氮平衡可反映动物机体摄入氮和排出氮之间的平衡关系。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、组成及营养水平、消化能、代谢能以及饲料原料本身营养成分含量等^[1-2]。钙(Ca)是动物体需要量最大的必需矿物元素，在动物体内的物质代谢、内环境稳定和生理机能等方面具有重要作用。随着我国养羊业的不断发展，国内有关专家先后研究了饲粮不同营养成分对山羊、绵羊氮平衡的影响^[3-6]，但饲粮钙水平对妊娠期绵羊氮平衡及氮磷排放的研究甚少。当前，养殖业中矿物元素及氨氮排放引起的环境污染问题引起了人们越来越多的关注。粪中过量的磷和氮排入水中会引起水体富营养化，从而影响水质。吴义根等^[7]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这4类污染源的产生量以及它们产生的总氮(TN)、总磷(TP)和化学需氧量(COD)这3类污染物逐年增长。对于这3类污染物，4类污染源的贡献基本稳定，其中畜禽养殖的贡献最大。因此，降低养殖业中氮和磷排放、提高机体养分利用率是畜牧业急需解决的问题。目前，有关饲粮营养与环境方面的研究还很薄弱，绵羊养殖对环境造成的负荷未见报道，但有研究表明，通过改善饲粮营养物质的平衡及使用添加剂可以提高机体钙、磷表观消化率，降低氨氮的排放^[8]。本试验以妊娠期云南半细毛羊为研究对象，通过消化代谢试验，研究饲粮钙水平对妊娠期云南半细毛氮平衡及氮磷排放的影响，旨在为评估养羊业对环境造成的氮磷污染提供基础数据，并为从环保角度阐明妊娠期云南半细毛羊饲粮钙添加量提供理论依据。

1 材料与方法 1.1 试验动物与分组

试验羊购自昭通市巧家县赖石山种畜场。将50只体况良好、体重相近且年龄、配种日期、妊娠期一致的云南半细毛羊随机分成5组，每组10只。

1.2 试验饲粮 1.2.1 妊娠中期试验饲粮

在妊娠中期，5组试验羊分别饲喂钙水平实测值为0.42%、0.45%、0.56%、0.65%、0.82%的试验饲粮，试验饲粮中其他营养成分含量保持一致，精粗比均为45 : 55。妊娠中期试验饲粮组成及营养水平见表 1。

1.2.2 妊娠后期试验饲粮

在妊娠后期，5组试验羊分别饲喂钙水平实测值为0.40%、0.50%、0.60%、0.69%、0.87%的试验饲粮，试验饲粮中其他营养成分含量保持一致，精粗比均为45 : 55。妊娠后期试验饲粮组成及营养水平见表 2。

1.3 饲养管理

饲养试验在昆明易兴恒畜牧科技有限责任公司进行。试验前将栏舍打扫干净、严格消毒，并检查代谢笼、食槽和水槽有无异常。每日08:00、17:00各饲喂1次，先饲喂粗料再饲喂精料，自由饮水。试验羊在妊娠期第46天称重分组，然后进入为期14 d的预试期。在预试期，熟悉试验羊饲养管理流程，并记录各组试羊的采食量，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。预试期结束后进入正试期。从妊娠第46天开始试验，试验期共104 d，其中妊娠第46~60天为预试期，妊娠第61~150天为正试期。妊娠第46~120天饲喂妊娠中期试验饲粮，妊娠第121~150天饲喂妊娠后期试验饲粮。

1.4 消化代谢试验

在妊娠中期和后期分别从各组中选择5只羊各进行为期5 d(妊娠第100~105天和第130~135天)的消化代谢试验。试验羊在代谢笼中单笼饲养。每天全收粪、尿，连续收集5 d，每天记录每只羊的采食量、排粪量和排尿量。

1.5 样品采集和分析 1.5.1 饲粮样品的采集

在消化代谢期间每天采集1次混合精料和粗料样品，每组混合精料采集200 g，粗料采集200 g。混合精料、粗料55 ℃风干后回潮24 h，称重，粗料、混合精料分别粉碎过筛，用于测定常规营养成分含量。

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，一份按5%的比例加入10%的稀盐酸进行固氮，55 ℃风干后粉碎过筛，用于测定粪氮含量；另一份55 ℃风干后粉碎过筛，用于测定常规营养成分含量。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 ℃保存用于测定尿氮和磷含量。

