锰(manganese,Mn)在家禽体内具有重要的营养作用,它是精氨酸激酶、丙酮酸羧化酶的重要组成部分,还是部分激酶、水解酶、脱羧酶和转移酶等的激活剂[1]。锰具有促进生长和免疫作用,家禽机体内氧化还原过程、组织呼吸、骨骼的形成与增长、繁殖、胚胎发育、血液的形成、蛋壳形成及内分泌器官的正常功能均离不开锰[2],可见锰在家禽营养中具有不可替代的重要作用。此外,锰缺乏易引起骨形成障碍、骨短粗、滑腱症等营养缺乏病,动物摄入过量锰也会引发疾病[3]。因此,研究家禽锰的需要量对养禽业具有重要意义。Hossain等[4]研究表明,当鸡的饲粮锰水平高于NRC(1994)规定的需要量(20 mg/kg)时,产蛋率和蛋重会增加;当饲粮锰水平为50 mg/kg时,产蛋率达最高峰;当饲粮锰水平为75 mg/kg时,蛋重达最高峰。罗绪刚等[5]报道,饲粮中锰水平对蛋鸡各项产蛋性能指标均无显著影响。彭秀丽等[6]报道,在基础饲粮中添加90 mg/kg锰可保证蛋鸡良好的生产性能及蛋品质。王尚荣[7]研究表明,锰能够显著提高蛋鸭的产蛋率。王秋梅[8]报道,种用母鸡缺锰会导致胚胎产生“营养性软骨营养障征”,降低孵化率。罗绪刚等[9]通过对肉仔鸡生长发育的研究,建议1~4周龄肉仔鸡饲粮中锰水平为120 mg/kg。目前,我国 《鸡饲养标准》(NY/T 33—2004)中锰推荐量为1~4周龄60 mg/kg,5周龄以上为40 mg/kg;我国《肉鸭饲养标准》(NY/T 2122—2012)中锰推荐量1~4周龄和5周龄均为100 mg/kg;NRC(1994)鹅饲粮锰推荐量为66 mg/kg。然而,由于品种遗传进展和环境的不断改善,家禽生长速度加快,锰的实际需要量与上述标准存在着较大差异。迄今为止,家禽锰需要量的研究主要集中在鸡、鸭等禽类,而且研究报道的需要量差异较大,对鹅锰的需要量研究还较少。为此,本试验以1~4周龄五龙鹅为试验对象,通过研究饲粮中不同锰添加水平对生产性能、屠宰性能、胫骨发育和酶活性的影响,确定鹅饲粮中锰适宜添加水平,以丰富我国鹅营养需要量数据库,为制订我国鹅的饲养标准提供理论依据。
1 材料与方法 1.1 试验动物与试验设计选择1日龄健康五龙鹅(豁眼鹅)360只,采用随机分配编号法,分为6个组,每组6个重复,每个重复10只(公母各占1/2)。各组分别在基础饲粮(锰含量为20.00 mg/kg)中添加0(Ⅰ组)、30(Ⅱ组)、60(Ⅲ组)、90(Ⅳ组)、120(Ⅴ组)、150 mg/kg(Ⅵ组)的锰。Ⅰ组为对照组,试验期为4周。试验鹅由国家水禽产业技术体系示范基地莱阳天森豁眼鹅繁育中心提供。试验用的1个结晶水硫酸锰购自浙江新维普添加剂有限公司(有效成分为98.00%)。
1.2 试验饲粮基础饲粮参照NRC(1994)家禽营养需要量设计配方,其组成及营养水平见表1。
1.3 饲养管理试验前对鹅舍进行全面消毒,全期采取舍饲,地面厚垫料分栏饲养。采用自然光照,试验鹅自由饮水和采食,注意少添勤喂,避免饲料浪费。每日观察鹅群的生长状况并进行记录。按照常规免疫程序定期对试验鹅进行免疫。
1.4 测定指标及方法 1.4.1 生长性能指标4周龄末,分别以重复为单位对试验鹅进行空腹称重,计算1~4周龄的平均日增重(ADG);统计每日饲料消耗量,计算平均日采食量(ADFI)和料重比(F/G)。每天记录各组死亡及淘汰情况,计算死淘率。
1.4.2 屠宰性能指标4周龄末,翅静脉采血后对试验鹅进行屠宰,宰前禁食12 h,按照《家禽生产性能名词术语和度量统计方法》(NY/T 823—2004)测定屠宰性能指标。
