动物营养学报 >

2024 , Vol. 36 >Issue 10: 6448 - 6458

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2024.548

研究论文

饮水温度对湘西黄牛体温、营养物质表观消化率和血液生化指标的影响

  • 杨陈 , 1 ,
  • 万发春 , 1, * ,
  • 戈钰 , 1, * ,
  • 沈维军 1 ,
  • 兰欣怡 1 ,
  • 刘磊 2 ,
  • 王祚 1 ,
  • 李志青 1
展开
  • 1 湖南农业大学动物科学技术学院,岳麓山实验室,长沙 410128
  • 2 湖南农业大学动物医学院,长沙 410128
*万发春,教授,博士生导师,E-mail: ;
戈 钰,校聘教授,E-mail:

杨 陈(1998—),男,安徽含山人,硕士研究生,动物营养与饲料科学专业。E-mail:

Copy editor: 菅景颖

收稿日期: 2024-04-30

  网络出版日期: 2024-10-14

基金资助

湖南省科技厅科技创新团队项目(2021RC4060)

湖南省草食动物产业技术体系

国家重点研发计划(2022YFD1301101-1)

国家自科基金青年项目(32302764)

湖南省教育厅重点项目(22A0168)

新疆自治区科技重大专项子课题(2022A02001-1)

收起

Effects of Drinking Water Temperature on Body Temperature, Apparent Digestibility of Nutrients and Blood Biochemical Indexes of Xiangxi Yellow Cattle

  • YANG Chen , 1 ,
  • WAN Fachun , 1, * ,
  • GE Yu , 1, * ,
  • SHEN Weijun 1 ,
  • LAN Xinyi 1 ,
  • LIU Lei 2 ,
  • WANG Zuo 1 ,
  • LI Zhiqing 1
Expand
  • 1 Yuelushan Laboratory, College of Animal Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China
  • 2 College of Veterinary Medicine, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China
*WAN Fachun, professor, E-mail: ;
GE Yu, professor, E-mail:

Received date: 2024-04-30

  Online published: 2024-10-14

Fold

摘要

本研究以南方秋季为环境背景,探究不同饮水温度对湘西黄牛体温、营养物质表观消化率和血液生化指标的影响。试验选用4头装有永久性瘤胃瘘管的湘西公黄牛[体重(325.25±35.33) kg]为试验对象,采用4×4拉丁方试验设计,设有0、10、20、30 ℃饮水组(T0、T10、T20和T30组)。试验共4期,每期10 d,每期的最后3 d收集粪便和血液样品。试验使用牛中耳鼓膜测温设备和环境温湿度传感器来监测24 h内肉牛体温和环境温湿度变化。结果显示:肉牛24 h平均体温随着饮水温度的上升呈上升趋势,且T30组极显著高于其他组(P<0.01)。T20组的干物质(DM)、粗蛋白质(CP)表观消化率显著或极显著高于T10组(P<0.05或P<0.01),有机物(OM)表观消化率显著或极显著高于T0、T10和T30组(P<0.05或P<0.01),粗脂肪(EE)表观消化率显著高于T0组(P<0.05)。T20组肉牛血浆中丙二醛(MDA)含量与T0和T30组没有显著差异(P>0.05),但极显著高于T10组(P<0.01)。肉牛血浆中甲状腺素(T4)含量随饮水温度的升高而逐渐增多,T0组显著或极显著低于其他组(P<0.05或P<0.01)。T30组肉牛血浆中生长激素(GH)含量最低,显著低于T0和T10组(P<0.05)。综上可知,饮水温度影响肉牛日平均体温和饲粮营养物质表观消化率,日平均体温随饮水温度的升高而升高,饲粮营养物质表观消化率整体来看以饮水温度为20 ℃时较高;饮水温度引起肉牛血浆中MDA、T4与GH含量的变化,提示饮水温度不仅通过物理刺激,而且通过机体氧化还原和内分泌变化影响饲粮中营养物质的消化。

关键词： 肉牛; 饮水温度; 体温; 营养物质表观消化率; 血液生化指标

本文引用格式

杨陈 , 万发春 , 戈钰 , 沈维军 , 兰欣怡 , 刘磊 , 王祚 , 李志青 . 饮水温度对湘西黄牛体温、营养物质表观消化率和血液生化指标的影响[J]. 动物营养学报, 2024 , 36(10) : 6448 -6458 . DOI: 10.12418/CJAN2024.548

Abstract

In this study, the effects of different drinking water temperatures on body temperature, apparent digestibility of nutrients and blood biochemical indexes of Xiangxi yellow cattle was investigated with the background of autumn in South China. Four Xiangxi male yellow cattle [body weight: (325.25± 35.33) kg] with permanent rumen fistulas were selected as test subjects. A 4×4 Latin square test design was adopted, and 0, 10, 20 and 30 ℃ drinking water groups (T0, T10, T20 and T30 groups) were provided. The trial consisted of four 10-day periods, with stool and blood samples collected during the last three days of each period. The temperature measurement equipment and ambient temperature and humidity sensor were used to monitor the changes of body temperature and ambient temperature and humidity of beef cattle within 24 h. The results showed that the 24 h average body temperature of beef cattle increased with the increase of drinking water temperature, and the 24 h average body temperature of T30 group was extremely significantly higher than that of other groups (P<0.01). The apparent digestibility of dry matter (DM) and crude protein (CP) of T20 group was significantly or extremely significantly higher than that of T10 group (P<0.05 or P<0.01); the apparent digestibility of organic matter (OM) of T20 group was significantly or extremely significantly higher than that of T0, T10 and T30 groups (P<0.05 or P<0.01); the apparent digestibility of ether extract (EE) of T20 group was significantly higher than that of T0 group (P<0.05). The content of malondialdehyde (MDA) in plasma of T20 group was not significantly different from that of T0 and T30 groups (P>0.05), but extremely significantly higher than that of T10 group (P<0.01). The content of thyroxin (T4) in plasma gradually increased with the increase of drinking water temperature, which of T0 group was significantly or extremely significantly lower than that of other groups (P<0.05 or P<0.01). The content of growth hormone (GH) in plasma of T30 group was the lowest, and it significantly lower than that of T0 and T10 groups (P<0.05). In conclusion, the daily average body temperature and digestibility of dietary nutrients are affected by drinking water temperature. The daily average body temperature is increased with the increase of drinking water temperature, and the digestibility of dietary nutrients is the highest when the drinking water temperature is 20 ℃. The changes of MDA, T4 and GH contents in beef cattle plasma caused by drinking water temperature suggest that drinking water temperature affects dietary nutrient digestibility not only through physical stimulation, but also through oxidation-reduction and endocrine changes.

