动物营养学报  2014, Vol. 26 Issue (7): 1746-1752   PDF (1077 KB)    
高温条件下降低饲粮粗蛋白质水平和添加复合酶制剂对肥育猪生长性能和氮、磷代谢的影响
蔡青和1, 陈远庆2, XI Lin3, 汪以真1 , 王国水4, 毛慧敏4, 郭宝海4, 王利通4, 计成2    
1. 浙江大学动物科学学院, 杭州 310058;
2. 中国农业大学动物科技学院, 北京 100193;
3. 美国北卡罗莱纳州立大学, 罗利 27695;
4. 天蓬集团有限公司, 江山 324111
摘要:本试验旨在研究高温条件下降低饲粮粗蛋白质水平和添加复合酶制剂对肥育猪生长性能和氮、磷代谢的影响。试验选择平均体重(74.09±2.72)kg的三元杂交(杜×大×长)肥育猪180头,根据体重和性别分为3个组,每组5个重复。对照组饲喂正常粗蛋白质水平(16.53%)饲粮,试验Ⅰ组饲喂低粗蛋白质水平(15.14%)饲粮,试验Ⅱ组饲喂低粗蛋白质水平(15.14%)饲粮+0.02%的复合酶制剂,对照组和试验组通过补充合成氨基酸方式保持氨基酸水平不变。试验期为45d。结果表明:与对照组相比,1)试验Ⅰ和Ⅱ组平均日增重、料重比和氮、磷的表观消化率无显著差异(P>0.05);2)试验Ⅰ和Ⅱ组氮的排放量极显著降低(P<0.01),试验Ⅱ组磷的排放量显著降低(P<0.05);3)试验Ⅰ和Ⅱ组血清尿素氮含量显著降低(P<0.05)。高温环境下,适度降低饲粮粗蛋白质水平并添加复合酶制剂并不影响肥育猪生长性能,但显著降低了氮、磷排放量及血清尿素氮含量。
关键词高温     低粗蛋白质水平饲粮     肥育猪     生长性能               尿素氮    
Effects of Reducing Dietary Crude Protein Level and Supplement with Compound Enzymes on Growth Performance, Nitrogen and Phosphorus Metabolism of Finishing Pigs under High Temperature Conditions
CAI Qinghe1, CHEN Yuanqing2, XI Lin3, WANG Yizhen1 , WANG Guoshui4, MAO Huimin4, GUO Baohai4, WANG Litong4, JI Cheng2    
1. College of Animal Science, Zhejiang University, Hangzhou 310058, China;
2. College of Animal Science and Technology, China Agricultural University, Beijing 100193, China;
3. North Carolina State University, Raleigh 27695, USA;
4. Tianpeng Group Co., Ltd., Jiangshan 324111, China
Abstract: This experiment was conducted to determine the effects of reducing dietary crude protein level and supplement with compound enzymes on growth performance, nitrogen and phosphorus metabolism of finishing pigs under high temperature conditions. One hundred and eighty crossed finishing pigs (Duroc×Landrace×Large White) with an average body weight of (74.09±2.72) kg were randomly assigned to 3 groups (5 replicates per group and 12 pigs per replicate) based on their weight and sex. Pigs in each group were randomly fed one of the three diets: regular crude protein level (16.53%) diet (control group), low crude protein level (15.14%) diet (experimental group Ⅰ), and low crude protein level diet (15.14%)+0.02% compound enzymes (experimental group Ⅱ), respectively. The experiment lasted for 45 d. The results showed as follows: compared with control group, 1) there were no significant differences in average daily grain, feed/gain, and apparent digestibility of nitrogen and phosphorus in experimental groups Ⅰ and Ⅱ (P>0.05); 2) the nitrogen excretion amount in experimental groups Ⅰ and Ⅱ was significantly decreased (P<0.05), and the phosphorus excretion amount in experimental group Ⅱ was significantly decreased (P<0.05); 3) experimental groups Ⅰ and Ⅱ had lower serum urea nitrogen content (P<0.05). These results indicate that low crude protein level diets supplemented with the compound enzymes under high temperature conditions have no significant effect on the growth performance of pigs, while significantly decrease the serum urea nitrogen content and the nitrogen and phosphorus excretion amount.
Key words: high temperature     low crude protein level diets     finishing pigs     growth performance     nitrogen     phosphorus     urea nitrogen    

