飼糧鈣水平對哺乳期云南半細毛羊氮平衡和氮磷排放的影響

李衛娟，李銀江，薛白，歐陽依娜，王思宇，洪瓊花，梁家充，馬興躍*

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

鈣(Ca)是動物體需要量最大的必需礦物元素，在動物體內物質代謝、內環境穩定和生理機能等方面具有重要作用。氮平衡是反映動物機體攝入氮和排出氮之間的平衡關系。影響反芻動物氮平衡和養分消化率的因素主要有日糧蛋白來源、組成及水平、消化能、代謝能、飼料原料本身營養成分含量等[1-2]。隨著養羊業的不斷發展，國內外研究人員[3-6]先后探討了不同鈣水平及鈣磷比例飼糧對歐拉型后備母羊、牧巴音布魯克哺乳母羊、陜北白絨山羊斷奶羔羊、東弗里西亞奶羊和薩能奶山羊生產性能、養分消化代謝、血清指標及骨代謝的影響。但飼糧鈣水平對哺乳期綿羊氮平衡及糞尿中氮、磷排放的影響研究未見報道。Kornegay等[7]綜述表明，動物對氮和磷的表觀消化率分別為30%～50%和20%～50%，50%～70%隨糞尿排出，對土壤、空氣、水源造成了巨大污染。隨著畜牧業集約化發展，養殖業對環境產生污染問題日益嚴重，也越來越引起國內外重視。控制畜禽糞便污染環境的方法有很多，但是利用營養方式解決環境污染問題是其中最有效的方式[8]。Borucki等[9]通過對哺乳期奶牛的研究發現，可以通過控制哺乳期奶牛飼料中的陰陽離子差來減少奶牛糞便中磷的排放，以減少磷對環境的污染。還有研究表明，通過改善日糧營養物質的平衡及添加劑的使用，可以提高機體鈣磷表觀消化率，降低氨氮的排放[10]。

云南半細毛羊是以云南本地山谷型藏羊與細毛羊雜交后代為母本，引入羅姆尼羊、林肯羊公羊，經過育成雜交、橫交固定，自群繁育培育十余年而成的毛肉兼用型半細毛羊新品種，是山區農民脫貧致富的主要畜種之一。為了更好地發展和推廣這一毛肉兼用型綿羊新品種，降低氮磷排放對環境的影響，有必要對特定品種各生長、生理階段的營養素需要量進行系統研究。本試驗以哺乳期云南半細毛羊為研究對象，通過消化試驗，研究飼糧鈣水平對哺乳期云南半細毛羊氮平衡及糞尿中氮、磷排放的影響。旨在為哺乳期云南半細毛羊飼糧鈣添加提供理論參考依據。

1 材料與方法

1.1 試驗動物及飼糧

試驗在昆明易興恒畜牧科技有限責任公司進行，試驗選用50只體況良好、體重相近、年齡一致、產羔前15 d的云南半細毛羊，隨機分成5個組，每組10只。分別接受5個不同鈣水平的飼糧處理，5個飼糧的鈣水平實測值分別為0.35%、0.42%、0.61%、0.75%、0.96%，其他營養成分保持一致。飼糧組成及養分見表1。

表1 試驗飼糧組成及養分含量(風干基礎)

1.2 飼養管理

試驗前將欄舍打掃干凈、嚴格消毒，并檢查代謝籠、食槽和水槽有無異常。母羊產羔前15 d進入試驗羊舍稱重分組，然后進入為期14 d的預飼期。在預試期，每天8:00，17:00各飼喂1次，先飼喂粗料再飼喂精料，自由飲水。試驗羊適應環境和試驗日糧，并記錄各組試驗羊的采食量，根據前一天的采食量調整第2天飼喂量，確保飼槽內有10%左右的剩料。預飼期結束后進行96 d的正試期。

1.3 消化代謝試驗

在正試期的10～15 d、40～45 d、90～95 d，從各組試羊中選擇5只羊做消化代謝試驗。試驗羊在代謝籠中單籠飼養。每天全收集糞、尿，連續收集5 d，每天記錄每只羊的采食量、排糞量、排尿量和每只母羊的泌乳量。計算哺乳前后羔羊的體重差，體重差即為泌乳量，每天早、中、晚3次泌乳量之和即為每日泌乳量。

