日粮蛋白水平对小尾寒羊羔羊生长性能、营养物质表观消化率、氮排放和血清生化指标的影响

姚喜喜，刘皓栋

（1. 青海大学农牧学院, 青海 西宁 810016；2. 甘肃畜牧工程职业技术学院, 甘肃 武威 733006）

饲料中的可降解氮(nitrogen, N)一部分在反刍动物瘤胃中通过瘤胃微生物作用转化为氨，剩余的氮被瘤胃壁吸收后，经血液运输，到达肝脏又转化为尿素[1-2]。据报道，反刍动物尿液氮排泄会导致水污染、土壤酸化和环境污染[3]。绵羊作为重要的反刍动物，尤其在发展中国家，更是人们日常饮食文化、经济收入和宗教信仰的重要来源[4]。据报道，全球绵羊的数量约为6.54 亿只，近年来由于绵羊养殖所造成的氮排泄形成的系列环境污染问题已变得非常严重[5]。根据以往研究表明，降低饲料日粮中的蛋白质水平是减少绵羊氮排泄的有效途径之一[6-7]。中国拥有1.4 亿只绵羊，占全球绵羊养殖总数量的21.4%[5]。小尾寒羊具有早熟、多胎、羔多、生长快、出肉高和肉品质优良等特点[8]，是我国主要饲养的本土优良绵羊种类之一[9]。近年来，随着绵羊饲养量的增加，蛋白质类饲料仍然供不应求，进口量逐年增加[10]。科学利用蛋白质类饲料资源，不仅可以减少由于过量饲喂造成的蛋白类饲料资源浪费，也可减少尿氮排放和环境污染[11-13]。因此，研究如何减少反刍动物养殖过程中的氮损失，缓解蛋白质类饲料的供应压力，提高小尾寒羊的饲养效益显得十分必要[14-15]。本研究通过对小尾寒羊育肥公羔分别饲喂低、中和高3 个蛋白梯度的日粮，研究日粮蛋白质水平对育肥羔羊生长性能、营养物质表观消化率、氮代谢和血清生化指标的影响，筛选3 月龄小尾寒羊育肥羔羊合理的低蛋白日粮配方，降低绵羊饲养中蛋白饲料的用量，以期为减少环境氮排放提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

本研究在武威市凉州区长通林木农民专业合作社开展，按照单因素随机试验设计原则，试验选择36 只健康3 月龄小尾寒羊公羔，根据体重相近[(18.05 ±1.36) kg]原则随机分为3 组，每组分12 只羔羊，分别饲喂3 种不同蛋白质水平日粮，饲养水平参考美国反刍动物饲养标准 (Nutrient Requirements of Small Ruminants，NRC)中体重15 kg、日增重100～150 g·d-1绵羊营养需要量推荐值[13]，代谢能水平设定为10.50 MJ·kg-1，日粮粗蛋白质水平按照推荐的营养需要量13.40%的标准依次梯度减少或增加1.40%，即Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ组的蛋白质水平分别为低蛋白水平日粮(12.00%)、中等蛋白水平日粮(13.40%)和高蛋白水平日粮(14.80%)。试验组日粮组成与营养水平如表1 所列。

表1 饲粮原料的组成和营养水平(干物质基础)Table 1 Ingredients and nutrient levels of the experimental diets (dry matter basis)

1.2 试验动物、日粮和饲养管理

36 只健康小尾寒羊公羔集中饲养于3 个独立圈舍，每个圈舍12 只，且统一饲喂和管理，分别在每日06:30 和18:30 分2 次喂养颗粒混合饲粮，自由采食与饮水。试验预试期14 d，正试期90 d。

