李文祥,呂 林,朱勇文,張麗陽,羅緒剛
(中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所 礦物元素營養研究室,北京 100193)
飼糧鋅對不同溫度下肉種母雞產蛋、種蛋孵化及血漿抗氧化性能的影響
李文祥,呂 林,朱勇文,張麗陽,羅緒剛*
(中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所 礦物元素營養研究室,北京 100193)
本試驗旨在研究飼糧鋅對不同溫度下肉種母雞產蛋性能、蛋品質、種蛋孵化及血漿抗氧化性能的影響,以初步探討飼糧鋅對肉種母雞的抗熱應激效應。選用144只23周齡(155日齡)AA肉種母雞,按2×3兩因子完全隨機設計分為6組,每組6個重復,每個重復4只雞。試驗設2個飼養環境溫度:(21±1)℃常溫和(32±1)℃高溫;3個飼糧鋅處理:未加鋅的玉米—玉米淀粉—大豆分離蛋白半純合基礎飼糧(含鋅9.98 mg·kg-1)及在此基礎上添加鋅110 mg·kg-1無機硫酸鋅飼糧和110 mg·kg-1中等螯合強度有機蛋白鋅(螯合強度Qf為30.73)飼糧。預飼期為7周,然后使肉種母雞耗竭鋅3周,至228日齡開始為期3周的正式試驗期。結果顯示:1)在常溫與高溫處理雞只采食量無顯著差異(P>0.10)的情形下,熱應激顯著降低了肉種母雞產蛋率、平均蛋重、蛋殼厚度、蛋黃顏色、蛋殼重量(P<0.01)、蛋殼強度(P<0.10)及血漿銅鋅超氧化物歧化酶(CuZn superoxide dismutase,CuZnSOD)的活性(P<0.01),顯著升高了破蛋率、料蛋比(P<0.01)及血漿中丙二醛(Malondialdehyde,MDA)的濃度(P<0.10);2)與未加鋅相比,添加鋅可使種蛋出雛率和健雛率顯著升高(P<0.05),而有機鋅與無機鋅處理間無顯著性差異(P>0.10);與未加鋅和無機鋅處理相比,添加有機鋅可使蛋黃顏色、血漿鋅含量與血漿CuZnSOD酶活性顯著升高(P<0.10),但無機鋅與未加鋅處理間無顯著性差異(P>0.10);3)本試驗所觀測的所有指標均未出現溫度與鋅處理間的互作效應(P>0.10)。結果表明,高溫熱應激對肉種母雞產蛋性能、蛋殼質量和蛋黃顏色均有不利影響,并可降低血漿抗氧化功能;飼糧中添加鋅可提高其種蛋孵化性能,且添加有機鋅在提高蛋黃顏色、血漿鋅含量與血漿CuZnSOD酶活力方面的效果優于無機鋅。
飼糧鋅;環境溫度;肉種母雞;產蛋性能;孵化性能;血漿抗氧化性能
熱應激通過降低采食量、產蛋量、飼糧轉化率、蛋品質、孵化率等對家禽的生產性能和繁殖性能造成不利影響,且還會降低家禽的抗氧化能力,增加氧化損傷,從而導致家禽業的經濟損失。一些緩解環境高溫對家禽產生不良影響的方法已經被應用到實際生產中,如加裝冷卻系統、降低飼養密度等[1-2]。但是,由于它們的不切實際和高成本,上述方法至少在一些地區和農場還不能被應用。礦物質作為營養調控方法的一種,通常被添加到在熱應激條件下飼養的家禽飼糧中[3]。由于許多天然飼糧成分是缺鋅的,所以這種微量營養素通常會添加到家禽的飼糧中。研究表明,熱應激期間家禽鋅的需要量會增加,且滯留量減少[4-5]。鋅與動物體內300多種酶有關,且參與了體內許多物質的代謝[6]。鋅的最重要的功能之一是參與抗氧化防御系統。飼糧中所添加的兩種最常見的鋅源是氧化鋅和硫酸鋅[7]。然而,本實驗室的最新研究表明,中等螯合強度有機鋅對雞的吸收和利用明顯高于無機硫酸鋅[8-10]。K.J.Wedekind等[11]報道,蛋氨酸鋅比硫酸鋅和氧化鋅具有更高的生物學利用率。但是,關于飼糧鋅對熱應激下肉種母雞產蛋性能、蛋品質、孵化性能及血漿抗氧化性能影響的研究,則尚未見報道。
本試驗擬研究不同鋅處理對不同環境溫度下肉種母雞產蛋性能、蛋品質、孵化性能及血漿抗氧化性能的影響,為熱應激下肉種母雞實際生產中合理添加鋅提供試驗依據。
1.1 試驗設計與處理
采用2×3兩因子完全隨機設計。試驗設2個飼養環境溫度處理:(21±1) ℃常溫和(32±1) ℃高溫,3個飼糧鋅處理:未加鋅的玉米—玉米淀粉—大豆分離蛋白半純合基礎飼糧及在此基礎上添加110 mg·kg-1無機硫酸鋅飼糧和110 mg·kg-1中等螯合強度有機蛋白鋅飼糧,共6個試驗處理組。該有機蛋白鋅的螯合強度Qf值實測為30.73,是本實驗室前期采用極譜法[12]測得的。根據R.A.Holwerda[13]提出的金屬螯合物螯合強度Qf值的劃分方法:Qf值低于10的為弱螯合強度,介于10~100的為中等螯合強度,介于100~1 000的為強螯合強度,超過1 000的為極強螯合強度。因此,本試驗所用有機蛋白鋅屬中等螯合強度。
1.2 試驗動物與飼糧
162只23周齡(155日齡)AA肉種母雞和50只23周齡(155日齡)AA肉種公雞均購于北京華都肉雞公司。從中選出144只肉種母雞,按體重隨機分為6個處理組,每組6個重復,每個重復4只雞,分別飼養于2個相鄰的3層階梯式鍍塑產蛋雞籠中,每籠兩只。其中3個處理組飼養于常溫雞舍中,3個處理組飼養于高溫雞舍中,預飼期為7周,于30周齡飼喂不添加外源鋅的玉米淀粉—大豆分離蛋白純合飼糧,使雞只處于適度缺鋅狀態。從228日齡開始為期3周的正式試驗期。肉種公雞單籠飼養于公雞舍的肉種公雞專用雙層鍍塑籠中。