Key words： beef cattle; drinking water temperature; body temperature; nutrient apparent digestibility; blood biochemical indexes

可持续发展和动物福利是全球畜牧业的关键目标[1]。肉牛产业应研究改进饲养环境、饲料、水源、卫生条件和医疗保健,以提高养殖效率和产品质量[2-3]。然而,不同的地理位置和气候条件会影响养殖效果[4-5]。近年来,学者们尝试通过改变饮水温度来减轻恶劣环境对肉牛的影响。贺腾飞等[6]研究发现,寒冷环境下饮用20.58 ℃的水比饮用室温(0~10 ℃)水显著提高肉牛的平均日增重(ADG)和育肥效率。徐琳娜等[7]报道,与4 ℃的饮水相比,20 ℃的饮水使肉牛的ADG增加0.23 kg/d,差异显著。陈昭辉等[8]研究显示,冬季饮用17.69 ℃的水比饮用10.18 ℃的水显著提高肉牛的ADG和体表温度,表明温水有助于寒冷天气下肉牛的生长和体温维持。Grossi等[9]认为,在冬季,相较于饮用室温水(0~10 ℃,根据环境温度变化),饮用25 ℃的温水能显著提高肉牛的ADG,表现出更好的生长性能。
目前已有的大量研究都是试图提供适宜温度的饮水来缓解冷应激或热应激模型下肉牛较差的生产性能,并在这些研究中体现出增加ADG并改善饲养环境。He等[10]指出,寒冷环境下随着饮水温度的升高,肉牛的中性洗涤纤维(NDF)消化率呈增加趋势。赵寿培等[11]研究发现,与5 ℃饮水组相比,15和25 ℃饮水组寒冷季节育肥羔羊总能(GE)、粗脂肪(EE)、粗蛋白质(CP)、粗灰分(Ash)和酸性洗涤纤维(ADF)表观消化率显著增加。适宜的饮水温度可以改善动物对营养物质消化吸收的能力,那么其是如何调控机体引起这些改变的?目前相关研究十分缺乏。鉴于此,本试验在南方秋季环境条件下探究饮水温度是否通过物理刺激、氧化代谢和内分泌激素变化来改善肉牛的营养物质表观消化率,并寻求适宜的饮水温度,从而达到提高生产性能的目的,最终实现肉牛饲养的可持续发展和高效生产。

1 材料与方法

1.1 试验设计

本试验在湖南农业大学实训楼牛舍进行。试验选用4头装有永久性瘤胃瘘管的湘西公黄牛[体重(325.25±35.33) kg]为试验对象,采用4×4拉丁方设计,饮水设计4个温度梯度:0、10、20、30 ℃(T0、T10、T20和T30组)。试验共4期,每期10 d,其中第1~7天为适应期,第8~10天为采样期,试验周期共40 d。

1.2 基础饲粮及饲养管理

本试验按照1.2倍维持净能(NEm)需要量进行限量饲喂[基础饲粮组成及营养水平见表1,根据《肉牛饲养标准》(NY/T 815—2004)设计]。根据前期的预试验结果,按照干物质采食量(DMI)×4进行定量饮水。试验牛单栏饲养,在每天的08:00和17:00进行饲喂,并记录采食量,10:00、19:00进行饮水。
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)%

项目 Items 含量 Content
原料 Ingredients
玉米青贮 Corn silage 60.00
王米 Corn 11.84
棉籽粕 Cottonseed meal 1.20
豆粕 Soybean meal 2.80
棕榈粕 Palm kernel expeller 1.20
麸皮 Bran 3.92
米糠粕 Rice bran meal 3.60
喷浆玉米皮 Sprayed corn bran 3.82
甘薯渣 Sweet potato residues 4.00
玉米干酒糟及其可溶物 Corn DDGS 4.80
膨化尿素 Extruded urea 0.24
石粉 Limestone 1.00
甘蔗糖蜜 Cane molasses 0.60
碳酸氢钠 NaHCO3 0.52
食盐 NaCl 0.24
预混料 Premix1) 0.22
合计 Total 100.00
营养水平 Nutrient levels2)
维持净能 NEm/(MJ/kg) 6.88
粗蛋白质 CP 11.20
中性洗涤纤维 NDF 27.60
酸性洗涤纤维 ADF 16.20
有机物 OM 93.40
钙 Ca 2.03
磷 P 0.70

1)预混料为每千克饲粮提供 The premix provides the following per kg of the diet:VA 3 000~8 000 IU,VD3 600~2 400 IU,VE 20~64 IU,Cu (as copper sulfate) 4~24 mg,Mn (as manganese sulfate) 12~30 mg,Zn (as zinc sulfate) 16~60 mg,I (as calcium iodide) 0.40 mg,Se (as sodium selenite) 0.10~0.40 mg,Co (as cobalt chloride) 0.06~0.36 mg。

2)维持净能根据《肉牛饲养标准》(NY/T 815—2004)计算得出,其他为实测值。NEm is calculated according to the Feeding Standard of Beef Cattle (NY/T 815—2004), while the others are measured values.