1.3 样品采集与测定

整个饲喂试验分第30、60 和90 天3 个试验周期，在每个试验周期的当日、前1 日和后1 日连续3 d 测定3 组不同蛋白质水平羔羊日粮的干物质(dry matter, DM)、有机物质(organic matter, OM)、粗蛋白(crude protein, CP)、中性洗涤纤维(neutral detergent fiber, NDF)、酸性洗涤纤维(acid detergent fiber, ADF)含量和体重[15-16]，最后计算出每组在3 d 内的平均干物质采食量(dry matter intake, DMI)、有机物质采食量(organic matter intake, OMI)、粗蛋白采食量(crude protein intake, CPI)、中性洗涤纤维采食量(neutral detergent fiber intake, NDFI)、酸性洗涤纤维采食量(acid detergent fiber intake, ADFI)和平均日增重(average daily gain, ADG)，作为代表该试验周期的DMI、OMI、CPI、NDFI、ADFI 和ADG 数据，料重比(feed to gain,F/G)根据DMI 和ADG 之比计算。

正式试验90 d 结束的最后3 d，通过直肠取粪法收集每个试验组羔羊粪便样品，并在65 ℃恒温烘箱中干燥48 h，将干燥后的样品粉碎后过1 mm 筛网用于表观消化率测定。有机物和粗蛋白质消化率采用Abraham 等[15]提出的酸不溶性灰分法测定，中性洗涤纤维和酸性洗涤纤维消化率采用Van Soest等[16]提出的酸不溶灰分法测定。

通过商用尿液受体(AKNM002M，北京盒子生工科技有限公司)每天分两次现场采集羔羊尿样，将采集的尿样用等量6 mol·L-1HCl 立即酸化，以防止氨挥发，并于-20 ℃下保存待测。所有试验尿样在25 ℃下解冻后滤纸过滤，尿氮含量根据比色法测定[15]，肌酸含量采用苦味酸分析法测定[17]。

在正式试验的第30、60 和90 天当日早晨喂料后3 h，每只羔羊采血5 mL，3 000 r·min-1离心15 min，收集血清并将其置于-20 ℃条件下保存待测。血清总蛋白、白蛋白、血尿素氮(blood urea nitrogen，BUN)、葡萄糖、总胆固醇、天冬氨酸转氨酶(aspartate aminotransferase， AST)、 丙 氨 酸 转 氨 酶 (alanine transaminase，ALT)、碱性磷酸酶(alkaline phosphatase，ALP)、总胆红素、肌酐、甘油三酸酯、脂蛋白(density lipoprotein，DL)、低密度脂蛋白(low-density lipoprotein，LDL)和非酯化脂肪酸(non-esterified fatty acid，NEFA)含量采用东芝120 自动生化分析仪(TOSHIBA-120FR，日本东芝医疗系统有限公司)测定。球蛋白含量通过总蛋白含量和白蛋白含量之差计算。

1.4 数据分析

采用Excel 2013 处理数据，使用SPSS 19.0 进行单因素方差分析(one-way ANOVA)，结果以均值 ±标准差来表示，采用最小显著差异法(least significant difference，LSD)进行多重比较，当P＜ 0.05 时，表示组间差异显著，P＜ 0.01 表示差异极显著，P＞ 0.05表示差异不显著。

2 结果与分析

2.1 日粮蛋白质水平对育肥羔羊生长性能的影响

日粮蛋白质水平对育肥羔羊DMI、NDFI 和ADFI无显著影响(P＞ 0.05)，对育肥羔羊OMI、CPI、ADG和F/G 影响显著(P＜ 0.05) (表2)。Ⅰ组育肥羔羊OMI显著高于Ⅲ组(P＜ 0.05)，Ⅱ组和Ⅲ组组间差异不显著(P＞ 0.05)；Ⅲ组育肥羔羊CPI、ADG 和F/G 显著高于Ⅰ组和Ⅱ组(P＜ 0.05)，Ⅰ组和Ⅱ组组间差异不显著(P＞ 0.05)。

表2 日粮蛋白水平对育肥羔羊干物质摄入量、平均日增重和饲料效率的影响Table 2 Effects of dietary protein levels on dry matter intake (DMI), average daily gain(ADG) and feed efficiency (FE) of fattening lambs

