影响反刍动物氮平衡和养分消化率的因素主要有饲粮蛋白质来源、组成及水平以及消化能、代谢能、饲料原料本身养分含量等^[1-2]。王莉^[3]研究了精料不同组合对饲喂玉米秸秆绵羊的营养物质表观消化率、氮平衡、矿物质平衡及生产效益的影响，结构发现，在大量饲喂低质粗饲料的条件下，氮源补添可有效地改善营养物质利用状况，提高中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)的利用率。张彦林^[4]研究了饲粮蛋白质水平对绵羊营养物质消化吸收的影响，结果显示，随着饲粮蛋白质水平的升高，氮的表观消化率逐渐升高。随着规模化养殖业地不断发展，规模养殖业在很大程度上带动了经济的发展，但是畜禽排出的粪、尿、气等废弃物对环境产生了很大的负面影响，环境污染变得日益严重。2017年，吴义根等^[5]利用时空分异与动态演进研究了我国农业面源污染的问题，提出农业化肥投入、农业固体废弃物(秸秆)、水产养殖和畜禽养殖产生的氮、磷和化学需氧量这3类污染物逐年增长，这3类污染物中上述4类污染源的贡献基本稳定，其中畜禽养殖的贡献最大。近年来，有关饲粮蛋白质水平对氮平衡及环境负荷影响的研究在奶牛上有较多报道，在羊上的报道甚少。本试验旨在通过消化代谢试验，研究饲粮蛋白质水平对云南半细毛羊氮沉积、氮沉积率、粪尿中氮、钙、磷排放量及对环境负荷的影响，以期为空怀期云南半细毛羊饲粮配比和减少环境负荷研究提供理论参考。

1 材料与方法 1.1 试验动物

试验选用50只体况良好、体重相近、38月龄经产2胎的空怀期云南半细毛羊，随机分成5个组，分别接受5个饲粮处理，每组10只。试验羊购自昭通市巧家县赖石山种畜场，所有试验羊试验前进行药物驱虫。

1.2 试验饲粮

试验饲粮按无外源蛋白质补充以及分别补充5%、6%、11%、15%豆粕设计，实测饲粮蛋白质水平分别为7.60%(组1)、9.49%(组2)、11.29%(组3)、11.56%(组4)、14.96%(组5)，其他营养水平保持一致。试验饲粮组成及营养水平见表 1。

1.3 饲养管理

试验在昆明易兴恒畜牧科技有限公司进行，试验前将栏舍打扫干净、严格消毒，检查饲槽和水槽有无异常。所有试验羊单栏饲喂，每天08:00、17:00各喂料1次，喂料顺序为先粗料后精料，自由饮水。试验羊进行19 d的饲养试验，其中预试期14 d，正试期5 d。试验羊进入羊舍后进行药物驱虫处理，5 d后称重分组，然后进入为期14 d的预试期，预试期结束后从每组选择5只试验羊进行消化代谢试验。在预试期熟悉试验羊饲养管理流程，并记录各组试验羊的采食量，根据前1天的采食量调整第2天饲喂量，确保饲槽内有10%左右的剩料。

1.4 消化代谢试验

从每组挑选5只试验羊于2018年8月29日到2018年9月2日进行为期5 d的消化代谢试验。试验羊在代谢笼中单笼饲养，每天收集全部粪、尿并记录每只羊的采食量、排粪量和排尿量。

1.5 样品采集 1.5.1 饲粮样品的采集

预试期开始前每组精料采集200 g，用于测定养分含量。消化代谢试验开始后每天采集1次混合精料和粗料样品，每组采集200 g，55 ℃风干后粉碎过40目筛，用于测定养分含量。

1.5.2 粪、尿样品采集

每天将收集的每只羊的鲜粪样混匀称重后取20%并分成2份，其中一份粪样按5%的比例加入10%的稀盐酸进行固氮，另一份粪样55 ℃风干后粉碎过40目筛，用于测定粗蛋白质、钙、磷含量；每天将收集的尿样混匀后取10%添加10%的盐酸使pH低于3进行固氮，于-20 ℃保存用于测定氮、钙、磷含量。

