藏羊和小尾寒羊生长性能及血液生理指标对不同能量低氮日粮的响应特性

郭亚敏，王文基，景小平，康婧鹏，周建伟,3，许卫星，龙瑞军

(1.草地农业生态系统国家重点实验室 兰州大学草地农业科技学院，甘肃 兰州 730020；2.青藏高原生态系统管理国际中心 兰州大学生命科学学院，甘肃 兰州 730000；3.中国科学院西北生态环境资源研究院，甘肃 兰州 730000)

藏羊作为青藏高原的特有畜种[1]，主要生活在海拔3 000-5 000 m的高寒地区，其存栏量为5 000万头，是当地牧民重要的生产和生活资料[2]。千百年来，藏羊一直处在传统、粗放的饲养管理模式之下，全年在天然草地上放牧而无任何补饲[3]。小尾寒羊是我国平原地区集约化养殖模式下的“典型”绵羊品种，具有体格大、生长发育快、性成熟早、繁殖力强、性能遗传稳定等特点，在我国绵羊养殖产业中占有重要地位[4]。

血液是动物机体内环境最重要的组成部分，其作为体液调节的媒介，可直接参与物质转运、代谢以及调控等重要的生理、生化过程。血液各组成物质的变化可通过一系列生理与生化指标来呈现，进而来反映机体的代谢状况。例如血液学参数、血清酶学指标、血清蛋白质水平和无机离子含量等生理、生化指标均可反映机体对营养物质的满足程度、新陈代谢状况以及机体内外环境平衡，通过这些参数最终来评价机体生长发育状况及生理状态[5]。另外，血液生理生化指标测定在一些疾病诊断中发挥着重要作用[6]，通过血液生理生化指标的测定可以间接了解机体健康状况。在畜牧生产中，可以根据动物血液生理生化指标来及时调整饲养管理策略，对其进行适时调控，充分发挥畜禽生产性能。杨慈清等[7]研究报道，正常的生理生化指标，既能反映动物体内实质与外表性能之间的关系，也能反映品种、性别、年龄、地区、不同外界环境及不同生理状况的特征。这些指标相对稳定，因此可根据这些指标的变动情况来判断机体的新陈代谢和生理活动是否正常，并判断其对环境的适应性。

由于受青藏高原特殊的自然环境所限制，青藏高原牧草供应具有季节性不平衡的特点，尤其是在冷季，牧草生物量急剧下降，同时其营养物质含量也严重降低，粗蛋白含量仅在2.96%～10.44%[8]。在传统放牧条件下，藏羊每年冷季都要遭受着因营养亏损而发生的严重掉膘，这也就导致了其较低的生产效率[9-10]。综上，通过血液生理指标判断藏羊的新陈代谢和生理活动状况，对其饲养管理具有重要指导的意义，但目前关于藏羊血液生理指标对于日粮能量水平响应规律方面的研究还未见详细报道，鉴于此，本研究将以小尾寒羊为对照，通过模拟冷季牧草粗蛋白质(CP)含量，探讨不同能量水平日粮对藏羊生长性能和血液生理指标的响应规律，以期为藏系家畜的科学饲养提供理论依据及技术支持。

1 材料与方法

1.1 时间与地点

试验于2016年10月至2017年1月在天祝县乌鞘岭的兰州大学牦牛试验站进行(37°14′20.54″ N， 102°48′34.32″ E，海拔3 154 m)。

1.2 试验设计与试验动物

试验采用随机区组设计。选择1.5岁、体重分别为(50.13±2.42)、(50.30±2.42) kg和体况相近的健康藏羊和小尾寒羊羯羊各24头。藏羊和小尾寒羊都随机分为4个试验处理组：低能组(LE)、中低组(MLE)、中高组(MHE)和高能组(HE)，每组6个重复，详情如表1所列。整个试验包括14 d预饲期和42 d正试期。

1.3 试验日粮

根据中国肉羊饲养标准(2004)[11]和中国饲料成分与营养价值表(2015)[12]配制蛋白相近(6.97%)，模拟青藏高原冷季牧草营养水平[8,13]，消化能(digestive energy,DE)水平分别为8.21 MJ·kg-1(低能)、9.33 MJ·kg-1(中低能)、10.45 MJ·kg-1(中高能)和11.57 MJ·kg-1(高能)4种日粮。试验日粮精料部分由玉米(Zeamays)、玉米淀粉、蔗糖、糖蜜、小麦麸、豆粕、棉籽粕、大豆油、碳酸氢钙、碳酸钙、预混料等组成，粗饲料为青稞(Avenanuda)秸秆。日粮营养水平如表2所列。

表1 试验设计Table 1 Experiment design

表2 试验日粮营养水平Table 2 The chemical composition of experimental diets

消化能为计算值，参考中国饲料成分与营养价值表(2015)[12]计算。其余为实测值,以干物质为基础。

Digestive energy was a calculated value refered to Chinese Feed Ingredients and Nutritional Value table (2015)[12].Others were measured values based on dry matter. LE, MLE, MHE, HE indicate low energy, medium and low energy, medium and high energy and high energy, respectively. similarly for the following tables.