2.2 日粮蛋白水平对育肥羔羊营养物质表观消化率的影响

日粮蛋白质水平对育肥羔羊DM、OM、CP、NDF和ADF 表观消化率影响显著(P＜ 0.05) (表3)。Ⅲ组育肥羔羊DM、OM 和ADF 表观消化率显著高于Ⅰ组(P＜ 0.05)，Ⅱ组和Ⅲ组组间差异不显著(P＞0.05)，Ⅰ组和Ⅱ组组间差异不显著(P＞ 0.05)；Ⅱ组和Ⅲ组育肥羔羊CP 和NDF 表观消化率显著高于Ⅰ组(P＜ 0.05)，Ⅱ组和Ⅲ组组间差异不显著(P＞0.05)。

表3 日粮蛋白水平对羔羊营养物质表观消化率的影响Table 3 Effects of dietary protein levels on nutrient apparent digestibility of fattening lambs

2.3 日粮蛋白水平对育肥羔羊氮代谢的影响

日粮蛋白水平对育肥羔羊氮摄入量、粪氮排出量、尿氮排出量、总氮排出量和氮存留量影响显著(P＜ 0.05) (表4)。Ⅲ组育肥羔羊氮摄入量、尿氮排出量和总氮排出量显著高于Ⅰ组和Ⅱ组(P＜ 0.05)，Ⅱ组显著高于Ⅰ组(P＜ 0.05)；Ⅲ组育肥羔羊粪氮排出量显著高于Ⅰ组(P＜ 0.05)，Ⅰ组和Ⅱ组间差异不显著(P＞ 0.05)；Ⅱ组和Ⅲ组育肥羔羊氮存留量显著高于Ⅰ组(P＜ 0.05)，Ⅱ组和Ⅲ组组间差异不显著(P＞0.05)。

表4 日粮蛋白水平对育肥羔羊氮代谢的影响Table 4 Effects of dietary protein levels on nitrogen metabolism of fattening lambs

2.4 日粮蛋白水平对育肥羔羊血清生化指标的影响

日粮蛋白质水平对育肥羔羊血清总蛋白、白蛋白、球蛋白、总胆固醇、天冬氨酸转氨酶、碱性磷酸酶、甘油三酯和高密度脂蛋白含量无显著影响(P＞0.05)，对育肥羔羊血液尿氮、葡萄糖、丙氨酸转氨酶、总胆红素、肌酐、低密度脂蛋白和非酯化脂肪酸含量影响显著(P＜ 0.05) (表5)。Ⅲ组育肥羔羊血液尿氮含量显著高于Ⅱ组和Ⅰ组(P＜ 0.05)，Ⅱ组显著高于Ⅰ组(P＜ 0.05)；Ⅲ组育肥羔羊葡萄糖含量显著高于Ⅰ组(P＜ 0.05)，Ⅱ组和Ⅲ组间差异不显著(P＞0.05)，Ⅰ组和Ⅱ组间差异不显著(P＞ 0.05)；Ⅰ组育肥羔羊丙氨酸转氨酶和总胆红素含量显著高于Ⅲ组(P＜ 0.05)，Ⅱ组和Ⅲ组间差异不显著(P＞0.05)；Ⅰ组和Ⅱ组育肥羔羊肌酐和低密度脂蛋白含量显著高于Ⅲ组(P＜ 0.05)，Ⅰ组和Ⅱ组间差异不显著(P＞ 0.05)；Ⅰ组育肥羔羊非酯化脂肪酸含量显著高于Ⅱ组(P＜ 0.05)，Ⅱ组显著高于Ⅲ组(P＜ 0.05)。

表5 日粮蛋白水平对育肥羔羊血清生化指标的影响Table 5 Effects of dietary protein levels on serum biochemical indices of fattening lambs