肉種母雞鋅耗竭期飼糧(含鋅量實測為3.65 mg·kg-1)及其正式試驗期基礎飼糧(含鋅量實測為9.98 mg·kg-1),均參照北京華都肉雞公司提供的肉種母雞營養水平進行配制,其組成及營養水平分別見表1和表2。正式試驗期基礎飼糧配好以后,按照試驗各處理組被均分為3等份,兩種鋅源分別用玉米淀粉混勻后,再與其相對應的處理組飼糧混勻而配制。由于添加有機鋅所引起的蛋氨酸和賴氨酸的額外增加,在未加鋅組與無機硫酸鋅組通過補加外源試劑級蛋氨酸和賴氨酸來平衡其含量至同一水平。各處理組飼糧均以粉料形式供給。無機硫酸鋅(ZnSO4·7H2O)為試劑級分析純,含鋅量實測為22.52%,購自北京北化精細化學品有限責任公司;中等螯合強度有機蛋白鋅為飼料級,螯合強度Qf值實測為30.73,含鋅量實測為10.86%,購自國內一家生物工程有限公司。添加鋅110 mg·kg-1時無機硫酸鋅飼糧和中等螯合強度有機蛋白鋅飼糧含鋅量實測分別為116、120 mg·kg-1。
表1 肉種母雞鋅耗竭期飼糧組成及營養水平(飼喂基礎)
Table 1 Composition and nutrient levels of the diet for broiler breeder hens during a period of Zn depletion(as-fed basis) %

1).試劑級。2).每千克飼糧中添加:VA 4 500 IU,VD3450 IU,VE 50 IU,VK31.5 mg,VB113.35 mg,VB215 mg,VB64.5 mg,VB120.02 mg,泛酸鈣18 mg,煙酸50 mg,葉酸6 mg,生物素0.6 mg,膽堿1 500 mg,Cu(作為CuSO4·5H2O添加) 10 mg,Fe(作為FeSO4·7H2O 添加) 50 mg,Mn(作為MnSO4·H2O添加) 120 mg,I(作為KI添加) 1.2 mg,Se(作為亞硒酸鈉添加) 0.3 mg,Mo(作為二水鉬酸鈉添加) 8.3 mg。3).粗蛋白、鈣和鋅為實測值,其余為計算值
1).Reagent grade.2).Provided per kilogram of diet:VA 4 500 IU,VD3450 IU,VE 50 IU,VK31.5 mg,VB113.35 mg,VB215 mg,VB64.5 mg,VB120.02 mg,pantothenic acid calcium 18 mg,niacin 50 mg,folic acid 6 mg,biotin 0.6 mg,choline 1 500 mg,Cu(as copper sulfate pentahydrate) 10 mg,Fe(as ferrous sulfate heptahydrate) 50 mg,Mn(as manganese sulfate monohydrate) 120 mg,I(as potassium iodide) 1.2 mg,Se(as sodium selenite) 0.3 mg,Mo(as sodium molybdate dihydrate) 8.3 mg.3).CP,Ca and Zn were measured values(based on triplicate determinations),while the others were calculated values
表2 正式試驗期肉種母雞基礎飼糧組成及營養水平(飼喂基礎)
Table 2 Composition and nutrient levels of the basal diet for broiler breeder hens during an experimental period(as-fed basis) %

1).試劑級。2).每千克飼糧中添加:VA 11 000 IU,VD33 500 IU,VE 50 IU,VK34.4 mg,VB16.6 mg,VB212 mg,VB64.5 mg,VB120.02 mg,泛酸鈣15.5 mg,煙酸50 mg,葉酸 2 mg,生物素0.22 mg,膽堿2 000 mg,Cu(作為CuSO4·5H2O添加) 10 mg,Fe(作為FeSO4·7H2O 添加) 50 mg,Mn(作為MnSO4·H2O添加) 120 mg,I(作為KI添加) 1.2 mg,Se(作為亞硒酸鈉添加) 0.3 mg,Mo(作為二水鉬酸鈉添加) 8.3 mg。3).鋅添加劑或DL-蛋氨酸或賴氨酸鹽酸鹽均等重量替換玉米淀粉 。4).粗蛋白、鈣和鋅為實測值,其余為計算值
