2. 江西省农业科学院畜牧兽医研究所, 南昌 330200
2. Institute of Animal Husbandry and Veterinary, Jiangxi Academy of Agricultural Science, Nanchang 330200, China
畜禽饲粮配制中可以根据氨基酸营养需要量，直接添加适宜水平氨基酸配制成能改善动物肠道健康和养殖环境的低蛋白质饲粮，对缓解我国畜禽养殖污染和蛋白质饲料资源短缺具有重要意义[1]。由于瘤胃的存在，羊饲粮中添加未经处理的氨基酸会被瘤胃微生物降解，导致饲粮提供的氨基酸种类和数量不能真实反映羊对氨基酸的吸收和利用水平。为了避免氨基酸的瘤胃降解，生产中可以通过将特定氨基酸进行物理包被或化学保护等方式加工成过瘤胃氨基酸，其进入小肠后能以正常氨基酸的形式被吸收利用[2]。
已有研究表明，在饲粮中添加过瘤胃氨基酸能提高羊的饲料利用率和生长性能，是调控羊氨基酸营养平衡的有效方法。郭伟等[3]研究表明，低蛋白质饲粮中补充过瘤胃氨基酸可以满足杜寒杂交肉羊育肥阶段的营养需要，节省蛋白质饲料。韩娥[4]研究表明，低蛋白质饲粮中添加过瘤胃氨基酸可降低黔北麻羊的氮排泄，提高饲粮蛋白质利用率。牛骁麟[5]、郭俊强[6]分别研究表明，饲粮中添加适量过瘤胃氨基酸能提高湖羊和滩羊的生长性能和屠宰性能。目前，过瘤胃氨基酸营养的研究多集中于少数肉用绵羊品种，过瘤胃氨基酸对不同品种生长性能的促进效果和适宜添加剂量存在差异，且我国大部分肉用地方山羊品种的过瘤胃氨基酸营养需要报道缺乏，限制了过瘤胃氨基酸在肉羊生产中的科学合理利用[7]。
福清山羊是福建省优良地方肉用山羊品种，具有耐粗饲、肉质风味好等特点[8]，尚未见该品种氨基酸需要量和过瘤胃氨基酸的育肥应用研究报道。赖氨酸(Lys)被认为是反刍动物的第一或第二限制性氨基酸，过瘤胃赖氨酸(rumen-protected lysine，RPLys)的开发与应用是反刍动物营养的研究热点。本研究根据福清山羊的养殖实际，研究饲粮中添加不同水平RPLys对生长期福清山羊生长性能、养分表观消化率和氮代谢的影响，为该品种氨基酸营养需要和RPLys的高效利用提供参考数据。
1 材料与方法 1.1 试验设计试验于2020年7—11月在福建省农业科学院渔溪肉羊养殖基地内进行，分为饲养试验和消化代谢试验。选择经同一批次同期发情处理所生的体况良好、体重[(12.06±1.65) kg]相近的4月龄福清山羊羯羊30只，采用单因素试验设计，随机分为5组，每组6只羊，各组单独饲养于约5 m2的小栏内。对照组饲喂基础饲粮，试验Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ组在基础饲粮中每只羊分别添加2.5、5.0、7.5和10.0 g/d RPLys(由杭州某饲料有限公司提供，有效Lys含量50%，过瘤胃率85%以上)。饲养试验全期75 d，其中预试期15 d，正试期60 d。
基础饲粮精粗比为3:7，营养水平根据福清山羊实际养殖条件并参照NRC(2007)10 kg体重山羊平均日增重(ADG)100 g生长需要[9]，按照羊场全混合日粮(TMR)形式加工配制，参照刘洁[10]的方法计算饲粮的代谢能(ME)，基础饲粮组成及营养水平见表 1。
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表 1 基础饲粮组成及营养水平(干物质基础) Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (DM basis) |
消化代谢试验在饲养试验中期进行，采用全收粪收尿法。各组随机选取3只试验羊，1只羊1个重复，试验羊单独置于自制消化代谢笼(可将粪便与尿液自动分离)内饲喂。消化代谢试验期内各组试验羊的饲养管理、饲粮投喂等与饲养试验一致。消化代谢试验全期12 d，其中预试期7 d，正试期5 d。