3 讨论

3.1 日粮蛋白水平对育肥羔羊生长性能、营养物质表观消化率和氮排放的影响

日粮蛋白水平对反刍家畜的生长发育发挥着重要的调控作用，采食量是评价反刍家畜饲养条件的重要指标之一，是维持动物健康和生长发育的基础，准确掌握动物采食量是合理利用饲料资源和减少饲料资源浪费的依据[17]。Shahjalal 等[18]的研究发现，饲喂20.3%的高蛋白水平日粮和16.9%的低蛋白水平日粮对孟加拉黑山羊的DMI 无显著影响，但山羊的OMI、CPI 和ADG 显著增加。Wang 等[14]的研究表明，饲喂15.0%和17.0%的蛋白水平日粮对海南黑山羊DMI 无显著影响，但显著提高了黑山羊的ADG 和F/G。Cortese 等[19]用13.5%低蛋白水平日粮和15.0%高蛋白水平日粮饲喂夏洛莱牛时发现，日粮蛋白水平的增加会显著提高夏洛莱牛的DMI、ADG 和F/G。整体看来，日粮蛋白水平对反刍家畜生长性能影响的研究结果不尽相同。本研究结果表明，日粮CP 水平对羔羊DMI、NDFI 和ADFI 无显著影响，对OMI、CPI、ADG 和F/G 影响显著，这与Shahjalal 等[18]和Wang 等[14]的研究结果一致。本研究中，育肥羔羊DMI、NDFI 和ADFI 不受日粮蛋白水平的影响，OMI 表现出随日粮蛋白水平的提高而逐渐下降的趋势，说明12.00%蛋白水平日粮已满足育肥羔羊生长发育的蛋白需要，若继续提高日粮蛋白水平不仅造成蛋白饲料资源的浪费，还会增加养殖成本。

有关增加日粮蛋白水平对羔羊生产性能影响的研究报道已有很多，但有关降低日粮蛋白水平对羔羊生产性能的影响研究相对较少[18-19]。Khattab 等[20]的研究表明，日粮蛋白水平(14.2%、12.3%和10.2%)的变化对荷斯坦公牛的DM、OM、CP、NDF 和ADF表观消化率无显著影响。据Bahrami-Yekdangi 等[21]报道，日粮蛋白水平对奶牛DM、OM 和CP 表观消化率有显著影响，且随日粮蛋白水平的增加，DM、OM 和CP 表观消化率表现出先升高后保持不变的趋势，这与本研究结果类似。营养物质表观消化率反映了瘤胃中微生物活性[22]。本研究中，饲喂14.80% CP 水平日粮组羔羊的DM、OM 和ADF 表观消化率显著高于12.00% CP 水平日粮组，13.40% CP水平日粮组与12.00% CP 水平日粮组相比，DM、OM和ADF 表观消化率无显著差异，说明与NRC[13]对体重15 kg、日增重100～150 g·d-1绵羊蛋白需要量推荐值13.40%相比，适当降低日粮蛋白水平至12.00%并不影响羔羊对DM、OM 和ADF 的表观消化率。

降低日粮CP 水平对反刍动物氮平衡影响的研究报道已有很多，降低日粮CP 水平会显著降低泌乳奶牛、泰国本地肉牛和山羊尿氮排泄量，但对粪氮排泄量没有影响[5,23]。尿素在反刍动物肾脏排出的氮中所占比重较高[5]。家畜通过粪便和尿液排出的氮会造成空气和地下水污染。本研究中，低CP 水平日粮的摄入减少了羔羊粪氮和尿氮的排出量，这可能与CP 表观消化率较低有关。据报道，给绵羊饲喂低蛋白日粮时尿氮排泄量较低，可能是由于通过上调尿素转运体A1 mRNA基因表达增加了肾脏对尿素的再吸收所引起的[24-25]。饲喂低CP 水平日粮羔羊的低氮存留量导致尿氮排泄量低，尿氮很快转化为氨并挥发到空气中，而粪氮转化为氨的速度较慢[26]。