1.6 计算公式

饲粮、粪、尿中养分含量参照张丽英^[6]主编《饲料分析及饲料质量检测技术》进行测定，并按照计算公式计算以下指标：

氮沉积量(g/d)=氮摄入量-粪氮排放量-尿氮排放量；

氮沉积率(%)=(氮沉积量/氮摄入量)×100；

粪钙占比(%)=(粪钙排放量/粪尿钙排放总量)×100；

粪氮占比(%)=(粪氮排放量/粪尿氮排放总量)×100；

粪磷占比(%)=(粪磷排放量/粪尿磷排放总量)×100；

尿钙占比(%)=(尿钙排放量/粪尿钙排放总量)×100；

尿氮占比(%)=(尿氮排放量/粪尿氮排放总量)×100；

尿磷占比(%)=(尿磷排放量/粪尿磷排放总量)×100。

1.7 统计分析

试验数据采用Excel 2010软件进行初步处理后用SPSS 19.0软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA)，并用LSD法进行多重比较，结果以平均值±标准差表示，P>0.05表示差异不显著，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 饲粮蛋白质水平对空怀期云南半细毛羊氮沉积的影响

由表 2可知，干物质采食量(DMI)各组间差异不显著(P>0.05)；随着饲粮蛋白质水平的升高，氮摄入量逐渐增加，组1与组2间表现为差异显著(P < 0.05)，其他各组间则表现为差异极显著(P < 0.01)；与组1相比，组2的氮沉积量显著增加(P < 0.05)，组3、组4、组5的氮沉积量极显著增加(P < 0.01)，而组3、组4、组5间差异不显著(P>0.05)；组3的氮沉积率极显著高于组1(P < 0.01)，其他组间差异不显著(P>0.05)；组3的氮沉积量分别比组1、组2多出7.36、3.49 g/d，氮沉积率分别比组1、组2、组4、组5高出13.40、7.37、3.35、6.81百分点。上述结果表明，饲粮蛋白质水平为11.29%时，空怀期云南半细毛羊的氮沉积较佳。

2.2 饲粮蛋白质水平对空怀期云南半细毛羊粪中养分排放量的影响

由表 3可知，随着饲粮蛋白质水平的升高，粪干物质排放量各组间差异不显著(P>0.05)；粪氮排放量组2与组1、组3差异不显著(P>0.05)，其他组则随着饲粮蛋白质水平的升高呈极显著增加(P < 0.01)；粪钙排放量以组3最低(5.04 g/d)，且极显著低于组5(P < 0.01)，组1、组2、组4间差异不显著(P>0.05)；粪磷排放量随饲粮蛋白质水平的升高逐渐增加，组2、组3、组4间差异不显著(P>0.05)，组1、组2、组3极显著低于组5(P < 0.01)，组4显著低于组5(P < 0.05)。上述结果表明，饲粮蛋白质水平为11.29%时，空怀期云南半细毛羊粪中养分排放量较少，对环境负荷的影响较小。

2.3 饲粮蛋白质水平对空怀期云南半细毛羊尿中养分排放量的影响

由表 4可知，随着饲粮蛋白质水平的升高，尿排放量组1、组2、组3和组4间差异不显著(P>0.05)，组1、组2极显著低于组5(P < 0.01)，组3、组4显著低于组5(P < 0.05)；尿氮排放量随着饲粮蛋白质水平的升高逐渐增加，除组2与组1、组3间差异不显著(P>0.05)外，其他各组间均有极显著差异(P < 0.01)；尿钙排放量组1、组2、组3和组4间差异不显著(P>0.05)，但上述4组均显著低于组5(P < 0.05)，以组3的尿钙排放量最低，为1.18 g/d，比组1、组5分别降低0.53和0.78 g/d；尿磷排放量组1显著低于组5(P < 0.05)，其他各组间差异不显著(P>0.05)，但组3尿磷排放量分别比组2、组4、组5降低0.03、0.01和0.20 g/d。上述结果表明，组3尿中排放的养分对环境负荷的影响较其他组小。