1).Reagent grade.2).Provided per kilogram of diet:VA 11 000 IU,VD33 500 IU,VE 50 IU,VK34.4 mg,VB16.6 mg,VB212 mg,VB64.5 mg,VB120.02 mg,pantothenic acid calcium 15.5 mg,niacin 50 mg,folic acid 2 mg,biotin 0.22 mg,choline 2 000 mg,Cu(as copper sulfate pentahydrate) 10 mg,Fe(as ferrous sulfate heptahydrate) 50 mg,Mn(as manganese sulfate monohydrate) 120 mg,I(as potassium iodide) 1.2 mg,Se(as sodium selenite) 0.3 mg,Mo(as sodium molybdate dihydrate) 8.3 mg.3).Zn additive,Lysine-HCl orDL-Met were added to diets by replacing an equal weight of corn starch.4).CP,Ca and Zn were measured values(based on triplicate determinations),while the others were calculated values
肉種公雞育成顆粒料購自北京華都肉雞公司,其飼糧組成(%):玉米67.87、豆粕11.40、麩皮16.40、石粉1.36、磷酸氫鈣1.30、大豆油0.60、食鹽0.30、固體蛋氨酸0.13、賴氨酸鹽酸鹽0.19及預混料0.45;營養水平:代謝能11.51 MJ·kg-1、粗蛋白實測13.54%、賴氨酸0.60%、蛋氨酸0.26%、蛋+胱0.45%、鈣實測0.94%、非植酸磷0.37%及鋅實測206 mg·kg-1。
1.3 飼養管理與樣品采集
1.3.1 飼養管理 肉種公雞及預飼期內所有肉種母雞均按照北京華都肉雞公司提供的《AA肉種雞飼養標準手冊》 進行飼養管理,光照時間在23周齡到25周齡由14 h 逐步過渡到15 h以促進肉種雞的性成熟,所有雞只均為自由飲用自來水(鋅含量實測為0.12 μg·mL-1)。在預飼期最后一周把飼糧由顆粒料逐步過渡為粉料。自30周齡起開始為期3周的鋅耗竭期,在此期間,通過調整肉種母雞的分布使各處理組的產蛋率在正式試驗期前無明顯差異。自26周齡起,由專人對每只肉種母雞進行人工授精。
正式試驗期內,常溫母雞舍內溫度維持在(21±1) ℃,濕度40%~45%,高溫母雞舍內溫度進行3 d的階梯升溫使其最后維持在(32±1) ℃,濕度40%~45%。所有雞舍內光照均采用15 h光照制度、舍內通風采用24 h持續通風制度。常、高溫雞舍中各飼糧鋅處理組分別飼喂與其相對應的玉米—玉米淀粉—大豆分離蛋白型產蛋期粉料(表2),喂料量根據北京華都肉雞公司提供的飼養標準及肉種母雞體重進行調整,以滿足肉種母雞生長曲線的要求。當熱應激造成母雞采食量顯著下降時,為消除采食量的影響,常溫舍各飼糧鋅處理組的喂料量將根據前1 d高溫舍各飼糧鋅處理組雞只的采食量進行同量供給。雞只免疫按照北京華都肉雞公司提供的免疫程序進行。
1.3.2 樣品采集與制備 于試驗開始前對飼糧原料、各飼糧鋅處理組飼糧及雞只所飲水源進行隨機取樣,以備粗蛋白、鈣及鋅含量的分析;于正式試驗開始和結束時,從每個重復單元選取中等體重母雞2只(每籠1只),進行空腹翅靜脈采血,采集的全血采用肝素鈉抗凝,3 000 r·min-1離心20 min獲得血漿樣品,分裝后于-20 ℃凍存以備分析;收集正式試驗期第3周所有種蛋,保存于12~14 ℃環境中,把其中最后3 d的種蛋用于蛋品質分析,其余用于種蛋孵化。
1.4 指標測定及方法
1.4.1 飼糧原料、飼糧及水測定 采用硝酸和高氯酸濕法[14]消化飼糧原料、飼糧及水樣品后,用IRIS IntrepidⅡ等離子體發射光譜儀(TE,USA)測定其中的鈣、鋅含量;采用凱氏定氮法[15]測定飼糧原料和各處理飼糧中的粗蛋白含量;采用極譜法[12,16]測定有機蛋白鋅的螯合強度。
1.4.2 產蛋性能和直腸溫度測定 按重復籠為單位記錄每天的產蛋數、破蛋數、軟殼蛋數、畸形蛋數、蛋重等,用于計算正式試驗期每周產蛋率、破蛋率、軟殼蛋率、畸形蛋率、平均蛋重和料蛋比。于正式試驗開始和結束時,使用便攜式數字溫度計(天津今明儀器有限公司,JM222L)對試驗雞只(每個重復單元選取中等體重母雞2只,每籠1只)進行直腸溫度測定。
1.4.3 蛋品質測定 使用EMT-5200型蛋品質測定儀(Touhoku Rhythm公司)測定蛋白高度、蛋黃顏色、哈夫單位;使用F0241型蛋殼強度儀(Robotmation公司)測定蛋殼強度;使用TI-PVX型蛋殼厚度儀(Orka Technology公司)測定蛋殼厚度。
1.4.4 孵化性能測定 收集第3周除用于蛋品質測定外的其余所有種蛋進行孵化。孵化機、出雛機溫度均保持在38 ℃,濕度均保持在(50±1)%。孵化機(9TDJ-A)、出雛機(9TD-A)均購于北京藍天蛟電子技術有限公司。分別于入孵后第7和18天照蛋,記錄受精率、胚胎前期死亡率、胚胎中后期死亡率;入孵第18天把所有受精蛋落盤轉入出雛機,孵化21天時記錄出雛率、健雛率、雛雞初生重等。
受精率(%)=(受精蛋數/入孵蛋數)×100;
