飼糧蛋白質水平對妊娠期云南半細毛羊氮平衡和養分排放的影響

趙小琪 王思宇 薛 白 倪曉君 李銀江 洪瓊花*

(1.云南省畜牧獸醫科學院，昆明650224；2.四川農業大學動物營養研究所，成都611130)

氮平衡反映的是動物機體氮的攝入和排出的關系，反芻動物氮平衡及養分消化率受飼糧蛋白質水平、營養成分組成、飼養模式、生理階段等多種因素的影響[1-2]。近年來，國內外研究學者對綿羊、山羊的氮平衡做了許多研究[3-6]，但是有關飼糧蛋白質水平對妊娠期綿羊氮平衡及氮、磷排放影響的研究甚少。隨著肉羊產業的不斷發展，為了快速提高生產性能獲得更大的經濟效益，在飼糧中添加過量的氮、磷，而多余的氮、磷通過糞尿排放到環境中，是氮、磷排放過多的主要原因。糞尿中的氮最終會以氨、硝酸鹽和胺3種形態進入土壤，造成土壤污染，影響空氣質量；而糞尿中的磷流入江湖，還會引起水體富營養化，危害水生動、植物的生長[7-8]。目前，在不影響動物生產性能的前提下，從源頭控制氮、磷排放的研究已經成為畜禽污染防控的熱點之一。研究發現，通過控制飼糧中氮和磷添加量[9-10]、優化氨基酸組成[11]、改良原料加工技術[12]、添加酶制劑[13]等措施可以提高氮、磷利用率，減少氮、磷排放。本試驗采用飼養試驗和消化代謝試驗相結合的方法，通過研究飼糧蛋白質水平對妊娠期云南半細毛羊氮平衡和氮、磷、鈣排放的影響，為優化妊娠期云南半細毛羊的飼糧結構、減少環境負荷提供基礎數據。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

本試驗在云南省昆明市易興恒畜牧科技有限公司進行。選取50只體況良好、體重[(46.52±4.58) kg]相近、年齡一致、配種日期相同的經產2胎妊娠期云南半細毛羊，隨機分為5組，每組10個重復，每個重復為1只羊。5組試驗羊飼喂不同蛋白質水平的試驗飼糧。試驗飼糧參照我國《肉羊飼養標準》(NY/T 816—2004)進行配制，妊娠前期和中期蛋白質水平分別為6.65%(Ⅰ組)、9.02%(Ⅱ組)、10.97%(Ⅲ組)、12.43%(Ⅳ組)和13.95%(Ⅴ組)，妊娠后期蛋白質水平分別為6.31%(Ⅰ組)、7.77%(Ⅱ組)、10.47%(Ⅲ組)、12.69%(Ⅳ組)和15.25%(Ⅴ組)，其他營養水平基本保持一致，妊娠前期和中期試驗飼糧組成及營養水平見表1，妊娠后期試驗飼糧組成及營養水平見表2。飼養試驗從妊娠第46天算起，共104 d，其中預試期14 d，正試期90 d，妊娠第61～90天、第91～120天和第121～150天分別為妊娠前期、中期和后期。

表1 妊娠前期和中期試驗飼糧組成及營養水平(干物質基礎)

續表1項目 Items組別 GroupsⅠⅡⅢⅣⅤ中性洗滌纖維 NDF41.8748.3846.0342.5038.75酸性洗滌纖維 ADF25.6927.5325.5724.3723.34鈣Ca0.510.530.480.540.47磷P0.260.270.300.300.31

表2 妊娠后期試驗飼糧組成及營養水平(干物質基礎)

1.2 飼養管理

試驗開始前對羊舍進行清潔、消毒，并仔細查看代謝籠、食槽以及水槽是否有異常。每天08:00、17:00各飼喂1次，自由飲水。試驗開始當天清晨將試驗羊空腹稱重并分組，緊接著進入14 d的預試期。在預試期內對各組試驗羊的采食量做好記錄，根據前1天的采食量對第2天飼喂量作出及時調整，以保證料槽內有10%左右的余料。預試期內，試驗羊適應環境和試驗飼糧，預試期結束后進入為期90 d的正試期。正試期試驗羊的飼養管理與預試期一致。

