2. 中国农业科学院饲料研究所, 农业农村部饲料生物技术重点实验室, 北京 100081;
3. 巴彦淖尔市农牧业科学研究院, 巴彦淖尔 015000
2. Feed Research Institute of Chinese Academy of Agricultural Sciences, Key Laboratory of Feed Biotechnology of the Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Beijing 100081, China;
3. Scientific Research Institute of Agricultural and Animal Husbandry in Bayannaoer, Bayannaoer 015000, China
我国是肉羊养殖大国。随着国民经济不断发展,人们对羊肉需求量增加,使得我国肉羊存栏量不断增加,肉羊由放牧转为舍饲或规模化养殖,饲粮供给显得越来越重要,饲料资源,特别是蛋白质饲料已成为肉羊饲粮配制的重要考虑因素,面对我国大量进口蛋白质饲料的现实,如何节省蛋白质饲料或降低饲粮蛋白质水平成为养殖者所关注的要素。合理利用饲料资源,提高饲粮蛋白质和氨基酸的利用效率至关重要[1]。在畜牧生产中,供给动物足够的营养物质能够有效提高其生产性能,但蛋白质摄入过多不仅会增加饲养成本,降低经济效益,还会导致氮排泄增加,污染环境[2]。研究表明,单一降低饲粮蛋白质水平虽然可以提高氮的利用率[3],但会降低肉羊的生长性能[4-5],甚至引起异食癖[6]。蛋白质是由氨基酸组成的,氨基酸是动物对氮素需求的基本单位,由于动物自身不能合成必需氨基酸,所以降低饲粮蛋白质水平的同时应补充必需氨基酸,满足动物对氨基酸的需要。有研究报道,低蛋白质饲粮中补充过瘤胃氨基酸可减少蛋白质缺乏导致的负面影响[7-9]。在饲喂玉米型饲粮条件下,生长绵羊的6种限制性氨基酸依次是蛋氨酸、苏氨酸、赖氨酸、精氨酸、色氨酸和组氨酸[10]。同时,在猪上的试验表明,低蛋白质饲粮中添加合成氨基酸可以获得与饲喂高蛋白质饲粮相同的育肥效果[11]。
氨基酸平衡模式下的低蛋白质饲粮之前主要用于猪和家禽,是以蛋白质和氨基酸平衡理论为基础,将饲粮蛋白质水平在推荐的标准上降低2~4个百分点,然后补充适宜种类和数量的合成氨基酸来满足动物机体对必需氨基酸的需求,从而提高动物对氮的利用率,降低氮排放和减少养殖业对环境的污染。反刍动物具有特殊的瘤胃,使其在低蛋白质饲粮条件下可利用部分尿素替代蛋白质,满足机体的需要[12];而瘤胃的降解功能会降解所添加的氨基酸,减少到达小肠内氨基酸的量[13-14]。因此,低蛋白质饲粮补充过瘤胃氨基酸和非蛋白氮(NPN)符合牛、羊等反刍动物的消化生理特点。本试验旨在研究不同低蛋白质水平饲粮补充过瘤胃蛋氨酸、苏氨酸、赖氨酸、精氨酸和尿素对育肥期杜寒杂交肉羊生长性能、屠宰性能的影响,筛选出育肥期杜寒杂交肉羊适宜的饲喂模型,以期为氨基酸平衡模式下低蛋白质饲粮在肉羊育肥阶段的应用提供理论依据和参考。
1 材料与方法 1.1 试验地点和时间试验于2018年8月至2018年11月在内蒙古巴彦淖尔市农业科学院科研基地进行。预试期10 d,正试期80 d。