1.3 样品采集与测定

1.3.1 牛舍温湿度测定

试验期在距离牛舍地面1.5 m处悬挂环境温湿度传感器(处于通风且无阳光直射和雨淋位置),传感器每10 s读取1次数据,每30 min通过无线基站上传1次此时间段内环境温度、相对湿度的平均值和最大值到云端服务器。记录试验舍内温湿度,并计算温湿度指数(THI)[12]。

1.3.2 体温测定

将中耳鼓膜温度传感器安装在牛耳中测量体温,传感器每10 s读取1次数据,每30 min通过无线基站上传1次此时间段内体温的平均值和最大值到云端服务器。

1.3.3 营养物质表观消化率测定

每周收集饲粮样品1次,-20 ℃冰箱冷冻保存待测。全收粪法收集粪样品,每100 g粪样加入10 mL 10%硫酸,将每头牛3 d的粪样混合均匀后放入-20 ℃冰箱冷冻保存待测。干物质(DM)含量测定:GB/T 6435—2014;CP含量测定:GB/T 24318—2009;NDF、ADF含量测定:Van Soest等[13]的方法;EE含量测定:GB/T 6433—2006;有机物(OM)含量测定:GB/T 6438—2007,OM=1 Ash;钙(Ca)含量测定:GB/T 6436—2018;磷(P)含量测定:GB/T 6437—2018。
计算DM、CP、NDF、ADF、EE、OM的表观消化率,其计算公式为:

某营养物质表观消化率(%)=100×[食入该营养物质量(g)-粪中该营养物质量(g)]/食入该营养物质量(g)。

1.3.4 血液样品采集

在每期试验最后1天晨饲前,在牛尾静脉采集所有试验动物的全血与血浆样品。全血样品采集到乙二胺四乙酸(EDTA)抗凝采血管中,4 h内测定血常规指标。肝素钠抗凝管所采血液充分混匀后离心处理(1 500×g,10 min),收集血浆保存于-80 ℃冰箱,用于测定抗氧化指标和激素指标。

1.3.5 血常规指标检测

使用迈瑞Mindray BC-5000五分类全自动血液细胞分析仪及其配套试剂对全血样品进行血细胞计数以及相关指标测定。

1.3.6 血浆抗氧化指标检测

血浆超氧化物歧化酶(SOD)(F75053-B)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性(F6694-B)及丙二醛(MDA)含量(F75102-B)、总抗氧化能力(T-AOC)(F700023-B)按照酶联免疫吸附测定(ELISA)试剂盒(凡科维,上海科兴商贸有限公司)说明书进行检测。

1.3.7 血浆激素指标检测

血浆三碘甲状腺原氨酸(T3)(F6751-B)、甲状腺素(T4)(F6752-B)、促肾上腺皮质激素(ACTH)(F6757-B)、生长激素(GH)(F4051-B)、糖皮质激素(GC)(F700028-B)、葡萄糖(Glu)(F75079-B)、促甲状腺素(TSH)含量(F6740-B)按照ELISA试剂盒(凡科维,上海科兴商贸有限公司)说明书进行检测。

1.4 统计分析

试验数据采用SPSS 26.0软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA),并采用Duncan氏法进行多重比较,以P<0.05表示差异显著,P<0.01表示差异极显著。

2 结果与分析

2.1 牛舍环境参数

由表2可知,整个试验期间牛舍内温度在16.01~21.95 ℃,相对湿度在61.29%~91.33%,THI在60.66~69.41,为典型的南方秋季湿热环境条件。
表2 试验过程中各阶段的环境参数

Table 2 Environmental parameters of each stage in test process

项目
Items		 平均值
Mean		 最小值
Minimum		 中位数
Median		 最大值
Maximum		 标准差
SD
阶段1 Stage 1
温度 Temperature/℃ 19.00 13.65 19.15 25.25 2.24
相对湿度 Relative humidity/% 73.00 34.00 75.00 99.00 18.86
温湿度指数 THI 64.88 56.66 65.37 71.23 3.25
阶段2 Stage 2
温度 Temperature/℃ 16.01 13.56 15.96 22.48 1.36
相对湿度 Relative humidity/% 91.33 64.00 92.00 99.00 6.03
温湿度指数THI 60.66 56.49 60.62 69.60 2.20
阶段3 Stage 3
温度 Temperature/℃ 22.21 18.76 22.06 26.48 1.44
相对湿度 Relative humidity/% 61.29 28.00 64.00 75.00 10.61
温湿度指数 THI 68.82 63.34 68.65 74.82 2.25
阶段4 Stage 4
温度 Temperature/℃ 21.95 15.23 21.07 29.54 3.20
相对湿度 Relative humidity/% 74.20 44.00 75.00 93.00 8.59
温湿度指数 THI 69.41 59.21 68.42 82.03 4.56

4个阶段为拉丁方试验设计的4个期。

Four stages were the four periods of Latin square test design.