1.3 消化代謝試驗

分別在妊娠前期(妊娠第71～75天)、中期(妊娠第101～105天)和后期(妊娠第131～135天)從各組隨機選5只試驗羊進行為期5 d的消化代謝試驗。每天收集糞尿樣品，連續收集5 d，并準確記錄每只試驗羊每天的采食量、排糞量、排尿量。每天收集的鮮糞樣混勻后按10%取2份，其中一份按5%的比例加入10%的稀鹽酸固氮，用于檢測糞中粗蛋白質含量；另一份直接放入自封袋保存，用于檢測其他營養成分的含量。每天收集的尿樣混勻后取總量的10%并加入10%稀鹽酸使pH低于3進行固氮。此外，每天需要采集200 g的飼糧樣品，備測營養成分含量。全部樣品均需-20 ℃保存備用。

1.4 常規營養成分含量測定

飼糧、糞和尿中的常規營養成分含量參照張麗英[14]主編的《飼料分析及飼料質量檢測技術》進行測定。

1.5 計算公式

沉積氮(g/d)=采食氮-糞氮排放量-
尿氮排放量；
氮沉積率(%)=(沉積氮/采食氮)×100；
糞氮占比(%)=[糞氮排放量/
(糞氮排放量+尿氮排放量)]×100；
尿氮占比(%)=[尿氮排放量/
(糞氮排放量+尿氮排放量)]×100；
糞磷占比(%)=[糞磷排放量/
(糞磷排放量+尿磷排放量)]×100；
尿磷占比(%)=[尿磷排放量/
(糞磷排放量+尿磷排放量)]×100；
糞鈣占比(%)=[糞鈣排放量/
(糞鈣排放量+尿鈣排放量)]×100；
尿鈣占比(%)=[尿鈣排放量/
(糞鈣排放量+尿鈣排放量)]×100。

1.6 統計分析

試驗數據用Excel 2010進行初步處理，然后用SPSS 25.0進行單因素方差分析(one-way ANOVA)，結果以平均值±標準差表示，以P<0.05作為差異顯著的判定標準，P<0.01作為差異極顯著的判定標準。

2 結果與分析

2.1 飼糧蛋白質水平對妊娠前期云南半細毛羊養分排放的影響

由表3可知，在妊娠前期，飼糧蛋白質水平對糞干物質排放量、尿磷排放量、尿鈣排放量的影響不顯著(P>0.05)。糞氮排放量、尿氮排放量和氮總排放量隨著飼糧蛋白質水平的升高而增加，其中Ⅳ組和Ⅴ組的糞氮排放量極顯著高于Ⅰ組(P<0.01)，Ⅴ組的尿氮排放量和氮總排放量極顯著高于除Ⅳ組以外的其他各組(P<0.01)。Ⅰ組的糞磷排放量、磷總排放量極顯著低于Ⅳ組和Ⅴ組(P<0.01)。Ⅴ組的糞鈣排放量、鈣總排放量最高，而Ⅲ組的最低，Ⅳ組和Ⅴ組的糞鈣排放量、鈣總排放量極顯著高于其他各組(P<0.01)，其他各組間差異不顯著(P>0.05)。妊娠前期云南半細毛羊糞尿中的氮、磷、鈣排放以糞中排放為主，糞氮、糞磷、糞鈣排放量分別占各自總排放量的55.36%～81.15%、99.33%～99.61%和96.54%～98.19%，尿氮、尿磷、尿鈣排放量分別占各自總排放量的18.85%～44.64%、0.39%～0.67%和1.81%～3.46%。

