出后44 min,第1次排便在產(chǎn)出后188 min。第1次排便前仔豬攝入了初乳。表1給出了不同日齡仔豬排泄頻率。10日齡左右時,仔豬約2 h排尿1次,6 h排便1次,平均每24 h排泄16.4次。每24 h排尿和排便次數(shù)無性別差別。母豬排便頻率個體差異大。同樣情況亦存在于人和肉牛中。
研究顯示體重85 kg較大日齡豬比體重33 kg較小日齡豬的排便頻率略微下降(下降約0.5次/d)??偱判勾螖?shù)隨豬日齡增大而減少,似乎主要由排便頻率下降所致(特別是在體重25~45 kg)(詳見表1),盡管有許多不確定的觀測結(jié)果。
日糧中纖維總含量增加,使得食糜在豬胃腸道平均滯留時間,特別是在后腸滯留時間減少,并增加了生長和育肥豬排便次數(shù)。日糧纖維對排泄的影響取決于攝入纖維類型及豬只年齡。不溶性纖維由于水結(jié)合能力低,而縮短了通過時間,并被認(rèn)為由于膨化效應(yīng)而刺激結(jié)腸運動;而可溶性纖維則具有較高的水結(jié)合能力,故可能延長通過時間。
溫度較高豬排便次數(shù)減少,因為環(huán)境溫度高往往會減少豬攝食量。另Tabeling等 人(2003)研究結(jié)果(見表1)也表明攝食量減少,可解釋較高環(huán)境溫度下排便頻率較低。不過溫度對飼料和飲水影響并不是Renaudeau等(2011)和Tabeling等(2003)研究的內(nèi)容,因此不能直接推導(dǎo)出溫度高,使排便次數(shù)減少這一結(jié)論。較高溫度下排尿頻率降低,也有研究發(fā)現(xiàn)溫度對于排尿頻率并無影響。機(jī)體水平衡受飲水和失水量的制約。豬以尿液、糞便水的形式流失水分,呼吸亦失去部分水分。因為豬汗腺不發(fā)達(dá),天熱時若有機(jī)會豬會在泥漿中打滾降溫(泥浴)而不(通過)出汗(降溫)。較高溫度下豬為保持恒定體溫通過加快呼吸增加熱量散失。若流失的水分不能得到足夠的補(bǔ)充,腎臟將保留尿液以維持體內(nèi)滲透平衡。這將導(dǎo)致尿量減少并因此可能降低排尿頻率。
非限位欄飼養(yǎng)母豬比限位欄里飼養(yǎng)母豬排尿和排便更多。非限位欄飼養(yǎng)母豬有花更多時間飲水的傾向,這也許能解釋非限位欄飼養(yǎng)母豬排尿更頻繁。母豬每天喂食相同數(shù)量飼料,攝食量多少似乎不能解釋排便頻率差異;或許另一種解釋即因限位欄飼養(yǎng)與非限位欄飼養(yǎng)兩種舍飼制度下,豬活動水平不同而致更為妥當(dāng)。限位欄飼養(yǎng)母豬排便頻率較低也可能是由于母豬沒有其他選擇,而只能被迫在窩區(qū)排泄。
表1 不同日齡組豬平均排尿、排便頻率及排泄總數(shù)(每頭豬每天) 次
Tabeling等(2003)研究結(jié)果顯示分娩前幾天母豬排便頻次相對穩(wěn)定,但在分娩當(dāng)天則下降(分娩時觀察到限位欄和非限位欄飼養(yǎng)母豬采食量均有所減少)。而Hartsock和Barczewski(1997)則發(fā)現(xiàn)第1頭仔豬出生前24 h內(nèi)母豬排尿和排便次數(shù)增加,同時母豬進(jìn)食時間減少且飲水時間增加。Damm和Pedersen(2000)的研究也顯示在這期間(第1頭仔豬出生前24 h內(nèi))母豬排便和排尿次數(shù)增加(見表1)??赡茉蚴菂⑴c分娩收縮的肌肉也會影響膀胱和胃腸道,但是卻仍不能解釋不同研究結(jié)果之間的差異。Hartsock和Barczewski(1997)的解釋是豬分娩前排泄增加,可使其產(chǎn)道在分娩過程中阻力減小。
對一窩仔豬進(jìn)行24 h觀測發(fā)現(xiàn)多數(shù)仔豬在吮乳后排泄。仔豬排泄間隔平均75 min(白天)和108 min(晚上),正好與仔豬吮乳節(jié)律一致。多數(shù)仔豬(67%)白天(6:00~18:00)排泄。排泄行為與飲水行為呈正相關(guān)關(guān)系。
