2. 榆林学院生命科学学院, 榆林 719000
2. College of Life Sciences, Yulin University, Yulin 719000, China
陕西省榆林市是陕北白绒山羊的主产区,据榆林市统计局数据,2019年榆林市陕北白绒山羊饲养规模近800万只,其中存栏455.7万只,出栏339.1万只,产绒2 915.6 t,占全省90%以上,占全国10%左右。陕北白绒山羊是以陕北本地黑山羊和辽宁绒山羊通过杂交育种,历经25年培育而成的一种绒肉兼用的绒山羊品种,陕北白绒山羊除了单位体积产绒量好和适应性强以外,羊肉品质好也是其主要优势,近年来,陕北白绒山羊被引入到甘肃、山西和内蒙等地,对当地气候条件和饲草料表现出了较好的适应能力,对当地山羊的改良效果显著,产绒和产肉效益明显提高[1]。
目前,虽然陕北白绒山羊的饲养方式已经从传统的自由放牧和粗放经营转变为全舍饲模式,但仍然存在养殖技术水平相对落后、部分陕北绒山羊群体的生产水平低下、饲料利用效率不高、生长缓慢、其潜在的生产能力没有充分发挥出来等问题。饲粮营养物质的消化率是评价动物对饲粮的利用情况和饲粮科学配制的主要依据,科学合理的饲粮配制对于降低饲粮成本、提高饲粮利用率和养殖效率发挥有着重要的作用。随着陕北白绒山羊全舍饲化、规模化和集约化养殖的不断发展,通过饲料高效利用促进陕北白绒山羊提质增效成为研究的热点和重要方向。目前为止仍然没有舍饲状态下陕北白绒山羊的营养需要和饲养标准,成为限制陕北白绒山羊标准化养殖和高效养殖的重要因素,其相关研究也受到了广泛关注。其中,研究饲粮中适宜的能量水平对于陕北白绒山羊的高效养殖意义重大,本研究团队之前已经对刚断奶后陕北白绒山羊和空怀期及妊娠期陕北白绒山羊[2]、泌乳期陕北白绒山羊[3]、5月龄陕北白绒山羊母羊[4]以及羯羊[5]饲粮中适宜的能量水平进行研究。这些结果对于陕北白绒山羊的规模化科学高效养殖发挥了积极作用,但是关于陕北白绒山羊的营养需要研究还很不深入,能量需要的研究仍然不够系统和全面。特别是种公羊是养殖户实现扩大养殖规模和提高群体品质的重要物质基础,做好生长期公羔的培育,对养殖户羊群的发展、质量的提升和经济效益的提高意义重大。因此,本研究在实验室团队前期研究基础上,以断奶后处于生长期的25~35 kg陕北白绒山羊公羔为研究对象,设计4种不同消化能水平的全混合颗粒饲粮,进行饲养试验和消化代谢试验,研究饲粮不同消化能水平对营养物质消化率及血清生化指标的影响,探究25~35 kg陕北白绒山羊断奶公羔饲粮适宜的消化能水平,为完善陕北白绒山羊饲养标准提供数据。
1 材料与方法 1.1 试验时间和地点本试验于2020年9月20日至2020年12月1日在陕西省榆林市榆林学院试验羊场进行。
1.2 试验动物的选择与分组选取体况良好、体重为(26.27±1.49) kg、健康状况良好的6月龄断奶陕北白绒山羊公羔32只,随机分为4组,每组8只。
1.3 试验设计采用单因子随机区组设计,4组试验羊分别饲喂4种不同饲粮,营养水平参考NRC(2007)山羊营养需要量、《肉羊饲养标准》(NYT 816—2004)和本实验室前期实践基础,粗蛋白质水平设定为11.06%,饲粮消化能水平按照推荐的营养需要量10.27 MJ/kg的标准依次梯度增加或减少0.5 MJ/kg,即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组的消化能水平分别为9.28、9.77、10.27和10.77 MJ/kg。试验饲粮组成及营养水平见表 1,试验饲粮为颗粒型全混合日粮。每组试验羊随机饲喂一种饲粮,当试验羊体重达到35 kg左右时,每组选择3只羊放入消化代谢笼,按照全收粪法进行为期13 d的消化代谢试验,其中预试期7 d,正试期6 d。每天分2次饲喂,即08:00和17:00,自由饮水,每天记录各组试验羊的采食量,定时收集收粪盘中的粪便并称重。