1.2 试验设计本试验采用单因素试验设计,以饲粮蛋白质水平为试验因子。选取4月龄体重为33 kg的杜寒杂交肉用母羊150只,随机分为5组,每组3个重复,每个重复10只。对照组饲喂基础饲粮(粗蛋白质水平为16%),LP14组、LP12组和LP10组饲粮在对照组饲粮基础上,将粗蛋白质水平依次降低2个百分点,分别为14%、12%和10%,同时补充过瘤胃赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和精氨酸,使其与对照组饲粮中对应的氨基酸含量一致,LP12+NPN组饲粮在LP12组饲粮基础上添加1%的尿素。当对照组试验羊的平均体重达到50 kg时,每组选取健康且接近平均体重的6只羊进行屠宰,测定其组织器官、屠宰性能的各项指标。
1.3 试验饲粮基础饲粮参考《中国肉用绵羊营养需要》[15]中给出的营养素推荐量及市场上近年来流行的饲粮营养推荐进行配制[16-19]。试验饲粮自行配制,试验前对饲粮原料进行常规分析,根据蛋白质水平配制饲粮。尿素和过瘤胃氨基酸与饲粮原料混匀后制成颗粒饲料。
试验所用过瘤胃蛋氨酸纯度含量为22.2%,过瘤胃率为50%;过瘤胃赖氨酸纯度为35%,过瘤胃率为90%;过瘤胃苏氨酸纯度为50%,过瘤胃率为85%;过瘤胃精氨酸纯度为40%,过瘤胃率为85%。以上过瘤胃氨基酸分别由安迪苏生命科学制品有限公司、北京亚禾营养高新技术有限责任公司、希杰饲料有限公司和江苏康德权有限公司提供。预混料由北京精准动物营养研究中心提供。配制完成的5种饲粮中赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和精氨酸的含量均保持一致,其中赖氨酸含量为0.79%,蛋氨酸含量为0.26%,苏氨酸含量为0.59%,精氨酸含量为1.12%。试验饲粮组成及营养水平见表 1。
试验所用羊舍均是开放式圈舍。试验前将羊舍彻底清扫并消毒,按羊场免疫程序进行免疫和驱虫,试验期内保持羊舍卫生。试验期间每天08:00和17:00进行投料。试验全期自由饮水、自由采食,并记录羊只健康状态。每月消毒2次(2%火碱、0.5%聚维酮碘,交替使用)。正试期内每天早上投料前对剩料进行称重,计算前1天每个重复内羊的平均日采食量,按自由采食的要求(剩料占投料量的10%)调整第2天投料量。
1.5 测定指标和方法 1.5.1 生长性能的测定正式期第1天全群羊称重并记为初始体重,试验结束时体重记为终末体重;每天记录每个重复的试验羊总采食量,计算每个重复试验羊的平均日干物质采食量,并计算平均日增重以和饲料转化率。
当对照组试验羊平均体重达到50 kg时,每组选取健康且体重接近平均体重的6只肉羊进行屠宰(每个重复选取2只),测定其屠宰性能、组织器官发育指标。试验结束当天禁食16 h,次日07:00进行称重,记为宰前活重。经颈静脉放血屠宰。屠宰后称取头、蹄、内脏各器官的重量以和胴体重。取瘤胃、网胃、瓣胃、皱胃、小肠、大肠,去除内容物冲洗后纱布吸干水分后称重,并测量小肠长度。
使用游标卡尺测量肉羊第12和第13根肋骨之间,距背脊中线11 cm处组织厚度,测量3次并取平均值,计为GR值。
用记号笔在硫酸纸上描绘出倒数第1和第2根肋骨之间脊椎上眼肌的横切面轮廓,之后用来测眼肌面积。
胴体重、屠宰率计算公式如下:
试验数据使用Excel 2010进行初步整理,然后使用SAS 9.2统计软件的ANOVA过程进行单因素方差分析(one-way ANOVA),差异显著用Duncan氏法进行多重检验,以P < 0.05作为差异显著的判断标准,0.05≤P < 0.10为有差异趋势。
2 结果与分析 2.1 低蛋白质饲粮补充过瘤胃氨基酸对杜寒杂交肉羊生长性能的影响由表 2可知,试验肉羊的初始体重处于同一个水平(P>0.05),平均日增重在216.38~242.38 g,达到了肉羊育肥的平均日增重效果。各组间平均日增重差异不显著(P>0.05);各组间平均日干物质采食量和饲料转化率均差异不显著(P>0.05)。可见,在补充过瘤胃氨基酸后,饲喂低蛋白质饲粮肉羊的生长性能与饲喂正常蛋白质饲粮肉羊相当。
