張春桃，馬濤，屠焰，刁其玉*，馬書林

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所，北京 100081；2.農(nóng)業(yè)農(nóng)村部飼料生物技術(shù)重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室，北京 100081；3.河北省農(nóng)林科學(xué)院糧油作物研究所，河北石家莊 050091）

生物體生命活動(dòng)隨晝夜交替、四時(shí)更迭的周期性運(yùn)動(dòng)叫做晝夜節(jié)律，調(diào)控該生命活動(dòng)現(xiàn)象的機(jī)制為生物鐘。有研究表明，給予斷奶仔豬長(zhǎng)光照可提高日采食量和日增重，減少維持能量，提高能量利用率和飼料轉(zhuǎn)化效率。一天中飼喂時(shí)間和飼喂次數(shù)的不同可顯著影響奶牛泌乳的日節(jié)律、機(jī)體代謝及瘤胃發(fā)酵功能。夜間限時(shí)飼喂奶?？筛淖冄杭に?、乳汁合成和代謝產(chǎn)物的晝夜節(jié)律，通過改變營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化吸收的時(shí)間調(diào)節(jié)牛奶合成的階段，這表明乳腺的分子時(shí)鐘可以重置。

動(dòng)物在白天和夜晚對(duì)營(yíng)養(yǎng)的需求量不同，對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化、吸收和利用率也不盡相同，這一系列的生命活動(dòng)受機(jī)體自身內(nèi)在的生物鐘以及外界環(huán)境的共同調(diào)控。Andretta 等研究發(fā)現(xiàn)，通過采用節(jié)律性日糧模式，即每日早上與晚上飼喂不同營(yíng)養(yǎng)濃度的日糧，育肥豬機(jī)體營(yíng)養(yǎng)供需達(dá)到平衡，糞尿氮排放量降低12%，沉積氮增加，且飼料成本降低1.0%，胴體質(zhì)量顯著提高。由此可見，早上和晚上飼喂同一標(biāo)準(zhǔn)的日糧可能會(huì)造成營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收利用和相互轉(zhuǎn)化不充分，從而產(chǎn)生的蛋白和能量額外消耗。目前關(guān)于晝夜節(jié)律與飼料營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化利用之間關(guān)聯(lián)的研究相對(duì)較少，尤其是對(duì)于肉羊機(jī)體晝夜節(jié)律的研究少之甚少。本試驗(yàn)選用體重、日齡相近的湖羊進(jìn)行不同飼喂模式晝夜變化對(duì)其生長(zhǎng)性能的影響，為發(fā)揮肉羊本身的生長(zhǎng)潛能，調(diào)控營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用效率提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間與地點(diǎn) 本試驗(yàn)于2020 年9 月—2020 年11 月在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院南口中試基地進(jìn)行，預(yù)試期10 d，正試期60 d。

1.2 試驗(yàn)動(dòng)物及試驗(yàn)設(shè)計(jì) 本試驗(yàn)采用單因素試驗(yàn)設(shè)計(jì)，選取體況良好、體重（21.57±0.77）kg 的湖羊公羔45 只，隨機(jī)分為3 組，每組15 只，每組3 個(gè)重復(fù)。各處理組的基礎(chǔ)日糧相同，精粗比為56:44，精料和粗料分別飼喂，在此基礎(chǔ)上計(jì)算羊只的日采食量，基于日進(jìn)食量確定精料量和粗料量。各處理組按照不同的飼喂模式于日出（06:37）、日落（17:18）2 個(gè)時(shí)間點(diǎn)進(jìn)行飼喂，其中9 月平均晝長(zhǎng)為13.3 h，平均夜長(zhǎng)為10.7 h，10 月平均晝長(zhǎng)為11.2 h，平均夜長(zhǎng)為12.8 h，11 月平均晝長(zhǎng)為9.64 h，平均夜長(zhǎng)為14.46 h，具體飼喂模式為：對(duì)照組早上和晚上各飼喂日總精料的50%+日總粗料的50%；試驗(yàn)1 組早上飼喂日總精料的70%+日總粗料的30%，晚上飼喂日總精料的30%+日總粗料的70%；試驗(yàn)2 組早上飼喂日總精料的30%+日總粗料的70%，晚上飼喂日總精料的70%+日總粗料的30%。自由飲水，基于前1 d 的飼料消耗，確定日糧的增加幅度。試驗(yàn)所用精料及粗料組成和營(yíng)養(yǎng)水平見表1。

