2. 高安裕丰农牧业有限公司, 宜春 330800
2. Gaoan Yufeng Agriculture and Animal Husbandry limited company, Yichun 330800, China
我国南方地区降水充足，饲草资源丰富，蕴藏着发展牛羊产业的巨大潜力，但其夏季湿热的环境极易诱发肉牛热应激，导致肉牛生理异常，免疫力降低，生产性能下降，对经济效益造成巨大影响[1]。如何缓解肉牛热应激，实现健康养殖成为肉牛产业从业者亟待解决的问题。为了缓解热应激反应，提高夏季肉牛生长性能，生产上曾普遍使用抗生素等化学药物，造成药物残留，严重危害自然环境与人畜健康。我国农业农村部第194号公告规定，自2020年7月1日起，禁止在饲料中添加所有以促生长为目的的药物。在饲料“禁抗”和养殖“减抗限抗”的大背景下，研究代替抗生素防治肉牛热应激的新型绿色添加剂成为了动物营养研究的热点[2]。
广藿香又名藿香，是我国传统药食同源植物，主要产自我国南方地区，是治疗湿浊中阻、暑湿表证以及消化系统疾患的传统中药之一[3]。广藿香的主要药用部分是广霍香油(Agastache rugosus essential oil)，其有效成分包括广藿香醇(又称百秋李醇)和广藿香酮。现代药理学研究发现，广藿香油具有抗炎抗氧化、抑制脂质过氧化反应、清除自由基以及刺激唾液和胃酸分泌、促进胃肠消化等功能[4]。Leong等[5]发现广藿香油及其衍生化合物具有改善C57BL/6J小鼠肠道上皮屏障的作用；汪水平等[6]发现含有广藿香油成分的中药复方可以改善山羊瘤胃降解能力和免疫功能；Song等[7]研究表明，猪饲粮中添加由藿香、苍术、黄柏等组成的复方制剂，可以有效预防热应激，提高养分消化率，改善动物的生长性能。有研究指出，在饲粮中添加50、100和200 mg/kg的广藿香油能够显著增强肉鸡抗热应激能力，提高其生长性能[8]。本课题组前期使用取自夏季热应激条件下饲养的瘘管牛的瘤胃液进行体外试验，结果表明广藿香油可促进热应激期肉牛瘤胃液体外发酵，提高瘤胃中酸性洗涤纤维和粗蛋白质降解率[9]。但是，目前对广藿香油应用于热应激肉牛的试验鲜有报道。因此，本试验拟在前期报道基础上，研究饲粮中添加不同水平的广藿香油对热应激肉牛生长性能、血清生化指标的影响，以探究广藿香油对肉牛热应激的调控作用及其适宜添加水平，以期为广藿香油在肉牛热应激防治中的应用提供理论参考。
1 材料与方法 1.1 试验材料试验使用的广藿香油购于陕西某生物公司，纯度为98%。饲喂前将广藿香油与精料均匀混合。
1.2 试验饲粮基础饲粮配方参考《肉牛饲养标准》(NY/T 815—2004)设计，精粗比为4 ∶ 6，其组成及营养水平如表 1所示。
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表 1 基础饲粮组成及营养水平(干物质基础) Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (DM basis) |
本试验选择36头生长发育状况良好、健康无病、体重[(330±20) kg]相近、18月龄的锦江黄牛，采用单因素试验设计将所有试验牛随机分为4组，每组3个重复，每个重复3头牛。对照组饲喂基础饲粮，试验组饲喂在基础饲粮中分别添加50、100和150 mg/kg广藿香油的试验饲粮。试验选在夏季高温高湿环境中进行，预试期10 d，正试期30 d。
1.4 饲养管理试验期间，将试验牛以重复为单位在同一栏舍内采用对头式栓系舍饲的方式分栏饲养。试验期内，每天06:00和16:00各饲喂1次，先粗后精，自由饮水。根据每日食槽内饲料剩余量，调整给料量。
1.5 检测指标 1.5.1 牛舍环境的温湿指数(THI)在整个试验期中，每天分3个时间点(08:00、14:00和20:00)记录牛舍内的温度和湿度，并参照Berman[11]的方法计算牛舍日平均THI。
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式中：td为华氏温度(℉)，td=摄氏温度(℃)×1.8+32；RH为相对湿度(%)。
1.5.2 生理指标呼吸频率：在正试期第10、20和30天的12:30，使用计时器计时60 s，测定试验牛处于静卧状态呼吸时腹部的起伏次数。
体温：于正试期第10、20和30天的13:00，用兽用体温计测定每头牛的肛温。
1.5.3 生长性能按照重复测定整个试验期试验牛每日的干物质采食量；在正试期第1天和试验结束前1天晨饲前使用高精度围栏秤对试验牛空腹称量，计算平均日增重；由干物质采食量和平均日增重的比值计算出料重比。
1.5.4 血清生化指标于正试期的第30天06:00，从每个重复中选择2头体重适中的试验牛，于晨饲前采取颈静脉采血法，采集血液30 mL，使用低速离心机3 000 r/min离心15 min，将离心好的血清分装于离心管中，放于-80 ℃冰箱中冷冻备用待测。