表3 飼糧蛋白質水平對妊娠前期云南半細毛羊養分排放的影響

續表3項目 Items組別 GroupsⅠⅡⅢⅣⅤ尿氮占比N ratio of urine/%18.85±7.37Bc21.48±4.86Bc33.61±7.84Ab40.62±4.40Aab44.64±6.47Aa糞磷排放量Fecal P excretion/(g/d)3.43±0.51Bc3.88±0.51ABbc3.85±1.09ABc4.80±0.53Aab5.06±0.80Aa尿磷排放量Urine P excretion/(g/d)0.02±0.010.02±0.010.02±0.000.03±0.010.02±0.00磷總排放量Total P excretion/(g/d)3.45±0.51Bc3.89±0.51ABbc3.87±1.08ABc4.83±0.53Aab5.08±0.80Aa糞磷占比P ratio of feces/%99.33±0.3999.61±0.1299.42±0.2999.47±0.2299.53±0.12尿磷占比P ratio of urine/%0.67±0.390.39±0.120.58±0.290.53±0.220.47±0.12糞鈣排放量Fecal Ca excretion/(g/d)5.03±0.71Bb5.31±0.47Bb4.55±1.40Bb7.11±0.72Aa7.27±1.14Aa尿鈣排放量Urine Ca excretion/(g/d)0.17±0.110.14±0.060.13±0.070.15±0.060.13±0.03鈣總排放量Total Ca excretion/(g/d)5.20±0.62Bb5.44±0.48Bb4.68±1.36Bb7.26±0.74Aa7.40±1.16Aa糞鈣占比Ca ratio of feces/%96.54±2.4197.49±1.2096.88±2.0197.89±0.7098.19±0.24尿鈣占比Ca ratio of urine/%3.46±2.412.51±1.203.12±2.012.11±0.701.81±0.24

2.2 飼糧蛋白質水平對妊娠中期云南半細毛羊養分排放的影響

由表4可知，在妊娠中期，糞干物質排放量、尿磷排放量不受飼糧蛋白質水平的顯著影響(P>0.05)。Ⅳ組的糞氮排放量最高，Ⅰ組的糞氮排放量顯著低于其他各組(P<0.05)；隨著飼糧蛋白質水平的升高，尿氮排放量、氮總排放量逐漸增加，其中Ⅳ組和Ⅴ組的尿氮排放量、氮總排放量極顯著高于Ⅰ組和Ⅱ組(P<0.01)。糞磷排放量、磷總排放量隨著飼糧蛋白質水平的升高而增加，其中Ⅳ組的糞磷排放量、磷總排放量顯著高于Ⅰ組(P<0.05)。Ⅳ組的糞鈣排放量、鈣總排放量最高，Ⅳ組和Ⅴ組的糞鈣排放量、鈣總排放量極顯著高于Ⅲ組(P<0.01)，Ⅰ組的尿鈣排放量最高且顯著高于Ⅲ組和Ⅳ組(P<0.05)。妊娠中期云南半細毛羊糞尿中的氮、磷、鈣排放以糞中排放為主，糞氮、糞磷、糞鈣排放量分別占各自總排放量的55.03%～82.83%、99.29%～99.68%和97.46%～98.98%，尿氮、糞磷、糞鈣排放量分別占各自總排放量的17.17%～44.97%、0.32%～0.71%和1.02%～2.54%。