胚胎前期、中后期死亡率(%)=(胚胎前期、中后期死亡數/入孵蛋數)×100;
出雛率(%)=(出雛數/入孵蛋數)×100;
健雛率(%)=(健康雛雞數/出雛數)×100;
雛雞出生均重(g)=雛雞初生總重/出雛數。
1.4.5 血漿鋅含量與抗氧化性能測定 采用硝酸和高氯酸濕法[14]消化肉種母雞血漿樣品后,用IRIS IntrepidⅡ等離子體發射光譜儀(TE,USA)測定其中的鋅含量;采用亞硝酸鹽形成法[17]測定血漿中銅鋅超氧化物歧化酶(CuZnSOD)活性;按照南京建成生物工程研究所的試劑盒方法(硫代巴比妥酸比色法)測定血漿中丙二醛(MDA)含量。
1.5 數據統計分析
采用SAS 9.2[18]軟件中一般線性模型(General Linear Model,GLM)程序按試驗設計對數據進行方差分析,其中將破蛋率、軟殼蛋率、畸形蛋率、胚胎前期、中后期死亡率的數據進行反正弦轉化后再進行方差分析。以重復為試驗單元。模型的主要效應包括溫度、鋅處理以及二者之間的互作。F檢驗差異顯著者,以最小顯著差異(Least Significant Difference,LSD)法比較平均數間的差異顯著性。參照美國《Journal of Animal Science》等采用的顯著性水平0.10為本試驗各項結果的差異顯著性判斷標準[19]。
2.1 飼糧鋅對不同溫度下肉種母雞直腸溫度的影響
由表3可知,在正式試驗開始前的224日齡,溫度、鋅處理及兩者間的互作對肉種母雞直腸溫度均無顯著影響(P>0.10)。溫度對正式試驗期249日齡肉種母雞直腸溫度有顯著影響(P<0.01),而鋅處理及鋅處理與溫度間的互作對肉種母雞直腸溫度均無顯著影響(P>0.10)。高溫下肉種母雞直腸溫度極顯著高于常溫(P<0.01)。另外,本試驗還觀察到高溫組試驗雞只出現呼吸急促、大量飲水、鋪展雙翅、羽毛聳立等異常行為,表明高溫下肉種母雞已處于熱應激狀態。
表3 飼糧鋅對不同溫度下肉種母雞直腸溫度的影響
Table 3 Effect of dietary Zn on rectal temperatures of broiler breeder hens under different temperatures

項目Item組別Group直腸溫度/℃Rectaltemperature224日齡Day224249日齡Day249常溫Normaltemperature未加鋅NoZnaddition40.640.4加無機鋅AddedinorganicZn40.640.5加有機鋅AddedorganicZn40.740.5高溫Hightemperature未加鋅NoZnaddition40.741.3加無機鋅AddedinorganicZn40.641.3加有機鋅AddedorganicZn40.641.4SEM0.040.07溫度Temperature常溫Normaltemperature40.640.5B高溫Hightemperature40.741.3ASEM0.030.04鋅處理Zntreatment未加鋅NoZnaddition40.640.8加無機鋅AddedinorganicZn40.640.9加有機鋅AddedorganicZn40.640.9SEM0.030.05P值P?value溫度Temperature0.23<0.0001鋅處理Zntreatment0.700.34溫度×鋅處理Temperature×Zntreatment0.250.87
A,B.同列中具有不同字母肩標的數值間差異顯著(P<0.000 1)
A,B.Values with different superscripts within the same column differ significantly (P<0.000 1)
2.2 飼糧鋅對不同溫度下肉種母雞產蛋性能的影響
飼糧鋅對不同溫度下肉種母雞產蛋性能的影響結果列于表4、表5。由表4可知,在耗竭期末,溫度、鋅處理及兩者之間的互作對肉種母雞產蛋率、破蛋率、軟殼蛋率、畸形蛋率及體重均無顯著影響(P>0.10)。
由表5可知,溫度對產蛋率、破蛋率、平均蛋重和料蛋比均有顯著影響(P<0.01),而對軟殼蛋率、畸形蛋率和采食量無顯著影響(P>0.10);鋅處理及鋅處理與溫度間的互作對產蛋性能各指標均無顯著影響(P>0.10)。與常溫相比,高溫顯著降低了肉種母雞產蛋率和平均蛋重(P<0.01),而顯著提高了破蛋率和料蛋比(P<0.01)。
2.3 飼糧鋅對不同溫度下肉種母雞蛋品質的影響
飼糧鋅對不同溫度下肉種母雞蛋品質的影響結果列于表6。由表6可知,溫度對哈夫單位與蛋白高度無顯著影響(P>0.10),而對蛋殼強度(P<0.10)及蛋殼厚度、蛋黃顏色和蛋殼重量(P<0.01)均有顯著影響;鋅處理對蛋黃顏色有顯著影響(P<0.10),而對所有其他指標無顯著影響(P>0.10);在上述指標中均未觀測到溫度與鋅處理間的互作效應(P>0.10)。與常溫相比,高溫顯著降低了蛋殼強度(P<0.10)、蛋殼厚度、蛋黃顏色和蛋殼重量(P<0.01);與未加鋅及添加無機鋅相比,添加有機鋅顯著提高了蛋黃顏色(P<0.10),而未加鋅與添加無機鋅處理間無顯著差異(P>0.10)。