1.6 常规成分含量测定

饲粮、粪和尿氮、钙、磷含量均参照张丽英^[9]主编的《饲料分析及饲料质量检测技术》进行测定。

1.7 计算公式

沉积氮(g/d)=食入氮-粪氮排放量-尿氮排放量；

氮沉积率(%)=100×沉积氮/食入氮；

粪氮占比(%)=100×粪氮排放量/(粪氮排放量+尿氮排放量)；

粪磷占比(%)=100×粪磷排放量/(粪磷排放量+尿磷排放量)；

尿氮占比(%)=100×尿氮排放量/(粪氮排放量+尿氮排放量)；

尿磷占比(%)=100×尿磷排放量/(粪磷排放量+尿磷排放量)。

1.8 统计分析

所有试验数据采用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)，结果用“平均值±标准差”表示，用LSD法对组间数据进行多重比较，P>0.05为差异不显著，P < 0.05为差异显著，P < 0.01为差异极显著。

2 结果与分析 2.1 饲粮钙水平对妊娠中期云南半细毛羊氮平衡的影响

由表 3可知，0.42%组和0.45%组的食入氮极显著高于0.65%组和0.82%组(P < 0.01)，0.56%组显著高于0.65%组和0.82%组(P < 0.05)，其他组间差异不显著(P>0.05)。0.82%组的沉积氮及氮沉积率极显著高于0.56%组(P < 0.01)，0.65%组的氮沉积率显著高于0.56%组(P < 0.05)，其他组间差异不显著(P>0.05)。各组氮平衡都为正平衡。

2.2 饲粮钙水平对妊娠后期云南半细毛羊氮平衡的影响

由表 4可知，0.87%组的食入氮极显著高于0.40%组和0.60%组(P < 0.01)，0.50%组和0.69%组显著高于0.40%组(P < 0.05)，其他组间差异不显著(P>0.05)。0.69%组和0.87%组的沉积氮极显著高于0.40%组、0.50%组和0.60%组(P < 0.01)，其他组间差异不显著(P>0.05)。0.69%组和0.87%组的氮沉积率极显著高于0.50%组(P < 0.01)，显著高于0.40%组和0.60%组(P < 0.05)，其他组间差异不显著(P>0.05)。各组氮平衡都为正平衡。

2.3 饲粮钙水平对妊娠中期云南半细毛羊氮磷排放的影响

由表 5可知，妊娠中期云南半细毛羊粪干物质、粪氮排放量以0.65%组最低，分别为0.60 kg/d、12.80 g/d，各组粪磷排放量差异不显著(P>0.05)。妊娠中期云南半细毛羊尿排放量以0.56%组最高，极显著高于其他各组(P < 0.01)，0.82%组最低，显著或极显著低于其他各组(P < 0.05或P < 0.01)，其他组间差异不显著(P>0.05)。饲粮钙水平对尿氮、尿磷排放量的影响不显著(P>0.05)。随饲粮钙水平的提高，妊娠中期云南半细毛羊氮、磷总排放量无显著变化(P>0.05)。氮、磷以从粪中排放为主，粪氮、粪磷排放量分别占氮、磷总排放量的67.54%~73.87%和93.92%~94.95%，尿氮、尿磷排放量分别占氮、磷总排放量的26.13%~32.46%和5.05%~6.08%。

2.4 饲粮钙水平对妊娠后期云南半细毛羊氮磷排放的影响

由表 6可知，妊娠后期云南半细毛羊粪干物质排放量以0.60%组最低，但各组间差异不显著(P>0.05)；粪氮排放量各组间差异不显著(P>0.05)；0.40%组粪磷排放量显著高于0.87%组(P < 0.05)，其他各组间差异不显著(P>0.05)。0.40%组尿排放量极显著高于0.60%组、0.69%组和0.87%组(P < 0.01)，其他组间差异不显著(P>0.05)；尿氮排放量以0.40%组最低，为3.64 g/d，显著低于0.50%组(P < 0.05)，其他组间差异不显著(P>0.05)；0.40%组尿磷排放量极显著高于其他组(P < 0.01)，其他组间差异不显著(P>0.05)。饲粮钙水平对妊娠后期云南半细毛羊氮总排放量的影响不显著(P>0.05)；0.87%组磷总排放量显著低于其他组(P < 0.05)，其他组间差异不显著(P>0.05)。妊娠后期氮、磷的排放与妊娠中期相似，以从粪中排放为主，粪氮、粪磷排放量分别占氮、磷总排放量的73.07%~76.88%和91.19%~94.87%，尿氮、尿磷排放量分别占氮、磷总排放量的23.12%~26.93%和5.13%~8.81%。

