精料類型對肉羊飼糧養分消化率及尿嘌呤衍生物排出量的影響

富麗霞，馬 濤，刁其玉*，成述儒，宋雅喆

(1. 中國農業科學院飼料研究所，農業部飼料生物技術重點試驗室，北京 100081；2. 甘肅農業大學動物科學技術學院，蘭州 730070)

反芻動物代謝蛋白質(MP)或小腸可消化蛋白質包括小腸可消化菌體蛋白質(MCP)和過瘤胃蛋白質兩部分。正常飼喂條件下，進入小腸消化吸收的主要是MCP，可達50%以上[1]，因此定量分析MCP對于測定MP很重要。應用微生物標記物法估測MCP含量，需要給動物安裝瘺管，而且測定過程比較繁瑣。尿嘌呤衍生物(PD)法克服了安裝瘺管這一缺點，測定結果比較準確，因此被廣泛應用于測定MCP。國內外應用PD法估測MCP的報道較多，Martínorúe和Gonzalez-ronquillo等[2-3]已經建立了肉牛和奶牛等不同動物的估測模型，Ma等[4]報道，PD排出量可以預測反芻動物MN含量，PNI可以評價飼糧中氮的利用效率[5]。先前應用PD預測肉羊MCP的研究主要集中在不同飼喂水平[6]和精粗比[7-8]上，且飼料原料組成較為單一，精料是反芻動物MCP合成的重要來源，飼糧蛋白質來源的不同是影響微生物蛋白質合成的主要因素[9]。

本試驗以杜寒雜交公羊為試驗動物，采用套算法探究肉羊在10種常用精料組成的飼糧條件下，營養物質消化率、PD排出規律及氮平衡情況，為建立肉羊MCP模型提供參考。

1 材料與方法

1.1 主要試驗材料

尿囊素：純度≥98.0%(Sigma)，尿酸：純度≥99.0%(Sigma)，黃嘌呤氧化酶：7.6 U·mL-1(Sigma)，尿酸酶：5.0 U·mg-1(Sigma)。

1.2 試驗動物與設計

本試驗選用10只體況健康，平均體重為(47.4±4.4) kg 的杜寒雜交成年公羊，試驗分10期處理，每期處理10只羊，每個重復1只羊。試驗采用單因子設計，試驗飼糧為10種全混顆粒飼料(每期飼喂一種飼糧)，當單一精料替換比例在30%時，配方精粗比與生產實踐最為接近(趙江波等[10])，因此本試驗中飼糧分別由高粱、玉米、大麥、小麥、燕麥、菜籽粕、花生粕、棉籽粕、豆粕、DDGS替換基礎飼糧中羊草、玉米和豆粕。飼糧組成及營養水平見表1。每種飼糧飼喂20 d，其中預試期15 d，正試期5 d，正試期全收糞和尿，整個試驗持續200 d。

1.3 飼養管理

試驗羊提前打好耳號，使用伊維菌素進行驅蟲，試驗羊單欄飼養。每期消化代謝試驗正試期前后均稱重并記錄。飼喂量按照維持需要飼喂，每天飼喂2次，分別于08:00、16:30各飼喂1次，每次飼喂600 g，自由飲水。

1.4 指標測定與方法

1.4.1 樣品采集與處理 消化代謝試驗正試期每天全收糞并稱重，將糞樣充分混勻并從不同位點取未受羊毛及塵土污染的部分樣品，準確稱取總糞量的10% 于自封袋中，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100 mL 10% 的稀硫酸，調整尿樣pH至2～3，防止尿樣腐敗分解，4層紗布過濾，采集尿樣時先加自來水將尿樣稀釋至5 L，混勻后取30 mL尿樣于收尿瓶中，置于-20 ℃冰箱保存。

1.4.2 測定方法及計算公式 樣品營養成分干物質(DM)、有機物(OM)、粗灰分(Ash)、粗蛋白質(CP)的測定參照張麗英[11]的方法，測定中性洗滌纖維(NDF)和酸性洗滌纖維(ADF)含量時，先用胰蛋白酶及淀粉酶對樣品進行酶解，再按照Van Soest等[12]方法進行操作。PD采用分光光度計進行測定[13]。

