飼糧不同采食水平下肉羊氮沉積和尿中嘌呤衍生物排出規律的研究

馬 濤 刁其玉＊ 鄧凱東 姜成鋼 屠 焰 王永超 劉 潔 趙一廣

（1.中國農業科學院飼料研究所，北京 100081；2.金陵科技學院動物科學與技術學院，南京210038）

目前評價反芻動物的蛋白質營養需要通常采用小腸可消化蛋白質體系（MP），該體系將進入反芻動物小腸的總蛋白質剖分為飼糧非降解蛋白質（UDP）和瘤胃微生物蛋白質（MCP）2大部分［1－3］。由于MCP占MP的比例很大，且小腸吸收的氨基酸幾乎有50%以上全部來源于 MCP［4］，因此定量MCP具有重要意義。測定微生物氮（MN）產量的經典方法為標記法，標記物分為內源性和外源性2大類［5］。標記法的缺點是需要瘺管動物，且測定步驟繁瑣。尿嘌呤衍生物（purine derivatives，PD）法的出現克服了這些缺點，該法簡單易行，不需要安裝瘺管，因此被廣泛應用于反芻動物MN產量的估測。目前國內外研究主要集中在牛上開展，在肉用綿羊上卻鮮有報道，而由于PD排出量在不同動物品種之間存在差異［6］，因此有必要針對肉用綿羊尿中PD排出規律進行研究。本試驗以我國杜寒雜交肉用綿羊作為試驗動物，研究不同采食水平下其氮平衡和PD排出規律，為在肉用綿羊上應用該法估測MN產量提供依據。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

尿囊素：純度≥98.5%（國藥集團化學試劑有限公司，中國）；尿酸：純度≥99%（Sigma，金諾利華科技有限公司，中國）；黃嘌呤氧化酶：活性21.5U／mg（Merck，德國）；尿酸酶：活性10U／mg（Asahi Kasei，日本）。

1.2 試驗動物及飼糧

本試驗選用6月齡體況健康，平均體重為（41.3±2.8）kg的杜寒雜交綿羊公羔12只，按照自由采食（AL）、自由采食量的70%（70%AL）和自由采食量的40%（40%AL）3個干物質采食水平飼喂，試驗用基礎飼糧為同一種全混顆粒飼料（表1）。

表1 基礎飼糧組成及營養水平（干物質基礎）Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet（DM basis） %

1.3 試驗設計與飼養管理

試驗采用單因子試驗設計，將12只公羔隨機分為3組，每組4只羊，每只羊為1個重復。試驗共持續12d，其中預試期7d，正試期全收糞、尿法采樣5d。試驗開始前確定“自由采食量”，以AL組中羊只最低的干物質采食量定為“自由采食量”，從而確定70%AL組和40%AL組的干物質采食量。試驗羊只單籠飼養，每天08：00飼喂1次，自由飲水。

1.4 測定指標與方法

1.4.1 樣品采集與處理

正試期每天采集剩料樣品，按羊只分別混合。每天全收糞并稱重，采樣時將糞樣混勻，從不同位點取未受羊毛及塵土污染的部分取樣，準確稱取總糞量的10%并于自封袋中保存，每天按羊只分別混合后置于－20℃冰箱保存；每天全收尿并記錄尿量，收尿前于桶中加入100mL 10%的稀硫酸，調整尿樣pH至2～3，采樣時先將尿樣加自來水稀釋至5L，后取20mL尿樣于收尿瓶中保存，每天按羊只分別混合后置于－20℃冰箱保存。

