锌不仅参与动物体内蛋白质、氨基酸、核酸、脂肪和碳水化合物代谢[1]，而且与胰岛素、胰高血糖素、前列腺素、促性腺激素等的活性有关，是生殖、免疫、凝血、生物膜稳定等生理功能所必需[2]。另外，六大酶系中近300多种酶活性都与锌有关[3]。因此，锌又被称为“生命元素”[4]。锌是动物生长发育所必需的微量元素，在提高机体免疫力、防止脂质过氧化、促进机体生长发育等方面都具有重要作用[5-6]。动物饲粮中锌缺乏或过量都会对动物产生不良影响，严重时甚至发病死亡。为此，开展锌对产蛋期种鹅生物学效应影响研究具有重要意义。锌在雌性动物生殖过程的每个阶段都发挥重要作用。种鸡缺锌时，种蛋孵化率降低，胚胎发育不良，孵出的小鸡体弱，不能站立，采食量、饮水量降低，呼吸困难，鸡胚骨骼发育受损，出现畸形等[7-9]。马丽华[10]的试验表明，蛋鸡缺锌时，其采食量、日增重、产蛋率、种蛋受精率和种蛋孵化率均显著下降。禽类产蛋性能的变化由神经内分泌调控，其中雌激素是禽类开产和产蛋维持的重要调节因子[11]。雌二醇(E2)是雌激素的一种，可加速卵细胞的发育成熟，调节促黄体素(LH)的释放，而LH又是排卵所必需。张拴林等[12]研究报道称，锌通过影响性腺活动和性激素的分泌而对动物的性器官正常发育、性机能的正常发挥等表现出重要的生理意义。在体内多种激素中，锌参与激素的合成、贮存和分泌，如胰岛素、肾上素皮质激素和睾酮(T2)等。在蛋鸡的营养中，锌维持正常免疫功能，保持生物膜的稳定性和繁殖器官完整性[13]。庞金海等[14]研究显示，缺锌组大鼠睾丸及血清中锌含量降低，睾丸重量减轻，血清中睾酮含量下降，给缺锌大鼠补锌后可恢复正常。目前，锌对鸡和大鼠等动物繁殖性能影响已经开展了初步研究，但是对于产蛋期种鹅营养的研究起步较晚，至今尚未形成完整的饲养标准。本试验在查阅大量相关资料的基础上，采用等梯度添加微量元素锌的方法，向饲粮中添加不同水平的锌，开展锌对种鹅繁殖性能、蛋品质和血清生化指标影响的研究，旨在筛选出锌在种鹅饲粮中的适宜添加水平，为完善我国种鹅营养需要量数据库提供理论依据。
1 材料与方法 1.1 试验动物及设计试验选择34周龄体况相近的种鹅120只，随机分为6组，每组4个重复，每个重复5只鹅(1公4母)。预试期1周，正试期10周。各组(Ⅰ~Ⅵ组)饲粮锌添加水平分别为0、25、50、75、100、125 mg/kg。试验鹅由青岛农业大学优质水禽研究所育种基地提供，试验用硫酸锌购自浙江新维普添加剂有限公司(有效成分含量为98%)。
1.2 试验饲粮试验用基础饲粮以玉米和豆粕为主要原料，参照NRC(1994)家禽营养需要量中推荐的种鹅饲粮营养水平设计配方。基础饲粮组成及营养水平见表 1。采用等离子体发射光谱仪测得基础饲粮中锌含量为25.16 mg/kg。
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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) |
试验种鹅采用地面饲养方式，自由采食，自由饮水。试验前鹅舍进行充分冲洗和严格消毒，试验期内每周消毒2次。
每天08：00捡蛋，每天记录耗料量，产蛋数，合格蛋数，每周汇总以减小误差。种蛋每组随机挑选80个，共6组480个蛋，每30 d入孵1次，分别记录入孵蛋数、无精蛋数、死胚蛋数、出雏数、健雏数、弱雏数。计算产蛋率、料蛋比、种蛋合格率、种蛋受精率、种蛋孵化率、健雏率。
1.4 测定指标及方法 1.4.1 繁殖性能和蛋品质的测定繁殖性能和蛋品质指标测定与计算方法按照NY/T 823—2004进行。
1.4.2 血清生化指标的测定试验结束后，各组每重复随机选择2只鹅，翅静脉采血，3 000 r/min离心制得血清样品，分装，-20 ℃冷冻保存。血清总蛋白(TP)含量采用考马斯亮蓝法测定，血清谷草转氨酶(AST)、碱性磷酸酶(AKP)活性和白蛋白(ALB)含量采用比色法测定。上述指标均用试剂盒测定，试剂盒均购自南京建成生物工程研究所。