營養物質消化率、氮平衡及PD排出量等指標計算公式：

飼糧中某營養成分的表觀消化率(%)=100×(飼糧采食量×飼糧中該營養成分的含量-排糞量×糞中該養分含量)/(飼糧采食量×飼糧中該營養成分的含量)；

沉積氮(g·d-1)= 攝入氮-糞氮-尿氮；

吸收氮(g·d-1)=攝入氮-糞氮；

氮沉積率(%)= 100×沉積氮/攝入氮；

氮表觀消化率(%)= 100×吸收氮/攝入氮；

PD(mmol·d-1)= 尿囊素+尿酸+黃嘌呤+次黃嘌呤；

嘌呤氮指數(PNI)=(PD×0.056)/尿氮排出量[14]；

PD排出量(mmol·d-1)=0.84X+0.150W0.75×e-0.25X [13]，式中X為嘌呤吸收量(mmol·d-1)；

微生物氮(MN，g·d-1)=70X÷(0.83×0.116 ×1 000)=0.727X[15]，式中，X為嘌呤吸收量(mmol·d-1)， 0.83為微生物嘌呤在腸道中平均消化率，70為嘌呤含氮量是70 mg N·mmol-1，0.116 為瘤胃微生物嘌呤氮與總氮的比值。

1.5 數據處理

試驗數據采用Excel整理統計，采用SAS 9.1進行單因素方差分析(one-way ANOVA, LSD)，并采用Duncan氏法進行多重比較。P<0.05作為差異顯著的判斷標準。

2 結 果

2.1 精料類型對肉羊營養物質表觀消化率的影響

由表2可以看出，10種飼糧的DM、OM、CP、NDF、ADF的平均表觀消化率分別是63.21%、67.00%、71.76%、42.28%、40.52%，變異系數分別是6.48%、5.57%、9.04%、11.62%、14.67%。DM、OM和CP的變異系數均在10%以下，ADF的變異系數最高。

表3表明，營養物質消化率與飼糧中的營養物質含量存在相關性。飼糧DM消化率與NDF呈極顯著負相關(P<0.01)，與ADF顯著負相關(P<0.05)；OM消化率與ADF呈極顯著負相關(P<0.01)，與NDF顯著負相關(P<0.05)；CP消化率與OM呈顯著負相關(P<0.05)，與CP呈極顯著正相關(P<0.01)。可見，飼糧可消化蛋白質(DCP)的最佳預測因子是粗蛋白質(CP)。

2.2 精料類型對肉羊氮表觀消化率的影響

由表4可以看出，10種飼糧的攝入氮、尿氮、糞氮等差異顯著(P<0.01)，氮的攝入量與總排出氮及存留氮均有相關，其中花生粕飼糧攝入氮最多，總排出氮最高；玉米飼糧攝入氮最低，總排出氮也較低。氮的表觀消化率為64.04%～83.00%，氮沉積率為13.46%～25.11%。10個處理組的羊只均處于正氮平衡狀態，攝入氮與沉積氮呈線性相關(R2=0.825，圖1)，隨著攝入氮的增加，尿氮呈直線增加(R2=0.985，圖2)。

2.3 精料類型對肉羊尿嘌呤衍生物排出量的影響

表5顯示，盡管10種飼糧的粗蛋白質和表觀消化率不同，但黃嘌呤+次黃嘌呤排出量比較穩定，差異不顯著(P>0.05)；10種飼糧的尿囊素和尿酸排出量差異極顯著(P<0.01)，花生粕飼糧的尿囊素和尿酸排出量最高，玉米飼糧的尿囊素排出量最低，燕麥飼糧尿酸排出量最低；10種飼糧尿囊素、尿酸、黃嘌呤+次黃嘌呤占PD總排出量的比例差異極顯著(P<0.01)，占PD總排出量比例范圍分別是85.60%～92.47%、2.54%～7.18%、3.20%～7.41%。10種 飼糧的PNI均在0.1之下。10種飼糧MN數值穩定，差異不顯著(P>0.05)，MN含量范圍是10.84～13.99 g·d-1。攝入氮與PD排出量存在線性相關(R2=0.925，圖3)，建立的方程式為：PD排出量=0.119 7×攝入氮+10.161；MN與PD排出量存在線性相關(R2=0.898，圖4)，由此建立的方程式：MN=0.746 1×PD+1.785 4。