2.2 饮水温度对肉牛体温的影响

由表3可知,肉牛24 h平均体温随着饮水温度的上升而升高,T30组极显著高于其他组(P<0.01);饮水后各组牛的体温在各个时间点均没有显著差异(P>0.05)。
表3 饮水温度对肉牛体温的影响

Table 3 Effects of drinking water temperature on body temperature of beef cattle1)℃

项目
Items		 不同饮水温度
Different drinking water temperatures/℃		 均值标准误
SEM		 P值
P-value
0 10 20 30
24 h2) 37.535Cc 37.548Cc 37.791Bb 37.874Aa 0.019 <0.001
不同时间点 Different time points3)
10:00 37.516 37.568 37.713 37.869 0.398 0.922
11:00 37.434 37.515 37.710 37.915 0.383 0.814
12:00 37.434 37.559 37.758 37.819 0.429 0.914
14:00 37.536 37.522 37.767 37.831 0.415 0.931
18:00 38.080 38.100 38.246 38.349 0.390 0.955
19:00 38.059 38.102 38.291 38.394 0.365 0.903
20:00 37.941 37.953 38.226 38.287 0.381 0.878
21:00 37.859 37.893 38.148 38.202 0.404 0.903
23:00 37.748 37.799 37.977 38.002 0.433 0.967
03:00 37.385 37.014 37.630 37.683 0.511 0.786

1)同行数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05),不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)。下表同。Different lowercase letters of peer data shoulder indicate significant difference (P<0.05), and different uppercase letters of peer data shoulder indicate extremely significant difference (P<0.01). As shown in the following tables.

2)24 h平均体温。The average body temperature within 24 hours.

3)饮水后0、1、2、4、8 h体温。Body temperature at 0, 1, 2, 4, 8 h after drinking water.

2.3 饮水温度对肉牛营养物质表观消化率的影响

由表4可知,T20组的DM、CP表观消化率显著或极显著高于T10组(P<0.05或P<0.01),OM表观消化率显著或极显著高于T0、T10和T30组(P<0.05或P<0.01);EE表观消化率以T20组最高,且显著高于T0组(P<0.05)。
表4 饮水温度对肉牛营养物质表观消化率的影响

Table 4 Effects of drinking water temperature on nutrient apparent digestibility of beef cattle%

项目
Items		 不同饮水温度
Different drinking water temperatures/℃		 均值标准误
SEM		 P值
P-value
0 10 20 30
干物质 DM 79.00bc 78.19c 82.06ab 82.39a 0.61 0.022
中性洗涤纤维 NDF 61.23 61.92 62.88 63.38 2.50 0.829
酸性洗涤纤维 ADF 35.91 39.36 39.09 41.82 3.73 0.477
粗蛋白质 CP 79.00ABab 76.95Bb 81.79Aa 82.33Aa 0.67 0.008
有机物 OM 81.54ABb 79.71Bb 84.27Aa 81.01ABb 0.53 0.005
粗脂肪 EE 66.70b 72.03a 73.01a 70.26ab 2.23 0.036

2.4 饮水温度对肉牛血常规指标的影响

由表5可知,不同饮水温度对肉牛血常规各项指标均无显著影响(P>0.05),各组的血常规指标数值均在正常参考范围内。
表5 饮水温度对肉牛血常规指标的影响

Table 5 Effects of drinking water temperature on blood routine indexes of beef cattle

项目
Items		 不同饮水温度
Different drinking water temperatures/℃		 均值标准误
SEM		 P值
P-value		 参考值
Reference
0 10 20 30
白细胞数目
WBC/(×109个/L)		 10.538 10.005 9.258 9.975 1.170 0.893 4.6~23.8
中性粒细胞数目
Neu#/(×109个/L)		 3.225 3.420 2.968 3.048 0.697 0.968 1.32~9.98
淋巴细胞数目
Lym#/(×109个/L)		 6.933 6.130 5.943 6.533 0.935 0.879 1.62~20.35
单核细胞数目
Mon#/(×109个/L)		 0.053 0.058 0.050 0.085 0.022 0.671 0~2.1
嗜酸性粒细胞数目
Eos#/(×109个/L)		 0.328 0.398 0.298 0.310 0.087 0.849 0~1.08
嗜碱性粒细胞数目
Bas#/(×109个/L)		 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 — 0~0.29
中性粒细胞百分比
Neu%/%		 30.275 35.850 32.900 28.600 5.928 0.835 13.2~73.1
淋巴细胞百分比
Lym%/%		 66.375 59.750 63.050 67.475 6.319 0.821 20.0~82.6
单核细胞百分比
Mon%/%		 0.450 0.575 0.600 0.800 0.186 0.623 0~13.2
嗜酸性粒细胞百分比
Eos%/%		 2.900 3.825 3.450 3.125 0.751 0.834 0~8
嗜碱性粒细胞百分比
Bas%/%		 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 — 0~1.5
红细胞数目
RBC/(×1012个/L)		 5.925 6.098 5.690 5.763 0.419 0.903 4.6~8.2
血红蛋白浓度
HGB/(g/L)		 112.000 114.250 107.500 110.750 6.659 0.909 78~138
血小板数目
PLT/(×109个/L)		 262.750 319.750 304.750 292.500 55.487 0.901 100~720

2.5 饮水温度对肉牛血浆抗氧化指标的影响

由表6可知,T20组肉牛血浆中MDA含量与T0和T30组没有显著差异(P>0.05),但极显著高于T10组(P<0.01);各组间血浆中SOD、GSH-Px活性和T-AOC没有显著差异(P>0.05)。
表6 饮水温度对肉牛血浆抗氧化指标的影响