表1 飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平（干物質(zhì)基礎(chǔ)）

1.3 測(cè)定指標(biāo)

1.3.1 飼料營(yíng)養(yǎng)成分 干物質(zhì)含量參照《飼料分析及飼料檢測(cè)技術(shù)》中方法測(cè)定；粗蛋白含量采用全自動(dòng)凱氏定氮儀（KDY-9830）測(cè)定；有機(jī)物含量采用馬弗爐灰化法測(cè)定（有機(jī)物含量=100-粗灰分含量）；粗脂肪含量采用ANKOMXT15 全自動(dòng)脂肪儀器測(cè)定；中性洗滌纖維（NDF）和酸性洗滌纖維含量采用VanSoest的纖維分析法。

1.3.2 生長(zhǎng)性能 在正試期開始和每30 d 晨飼前對(duì)所有羊只空腹稱重，分別記為初始體重（IBW）和終末體重（FBW）。以組為單位，每天飼喂前記錄飼喂量，每2 d收集記錄1 次剩料量，根據(jù)剩料量占飼喂量的比例計(jì)算后續(xù)飼喂量，保證均為自由采食。對(duì)采食量和飼喂量均嚴(yán)格執(zhí)行，做好記錄，用于計(jì)算整個(gè)試驗(yàn)期各組羊的平均日采食量。通過記錄試驗(yàn)羊只的體重、采食量和剩料量來計(jì)算干物質(zhì)采食量（DMI）、平均日增重（ADG）和耗料增重比（F/G）。

ADG=（試驗(yàn)?zāi)┲?初始體重）/天數(shù)

ADFI=（試驗(yàn)期每只羊總給料量?試驗(yàn)期每只總剩料量）/天數(shù)

F/G=平均日采食量/平均日增重

1.3.3 血液生化指標(biāo) 于飼養(yǎng)試驗(yàn)最后一天晨飼前，每組選取9 只羊進(jìn)行靜脈采血于10 mL 不含抗凝劑的真空采血管中，離心后收集血清裝于滅菌離心管，靜置30 min 后以3000 r/min 離心，收集血清，-20℃保存用于測(cè)定血清生化指標(biāo)，生化法（KHB-1280 全自動(dòng)生化儀，上海科華生物工程股份有限公司）測(cè)定血清總蛋白（TP）、白蛋白（ALB）、球蛋白（GLB）、總膽固醇（TC）、甘油三酯（TG）和葡萄糖（GLU）含量；酶聯(lián)法（ST-360酶標(biāo)儀，上海科華生物工程股份有限公司）測(cè)定胰島素（INS）含量。

1.3.4 行為觀察 于試驗(yàn)結(jié)束前5 d，每日飼喂后觀察羊只精料喝粗料采食時(shí)間及采食量，之后計(jì)算出精粗料的采食速率，12:00 觀察其行為活動(dòng)并記錄（有無異常行為），并對(duì)休息時(shí)的飼料剩余量進(jìn)行記錄。每次采食和反芻行為必須大于10 s 記為有效行為，當(dāng)行為停止后2 min 內(nèi)不再出現(xiàn)，則認(rèn)為此次行為結(jié)束。吞咽到逆嘔時(shí)間：從反芻食團(tuán)逆嘔到口腔進(jìn)行咀嚼開始，到吞咽為止，記錄其咀嚼次數(shù)。每個(gè)反芻過程觀察記錄3 次數(shù)據(jù)，計(jì)算平均值。

1.4 統(tǒng)計(jì)分析 試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)用Excel 進(jìn)行初步整理，再用SPSS 22.0 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行單因素方差分析（One-Way ANOVA，LSD），并用Duncan's 法進(jìn)行多重比較。<0.05 為差異顯著，>0.05 為差異不顯著。