3 討 論

3.1 精料類型對肉羊營養物質表觀消化率的影響

消化率是評價飼料營養價值的重要指標，飼糧的組成、采食量、動物機體本身都會影響消化率的變化。本試驗10種飼糧的DM、OM、CP、NDF、ADF表觀消化率的變化范圍：57.32%～67.40%、61.45%～70.44%、64.03%～80.16%、36.37%～48.03%、32.21%～47.00%。除NDF之外，DM、OM、CP、ADF等4種營養物質表觀消化率與趙江波等[10]在杜寒雜交肉用羯羊上(分別是：57.46%～68.93%、58.32%～72.23%、63.56%～80.38%、33.90%～47.06%)的研究結果相近。本研究中，10種飼糧CP、NDF等物質含量存在著差異，故表觀消化率的差異符合營養消化的邏輯，孔祥浩等[16]通過對不同NDF水平對肉羊飼糧營養物質表觀消化率影響的探究，結果顯示，NDF水平低于30% 或超過45% 都對營養物質的表觀消化率產生一定的影響，本試驗中，NDF水平在33.33%～41.33%之間，處于上述研究報道的適宜范圍之內。日糧中各種營養物質的含量存在著互作，DM消化率與ADF呈顯著負相關，劉潔等[17]研究了不同精粗比對肉羊營養物質表觀消化率的影響得出類似的結果；OM表觀消化率與NDF呈極顯著負相關，CP表觀消化率與CP呈極顯著正相關、與OM呈顯著負相關，與趙江波等[10]的研究結果相似。本試驗中，飼糧CP含量為10.56%～26.89%，隨著不同飼糧蛋白質水平的提高，CP表觀消化率有升高的趨勢，但對其他幾種營養物質的表觀消化率沒有顯著影響，李志靜等[18]、彭玉麟等[19]和王波等[20]的研究也得出類似的結果。

圖1 不同精料類型沉積氮與攝入氮的相關關系Fig.1 The correlation between retained N and intake N in different concentrates

圖2 不同精料類型尿氮排出量與攝入氮的相關關系Fig.2 The correlation between urinary nitrogen excretion and intake N in different concentrates

圖3 不同精料類型尿嘌呤衍生物排出量與攝入氮的相關關系Fig.3 The correlation between PD excretion and intake N in different concentrates

圖4 不同精料類型尿嘌呤衍生物排出量與微生物氮的相關關系Fig.4 The correlation between PD excretion and MN in different concentrates

3.2 精料類型對肉羊氮表觀消化率的影響

本試驗中，10種飼糧的CP水平不同，隨著攝入氮水平的增加，氮總排出量顯著增加，氮沉積量與氮表觀消化率增加，糞氮排出量有增加的趨勢，尿氮的排出量呈線性增加，Castillo等[21]、Marini和Van Amburgh[22]和樓燦等[23]得出類似的結果。反芻動物對蛋白質的消化利用與瘤胃微生物對其降解合成、氮排出量有關，MCP占反芻動物小腸吸收蛋白質的很大一部分，MCP的合成與飼糧可降解蛋白質(RDP)及有機物采食量(DOMI)有關，本研究是在維持水平進行，因此影響MCP合成的關鍵因素是RDP含量，隨著飼糧攝入氮的增加，MCP合成量增加，反芻動物小腸吸收的蛋白質一部分用于動物自身維持基本生命活動，另一部分沉積于機體及隨糞尿排出體外，所以氮沉積量增加，氮總排出量增加。本試驗中，10種飼糧均處于正氮平衡狀態，其中尿氮排出量均大于糞氮排出量，Deng等[24]研究了20～50 kg 杜寒雜交肉羊的氮代謝規律，除自由采食水平之外，其他處理組尿氮排出量均大于糞氮排出量，Zou等[25]、Jardstedt等[26]和樓燦等[27]研究得出類似的結果，也有報道顯示，糞氮排出量大于尿氮排出量[28]，但Hristov等[29]報道，瘤胃可降解蛋白質的過量供給主要以尿氮的形式排出，Agle等[30]通過減少飼料中的CP和RDP的濃度證實了這一觀點。