血清生化指标使用全自动血液生化仪检测。血清激素含量参考试剂盒(南京建成生物工程研究所)说明书操作步骤，采用放射免疫分析法测定。血清免疫球蛋白含量按照试剂盒(南京建成生物工程研究所)操作步骤，采用酶联免疫吸附试验(ELISA)法测定。
1.6 数据统计与分析试验数据采用SPSS 17.0统计软件进行单因子方差分析(one-way ANOVA)，LSD法进行多重比较，结果以平均值±标准误表示，P < 0.05为差异显著，P>0.05为差异不显著。
2 结果与分析 2.1 牛舍环境及THI变化由图 1可知，在正试期30 d中，牛舍环境的日平均温度(MT)为30.54 ℃，日平均相对湿度(RH)为79.22%，日平均THI为83.4。试验牛舍全期THI均大于79，表明试验牛处于热应激环境。
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图 1 牛舍环境温度、相对湿度和温湿指数 Fig. 1 Temperature, relative humidity and THI in house of beef cattle |
由表 2可知，与对照组相比，试验组试验牛的体温均无显著差异(P>0.05)。但是，在第30天，50 mg/kg组与150 mg/kg组试验牛的呼吸频率显著低于对照组(P < 0.05)，50 mg/kg组试验牛的呼吸频率较100 mg/kg组显著下降(P < 0.05)。
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表 2 广霍香油对热应激肉牛呼吸频率及体温的影响 Table 2 Effects of Agastache rugosus essential oil on respiratory rate and body temperature of beef cattle under heat stress |
由表 3可知，50 mg/kg组的平均日增重显著高于对照组(P < 0.05)；各试验组的干物质采食量显著高于对照组(P < 0.05)；试验期内4组间料重比无显著差异(P>0.05)。
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表 3 广霍香油对热应激肉牛生长性能的影响 Table 3 Effects of Agastache rugosus essential oil on growth performance of beef cattle under heat stress |
由表 4可知，与对照组相比，50 mg/kg组、150 mg/kg组血清中白蛋白(ALB)含量显著升高(P < 0.05)。各试验组血清生长激素(GH)含量显著高于对照组(P < 0.05)；100 mg/kg组血清甲状腺素(T4)含量显著高于对照组(P < 0.05)；100 mg/kg组、150 mg/kg组血清皮质醇(COR)含量显著低于对照组(P < 0.05)，50 mg/kg组血清COR含量显著高于150 mg/kg组(P < 0.05)。与对照组相比，50 mg/kg组血清免疫球蛋白A(IgA)、免疫球蛋白M(IgM)和免疫球蛋白G(IgG)含量显著提高(P < 0.05)。
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表 4 广霍香油对热应激肉牛血清生化指标的影响 Table 4 Effects of Agastache rugosus essential oil on serum biochemical indices of beef cattle under heat stress |
当牛舍环境THI>72时，肉牛处于热应激状态，其中，72 < THI < 78为轻度热应激，78 < THI < 88为中度热应激，THI>88为高度热应激[12]。在本试验中，牛舍环境日平均THI均大于79，这表明试验期间试验肉牛处于中度热应激状态。肉牛处于热应激状态时，一般通过呼吸频率的增加来提高机体的散热能力。当肉牛体内的多余热量无法通过加快呼吸散失时，将导致肉牛体温升高并造成机体代谢紊乱。广霍香油是中药藿香的主要活性成分，由其作为主药组配的传统复方“藿香正气水”有芳香化浊、和中止呕，发表解暑的作用，常用作夏季解暑化湿药[13]。段于辉等[14]报道，在饲粮中添加由藿香为主要成分组配的中药复合添加剂可降低热应激肉牛呼吸频率。本试验结果显示，添加50和150 mg/kg广藿香油可使试验牛呼吸频率显著降低，然而100 mg/kg组的呼吸频率与对照组无显著差异，却显著高于50 mg/kg组。这提示饲粮中添加一定水平的广藿香油可缓解夏季高温高湿条件下肉牛的热应激反应，但其抗热应激作用并不随着剂量的增加而增强，过高剂量可能会导致其抗热应激作用降低。张善芝[15]也发现，在肉牛饲粮中分别添加0.045%和0.060%的牛至油可以缓解夏季肉牛热应激，防治肉牛腹泻，提高生长性能，且0.045%的添加水平作用效果比0.060%更为显著。