2 結(jié)果與分析

2.1 肉羊生長(zhǎng)性能的晝夜節(jié)律性 9 月期間肉羊的平均光照時(shí)間強(qiáng)于黑夜時(shí)間，11 月平均晝長(zhǎng)少于夜間時(shí)長(zhǎng)。由表2 可知，在10、11 月，3 個(gè)處理組羊只的ADG、DMI 與F/G 均無顯著差異。試驗(yàn)1 組羊的ADG 高于另外2 組（>0.05），DMI 和F/G降低（>0.05）。隨著日照時(shí)間縮短，羊只的DMI 和ADG 增加（<0.05）；對(duì)照組羊只的F/G 增高（>0.05），而試驗(yàn)2 組的F/G降低（>0.05）。試驗(yàn)1 組的ADG 比對(duì)照組、試驗(yàn)2組分別提高了6.24%、9.37%（>0.05），F(xiàn)/G 分別降低了11.19%、16.04%（>0.05）。

表2 不同月份對(duì)肉羊生長(zhǎng)性能的影響

由圖1 可知，3 組間各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的DMI 較對(duì)照組差異均不顯著。

圖1 不同處理對(duì)肉羊各營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)采食量的影響

2.2 不同處理對(duì)血液生化指標(biāo)的影響 由表3 可知，與對(duì)照組相比，試驗(yàn)1 組和試驗(yàn)2 組的INS 含量顯著降低，其他血液生化指標(biāo)無顯著變化。

表3 不同飼喂模式對(duì)肉羊血液生化指標(biāo)的影響

2.3 不同處理對(duì)肉羊采食行為的影響 由表4 可以看出，試驗(yàn)1 組羊只的精料采食速度高于對(duì)照組和試驗(yàn)2 組（<0.05），而粗料采食速率和每食團(tuán)咀嚼次數(shù)低于另外2 組（<0.05）。

表4 不同飼喂模式對(duì)肉羊采食行為指標(biāo)的影響

3 討 論

自18 世紀(jì)科學(xué)家們報(bào)道生命體近似24 h 的晝夜節(jié)律以來，研究者已在果蠅、小鼠、蛋雞、奶牛、山羊和人等方面開展一系列研究，以揭示機(jī)體生理過程中晝夜節(jié)律的內(nèi)在機(jī)制。晝夜節(jié)律雖是生物體生命活動(dòng)的內(nèi)在節(jié)律性，但同時(shí)受光照、溫度、飲食（營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)、飼喂模式）等環(huán)境因素影響。假設(shè)生物鐘與飼料利用率、動(dòng)物生產(chǎn)性能等存在一定的關(guān)聯(lián)，如何將自然狀態(tài)生物鐘和飼料飼喂方式、飼喂時(shí)間以及動(dòng)物本身的生物反應(yīng)聯(lián)系起來，探索這三者之間的規(guī)律，將對(duì)動(dòng)物的健康、生產(chǎn)性能意義重大。

3.1 光照對(duì)肉羊生長(zhǎng)性能的影響 改變晝夜節(jié)律中白天光照時(shí)間對(duì)家畜的行為活動(dòng)、新陳代謝、生長(zhǎng)發(fā)育具有一定的影響。本試驗(yàn)期間，各組羊只均保持健康狀態(tài)，3 組羊只ADG、DMI 及F/G 無顯著差異，但隨著光照時(shí)間的縮短，羊只的ADG 和DMI 顯著提高。本研究結(jié)果與李勝利等、董偉等、Zhang 等研究結(jié)果一致，即不同光照條件顯著影響絨山羊、湖羊、蛋雞的生長(zhǎng)。但Hussain研究表明，給予斷奶仔豬長(zhǎng)光照可促進(jìn)其日采食量和ADG 提高，減少維持能量，提高能量利用率和飼料轉(zhuǎn)化效率，表明光照時(shí)間可以作為提高斷奶仔豬采食量的一種方法。但Martelli 等的結(jié)果與本試驗(yàn)相反，其設(shè)置2 組光照時(shí)長(zhǎng)（8、16 h 光照），發(fā)現(xiàn)延長(zhǎng)光照時(shí)間提高了育肥豬的生長(zhǎng)性能，說明即使在較低光照強(qiáng)（40 lx）度下，適當(dāng)延長(zhǎng)光照時(shí)間（16 h/d）有助于育肥豬生長(zhǎng)，且對(duì)動(dòng)物行為健康及動(dòng)物產(chǎn)品無不利影響。湖羊是世界上有歷史記錄的、唯一具有夜食草習(xí)性的綿羊，其在夜間安靜、干擾少時(shí)的食草量大；再加上綿羊汗腺不發(fā)達(dá)，散熱機(jī)能差，耐熱性不及山羊，湖羊尤其怕強(qiáng)烈的陽(yáng)光，這種耐寒怕光的習(xí)性使得湖羊在11 月光照時(shí)間短、寒冷的天氣下有助于提高采食量和ADG，提高生長(zhǎng)性能。