由表 3可知,各组间宰前活重、胴体重、GR值和眼肌面积均差异不显著(P>0.05),各组屠宰率均在46%以上,但差异不显著(P>0.05),表明低蛋白质饲粮补充这4种过瘤胃氨基酸之后,屠宰性能不受影响。
由表 4可知,LP10组蹄和肺脏的重量及其占宰前活重的比例均显著低于对照组(P < 0.05),但都在正常范围;LP14组和LP12组肉羊头的重量高于对照组(P=0.093),而各组间其他器官重量及其占宰前活重比例不存在显著差异(P>0.05),表明低蛋白质饲粮补充过瘤胃氨基酸之后,对育肥期肉羊器官的发育影响不大。
由表 5可知,各组的不同胃室与肠道重量及其占比均处在一个正常的范围之内。而LP12+NPN组肉羊的瘤胃重量显著低于对照组和LP14组(P < 0.05),其占宰前活重的比例显著低于LP14组(P < 0.05),LP10组肉羊的瓣胃重量及其占宰前活重的比例显著高于LP12组和LP12+NPN组(P < 0.05),LP10组大肠重量及其占宰前活重的比例显著高于对照组、LP14组和LP12+NPN组(P < 0.05)。
氨基酸是在动物机体内构成蛋白质的基本物质,对动物的生长发育有着非常重要的作用。当降低反刍动物饲粮蛋白质水平时,将直接减少饲粮中必需和非必需氨基酸的含量,导致氨基酸不平衡,动物因此不能摄取足够的营养物质而显著降低其生产性能[8]。王波等[20]研究表明,低蛋白质水平饲粮会减少羔羊的采食量,降低其生长性能。而在低蛋白质饲粮中补充过瘤胃氨基酸可增加小肠中氨基酸的含量,从而弥补因缺乏粗蛋白质导致的生长性能方面的损害[21]。黄健等[22]研究表明,将仔鹿饲粮蛋白质水平从16.28%降低至13.4%,会显著降低其日增重并增高饲料转化率,当向饲粮中添加赖氨酸和蛋氨酸后仔鹿的生长性能可达到正常蛋白质饲粮水平。云强等[9]研究也证明这一点,在蛋白质水平为12.02%的犊牛饲粮中添加过瘤胃赖氨酸和过瘤胃蛋氨酸,体增重与饲喂蛋白质水平为14.67%饲粮的犊牛保持一致,由此说明过瘤胃氨基酸可代替低蛋白质饲粮中部分蛋白质。本试验中,将各组育肥羊饲粮的蛋白质水平从16%依次降低至14%、12%、10%,并补充过瘤胃赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、精氨酸和尿素,结果显示试验组的平均日增重和饲料转化率与对照组相比无显著性差异。这说明通过补充过瘤胃氨基酸能够弥补蛋白质缺乏对育肥羊造成的影响。Lee等[8]研究发现,将饲粮的蛋白质水平从15.7%降低至13.5%,奶牛产奶量显著降低,当补充过瘤赖氨酸、蛋氨酸和组氨酸后,弥补了低蛋白质饲粮对奶牛产奶性能的影响。此外,向白菊等[23]研究也表明,在肉牛低蛋白质水平的精料中添加适量的过瘤胃赖氨酸和蛋氨酸,可使生长性能优于饲喂正常蛋白质水平的肉牛。
Lee等[8, 24]研究表明,低蛋白质饲粮或者可代谢蛋白质缺乏的饲粮会降低奶牛干物质的采食量。与之类似的,段晓翔等[25]研究结果显示,低蛋白质饲粮同样降低了肉鸡采食量。在本试验中,试验羊各组间平均日干物质采食量虽没有显著性差异,但在数值上还是有一定的差异,平均日干物质采食量随着饲粮蛋白质水平的降低而降低。这可能是由于本试验降低饲粮蛋白质水平是通过减少豆粕、棉籽粕的量,增加玉米和玉米秸的使用量的方式,降低饲粮的适口性,从而导致采食量降低。LP12+NPN组饲粮中因添加尿素增加了育肥羊的平均日干物质采食量,这说明在低蛋白质饲粮中添加尿素可提高饲粮适口性,从而增加育肥羊采食量,提高生长性能。蒋加进等[26]研究也表明,饲粮中适当地添加尿素可以改善其适口性。