1.4 樣品采集和分析

1.4.1 飼料樣品及糞尿樣品的采集

在消化代謝試驗期間，每天采集1次混合精料和粗料樣品，每組混合精料采集200 g，粗料200 g。每天將收集的每只羊的鮮糞樣混勻稱重后取20%并分成兩份，其中一份按5%的比例加入10%的稀鹽酸進行固氮。所有飼料樣和糞樣-20 ℃低溫保存，解凍后 55 ℃風干后粉碎過篩，用于測定營養成分；每天將收集的尿樣混勻后取10%添加10%的鹽酸使pH值低于3進行固氮，于-20 ℃保存用于測定尿氮和尿磷。

1.4.2 乳樣采集

哺乳前期、中期、后期分別于消化試驗期間每天在羔羊哺乳前先擠棄頭兩把乳，然后每只羊采集乳樣40 mL，并在采樣管上標記羊只耳號和采樣日期，每份乳樣加入重鉻酸鉀0.03 g混勻， 4 ℃環境下保鮮，并立即送實驗室測定乳成分。

1.5 常規成分分析

粗蛋白質含量使用KT200 KjeltecTM型凱氏定氮儀測定(丹麥FOSS)；粗灰分、粗脂肪、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、鈣、磷等成分測定參照文獻[11]，乳成分送昆明市動物衛生監督所采用FOSS maticTM FC、milkoscanTM FT+測定。

1.6 統計分析

所有試驗數據采用Excel軟件進行預處理后用SPSS 19.0軟件進行單因素方差分析(One-way ANOVA)，結果用“平均值±標準差”表示，差異不顯著用P>0.05表示，差異顯著用P<0.05表示，差異極顯著用P<0.01表示。計算公式如下：

沉積氮=攝入氮-糞氮-尿氮-乳氮；

氮沉積率=沉積氮/攝入氮×100%；

乳氮轉化率=乳氮/攝入氮×100%；

糞氮占比=糞氮/糞尿氮×100%；

糞磷占比=糞磷/糞尿磷×100%；

尿氮占比=尿氮/糞尿氮×100%；

尿磷占比=尿磷/糞尿磷×100%。

2 結果與分析

2.1 飼糧鈣水平對哺乳期云南半細毛羊氮平衡的影響

飼糧鈣水平對哺乳期云南半細毛羊氮平衡的影響見表2。

哺乳前期：0.42%、0.75%和0.96%鈣水平組氮攝入量極顯著高于0.35%和0.61%鈣水平組(P<0.01)，其他組間差異不顯著(P>0.05)。各組間乳氮及乳氮轉化率差異不顯著(P>0.05)。0.75%和0.96%鈣水平組氮沉積量極顯著高于0.35%和0.61%鈣水平組(P<0.01)，顯著高于0.42%鈣水平組(P<0.05)，其他組間差異不顯著(P>0.05)。氮沉積率隨乳氮轉化率的升高而降低，0.75%鈣水平組氮沉積率極顯著高于0.35%和0.61%鈣水平組(P<0.01)，顯著高于0.96%鈣水平組(P>0.05)，0.96%鈣水平組顯著高于0.35%鈣水平組(P<0.05)，其他組間差異不顯著(P>0.05)。

哺乳中期：氮攝入量0.42%鈣水平組極顯著高于其他組(P<0.01)，0.75%和0.96%鈣水平組極顯著高于0.35%和0.61%鈣水平組(P<0.01)，其他組間差異不顯著(P>0.05)。乳氮0.35%鈣水平組極顯著低于其他組(P<0.01)。乳氮轉化率0.35%鈣水平組極顯著低于0.61%、0.75%鈣水平組(P<0.01)，顯著低于0.96%鈣水平組(P<0.05)。氮沉積量0.35%鈣水平組極顯著高于0.61%鈣水平組(P<0.01)，其他組間差異不顯著(P>0.05)。氮沉積率0.35%鈣水平組極顯著高于0.42%鈣水平組(P<0.01)，顯著高于0.61%、0.75%、0.96%鈣水平組(P<0.05)，其他組間差異不顯著(P>0.05)。