有人認(rèn)為豬的吃、喝、拉、撒有一定順序,但在研究中卻沒有系統(tǒng)地記錄豬排泄前這些行為順序。研究顯示大多數(shù)豬在12:00~18:00(高峰期13:00~14:00)排泄,豬在8:00~15:00飼喂,采食量對排泄時間無影響。
仔豬至排泄區(qū)就開始拱、刨和嗅等行為。這種行為一般發(fā)生在0~15日齡仔豬中,且日齡越大越易出現(xiàn)。仔豬在排便前比排尿前更經(jīng)常觀察到拱地現(xiàn)象。盡管Whatson(1985)稱0~5周齡仔豬排泄前無明顯行為,但偶有發(fā)現(xiàn)仔豬會在其躺臥區(qū)用吻拱出痕跡來(約1~2個體長),或在其躺臥區(qū)用前爪刨地好幾秒鐘。
生長育肥豬排泄前最常見行為是探究(豬吻端貼近或吻直接抵住圈舍某區(qū)域或部位超過2 s),這是在其排泄之前觀察到最多的行為(約68%)。另一種常見行為是移動(豬行走或跑動),常見于夜間。典型排泄行為序列:進(jìn)入排泄區(qū)-嗅-擺姿勢-排便/排尿。“嗅”指的是將豬將吻端回撤至少兩次?!皵[姿勢”為豬至少圍繞某個嗅聞點轉(zhuǎn)動其身體后1/4部分(至少90°),或者走動幾步以使它的身體后1/4距排泄點最大不超過30 cm。不過,觀察到的擺姿勢之后排便和排尿次數(shù)似乎低于嗅之后排泄次數(shù)。排便前擺姿勢的占37%,排尿前為27%;而嗅行為占比分別是56%(排便前)和55%(排尿前)。說明了最常出現(xiàn)的排泄行為序列應(yīng)是“進(jìn)入糞區(qū)-嗅-排便/排尿”。嗅主要面向墻壁,而探究行為則主要朝向地面,二者有所區(qū)別。
生長育肥豬排泄后通常立刻撤離(76%),僅有15%仍有探究行為。也有研究認(rèn)為豬通常在排泄后(68%)及離開排泄區(qū)前有嗅和行為。
表2列舉了豬排便和排尿姿勢。不同作者描述有些許差異。仔豬神經(jīng)肌肉協(xié)調(diào)能力隨日齡增加而改善,使之能夠保持一定姿勢而不跌倒。因此研究中豬日齡的不同可能解釋了不同研究間的差異。表中Buchenauer等(1982)和Whatson(1985)研究所用的豬是在哺乳期(周齡未提),而Altemann(1969)的描述則是針對豬姿勢的一般描述。
了解豬排泄行為,對設(shè)計既可減少氨排放又可改善動物福利的新養(yǎng)豬系統(tǒng)很重要。文章總結(jié)了豬排泄行為的發(fā)展變化,包括母豬對仔豬的影響和排泄頻率、排泄姿勢和排泄規(guī)律等。豬遠(yuǎn)離窩區(qū)和躺臥區(qū)排泄行為與生俱來,但隨時間推移而進(jìn)化。沒有跡象表明,母豬會影響仔豬的排泄行為。豬更喜歡遠(yuǎn)離休息區(qū)排泄。豬排尿和排便模式與飲水和活動模式一致,排泄頻率隨日齡增加而降低。以上是這篇文章總結(jié)出的關(guān)于豬排泄行為的一些基本緒論。
表2 豬排便和排尿姿勢
當(dāng)圈舍布置(如躺臥區(qū)或喂食區(qū)的位置)發(fā)生變化時,豬對排泄區(qū)選擇亦發(fā)生變化。不過適應(yīng)變化能力有個體差異。目前尚不清楚飼養(yǎng)環(huán)境在多大程度上影響豬生長后期的排泄行為。有人認(rèn)為豬會去尋1個受保護(hù)或較隱私區(qū)域(如圈舍的角落處)排泄,但筆者認(rèn)為這一點以及這種行為,是否與有限的圈舍空間有關(guān),都尚無法證實。氣味也被認(rèn)為與豬選擇排泄地有關(guān),因為嗅通常發(fā)生在排泄行為之前。但是,嗅是否與選擇排泄地有關(guān),還是嗅過程本身就是豬在排泄中的一般行為也都無法去證實。
目前關(guān)于豬選擇排泄地的原因仍不甚清楚,僅僅是由于某些領(lǐng)域(如躺臥休息區(qū))被取消還是有其他方面的原因(如:氣味,領(lǐng)地行為,不受干擾或母豬的影響)引起,以及究竟是哪一原因影響(以及影響到什么程度),豬對排泄區(qū)的選擇人們都尚不十分明了。今后需要進(jìn)一步研究這些方面的問題,以便更深入地了解豬的排泄行為,從而能更好地管理豬場環(huán)境并提高動物福利水平。