综上所述,饲粮蛋白质水平降低1~4个百分点,通过补充过瘤胃赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、精氨酸和尿素,可以满足育肥羊对必需氨基酸的需要,提高饲粮利用率,可使育肥杜寒杂交肉羊的生长性能达到饲喂正常蛋白质饲粮水平的肉羊。
3.2 低蛋白质饲粮补充过瘤胃氨基酸对杜寒杂交肉羊屠宰性能的影响屠宰性能的优劣可通过屠宰率、GR值和眼肌面积等指标直观表现出来[27],在畜牧生产中具有重要的意义。本试验中,各组屠宰率分别是:对照组46.37%、LP14组46.88%、LP12组47.51%、LP10组46.51%、LP12+NPN组47.25%,都保持了较高的屠宰率,甚至低蛋白质饲粮组羊只的屠宰率还高于对照组,说明添加过瘤胃氨基酸可以弥补蛋白质缺乏对肉羊屠宰性能造成的损失。王波等[20]研究中指出,未用氨基酸进行平衡的低蛋白质饲粮将显著降低羔羊的屠宰性能。本试验中所有试验羊屠宰性能的各项指标均差异不显著,由此看来,补充过瘤胃氨基酸增加小肠中氨基酸的含量,从而增加菌体蛋白含量,结果增加育肥杜寒杂交肉羊的肌肉生长和脂肪沉积,弥补了因蛋白质缺乏造成屠宰性能的损失。而Figueroa等[28]研究指出,将生长育肥猪玉米-豆粕型饲粮蛋白质水平降低4个百分点,并补充合成赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸,会降低其屠宰性能,与本试验结果不同,可能是因试验动物不同的原因。本试验中,各组GR值统计学上虽然没有达到显著性差异,但是在数值上所有低蛋白质饲粮组都高于对照组,可能是低蛋白质饲粮可使育肥羊减少机体消化过多非必需氨基酸所需的能量,进而减少用来分解多余蛋白质所消耗的能量[29],从而增加脂肪沉积。
3.3 低蛋白质饲粮补充过瘤胃氨基酸对杜寒杂交肉羊内脏器官和胃肠道的影响内脏器官的重量和其指数可在一定程度上反映出动物机体的机能状况,有助于理论研究和生产实践[30]。本试验中,所有试验羊只的内脏器官重量及其占宰前活重的比例都在正常的数值范围内[27, 31]。各组之间试验羊的肝脏、心脏、脾脏、肾脏重量及其占宰前活重的比例均无显著差异;氨基酸平衡的低蛋白质饲粮降低了育肥羊肺脏重量及其占宰前活重的比例,说明羊只的组织器官发育与机体生长相协调,可能是因为试验后期在严寒环境下进行的,对饲喂低蛋白质饲粮的羊只产生了一定的影响。
反刍动物胃肠道发育将直接影响动物的采食能力和对营养物质的消化能力,瘤胃因其强大的微生物区系,被认为是消化系统中最重要的器官,将直接影响反刍动物的生产性能[32]。本试验结果表明,各组间试验羊只网胃、皱胃、小肠重量及其占宰前活重的比例和网胃、皱胃占复胃总重的比例均差异不显著。LP10组肉羊瓣胃重量及其占宰前活重的比例显著高于LP12组和LP12+NPN组,而且LP10组大肠重量及其占宰前活重的比例显著高于对照组、LP14组和LP12+NPN组,推测LP10组是由于采食量降低导致食物排出减少而弱化大肠功能,是机体自身调节的结果。
4 结论在本试验条件下,饲粮蛋白质水平降低1~4个百分点并补充过瘤胃赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、精氨酸和尿素能够使杜寒杂交肉羊生长性能达到正常水平,与饲喂正常蛋白质水平饲粮的肉羊无显著差异,表明在杜寒杂交肉羊育肥阶段采用低蛋白质饲粮并补充过瘤胃氨基酸是可行的,能够节省蛋白质饲料资源。
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