高温对家禽生长和生产带来的危害是业内公认的长期存在的问题。在应对这一不利的环境时，家禽会进行一系列的调节维持体热动态平衡^[1]。其中涉及行为以及皮肤温度、体核温度、呼吸频率、酸碱平衡、水盐代谢和内分泌等一系列与体热调节相关的生理生化反应^{[2, 3, 4, 5, 6]}。而了解这种生理生化调节过程对准确判断肉仔鸡热舒适程度，和进一步研究缓解高温应激的调控措施有重要意义。不过，据统计目前国内外相关的研究主要集中在32 ℃及以上高温热应激环境，对于偏热环境(26~31 ℃)的研究并没有引起足够的重视^[7]。事实上，由于现代化技术在规模化肉鸡舍内的成熟运用^[8]，偏热环境在实际生产中广泛存在，是家禽生产中面临的常见环境挑战之一^[7]。

本课题组在偏热环境的研究中发现，持续偏热处理(26和31 ℃，29~42日龄持续14 d)对肉仔鸡糖脂代谢及禽类解偶联蛋白(avUCP)mRNA表达、生长性能^[9]、免疫器官的发育、小肠形态结构、小肠黏膜免疫功能^[7]以及不同休息行为时间占比^[10]产生了不同程度的影响。由此可见，持续偏热环境已经对肉仔鸡的多项生理生化功能产生了不同程度的影响。但研究31 ℃急性偏热刺激对肉仔鸡体热调节有关的生理生化的影响比较少见，而对于26 ℃的相关研究尚未见报道。

因此，本试验以肉仔鸡为研究对象，研究不同急性偏热环境(26和31 ℃)对肉仔鸡生理、血气、电解质及内分泌指标的变化，探讨对家禽体热调节功能的影响，为肉仔鸡热舒适评价提供理论依据。

选取同一批出雏、饲养管理一致、体质健壮的40日龄雄性爱拔益加(AA)肉仔鸡24只，体重(2 548±85) g，随机分成3处理，每处理8只。分别转入3个人工气候实验舱，适应期2 d，温度21 ℃，相对湿度60%。42日龄时，将其中2个舱的试验温度分别调整到26和31 ℃，另1个舱保持21 ℃不变，作为对照处理，以上相对湿度均为60%。温度转换在1 h内实现，保持处理条件2 h后采集试验样品。

试验在中国农业科学院北京畜牧兽医研究所动物营养学国家重点实验室昌平试验基地人工气候实验舱内进行，温度、湿度自动控制(精度±1 ℃、±7%)，无风、24 h光照。试验肉仔鸡采用平养，所用笼具为本实验室研发的单层平养笼具^[11]，每8只试验鸡饲养面积0.64 m²。试验动物所用饲粮参照NRC(1994)配制(表1)。试验期间，肉仔鸡自由采食与饮水。

表 1

Table 1

表 1(Table 1)

表 1 基础饲粮组成及营养水平(饲喂基础) Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (as-fed basis) % 项目 Items 含量 Content 原料 Ingredients 玉米 Corn 56.51 豆粕 Soybean meal 35.52 豆油 Soybean oil 4.50 食盐 NaCl 0.30 石粉 Limestone 1.00 磷酸氢钙 CaHPO4 1.78 DL-蛋氨酸 DL-Met 0.11 预混料 Premix1) 0.28 合计 Total 100.00 营养水平 Nutrient levels2) 代谢能 ME/(MJ/kg) 12.73 粗蛋白质 CP 20.07 钙 Ca 0.90 有效磷 AP 0.40 赖氨酸 Lys 1.00 蛋氨酸 Met 0.42 蛋氨酸+半胱氨酸 Met+Cys 0.78 1)预混料为每千克饲粮提供Premix provided the following per kg of the diet: VA 10 000 IU,VD3 3 400 IU,VE 16 IU,VK3 2.0 mg,VB1 2.0 mg,VB2 6.4 mg,VB6 2.0 mg,VB12 0.012 mg,泛酸钙 calcium pantothenate 10 mg,烟酸 nicotinic acid 26 mg,叶酸 folic acid 1 mg,生物素 biotin 0.1 mg,胆碱 choline 500 mg,Zn (ZnSO4·7H2O) 40 mg,Fe (FeSO4·7H2O) 80 mg,Cu (CuSO4·5H2O) 8 mg,Mn (MnSO4·H2O) 80 mg,I (KI) 0.35 mg,Se (Na2SeO3) 0.15 mg。 2)计算值Calculated values。