2.4 飼糧鋅對不同溫度下肉種母雞種蛋孵化性能的影響
飼糧鋅對不同溫度下肉種母雞種蛋孵化性能的影響結果列于表7。由表7可知,溫度及鋅處理與溫度間的互作對種蛋孵化性能各指標均無明顯影響(P>0.10),但鋅處理對出雛率(P<0.05)和健雛率(P<0.01)有顯著影響,而對其他指標無明顯影響(P>0.10)。與未加鋅相比,添加無機鋅與有機鋅均顯著提高了出雛率和健雛率(P<0.05),而無機鋅與有機鋅處理間無顯著差異(P>0.10)。
2.5 飼糧鋅對不同溫度下肉種母雞血漿鋅含量與抗氧化性能的影響
飼糧鋅對不同溫度下肉種母雞血漿鋅含量與抗氧化性能的影響結果列于表8。由表8可知,溫度、鋅處理及兩者間的互作對正式試驗期開始時(33周齡)肉種雞血漿鋅含量、CuZnSOD活性和MDA含量均無顯著影響(P>0.10)。當正式試驗結束時(36周齡),溫度對血漿CuZnSOD活性和MDA含量均產生顯著影響(P≤0.05),而對血漿鋅含量無顯著影響(P>0.10);鋅處理對血漿鋅含量、CuZnSOD活性有顯著影響(P<0.10),而不影響血漿MDA含量(P>0.10);在以上3項指標中均未觀測到溫度與鋅處理間有明顯互作效應(P>0.10)。與常溫相比,高溫顯著降低了肉種母雞血漿中CuZnSOD活性(P≤0.05),但顯著提高了血漿中MDA含量(P≤0.05);與未加鋅及添加無機鋅相比,添加有機鋅顯著提高了血漿中鋅含量、CuZnSOD活性(P<0.10),而未加鋅與添加無機鋅處理間無顯著差異(P>0.10)。
3.1 飼糧鋅對不同溫度下肉種母雞產蛋性能的影響
在高溫環境下,肉雞的采食量、日增重會顯著下降[20],且蛋雞的產蛋率、產蛋量、破蛋率等產蛋性能指標也會受到不利影響。熱應激通過減少母雞下丘腦促性腺素釋放激素(GnRH)和促卵泡素(FSH)的分泌,使其排卵數減少,進而對其生產性能產生不利的影響[21]。M.M.Tabatabaie等[22]研究發現,飼糧中添加不同鋅水平(25或者50 mg·kg-1)或鋅源(硫酸鋅和有機鋅)對產蛋雞的產蛋量、蛋重和料蛋比均無顯著影響。T.S.Cheng等[23]也報道,飼糧中添加不同鋅源(硫酸鋅和蛋白鋅)對產蛋量和蛋重均無顯著影響。關于飼糧中添加鋅對處于應激狀態下禽類的生產性能的影響,報道結果不一致。J.R.Bartlett等[4]報道,飼糧中添加181 mg·kg-1鋅對飼養于高溫下的肉雞的生長性能無顯著影響,而K.Sahin等[24]報道,飼糧中添加30或60 mg·kg-1的硫酸鋅或吡啶甲酸鋅,能改善熱應激狀態下鵪鶉的生產性能和胴體品質。出現上述差異,可能與鋅添加量及試驗動物品種的不同有關。
本試驗中高溫與常溫下肉種母雞采食量無顯著性差異的情況下,高溫熱應激仍顯著降低了其產蛋率和平均蛋重,并顯著提高了料蛋比和破蛋率,與上述他人研究結果相似。不同飼糧鋅處理間及鋅處理與溫度間互作對產蛋性能各指標均無顯著影響,表明,產蛋性能各指標對飼糧鋅變化的反應不敏感,不是評價雞體鋅營養狀況的敏感指標。
3.2 飼糧鋅對不同溫度下肉種母雞蛋品質的影響
前期研究一致表明,熱應激可使蛋重、蛋殼厚度和蛋殼強度明顯降低,使破蛋率升高[25-26]。鋅是碳酸酐酶的組成成分,該酶可為蛋殼的形成提供碳酸根離子。如果該酶被抑制,則碳酸氫根離子的釋放量會減少,結果使蛋殼重量大大降低[27]。對暴露在高溫下的產蛋雞飼糧中添加80~100 mg·kg-1的蛋氨酸鋅[28-29]可改善蛋殼質量,減少蛋殼缺陷。哈夫單位是衡量雞蛋新鮮度的一個重要指標,在評價蛋品質上同等于蛋殼厚度與蛋殼強度。K.Sahin等[5]報道,飼糧中添加鋅可對哈夫單位產生有利影響,而C.Stefanello等[30]研究發現,飼糧中添加鋅、銅、錳分別為120、20、125 mg·kg-1時對哈夫單位、蛋黃顏色無影響。I.Mabe等[31]報道,飼糧中添加鋅、銅、錳分別為60、10、60 mg·kg-1時不會影響蛋殼重量、蛋形指數和蛋殼強度。另外,S.Swiatkiewicz等[32]研究表明,飼糧中添加不同錳源和鋅源對35和70周齡產蛋雞的蛋殼厚度均無顯著影響。出現上述情況,可能與鋅添加量、試驗期長短及試驗動物品種的不同有關。
本試驗中,熱應激顯著降低了蛋殼強度、蛋殼厚度、蛋黃顏色和蛋殼質量,與上述他人研究結果相似。飼糧鋅處理除對蛋黃顏色有明顯影響外,鋅處理及鋅處理與溫度間互作對蛋品質各指標均無顯著影響,表明,大多數蛋品質指標對飼糧鋅變化的反應不敏感,不是評價雞體鋅營養狀況的敏感指標。飼糧中添加有機鋅可顯著提高蛋黃顏色,在相關文獻中還未見報道。這可能與正式試驗期末有機鋅組肉種母雞血漿鋅含量及其抗氧化功能(詳見下面3.4部分)顯著高于其他兩組有關,也可能與本試驗的試驗期較短有關,但確切原因尚有待進一步研究。
3.3 飼糧鋅對不同溫度下肉種母雞種蛋孵化性能的影響