1.2 饲养管理试验前和试验期间对圈舍和消化代谢笼进行彻底的清扫和消毒。所有试验羊于15日龄统一去势，在试验前统一采用伊维菌素驱虫。根据预试期试验羊的自由采食量，按每只羊600 g/d的标准进行饲喂，每日09：00、19：00各喂全天饲粮的1/2，自由采食和饮水。
1.3 样品采集和指标测定 1.3.1 生长性能每次投料后1 h收集各组未采食的剩余饲料，对各组每日的剩余饲料进行称重并记录剩料量，并计算各组每只试验羊的平均干物质采食量(DMI)和总能采食量(GE intake)，其中消化代谢试验期间的数据不收集。分别于试验正试期开始及结束时，对各组的试验羊逐只进行称重，记录初始体重(IBW)和终末体重(FBW)，计算每只试验羊的总增重和ADG。计算公式如下：
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进入消化代谢试验正试期后，每日08：00收集、称取和记录每只试验羊前1 d的排粪量，按总量10%取样后冷冻保存，另取总量5%的粪样加入10%硫酸进行固氮处理，用于粪氮含量的测定。用装有200 mL 10% H2SO4的塑料桶收集尿液，稀释至5 L，对稀释尿液充分混合，用纱布过滤后每天取样100 mL冷藏保存。按照1.3.1中的方法收集各试验羊每日未采食的剩余饲料。消化代谢试验全部结束后，将每只试验羊收集的粪样和剩余饲料分别混合后进行营养成分测定与分析；将每只试验羊正试期5 d内采集的尿样分别混合后于-20 ℃冰箱保存。
1.4 样品常规化学成分试验饲粮、剩余饲料和粪样干物质(DM)含量为原料经105 ℃烘干至恒重后的重量，其他营养成分含量的测定均为DM基础；粗灰分(Ash)含量为DM样品经坩埚灼烧至恒重后的重量，有机物(OM)含量为DM含量减去Ash含量；总能(GE)采用氧弹式热量计测定；粗蛋白质(CP)含量按照GB/T 6432—2018测定[11]；粗脂肪(EE)含量按照GB/T 6433—2006测定[12]；磷(P)含量按照GB/T 6437—2018测定[13]；钙(Ca)含量按照GB/T 13885—2017测定[14]；中性洗涤纤维(NDF)和酸性洗涤纤维(ADF)含量采用Van Soest[15]的方法测定。体内消化代谢试验中的尿液氮含量采用凯氏定氮法测定。Lys含量利用日立L-8800氨基酸自动分析仪，按照GB/T 18246—2000测定[16]。
养分表观消化率参照Adeola[17]的公式计算：
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利用SPSS 17.0软件进行试验数据的统计分析，采用one-way ANOVA程序进行方差分析，选用Duncan氏多重比较法检验组间数据，结果用平均值±标准差表示，P < 0.05表示差异显著。
2 结果与分析 2.1 饲粮中添加RPLys对福清山羊生长性能的影响由表 2可知，饲粮中添加RPLys对福清山羊DMI、总能采食量、IBW、FBW、总增重和ADG均无显著影响(P＞0.05)。在数值上，4个试验组的DMI、总增重和ADG均高于对照组，其中试验Ⅰ组的DMI最高，试验Ⅱ组的总增重和ADG最高，表明饲粮中添加RPLys对福清山羊的生长具有一定的促进作用。
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表 2 饲粮中添加RPLys对福清山羊生长性能的影响 Table 2 Effects of dietary RPLys on growth performance of Fuqing goats (n=6) |
由表 3可知，饲粮中添加RPLys对福清山羊DM、OM、GE、NDF和ADF的表观消化率均无显著影响(P＞0.05)。在数值上，试验Ⅱ组的DM、OM、GE、NDF和ADF的表观消化率均为最高。
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表 3 饲粮中添加RPLys对福清山羊养分表观消化率的影响 Table 3 Effects of dieary RPLys on nutrient apparent digestibilities of Fuqing goats (n=3) |