表1 基础饲粮组成及营养水平(饲喂基础) Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (as-fed basis)

以下指标均在3 h后(温度转换1 h，保持处理条件2 h)采集，分4组进行采集：体核温度组(2人)，呼吸频率组(3人)，皮肤温度组(3人)，血液相关指标组(2人)。所有采集工作均在2 h内完成。为避免各样品采集相互影响，急性处理后第1个小时内先进行呼吸频率和皮肤温度的采集，第2个小时内进行体核温度和血液的采集。

体核温度采用高精度数字温度计JM6200测量(分辨率0.01 ℃，精度±0.05 ℃)，测量方法：将探头部位插入肉仔鸡直肠5 cm处，读取完全插入后30 s的数据作为体核温度，从抓捕肉仔鸡到读数用时在1 min内完成。共计24只鸡，在30 min内测完。

呼吸频率采用Canon EOS 550D摄像模式拍摄，后期人工数出数据并记录。每隔10 min采集1次，每次测量每只鸡1 min的呼吸次数，共采集6次，6次测量为同一只鸡，每只鸡呼吸频率为6次呼吸次数的平均值。其中每个处理中8只鸡作为1个拍摄循环。3个人分别负责3个处理，并在1 h内完成。

皮肤温度的采集和分析使用热红外成像仪InfReC H2640(热分辨率0.03 ℃、精度±1%)。具体方法为：使用红外成像仪对肉仔鸡头部侧面、小腿(跖)侧面进行垂直拍摄，拍摄距离为0.5 m，每隔3 min拍摄1次，连续拍摄1 h，每只鸡拍摄20张红外照片。通过软件分析，记录每张照片中鸡头部侧面脸部区域、小腿区域的平均皮肤温度，取同一只鸡20个数据的平均值作为统计值。其中每个处理中8只鸡作为1个拍摄循环。3个人分别负责3个处理，并在1 h内完成。红外拍摄见图1。

图 1(Figure 1)

Fig. 1

图1 使用红外成像仪对肉仔鸡脸部平均皮肤温度的采集 Fig. 1 Collection of facial average skin temperature of broiler chicken by infrared thermal imager

对肉仔鸡进行心脏动脉采血，采血针事先用肝素锂抗凝剂湿润，取1滴新鲜心脏动脉血迅速测量血气指标，所用仪器为美国雅培手持式血气分析仪，测试卡选用EC8+型。每个处理中8只鸡全部进行采集。

对肉仔鸡进行翅静脉采血，3 000 r/min离心10 min取上清液，-80 ℃冷冻保存，待测。血清钠离子(Na⁺)、钾离子(K⁺)、钙离子(Ca²⁺)、氯离子(Cl^-)试剂盒购自南京建成生物工程研究所，Na⁺浓度测定采用比浊法，所用仪器为分光光度计和半自动生化分析仪，K⁺、Ca²⁺、Cl^-浓度测定采用微板法，所用仪器为美国Power Wave XS2酶标仪。血清三碘甲腺原氨酸(3,5,3’-triiodothyronine,T₃)、甲状腺素(又称四碘甲腺原氨酸，3,5,3’,5’-tetraiodothyronine,T₄)、皮质酮(cortisol,CORT)试剂盒购自南京建成生物工程研究所，采用酶联免疫吸附测定(ELISA)法，具体操作按说明书进行，所用仪器为美国Power Wave XS2酶标仪。

采用SAS 9.1统计软件，对各个处理进行单因素方差分析(one-way ANOVA)，采用Duncan氏法多重比较，试验数据用“平均值±标准差”表示，P<0.05为差异显著，P<0.01为差异极显著。

由表2可知，急性偏热处理2 h对肉仔鸡体核温度、呼吸频率和皮肤温度均有极显著影响(P<0.01)。其中，31 ℃处理肉仔鸡体核温度、呼吸频率和皮肤温度极显著高于21、26 ℃处理(P<0.01)；26 ℃处理肉仔鸡体核温度和皮肤温度极显著高于21 ℃处理(P<0.01)，26 ℃处理和21 ℃处理肉仔鸡呼吸频率无显著性差异(P>0.05)。