表4 飼糧蛋白質水平對妊娠中期云南半細毛羊養分排放的影響

2.3 飼糧蛋白質水平對妊娠后期云南半細毛羊養分排放的影響

由表5可知，在妊娠后期，飼糧蛋白質水平對糞干物質排放量、尿磷排放量的影響不顯著(P>0.05)。糞氮排放量、尿氮排放量、氮總排放量、糞磷排放量、磷總排放量、糞鈣排放量隨著飼糧蛋白質水平的升高而增加。Ⅳ組和Ⅴ組的糞氮排放量極顯著高于Ⅰ組(P<0.01)，Ⅴ組的尿氮排放量、氮總排放量極顯著高于其他各組(P<0.01)；Ⅳ組和Ⅴ組的糞磷排放量、磷總排放量極顯著高于Ⅰ組(P<0.01)，且顯著高于Ⅱ組(P<0.05)；Ⅴ組的糞鈣排放量極顯著高于Ⅰ組和Ⅱ組(P<0.01)，Ⅲ組的尿鈣排放量極顯著低于除Ⅳ組以外的其他各組(P<0.01)，Ⅴ組的鈣總排放量最高且極顯著高于Ⅰ組、Ⅱ組和Ⅲ組(P<0.01)。妊娠后期云南半細毛羊糞氮排放量占總氮排放量的45.42%～77.80%，尿氮占22.20%～54.58%，糞尿中的氮排放量在Ⅰ組～Ⅳ組是以糞中排放為主，在Ⅴ組中則是尿氮排放量大于糞氮排放量；糞尿中的磷、鈣排放量主要以糞中排放為主，糞磷、糞鈣排放量分別占各自總排放量的98.52%～99.44%和96.22%～98.49%，尿磷、尿鈣排放量分別占各自總排放量的0.56%～1.48%和1.51%～3.78%。

表5 飼糧蛋白質水平對妊娠后期云南半細毛羊養分排放的影響

2.4 飼糧蛋白質水平對妊娠期云南半細毛羊氮平衡的影響

由表6可知，整個妊娠期采食氮隨著飼糧蛋白質水平的升高而增加。妊娠前期，Ⅳ組的沉積氮和氮沉積率最高，Ⅳ組和Ⅴ組的沉積氮極顯著高于Ⅰ組和Ⅱ組(P<0.01)，Ⅲ組和Ⅳ組的氮沉積率顯著高于Ⅰ組(P<0.05)。妊娠中期，Ⅳ組和Ⅴ組的采食氮極顯著高于其他各組(P<0.01)，Ⅳ組的沉積氮最高且極顯著高于Ⅰ組和Ⅱ組(P<0.01)，各組的氮沉積率差異不顯著(P>0.05)。妊娠后期，Ⅴ組的采食氮最高且極顯著高于其他各組(P<0.01)，沉積氮隨著飼糧蛋白質水平的升高而增加。整個妊娠期各組氮平衡均為正平衡。

表6 飼糧蛋白質水平對妊娠期云南半細毛羊氮平衡的影響

3 討 論

3.1 飼糧蛋白質水平對妊娠期云南半細毛羊養分排放的影響

妊娠母羊從飼糧中攝入的蛋白質不僅要維持自身增長需求，還要滿足胎兒及其附屬物的生長需要，但攝入過多的蛋白質會造成蛋白質資源的浪費，未被利用的氮通過糞氮和尿氮排放到環境中，又會造成環境污染[15-16]。研究報道，飼糧蛋白質水平是影響羊氮采食量、糞氮和尿氮排放量最直接的因素[17-18]。馬鐵偉等[19]研究了不同飼喂水平對妊娠期杜湖雜交F1代母羊蛋白質代謝的影響，表明母羊的糞氮、尿氮、沉積氮隨著采食氮的增加而增加。李衛娟等[20]研究了空懷期云南半細毛羊在不同飼糧蛋白質水平下的氮排放情況，指出隨著飼糧蛋白質水平的升高，尿氮排放量增加。本研究中，尿氮排放量和氮總排放量隨著飼糧蛋白質水平的升高而增加，與上述研究結果一致。同時還發現，在妊娠前期和中期，糞氮占比高于尿氮占比，氮排放以糞中排放為主，而在妊娠后期，當采食氮較低時，氮排放仍然以糞中排放為主，但隨著采食氮的增加，尿氮排放量會大于糞氮排放量。當飼糧蛋白質水平升高時，妊娠前期、中期、后期糞氮排放量分別升高了52.30%、46.97%、85.54%，而尿氮排放量分別升高了458.53%、461.06%、649.51%，可以看出飼糧氮水平的升高能迅速增加尿氮排放量，而糞氮排放量變化相對較小。因此，適宜的飼糧蛋白質水平有利于減少糞尿中氮的排放量。