Table 6 Effects of drinking water temperature on plasma antioxidant indexes of beef cattle

项目
Items		 不同饮水温度
Different drinking water temperatures/℃		 均值标准误
SEM		 P值
P-value
0 10 20 30
超氧化物歧化酶
SOD/(U/mL)		 44.48 45.41 43.33 44.68 2.69 0.893
谷胱甘肽过氧化物酶
GSH-Px/(U/L)		 509.79 521.51 522.12 534.03 17.46 0.594
丙二醛
MDA/(nmol/mL)		 18.30Aa 17.00Cc 18.10ABab 17.35BCbc 0.29 <0.001
总抗氧化能力
T-AOC/(U/mL)		 22.33 22.67 22.18 21.68 0.40 0.129

2.6 饮水温度对肉牛血浆激素指标的影响

由表7可知,各组肉牛血浆中ACTH、GC和TSH T3含量没有显著差异(P>0.05);血浆中T4含量随饮水温度的升高逐渐增多,且T0组显著低于其他组(P<0.05);T30组肉牛血浆中GH含量显著低于T0和T10组(P<0.05);此外,各组肉牛血浆中Glu含量亦没有显著差异(P>0.05)。
表7 饮水温度对肉牛血浆激素指标的影响

Table 7 Effects of drinking water temperature on plasma hormone indexes of beef cattle

项目
Items		 不同饮水温度
Different drinking water temperatures/℃		 均值标准误
SEM		 P值
P-value
0 10 20 30
促甲状腺素 TSH/(pg/mL) 122.56 124.10 124.39 123.97 4.75 0.981
甲状腺素 T4/(ng/mL) 90.98Bb 101.46ABa 102.55ABa 106.60Aa 4.12 0.005
三碘甲状腺原氨酸
T3/(pg/mL)		 54.42 56.10 56.86 58.10 3.19 0.709
促肾上腺皮质激素
ACTH/(ng/mL)		 185.77 184.02 183.43 185.35 8.77 0.992
糖皮质激素 GC/(ng/mL) 0.32 0.31 0.32 0.31 0.01 0.588
生长激素 GH/(ng/mL) 42.69a 42.88a 41.50ab 39.43b 1.08 0.012
葡萄糖 Glu/(μmol/L) 93.84 93.15 92.84 90.02 3.84 0.766

3 讨论

3.1 饮水温度对肉牛体温的影响

肉牛能在很窄的范围内保持相对恒定的核心体温。在过于寒冷或炎热的情况下,肉牛会激活调节机制来调节体温,使其保持在可接受的生理范围内[5,14-15]。在高温环境下,肉牛通过增加饮水量或饮用较低温度水、减少采食量和运动量以及躺在较凉爽的地面上等方式来会获得舒适的体表温度[16-17]。例如,Stermer等[18]研究发现,奶牛在炎热天气下饮用10 ℃水可以使体温降低0.75 ℃,然而饮用28 ℃水仅能降低0.46 ℃;He等[10]报道,在寒冷季节随着饮水温度的升高,肉牛的平均直肠温度呈现线性增加趋势。本试验结果显示,给予肉牛不同温度的饮水,会极显著的改变肉牛的日平均体温,并随饮水温度的上升而升高,与他人研究结果一致。这表明,当饲养环境温度超过或者低于动物体温过多时,可以通过调控饮水温度来帮助其调节体温,以应对环境气温的变化。保持动物的体温平衡有助于动物减少用于抵抗环境变化的能量损耗,能让更多的能量流向生长发育,提高能量利用率。

3.2 饮水温度对肉牛营养物质表观消化率的影响

热应激会导致瘤胃内环境变化,降低肉牛的营养物质消化率[19-20],而冷应激则使消化速度加快,导致同样的结果[21]。Christopherson等[22]提出,处于低温环境中时绵羊的DM和氮(N)表观消化率显著降低。赵广永等[23]研究认为,使用与瘤胃温度接近的温度进行体外发酵,可以提高其发酵效率,从而提高饲料的营养物质利用率。现有研究表明,在冬季给山羊、断奶仔猪和牦牛提供较温暖(20或30 ℃)的饮水可以提高CP、EE、NDF、ADF等营养物质表观消化率[24⇓⇓-27]。本试验结果显示,T20组与T0和T30组相比,DM、CP和OM表观消化率没有显著差异,但显著高于T10组;T20组EE表观消化率高于T10和T30组,显著高于T0组。由此可看出,肉牛饮用20 ℃的水后表现出较好的营养物质消化能力,获得了较高的营养物质表观消化率。He等[10]研究发现,与饮用(4.39±2.546) ℃的水相比,冬季肉牛饮用(18.6±1.52) ℃的水提高了瘤胃纤维素酶活性,并增加NDF消化率。20 ℃左右的饮水进入瘤胃后可能更加有利于保存瘤胃细菌和原虫的生长活性,增加饲料利用率;同时,可能会促进瘤胃细菌生成消化酶,使消化酶的浓度和活性均增加,进而提高肉牛的营养物质消化率。综上可知,饮用20 ℃的水能提高肉牛的饲料利用效率。

3.3 饮水温度对肉牛血常规指标的影响

冷应激会损害血小板功能,导致红细胞数目和血红蛋白浓度升高,白细胞黏附增加[28]。此外,冷刺激还会引起交感神经兴奋,血液中儿茶酚胺水平增加,促使血小板和红细胞数目增多,血液黏度增加[29]。热应激会产生相类似的现象,血液中淋巴细胞、红细胞、血红蛋白数目和平均血红蛋白浓度均超出正常范围,血液黏度变大[30]。本试验结果显示,各组肉牛血常规指标均正常且无显著差异,由此可知,较低和较高温度的饮水没有对肉牛机体造成过度刺激,说明肉牛饮水过凉或过热并不会引起明显的健康问题。