环境高温可引起猪的热应激,从而引起猪采食量、体增重等生长性能显著下降。猪为恒温动物,在炎热的环境条件下,机体散热困难,为维持机体热平衡,减少胃肠消化和机体代谢产生的热量,猪的干物质摄入量减少,对养分和能量的摄入量也减少。在热应激条件下,养分的吸收受阻,导致生长性能下降,生产力下降[1]。另外,规模化、集约化畜禽养殖带来了大量氮、磷排放的问题。据统计,全球畜牧业氮排放量为8.0×107~1.3×108 t[2],排放的氮在微生物作用下,产生大量氨气,严重污染了生活环境。因此,改善高温环境下动物的热应激,提高热应激动物氮、磷利用率,降低氮、磷排放量是今后畜牧业面临的重大课题。

有研究表明,降低饲粮粗蛋白质水平,合理添加合成氨基酸,能明显降低猪的氮排放量和节约生产成本[3, 4]。在畜禽饲粮粗蛋白质供给和氮排放研究方面,Zervas等[5]、Namroud等[6]、Keshavarz等[7]和Lenis等[8]研究均表明,通过降低饲粮粗蛋白质水平同时补充合成必需氨基酸,会显著减少畜禽氮排放量。据报道,在28~35 ℃的高温环境下,15~30 kg、30~60 kg和60~90 kg的生长育肥猪日增重比预期日增重分别下降6.8%、20.0%和28.0%。当猪处于临界温度上限以上时,每升高1 ℃,日增重减少约30 g,日耗料量减少60~70 g,同时饲粮中能量和粗蛋白质利用率下降[9]。有关酶制剂在猪饲粮上的研究较多,李祥等[10]研究表明,在猪的生长和肥育阶段,饲粮中添加酶制剂可提高饲料转化效率,特别是在生长阶段的改善效果达到了显著水平。张涛等[11]研究表明,在生长育肥猪饲粮中添加复合酶制剂可以增加猪的采食量,提高饲料利用率和日增重,降低料重比;另外,复合酶制剂对猪病的预防也有一定的作用,可减少粪尿恶臭,有利于保护环境。

迄今为止,有关在高温条件下通过改变粗蛋白质供给模式减少肥育猪氮、磷排放量的报道较少,也未见高温条件下低粗蛋白质水平饲粮饲喂肥育猪可行性的报道。在高温条件下,猪的生长速度下降,其对粗蛋白质的需要量减少,因此在一定能量浓度下有可能适当降低粗蛋白质水平而不影响生长性能。另外,正常情况下添加合成氨基酸一般不影响生长性能,但高温条件下,动物本身对氮的需求量减少,降低饲粮粗蛋白质水平的同时添加合成氨基酸改善了氨基酸的平衡,因此对生长性能和氨的利用率可能有进一步的改善作用。为此,本试验以肥育猪为研究对象,观察在高温条件下降低饲粮粗蛋白质水平及在此基础上添加复合酶制剂,同时补充必需氨基酸对肥育猪的生长性能和氮、磷代谢的影响,以考察高温环境下降低饲粮粗蛋白质水平的可行性,为缓解肥育猪热应激,减少氮、磷排放量提供试验依据。

1 材料与方法 1.1 试验动物及分组

试验选用体重(74.09±2.72) kg的三元杂交(杜×大×长)肥育猪180头,按照性别和体重随机分为3个组,每组5个重复,每栏为1个重复,每个重复12头猪,各组之间体重相近。

1.2 试验饲粮

试验开始前,采集所用饲料原料,分析其常规养分和氨基酸含量,以实测值进行配方计算。各原料的营养成分参考《中国饲料成分及营养价值表(2012版)》,营养需要量参考NRC(2012)猪饲养标准。对照组饲喂正常粗蛋白质水平(16.53%)饲粮,试验Ⅰ组饲喂低粗蛋白质水平(15.14%)饲粮,试验Ⅱ组饲喂低粗蛋白质水平(15.14%)饲粮+0.02%的复合酶制剂,对照组和试验组通过补充合成氨基酸方式保持氨基酸水平不变。复合酶制剂主要成分为:木聚糖酶10 000 IU/g、淀粉酶1 000 IU/g和甘露聚糖酶500 IU/g。饲粮组成及营养水平见表1。

表1 饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of diets (air-dry basis) %

