王 兵,馬得瑩
(東北農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,哈爾濱 150030)
羊駝原產(chǎn)于南美洲,其在動物分類學(xué)上屬于哺乳綱偶蹄目駱駝科美洲駝屬,主要棲息在海拔4 000~4 900 m 的高原。為了適應(yīng)安第斯山脈的惡劣地理環(huán)境和半干旱氣候,羊駝等南美小型駝進(jìn)化出了獨特的消化系統(tǒng)和極高的適應(yīng)性以便于生存。后來羊駝逐漸發(fā)展成秘魯、玻利維亞等國家的主要家畜。羊駝不僅毛用價值極高,有“軟黃金”之稱[1],其肉和奶的營養(yǎng)價值也很高,是備受世界青睞的特種經(jīng)濟(jì)動物。由于羊駝的發(fā)展前景可觀,早已被澳大利亞、新西蘭等多個國家引種,并取得了優(yōu)異的育種成果。為了豐富我國畜種結(jié)構(gòu)、緩解我國優(yōu)質(zhì)毛原料短缺等問題,2002年,我國首次引進(jìn)了羊駝??疾彀l(fā)現(xiàn),我國中西部地區(qū)適合羊駝飼養(yǎng)[2]。作為引進(jìn)物種,羊駝與牛、羊等典型反芻動物在消化系統(tǒng)、營養(yǎng)需求上均存在差異。
羊駝的消化系統(tǒng)在解剖學(xué)結(jié)構(gòu)上與普通反芻動物相似,但又有其本身的特殊性。與其他動物相似,羊駝的消化系統(tǒng)起始于口腔。研究發(fā)現(xiàn),羊駝的唾液腺分泌功能要高于綿羊,且唾液分泌量也大于綿羊等普通反芻動物[3]。唾液不僅能讓瘤胃中的飼料成為利于發(fā)酵的液態(tài),還可以中和發(fā)酵過程中產(chǎn)生的酸性物質(zhì)[4-5]。羊駝較強(qiáng)的口腔唾液分泌能力,導(dǎo)致其第一胃室的pH高于其他反芻動物,在這種偏高的pH環(huán)境下,纖維素分解菌的產(chǎn)量會更高,這可能是羊駝對植物纖維消化率高的原因之一。
羊駝屬于具有三個胃的反芻動物,遵循J. F.Cummings 等[5]對其的命名,將三個胃室分別命名為第一胃室、第二胃室和第三胃室,這三個胃室均有腺區(qū)并可以分泌消化液。其中第一胃室體積最大[6],按生理功能區(qū)分,第一胃室相當(dāng)于普通反芻動物的瘤胃,但又由于其收縮運(yùn)動方式、食糜外流速率及微生物區(qū)系等方面的差異使得其對飼料的消化吸收有別于牛、羊等普通反芻動物。
羊駝第一胃室內(nèi)的微生物區(qū)系與其他反芻動物存在明顯差別。其第一胃室內(nèi)的細(xì)菌區(qū)系更為復(fù)雜,在以粗飼料為主的日糧條件下,羊駝第一胃室內(nèi)的細(xì)菌多樣性要高于綿羊,且纖維分解菌的數(shù)量也顯著高于綿羊,隨著精料比例升高,這種差異逐漸減小。有研究通過飼喂羊駝劣質(zhì)玉米秸稈,鑒定出羊駝胃腸道內(nèi)的微生物群落共有18個門[7]。其中,作為優(yōu)勢菌的擬桿菌門在細(xì)菌群落中所占比例為62.73%,厚壁菌門占比為32.18%。其中擬桿菌綱中的優(yōu)勢菌屬普雷沃氏菌屬是羊駝第一胃室中最豐富的菌屬之一[8],而其他門的相對豐度較低,占比均在2%以下。這就反映了優(yōu)勢細(xì)菌,如普雷沃氏菌、丁酸弧菌、假丁酸弧菌和月形單胞菌屬負(fù)責(zé)消化飼料,用于羊駝第一胃室中微生物的生長。