3.3 精料類型對肉羊尿嘌呤衍生物排出量的影響

本試驗中，PD排出量為12.27～16.33 mmol·d-1，與馬濤等[6]研究的不同采食水平下杜寒雜交肉羊PD排出量(9.0～18.8 mmol·d-1)接近，在Chen等[31]研究的歐洲綿羊PD排出量(6.4～22.6 mmol·d-1)范圍之內。本研究中，10種不同類型飼料的PD排出量表明，隨攝入氮水平的增加，PD排出量增加，并且兩者間具有強相關性(R2=0.925)，Ma等[5]、Dipu等[32]和Zhou等[33]的研究得出了類似的結果。反芻動物采食量相同的情況下，攝入氮越多，即飼糧提供的氮源越豐富，微生物合成蛋白越多，進而PD排出量也越多[34]，因此可利用方程Y=0.119 7X+10.161來通過攝入氮預測PD排出量，Y為PD排出量(mmol·d-1)，X是攝入氮量(g·d-1)。其中黃嘌呤+次黃嘌呤的排出量很穩定，表明它們在體內代謝途徑的特殊性。本研究得出，尿囊素、尿酸、黃嘌呤+次黃嘌呤占PD總排出量的比例分別是89.42%、4.88%、5.70%，Belenguer等[35]研究得出，山羊所占比例分別是63.71%～88.60%、1.79%～9.15%、6.62%～27.27%，PD排出量與動物品種、飼糧組成、采食水平、攝入氮含量及蛋白質來源有關[32]，本研究中，10種飼糧的蛋白來源不同，因此PD排出量有差異。本研究中，10種飼糧的MN合成量處于穩定狀態，并且MN與PD排出量存在很強的相關性(R2=0.898)，反芻動物小腸吸收的核酸主要來源于瘤胃微生物，微生物核酸在小腸中降解釋放出嘌呤核苷和堿基, 最后轉化為嘌呤衍生物, 隨尿排出體外，因此可通過建立PD排出量與MN的相關關系來估測MN，進而估測微生物蛋白質的合成。所以可以利用PD=0.119 7×攝入氮+10.161和MN=0.746 1×PD+1.785 4這兩個方程來通過攝入氮估測MN，得出微生物蛋白質的合成量。PNI是一種評價可降解飼糧氮轉化為瘤胃微生物的簡單、快速的指標，本研究得出，隨著飼糧攝入氮的增加，PNI減少，Ma等[5]和Zhou等[33]得出類似的結果。

4 結 論

4.1在本試驗日糧范疇內，肉羊日糧中蛋白質含量不同可以導致粗蛋白質表觀消化率有差異，攝入氮與表觀消化率、尿氮和氮沉積具有強相關關系；建立的沉積氮估測方程式：Y=0.244 9X-1.319 9(R2=0.825)，Y為沉積氮(g·d-1)，X是攝入氮(g·d-1)。

4.2在本試驗條件下，攝入氮與嘌呤衍生物排出量存在線性強相關關系，建立的嘌呤衍生物估測方程式為：PD=0.119 7×攝入氮+10.161(R2=0.925)。

4.3在本試驗條件下，嘌呤衍生物排出量與微生物氮存在強相關關系，建立的微生物氮估測方程式：MN=0.746 1×PD+1.785 4(R2=0.898)。