3 讨论 3.1 饲粮钙水平对妊娠中期和后期云南半细毛羊氮平衡的影响

目前，有关饲粮钙水平对绵羊氮平衡的研究很少有报道。Kegley等^[10]在肉牛上的研究发现，饲喂高钙水平的饲粮，氮的表观消化率、沉积氮和氮沉积率都会降低，但他们仅考察了0.3%和0.6% 2个钙水平。目前未见饲粮钙水平对绵羊氮平衡影响的研究，本研究结果初步表明，在妊娠中期，当饲粮钙水平在0.42%~0.56%时，随着饲粮钙水平的提高，云南半细毛羊沉积氮和氮沉积率变化不显著，当饲粮钙水在0.65%~0.82%时，沉积氮和氮沉积率随饲粮钙水平的提高而升高；在妊娠后期，当饲粮钙水平在0.40%~0.60%时，云南半细毛羊的沉积氮和氮沉积率不受饲粮钙水平的显著影响，但当饲粮钙水平在0.60%~0.87%时，二者随饲粮钙水平的提高先显著或极显著上升，后趋于稳定。

3.2 饲粮钙水平对妊娠中期和后期云南半细毛羊氮磷排放的影响

畜禽排泄物是环境氮磷污染的重要来源，矿物元素摄入水平的变化会通过影响动物尿液的产生量，从而对尿氮的排放产生影响^[11]。尿氮主要成分为尿素，是牧场氨氮排放的主要来源，且超过动物蛋白质需要量的几乎所有的氮素都会以尿氮的形式排出体外^[12]。Borucki Castro等^[13]通过对哺乳期奶牛的研究发现，可以通过控制哺乳期奶牛饲粮中的阴阳离子差来减少奶牛粪磷的排放，以减少磷对环境的污染。目前这方面研究很少，本试验采用消化代谢试验研究了饲粮钙水平对妊娠期云南半细毛羊氮磷排放的影响，研究发现，饲粮钙水平和妊娠中期云南半细毛羊排粪量可能存在相关性，但和妊娠后期的排粪量不存在相关性，妊娠中期羊只的尿排放量以0.56%组最高，0.82%组最低，妊娠后期尿排放量随饲粮钙水平提高而降低；妊娠中期尿氮排放量无显著变化，但妊娠后期尿氮排放量有随饲粮钙水平提高而增加的趋势。尿磷排放量相当稳定，仅在妊娠后期当饲粮钙水平低于0.50%时尿磷排放量才会显著增加。

钙是动物体内最丰富的矿物元素，饲粮中未被利用的钙和来自肠道黏膜中的内源性钙一起随粪排出，尿中排出的量很少。磷是仅次于钙在动物体内含量最多的常量元素，动物对磷的营养需要以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的排放的原则^[14]。研究发现，不同养分在粪和尿之间分配不同，磷主要存在于粪中，尿中含磷较少；但是氮主要以尿素形式存在于液体尿液中，粪中仅含有少量有机氮^[15]。本试验研究发现，饲粮钙水平对粪尿中磷的排放量影响较小且以从粪中排放为主，其中从粪中排放的磷占磷总排放量的91.19%~94.95%，从尿中排放的磷仅占磷总排放量的5.13%~8.81%。粪氮主要来源于未消化的饲粮氮、未被消化的微生物氮和内源氮，粪氮排放量一般比较稳定^[3]。研究表明，不同饲粮氮水平对粪氮排放量的影响不大，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，而粪氮排放量相当稳定^[11]，与本研究结果相似，在饲粮蛋白质水平相近的情况下，饲粮钙水平对妊娠期云南半细毛羊粪氮、尿氮排放量无显著影响，从粪、尿中排放的氮分别占氮总排放量的67.54%~76.88%和26.13%~32.46%。

蛋白质来源对2~8周龄犊牛生长性能及营养物质表观消化率无显著影响^[16]。何周瑞等^[17]用青贮日本饲用高粱代替等量青贮玉米饲喂绵羊后，青贮日本饲用高粱各主要营养物质的摄入量、消化量和消化率与青贮玉米相比差异均不显著。本试验研究结果与上述结果一致，在保持养分含量基本一致的前提下，各组间不同原料种类对妊娠期云南半细毛羊沉积氮及氮、磷排放量的影响不显著。

4 结论

① 饲粮钙水平显著影响妊娠中期和后期云南半细毛羊的沉积氮及氮沉积率，沉积氮和氮沉积率在妊娠中期以0.82%组最高，在妊娠后期以0.69%组和0.87%组较高。

② 饲粮钙水平对妊娠中期和后期云南半细毛羊氮总排放量无显著影响，对妊娠中期磷总排放量也无显著影响。

③ 无论是妊娠中期还是后期，云南半细毛羊的氮、磷均以随粪排放为主，尤其是磷，随粪排放的量占磷总排放量的90%以上，从尿中排放的磷很少。