1.4.3 血清抗氧化指标的测定血清总抗氧化能力(T-AOC)测采用比色法测定，血清总超氧化物歧化酶(T-SOD)活性采用羟胺法测定，血清谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性采用比色法测定，血清丙二醛(MDA)含量采用硫代巴比妥酸反应(TBA)法测定。上述指标均用试剂盒测定，试剂盒均购自南京建成生物工程研究所。
1.4.4 血清激素指标的测定血清雌二醇、睾酮、生长激素(GH)含量均由北京北方生物技术研究所采用放射免疫分析法测定，血清胰岛素样生长因子-Ⅰ(IGF-Ⅰ)含量采用酶联免疫法测定。
1.5 数据处理与统计分析采用SPSS 22.0软件的单因素方差分析(one-way ANOVA)方法，分析饲粮不同锌添加水平的影响及各项指标间的差异。数据以最小二乘均值和均值标准误差(SEM)表示。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 饲粮锌添加水平对产蛋期种鹅繁殖性能的影响由表 2可知，饲粮锌添加水平对产蛋率影响不显著(P > 0.05)。Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组种蛋合格率显著高于Ⅰ组(P < 0.05)；Ⅳ、Ⅴ组种蛋受精率显著高于Ⅱ组(P < 0.05)，极显著高于Ⅰ、Ⅵ组(P < 0.01)；Ⅳ、Ⅴ组种蛋孵化率显著或极显著高于其他各组(P < 0.05或P < 0.01)；Ⅲ、Ⅳ组健雏率显著或极显著高于Ⅰ、Ⅱ、Ⅴ、Ⅵ组(P < 0.05或P < 0.01)。
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表 2 饲粮锌添加水平对产蛋期种鹅繁殖性能的影响 Table 2 Effects of dietary zinc supplemental level on reproductive performance of breeding geese during laying period |
对Ⅱ~Ⅵ组种蛋合格率、种蛋受精率、种蛋孵化率、健雏率(Y)分别与饲粮锌添加水平(X)进行二次曲线拟合，建立回归方程如下：
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由上述曲线回归方程得出，饲粮锌添加水平为64.68 mg/kg时种蛋合格率最高，但此时R2值仅为0.273，曲线拟合度低，所以此水平不做参考；饲粮锌添加水平为70 mg/kg时种蛋受精率最高；饲粮锌添加水平为65.49 mg/kg时种蛋孵化率最高；饲粮锌添加水平为80.39 mg/kg时健雏率最高，但此时曲线拟合度低，故此水平不作为参考值。
以上结果表明，饲粮锌添加水平为75~100 mg/kg时种蛋受精率较高，饲粮锌添加水平为75~100 mg/kg时种蛋孵化率较高，饲粮锌添加水平过高或过低对种鹅繁殖性能都有显著影响。从综合效益角度分析，建议种鹅饲粮中锌添加水平为65~70 mg/kg。
2.2 饲粮锌添加水平对产蛋期种鹅蛋品质的影响由表 3可知，Ⅲ组蛋黄颜色最高，显著高于Ⅰ组(P < 0.05)；Ⅳ组哈氏单位最高，显著或极显著高于Ⅰ、Ⅱ、Ⅵ组(P < 0.05)。饲粮锌添加水平对蛋重、蛋形指数、蛋比重、蛋壳强度、蛋壳厚度、蛋黄比率、蛋白高度影响不显著(P > 0.05)。
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表 3 饲粮锌添加水平对产蛋期种鹅蛋品质的影响 Table 3 Effects of dietary zinc supplemental level on egg quality of breeding geese during laying period |