3.4 饮水温度对肉牛抗氧化能力的影响

生物体内的自由基与脂质发生过氧化反应,产生的氧化终产物是MDA,它会导致生命大分子物质如蛋白质和核酸的交联聚合,具有细胞毒性[31]。T-AOC是衡量动物抗氧化能力的指标,反映了动物对氧化刺激的抵抗能力和氧化损伤程度[32]。寒冷天气下,相较于饮用(18.6±1.52) ℃的温水,肉牛饮用(4.39±2.546) ℃的较冷水后血清MDA含量显著升高,而T-AOC显著降低[27]。本试验中,T20组肉牛血浆中MDA含量与T0和T30组没有显著差异,但极显著高于T10组,血浆中MDA含量变化与其他学者的研究结果不同,可能是试验环境、饲养条件和牛品种差异造成的,这需要后续更加深入的研究以揭示原因;T0、T10、T20组的血浆T-AOC相近,略高于T30组。调节饮水温度能够增强牛的抗应激和抗氧化能力,20 ℃的饮水具有较好的抗氧化能力,能更好的维持动物健康,保障对营养物质的消化吸收用于生长。

3.5 饮水温度对肉牛激素分泌的影响

TSH、T4和T3属于下丘脑-垂体-甲状腺(HPT)轴激素,机体可通过HPT轴来调节激素分泌以应对环境冷热变化[33]。本试验中,饮用不同温度的饮水使肉牛的体温和血浆中HPT轴激素含量均产生了变化,揭示饮水温度可以通过调控HPT轴激素的分泌调节体温。赵娟娟等[34]研究报道,育肥羊血清中T3和T4含量在各饮水温度组间差异不显著,但8和20 ℃组的含量略高于2 ℃组。在冬季,饮用热水(20 ℃)相较于饮用冷水(0~10 ℃,随试验场温度波动)显著增加了牦牛犊牛血清中T3、T4和GH含量[26]。本研究发现,T0组血浆中T4含量显著低于其他组,并且其含量随饮水温度的升高逐渐增多,各组血浆T3含量变化趋势与T4相同。肉牛血浆中T3和T4含量变化与已有研究结果基本一致,表明饮水温度会影响肉牛HPT轴中T3和T4的分泌,从而调节新陈代谢率和体温,增强消化系统功能,促进生长和发育[35]。赵寿培等[11]研究发现,与饮用5 ℃的水相比,育肥羊在冬季饮用15或25 ℃的水显著或极显著降低了血清中T3和T4含量。在寒冷季节,饮用(4.39±2.546) ℃较冷水的肉牛血清中T3和T4含量显著高于饮用(18.6±1.52) ℃温水的肉牛[27]。与本试验则呈现相反的结果,可能是由于试验环境温度存在差异所致,其他学者在寒冷天气给动物提供热的饮水,使动物机体减少热量的产生,使得促进产热的激素T3和T4反而呈现含量降低的情况。综合而言,饮用20 ℃水的肉牛血浆中拥有较高水平的T3、T4含量同时也具有较高的GH含量,三者的共同作用可促进动物机体内蛋白质、脂肪和糖类等营养物质相互转化[36⇓-38],进而提高营养物质的消化、吸收和利用,促进动物生长。

4 结论

综上所述,本研究发现肉牛体温变化与饮水温度呈正相关关系,饮水温度通过调控HPT轴激素分泌来调节肉牛体温,提示饲养环节可以控制饮水温度应对冷热应激变化并减少能量损耗;此外,本研究还发现在南方秋季自然环境下饲养时,为肉牛提供20 ℃的饮水有助于其血浆中T3、T4和GH的生成,并能提高机体的抗氧化能力,有利于其对饲粮中营养物质的消化吸收。本试验结果对肉牛生产养殖具有一定的现实指导意义,提示饮水温度不仅通过物理刺激,而且通过机体氧化还原和内分泌变化影响饲粮中营养物质的消化率,后续有必要深入研究饮水温度影响营养物质消化的机制。

参考文献

原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序
[1]
KEELING L D, TUNÓN H, OLMOS ANTILLÓN G, et al. Animal welfare and the United Nations sustainable development goals[J]. Frontiers in Veterinary Science, 2019,6:336.

[2]
TUCKER C B, COETZEE J F, STOOKEY J M, et al. Beef cattle welfare in the USA:identification of priorities for future research[J]. Animal Health Research Reviews, 2015, 16(2):107-124.

[3]
PARK R M, FOSTER M, DAIGLE C L. A scoping review:the impact of housing systems and environmental features on beef cattle welfare[J]. Animals:an Open Access Journal from MDPI, 2020, 10(4):565.

[4]
车雷杰, 王强华, 郝王宝, 等. 夏季物理降温对晋南牛生产的影响[J]. 中国畜牧业, 2021(24):33-36.

CHE L J, WANG Q H, HAO W B, et al. Effects of physical cooling in summer on production of Jinnan cattle[J]. China Animal Industry, 2021(24):33-36. (in Chinese)

[5]
孙斌, 张军芳, 王英, 等. 寒冷环境对延边牛生理生化指标、免疫功能及抗氧化性能的影响[J]. 中国畜牧杂志, 2023, 59(12):328-333.