鈣是動物體內含量最多的礦物元素，據歐陽依娜等[4]報道，空懷期云南半細毛羊鈣排放量以糞中排放為主，占鈣總排放量的96.98%～98.73%，而尿鈣排放量僅占1.27%～3.02%。本研究中，妊娠期云南半細毛羊鈣排放量隨著飼糧蛋白質水平的升高有上升趨勢但變化較小，且以糞中排放為主，糞鈣排放量占鈣總排放量的96.22%～98.98%，而尿鈣排放量則占1.02%～3.78%。磷在動物體內的含量僅次于鈣，從糞中排出的磷大部分是代謝的內源磷，占磷總排放量的95%～98%，剩余的通過尿液和乳汁排出[21]。本研究中，磷總排放量隨著飼糧蛋白質水平的升高而增加，且以糞中排放為主，與李衛娟等[20]的研究結果一致。當今畜牧業為了提高動物的生產性能而在飼糧中添加過量的氮和磷，不僅會影響動物健康，還會增加環境負擔[22]。目前關于氮、磷排放對環境影響的研究集中在奶牛上，對羊的研究甚少。從本研究可以看出，在保證羊對養分的維持需要基礎上，可以通過降低飼糧蛋白質水平來減少氮、磷的排放量，減輕環境負擔。

3.2 飼糧蛋白質水平對妊娠期云南半細毛羊氮平衡的影響

氮平衡是反映動物機體內蛋白質代謝的重要指標，它比蛋白質消化率更能反映蛋白質的利用效率[23]。彭玉麟等[24]、任萬錄等[25]研究表明，隨著飼糧蛋白質水平的升高，氮采食量也升高。王思宇等[18]研究發現，48～52 kg空懷期云南半細毛羊的采食氮、沉積氮、氮表觀消化率隨著飼糧蛋白質水平的增加而增加。本研究中，妊娠期云南半細毛羊的氮采食量隨著飼糧蛋白質水平的升高而增加，妊娠前期和中期的沉積氮則呈先升高后降低趨勢，在12.43%蛋白質水平組最高；妊娠后期沉積氮與飼糧蛋白質水平變化一致，在15.25%蛋白質水平組最高。如果飼糧中的蛋白質不能滿足動物所需，適當提高飼糧蛋白質水平有利于提高蛋白質的利用率，但當蛋白質已經能滿足動物需要，再提高飼糧蛋白質水平則會降低蛋白質利用率[26]。本試驗中，在妊娠前期、中期，沉積氮在飼糧蛋白質水平為12.43%時達到最高，說明該蛋白質水平已經能滿足試驗羊自身需求，再繼續升高蛋白質水平則會造成蛋白質過量，只能排出體外；此外，妊娠前期和中期母羊體內的胎兒及其附屬物生長速度緩慢，所需的養分相對較少，而妊娠后期胎兒及其附屬物生長較快，母羊需要汲取更多的養分來供給它們[27]，所以，相較于妊娠前期和中期，妊娠后期母羊需要更多的飼糧蛋白質來維持體內消化代謝。

4 結 論

① 妊娠期云南半細毛羊的糞氮排放量、尿氮排放量、氮總排放量隨著飼糧蛋白質水平的升高而增加，磷總排放量、鈣總排放量有上升趨勢，糞干物質排放量、尿磷排放量不受飼糧蛋白質水平的顯著影響。

② 妊娠前期和中期云南半細毛羊氮排放以糞中排放為主，而在妊娠后期，當采食氮較低時，氮排放仍然以糞中排放為主，但隨著采食氮的增加，尿氮排放量大于糞氮排放量。妊娠期云南半細毛羊磷、鈣幾乎都從糞中排放，尿中排放較少。

③ 以氮沉積率為標識，妊娠前期、中期和后期云南半細毛羊的最佳飼糧蛋白質水平分別為12.43%、12.43%、10.47%，此蛋白質水平時氮沉積效率最佳，糞尿中的氮磷排放量較少，有利于降低環境污染。