饲养试验开始前对羊舍进行全面和彻底的清扫、消毒,以后每2周对圈舍进行一次消毒。所有试验羊注射0.3 mL/kg伊维菌素驱虫。不同组羊只饲喂不同消化能、等粗蛋白质水平饲粮,预试期15 d,观察记录羊只采食量情况,使其逐渐完全适应饲粮,第16天开始正式饲养试验,根据每天的采食量确定第2天的饲喂量,每天08:00、17:00准确记录饲喂量和剩料量,自由饮水。饲养试验后期,当试验羊平均体重达到35 kg时,每组选择3只羊进行为期13 d的消化试验。
1.5 样品采集消化试验阶段正式期内每天记录每只试验羊的给料量和剩料量,准确计算每1只试验羊的采食量;每天采集饲粮样品,将6 d内采集的饲粮样品充分混合,用于测定饲粮中营养成分含量;每天08:00和17:00从代谢笼中的粪便收集板收集每只羊的粪便,同时准确称量粪便重量,混匀后按总重量的10%取样,-20 ℃保存,用于风干样品制备及营养成分含量的测定。所有试验羊做完消化代谢试验之后放回原圈。
饲养试验结束前1天,所有试验羊晨饲前通过颈静脉采血5 mL,凝血后4 ℃、3 000 r/min离心15 min后分离血清,-20 ℃保存备测。
1.6 样品处理及测定收集的饲粮样品、粪样放入65 ℃鼓风烘箱中烘干测得初水分含量。然后粉碎后过18和40目筛,混合均匀后取样,其中40目用于测定水分、粗灰分、粗脂肪、粗蛋白质、能量等营养成分含量,18目样品用于测定中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量。
饲粮和粪样中干物质含量参照GB/T 6435—2014,采用105 ℃烘干法测定;粗脂肪含量参照GB/T 6433—2006,采用索氏抽提法测定;粗灰分含量参照GB/T 6438—2007,采用550 ℃灼烧法测定;有机物(OM)含量为干物质减去粗灰分含量;粗蛋白质含量根据凯氏定氮法,采用全自动凯氏定氮仪(K-9860,济南海能仪器有限公司)测定;将饲粮和粪便烘干、粉碎、压块,采用氧弹量热仪(ZDHW-5微机全自动量热仪,鹤壁华诺电子科技有限公司)测定饲粮及粪中的消化能;根据Van Soest等[6]提出的方法测定中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维含量。
1.7 测定指标与计算方法 1.7.1 生长性能饲养试验过程中,每天记录每圈羊的给料量和剩料量并计算采食量,试验期间每15 d测定1次所有羊的体重,计算平均日增重、平均干物质日采食量和料重比[7]。
以每天活羊增重收益减去每天颗粒料成本所获得的毛收益作为经济效益的度量指标,即:经济收益=活羊增重收益-颗粒料成本,其中各指标单位均为元/(只·d)。参照市场活羊价格和各种饲料价格计算活羊增重收益和颗粒饲料成本。在本研究中,4种饲粮成本分别为1 657、1 710、1 820和1 856元/t;活羊价格按照35元/kg计算。