哺乳后期：氮攝入量0.75%、0.96%鈣水平組極顯著高于0.35%、0.42%和0.61%鈣水平組(P<0.01)，0.42%鈣水平組極顯著高于0.35%鈣水平組(P<0.01)，0.42%組與0.61%組差異不顯著(P>0.05)。乳氮及乳氮轉化率0.35%鈣水平組極顯著低于其他組(P<0.01)，乳氮轉化率0.42%鈣水平組極顯著高于0.96%鈣水平組(P<0.01)，顯著高于0.61%鈣水平組(P<0.05)。氮沉積0.96%鈣水平組顯著高于0.61%鈣水平組(P<0.05)，其他組間差異不顯著(P>0.05)。氮沉積率各組間差異不顯著(P>0.05)。

根據飼糧鈣水平和哺乳前、中、后期沉積氮和氮沉積率之間的關系可分別得到回歸方程，見表3。

表2 飼糧鈣水平對哺乳期云南半細毛羊氮平衡的影響

表3 飼糧鈣水平(x)與哺乳期云南半細毛羊氮平衡相關指標(y)間的回歸關系

2.2 飼糧鈣水平對哺乳前期云南半細毛羊糞尿中氮、磷排放量的影響

在哺乳前期，飼糧鈣水平對云南半細毛羊糞尿中氮、磷排放的影響見表4。飼糧鈣水平對哺乳前期尿、糞磷、尿磷的排放總量影響不顯著(P>0.05)，糞尿中總磷排放0.42%、0.75%、0.96%鈣水平組極顯著高于0.35%、0.61%鈣水平組，其他組間差異不顯著(P>0.05)。0.42%鈣水平組糞的排放量極顯著高于0.35%和0.61%鈣水平組(P<0.01)，顯著高于0.75%鈣水平組(P<0.05)，其他組間差異不顯著(P>0.05)。0.42%鈣水平組糞氮的排放量極顯著高于其他組(P<0.01)，其他組間差異不顯著(P>0.05)。尿氮的排放量0.42%、0.61%、0.96%鈣水平組極顯著高于0.35%鈣水平組(P<0.01)，0.61%、0.96%鈣水平組顯著高于0.75%鈣水平組(P<0.05)。0.42%鈣水平組糞尿中總氮的排放量極顯著高于0.35%鈣水平組(P<0.01)，顯著高于0.61%和0.75%鈣水平組(P<0.05)，其他組間差異不顯著(P>0.05)。糞磷占比0.75%、0.96%鈣水平組極顯著高于0.35%鈣水平組(P<0.01)，尿磷占比0.35%鈣水平組極顯著高于0.45%和0.96%鈣水平組(P<0.01)，其他組間差異不顯著(P<0.05)。哺乳前期云南半細毛羊糞尿中氮、磷的排放以從糞中排放為主，分別占總排放量的58.05%～77.34%、97.17%～98.55%，尿中氮、磷的排放量分別占22.66%～41.95%、1.45%～2.83%。

表4 飼糧鈣水平對哺乳前期云南半細毛羊糞尿中氮、磷排放量的影響

2.3 飼糧鈣水平對哺乳中期云南半細毛羊糞尿中氮、磷排放量的影響

在哺乳中期，飼糧鈣水平對云南半細毛羊糞尿中氮、磷排放量的影響見表5。飼糧鈣水平對哺乳中期糞的排放量0.42%、0.75%、0.96%鈣水平組極顯著高于0.35%和0.61%鈣水平組(P<0.01)，0.61%鈣水平組顯著高于0.35%鈣水平組(P<0.05)，其他組間差異不顯著(P>0.05)。

0.42%和0.75%鈣水平組糞氮的排放量極顯著高于0.35%和0.61%鈣水平組(P<0.01)，其他組間差異不顯著(P> 0.05)。0.61%、0.96%鈣水平組尿氮排放量顯著高于0.75%鈣水平組(P<0.05)。飼糧鈣水平對哺乳中期云南半細毛羊尿排放量、糞磷、尿磷及糞尿中總磷的排放量影響不顯著(P> 0.05)。糞磷、尿磷占比各組間差異不顯著(P>0.05)。糞尿中氮、磷的排放以從糞中排放為主，分別占總排放量的66.02%～73.65%、99.34%～99.67%，尿氮、尿磷的排放量分別占22.66%～41.95%、0.33%～0.63%。