Chao R.M.等[9]通過飼喂三種不同精粗比的日糧來比較羊駝與綿羊瘤胃內(nèi)細(xì)菌區(qū)系的差異,發(fā)現(xiàn)羊駝第一胃室中的產(chǎn)甲烷菌數(shù)量總體上顯著低于綿羊。且真菌和纖維素分解細(xì)菌在羊駝第一胃室中含量較高,而黃桿菌比例較低,部分解釋了為什么羊駝產(chǎn)甲烷氣體量低于綿羊等普通反芻動物。羊駝胃中這種更為復(fù)雜的微生物區(qū)系保障了其具有對飼料更強(qiáng)的適應(yīng)性,對其適應(yīng)各種結(jié)構(gòu)日糧有著重要意義。
羊駝胃的收縮波是從尾部向頭部傳遞的[10]。在采食之后,第一胃室的收縮頻率較空閑時明顯增加,這種高頻率的胃部收縮使得胃室內(nèi)的食物能得到更加充分的混合,并且可以將消化過程中產(chǎn)生的氣體及時排到體外,減少了異常發(fā)酵[11]。有研究在低海拔地區(qū)對羊駝與綿羊進(jìn)行了第一胃室固相與液相食糜外流速率的比較,發(fā)現(xiàn)羊駝胃部食糜外流速率低于綿羊,從而導(dǎo)致胃腸道內(nèi)的食糜平均滯留時間高于綿羊[12],使得羊駝對食糜消化時間更長,也使得羊駝對劣質(zhì)粗飼料的消化率更高。羊駝的小腸和大腸等消化器官的功能與其他反芻動物相似,這里就不再贅述。
迄今為止,鮮見關(guān)于羊駝營養(yǎng)需求的報道,一般數(shù)據(jù)都是從牛、綿羊和山羊身上類推而來的,大多資料里依舊是沿用南美洲國家的數(shù)據(jù)。羊駝的營養(yǎng)需求沒有統(tǒng)一性,需要根據(jù)不同的地理環(huán)境、氣候環(huán)境和飼養(yǎng)條件進(jìn)行進(jìn)一步的調(diào)整。
有關(guān)羊駝能量需求的報道比較少見。最初,W.Von Engelhardt等[13]測得在南美洲的飼養(yǎng)環(huán)境條件下,羊駝維持代謝能(ME)需求量為256.17 kJ·kg-1BW0.75;后來B. R. Carmean 等[14]測得在北美洲日糧配方為燕麥干草與顆粒濃縮飼料1∶1(ME 為10.17 MJ·kg-1飼料干物質(zhì))的飼養(yǎng)條件下,羊駝維持ME需求量為353.7 kJ·kg-1BW0.75。兩個研究的結(jié)果不一致,但兩次試驗的空腹ME有著良好的一致性,所以差異可能是不同地區(qū)之間飲食的差異或者試驗外推方法的不同導(dǎo)致的。在重新調(diào)整外推方法后得到了ME 為309.75 kJ·kg-1BW0.75,雖然數(shù)值降低,但仍高于先前的研究結(jié)果。通過與其他反芻動物的ME 進(jìn)行比較,其中綿羊ME 為418.17 kJ·kg-1BW0.75[15]、山羊ME 為424.45 kJ·kg-1BW0.75[16]、牛的ME 為556.72 kJ·kg-1BW0.75,R. J.Van Saun[17]提出了兩種羊駝能量需求模型。第一個模型取前兩個數(shù)據(jù)的平均值304.94 kJ·kg-1BW0.75作為其維持ME的需求量。這個結(jié)果綜合考慮了南美洲明顯的季節(jié)性降雨[18]導(dǎo)致的牧草質(zhì)量參差不齊和北美洲同等質(zhì)量牧草全年供應(yīng)充足造成的羊駝肥胖問題。