表 2

Table 2

表 2(Table 2)

表 2 急性偏热环境对肉仔鸡生理指标的影响 Table 2 Effects of acute moderate ambient temperatures on physiological indices of broiler chickens 项目 Items 温度 Temperature/℃ P值 P-value 21 26 31 体核温度 Core body temperature/℃ 40.87±0.17C 41.27±0.23B 42.09±0.20A <0.000 1 呼吸频率 Respiratory frequency/(次/min) 29.78±4.36Bb 32.21±13.32Bb 116.45±16.78Aa <0.000 1 皮肤温度 Skin temperature/℃ 脸部 Face 40.67±0.43C 41.77±0.45B 42.87±0.38A <0.000 1 小腿 Leg 40.16±0.37C 41.52±0.42B 42.78±0.43A <0.000 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)，相同或无字母表示差异不显著(P>0.05)。下表同。 In the same row,values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05),and with different capital letter superscripts mean significant difference (P<0.01),while with the same or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as below.

表2 急性偏热环境对肉仔鸡生理指标的影响 Table 2 Effects of acute moderate ambient temperatures on physiological indices of broiler chickens

由表3可知，急性偏热处理2 h对肉仔鸡血液pH、二氧化碳分压(PCO₂)、碳酸根离子离子(CO₃^2-)浓度有极显著影响(P<0.01)，对氧分压(PO₂)无显著影响(P>0.05)。其中31 ℃处理肉仔鸡血液pH极显著高于21 ℃处理(P<0.01)，显著高于26 ℃处理(P<0.05)；31 ℃处理肉仔鸡血液PCO₂、CO₃^2-浓度极显著低于21、26 ℃处理(P<0.01)。26 ℃处理与21 ℃处理肉仔鸡血气相关指标均无显著性差异(P>0.05)。

表 3

Table 3

表 3(Table 3)

表 3 急性偏热环境对肉仔鸡血气指标的影响 Table 3 Effects of acute moderate ambient temperatures on blood gas indices of broiler chickens 项目 Items 温度 Temperature/℃ P值 P-value 21 26 31 pH 7.45±0.06Bb 7.48±0.04ABb 7.56±0.04Aa 0.003 9 氧分压 PO2/kPa 7.93±1.54 8.67±1.27 9.93±2.01 0.077 2 二氧化碳分压 PCO2/kPa 5.08±0.72Aa 5.61±0.57Aa 3.33±0.53Bb 0.000 8 碳酸根离子 CO32-/(mmol/L) 28.33±3.57Aa 29.25±1.84Aa 22.30±3.23Bb 0.001 6

表3 急性偏热环境对肉仔鸡血气指标的影响 Table 3 Effects of acute moderate ambient temperatures on blood gas indices of broiler chickens

由表4可知，急性偏热处理2 h对肉仔鸡血液K⁺浓度有极显著影响(P<0.01)，对肉仔鸡血液 Na⁺、Ca²⁺、Cl^-浓度无显著影响(P>0.05)。其中 26和31 ℃处理肉仔鸡血液Na⁺浓度有低于21 ℃处理的趋势(0.05<P<0.10)，31 ℃处理肉仔鸡血液K⁺浓度极显著高于21和26 ℃处理(P<0.01)。

表 4

Table 4

表 4(Table 4)

表 4 急性偏热环境对肉仔鸡血液水盐代谢指标的影响 Table 4 Effects of acute moderate ambient temperatures on blood indices related in water and salt metabolism of broiler chickens mmol/L 项目 Items 温度 Temperature/℃ P值 P-value 21 26 31 钠离子 Na+ 165.27±7.46 150.88±11.85 146.93±8.48 0.054 7 钾离子 K+ 4.04±0.28Bb 3.94±0.38Bb 4.56±0.57Aa 0.009 0 钙离子 Ca2+ 2.90±0.24 2.79±0.28 2.73±0.25 0.305 9 氯离子 Cl- 111.34±10.01 116.78±7.63 116.10±9.73 0.358 2

表4 急性偏热环境对肉仔鸡血液水盐代谢指标的影响 Table 4 Effects of acute moderate ambient temperatures on blood indices related in water and salt metabolism of broiler chickens