![]() | 表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis) % |
28日龄时,分别从每个重复中抽取2只试验鹅,共72只(公母各占1/2),屠宰后分离左、右胫骨。右侧胫骨采用数字闪烁式锥形扫描骨密度仪(osteocore 3)测定骨密度(bone mineral density,BMD),采用WD-1型电子万能试验机测定骨强度,然后105 ℃烘干后称重胫骨重量,再依据GB/T 6438—92、KMnO4氧化还原测定法(GB 6436—86)、钼黄比色法(GB 6437—86)和原子吸收法分别测定胫骨中粗灰分、钙、磷、锰含量。
1.4.4 酶活性指标4周龄末称重后,翅静脉采血10 mL,3 000 r/min离心制得血清样品,采用黄嘌呤氧化酶测试盒测血清中含锰超氧化物歧化酶(MnSOD)活性;采用苹果酸脱氢酶(MDH)试剂盒测定肝脏中MDH活性;采用脂蛋白脂酶(LPL)检测试剂盒测定肝脏中LPL活性;所用试剂盒均来自南京建成生物工程研究所。
1.5 统计分析采用SPSS 17.0软件中单因素方差分析(one-way ANOVA)中的LSD法进行多重比较。试验数据以“平均值±标准差”表示。用不相关比较法分析各指标随饲粮中锰添加水平的线性或曲线方程,采用曲线拟合法确定饲粮中的锰的适宜添加水平,并进行生长性能、胫骨发育与酶活性之间的相关性分析。P<0.05和P<0.01分别为差异显著和极显著水平。
2 结果与分析 2.1 饲粮锰添加水平对鹅生长性能的影响由表2可知,4周龄时,Ⅴ组体重显著高于Ⅰ组(P<0.05),但与其他组差异不显著(P>0.05);Ⅴ组平均日增重极显著高于Ⅰ组(P<0.01),Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ组显著高于Ⅰ、Ⅱ组(P<0.05);各组平均日采食量无显著差异(P>0.05);Ⅴ组料重比极显著低于Ⅰ组(P<0.01),Ⅲ、Ⅳ、Ⅵ组显著低于Ⅰ组(P<0.05);各组间死淘率差异不显著(P>0.05)。
以上结果表明,饲粮中锰添加水平为90~120 mg/kg时生长性能最佳,添加水平低于30 mg/kg对生长性能作用不明显。因此,以Ⅰ~Ⅵ组平均日增重(Y1)和料重比(Y2)分别与饲粮锰添加水平(X)进行二次曲线拟合,建立回归方程如下:
由上述曲线回归方程得出:饲粮锰添加水平为117.74 mg/kg时平均日增重最大,添加水平为105.71 mg/kg时料重比最低。从综合效益角度分析,建议最佳生长性能饲粮锰添加水平为105.71~117.74 mg/kg。
![]() | 表2 饲粮锰添加水平对鹅生长性能的影响 Table 2 Effects of dietary manganese supplemental level on growth performance of geese |
由表3可知,4周龄时,Ⅴ组屠宰率显著高于其他各组(P<0.05);Ⅴ组半净膛率、全净膛率、胸肌率和腿肌率极显著高于Ⅰ组(P<0.01);Ⅴ组腹脂率极显著低于Ⅰ组(P<0.01),Ⅳ、Ⅵ组显著低于Ⅰ组(P<0.05);Ⅴ组胸肌率和腿肌率极显著高于Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组(P<0.01),Ⅳ、Ⅵ组显著高于Ⅰ组(P<0.05)。Ⅰ、Ⅱ组间屠宰率、半净膛率、全净膛率、腹脂率、胸肌率和腿肌率差异不显著(P>0.05)。