1.3 饲养管理

本试验在浙江天蓬畜业有限公司种猪场进行。试验时间为2013年5月至2013年7月,此期间为南方高温季节,试验猪舍每栋饲养约500头,猪群密度较大,试验期间记录每天的温湿度,舍内温度较室外高3~4 ℃,试验猪舍内温度最高达39 ℃,最低达23 ℃,平均温度30 ℃,平均湿度73%。正式试验前预饲7 d,使试验猪充分适应饲养环境,并进行驱虫和防疫。预试期结束后,进行个体称重,然后进入正试期,正试期45 d,试验圈舍为水泥地面半封闭猪舍,面积为300 cm×300 cm,每重复饲养于同一栏,由专人负责饲养和管理,充分喂料,自由饮水。试验期间,按照常规免疫程序进行免疫。

1.4 样品采集及指标测定 1.4.1 生长性能

分别于试验开始和结束时在早晨空腹称重,记录每圈猪的采食量,计算平均日采食量、平均日增重和料重比。

1.4.2 血清尿素氮含量

试验结束时每个重复随机选2头猪,用真空采血管分别从前腔静脉采血10 mL,血液在常温下倾斜放置30 min后,3 500 r/min离心15 min,分离血清于-20 ℃保存,以备测定血清中尿素氮含量。

1.4.3 氮、磷排放量

在试验中期选3 d,统计各重复加料量和剩料量,计算3 d耗料量,每天以每个重复为单位收集全部粪便,按鲜重的5%加入10%硫酸固氮,每天取称重搅匀后的粪样500 g,在烘箱中于65 ℃下烘48 h,得风干粪样。将风干粪样混合,粉碎过40目筛,放入自封袋中,-20 ℃冷冻保存,用于氮、磷含量测定。

在试验中期选6 d,于每个重复取2头猪(公母各占1/2),做好标记,转移至旁边的空余猪圈,限制活动空间,单独饲喂,经过3 d适应期后,由专人负责尿样的收集,记录每天的总尿量,按原尿样体积的10%取样,并按尿样体积的5%加入10%硫酸固氮,-20 ℃冷冻保存,最后将3 d的尿液混匀备用。

用凯氏定氮法测定氮含量,用磷钼钒酸比色法测定磷含量。 1.5 统计分析

试验结果以平均值±标准差表示,数据处理以重复为统计单位,所有数据分析采用SPSS 17.0软件ANOVA模型进行单因素方差分析,采用Duncan氏法进行多重比较,P<0.05表示差异显著,P<0.01表示差异极显著。

2 结 果 2.1 降低饲粮粗蛋白质水平和添加复合酶制剂对肥育猪生长性能的影响

由表2可知,各组间平均日增重差异不显著(P>0.05),试验Ⅰ和Ⅱ组与对照组相比,平均日增重分别提高了2.22%和1.11%(P>0.05);与对照组相比,试验Ⅰ组平均日采食量显著降低(P< 0.05);与对照组相比,试验Ⅰ和Ⅱ组料重比分别 降低了4.66%和0.93%(P>0.05)。

表2 降低饲粮粗蛋白质水平和添加复合酶制剂对肥育猪生长性能的影响 Table 2 Effects of reducing dietary crude protein level and supplement with compound enzymes on growth performance of finishing pigs

2.2 降低饲粮粗蛋白质水平和添加复合酶制剂对肥育猪氮排放量的影响

由表3可知,与对照组相比,试验Ⅰ和Ⅱ组氮 的表观消化率差异不显著(P>0.05);与对照组相比,试验Ⅰ和Ⅱ组氮排放量极显著降低(P<0.01),且氮减排率分别达到了35.89%和30.44%。

表3 降低饲粮粗蛋白质水平和添加复合酶制剂对肥育猪氮排放量的影响 Table 3 Effects of reducing dietary crude protein level and supplement with compound enzymes on nitrogen excretion amount of finishing pigs

2.3 降低饲粮粗蛋白质水平和添加复合酶制剂对肥育猪磷排放量的影响

由表4可知,试验Ⅰ和Ⅱ组磷的表观消化率与对照组相比差异不显著(P>0.05),但有提高磷的表观消化率的趋势(P>0.05)。相比于对照组,试验Ⅱ组磷排放量显著降低(P<0.05),磷减排率分别为4.72%和11.11%。

表4 降低饲粮粗蛋白质水平和添加复合酶制剂对肥育猪磷排放量的影响 Table 4 Effects of reducing dietary crude protein level and supplement with compound enzymes on phosphorus excretion amount of finishing pigs