由表 3可知，对照组的进食氮显著低于各试验组(P＜0.05)，试验Ⅳ组的进食氮显著高于试验Ⅰ和Ⅱ组(P＜0.05)。试验Ⅳ组的粪氮显著高于试验Ⅱ组(P＜0.05)，其余各组之间无显著差异(P＞0.05)。试验Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ组的沉积氮显著高于对照组(P＜0.05)。各组之间的尿氮、排泄氮、氮沉积率和氮生物学价值无显著差异(P＞0.05)。
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表 4 饲粮中添加RPLys对福清山羊氮代谢的影响 Table 4 Effects of dietary RPLys on nitrogen metabolism of Fuqing goats (n=3) |
DMI和ADG是体现育肥羊生长性能的重要指标，受饲粮适口性、营养水平[3, 5]、肉羊品种以及生产阶段[18]等多种因素的影响。肉羊ADG和DMI呈线性关系[19]，本研究采用日增重100 g的营养需要量配制试验饲粮，但试验期间试验羊的DMI(458.39~484.16 g/d)仅为NRC(2007)要求的70%左右，实际ADG为62.71~70.11 g/d。造成试验羊DMI偏低的主要原因可能是杂交狼尾草的含水量(90%左右)较高，导致整体饲粮的含水量偏高，进而影响了试验羊的DMI。
Lys和蛋氨酸(Met)被认为是反刍动物氨基酸营养平衡中的第一或第二限制性氨基酸[9, 20]，由于瘤胃的存在，饲粮Lys的添加方式以Lys和RPLys为主。李海英等[21]研究表明, 适量添喂未经处理的Lys可显著促进240日龄以内羔羊的生长，Lys适宜添加量随着羔羊日龄的增长而降低。李雪玲等[22]研究表明，在平衡氨基酸饲粮中扣除30%的Lys对湖羊羔羊的DMI无显著影响，但显著降低了ADG。这说明饲粮添加Lys对不同生长时期的肉羊生长具有促进作用，这种促进作用主要是由于饲粮中的Lys可调控瘤胃微生物的群落组成，增加瘤胃细菌总数，增加到达皱胃养分的含量和前胃有机物的消化量，从而增加羔羊的营养供应[23-24]。
研究表明，饲粮添加不同水平的RPLys对滩羊[25]、湖羊[5]和黔北麻羊[4]的DMI无显著影响，与本研究结果一致。牛骁麟[5]研究表明，饲粮中添加RPLys显著增加了湖羊的ADG。而高昌鹏等[25]研究表明，饲粮中添加RPLys对滩羊ADG无显著影响，与本研究结果一致。这可能是由于添加RPLys饲粮中的Lys在瘤胃内降解较少，对瘤胃微生物的影响有限，而低剂量RPLys的添加对饲粮整体适口性和营养水平亦未产生较大影响，从而不影响试验羊的采食。而过瘤胃后的RPLys释放的Lys改善了试验羊的代谢，因此促进了部分试验羊ADG的增长。同时，RPLys的添加量和来源差异也会造成不同研究结果之间的差异[5]，不同品种及生长阶段对Lys的需求量的差异可能也是影响RPLys育肥效果的关键因素。
云强等[26]研究证实，饲粮中添加Lys和Met比例为3:1有利于犊牛生长。但瘤胃发育成熟后反刍动物饲粮中添加适宜的氨基酸类型和剂量的研究结果存在一定差异。有研究表明，饲粮中添加过瘤胃处理的Lys、Met、苏氨酸和精氨酸可弥补饲粮蛋白质缺乏对育肥羊造成的影响[27]，添加复合过瘤胃氨基酸(Met、亮氨酸和异亮氨酸)能显著提高后备牛的ADG[28]，而围产期低能饲粮中添加RPLys并不能替代正常标准能量水平饲粮[29]。在肉羊中，牛骁麟[5]研究表明单独添加RPLys和过瘤胃蛋氨酸(RPMet)对湖羊ADG的促进作用优于复合添加2种过瘤胃氨基酸；张艳梅[30]研究表明，滩羊RPMet的适宜添加量为4.5 g/d，RPLys的适宜添加量为0 g/d。本研究表明，饲粮中添加5.0 g/d RPLys在一定程度上有利于福清山羊的育肥生长。这说明反刍动物的氨基酸营养需要量较为复杂，受饲粮成分、品种等因素的影响较大。鉴于地方山羊品种的氨基酸营养需要的研究报道缺乏，有必要进一步开展福清山羊的适宜氨基营养需要量研究，以达到对饲粮蛋白质和氨基酸的最佳利用率。