第二個模型取了較高的、更加接近綿羊、山羊和牛的ME為353.7 kJ·kg-1BW0.75,認(rèn)為這個較高的數(shù)值更能反應(yīng)北美洲較為優(yōu)越的飼養(yǎng)條件。M.O.Nielsen等[19]在2014年進(jìn)行的試驗中得到的羊駝維持ME結(jié)果是323.98 kJ·kg-1BW0.75,這個數(shù)值也在前人的研究結(jié)果范圍之內(nèi),進(jìn)一步證明了此前試驗的準(zhǔn)確性和可靠性。目前羊駝的維持ME需求量見表1。
表1 不同生理狀態(tài)羊駝的能量需求[20]
南美洲以外的國家養(yǎng)殖的羊駝,其蛋白質(zhì)的需要量一般是在相同的生理狀態(tài)下以牛、綿羊、山羊為模板進(jìn)行預(yù)測,通常是采用平均值來定義羊駝的蛋白質(zhì)需求。而對于南美洲以外地區(qū)飼養(yǎng)的羊駝,有關(guān)其蛋白質(zhì)需要量的建議一般是觀察性的,目前用于估計羊駝蛋白質(zhì)需求量的方法基于析因法。依據(jù)氮平衡的研究,估計羊駝的維持蛋白質(zhì)需求量為粗蛋白3.5 g·kg-1BW0.75[21]。然而,這一結(jié)果要低于牛粗蛋白需求4.09 g·kg-1BW0.75、綿羊粗蛋白需求4.47 g·kg-1BW0.75和山羊粗蛋白需求4.15 g·kg-1BW0.75[16]。M.E.Fowler[22]給出的建議是每4.19 MJ 消化能需要31 g粗蛋白,與山羊的能量與蛋白質(zhì)之比一致。于是按照這個比例算出成年羊駝維持蛋白質(zhì)需求量比普通反芻動物低。而將粗蛋白按3.5 g·kg-1BW0.75轉(zhuǎn)化為相同單位即為每4.19 MJ消化能需要57 g粗蛋白,雖然這一比例高于其他的反芻動物,但R.J.Van Saun等[23]研究發(fā)現(xiàn),羊駝可以用能蛋比較其他物種低的胃腸外營養(yǎng)液給自身供能這一結(jié)果也支持這個數(shù)據(jù)。并且也有許多試驗[24-25]證明了羊駝較綿羊有更高的消化蛋白質(zhì)的能力,以及較低的蛋白質(zhì)需求量。后來采用了反芻動物的推薦值和以往駱駝科動物數(shù)據(jù)的平均值,最終得出粗蛋白與代謝能的比值為11.46 g·MJ-1,可作為開發(fā)其他蛋白質(zhì)需求量模型的指南。
南北美洲羊駝的蛋白質(zhì)需求存在顯著差異,雖然兩個系統(tǒng)使用的是相同的需求模型,但是采食量預(yù)期的差異導(dǎo)致了結(jié)果的不同。美國國家研究委員會最終確定的蛋白質(zhì)需求量見表2。
表2 不同生理狀態(tài)羊駝的蛋白質(zhì)需求[26]
迄今為止,尚未有羊駝礦物質(zhì)需求量的直接數(shù)據(jù)。研究者通過數(shù)據(jù)比較發(fā)現(xiàn),肉牛和綿羊每千克體重的礦物質(zhì)需求量非常相似,這一結(jié)果非常有效地支持了物種之間礦物質(zhì)需求量沒有差異這一論點。因此,目前沿用的羊駝的礦物質(zhì)需求量是建立在物種之間無差異的基礎(chǔ)上,取肉牛和綿羊[15]礦物質(zhì)需求量的平均值,再根據(jù)山羊的礦物質(zhì)需求量進(jìn)行定性調(diào)整推理出來的。