由表5可知，急性偏热处理2 h对肉仔鸡血液T₃浓度有显著影响(P<0.05)，对T₄、CORT浓度无显著性影响(P>0.05)。其中26和31 ℃处理肉 仔鸡血液T₃浓度显著高于21 ℃处理(P<0.05)；31 ℃处理血液CORT浓度有高于21 ℃处理的趋势(0.05<P<0.10)。

表 5

Table 5

表 5(Table 5)

表 5 急性偏热环境对肉仔鸡内分泌指标的影响 Table 5 Effects of acute moderate ambient temperatures on endocrine indices of broiler chickens 项目 Items 温度 Temperature/℃ P值 P-value 21 26 31 三碘甲腺原氨酸 T3/(nmol/L) 4.99±1.54a 3.63±0.45b 3.56±1.14b 0.013 8 甲状腺素 T4/(nmol/L) 98.65±9.88 90.12±29.75 102.19±24.68 0.493 4 皮质酮 CORT/(ng/mL) 69.51±18.15 77.48±20.80 89.50±13.31 0.054 9

表5 急性偏热环境对肉仔鸡内分泌指标的影响 Table 5 Effects of acute moderate ambient temperatures on endocrine indices of broiler chickens

肉仔鸡体核温度、皮肤温度和呼吸频率能够准确反映肉仔鸡体热调节状态及其热舒适性。急性热应激会升高家禽体核温度^[12]。Lacey等^[2]报道，急性31、34、37 ℃处理5 h引起肉仔鸡体核温度升高，且温度越高，体核温度升高的幅度越大。本试验发现，相比21 ℃处理，26和31 ℃处理2 h极显著升高肉仔鸡体核温度，且温度越高，体核温度的升高幅度越大。环境高温同样引起禽类皮肤温度的升高，Cangar等^[13]研究发现，环境温度变化会引起肉仔鸡鸡冠、肉髯、脸部、脖颈、翅膀、腹部、小腿、璞、趾等皮肤温度显著升高。De Souza等^[3]研究指出，肉仔鸡裸露部位皮肤温度较有羽部位对温度变化更为敏感，变化幅度更大。在研究偏热处理对皮肤温度的影响中本试验采用红外热成像技术，此技术具有精度高、非接触、非侵入、对研究对象无干扰等诸多优点^{[4, 14]}，保证了数据的客观可靠性。本试验发现，相比21 ℃处理，26和31 ℃处理2 h极显著升高肉仔鸡脸部及小腿的皮肤温度，且环境温度越高，皮肤温度的升高幅度越大。禽类没有汗腺，当环境温度高于临界温度时，禽类通过加快呼吸，利用蒸发散热维持体热平衡。Raup等^[15]报道，急性35 ℃热暴露使鸡的呼吸频率由19次/min骤升至188次/min。Zhou等^[16]研究发现，30 ℃处理3 h，肉仔鸡呼吸频率从30次/min逐渐升高到200次/min。本试验研究发现，31 ℃处理2 h使肉仔鸡每分钟呼吸次数增加86次，而26 ℃处理对肉仔鸡呼吸频率无显著影响。通常认为，当环境温度高出最适环境温度时，肉仔鸡首先通过升高皮肤温度，继而通过加快呼吸等方式散热，当温度过高体热调节不能达到平衡时，肉仔鸡体核温度才会升高^[17]，而本试验发现，26 ℃处理对肉仔鸡呼吸频率无显著影响，却已经显著升高体核温度。这可能跟禽类的间歇性呼吸有关，在高温环境下，肉仔鸡并不是一直处于高频率呼吸状态，而是间歇性的加快和减缓呼吸，以保证散热的同时也维持体内血液酸碱平衡。尽管相比于21 ℃处理，26 ℃处理使体核温度升高达到极显著水平，但升高幅度仅有0.4 ℃，而肉仔鸡一天之中体核温度也存在合理的昼夜节律变化，26 ℃环境体核温度的小幅升高或许是肉仔鸡使体核温度在合理范围内的自身调整，以减少靠蒸发散热、维持体热平衡引起的不利影响，而不是体热调节失衡的被迫升高。