1.4.2 測定方法及計算公式

飼料、糞樣和尿樣中的干物質、灰分、粗蛋白質測定采用常規方法分析［7］。PD采用分光光度計進行測定［8］。

營養物質采食量、消化率及氮平衡等指標計算公式如下：

1.5 數據處理

數據統計分析采用SAS 9.1的單因素方差分析（one－way ANOVA）進行顯著性檢驗，并采用Duncan氏法進行多重比較，試驗結果以平均值±標準差表示。

2 結 果

2.1 營養物質消化率和氮平衡

不同采食水平下肉羊營養物質消化率和氮平衡情況見表2。干物質、有機物、粗蛋白質采食量和DOMI隨采食水平的降低而顯著降低（P＜0.05）；干物質、有機物和粗蛋白質消化率隨采食水平的降低而升高，其中干物質、有機物消化率在3組間存在顯著差異（P＜0.05），而粗蛋白質消化率只在AL組和40%AL組間存在顯著差異（P＜0.05）。隨著采食水平的降低，攝入氮、糞氮和尿氮排出量均降低，其中攝入氮和糞氮排出量在3組間差異顯著（P＜0.05）；尿氮排出量在70%AL組和40%AL組間差異不顯著（P＞0.05）。3個組的羊只均處于正氮平衡狀態，沉積氮與攝入氮存在線性相關（R2＝0.92；圖1），沉積氮在3個組間差異顯著（P＜0.05）；氮沉積率和氮吸收率均表現出相同的變化趨勢，在70%AL組最高，分別為43.27%和64.92%，在40%AL組最低，分別為58.65%和37.56%，2組間差異顯著（P＜0.05）。

表2 不同采食水平下肉羊營養物質消化率和氮平衡情況Table 2 Nutrient digestibility and N balance of mutton sheep at different levels of feed intake

圖1 不同采食水平下肉羊沉積氮與攝入氮的相關關系Fig.1 The correlation between N retention and N intake of mutton sheep at different levels of feed intake

2.2 PD和 MN

不同采食水平下羔羊PD排出量、PNI以及MN產量見表3。隨采食水平的降低，尿囊素、尿酸、黃嘌呤＋次黃嘌呤排出量均呈下降趨勢，分別由14.76、2.52和1.54mmol／d降至6.33、1.70和0.93mmol／d，其中尿囊素排出量在3組間差異顯著（P＜0.05），尿酸、黃嘌呤＋次黃嘌呤排出量只在AL組和40%AL組間存在顯著差異（P＜0.05）。尿囊素排出量占總排出量比例隨采食水平的降低而降低，由78.54%降至70.68%，且在AL組和40%AL組間存在顯著差異（P＜0.05），尿酸、黃嘌呤＋次黃嘌呤排出量占總排出量比例隨采食水平的升高而升高，分別由13.37%和8.09%升至18.90%和10.42%，其中尿酸排出量占總排出量的比例僅在AL組和40%AL組間存在顯著差異（P＜0.05），黃嘌呤＋次黃嘌呤排出量占總排出量的比例在AL組和70%AL組間差異不顯著（P＞0.05）。

表3 不同采食水平下尿中嘌呤衍生物排出量、嘌呤氮指數以及微生物氮產量Table 3 Urinary excretion of PD，PNI，and MN yield of mutton sheep at different levels of feed intake

本試驗中，PNI在AL組和70%AL組間差異不顯著（P＞0.05），但都與40%AL組存在顯著差異（P＜0.05），其中70%AL組的PNI最高，為0.15，而40%AL組的PNI最低，為0.10。MN在3組之間差異顯著（P＜0.05），其中AL組最高，40%AL組最低。隨著DOMI水平和氮采食水平的下降，PD排出量也減少，PD排出量與DOMI和氮采食量間均存在著線性相關（圖2、圖3），相關方程分別為：Y＝21.41 X－1.81（R2＝0.94）和 Y＝0.61 X－0.48（R2＝0.95）；另外，本試驗中PD排出量與MN產量之間存在線性相關（圖4），相關方程為：Y＝0.91 X＋2.57（R2＝0.93）。

圖2 不同采食水平下肉羊尿中嘌呤衍生物排出量與可消化有機物采食量的相關關系Fig.2 The correlation between urinary PD excretion and DOMI of mutton sheep at different levels of feed intake

圖3 不同采食水平下肉羊尿中嘌呤衍生物排出量與攝入氮的相關關系Fig.3 The correlation between urinary PD excretion and N intake of mutton sheep at different levels of feed intake

圖4 不同采食水平下肉羊尿中嘌呤衍生物排出量與微生物氮產量的相關關系Fig.4 The correlation between urinary PD excretion and MN yield of mutton sheep at different levels of feed intake