1.7.3 营养物质表观消化率用日本富士全自动干式生化分析仪(4000ie)检测血清中总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、葡萄糖(GLU)、高密度脂蛋白(HDL)、尿素氮(UN)和总胆固醇(TCHO)含量;β-羟基丁酸(β-HBA,E030-1-1)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C,A113-2-1)和游离脂肪酸(NEFA,A042-1-1)含量使用南京建成生物工程研究所的试剂盒进行测定。
1.8 数据处理分析所有数据先用Excel 2010初步整理,再采用SPSS 20统计软件进行单因子方差分析(one-way ANOVA)及LSD法多重比较检验,以P < 0.05表示差异显著,P < 0.01表示差异极显著。试验数据以“平均值±标准误(mean±SE)”的形式表示。
2 结果与分析 2.1 饲粮消化能水平对25~35 kg陕北白绒山羊公羔生长性能的影响由表 2可知,Ⅱ组试验羊平均干物质日采食量最高,Ⅲ组次之,Ⅳ组最低,且Ⅱ组和Ⅲ组显著高于Ⅳ组(P < 0.05),其他各组之间差异不显著(P>0.05)。饲粮消化能水平对各组试验羊平均日增重无显著影响(P>0.05),其中Ⅱ组平均日增重最高,Ⅳ组最低。试验羊料重比以Ⅱ组最低,但各组之间差异不显著(P>0.05)。
由表 3可知,4个试验组的试验羊饲粮成本随着消化能水平的升高依次增加,且Ⅱ组和Ⅲ组之间比较差异显著(P < 0.05),其他各组之间比较差异极显著(P < 0.01)。增重收益Ⅱ组最高,Ⅰ组次之,Ⅳ组最低,且各组之间比较差异不显著(P>0.05)。试验羊经济效益Ⅱ组最高,Ⅰ组次之,Ⅳ组最低,且Ⅱ组显著高于Ⅳ组(P < 0.05),其他各组之间差异不显著(P>0.05)。
由表 4可知,饲粮消化能水平显著影响了摄入总能、粪能、消化能和总能表观消化率(P < 0.05)。试验羊Ⅱ组的摄入总能最高,Ⅰ组次之,Ⅳ组最低,Ⅱ组和Ⅰ组之间无显著差异(P>0.05),且均极显著高于Ⅲ组和Ⅳ组(P < 0.01),Ⅲ组和Ⅳ组之间无显著差异(P>0.05)。试验羊Ⅰ组粪能最高,Ⅱ组次之,Ⅲ组最低,Ⅰ组极显著高于Ⅲ组和Ⅳ组(P < 0.01),其他各组之间差异不显著。消化能Ⅱ组最高,Ⅰ组次之,Ⅳ组最低,Ⅱ组和Ⅰ组均极显著高于Ⅳ组(P < 0.01),显著高于Ⅲ组(P < 0.05)。总能表观消化率Ⅱ组最高,Ⅲ组次之,Ⅳ组最低,且Ⅱ组和Ⅲ组之间差异不显著(P>0.05),Ⅱ组和Ⅲ组均显著高于Ⅳ组(P < 0.05)。
由表 5可知,干物质、粗蛋白质、有机物、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和粗纤维表观消化率均以Ⅱ组最高。其中,Ⅱ组干物质表观消化率极显著高于Ⅰ组(P < 0.01),显著高于Ⅳ组(P < 0.05);Ⅱ组有机物表观消化率显著高于Ⅳ组(P < 0.05),其他组之间差异不显著(P>0.05);Ⅱ组中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维表观消化率极显著高于Ⅲ组和Ⅳ组(P < 0.01),Ⅲ组和Ⅳ组之间差异不显著(P>0.05);Ⅱ组粗纤维表观消化率极显著高于Ⅳ组(P < 0.01),并显著高于Ⅰ组(P < 0.05);Ⅱ组粗蛋白质表观消化率极显著高于Ⅳ组(P < 0.01),其他各组之间差异不显著(P>0.05)。粗脂肪表观消化率Ⅳ组最高,Ⅰ组次之,Ⅱ组最低,且Ⅳ组极显著高于Ⅲ组和Ⅱ组(P < 0.01),Ⅱ组和Ⅲ组之间差异不显著(P>0.05)。