2.4 降低饲粮粗蛋白质水平和添加复合酶制剂对血清中尿素氮含量的影响

由表5可知,试验Ⅰ和Ⅱ组同对照组相比,血清尿素氮的含量显著降低(P<0.05),分别降低了32.13%和30.39%。

表5 降低饲粮粗蛋白质水平和添加复合酶制剂对血清中尿素氮含量的影响 Table 5 Effects of reducing dietary crude protein level and supplement with compound enzymes on serum urea nitrogen content of finishing pigs mmol/L

3 讨 论 3.1 降低饲粮粗蛋白质水平和添加复合酶制剂对肥育猪生长性能及氮、磷排放量的影响

在高温条件下,猪的生长速度下降,对粗蛋白质需要量减少,因此在一定能量浓度下有可能适当降低饲粮粗蛋白质水平而不影响生长性能,与高粗蛋白质水平饲粮相比可能还有改善作用。本试验在高温条件下,降低饲粮粗蛋白质水平及添加复合酶制剂后观察试验猪的生长性能、养分代谢等情况,以期降低氮、磷排放量,从而确定在高温条件下降低饲粮粗蛋白质水平的可行性。试验结果表明,低粗蛋白质水平饲粮及在此基础上添加复合酶制剂有改善饲料转化效率的趋势,一定程度上改善了生长性能,这与张涛等[11]、冯定远等[12]关于复合酶制剂研究的结果基本一致,但没有达到显著性变化,究其原因可能是饲粮提供的可消化营养物质已足够,因此添加酶制剂没有进一步改善作用,同时单独添加合成氨基酸一般不影响生长性能,但本试验中对饲料转化效率有一定的改善作用可能是由于氨基酸平衡的改善和饲粮粗蛋白质水平的降低减少了热应激的影响。另外,2个试验组氮、磷排放量降低,这与吴东等[13]报道的结果一致。Le Bellego等[14]研究也表明,高温环境下,降低饲粮粗蛋白质水平显著提高了 饲料转化效率。郑春田等[15]研究也表明,低粗蛋白质水平饲粮补充不同浓度的赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸等限制性氨基酸,不影响猪的生长性能。高温条件下氮利用率的提高可能是由于添加合成氨基酸改善了氨基酸的平衡和动物本身对氮的需求量减少。但低粗蛋白质水平饲粮(试验Ⅰ组)显著降低了猪的平均日采食量,这可能是由于高温条件下,动物生长速度下降,对营养物质的需求量减少,另外,在低粗蛋白质水平饲粮的情况下,机体的氨基酸平衡较好,机体内多余的氨基酸代谢较少,减少了因此而带来的能量损失,从而降低了其采食量。

分析饲粮组成,2个试验组比对照组豆粕用量减少5.1%,但在高温条件下,猪的生长性能并不因饲粮粗蛋白质水平降低而下降,反而获得一定程度的改善,同时,氮、磷的排放量显著降低,这对节省蛋白质饲料资源和减少环境污染具有重要意义。

3.2 降低饲粮粗蛋白质水平和添加复合酶制剂对肥育猪血清尿素氮含量的影响

血清中总蛋白和尿素氮的含量与猪的蛋白质代谢有非常密切的关系。血清尿素氮是动物体内蛋白质、氨基酸代谢的终产物,通过鸟氨酸循环合成,其含量与体内氮沉积、蛋白质或氨基酸利用率有显著负相关[16],血清尿素氮含量可以准确地反映动物体内氨基酸间的平衡状况,氨基酸平衡良好时,血清尿素氮含量下降[17]。蛋白质和氨基酸代谢状态发生变化时,血清尿素氮含量也发生变化,而氨基酸的不平衡使多余的氨基酸经氧化而降解,使尿素的合成速度增加,因此血浆尿素氮含量升高。在本试验中,血清尿素氮含量随饲粮粗蛋白质水平的降低而下降,且差异达到显著水平,说明了氨基酸平衡的低粗蛋白质水平饲粮,氮的利用率高,机体蛋白质合成率增加,猪的生长性能得到改善。这与谭本宏等[18]和苏有健等[19]研究结果一致。梅绍锋等[20]也研究表明,饲粮能蛋比提高时,猪的血清尿素氮含量显著下降。

4 结 论

① 高温条件下,添加合成氨基酸,降低饲粮粗蛋白质水平及在此基础上添加复合酶制剂对肥育猪生长性能有一定的改善作用。

② 高温条件下,添加合成氨基酸,降低饲粮粗蛋白质水平及在此基础上添加复合酶制剂显著降低了育肥猪氮、磷排放量,但对氮、磷表观消化率的影响不显著。

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