3.2 饲粮中添加RPLys对福清山羊养分表观消化率的影响饲粮中各养分的表观消化率是反映试验动物对饲粮养分的利用及机体的生理状态的重要指标，主要受饲料原料、营养水平和纤维含量等因素的影响[31]。DM和OM的表观消化率反映了试验动物对饲粮平均消化能力。本研究结果表明，各组之间DM和OM的表观消化率无显著差异，与湖羊[5]和滩羊[25]中的研究结果一致。能量是动物体内一切代谢和生产活动的基础，由饲粮中的能量成分提供，反刍动物能在瘤胃微生物的作用下利用饲粮中的纤维素和半纤维素等结构性碳水化合物为机体提供能量来源，NDF和ADF的表观消化率是反映反刍动物对饲粮粗纤维利用能力的主要指标，也影响饲粮中GE的表观消化率。瘤胃中纤维降解菌对纤维的降解效率取决于可发酵碳水化合物和氮源的合适比例[32]，由于不同加工方式的过瘤胃氨基酸在不同反刍动物瘤胃中的过瘤胃效率存在差异，而在瘤胃中降解的氨基酸会影响瘤胃微生物的生长，进一步影响试验动物对饲粮NDF和ADF的表观消化率，导致不同研究的结果具有不一致性[5]。高昌鹏等[25]研究表明，在育肥滩羊饲粮中添加5 g/d RPLys的NDF表观消化率显著高于其他组，而ADF表观消化率不受RPLys添加水平的影响，本研究表明，饲粮中添加RPLy对NDF和ADF的表观消化率均无显著影响，说明肉羊品种可能也是影响饲料粗纤维降解的关键因素之一[8]。
3.3 饲粮中添加RPLys对福清山羊氮代谢的影响饲粮中的蛋白质在动物体内通过消化、吸收等代谢过程，最终以粪氮和尿氮形式排出体外，也是造成畜禽养殖污染的主要原因之一[33]。在饲粮中添加过瘤胃氨基酸是平衡动物小肠可吸收氨基酸的最有效途径，氨基酸平衡饲粮能发挥动物的最大消化潜力，对降低畜禽氮排泄具有积极作用[34-35]。大部分研究结果表明饲粮中添加RPLys对反刍动物的进食氮无显著影响[5, 19, 36]。而本研究结果表明，各组进食氮随着饲粮RPLys添加水平的增加而增加。这可能是由于本研究的基础饲粮结合了福清山羊的生产实际配制，饲粮含水量偏高而粗蛋白质水平偏低，各组试验羊DMI均未达到NRC(2007)的采食量水平，导致额外条件RPLys对试验羊的进食氮产生了显著影响。
不同反刍动物的粪氮和尿氮的排出量存在一定的差异[37-38]。刘远等[8]研究表明，福清山羊的粪氮和尿氮差异较小，与本研究结果较一致。尿氮能反映动物吸收和代谢氮的状况，在缺乏可代谢蛋白质的饲粮中添加适量PRLys可减少反刍动物的尿氮排泄量[39]，但PRLys添加水平超过试验动物对Lys的正常需要量时，过量的Lys与精氨酸产生拮抗作用而引起代谢负担，增加尿氮排泄量，造成了Lys的浪费[25]。本研究结果表明，饲粮中添加RPLys对试验羊的尿氮无显著影响，说明添加RPLys没有对试验羊造成氨基酸的代谢负担，且适宜的添加水平还能减少粪氮的排出，而RPLys添加水平达到10.0 g/d时，不能被肠道吸收的Lys以粪氮的形式排出体外，增加了试验羊的排泄氮，造成浪费。
沉积氮和氮沉积率是动物对饲粮中蛋白质利用的最终体现。高昌鹏等[25]研究表明，饲粮中添加RPLys对滩羊沉积氮和氮沉积率无显著影响，而饲粮中添加2.5 g/d RPLys显著提高了氮的表观消化率，添加7.5~10.0 g/d RPLys组的氮生物学价值显著高于添加2.5 g/d RPLys组。这与本研究结果存在一定的差异，本研究结果表明，饲粮中添加2.5~7.5 g/d RPLys显著提高了福清山羊的沉积氮，但各组之间氮沉积率和氮的生物学价值无显著差异。分析认为除了饲粮营养成分不同造成结果的差异外，可能饲料原料组成、饲喂方式、肉羊年龄和品种等因素对RPLys的利用途径和效率也存在较大的差异。
4 结论在本试验条件下，饲粮中添加RPLys对福清山羊生长性能无显著影响，饲粮中添加2.5~7.5 g/d RPLys显著提高了福清山羊的沉积氮。
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