同時(shí)，本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)隨著光照時(shí)間縮短，對(duì)照組羊只的F/G 增加，而試驗(yàn)2 組，即晚上飼喂精料比例高的羊只F/G 降低，這是因?yàn)榉雌c行為多發(fā)于晚上，白天不被打擾時(shí)也會(huì)進(jìn)行反芻，夜間時(shí)長(zhǎng)拉長(zhǎng)，羊只用來反芻的時(shí)間延長(zhǎng)。本研究在時(shí)間梯度上較局限，因此還需要進(jìn)一步去探究，不同季節(jié)對(duì)湖羊生長(zhǎng)性能的影響，并結(jié)合不同的飼喂模式，提升養(yǎng)殖效益。

3.2 晝夜節(jié)律對(duì)肉羊生長(zhǎng)性能的影響 研究表明，動(dòng)物機(jī)體對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化吸收具有節(jié)律性，在飼料成本不變的情況下，通過早晚進(jìn)食動(dòng)態(tài)營(yíng)養(yǎng)來調(diào)控體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)達(dá)到均衡，并可誘導(dǎo)外周器官、腦組織中的生物鐘基因在表達(dá)時(shí)脫離中樞生物鐘（Suprachiasmatic Nucleus，SCN 的控制，形成由食物信號(hào)引起的相對(duì)獨(dú)立的外周生物鐘節(jié)律，實(shí)現(xiàn)生物鐘重置，從而使機(jī)體細(xì)胞組織器官的各種功能活動(dòng)、消化代謝，行為活動(dòng)等達(dá)到最佳狀態(tài)。在動(dòng)物實(shí)際生產(chǎn)中，食物已被證明是除光信號(hào)外最有效的生物鐘授時(shí)信號(hào)。