内分泌系统是机体的重要调节系统，可与神经系统一起调节机体的生长发育和物质代谢，维持内环境的稳定。热应激状态下，机体肾上腺和甲状腺的分泌功能受到影响，肾上腺大量分泌COR，导致组织内蛋白质加速分解，体蛋白质合成受抑制；同时，甲状腺分泌功能减弱，导致机体内T4含量下降，抑制各个组织对肝糖元的分解与糖的吸收[16]。本试验结果显示，饲粮中添加100 mg/kg广藿香油可显著提高热应激肉牛血清中T4含量，添加100和150 mg/kg广藿香油降低了热应激肉牛血清COR含量。以上结果表明，一定水平的广藿香油可调控热应激肉牛内分泌系统的稳定，缓解肉牛热应激反应。已有报道也显示，饲粮中添加由藿香等中药组配的复方制剂可提高热应激肉牛血清中T4含量，下调COR含量，具有增强肉牛抗热应激作用的效果[17]。此外，本研究还发现，添加广藿香油可提高热应激肉牛的血清生长激素(GH)含量。GH是腺垂体细胞分泌的一种肽类激素，具有促进蛋白质合成、促进脂肪分解、提高动物生长发育等作用[18]。王文娟等[19]报道，用含有藿香的中药复方添加剂饲喂肉牛可以上调血清中GH含量，缓解肉牛的热应激反应，提高肉牛的生长性能。
3.2 广藿香油对夏季热应激肉牛生长性能的影响肉牛处于热应激状态时，主要表现为以减少干物质采食量来最大限度地降低热总负荷，加快激活散热机制，引起连锁生理调节，使维持能量增加，生产能量减少[20]；同时热应激也可能破坏瘤胃屏障完整性，降低营养物质消化率，导致生长性能降低[21]。本研究结果显示，广藿香油各添加水平组均显著提高了热应激肉牛的平均日采食量，这与血清COR含量变化是一致的，可能与广藿香油添加后降低了肉牛血清COR含量，缓解了肉牛热应激有关。此外，50 mg/kg组试验肉牛的平均日增重显著提高，表明广藿香油可以改善热应激条件下肉牛的生长性能，这可能与广藿香油可调节肉牛胃肠功能、促进养分消化吸收、提高机体抗氧化功能有关。刘瑶等[22]发现饲粮中添加40 mg/kg广藿香油有效成分(百秋李醇)对感染后肠易激综合征大鼠肠黏膜屏障具有保护作用，可改善大鼠消化吸收功能。Song等[23]发现在肉牛饲粮中添加由藿香、苍术等组配的中药复方制剂，可有效预防热应激，提高养分消化率，改善动物的生长性能。
3.3 广藿香油对夏季热应激肉牛血清生化指标的影响血清生化指标是反映机体代谢功能和生理功能的重要指标，可以反映动物的健康状况。ALB是动物机体组织合成代谢的介质，其含量与机体组织蛋白质合成代谢呈正相关。热应激可导致机体蛋白质分解代谢加速，合成代谢减弱，降低血清ALB含量[24]。高登营等[25]研究发现，与常温条件对照组相比，热应激条件下动物血清中ALB含量显著下降。本试验结果显示，饲粮中添加50和150 mg/kg广藿香油使试验肉牛血清中ALB含量显著升高，这与GH含量变化的结果是一致的。方秋红等[26]研究也表明，在仔猪饲粮中添加植物精油——肉桂醛对蛋白质的合成有积极的作用，可增加血清中ALB含量。
血清免疫球蛋白是动物体液免疫系统的主要成分，其含量是衡量机体免疫功能状况的重要参数，其中IgG含量在动物体中最高，是直接反映机体免疫力的重要指标；IgA主要参与机体抗感染；IgM具有激活补体的功能[27]。有研究指出，热应激会影响动物内分泌功能，进而抑制巨噬细胞的免疫功能，加速淋巴细胞凋亡，导致动物血清中免疫球蛋白含量下降、免疫能力降低，机体对外来病原体的屏障功能下降，发病率升高[28]。本试验的结果表明，添加50 mg/kg广藿香油可显著提高肉牛血清中IgG、IgA和IgM含量，这说明添加一定水平的广藿香油可改善机体免疫功能，其原因可能与广藿香油中所含的有效活性成分——广霍香醇和广藿香酮有增强动物机体免疫功能活性的作用有关。郭坤[29]研究发现，将含有藿香的中药复方制剂应用到肉牛生产上，发现该制剂能显著改善热应激肉牛的免疫功能。另有研究表明，广藿香油活性成分对血液白细胞和巨噬细胞具有非常显著的活化作用，进入动物体内可以增强白细胞和巨噬细胞活性，促进免疫细胞分化和分泌，提高血清中IgG、IgA和IgM含量，增强机体免疫能力[30]。本研究发现，100 mg/kg组和150 mg/kg组与对照组相比无显著差异，这提示广藿香油对热应激肉牛免疫功能的调节作用与其添加水平有关，过高剂量可能反过来会抑制机体的免疫功能，导致血液中免疫球蛋白含量降低，这种变化趋势也与本研究中肉牛呼吸频率、平均日增重的变化是一致的。Froehlich等[31]也发现，在犊牛饲粮中添加一定水平的复合植物精油可以调节犊牛免疫系统，提高血清中免疫球蛋白含量，改善生长性能，且低水平的作用效果比中、高水平更为显著。
4 结论夏季高温高湿环境可引起肉牛出现热应激，在饲粮中添加广藿香油可维持热应激肉牛内分泌系统稳态，降低肉牛呼吸频率，改善其免疫功能，提高肉牛生长性能；以添加水平为50 mg/kg时效果较好。
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