表5 飼糧鈣水平對哺乳中期云南半細毛羊糞尿中氮、磷排放量的影響

2.4 飼糧鈣水平對哺乳后期云南半細毛羊糞尿中氮、磷排放量的影響

在哺乳后期，飼糧鈣水平對云南半細毛羊糞尿中氮、磷排放量的影響見表6。糞的排放量0.75%鈣水平組極顯著高于0.35%和0.42%鈣水平組(P<0.01)、0.96%鈣水平組顯著高于0.61%和0.35%鈣水平組(P<0.05)，其他組間差異不顯著(P>0.05)。各組間尿的排放量差異不顯著(P>0.05)。0.75%鈣水平組糞氮排放量顯著高于0.61%鈣水平組(P<0.05)，其他組間差異不顯著(P>0.05)。0.96%鈣水平組尿氮排放量顯著高于0.35%鈣水平組(P<0.05)，其他組間差異不顯著(P>0.05)。0.96%鈣水平組糞尿中總氮排放量極顯著高于0.35%鈣水平組(P<0.01)，其他組間差異不顯著(P>0.05)。飼糧鈣水平對哺乳后期云南半細毛羊糞尿中磷的排放量影響不顯著(P>0.05)，但糞磷0.96%鈣水平組顯著高于0.35%組，尿磷0.42%鈣水平組極顯著高于0.35%、0.61%、0.75%鈣水平組(P<0.01)，其他組間差異不顯著P>0.05)。氮、磷的排放以從糞中排放為主，分別占總排放量的58.20%～64.55%、99.41%～99.66%，尿氮、尿磷的排放量分別占33.98%～41.80%、0.34%～0.59%。

表6 飼糧鈣水平對哺乳后期云南半細毛羊糞尿中氮、磷排放量的影響

3 討論

3.1 飼糧鈣水平對哺乳期云南半細毛羊氮平衡的影響

哺乳前期母乳是羔羊的主要營養物質來源，哺乳中期隨著羔羊的生長發育，對母乳的需求量增加，哺乳后期，羔羊逐步具備了采食能力，加之母羊的泌乳能力下降，因此與哺乳前中期相比，對營養物質的需求有所下降。哺乳中期云南半細毛羊對氮的攝入量和乳氮的排出量都最高，到了哺乳后期氮的攝入量和乳氮排出量都顯著下降。這種趨勢與羔羊生長發育所需營養相一致。

目前，有關飼糧鈣水平對哺乳期綿羊氮平衡的研究未見報道，添加礦物質補添料對氮的攝入量無明顯影響，但有效降低尿中氮的排出量，氮的沉積量明顯增大[10]，給肉牛飼喂0.3%和0.6%鈣水平的日糧時，0.60%組氮的表觀消化率、沉積氮和氮沉積率都會降低[12]，給妊娠后期伊犁馬飼喂不同鈣、磷水平的飼糧時，氮的沉積率無顯著變化[13]。哺乳期反芻動物的氮平衡除了考慮糞尿中排出的氮，還需考慮乳氮，乳氮在哺乳期動物氮消化中占有很大比例。奶牛乳中的氮的分泌量平均占采食氮的25%～35%，其他剩余的氮通過糞尿排出[14]。本試驗中，哺乳前期飼糧鈣水平對乳氮的轉化率影響不顯著，但飼糧鈣水平為0.35%時乳氮的轉化率最高為23.16%；飼糧鈣水平顯著影響哺乳中、后期云南半細毛羊乳氮的轉化率，飼糧鈣水平為0.75%、0.42%時，哺乳中、后期乳氮轉化率最高，分別為19.08%和17.65%。本試驗的結果初步表明，當飼糧鈣水平為0.35%～0.61%時，隨著飼糧鈣水平的增加，哺乳前期云南半細毛羊沉積氮和氮的沉積率變化不顯著，當飼糧鈣水在0.61%～0.96%范圍時，氮沉積和氮沉積率隨飼糧鈣水平升高而升高；當飼糧鈣水平在0.42%～0.96%時，哺乳中期云南半細毛羊的氮沉積和氮沉積率不受飼糧鈣水平影響；哺乳后期飼糧鈣水平為0.35%～0.75%時，氮沉積和氮沉積率不受日糧鈣水平影響。