高溫使產蛋雞營養物質攝入減少的同時也會抑制下丘腦GnRH的分泌,且垂體前葉促性腺激素(GTH)(如FSH、促黃體生成素(LH)、催乳素(PL))的分泌也會減少,從而使肉種母雞產蛋及其種蛋孵化性能降低[33]。C.D.McDaniel等[34]用公、母雞進行了27和32 ℃高溫應激試驗,結果表明,27 ℃使精子穿透力降低48%,32 ℃使精子穿透力和種蛋受精率分別降低42%和52%。飼糧中鋅的缺乏會使孵化率下降,從而引起嚴重的經濟損失。且缺鋅的雞胚骨骼會出現畸形,孵化出的雞也有可能不能站立、采食和自由飲水[35]。





本試驗發現,飼糧缺鋅明顯降低了種蛋出雛率和健雛率,與上述他人報道相似,表明,雞胚生長發育對種母雞飼糧鋅缺乏敏感。但是,溫度及溫度與鋅處理的互作對肉種母雞種蛋各孵化性能指標均無明顯影響,與上述他人報道不一致,可能與本試驗中熱應激下肉種母雞采食量與常溫下的相同而使其種蛋中的營養成分與常溫下種蛋的相近有關。
3.4 飼糧鋅對不同溫度下肉種母雞血漿鋅含量與抗氧化性能的影響
熱應激通過擾亂家禽的生理機能,使家禽體內產生大量的自由基,而產生氧化應激,引起脂質過氧化,造成機體損傷。急性熱應激使肉雞體內出現過氧化狀態,且超氧化物歧化酶(SOD)的活性會降低[36]。家禽體內合成的抗氧化酶如SOD和谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)對于緩解熱應激引起的氧化損傷起重要的調節作用,然而這種調節只有在輔酶因子存在時才是有效的[37]。例如,硒對于GSH-Px和銅、鋅、錳對于SOD[35],都是以上關鍵酶的必需輔酶因子。由于鋅有取代鐵和銅的結合位點的功能,它能與這些過渡金屬競爭性的結合到細胞膜上,減少自由基的產生從而發揮其直接的抗氧化作用[6,38-39]。鋅在抑制自由基的生成中起關鍵作用,因為它是主要的抗氧化酶CuZnSOD的輔助因子,且它還能抑制依賴還原型煙酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH)的脂質過氧化作用[6]。K.Sahin等[5]報道,飼糧中添加30或60 mg·kg-1的鋅,都可降低熱應激下家禽血清和肝中MDA的水平。D.S.Aksu等[40]報道,相比于無機微量元素,添加有機微量元素可使紅細胞中的SOD酶活力增高。
本試驗研究表明,高溫熱應激可使肉種母雞血漿中CuZnSOD活力降低,而MDA含量升高,表明高溫熱應激降低了肉種母雞血漿抗氧化性能,與上述他人結果一致。而且,飼糧添加中等螯合強度有機鋅在提高肉種母雞血漿鋅含量、CuZnSOD活力方面的效果明顯優于無機鋅,對肉種母雞抵抗熱應激能產生有利作用,可能與本實驗室已報道[8-10]的該種有機鋅對雞的吸收利用明顯優于無機鋅有關。
本研究結果表明,高溫熱應激對肉種母雞產蛋性能、蛋殼質量和蛋黃顏色均有不利影響,并可降低血漿抗氧化功能;飼糧中添加鋅可提高其種蛋孵化性能,且添加中等螯合強度的有機鋅在提高蛋黃顏色、血漿鋅含量與血漿CuZnSOD酶活力方面的效果顯著優于無機鋅。
[1] ARMSTRONG D V,HILLMAN P E,MEYER M J,et al.Heat stress management in free stall barns in the western U.S.[C].Las Vegas:Proceedings of the Western Dairy Management Conference,1999:87-98.
[2] TEETER R G,BELAY T.Broiler management during acute heat stress[J].AnimFeedSciTechnol,1996,58(1-2):127-142.
[3] SAHIN K,SAHIN N,KUCUK O,et al.Role of dietary zinc in heat-stressed poultry:a review[J].PoultSci,2009,88(10):2176-2183.
[4] BARTLETT J R,SMITH M O.Effects of different levels of zinc on the performance and immunocompetence of broilers under heat stress[J].PoultSci,2003,82(10):1580-1588.
[5] SAHIN K,KUCUK O.Zinc supplementation alleviates heat stress in laying Japanese quail[J].JNutr,2003,133(9):2808-2811.
[6] PRASAD A S,KUCUK O.Zinc in cancer prevention[J].CancerMetastasisRev,2002,21(3-4):291-295.
[7] BATAL A B,PARR T M,BAKER D H.Zinc bioavailability in tetrabasic zinc chloride and the dietary zinc requirement of young chicks fed a soy concentrate diet[J].PoultSci,2001,80(1):87-90.