3 討 論

3.1 飼糧采食水平對營養物質消化率的影響

本試驗中，飼糧干物質、有機物和粗蛋白質消化率變化范圍分別為60%～66%、65%～71%和64%～66%，其中干物質和粗蛋白質消化率范圍均低于Fernades等［11］在山羊上（分別為71%～75%和74%～81%）和 Galvani等［12］在綿羊上（分別為72%～74%和70%～73%）的報道，而有機物消化率則與Poshiwa等［13］在綿羊上的研究結果（64%～70%）較為接近。本試驗中，隨著飼糧采食水平的降低，營養物質消化率均呈上升趨勢，與Fernades等［11］和 Galvani等［12］得 出的 結論相一致，而與Poshiwa等［13］得出的結論相反。理論上講，當飼糧采食水平降低時，食糜的排空速度減慢，有利于營養物質被充分消化吸收，因此消化率會相應升高［13］。

3.2 飼糧采食水平對尿中PD排出量的影響

本試驗中PD排出量為9.0～18.8mmol／d，在歐洲綿羊的PD排出量范圍（6.4～22.6mmol／d）之內［14－15］，尿囊素為主要的 PD，尿酸次之，黃嘌呤＋次黃嘌呤排出量最低，與Lindberg［16］和 Puchala等［17］的 報 道 一 致；尿 囊 素、尿酸、黃嘌呤＋次黃嘌呤排出量占總排出量的比例平均值分別為74.99%、16.05%和8.95%，均處于Chen等［8］報道的綿羊尿中尿囊素、尿酸、黃嘌呤＋次黃嘌呤占總排出量的比例范圍（分別為60%～80%、10%～30%和5%～10%）之內；隨飼糧采食水平的下降，綿羊尿中尿囊素排出量占PD排出量的比例逐漸降低，而尿酸、黃嘌呤＋次黃嘌呤排出量占PD排出量的比例逐漸升高，這與Chen等［18］得出的報道一致。

研究發現反芻動物PD排出量與DOMI呈線性相關，方程的斜率表示單位DOMI的PD排出量，本試驗中得出肉羊PD排出量與DOMI存在線性相關（R2＝0.94），方程斜率為21.41，高于Poshiwa等［13］在綿羊（2.97）和山羊（5.86）上建立的回歸方程的斜率，這可能與羊的品種以及飼糧成分有關。通過延長回歸直線得到的內源PD排出量為－1.81mmol／d，該值低于 Poshiwa等［13］在綿羊上得到的內源 PD（0.15mmol／d），但高于其在山羊上得到的內源PD（－0.33mmol／d）。對于羊來說，通過延長PD排出量和DOMI的回歸直線得到的內源PD排出量并不能代表其真實內源PD排出量，這是因為隨著DOMI升高，PD排出量也相應升高，而內源PD則會逐漸降低，當PD排出量高于0.6mmol／kg BW0.75時，內源 PD 則可以忽略不計［18］，因此羊的內源PD并非一個恒定值，會隨著飼糧采食情況的變化而變化。

3.3 氮平衡和尿中PD排出量的關系

瘤胃微生物的生長需要飼糧提供氮源，因此飼糧氮攝入水平會影響瘤胃微生物生長效率和蛋白質合成情況，進而影響PD的排出量［19］。本試驗中，當 飼 糧 氮 攝 入 量 由 31.80g／d 降 至16.39g／d時，對 應 的 PD 排 出 量 則 由18.82mmol／d降至8.96mmol／d，兩者之間存在線性相關（R2＝0.95）。在消化過程中，飼糧氮在瘤胃中轉化成氨，其中一部分被用于瘤胃微生物合成蛋白質，而過量的氨則會被瘤胃壁吸收并最終從尿中排出，如果MCP合成量增加，則尿中排出的氮量就會相應減少，而由于PD能夠估測MCP合成量，因此可以用以PD形式排出的氮量與尿中總氮排出量的比值來表示飼糧攝入氮的利用情況［20］。PNI受到動物品種以及飼糧組成等因素的影響，本試驗中PNI變化范圍為0.10～0.15，在另一試驗中，Geoger等［9］報道山羊的PNI變化范圍為0.208～0.350，但本試驗和上述作者試驗中的PNI與氮沉積率和氮吸收率均表現出相同的變化趨勢，說明PNI能夠將氮平衡和PD排出量有機結合起來，用于評價飼糧氮的利用效率。

4 結 論

肉羊PD排出量與DOMI和氮采食量均存在線性相關，相關方程分別為Y＝21.41 X－1.81（R2＝0.94）和 Y＝0.61 X－0.48（R2＝0.95）；PNI能夠將氮平衡和PD排出量有機結合起來，用于評價飼糧氮的利用效率。

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