断奶仔猪圈舍环境上限温度临界值研究

邢帅兵，陈 帅，刁 慧，虞 洁*

(1. 四川农业大学动物营养研究所，四川 成都 611130；2. 四川省畜牧科学研究院，动物遗传育种四川省重点实验室，四川 成都 610066)

研究的重要意义: 动物在发生热应激时，机体往往处在病理状态，生产潜力就不能得到完全发挥。 由于不同阶段猪的适宜温度有所不同，而保育阶段作为仔猪生长发育的关键时期，有必要对其上限临界温度值进行更加精确地探索。 (前人研究进展) Huynh 等[1]认为，环境温度高于拐点温度(IPT) 时，动物机体的某些指标就会开始发生变化，因此以该指标为标识时所得到的拐点温度也就可以认为是临界温度上限。 Oliveia 等[2]研究表明，生长猪在34 ℃环境下暴露12 h 左右发生急性热应激并开始进行有效的温度调节反应(本研究切入点)。 在仔猪饲养过程中，当环境温度超过等热区(TNZ) 规定的范围，动物机体的总热负荷超过其散热能力时，动物便处于热应激(HS) 的状态[3]。 夏季的高温环境是造成畜禽发生热应激的主要原因，这导致畜禽采食量下降、料重比升高、机体代谢改变、免疫功能下降、死亡率增加等诸多问题[4，5]，因此，深入探究高温环境对断奶仔猪生长性能、脏器指数和肠道健康的影响并给出相应的上限温度临界值，对于制定缓解当前热应激和未来气候变暖的战略至关重要。 本试验旨在对断奶仔猪的上限温度临界值进行探究，为制定改善断奶仔猪在高温环境下生长性能和健康的可行性措施以及为生产上对断奶仔猪的夏季管理提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验设计

试验选用32 头平均体重为 (7.25 ±0.08 kg)健康的21 日龄的DLY 去势公猪，采用随机区组试验设计将其分为4 组，即26 ℃组、29 ℃组、32 ℃组、35 ℃组，每组8 个重复，每个重复1 头猪，各组统一饲喂基础饲粮。 试验期21 d。 试验基础饲粮参照NRC(2012) 7 ～11 kg 仔猪营养需要标准进行配制，组成及营养水平见表1。 本试验于2019 年4 月在四川农业大学教学科研基地动物营养研究所环境控制室进行。 试验前对环境控制室及所使用的代谢笼进行冲洗，干燥后熏蒸消毒48 h(甲醛∶高锰酸钾＝2∶1)，之后通风24 h。 预饲期间逐步增加试验基础饲粮在教槽料中的混合比例。 正式试验期间，4 组圈舍温度分别使用保温灯控制在26 ±1 ℃、29 ±1 ℃、32 ±1 ℃、35 ±1 ℃ (圈舍使用塑料布封闭)，采用单笼饲养，自由采食和饮水，每天饲喂4 次(08:30、12:30、16:30、20:30)，少饲勤添，饲喂时记录圈舍干湿温度计读数(每圈共5 处)，定时对圈舍进行打扫并交替使用消毒液进行消毒，保持圈舍清洁卫生。

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)%

维生素预混料为每千克饲粮提供The vitamin premix provides the following per kilogram of diet: VA 8 000 IU，VD32 000 IU，VE 25.0 IU，VK31.2 mg，VB12.5 mg，VB26.5 mg，VB610.0 mg，VB1250.0 μg，生物素biotin 0.15 mg，叶酸folic acid 1.0 mg，D-泛酸Dpantothenic acid 20.0 mg，烟酸nicotinic acid 45.0 mg。

矿物质预混料为每千克饲粮提供The mineral premix provides the following per kilogram of diet: Fe 100 mg，Cu 100 mg，Zn 100 mg，Mn 4 mg，I 0.3 mg，Se 0.35 mg。

营养水平为计算值。 Nutrient levels were calculated values.

1.2 样品的采集与处理

试验基础饲粮配制完成后，按照国标《饲料采样法》 GB/T14699.1 -2005 的要求，采集试验饲粮300 g，密封后保存于-20 ℃，测定相关指标前混合均匀。

1.3 检测指标

1.3.1 生长性能 试验第1 和第22 d 对所有试验仔猪进行称重并记录，试验期间以重复为单位记录每日的采食量，用以计算平均日采食量(ADFI)、平均日增重(ADG) 和料重比(F/G)。

1.3.2 脏器指数 脏器指数计算公式:

1.3.3 肠道形态结构 将4%多聚甲醛溶液固定下的十二指肠、空肠和回肠样品，送至成都谷歌生物科技有限公司检测。 经处理后制成石蜡切片，随后进行苏木素-伊红(HE) 染色，在显微镜下进行图像采集，应用Image - pro plus 6.0 软件以40 倍标尺为标准测量各肠段绒毛高度(VH) 和隐窝深度(CD)。

1.4 数据统计分析

使用Microsoft Excel 2010 统计试验数据，使用SPSS 20.0 进行单因素方差分析及线性和二次回归分析，以处理组环境温度值为X，各组热敏感指标的平均值为Y 进行曲线估计，选择最优回归方程，所有数据以平均值表示，P＜0.05 为差异显著，0.05 ＜P＜0.1 为有显著差异趋势。

2 结果与分析

2.1 高温对断奶仔猪生长性能的影响

由表2 可知，与26 ℃组相比，29 ℃组、32 ℃组和35 ℃组的ADFI 和ADG 显著下降(P＜0.05)，仅35 ℃组的F/G 显著升高(P＜0.05)，且环境温度分别与ADFI 和ADG 呈现显著的线性和二次回归关系(P＜0.05)。 以处理组的环境温度值为X，分别以ADFI 和ADG 为Y 进行曲线估计，得到最优方程见表3。 将ADFI 和ADG 出现显著变化时的值作为临界值代入回归方程，通过计算得到临界温度分别为30.02 ℃、30.63 ℃。