2.4 饲粮蛋白质水平对空怀期云南半细毛羊粪尿中养分排放总量的影响

由表 5可见，随着饲粮蛋白质水平的升高，粪尿氮排放总量逐渐增加，组1、组2、组3极显著低于组5(P < 0.01)，组1、组2极显著低于组4(P < 0.01)，组3显著低于组4(P < 0.05)；粪氮占比为42.06%~72.44%，随着饲粮蛋白质水平的升高而逐渐降低，且组1极显著高于组3、组4、组5(P < 0.01)，组2显著高于组3、组4、组5(P < 0.05)；尿氮占比为27.56%~57.94%，随着饲粮蛋白质水平的升高而逐渐升高，且组1、组2、组3极显著低于组5(P < 0.01)，组1、组2还极显著低于组4(P < 0.01)；组3粪尿钙排放总量比组1、组2、组4、组5分别降低1.14(P < 0.05)、1.07(P>0.05)、0.39(P>0.05)和1.43 g/d(P < 0.01)；粪钙占比为78.22%~80.69%，尿钙占比为19.31%~21.78%，粪、尿钙占比各组间差异不显著(P>0.05)；组1、组2粪尿磷排放总量极显著低于组5(P < 0.01)，其他各组间差异不显著(P>0.05)；粪磷占比为91.43%~94.70%，尿磷占比为5.30%~8.57%，粪、尿磷占比各组间差异不显著(P>0.05)。上述结果表明，随着饲粮蛋白质水平的升高，粪尿氮排放总量增加，且多余的氮以从尿中排放为主；饲粮蛋白质水平在9.49%~11.56%时对粪尿钙排放总量无显著影响，在7.06%~11.56%时对粪尿磷排放总量无显著影响，且钙、磷的排放以从粪中排放为主。

3 讨论 3.1 饲粮蛋白质水平对空怀期云南半细毛羊氮沉积的影响

研究发现，采食量和饲粮精粗比例对瘤胃外流速率、微生物蛋白质的合成和进入十二指肠的量产生显著影响，从而影响饲粮中氮的消化代谢^[7]；随着蛋白质摄入量的降低，氮沉积量显著减少^[8]。刘海斌等^[9]研究显示，随着饲粮蛋白质水平的升高，绒山羊的氮沉积量增加，机体对蛋白质的总吸收量与饲粮蛋白质水平呈正相关。另有研究发现饲粮蛋白质水平显著影响日均蛋白质采食量，T4、T5和T6组(饲粮蛋白质水平为17%)黑山羊日均蛋白质采食量要显著高于T1、T2和T3组(饲粮蛋白质水平为15%)，这与T4、T5和T6组饲粮蛋白质水平较高有关^[10]。本试验中试验羊的氮摄入量随着饲粮蛋白质水平的升高而增加，组2比组1、组3比组2、组4比组3、组5比组4分别增加了31.35%、16.13%、19.34%、23.77%。赵智华等^[11]研究得出，重庆黑山羊氮沉积量随饲粮蛋白质水平的升高逐渐增加，与本试验的研究结果相一致，本试验中饲粮蛋白质水平[7.60%(组1)、9.49%(组2)、11.29%(组3)、11.56%(组4)、14.96%(组5)]逐渐上升时，氮沉积量也逐渐增加，组2比组1、组3比组2、组4比组3、组5比组4分别增加了60.67%、40.68%、4.42%、12.14%。有研究表明，如果饲粮中蛋白质不能满足动物需要，适当提高蛋白质水平可使蛋白质消化率得到提高；但如果蛋白质能满足动物需要，再提高蛋白质水平则会造成动物对蛋白质的利用率下降，而将其排出体外并增加消化器官的负担^[12]。本试验中，随饲粮蛋白质水平的升高，空怀期云南半细毛羊的先升高后降低，以组3最低，表明组4、组5饲粮中氮排出较多，造成了蛋白质资源浪费。