3.2 飼糧鈣水平對哺乳期云南半細毛羊糞尿中氮、磷排放的影響

畜禽排泄物是環境氮磷污染的重要來源，礦物元素攝入水平的變化會通過影響動物尿液的產生量而對尿氮的排放產生影響[15]。糞尿氮對環境的影響主要通過空氣、土壤和水體而產生。尿氮主要成分為尿素，是牧場氨氮排放的主要來源，且超過動物蛋白質需要量的幾乎所有的氮素都會以尿氮的形式排出體外[16]。氮對空氣環境的影響是由其分解產物所造成，無論在厭氧或有氧條件下，糞尿中含氮物質的分解均能產生氨氣[17]。有研究表明，可以通過添加氨基酸、降低日糧中蛋白質水平等措施來降低奶牛糞便中氮的排放量[18-20]。但飼糧鈣水平對綿羊糞尿中氮、磷排放的影響研究未見報道，本研究采用消化試驗研究飼糧鈣水平對哺乳期云南半細毛羊糞尿中氮、磷排放物的影響。研究初步表明，飼糧鈣水平對哺乳期云南半細毛羊的尿液量影響不顯著，但顯著影響糞及糞氮排放量，極顯著影響哺乳前期尿氮的排放量，當飼糧鈣水平為0.35%時，哺乳前期和后期糞氮、尿氮及總氮的排放最低。顯著影響哺乳中期尿氮排放，當飼糧鈣水平為0.75%時糞氮、尿氮及總氮排放量最低，但對哺乳后期的尿氮排放影響不顯著。磷是僅次于鈣在動物體內含量最多的常量元素，動物對磷的營養需要必須遵循既要滿足動物的生長性能和健康又要最低限度地減少磷的排放量的原則[21]。有研究發現，控制哺乳期奶牛飼料中的陰陽離子差可以減少奶牛糞便中磷的排放，以減少磷對環境的污染[9]，胡鳳明等[22]研究表明，當日糧中鈣、磷水平增加，察哈爾羔羊鈣磷排出量、糞鈣、糞磷含量顯著增加。而本研究顯示，隨著飼糧鈣水平的增加，整個哺乳期糞磷、尿磷及總磷的的排放量變化不顯著。胡鳳明等[22]研究中鈣磷是同步增加的，本研究只有一個變量，除了鈣水平有梯度，其他日糧養分保持相對恒定，因此，可以初步得出結論：在磷水平相近的情況下，飼糧鈣水平的高低不影響哺乳期云南半細毛羊糞尿總磷的的排放量。

研究發現，不同養分在糞便和尿液之間分配不同，磷主要存在于糞便中，尿液中含磷較少，而氮主要以尿素形式存在于液體尿液中，糞便中僅含有少量有機氮[23]。本研究發現，飼糧鈣水平極顯著影響哺乳前期云南半細毛羊糞尿中總磷的排放量，對哺乳中、后期糞尿中磷的排放量無影響，且以從糞中排出為主，尿中排出很少，其中從糞中排放的磷占糞尿中總排放量的97.17%～99.67%，只有極少部分磷從尿中排出，與他人的研究結果相近。糞氮主要來源于未消化的飼糧氮、未被消化的微生物氮和內源氮，糞氮排放量一般比較穩定[24]。不同飼糧氮水平對糞氮排放量的影響不大，主要因為增加飼糧氮水平能夠導致尿氮排放量迅速增加，幾乎所有超過動物需要量的氮都通過尿液排出體外，而糞氮排放量相當穩定[13]。本研究結果表明，在飼糧蛋白質水平相近的情況下，飼糧鈣水平顯著影響哺乳期云南半細毛羊糞尿中氮的排放量，哺乳前期和中期0.42%鈣水平組、哺乳后期0.96%鈣水平組的氮排放最高，從糞、尿中排放的氮分別占糞尿中總排放量的58.05%～77.34%和22.66%～41.95%。

4 結論

飼糧鈣水平顯著影響哺乳期云南半細毛羊糞的排放量，但對尿和總磷的排放量無影響，當飼糧鈣水平為0.35%時，糞的排泄量最低，糞尿中總氮排放量最低。

糞尿中氮、磷排放以從糞中排放為主。糞中氮和磷排放量分別占總排放量的58.05%～77.34%和97.17%～99.67%，尿中氮和磷排放量分別占22.66%～41.95%和0.33%～2.83%。

哺乳前中后期飼糧鈣水平為0.35%、0.75%、0.42%時，乳氮的轉化率和氮的沉積率最高，且能滿足哺乳期云南半細毛羊氮平衡的需要，糞尿中氮、磷排放量最低，對環境的影響最小。