急性热应激时，肉仔鸡呼吸频率可达100次/min以上，定义为热喘息^[18]，过快的呼吸频率增大了机体内部与外界的气体交换，对血液酸碱平衡及血气指标产生影响。Arad等^[19]发现，高温环境下禽类过度换气导致血液中CO₂减少并诱发轻度呼吸性碱中毒。Smith等^[20]报道，急性热应激造成家禽血液pH升高。李静等^[21]报道，37 ℃热处理1 d，肉仔鸡呼吸频率升高60次/min并引起相关血气指标的改变。本试验结果发现，急性26、31 ℃热处理2 h对肉仔鸡相关血气指标有显著影响，31 ℃处理肉仔鸡血液pH极显著高于21 ℃处理，血液PCO₂、CO₃^2-浓度极显著低于21 ℃处理，PO₂有高于21 ℃处理的趋势；26 ℃处理血气指标与21 ℃处理无显著差异。这与急性热处理对肉仔鸡呼吸频率的影响结果一致，31 ℃处理造成肉仔鸡呼吸频率的极显著升高，26 ℃处理与21 ℃处理呼吸频率无显著差异。可见，急性偏热处理使肉仔鸡处于热不舒适状态，通过调节呼吸、加快蒸发散热维持体热平衡，同时，过快的呼吸频率增大了机体内、外的气体交换，对血液酸碱平衡及血气指标产生了影响。

高温环境，肉仔鸡通过增大尿量排出，带走体内多余的热量，这也是维持机体体热调节的重要途径。Van Kampen等^[22]报道，高温造成鸡尿排出量增加。Belay等^[23]报道，高温引起尿排出量增加的同时也造成体内矿物质离子的大量流失。傅玲玉等^[24]报道，高温造成鸡血液Na⁺浓度下降，K⁺、Ca²⁺浓度升高。刘凤华等^[25]、Deyhim等^[26]也报道高温引起禽类血液Na⁺浓度的降低。本试验研究发现，相比21 ℃处理，急性31 ℃处理2 h引起肉仔鸡血液Na⁺浓度有降低趋势、K⁺浓度显著升高，对Ca²⁺、Cl^-浓度无显著影响，26 ℃处理与21 ℃处理各离子浓度无显著差异。偏热处理引起肉仔鸡生理指标的升高，表明肉仔鸡处于热不舒适状态，需要通过体热调节来维持体热平衡。急性热处理条件下，大量快速的尿排放可为机体释放大量热量，同时体内矿物质离子流失，造成血液离子浓度的降低。而不同偏热程度26、31 ℃对血液离子浓度影响存在差异，可见26 ℃急性处理对肉仔鸡热处理程度较轻，不会引起肉仔鸡通过大量排泄来维持体热平衡。

甲状腺和肾上腺是调节机体代谢产热的重要内分泌腺，其分泌的甲状腺激素T₃、T₄和CORT是参与机体糖、脂等能量代谢，调节产热的重要激素，是动物常见的应激指标。偏热环境对动物引起热不适反应，刺激机体分泌相应激素调节体内产热，维持体热平衡。杨琳等^[27]报道，环境高温可显著降低血液T₃浓度。Tao等^[28]研究发现，随着环境温度的升高及处理时间的延长，血液T₃、T₄浓度呈逐渐下降趋势。姜礼胜等^[29]研究报道，32 ℃持续热处理使肉仔鸡血液T₃浓度先极显著下降，后逐渐升高并高于对照处理，T₄浓度呈先升高并逐渐恢复，CORT浓度一直显著高于对照处理。刘思当等^[30]报道，33 ℃高温环境使肉仔鸡血浆CORT浓度显著升高。本试验结果发现，急性偏热处理2 h显著降低肉仔鸡血液T₃浓度，CORT浓度有升高趋势，对T₄浓度无显著影响。这表明急性偏热26、31 ℃处理对肉仔鸡已属偏热环境，使机体产生不同程度的热调节反应，引起血液糖皮质激素和肾上腺素的变化，一方面降低机体能量代谢，减少产热，维持体热平衡，另一面也积极调动储备能量，以应对外界应激，提供机体抗应激能力。

① 26 ℃急性热处理后，肉仔鸡体核温度、皮肤温度极显著升高，血液T₃浓度显著降低。

② 31 ℃急性热处理后，肉仔鸡体核温度、皮肤温度及呼吸频率极显著升高；血液pH和K⁺浓度极显著升高，PO₂有升高趋势，Na⁺浓度有下降趋势，PCO₂、CO₃^2-浓度极显著下降；血液T₃浓度显著下降。

③ 与21 ℃相比，急性偏热处理(26和31 ℃)不同程度影响肉仔鸡体热调节功能。