以上结果表明,饲粮锰添加水平为90~120 mg/kg时,能显著提高屠宰率、半净膛率和腿肌率,降低腹脂率;添加水平低于30 mg/kg对屠宰性能作用不明显。
![]() | 表3 饲粮锰添加水平对鹅屠宰性能的影响 Table 3 Effects of dietary manganese supplemental level on slaughter performance of geese % |
由表4可知,Ⅴ组骨密度极显著高于Ⅰ组(P<0.01);Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ组骨强度极显著高于Ⅰ组(P<0.01),Ⅱ、Ⅲ组显著高于Ⅰ组(P<0.05);Ⅴ组骨重显著高于Ⅰ组(P<0.05);Ⅳ、Ⅴ组粗灰分含量极显著高于Ⅰ组(P<0.01),Ⅲ组显著高于Ⅰ组(P<0.05);Ⅴ组钙含量极显著高于Ⅰ组(P<0.01),其他各组均显著高于Ⅰ组(P<0.05);各组磷含量无显著差异(P>0.05);Ⅳ、Ⅴ组锰含量极显著高于Ⅰ组(P<0.01);Ⅰ、Ⅱ组间骨密度、骨重及粗灰分、锰含量无显著差异(P>0.05)。
以上结果表明,饲粮锰添加水平为30~60 mg/kg对胫骨强度和钙含量有明显影响;饲粮锰添加水平为60~90 mg/kg能显著提高胫骨密度及粗灰分、锰含量,表明饲粮中添加锰对鹅胫骨发育十分重要。
![]() | 表4 饲粮锰添加水平对鹅胫骨发育的影响 Table 4 Effects of dietary manganese supplemental level on tibia development of geese |
2.4 饲粮锰添加水平对鹅血清和肝脏酶活性的影响
由表5可知,4周龄时,Ⅴ组血清MnSOD活性极显著高于Ⅰ组(P<0.01);Ⅳ、Ⅵ组血清MnSOD活性显著高于Ⅰ组(P<0.05);Ⅳ、Ⅵ组肝脏MDH和LPL活性显著低于Ⅰ组(P<0.05);Ⅴ组肝脏MDH和LPL活性极显著低于Ⅰ、Ⅱ组(P<0.01)。Ⅰ、Ⅱ组血清MnSOD及肝脏MDH、LPL活性差异不显著(P>0.05)。
以上结果表明,饲粮锰添加水平为120 mg/kg时能显著提高血清MnSOD活性,降低肝脏MDH和LPL活性。饲粮锰添加水平低于30 mg/kg对MnSOD、MDH和LPL活性作用不明显。
![]() | 表5 饲粮锰添加水平对鹅血清和肝脏酶活性的影响 Table 5 Effects of dietary manganese supplemental level on enzyme activity in serum and liver of geese |
2.5 血清和肝脏酶活性与生长性能的相关性分析
由表6可知,1~4周龄时,血清MnSOD活性与平均日增重呈极显著正相关(P<0.01),与平均日采食量无显著相关性(P>0.05),与料重比呈极显著负相关(P<0.01),相关系数分别为0.769、-0.309、-0.651;肝脏MDH活性与平均日增重呈极显著负相关(P<0.01),与平均日采食量呈显著正相关(P<0.05),与料重比呈极显著正相关(P<0.01),相关系数分别为-0.822、0.532、0.765;肝脏LPL活性与平均日增重呈极显著负相关(P<0.01),与平均日采食量呈显著正相关(P<0.05),与料重比呈极显著正相关(P<0.01),相关系数分别为-0.848、0.586、0.867。
以上结果表明,MnSOD、MDH和LPL活性与生长性能密切相关。