表2 高温对断奶仔猪生长性能的影响

表3 ADFI、ADG 回归方程

2.2 高温对断奶仔猪脏器指数的影响

由表4 可知，与26 ℃组相比，35 ℃组显著降低了肝、脾、肺与胸腺的脏器指数(P＜0.05)。 环境温度分别与脾、胸腺的脏器指数之间呈现显著的线性和二次回归关系(P＜0.05)。 以处理组的环境温度值为X，分别以脾、胸腺的脏器指数值为Y 进行曲线估计，得到最优方程见表5。 以脾脏和胸腺的脏器指数出现显著变化时的值作为临界值代入回归方程，通过计算得到临界温度分别为35.12 ℃、34.83 ℃。

表4 高温对断奶仔猪脏器指数的影响

表5 器官指数回归方程

2.3 高温对断奶仔猪肠道形态的影响

由表6 可知，与26 ℃组相比，29 ℃组、32 ℃组和35 ℃组十二指肠、空肠和回肠的VH、VH/CD 均显著降低(P＜0.05)；29 ℃组、32 ℃组和35 ℃组十二指肠的CD 显著增加(P＜0.05)，而空肠和回肠的CD 无显著变化(P＞0.05)。 环境温度分别与十二指肠、空肠和回肠的VH 及十二指肠的CD 和VH/CD之间呈现显著的线性和二次回归关系(P＜0.05)。 以处理组的环境温度值为X，分别以十二指肠、空肠和回肠的VH 及十二指肠的CD 和VH/CD 为Y 进行曲线估计，得到最优方程见表7。 将十二指肠、空肠和回肠的VH出现显著变化时的值作为临界值代入回归方程，通过计算得到的临界温度分别为30.12 ℃、30.16 ℃、29.88 ℃。

表6 肠道形态回归方程

表7 高温对断奶仔猪小肠形态的影响

3 讨论

3.1 高温对断奶仔猪生长性能的影响

Oliveia 等[2]提出生长猪在34 ℃环境下暴露12 h 左右发生急性热应激并开始进行有效的温度调节反应。 因此，试验将圈舍温度分别设为26 ℃、29 ℃、32 ℃、35 ℃，在设置此温度梯度后，进而验证断奶仔猪在高温下的热敏感指标，并探究以不同热敏感指标为标识时断奶仔猪的上限温度临界值。 本试验结果发现，随着环境温度的升高会降低断奶仔猪的ADFI、ADG，增加F/G，且环境温度与ADFI、ADG 之间呈现显著的线性和二次回归关系。 由试验数据可得到在26 ～35 ℃的范围内，环境温度每升高1 ℃，ADFI 下降约21 g，ADG 下降约15 g。 以ADFI、ADG 为标识，通过回归方程得到断奶仔猪的临界温度为30.0 ～30.6 ℃。 由此表明，温度升高都会导致断奶仔猪发生热应激，且随着环境温度的升高，热应激的程度及其危害逐渐加深。

3.2 高温对断奶仔猪脏器指数的影响

热应激会抑制免疫器官如胸腺、脾、法氏囊的发育，降低机体免疫功能[6]，这在家禽[7，8]上已经被广泛证实，而关于猪的研究报道仍然较少。 在本试验中，35 ℃显著降低了断奶仔猪肝、脾、肺与胸腺的脏器指数，另外两组则无显著变化。 这表明环境温度越高对免疫器官发育的抑制作用越强，且环境温度与脾和胸腺的脏器指数之间呈现显著的线性和二次回归关系，因此，脾与胸腺的脏器指数可以作为热敏感指标。 通过回归方程得到脾与胸腺发育受到严重抑制时的临界温度为34.8 ～35.2 ℃。 另外，在我们的试验中，环境温度上升较小时，脾的器官指数增大。 这表明断奶仔猪在轻度热应激的状态下，可能通过增强体液免疫以缓解热应激对机体的损伤。

3.3 高温对断奶仔猪肠道形态的影响

研究结果表明，轻度热应激时小肠隐窝深度加深，随着环境温度的升高，热应激的程度及危害增加，导致肠道通透性增加，肠壁变薄，从而使空肠与回肠的隐窝深度又逐渐降低，然而所有高温组断奶仔猪小肠的绒毛高度均显著下降。 因此不同环境温度对断奶仔猪肠道形态的影响也略有不同，原因可能是由于断奶仔猪热应激程度的不同所引起的。 通过回归方程，我们得到以小肠形态指标为热敏感标识时的临界温度为29.7 ～30.2 ℃。 但是，也有研究表明，轻度热应激似乎对肠道形态的无显著影响[9]。 以各热敏感指标为标识得到的临界温度范围可知，动物在遭受热应激时首先通过降低采食量以减少代谢热的增加。 由于采食量的下降，用以肠道发育的营养物质随之减少，因此，肠道不能得到良好的发育，形态结构的完整性受损，使之部分功能丧失。 而脏器发育跟随神经系统、循环系统和代谢呼吸系统优先进行发育，因此，当温度更高时才会对各脏器产生抑制作用。

4 结论

本试验条件下，以ADFI 和ADG 为热敏感标识，断奶仔猪(7 ～14 kg) 的上限温度临界值为30.0 ～30.6 ℃；以小肠形态为热敏感标识，上限温度临界值为29.9 ～30.2 ℃；以脾和胸腺的发育为热敏感标识，上限温度临界值为34.8 ～35.2 ℃。