[8] HUANG Y L,LU L,LI S F,et al.Relative bioavailabilities of organic zinc sources with different chelation strengths for broilers fed a conventional corn-soybean meal diet[J].JAnimSci,2009,87(6):2038-2046.
[9] HUANG Y L,LU L,XIE J J,et al.Relative bioavailabilities of organic zinc sources with different chelation strengths for broilers fed diets with low or high phytate content[J].AnimFeedSciTechnol,2013,179(1):144-148.
[10] YU Y,LU L,WANG R L,et al.Effects of zinc source and phytate on zinc absorption by in situ ligated intestinal loops of broilers[J].PoultSci,2010,89(10):2157-2165.
[11] WEDEKIND K J,HORTIN A E,BAKER D H.Methodology for assessing zinc bioavailability:efficacy estimates for zinc-methionine,zinc sulfate,and zinc oxide[J].JAnimSci,1992,70(1):178-187.
[12] 梁建光,呂 林,羅緒剛,等.有機鋅源的理化特性及其體外瘤胃發酵的穩定性研究[J].畜牧獸醫學報,2008,39(10):1355-1366. LIANG J G,Lü L,LUO X G,et al.Physical and chemical characteristics of supplemental organic zinc sources and their stabilitiesinvitrofermentation rumen[J].ActaVeterinariaetZootechnicaSinica,2008,39(10):1355-1366.(in Chinese)
[13] HOLWERDA R A.Chelation effectiveness in zinc,manganese and copper proteinates.Complexed minerals products symposium[M].AAFCOLaboratoryMethodsandServicesCommittee,1997:89-94.
[14] LUO X G,LI S F,LU L,et al.Gene expression of manganese-containing superoxide dismutase as a biomarker of manganese bioavailability for manganese sources in broilers[J].PoultSci,2007,86(5):888-894.
[15] AOAC.Official methods of analysis[M].Washinton D.C.:Association of Analytical Chemists Press,1990,1:73-74.
[16] HOLWERDA R A,ALBIN R C,MADSEN F C.Chelation effectiveness of zinc proteinates demonstrated[J].Feedstuffs(USA),1995,67:12-23.
[17] LI S F,LUO X G,LIU B,et al.Use of chemical characteristics to predict the relative bioavailability of supplemental organic manganese sources for broilers[J].JAnimSci,2004,82(8):2352-2363.
[18] SAS Institute.SAS User’s Guide:Statistics[M].North Carolina:SAS Institute Press,2008.
[19] LUO X G,DOVE C R.Effect of dietary copper and fat on nutrient utilization,digestive enzyme activities,and tissue mineral levels in weanling pigs[J].JAnimSci,1996,74(8):1888-1896.
[20] YALCIN S,OZKAN S,TURKMUT L,et al.Responses to heat stress in commercial and local broiler stocks.1.Performance traits[J].BrPoultSci,2001,42(2):149-152.
[21] DONOGHUE D J,KRUEGER B F,HARGIS B M,et al.Thermal stress reduces serum luteinizing hormone and bioassayable hypothalamic content of luteinizing hormone-releasing hormone in hens[J].BiolReprod,1989,41(3):419-424.
[22] TABATABAIE M M,ALIARABI H,SAKI A A,et al.Effect of different sources and levels of zinc on egg quality and laying hen performance[J].PakJBiolSci,2007,10(19):3476-3478.
[23] CHENG T S,GUO Y M.Effects of Salmonella typhymurium lipopolysaccharide challenge on the performance,immune responses and zinc metabolism of laying hens supplemented with two zinc sources[J].Asian-AustralasJAnimSci,2004,17(12):1717-1724.[24] SAHIN K,SMITH M O,ONDERCI M,et al.Supplementation of zinc from organic or inorganic source improves performance and antioxidant status of heat-distressed quail[J].PoultSci,2005,84(6):882-887.
[25] WOLFENSON D,BACHRACH D,MAMAN M,et al.Evaporative cooling of ventral regions of the skin in heat-stressed laying hens[J].PoultSci,2001,80(7):958-964.
[26] EMERY D A,VOHRA P,ERNST R A,et al.The effect of cyclic and constant ambient temperatures on feed consumption,egg production,egg weight,and shell thickness of hens[J].PoultSci,1984,63(10):2027-2035.
[27] NYS Y,GAUTRON J,MCKEE M D,et al.Biochemical and functional characterisation of eggshell matrix proteins in hens[J].WorldsPoultSciJ,2001,57(4):401-413.
[28] MORENG R E,BALNAVE D,ZHANG D.Dietary zinc methionine effect on eggshell quality of hens drinking saline water[J].PoultSci,1992,71(7):1163-1167.
[29] BALNAVE D,ZHANG D.Responses of laying hens on saline drinking water to dietary supplementation with various zinc compounds[J].PoultSci,1993,72(3):603-606.
[30] STEFANELLO C,SANTOS T C,MURAKAMI A E,et al.Productive performance,eggshell quality,and eggshell ultrastructure of laying hens fed diets supplemented with organic trace minerals[J].PoultSci,2014,93(1):104-113.
[31] MABE I,RAPP C,BAIN M M,et al.Supplementation of a corn-soybean meal diet with manganese,copper,and zinc from organic or inorganic sources improves eggshell quality in aged laying hens[J].PoultSci,2003,82(12):1903-1913.
[32] SWIATKIEWICZ S,KORELESKI J.The effect of zinc and manganese source in the diet for laying hens on eggshell and bones quality[J].VetMed,2008,53(10):555-563.