![]() | 表6 血清和肝脏中酶活性与生长性能的相关性 Table 6 Correlation between enzyme activities in serum and liver and growth performance |
锰在饲粮中的适宜添加水平因动物种类、生长阶段、生产水平等不同报道各异。锰促生长作用的另一个机理是提高采食量[10]。有研究认为,饲粮中添加锰可以明显增加育成家禽的采食量[11]。张雪君等[12]研究表明,适宜的锰添加水平能够提高1~15周龄鹅的营养物质利用率。本试验结果表明,饲粮锰添加水平对鹅平均日采食量没有显著影响,但却显著降低了料重比,推测1~4周龄锰对鹅促生长作用也不是通过提高采食量而是通过提高饲料利用率而产生影响。朱玉琴等[13]研究表明,饲粮添加120 mg/kg锰组的料重比最低。本试验各组腿病发生率并没有显著差异,与Lu等[14]报道一致。本研究表明,1~4周龄时添加105.71~117.74 mg/kg锰可显著提高平均日增重,降低料重比。
3.2 饲粮锰添加水平对鹅屠宰性能的影响屠宰性能是评价家禽品种优劣、饲养管理水平及屠宰加工效益的重要依据,它能直观地反映出动物体组成及可食部分的比例。屠宰率和全净膛率是衡量畜禽产肉性能的主要指标。陈仲建等[15]研究报道,添加100 mg/kg锰有提高肉鸡腿肌率、降低腹脂率的趋势。Lu等[14]报道,添加100 mg/kg锰降低了肉鸡MDH和LPL活性,增加激素敏感脂酶活性,饲粮中添加锰可以通过调整这些酶活性从而降低脂肪的合成和增加脂肪的分解作用,进而影响腹脂沉积。本试验结果表明,饲粮中添加锰有提高腿肌率和降低腹脂率的趋势,可能原因是锰可以影响1~4周龄鹅机体的营养物质代谢。关于饲粮中不同锰添加水平对1~4周龄鹅营养物质利用率和代谢率的影响还有待于继续研究。
3.3 饲粮锰添加水平对鹅胫骨发育的影响锰是与畜禽骨骼生长密切相关的微量元素之一,家禽饲粮中锰缺乏时骨骼组织形成紊乱,常发生软腿病。罗绪刚[16]在豆粕基础饲粮中分别添加40、70、100、200和2 000 mg/kg的锰饲喂肉用雏鸡,试验结果表明,饲粮锰添加水平在200 mg/kg以内各组的平均日增重和料重比无显著差异,但滑腱症的发生率随饲粮锰添加水平的提高而下降。研究发现,在雏鸡饲粮中添加100 mg/kg锰,平均日增重明显增加,饲料效率也有改进趋势,并证明由于饲粮中锰的生物利用率低,饲粮中53.4 mg/kg的锰尚不能满足需要,需额外添加[17]。
有资料报道,以玉米-豆粕为基础饲粮的肉鸡在3周时,腿病发生率为75.0%;饲粮锰添加水平为25 mg/kg时,可降低到27.2%;而饲粮锰添加水平为100 mg/kg时,腿病发生率仅为5.0%[18]。从而可证实玉米-豆粕型饲粮锰水平远低于肉鸡的营养需要。由于饲粮中锰水平较低,使机体中锰缺乏,影响了骨骼中的软骨的基质合成,使机体组织内的己糖胺和己糖醛酸的浓度下降,从而影响硫酸软骨素,使黏多糖合成受阻,而发生骨骼病变,临床上表现关节肿大和脱腱症。本试验结果表明,饲粮中添加锰对厚垫料饲养鹅的死淘率没有显著影响,但是饲粮锰添加水平为30~90 mg/kg能显著提高胫骨密度、骨强度、胫骨重及钙和锰含量,说明添加锰有利于促进胫骨的发育,进而促进五龙鹅生长。