1.4 饲养管理

试验开始前对所用圈舍及饲喂用具进行清洁和消毒处理，对所有试验羊只注射伊维菌素进行驱虫。试验羊单栏饲养，分别在08:00和18:00饲喂，每天干物质饲喂量为4.5% BW0.75，并记录每头羊的采食量，自由饮水。

1.5 测定指标与方法

1.5.1试验日粮样品采集与营养水平测定 试验开始后每两周采集一次日粮样品，饲养试验结束后将所有日粮样品混合均匀，用于日粮营养水平的测定。日粮营养成分的测定方法，参照《饲料分析及质量检测技术》(第2版)[14]。饲料干物质(dry matter,DM)含量使用105 ℃烘干法测定；饲料中性洗涤纤维(neutral detergent fibre,NDF)和酸性洗涤纤维(acid detergent fibre,ADF)含量使用ANKOM-2000i型全自动纤维分析仪(美国)测定；饲料粗蛋白质(crude protei,CP)含量使用JK-9830全自动凯氏定氮仪(济南精密科学仪器仪表有限公司)测定；饲料粗灰分(Ash)、有机物(organic matter,OM)含量使用550 ℃高温灼烧法测定；钙(Ca)含量使用高锰酸钾滴定法测定、磷(P)含量使用分光光度计法测定。

1.5.2生长性能测定 于正试期0、14、28和42 d晨饲前对所有试验羊空腹称重，并计算平均日增重(average daily gain,ADG)。

1.5.3血液采集与血液生理指标测定 在正试期42 d晨饲前对试验羊通过颈静脉采集血样2 mL，利用全自动血液分析仪(迈瑞BC-3000plus)检测白细胞数目(white blood cell,WBC)、淋巴细胞数目(LYMPH#)、中性粒细胞数目(NEUT#)、血红蛋白含量(hemogolbin,HGB)、红细胞数目(red blood cell,RBC)、红细胞压积(hematocrit,HCT)、红细胞平均体积(erythrocyte mean corpuscular volume,MCV)、血小板数目(platelet,PLT)、平均血小板体积(mean platelet volume,MPV)、血小板分布宽度(platelet distribution width,PDW)等血液生理指标。

1.6 数据处理

所有数据利用Excel 2016进行初步整理后，采用SAS9.2(SAS Inst.Inc.，Cary，NC)Mix Model模型对藏羊和小尾寒羊生长性能和血液生理指标数据进行双因素方差分析。分析模型为Y=μ+E+B+(E×B)+E0，Y代表因变量，μ代表总平均值，E代表日粮能量水平，B代表品种，E×B代表日粮能量水平和品种交互作用，E0代表残差。通过多项式正交对比来检验E、B、E×B的差异显著性，交互作用显著时，采用t-test程序检验相同能量水平下不同品种之间的差异。P<0.01表示差异极显著，P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 氮胁迫下不同能量水平日粮对藏羊和小尾寒羊营养物质摄入量的影响

营养物质摄入量不受绵羊品种的影响(P>0.05，表3)。随着日粮能量水平升高，DE和OM摄入量线性增加(P<0.01)，NDF和ADF线性降低(P<0.01)，其余养分指标不受影响(P>0.05)。

2.2 氮胁迫下不同能量水平日粮对藏羊和小尾寒羊生长性能的影响

藏羊ADG显著高于小尾寒羊(P<0.01)，且随着日粮能量水平升高而线性增加(P<0.01)。当日粮能量处于中低能水平时，藏羊ADG为正值而小尾寒羊仍为负增重(表4)。

2.3 氮胁迫下不同能量水平日粮对藏羊和小尾寒羊血液免疫细胞的影响

氮胁迫下藏羊血液中WBC和LYMPH#都较小尾寒羊低(P<0.05，表5)，而NEUT#在LE水平下藏羊比小尾寒羊高，在MLE、MHE及HE水平比小尾寒羊低(P<0.05)。随日粮能量水平升高，血液中WBC和NEUT#含量均线性降低(P<0.05)。藏羊血液LYMPH#含量随日粮能量水平升高呈先升高后降低的变化趋势，而小尾寒羊血液LYMPH#含量基本保持稳定(日粮能量×品种，P<0.05)。

2.4 氮胁迫下不同能量水平日粮对藏羊和小尾寒羊红细胞及血红蛋白的影响

氮胁迫下，藏羊的RBC、HGB、HCT和MCV都显著低于小尾寒羊(P<0.05)。随着日粮能量水平的升高，RBC、HGB和HCT均呈线性降低(P<0.01)，而MCV却呈二次曲线式增长(P<0.05)(表6)。