羊駝生長期為了保障其骨骼的正常生長發(fā)育,對礦物質(zhì)(鈣和磷)的需求更高。斷奶后要及時補(bǔ)充礦物質(zhì)以確??焖偕L。有報道表明,為了保障羊駝的中國化養(yǎng)殖,飼糧需要在干重基礎(chǔ)上額外添加0.3%的鈣。而日糧中添加的鈣和磷也不宜過高或者過低。一旦過量可能會引起一些微量元素的有效性降低[27]。鈣磷之比應(yīng)介于1.2∶1 和1.7∶1 之間[28]。除了鈣磷之外,還需要補(bǔ)充一些微量元素以供羊駝?wù)IL發(fā)育和繁殖,其中包括鈷、銅、鉬和硒等,均是哺乳動物必需的微量元素。鈷是維生素B12的重要組成元素,充足的鈷是保證反芻動物瘤胃中微生物合成維生素B12的基礎(chǔ)。反芻動物飼料中添加鈷可提高動物生產(chǎn)性能、消化機(jī)能和繁殖機(jī)能等[29]。張濟(jì)福等[30]總結(jié)得出,盡管反芻動物對鈷的需求不高,但由于鈷對腸微生物的生長和維生素B12的合成均有重要意義,飼料中必須添加鈷來保證反芻動物的正常生長發(fā)育。動物可以將過量的鈷排出體外,盡管羊駝對鈷的耐受性較強(qiáng),但長期過量攝入也是會引發(fā)鈷中毒。R.L.Kincaid等[31]總結(jié)得出,可以通過在飼料中添加適量鈷的方式提高奶牛的產(chǎn)奶量。而推測在同為反芻動物的羊駝身上應(yīng)該同樣適用。羊駝日糧中礦物質(zhì)混合物需含有0.005%~0.020%的鈷才不會造成缺鈷[10]。目前,在牛、羊和雞中已經(jīng)得出了日糧中鈷的最大安全劑量,而對于羊駝來說這一方面的數(shù)據(jù)仍不完善,仍需進(jìn)一步試驗探究。銅對動物機(jī)體的免疫、造血、抗氧化功能具有重要意義,且對反芻動物瘤胃中微生物發(fā)酵也十分重要。而飼料中的鉬可以顯著影響動物對銅的吸收和在動物機(jī)體內(nèi)的利用[32]。楊在賓等[33]研究表明,肉?;A(chǔ)日糧鉬為0.225 mg·kg-1時銅為10 mg·kg-1,鉬為5 mg·kg-1時銅為25 mg·kg-1??紤]到動物種類、日糧組成和生產(chǎn)需要的不同,董常生等[10]給出的日糧中銅鉬比例應(yīng)該在6∶1至10∶1這一范圍之中。硒在抗氧化方面發(fā)揮著重要的作用,也參與了免疫調(diào)控等很多重要過程,且與維生素E有協(xié)同作用。在北美洲飼養(yǎng)條件下,羊駝硒的需求量為0.74 mg·d-1[26],飼料中硒添加量建議為0.35~0.48 mg·L-1,在這個范圍內(nèi)維持階段添加量較低,而生長階段和泌乳階段較高。
R.J.Van Saun等[34]曾總結(jié)過關(guān)于駱駝科動物日糧中各礦物質(zhì)的最低建議濃度,見表3。
表3 駱駝科動物日糧中各礦物質(zhì)的最低建議濃度
目前認(rèn)為羊駝和普通反芻動物一樣,第一胃室中的微生物可以合成水溶性的B族維生素,所以除了某些應(yīng)激條件或者發(fā)酵紊亂的情況下,B族維生素不需要在飼料中額外補(bǔ)充。而脂溶性的維生素,即維生素A、維生素D和維生素E對羊駝來說是重要的維生素,應(yīng)在飼料中額外添加[17]。但一般飼喂新鮮牧草的情況下,即可獲得足夠的維生素D和維生素E,而維生素A 在牧草中含量很低,在不補(bǔ)充的情況下不足以滿足羊駝?wù)IL發(fā)育需求。且R.J.Van Saun等[35]根據(jù)補(bǔ)充試驗發(fā)現(xiàn),羊駝對于維生素D的需求要高于其他物種,其中包括羊駝非常依賴皮膚合成維生素D,當(dāng)羊駝遷移到另一個氣候環(huán)境尤其是溫帶氣候時,更易缺乏維生素D[36]。