3.2 饲粮蛋白质水平对粪尿中养分排放量的影响

粪氮主要是由内源性蛋白质、小肠未消化的微生物蛋白质、未消化的饲粮蛋白质和小肠脱落的上皮细胞组成。不同饲粮氮水平条件下粪氮排放量变化通常不大，主要因为增加饲粮氮水平能够导致尿氮排放量迅速增加，超过动物需要量的几乎所有的氮都是通过尿液排出体外的，而粪氮排放量相对稳定^[13]。有研究显示，随着蛋白质摄入量的降低，尿氮排放量显著减少^[8]。本试验中，随着饲粮蛋白质水平的升高，干物质采食量无显著变化，当饲粮蛋白质水平由7.60%升高到14.96%时，粪氮排放量由10.59 g/d升高到12.72 g/d，变化较小，而尿氮排放量则由4.04 g/d升高到17.50 g/d，呈极显著增加，且组1比组2、组2比组3、组3比组4、组4比组5分别减少46.78%、42.33%、48.58%和39.55%，与上述研究结果相一致。

钙是动物体内最丰富的矿物元素，饲粮中未被利用的钙主要随粪排出，尿中排出的量很少；磷是动物体内含量仅次于钙的矿物元素，动物对磷的需要必须遵循既要满足动物的生长性能和健康又要最低限度地减少磷排放的原则^[14]。本试验中，随着饲粮蛋白质水平的升高，空怀期云南半细毛羊粪、尿钙排放量差异较小，其中从粪中排放的钙占粪尿钙排放总量的78.22%~80.69%，从尿中排放的钙占粪尿钙排放总量的19.31%~21.78%；粪尿磷排放总量随饲粮蛋白质水平的升高而升高，但在一定范围内各组间的差异不显著且以从粪中排放为主。随着饲料工业的发展，蛋白质和磷被大量应用于畜牧业，饲粮中蛋白质和磷的供给量往往超过了动物的需要量，过量的蛋白质、磷排放到环境中，造成土壤中氮、磷的富集，水体富营养化，引起生态系统失衡。蛋白质和磷是昂贵的饲料资源，同时也是目前畜禽养殖过程中造成环境污染最严重的来源之一。在一些畜牧业发达的国家，如日本、美国等，已制定了限制磷排放量的法规，限制经由畜禽养殖粪尿排出的氮和磷的量，以控制这些成分在土壤和水中的积累来保护环境^[15]。在奶牛养殖过程中氮、磷排放对环境的影响国内外研究者已做了大量的研究，由于羊的粪尿排放量相比奶牛的粪尿排放量较少，在此方面引起的关注度不够，因此对此方面的研究甚少。从本试验可以看出，粪尿氮、磷排放总量随饲粮蛋白质水平的升高而增加，在饲粮配制过程中，在保证动物对养分维持需要的基础上，可通过降低饲粮蛋白质水平来控制动物的氮、磷排放量，进而降低对环境的负荷。

4 结论

① 随着饲粮蛋白质水平的升高，空怀期云南半细毛羊氮摄入量、氮沉积量均逐渐增加，氮沉积率则先增加后降低，当饲粮蛋白质水平11.29%时，氮沉积率最佳。

② 随着饲粮蛋白质水平的升高，粪尿氮、磷排放总量逐渐增加，饲粮蛋白质水平在9.49%~11.56%时对粪尿钙总排放量无显著影响，在7.06%~11.56%时对粪尿磷总排放量无显著影响。

③ 空怀期云南半细毛钙、磷以从粪中排放为主，多余的氮则主要从尿中以尿氮的形式排出。