以上结果表明，饲粮锌添加水平在50 mg/kg为蛋黄颜色最深，饲粮锌添加水平为75 mg/kg时哈氏单位最高。从综合效益角度分析，建议种鹅饲粮中锌添加水平为50~75 mg/kg。
2.3 饲粮锌添加水平对产蛋期种鹅血清生化、抗氧化和激素指标的影响由表 4可知，饲粮锌添加水平对血清白蛋白含量、谷草转氨酶活性影响不显著(P > 0.05)。Ⅰ组血清总蛋白含量显著低于其他各组(P < 0.05)，Ⅲ组血清碱性磷酸酶活性显著高于Ⅰ、Ⅱ、Ⅵ组(P < 0.05)。
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表 4 饲粮锌添加水平对种鹅血清生化指标的影响 Table 4 Effects of dietary zinc supplemental level on serum biochemical indices of breeding geese during laying period |
由表 5可知，饲粮锌添加水平对血清丙二醛含量及总超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶活性影响不显著(P > 0.05)。Ⅲ、Ⅳ组血清总抗氧化能力显著高于Ⅵ组(P < 0.05)。
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表 5 饲粮锌添加水平对产蛋期种鹅血清抗氧化指标的影响 Table 5 Effects of dietary zinc supplemental level on serum antioxidant indices of breeding geese during laying period |
由表 6可知，饲粮锌添加水平对血清胰岛素样生长因子-Ⅰ、雌二醇、睾酮含量影响不显著(P > 0.05)。Ⅳ组血清生长激素含量最高，显著高于Ⅰ、Ⅱ、Ⅵ组(P < 0.05)。
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表 6 饲粮锌添加水平对产蛋期种鹅血清激素指标的影响 Table 6 Effects of dietary zinc supplemental level on serum hormone indices of breeding geese during laying period |
以上结果表明，饲粮锌添加水平为50~75 mg/kg时血清碱性磷酸酶活性、总抗氧化能力、生长激素含量较高。从综合效益角度分析，建议种鹅饲粮中锌添加水平为50~75 mg/kg。
3 讨论 3.1 饲粮锌添加水平对产蛋期种鹅繁殖性能的影响锌对雌性动物生殖过程的每个阶段都起着重要的作用。缺锌母鸡产的种蛋孵化率低，鸡胚发育受阻，死亡率高。种鸡缺锌时，种蛋孵化率低，胚胎发育不良，孵出的小鸡体弱，不能站立，采食或饮水量降低，呼吸困难，鸡胚骨骼发育受损，一些鸡胚还有无尾等畸形。马丽华[10]的试验表明，蛋鸡饲粮缺锌时，其采食量、日增重、产蛋率、种蛋受精率和种蛋孵化率均显著下降。任洁等[15]发现，锌主要通过调节性腺活性和性激素的分泌影响性器官正常发育及性机能正常发挥，从而直接或间接地影响动物繁殖性能。Abubakar等[16]研究表明，饲粮中添加外源性的锌和蛋氨酸可影响母鸡的蛋质量、种蛋受精率、种蛋孵化率和血浆中孕酮和雌激素的含量。李梅清[17]试验表明，饲粮中添加蛋氨酸锌能显著提高皖西白鹅的种蛋受精率和种蛋孵化率；饲粮添加100 mg/kg蛋氨酸锌时，其平均蛋重、产蛋率、种蛋受精率和种蛋孵化率最高。其结果与本试验结果大致吻合，而饲粮锌水平的不同可能和添加锌的方式、鹅的种类和饲养管理有关。本试验中，饲粮锌添加水平的对产蛋期种鹅繁殖性能有显著影响，饲粮锌添加水平为70 mg/kg时种蛋受精率最高，饲粮锌添加水平为65.49 mg/kg时种蛋孵化率最高，本结果与NRC标准中锌推荐添加量(65 mg/kg)非常接近。