3.4 饲粮锰添加水平对鹅机体代谢酶活性的影响MnSOD是超氧化物歧化酶(SOD,EC1.15.1.1)中的一种,是动物体内最重要的含锰关键酶,主要存在于真核生物和原核生物的线粒体中。它催化超氧阴离子自由基(O-2·)发生歧化反应,从而清除O-2·,在维持生物体内O-2·产生与消除的动态平衡中起重要作用。近年来,MnSOD已成为肿瘤医学、自由基医学、锰营养学等众多课题的研究对象[19]。本试验结果表明,随饲粮中锰添加水平的提高,MnSOD活性呈先升高后降低趋势,当饲粮中锰添加水平为120 mg/kg时,MnSOD活性最高。结果表明,锰对鹅MnSOD活性具有重要的影响,从而对机体生长起到间接调控作用。
MDH产生的还原型辅酶Ⅱ(NADPH)是脂肪合成的重要因素[20]。Whitehead等[21]报道,生长禽的MDH和异柠檬酸脱氢酶(ICDH)活性与体脂沉积呈正相关。吕林等[22]报道,添加锰有降低肉仔鸡MDH活性的趋势。此外,LPL在家禽脂肪合成过程中也起重要作用。LPL主要在脂肪组织和骨骼肌中合成,分泌出来到达毛细血管壁发挥生理活性,可将血液中的乳糜微粒和极低密度脂蛋白所携带的甘油三酯水解成甘油和脂肪酸,分离出的游离脂肪酸进入脂肪组织,则重新酯化以甘油三酯形式保存起来。试验发现,在脂肪细胞的大小及重量增加之前LPL活性不增加,因此,认为脂肪组织LPL活性的提高是保持肥胖的关键因素[23]。Baziz等[24]认为,家禽主要通过调控LPL的活性调整其体内脂肪的合成。
关于饲粮中添加不同水平无机锰对肝脏MDH和LPL活性的影响研究,在国内外报道较少。本试验结果发现,饲粮中添加锰可显著降低腹脂率,并能显著降低肝脏LPL活性,且随着锰添加水平的增加,两者的变化有相似的趋势。这说明锰可能通过降低肝脏LPL活性来减少甘油三酯的合成,进而减少腹脂沉积。其机理有待进一步研究。
3.5 鹅血清和肝脏酶活性与生长性能的相关性Whitehead等[21]报道,生长禽的MDH和ICDH活性与体脂沉积呈正相关。研究发现,在脂肪细胞的大小及重量增加之前LPL活性不增加,因此,认为脂肪组织LPL活性的提高是保持肥胖的关键因素[20]。本试验结果表明,血清MnSOD和肝脏MDH、LPL活性与生长性能密切相关。
3.6 五龙鹅对锰的营养需要量国内外畜禽饲养标准中营养需要量是指动物在最适宜环境条件下,正常、健康生长或达到理想生产成绩对各种营养物质种类和数量的最低要求。NRC(1994)标准中鹅锰营养需要推荐量为66 mg/kg,此推荐量只是一个最低营养需要量,而不是发挥最佳生产性能状态的需要量。本试验结果表明,饲粮中锰添加量为60、90、120 mg/kg时,生长性能和屠宰性能与对照组(Ⅰ组)和锰添加水平为30 mg/kg时相比,均有促进作用,尤其是锰添加水平为90、120 mg/kg时最佳。通过二次曲线拟合得出:4周龄五龙鹅达到最佳生长性能所需的锰添加水平为105.71~117.74 mg/kg,此需要量要高于NRC(1994)的有关饲养标准,但是接近我国《肉鸭饲养标准》(NY/T 2122—2012)中锰的推荐量(100 mg/kg);分析其原因有2方面:一是与饲养品种类型有关;二是与试验期间夏季高温季节有关(平均温度33 ℃)。上述结果可作为鹅育肥饲粮配制的参考。
4 结 论① 饲粮中适宜锰添加水平能够提高鹅的生长性能、屠宰率、半净膛率、腿肌率,降低腹脂率,提高胫骨密度和胫骨强度,提高血清MnSOD活性,降低肝脏MDH和LPL活性。建议1~4周龄鹅饲粮中锰添加水平为105.71~117.74 mg/kg。
② MnSOD、MDH和LPL活性与生长性能密切相关。
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