[33] 唐 麗.熱應激對肉種母雞繁殖性能、相關生理生化和分子指標的影響[D].北京:中國農業科學院,2013. TANG L.Effects of heat stress on reproductive performance,related physiological-biochemical and molecular indicators in broiler breeder hens[D].Beijing:Chinese Academy of Agricultural Sciences,2013.(in Chinese)
[34] McDANIEL C D,BRAMWELL R K,WILSON J L,et al.Fertility of male and female broiler breeders following exposure to elevated ambient-temperatures[J].PoultSci,1995,74(6):1029-1038.
[35] SEELING W,AHNEFELD F W,DICK W,et al.The biological significance of zinc[J].Anaesthesist,1975,24(8):329-342.
[36] UNDERWOOD E J.Zinc:Intermediary metabolism[M]//UNDERWOOD E J.Trace Elements in Human and Animal Nutrition.4th ed.New York:Academic Press,1977:196-242.
[37] LIN H,DU R,ZHANG Z Y.Peroxide status in tissues of heat-stressed broilers[J].Asian-AustralasJAnimSci,2000,13(10):1373-1376.
[38] OTEIZA P L,OLIN K L,FRAGA C G,et al.Oxidant defense systems in testes from zinc-deficient rats[J].ProcSocExpBiolMed,1996,213(1):85-91.
[39] POWELL S R.The antioxidant properties of zinc[J].JNutr,2000,130(5S Suppl):1447S-1454S.
[40] AKSU D S,AKSU T,OZSOY B,et al.The effects of replacing inorganic with a lower level of organically complexed minerals(Cu,Zn and Mn) in broiler diets on lipid peroxidation and antioxidant defense systems[J].Asian-AustralasJAnimSci,2010,23(8):1066-1072.
(編輯 郭云雁)
Effect of Dietary Zinc on Laying Performance,Hatching Performance of Eggs and Plasma Antioxidant Capacity of Broiler Breeder Hens under Different Temperatures
LI Wen-xiang,Lü Lin,ZHU Yong-wen,ZHANG Li-yang,LUO Xu-gang*
(MineralNutritionResearchDivision,InstituteofAnimalScience,ChineseAcademyofAgriculturalSciences,Beijing100193,China)
This experiment was conducted to investigate the effect of dietary zinc(Zn) on laying performance,egg quality,hatching performance of eggs and plasma antioxidant capacity of broiler breeder hens under different temperatures,and discussed the anti-heat stress effect of dietary Zn on broiler breeder hens preliminarily.One hundred and forty-four twenty-three-week-old female broiler breeders were randomly allotted to 6 treatments with 6 replicates of 4 birds per replicate based on body weight(BW).A completely randomized factorial design involved in 2 environmental temperatures:(21±1) ℃ normal temperature and(32±1) ℃ high temperature and 3 dietary Zn treatments:a no Zn addition corn-corn starch-soy isolate protein meal basal diet(9.98 mg·kg-1Zn),and the basal diet supplemented with 110 mg·kg-1Zn of diet as either ZnSO4·7H2O or Zn proteinate with the moderate chelation strength(Qf=30.73).The adaptation period was 7 weeks,the Zn depletion period was 3 weeks and the experimental period was 3 weeks.The result showed as follows:1) Feed intake had not significant difference(P>0.10) between normal and high temperature.On that condition,heat stress significantly decreased laying rate,average egg weight,eggshell thickness,egg yolk color,eggshell weight(P<0.01),eggshell strength(P<0.10),and plasma CuZn superoxide dismutase(CuZnSOD) activities(P<0.01) of broiler breeder hens,and significantly increased the broken egg rate,feed-egg ratio(P<0.01),and plasma malondialdehyde(MDA) content(P<0.10).2) Compared with the no Zn addition group,broiler breeder hens fed the diets added Zn regardless of sources(P>0.10) had higher birth rate and healthy young chicken percentage(P<0.05).Broiler breeder hens fed the diet added organic Zn had higher yolk color score,plasma Zn,and plasma CuZnSOD activities(P<0.10) than those fed the diets added inorganic Zn and no Zn addition group,which had not significant difference(P>0.10).3) No interactions(P>0.10) between temperature and dietary Zn were observed in all of above indices.The results indicate that the high temperature impaired laying performance,eggshell quality,and yolk color score,and plasma antioxidant capacity of broiler breeder hens.Diet added either organic or inorganic Zn improves hatching performance of eggs of broiler breeder hens,and especially the effect of the organic Zn on increasing the yolk color score,plasma Zn,and plasma CuZnSOD activities is better than that of the inorganic Zn.
dietary zinc;environmental temperature;broiler breeders hens;laying production;hatching performance;plasma antioxidant capacity
10.11843/j.issn.0366-6964.2015.10.012
2014-12-26
國家自然科學基金重大國際合作研究項目(31110103916);國家現代農業產業技術體系崗位專家專項經費(CARS-42);中國農業科學院科技創新工程專項經費(ASTIP-IAS08);動物營養學國家重點實驗室自主研究課題(2004DA125184G1108)
李文祥(1989-),男,山西長治人,碩士生,主要從事家禽礦物元素生化與分子營養研究,Tel:010-62816012,E-mail:13141256843@163.com
*通信作者:羅緒剛,研究員,博士生導師,主要從事動物礦物元素生化分子營養研究,E-mail:wlysz@263.net
S831.5
A
0366-6964(2015)10-1791-15