SUN B, ZHANG J F, WANG Y, et al. Effects of cold environment on physiological and biochemical indexes,immune function and antioxidant performance of Yanbian cattle[J]. Chinese Journal of Animal Science, 2023, 59(12):328-333. (in Chinese)

[6]
贺腾飞, 刘天旭, 龙沈飞, 等. 冬季肉牛加热饮水围栏育肥模式适用性分析[J]. 农业工程学报, 2022, 38(3):182-188.

HE T F, LIU T X, LONG S F, et al. Feasibility analysis of the drinking heated water under fencing fattening mode of beef cattle in winter[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2022, 38(3):182-188. (in Chinese)

[7]
徐琳娜, 韩登武, 田春花, 等. 冬季恒温饮水对肉牛育肥体重的影响[J]. 中国牛业科学, 2018, 44(6):6-7.

XU L N, HAN D W, TIAN C H, et al. Effect of constant temperature water on fattening weight of beef cattle in winter[J]. China Cattle Science, 2018, 44(6):6-7. (in Chinese)

[8]
陈昭辉, 庞超, 靳薇, 等. 基于水温对肉牛生长性能影响的冬季恒温饮水系统优选[J]. 农业工程学报, 2015, 31(24):212-218.

CHEN Z H, PANG C, JIN W, et al. Optimization of water supply system with constant temperature in winter based on effect of water temperature on growth performance of beef cattle[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering, 2015, 31(24):212-218. (in Chinese)

[9]
GROSSI S, ROSSI L, DELL’ANNO M, et al. Effects of heated drinking water on the growth performance and rumen functionality of fattening charolaise beef cattle in winter[J]. Animals :an Open Access Journal from MDPI, 2021, 11(8):2218.

[10]
HE T F, LONG S F, YI G, et al. Heating drinking water in cold season improves growth performance via enhancing antioxidant capacity and rumen fermentation function of beef cattle[J]. Antioxidants, 2023, 12(8):1492.

[11]
赵寿培, 李雪梅, 高玉红, 等. 冬季饮水温度对育肥羔羊生长性能、屠宰性能及消化、生理的影响[J]. 动物营养学报, 2021, 33(10):5749-5759.

DOI

ZHAO S P, LI X M, GAO Y H, et al. Effects of drinking water temperature on growth performance,slaughter performance,digestibility and physiology of fattening lambs in winter[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2021, 33(10):5749-5759. (in Chinese)

[12]
HAHN G L, GAUGHAN J B, MADER T L, et al. Thermal indices and their applications for livestock environments[M]//Livestock energetics and thermal environmental management chapter 5.Joseph, Michigan: American Society of Agricultural and Biological Engineers,2009:113-130.

[13]
VAN SOEST P J, ROBERTSON J B, LEWIS B A. Methods for dietary fiber,neutral detergent fiber,and nonstarch polysaccharides in relation to animal nutrition[J]. Journal of Dairy Science, 1991, 74(10):3583-3597.

[14]
GODYÑ D, HERBUT P, ANGRECKA S. Measurements of peripheral and deep body temperature in cattle-a review[J]. Journal of Thermal Biology, 2019,79:42-49.

[15]
沈青义, 程李杰, 罗正中, 等. 湿帘风扇和喷淋联合降温系统对奶牛热应激的缓解效应研究[J]. 家畜生态学报, 2019, 40(8):70-76.

SHEN Q Y, CHENG L J, LUO Z Z, et al. The relieving effect of wet-curtain fan and spray combined cooling system on heat stress of cows[J]. Acta Ecologae Animalis Domastici, 2019, 40(8):70-76. (in Chinese)

[16]
NOGUEIRA G, AJMONE M P, MILANESI M, et al. 1283 Understanding behavior patterns of cattle adaptation to heat stress[J]. Journal of Animal Science, 2016,94 (Suppl.5):619-619.

[17]
ISLAM M A, LOMAX S, DOUGHTY A K, et al. Revealing the diversity in cattle behavioural response to high environmental heat using accelerometer-based ear tag sensors[J]. Computers and Electronics in Agriculture, 2021,191:106511.

[18]
STERMER R A, BRASINGTON C F, COPPOCK C E, et al. Effect of drinking water temperature on heat stress of dairy cows[J]. Journal of Dairy Science, 1986, 69(2):546-551.

PMID

[19]
岳子奇, 姚小鹤, 王之盛, 等. 去势和热应激对筠连黄牛生产性能、瘤胃发酵和血液生化指标的影响[J]. 中国农业大学学报, 2024, 29(1):127-139.

YUE Z Q, YAO X H, WANG Z S, et al. Effects of castration and heat-stress on production performance,rumen fermentation and blood biochemical indexes of Junlian cattle[J]. Journal of China Agricultural University, 2024, 29(1):127-139. (in Chinese)

[20]
MENESES J A M, DE SÁ O A A L, COELHO C F, et al. Effect of heat stress on ingestive,digestive,ruminal and physiological parameters of Nellore cattle feeding low- or high-energy diets[J]. Livestock Science, 2021,252:104676.

[21]
刘璐. 冷应激对饥饿断奶羔羊生理生化指标及内分泌的影响[D]. 硕士学位论文. 乌鲁木齐: 新疆农业大学, 2014.

LIU L. Effects of cold stress on physiological and biochemical indexes and endocrine of starving weaned lambs[D]. Master’s Thesis. Urumqi: Xinjiang Agricultural University, 2014. (in Chinese)

[22]
CHRISTOPHERSON R J. Effects of prolonged cold and the outdoor winter environment on apparent digestibility in sheep and cattle[J]. Canadian Journal of Animal Science, 1976, 56(2):201-212.