3.2 饲粮锌添加水平对产蛋期种鹅蛋品质的影响锌作为蛋禽体内的必需微量元素之一，是多种酶和活性蛋白的必需组分和激活因子，广泛参与体内代谢，具有重要的生物学功能，在调控蛋禽机体状态和产品品质方面发挥重要作用。李梅清[17]试验结果表明，饲粮中分别添加60、80和100 mg/kg的蛋氨酸锌对蛋重无显著影响。而王金和[18]和Shaheen等[19]的研究发现，蛋鸡饲粮添加富锌益生素，提高了日平均产蛋量、产蛋率、平均蛋重、蛋壳厚度、蛋壳强度、哈氏单位，降低了蛋黄胆固醇含量和软破壳蛋率。因此，锌对蛋重的影响可能与禽的种类有关。朱国生[20]证实，在高温应激下蛋鸡饲粮中添加一定量的蛋氨酸锌可提高其抗应激能力，促进食欲，有效改善蛋壳厚度，减少软破蛋率。而本试验结果表明，饲粮中添加不同水平的锌对种鹅大部分蛋品质指标影响不明显，但是对蛋黄颜色和哈氏单位有显著影响, Ⅰ组蛋黄颜色显著低于其他各组，Ⅰ组哈氏单位极显著低于Ⅳ组。目前，关于锌对种鹅蛋品质影响的报道比较少，有关机理还有待于继续研究。
3.3 饲粮锌添加水平对产蛋期种鹅血清生化、抗氧化、激素指标的影响秦应和等[21]研究发现，锌对肉兔的生长性能以及血清总蛋白和碱性磷酸酶活性具有重要影响。李梅清[17]研究发现，在不同时期，随着锌添加水平的增加，皖西白鹅血清中谷草转氨酶活性有增加趋势，但是都没有达到显著水平。这与本试验结果相一致。冯望宝等[22]报道，低锌显著降低蛋鸭血清总抗氧化能力，补锌后血清总抗氧化能力逐渐增加，但在高锌水平(1 000 mg/kg)条件下，血清总抗氧化能力受到抑制。谷胱甘肽过氧化物酶是机体内广泛存在的一种重要的含锌酶，主要参与还原型谷胱甘肽对过氧化氢的还原反应。王宝维等[23]试验结果表明，饲粮中添加锌能显著提高血清中谷胱甘肽过氧化物酶活性，当饲粮中锌含量为148.33 mg/kg时，鹅血清谷胱甘肽过氧化物酶活性最高。曲湘勇等[24]研究表明，相比无机微量元素组，60%、50%、40%有机微量元素组都显著降低了血清谷胱甘肽过氧化物酶活性。锌除对激素受体的效能和靶器官的反应性产生影响外，还在激素的产生、储存和分泌中起作用。李敬玺[5]研究表明，锌通过影响性腺活动和性激素的分泌而对动物的性正常发育、性机能的正常发挥等表现出重要的生理意义。李梅清[17]研究表明，蛋氨酸锌对提高皖西白鹅血清中促卵泡生成激素(FSH)、LH和雌二醇含量影响显著，使血清激素维持较高水平。研究发现，无论是在成熟还是非成熟的雄性大鼠的循环液中，缺锌组比对照组的生长激素含量显著降低[25]。缺锌会降低血清生长激素含量或损害生长激素与其受体间的结合，降低血清胰岛素样生长因子-Ⅰ含量，使动物生长减缓[26]。Eder等[27]研究指出，缺锌大鼠血清生长激素含量显著降低。Lefebvre等[28]研究表明，缺锌不但降低大鼠血清生长激素含量，同时损害生长激素与其受体间的结合，降低胰岛素样生长因子-Ⅰ基因表达量。本试验结果表明，血清总蛋白、生长激素含量及碱性磷酸酶活性、总抗氧化能力随饲粮锌添加水平的升高而呈现出先增加后减少趋势，而对其他血清指标影响不大，其机理还有待于进一步探究。
4 结论① 饲粮添加适宜水平锌可显著提高种鹅产蛋期种蛋受精率、种蛋孵化率和健雏率。
② 饲粮添加适宜水平锌可显著提高蛋黄颜色和哈氏单位。
③ 饲粮添加适宜水平锌可显著提高血清总蛋白、生长激素含量及总抗氧化能力、碱性磷酸酶活性。
④ 建议种鹅产蛋期饲粮中锌添加水平为65~70 mg/kg。
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