本試驗(yàn)中，盡管各處理組羊只ADG 的差異統(tǒng)計(jì)學(xué)不顯著，然而可以看到處理間的差異性，即相同的基礎(chǔ)日糧，相同的光照環(huán)境，因飼喂時(shí)間不同，早上飼喂的精料多，羊只ADG 有增加的趨勢(shì)。本試驗(yàn)與張崇志等、李玉鵬等、Wu 等研究結(jié)果一致，即在相同的光照條件下，飼料成本不變的情況下，早上飼喂高蛋白日糧，晚上飼喂低蛋白日糧可顯著提高絨山羊、育肥豬的生長(zhǎng)性能。本試驗(yàn)通過保證在一天內(nèi)每只羊給料量一致的情況下，早上飼喂的精料比例高、粗料比例低可羊只降低DMI，F(xiàn)/G 降低，這可能是因?yàn)榕c代謝相關(guān)的激素具有晝夜節(jié)律性，包括食欲抑制劑瘦素，其向下丘腦中的食欲回路發(fā)出餐后飽腹感信號(hào)，以減少食物的攝入同時(shí)，該飼喂模式可能使生糖氨基酸（蛋氨酸、絲氨酸）含量增加，并通過三羧酸循環(huán)生成脂類，提高生長(zhǎng)性能；也可能是白天機(jī)體代謝相關(guān)的酶活性較強(qiáng)，各個(gè)器官組織處于活躍狀態(tài)，可以更好地吸收利用營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)。Romon等研究表明在夜間動(dòng)物消化器官機(jī)能下降，基礎(chǔ)代謝相對(duì)較低，若晚上采食過多，易造成營(yíng)養(yǎng)過剩，導(dǎo)致養(yǎng)分排放過多，本試驗(yàn)結(jié)果與上述結(jié)果相似。但目前關(guān)于肉羊早晚營(yíng)養(yǎng)供給與晝夜節(jié)律相結(jié)合的研究幾乎沒有，因?yàn)楹蛳惨故巢?，在夜間安靜、干擾少時(shí)，食草量大。本試驗(yàn)中，3 個(gè)處理組的ADG 差異不顯著，這也可能與白天周圍環(huán)境沒有夜間安靜有關(guān)，導(dǎo)致湖羊白日活動(dòng)增強(qiáng)，營(yíng)養(yǎng)消耗也隨之增強(qiáng)。也有研究表明，只在12 h 光照期喂食高脂肪食物的小鼠比只在12 h 黑暗期喂食高脂肪食物的小鼠體重顯著增加，這可能也與小鼠夜間活動(dòng)習(xí)性有關(guān)。根據(jù)本試驗(yàn)結(jié)果可以得出，湖羊在白天和晚上對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收具有晝夜節(jié)律的特性，飼喂統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)的日糧（對(duì)照組），動(dòng)物機(jī)體對(duì)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用的不充分導(dǎo)致養(yǎng)分在轉(zhuǎn)化過程中的額外消耗?？傊?，依據(jù)動(dòng)物自身的生理規(guī)律，采用動(dòng)態(tài)飼喂模式，可提高營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)利用率和降低飼料成本，提高動(dòng)物生長(zhǎng)性能，并減少環(huán)境污染。

3.3 晝夜節(jié)律對(duì)肉羊血清生化指標(biāo)的影響 血液生化指標(biāo)含量可以作為反映動(dòng)物機(jī)體營(yíng)養(yǎng)代謝及生長(zhǎng)性能的重要指標(biāo)。血清中TP、ALB、GLB 含量在一定程度上反映飼料狀況和動(dòng)物機(jī)體蛋白代謝能力及生理狀況。本試驗(yàn)期間，各處理組羊只血清蛋白在統(tǒng)計(jì)學(xué)上差異不顯著，這是因?yàn)楦鹘M羊只每天整體飼喂相同的營(yíng)養(yǎng)素含量日糧，且均處于相同的光照環(huán)境。血液中葡萄糖是人體重要的組成部分，也是能量的主要來源，在人和嚙齒動(dòng)物中，進(jìn)食／禁食、睡眠／覺醒、運(yùn)動(dòng)／靜止等生命活動(dòng)均可引起葡萄糖的攝取利用的變化。本試驗(yàn)中，試驗(yàn)組與對(duì)照組血清GLU 含量差異不顯著，說明動(dòng)態(tài)飼喂模式對(duì)羊只血液能量水平的提高沒有影響，這可能與試驗(yàn)1 組羊只的DMI 下降有關(guān)，由于機(jī)體存在內(nèi)源性自我穩(wěn)態(tài)調(diào)控機(jī)制，血液中GLU 濃度始終是夜間高于黎明，這就是人們熟知的“黎明現(xiàn)象”。TC、TG 是反映脂肪代謝的重要指標(biāo)，本研究中3 組間差異不顯著，但試驗(yàn)1 組羊只TG 含量較試驗(yàn)2 組低，可能與機(jī)體白天功能不足，動(dòng)用體內(nèi)TG 有關(guān)。有研究表明，肝臟中的相關(guān)基因表達(dá)及代謝均是以特定的晝夜節(jié)律運(yùn)轉(zhuǎn)表達(dá)，參與膽固醇代謝的酶活性在夜間處于高峰。但目前關(guān)于生物鐘對(duì)血液相關(guān)代謝酶特性的影響的研究甚少，具體調(diào)控需進(jìn)一步試驗(yàn)驗(yàn)證。