3.2 日粮蛋白水平对育肥羔羊血清生化指标的影响

血清生化指标是反映动物对日粮营养物质利用和代谢情况的重要参数[18]。日粮蛋白质在反刍动物瘤胃中被降解为氨态氮，氨态氮是血液尿氮和尿素氮的主要来源[19]。血液尿氮、总蛋白、白蛋白和球蛋白是反映动物蛋白质代谢情况的关键指标[18]。血清白蛋白和球蛋白共同构成总蛋白，总蛋白和白蛋白含量高说明动物对日粮蛋白质的摄取和利用率较好，有利于蛋白质沉积，也有利于增强动物的免疫力和动物增重[18]。Cortese 等[19]研究表明，降低日粮蛋白水平会显著降低夏洛莱牛血液尿氮、总蛋白、白蛋白和球蛋白含量，这与本研究中降低日粮蛋白水平会显著降低羔羊血液尿氮含量的结果一致，低CP 水平日粮饲喂，造成羔羊血液尿氮含量降低，说明日粮蛋白水平对瘤胃氨态氮浓度产生负反馈调节作用。低CP 水平日粮饲喂对羔羊血清总蛋白、白蛋白和球蛋白含量无显著影响，说明本研究中适当降低日粮蛋白水平不会影响羔羊对日粮蛋白质的摄取和利用，不会对羔羊免疫力和增重造成影响。

血清葡萄糖含量主要受反刍动物肝脏糖异生作用的调节[20]。葡萄糖参与所有哺乳动物细胞类型的能量代谢和合成途径[27]。据报道，育肥山羊血清葡萄糖含量随日粮中CP 水平的降低而下降[21]，这与本研究结论一致，造成这一现象的原因是低蛋白水平日粮中含有较少的玉米淀粉，日粮经瘤胃微生物发酵产生的丙酸盐含量相对较少，而反刍动物基本上通过肝脏内糖异生作用将丙酸盐合成葡萄糖来满足其对葡萄糖的需求[20]。本研究中低蛋白日粮组羔羊瘤胃发酵产生的较少的丙酸盐造成血清葡萄糖的合成受限，表现为机体血清葡萄糖含量较低。

血清低密度脂蛋白质和非酯化脂肪酸水平反映了脂类的代谢和运输能力[27]。血清低密度脂蛋白和非酯化脂肪酸含量降低可能是由于饲喂低CP 水平日粮导致血清葡萄糖含量降低引起的[24]。血清天冬氨酸转氨酶含量可作为反刍动物组织坏死的指标[28]。本研究中羔羊血清天冬氨酸转氨酶含量不受日粮CP 水平的影响，说明本研究中低日粮CP 水平不会对育肥羔羊健康状况造成影响。据报道，与饲喂高CP 水平日粮绵羊相比，饲喂低CP 日粮绵羊的血清肌酸含量显著升高[4]，这与本研究的结果相似。

血清总胆固醇、甘油三酸酯和高密度脂蛋白是典型的能量和脂类代谢物，其含量高低与能量代谢密切相关，反映了动物机体对脂肪的利用情况。本研究结果表明，日粮蛋白水平对血清总胆固醇、甘油三酯和高密度脂蛋白含量无显著影响，与黄文琴等[29]的研究结果一致，可能原因是日粮蛋白水平能够保障动物的维持和生产需求，机体本身不需要通过分解脂肪获取更多能量，因此血清中甘油三脂含量在3 个不同蛋白水平日粮组羔羊中没有表现出显著差异，说明12.00%蛋白水平日粮能够满足育肥羔羊维持和生产需求。

4 结论

与NRC 推荐值13.40% CP 相比，12.00% CP 日粮饲喂不会造成羔羊DMI、OMI、CPI、NDFI、ADFI、ADG 和F/G 的显著下降，但能显著减少羔羊粪氮和尿氮的排出量，显著降低氮存留量。12.00% CP 日粮饲喂对羔羊血清总蛋白、白蛋白、球蛋白、天冬氨酸转氨酶、总胆固醇、甘油三酸酯和高密度脂蛋白含量无显著影响。因此，为减少蛋白类饲料用量，提高饲料利用率，减少氮排放，本研究中日粮蛋白水平以12.00% CP 最优。