2.5 氮胁迫下不同能量水平日粮对藏羊和小尾寒羊血小板的影响

氮胁迫下，藏羊PLT和PDW显著较小尾寒羊低(P<0.01)，随日粮能量水平的提高，PLT呈线性增加(P<0.05)，PDW不受日粮能量水平的影响(P>0.05)。MPV随日粮能量水平的升高呈线性减少(P<0.05)，但品种间无差异(P>0.05)(表7)。

表3 氮胁迫下日粮能量水平对藏羊和小尾寒羊营养物质摄入量的影响Table 3 Effects of dietary energy levels on the daily nutrients intake in Tibetan sheep(T) and small-tailed han sheep(H) under the nitrogen stress condition

(1)E-L 表示日粮能量水平线性效应；E-Q 表示日粮能量水平二次曲线效应；E-Q 表示日粮能量水平三次曲线效应。x 指日粮能量水平与动物品种的交互作用；(2)同列数据不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)；不同小写字母表示差异显著(P<0.05)；无字母表示差异不显著(P>0.05)。下表同。

(1)E-L: linear effect of dietary energy level; E-Q: quadratic effect of dietary energy level; E-C: cubic effect of dietary energy level; x: Interaction of dietary energy level effect with breed. (2) Different capital letters within the same line mean dramatically significant differences NDF, neutral detergent fiber; at the 0.01 level; Different lowercase letters indicate significant differences at the 0.05 level; No letter means no significant differences; ADF, acid detergent fiber. at the 0.05 level; similarly for the following tables.

表4 氮胁迫下日粮能量水平对藏羊和小尾寒羊生长性能的影响Table 4 Effect of dietary energy levels on production performance in Tibetan sheep(T) and small-tailed han sheep(H) under the nitrogen stress condition

表5 氮胁迫下日粮能量水平对藏羊和小尾寒羊血液免疫细胞的影响Table 5 Effect of dietary energy level on serum immune cells in Tibetan sheep(T) and small-tailed han sheep(H) under the nitrogen stress condition

表6 氮胁迫下日粮能量水平对藏羊和小尾寒羊红细胞和血红蛋白的影响Table 6 Effect of dietary energy level on Red blood cells and Hemoglobin in Tibetan sheep(T) and small-tailed han sheep(H) under the nitrogen stress condition

表7 氮胁迫下日粮能量水平对藏羊和小尾寒羊血小板的影响Table 7 Effect of dietary energy level on blood platelet in Tibetan sheep(T) and small-tailed han sheep(H) under the nitrogen stress condition

3 讨论

3.1 氮胁迫不同能量水平日粮对藏羊和小尾寒羊生产性能的影响

能量是一切生命活动的热力基础，日粮能量水平与家畜的育肥效果密切相关，能量水平的高低影响动物机体对营养物质的消化、吸收和利用，进而影响动物的生长性能和生理健康状况[15]。据报道，能量和蛋白质的摄入量对动物生长及体组成至关重要[16-18]，当日粮蛋白质和能量处于适宜水平时，动物生长最快，饲料转化率最高。柴贵宾等[19]以1周岁辽宁绒山羊为试验对象，设计3组日粮能量水平，代谢能分别为7.57、8.62和9.62 MJ·kg-1，粗蛋白水平9.36%，平均日增重分别为32.11、45.56、46.78 g·d-1，这表明日增重与日粮代谢能水平高度正相关。孔祥通[20]以4月龄陕北白绒山羊羯羊为试验研究对象，结果表明，蛋白水平一致的前提下，随着日粮能量水平的提高，3个处理组试验羊ADG依次升高，二者间呈正相关关系，相关系数达0.999 9。本研究发现，氮胁迫下藏羊和小尾寒羊的ADG随日粮能量水平的升高而显著线性升高，这可能是因为较高能量水平的日粮能为动物机体代谢提供更多的能量，促进其对摄入营养物质的消化、吸收及机体物质合成代谢，从而增加机体营养物质沉积，最终促进动物生长。周建伟[21]研究发现，藏羊对氮胁迫具有较强的适应性，在低氮日粮条件下具有较高的饲料转化能力和较低的氮维持需要量的特点。与NRC饲养标准相比，本研究中蛋白和能量水平均较低，在中低能日粮下，藏羊ADG为正值，而小尾寒羊仍为负增重，这说明藏羊在蛋白和能量代谢方面较小尾寒羊具有更加高效利用的特点，进而说明藏羊对高原营养胁迫具有较强的适应性。