3.4 晝夜節(jié)律對(duì)肉羊行為性能的影響 反芻動(dòng)物對(duì)飼料的咀嚼次數(shù)、咀嚼速度可直接影響采食量。此外，天氣、飼料的適口性、飼糧形態(tài)及動(dòng)物本身生理因素等因素均會(huì)影響反芻動(dòng)物的采食。

本試驗(yàn)結(jié)果表明，試驗(yàn)1 組（早上飼喂高精料、低粗料）精料采食速率顯著高于另外2 組，而該組的粗料采食速率顯著降低，這可能是因?yàn)榉雌c次數(shù)、時(shí)間和每食團(tuán)咀嚼次數(shù)與飼糧粗飼料中粗纖維含量有關(guān)，粗纖維含量越高反芻動(dòng)物會(huì)用更長(zhǎng)的時(shí)間去反芻，這與Schulze 等的研究結(jié)果一致。適量提高飼糧精粗比可顯著提高反芻動(dòng)物的采食速率。Byskov 等通過開發(fā)一種可以在奶牛群中單獨(dú)記錄個(gè)別奶牛的反芻時(shí)間，記錄每日奶牛反芻時(shí)間與攝食量之間的關(guān)系，研究發(fā)現(xiàn)NDF 攝入量與反芻時(shí)間呈顯著正相關(guān)，NDF 攝入量大，反芻時(shí)間較長(zhǎng)，反芻時(shí)每食團(tuán)咀嚼次數(shù)增多，而采食量沒有顯著變化。咀嚼行為是動(dòng)物對(duì)飼料中的NDF 部分的物理有效性做出的反應(yīng)，咀嚼活動(dòng)可以有效地降低日糧中粗飼料的長(zhǎng)度，增加飼料與瘤胃液的接觸面積，還可以促進(jìn)唾液分泌，中和瘤胃發(fā)酵產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸，維持瘤胃內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定。

根據(jù)以上結(jié)果可推測(cè)，夜間羊只代謝機(jī)能弱于白天，微生物活動(dòng)以及消化酶分泌在白天高，夜間低，可能會(huì)造成營(yíng)養(yǎng)素的利用效率下降，故晚上飼喂高精料不能促進(jìn)利用，反而利用率下降。在大型養(yǎng)殖過程中，晚上飼喂高精料不僅會(huì)造成有限飼料資源的巨大浪費(fèi)，單位畜產(chǎn)品的飼料成本增加，還嚴(yán)重污染生態(tài)環(huán)境。

依據(jù)肉羊機(jī)體自身生物節(jié)律提供動(dòng)態(tài)日糧營(yíng)養(yǎng)水平可以達(dá)到精準(zhǔn)飼喂、節(jié)約飼料、提高效益的目的，但是關(guān)于育肥羊營(yíng)養(yǎng)生理的晝夜節(jié)律特點(diǎn)還鮮少報(bào)道，因此在本試驗(yàn)中，初次將動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)與生物鐘結(jié)合起來，從生理指標(biāo)、行為學(xué)、瘤胃內(nèi)環(huán)境等方面進(jìn)行綜合評(píng)價(jià)，明確不同營(yíng)養(yǎng)配制及飼喂技術(shù)對(duì)動(dòng)物表現(xiàn)性狀的影響，為更好的調(diào)控肉羊生長(zhǎng)提供重要的理論價(jià)值。

4 結(jié) 論

本試驗(yàn)中，在統(tǒng)一光照條件下、各處理組羊只每日飼喂相同營(yíng)養(yǎng)素含量的日糧，湖羊的ADG 和DMI 隨著光照時(shí)間的縮短呈現(xiàn)上升趨勢(shì)；改變?cè)纭⑼砭至媳鹊姆峙?，結(jié)果顯示早上飼喂高精料日糧、下午飼喂低精料日糧更符合機(jī)體消化吸收節(jié)律，有利于提高羊只健康狀況與生長(zhǎng)性能，減少飼糧的浪費(fèi)。