由表 6可知,饲粮不同消化能水平对试验羊血清总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇和总蛋白含量均无显著影响(P>0.05)。试验羊血清游离脂肪酸、β-羟基丁酸和甘油三酯含量均随着饲粮消化能水平的提高而逐渐降低;其中,血清游离脂肪酸含量Ⅰ组显著高于Ⅳ组(P < 0.05),其他各组之间差异不显著(P>0.05);血清β-羟基丁酸和甘油三酯含量均表现为Ⅰ组和Ⅱ组之间差异不显著(P>0.05),Ⅲ组和Ⅳ组之间差异不显著(P>0.05),然而Ⅰ组或Ⅱ组和Ⅲ组或Ⅳ组之间差异显著(P < 0.05)。Ⅱ组血清葡萄糖含量显著高于Ⅰ组(P < 0.05),其他各组之间差异不显著(P>0.05)。Ⅱ组血清低密度脂蛋白含量显著高于Ⅲ组(P < 0.05),极显著高于Ⅳ组(P < 0.01),Ⅰ组和其他3组之间差异不显著(P>0.05)。Ⅱ组血清白蛋白含量显著高于Ⅰ组(P < 0.05),其他各组之间差异不显著(P>0.05)。Ⅰ组血清尿素氮含量极显著高于Ⅱ组和Ⅲ组(P < 0.01),其他各组之间差异不显著(P>0.05)。
饲粮能量水平对反刍动物的生长发挥着重要的调控作用[7]。有关能量对反刍动物干物质采食量和增重影响的报道中,唐鹏[8]对8~9月龄育肥阶段的陕北白绒山羊的研究表明,随着饲粮能量水平的提高,山羊的生长性能和屠宰性能显著增加。张振伟[9]对中卫山羊的羯羊进行研究,结果表明随着饲粮能量水平的提高,干物质采食量呈现出先升高后降低的变化趋势。另外,也有研究表明,干物质采食量随着饲粮能量水平的提高显著升高,但能量水平过高不影响干物质采食量,只对平均日增重产生影响[10-12]。王惠[2]和赵超[13]的研究表明,饲粮能量水平显著影响了陕北白绒山羊平均日增重,且随着能量水平的提高平均日增重不断增加。而黄帅等[4]和俞春山等[14]的研究表明,饲粮能量水平的变化对陕北白绒山羊和中卫山羊羯羊平均日增重没有产生显著影响,与本研究结果类似。整体来看,饲粮能量水平对动物生长性能影响的研究结果不尽相同。造成这种原因的结果可能是,适当提高饲粮能量水平,对于瘤胃微生物活性的提高是有利的,使得瘤胃中饲粮的流通速度加快,动物采食量也随之增加;然而当饲粮能量水平过高时,瘤胃微生物区系发生改变,可能会使一些纤维降解菌数量减少,导致饲粮在瘤胃停留时间延长,从而降低了动物采食量[15-16]。经济效益的高低是饲粮配合的好坏和饲养管理是否科学的重要指标。黄帅[4]通过设计4种不同消化能水平(9.33、10, 49、11.66和12.61 MJ/kg)饲粮,对5月龄陕北白绒山羊公羊和母羊进行饲养试验,结果表明11.66 MJ/kg组经济收益最高。孔祥通[5]对4月龄陕北白绒山羊羯羊的研究表明,随着饲粮能量水平(5.56、9.59和10.65 MJ/kg)的升高,经济收益显著增加。本试验研究结果表明,饲粮不同消化能水平对平均干物质日采食量、平均日增重和料重比的影响均不显著,其中试验羊Ⅱ组的平均干物质日采食量和平均日增重均最高,而料重比最低,经济收益以Ⅱ组最高,且显著高于Ⅳ组,说明Ⅱ组饲粮能量水平对试验羊生长性能的充分发挥起到了较好的作用,且能够产生较高的经济效益。