[23]
赵广永, 冯仰廉. 用短期人工瘤胃发酵法研究饮水温度对反刍动物瘤胃发酵的影响[J]. 中国畜牧杂志, 1996(5):8-10.

ZHAO G Y, FENG Y L. Effect of drinking water temperature on gas production in the rumen[J]. Chinese Journal of Animal Science, 1996(5):8-10. (in Chinese)

[24]
武启繁. 冬季饮水温度对山羊生产性能和消化性能的影响[J]. 四川畜牧兽医, 2019, 46(10):22-25.

WU Q F. Effects of drinking water temperature on production performance and digestive performance of goats in winter[J]. Sichuan Animal & Veterinary Sciences, 2019, 46(10):22-25. (in Chinese)

[25]
ZHANG Z Y, LI Z Q, ZHAO H, et al. Effects of drinking water temperature and flow rate during cold season on growth performance,nutrient digestibility and cecum microflora of weaned piglets[J]. Animals, 2020, 10(6):1048.

[26]
LIU T X, GAO C X, LONG S F, et al. Drinking heated water improves performance via increasing nutrient digestibility and ruminal fermentation function in yak calves[J]. Animals, 2023, 13(13):2073.

[27]
HE T F, LONG S F, YI G, et al. Heating drinking water in cold season improves growth performance via enhancing antioxidant capacity and rumen fermentation function of beef cattle[J]. Antioxidants, 2023, 12(8):1492.

[28]
王凯, 方晓健, 徐土炳, 等. 寒区新兵冷习服过程中血常规、生化指标和甲状腺功能变化特点分析[J]. 空军军医大学学报, 2024, 45(1):97-100.

WANG K, FANG X J, XU T B, et al. Analysis of changes in routine blood biomarkers,biochemical indexes and thyroid function of recruits during cold acclimatization in a cold region[J]. Journal of Air Force Medical University, 2024, 45(1):97-100. (in Chinese)

[29]
孙景海, 王志, 郑伟, 等. 冷应激对寒区新兵血流动力学影响的观察[J]. 人民军医, 2013, 56(8):880-881.

SUN J H, WANG Z, ZHENG W, et al. Effect of cold stress on hemodynamics of recruits in cold area[J]. People’s Military Medicine, 2013, 56(8):880-881. (in Chinese)

[30]
李隐侠, 王慧利, 邓维, 等. 高温环境下湖羊直肠温度和血液生化指标的监测[J]. 中国畜牧兽医, 2018, 45(1):271-277.

DOI

LI Y X, WANG H L, DENG W, et al. Monitoring of rectal temperature and blood indexes of Hu sheep under high ambient temperature[J]. China Animal Husbandry & Veterinary Medicine, 2018, 45(1):271-277. (in Chinese)

[31]
NOTARBARTOLO M, LABBOZZETTA M, POJERO F, et al. Potential therapeutic applications of MDA-9/Syntenin-NF-κB-RKIP loop in human liver carcinoma[J]. Current Molecular Medicine, 2018, 18(9):630-639.

DOI PMID

[32]
李大璐, 林英庭, 丁葵英, 等. 胡萝卜缨青贮替代全株玉米青贮对泌乳期文登奶山羊生产性能、乳品质、养分表观消化率、抗氧化能力及免疫功能的影响[J]. 动物营养学报, 2024, 36(1):438-450.

DOI

LI D L, LIN Y T, DING K Y, et al. Effects of carrot tassel silage replacing whole corn silage on performance,milk quality,nutrient apparent digestibility,antioxidant capacity and immune function of Wendeng dairy goats during lactation period[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2024, 36(1):438-450. (in Chinese)

[33]
王潇, 张昊, 栾庆江, 等. 冷热应激对肉牛生理指标及基因表达影响的研究进展[J]. 畜牧兽医学报, 2024, 55(3):894-904.

DOI

WANG X, ZHANG H, LUAN Q J, et al. A comprehensive review of the impact of cold and heat stress on the physiological parameters and gene expression in beef cattle[J]. Acta Veterinaria et Zootechnica Sinica, 2024, 55(3):894-904. (in Chinese)

DOI

[34]
赵娟娟, 张伟涛, 郭伟婷, 等. 饮水温度对冬季育肥羊生产性能、血液理化指标及瘤胃显微结构的影响[J]. 草业学报, 2020, 29(11):57-66.

DOI

ZHAO J J, ZHANG W T, GUO W T, et al. Effect of drinking water temperature on production performance,blood biochemical parameters and rumen microstructure of fattening sheep in winter[J]. Acta prataculturae Sinica, 2020, 29(11):57-66. (in Chinese)

[35]
GAO R H, SHI L L, GUO W L, et al. Effects of housing and management systems on the growth, immunity, antioxidation, and related physiological and biochemical indicators of donkeys in cold weather[J]. Animals, 2022, 12(18):2405.

[36]
OPPENHEIMER J H, SCHWARTZ H L, LANE J T, et al. Functional relationship of thyroid hormone-induced lipogenesis,lipolysis,and thermogenesis in the rat[J]. The Journal of Clinical Investigation, 1991, 87(1):125-132.

[37]
BIANCO A C, KIM B W. Deiodinases: implications of the local control of thyroid hormone action[J]. The Journal of Clinical Investigation, 2006, 116(10):2571-2579.

[38]
BRENT G A. Mechanisms of thyroid hormone action[J]. The Journal of Clinical Investigation, 2012, 122(9):3035-3043.

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