為了維持羊駝血清中維生素D濃度,并且有效地預(yù)防佝僂病,根據(jù)肉牛和綿羊的維生素D需求量推測羊駝飼料中應(yīng)額外補(bǔ)充的維生素D量為2 000~2 400 IU·kg-1。當(dāng)飼喂曬干牧草時,維生素A 和維生素E的補(bǔ)充可能不足,也需額外添加[37]。維生素A在羊駝維持和生長階段的額外補(bǔ)充量為3 000~3 600 IU·kg-1,哺乳階段補(bǔ)充量為3 500~5 900 IU·kg-1,妊娠階段補(bǔ)充量為4 700~5 600 IU·kg-1;維生素E在維持階段的補(bǔ)充量為18.7~22.4 IU·kg-1,在生長、哺乳和妊娠階段的補(bǔ)充量為73.3~88.0 IU·kg-1[17]。
已知肉牛、綿羊和山羊的預(yù)測干物質(zhì)攝入量為體重的1.5%~2.0%[15],F(xiàn). A. San Martin Howard[38]在改良的秘魯高原牧場進(jìn)行對比研究,發(fā)現(xiàn)羊駝的干物質(zhì)攝入量(g·kg-1BW0.75)要較綿羊低26%,在未改良的牧場要低36%。另有試驗[39]測定了羊駝的干物質(zhì)攝入量,結(jié)果并不完全一致,有的與前面的結(jié)果相似,有的結(jié)果則略高。平均而言,與其他反芻動物相比,羊駝的干物質(zhì)攝入量比其他反芻動物要低約30%。南美洲總結(jié)的羊駝干物質(zhì)日平均攝入量為體重的1.8%[6],對北美洲羊駝的攝食行為觀察表明,駱駝科動物在維持期的干物質(zhì)日攝入量為體重的1.0%~1.5%[40-41]。不同研究的干物質(zhì)攝入量結(jié)果的差異,可能反映了試驗所用飼料之間存在的差異。
有報道顯示,羊駝的干物質(zhì)攝取量在維持階段應(yīng)為體重的1.1%~1.6%,生長階段為體重的1.8%~2.0%,泌乳階段為體重的2.0%~5.0%[42](雌羊駝體重為60~80 kg,雄羊駝體重為70~90 kg)。最新的研究數(shù)據(jù)顯示,南美洲雄羊駝干物質(zhì)攝入量為(42.7±1.29)g·kg-1BW0.75[43],與先前的試驗結(jié)果無顯著差異。
目前,我國飼養(yǎng)羊駝是以精粗飼料混合飼喂再補(bǔ)充上額外的維生素、礦物質(zhì)及微量元素的方式[44]。粗飼料種類以苜蓿草為主,秋季再添加青草和蔬菜,冬季添加樹葉。根據(jù)上述羊駝健康生長所需的營養(yǎng),全價顆粒飼料添加玉米、魚粉、高粱和添加劑等[45]。不同環(huán)境條件均會影響羊駝的營養(yǎng)需求,例如羊駝對于蛋白質(zhì)的需求量受到海拔因素的影響。后續(xù)將進(jìn)行大量的試驗探究,確定中國養(yǎng)殖環(huán)境條件下羊駝的營養(yǎng)需求,以期為實現(xiàn)羊駝在我國大規(guī)模養(yǎng)殖提供營養(yǎng)保障。