3.2 氮胁迫下不同能量水平日粮对藏羊和小尾寒羊血液免疫细胞的影响

血液是机体重要的内环境，直接参与物质代谢、能量代谢和复杂的生化过程，因此动物血液生理指标可以反映生理状况和健康状况。前人研究表明，血液中任何有形成分发生病理变化，都会影响到机体健康生理状况[22]。WBC作为血液中重要的有形成分之一，是一类免疫细胞的总称，包括单核细胞、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和淋巴细胞，它们与机体的抗寒和免疫应激密切相关[23-26]。马森等[27]对藏羊和小尾寒羊WBC进行了统计，藏羊WBC数在(4×109·L-1)～(13×109·L-1)，小尾寒羊WBC数在(7.8×109·L-1)～(15×109·L-1)。本研究显示，氮胁迫下，随着日粮能量水平的提高，藏羊和小尾寒羊WBC和NEUT数目变化也均在正常范围之内，说明日粮能量水平对藏羊和小尾寒羊血液免疫细胞及机体免疫功能不会产生较大的影响；但其随着日粮能量水平的提高均呈现出线性降低的趋势，这可能是因为在较低能量水平下，其机体代谢状况较较高能量水平日粮组差，刺激机体产生免疫应答反应，从而使血液免疫细胞数目增加；另外，小尾寒羊与藏羊相比，其免疫细胞数略高，这种差异性除了可能与品种、营养水平和生理状况相关外，还可能与小尾寒羊不适应高海拔低氧环境所产生的应激反应有关。这再次说明，藏羊与小尾寒羊相比较，其对于营养胁迫及青藏高原环境具有较强的适应性。

3.3 氮胁迫下不同能量水平日粮对藏羊和小尾寒羊红细胞和血红蛋白的影响

RBC、HGB、HCT能够反映动物机体运输O2和CO2的能力[28]。马森等[27]对藏羊(海拔3 400 m)和小尾寒羊(海拔2 000 m)RBC数目及HGB含量进行了测定，RBC范围分别在(10×109·L-1)～(13×109·L-1)、(8×109·L-1)～(10×109·L-1)；HGB含量分别在120～140、110～130 g·L-1内。本研究显示，低氮条件下，随着日粮能量水平的提高，藏羊的RBC数目和HGB含量变化也均在正常范围之内；而小尾寒羊的测定值则明显超出正常范围。另外，低氮条件下，随着日粮能量水平的提高，藏羊和小尾寒羊RBC、HGB、HCT均随之线性降低，且在4个日粮能量水平处理组藏羊均显著低于小尾寒羊。研究发现，提高日粮能量水平可促进机体物质代谢，从而提高血液循环速率以加快体内代谢物质运输，用于机体代谢[29]。藏羊和小尾寒羊RBC、HGB、HCT均随着日粮能量水平的提高而线性降低，这可能是由于日粮能量水平的提高，促进了机体血液循环速率，从而加快其对氧的交换速率，使得在维持相同氧需要的前提下，所需要的RBC数目和HGB含量减少；另外，前人研究表明，在不适应低氧环境的体内，长期频繁处在低氧环境下会导致红细胞增生，引发红细胞增生症[30]。小尾寒羊RBC数目和HGB含量超出正常范围，这可能除了和营养状况、身体活动程度相关外，还可能与小尾寒羊不适合生活在高海拔、低气压环境有关，其在处于低氧环境时，为了维持体内正常的氧需要，从而产生红细胞增生。而藏羊长期生活于青藏高原高海拔地区，其对青藏高原缺氧环境具有较强的适应性[31]，从而使得RBC数目和HGB含量较为稳定。

3.4 氮胁迫下不同能量水平日粮对藏羊和小尾寒羊血小板水平的影响

PLT是哺乳动物血液中重要的有形成分之一，其数量和功能与血液凝血系统功能密切相关，对于维持正常的血液循环具有重要意义，与机体的抗寒能力密不可分[32]。本研究显示，低氮条件下，PLT数量随着能量水平提高而线性增加，这可能是因为随着日粮能量水平的增加会促进机体新陈代谢，从而提高血液循环速率，以提高体内物质转运及代谢速率；另外可能是由于日粮能量水平的提高增强了机体对外界环境的抗寒能力，从而使得PLT数量增加。两品种间，小尾寒羊PLT水平显著高于藏羊，而这一结果可能是由于小尾寒羊对高海拔、低氧、低温具有相对较大的应激反应所导致的。

4 结论

综上所述，氮胁迫下，随着日粮能量水平的提高，藏羊和小尾寒羊的ADG均显著增加，且藏羊的ADG均高于小尾寒羊。在血液生理指标方面，与小尾寒羊相比藏羊对于营养和环境胁迫具有更强的适应性。同时也表明，在冷季通过补饲，增加藏羊的能量摄入量，提高其生长性能，从而提高藏羊生产效率，是促进高寒畜牧业可持续发展的有效措施。