3.2 饲粮消化能水平对25~35 kg陕北白绒山羊公羔能量消化代谢的影响动物品种、年龄和性别等均可对能量的消化和代谢产生较大影响。近年来对山羊或绵羊的一些研究发现,在一定范围内提高饲粮能量水平,能量摄入量[17]或消化率[2, 18]呈增加趋势[19-20],也有研究表明提高饲粮能量水平对能量的消化和代谢不产生显著影响[21]。能量水平过高不会促进能量消化率,反而影响动物消化道健康,造成动物腹泻[22]。黄帅等[4]通过设计不同能量水平(9.33、10.49、11.66和12.61 MJ/kg)的饲粮对陕北白绒山羊的研究发现,公羊能量消化率分别为69.92%、65.81%、72.11%和88.05%。本试验研究结果表明,随着饲粮消化能水平的提高,摄入总能、可消化能和能量表观消化率均呈现出先增加后降低的变化趋势,其中以Ⅱ组最高,吴淑军等[23]对獭兔和赵敏孟等[21]对青山羊的研究表明,能量表观消化率随着饲粮能量水平的增加出现先增加后降低的趋势,这与本试验研究结果相同。本试验研究结果表明,当饲粮消化能水平为9.77 MJ/kg时,试验羊对饲粮利用率较好。
3.3 饲粮消化能水平对25~35 kg陕北白绒山羊公羔营养物质表观消化率的影响饲粮能量水平的变化影响着饲粮营养物质在动物胃肠道中的消化、吸收和代谢。朱文涛等[24]研究表明,饲粮能量水平对干物质的消化率起重要作用,孔祥通[5]、薛剑锋等[20]和柴贵宾等[25]的研究都发现,干物质和粗蛋白质的表观消化率均随着饲粮能量水平的提高而增加。本试验结果表明,随着饲粮消化能水平的提高,干物质、粗蛋白质、有机物、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维和粗纤维表观消化率均呈现出先升高后降低的变化趋势,其中Ⅱ组最高,说明9.77 MJ/kg的饲粮消化能水平能够最大限度地提高试验羊对营养物质的表观消化率。本研究发现,II组粗纤维、中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维表观消化率极显著高于Ⅲ组和Ⅳ组,此结果与薛剑锋等[20]和张继伟[19]的研究结果基本一致。这说明Ⅱ组饲粮主要依赖粗饲料来满足机体的能量需要,从而使得酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维表观消化率高于Ⅱ组和Ⅳ组,Ⅱ组和Ⅳ组饲粮由于含有较多的精饲料,可以优先满足动物对能量的需求。除此之外,也有研究表明,高能量组饲粮的酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维表观消化率显著高于低能量组饲粮[26],可能与饲粮中纤维类型或含量不同有关。
3.4 饲粮消化能水平对25~35 kg陕北白绒山羊公羔血清生化指标的影响血清生化指标能够反映动物对饲粮营养物质的利用和代谢情况[27],研究饲粮营养水平变化对动物血清生化指标的影响能够间接体现出动物的生长发育情况[28]。其中,可以反映动物能量代谢状况的血清生化指标有游离脂肪酸、β-羟基丁酸和葡萄糖等,反映动物蛋白质代谢情况的血清生化指标有尿素氮、总蛋白、白蛋白和球蛋白等,反映动物脂类物质代谢的血清生化指标有甘油三脂、总胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇和低密度脂蛋白胆固醇等。大量研究均表明,饲粮营养水平的变化对动物能量代谢产生影响,这种影响直接反映在动物血液生化指标的变化。葡萄糖是动物的主要能量物质,血清葡萄糖含量代表着机体的能量代谢状态。反刍动物的血清葡萄糖主要是通过肝脏中丙酸的糖异生作用而产生的[29]。大量的研究表明,饲粮低能量水平导致血清葡萄糖含量降低,增加饲粮能量水平,血清葡萄糖含量也随着上升[30-31],高能量水平饲粮的动物血清葡萄糖含量较高[32-33]。本研究结果发现,试验羊血清葡萄糖含量随着饲粮消化能水平的提高呈现出先升高后降低的变化趋势,其中Ⅱ组血清葡萄糖含量最高,平均日增重也最高,Ⅰ组血清葡萄糖含量最低,平均日增重也低,血清葡萄糖含量降低说明Ⅰ组动物对饲粮营养物质利用率降低,本试验结果与巩峰等[18]的研究结果相符,本试验研究结果也证实了一定含量范围内高产动物血清葡萄糖含量高于低产动物的结论[34-35]。导致这一现象的原因是高能量水平饲粮含有更多的玉米淀粉,瘤胃微生物发酵产生更多的丙酸盐,并使血清葡萄糖含量增加。此外,血清甘油三酯、总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇和游离脂肪酸是典型的能量和脂质代谢物,其含量高低与能量代谢密切相关,反映了动物机体对脂肪的利用情况,本研究结果表明血清甘油三酯含量随着饲粮消化能水平升高而降低,与黄文琴等[32]的研究结果一致,可能的原因是高能量水平饲粮能够保障动物的维持和生产需求,低能量饲粮动物不足以达到动物的维持需求,进而通过分解脂肪获取更多能量,从而导致血清甘油三酯含量增加[36]。甘油三酯是在体内储存能量的最重要物质,而游离脂肪酸是甘油三酯的分解代谢产物,血清甘油三酯和游离脂肪酸的含量代表脂肪代谢和能量稳态[37]。本研究结果表明,血清总胆固醇、低密度脂蛋白胆固醇和高密度脂蛋白胆固醇的含量随着饲粮消化能水平的提高逐渐增加,游离脂肪酸含量则逐渐降低,说明绒山羊瘤胃生态系统从较高能量水平的饲粮中获得了较多的能量和脂肪,与Hu等[38]对牦牛的研究结果一致。尿素氮是蛋白质在动物体内代谢的终产物,血清尿素氮含量变化是衡量动物机体对蛋白质代谢的重要指标[35],大量研究证实,尿素氮含量与动物对蛋白质或氨基酸的利用率以及氮沉积之间呈现负相关,即尿素氮含量低表明蛋白质利用率高、体蛋白质分解减少、蛋白质合成增加(瘤胃微生物蛋白合成)[39]。本研究中,相同粗蛋白质水平饲粮下,提高饲粮消化能水平,试验羊血清尿素氮含量逐渐下降,Ⅰ组血清尿素氮含量显著极显著高于Ⅱ组和Ⅲ组,表明高消化能水平饲粮有利用改善25~35 kg陕北白绒山羊血清生化指标,提高其生长性能,与前人的研究结果[17, 40]一致。血清白蛋白和球蛋白共同构成总蛋白,总蛋白和白蛋白含量高说明动物对饲粮粗蛋白质的摄取和利用率较好,有利于蛋白质沉积,还有利于增强动物的免疫力,有利于动物增重,本研究结果表明血清总蛋白和白蛋白含量随着饲粮消化能水平提高呈现出先增高后降低的趋势,与巩峰等[17]关于奶山羊的研究结果一致,本试验中Ⅱ组试验羊血清白蛋白含量显著高于Ⅰ组,但是血清总蛋白含量各组之间比较差异不显著。此外,本研究发现,饲粮不同消化能水平对试验羊血清总胆固醇和高密度脂蛋白胆固醇的含量均无显著影响,造成这一结果的具体原因有待进一步研究。
4 结论① 本研究结果表明,Ⅱ组饲粮有利于提高25~35 kg陕北白绒山羊公羔的采食量,增加平均日增重,降低料重比,本试验条件下,饲粮消化能水平推荐为9.77 MJ/kg。
② 饲粮不同消化能水平对25~35 kg陕北白绒山羊公羔血清游离脂肪酸、β-羟基丁酸、甘油三酯、葡萄糖、低密度脂蛋白胆固醇、白蛋白和尿素氮含量变化有显著影响,维持绒山羊较好的血清生化指标,本试验中饲粮消化能水平以9.77 MJ/kg最优。
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