低蛋白质饲粮中苏氨酸水平对越冬前期梅花鹿仔鹿生长性能和营养物质消化率的影响

2018-08-15李仁德张铁涛崔学哲司华哲孙伟丽李光玉王凯英

动物营养学报 2018年8期

李仁德张铁涛崔学哲司华哲孙伟丽张婷李光玉王凯英

(中国农业科学院特产研究所，特种经济动物分子生物学国家重点实验室，长春 130112)

在我国，梅花鹿的养殖具有悠久的历史，鹿产品具有极高的药用价值和经济价值。随着饲养成本的不断升高，人们越来越认识到提高饲料利用率、降低饲料成本的重要性。降低饲粮蛋白质水平是解决饲料成本高的有效途径，而在低蛋白质饲粮中添加限制性氨基酸能减少蛋白质不足带来的饲料利用率低、生产性能下降等负面影响[1-3]。大量研究表明，在反刍动物低蛋白质饲粮中添加过瘤胃氨基酸可以有效克服添加晶体氨基酸被瘤胃微生物降解的不足，使其能直接被机体利用，提高饲料利用率[4-5]。苏氨酸在幼龄动物生长发育过程中具有提高动物生长性能、提高饲料转化率、提高动物免疫等作用，而仔鹿过瘤胃苏氨酸相关研究还属于空白，亟待研究和探索[6-10]。本试验通过在低蛋白质饲粮添加过瘤胃苏氨酸，研究其对越冬期梅花鹿仔鹿生长性能、营养物质消化利用率的影响，筛选出低蛋白质饲粮中过瘤胃苏氨酸的适宜添加量，为梅花鹿氨基酸营养研究提供数据支持。

1 材料与方法

1.1 试验动物与试验设计

选取20只健康的6月龄雄性梅花鹿仔鹿，体重(38.55±1.44) kg，体重及体尺指标差异不显著(P>0.05)，随机分为4组，每组5只。本试验中饲粮苏氨酸水平依据Hill等[7]和王建红等[11]得出的赖氨酸与苏氨酸比例为100∶77及高蛋白质饲粮苏氨酸水平而确定。4组仔鹿饲喂4种不同的饲粮，其中Ⅰ组(对照组)饲喂蛋白质水平为15.15%的高蛋白质饲粮，试验组(Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ组)仔鹿饲喂蛋白质水平为13.46%并添加不同水平过瘤胃苏氨酸的低蛋白质饲粮。各组饲粮中苏氨酸水平分别为0.55%(Ⅰ组)、0.47%(Ⅱ组)、0.53%(Ⅲ组)、0.58%(Ⅳ组)。通过补充过瘤胃赖氨酸、过瘤胃蛋氨酸，使得4种饲粮中赖氨酸和蛋氨酸水平相同，均分别为0.63%、0.18%。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组饲粮赖氨酸与苏氨酸的比例分别为100.00∶86.50、100.00∶74.24、100.00∶83.48、100.00∶92.87。试验期为60 d，其中预试期为15 d，正试期为45 d。

1.2 试验饲粮及饲养管理

为保证各组饲粮具有相同的精粗比和对应的粗蛋白质含量，各组饲粮采用不同的配方。刁其玉等[12]试验发现犊牛4月龄之后瘤胃内环境逐渐稳定，pH、氨氮(NH3-N)及挥发性脂肪酸含量在一定范围内波动，因而本试验采用的氨基酸为过瘤胃氨基酸。以干酒糟及其可溶物(DDGS)、玉米、豆粕、玉米胚芽粕、苜蓿草粉、麦麸、食盐、预混料等按不同比例混匀后配制成高蛋白质饲粮(粗蛋白质含量为15.15%)和低蛋白质饲粮(粗蛋白质含量为13.46%)，低蛋白质饲粮额外添加不同水平的过瘤胃苏氨酸、过瘤胃赖氨酸和过瘤胃蛋氨酸(采用高稳定性技术进行包被，过瘤胃率在90%以上，肠道释放率在95%以上)，以达到试验设计中确定的苏氨酸、赖氨酸和蛋氨酸水平。各组饲粮组成及营养水平见表1，氨基酸含量见表2。

试验于2016年11月12日至2017年1月11日在中国农业科学院特产研究所茸鹿试验基地进行，每日分2次(08：30和15：00)定量饲喂，自由饮水。

表1 各组饲粮组成及营养水平(风干基础)Table 1 Composition and nutrient levels of diets in different groups (air-dry basis) %

续表1项目Items组别 GroupsⅠⅡⅢⅣ有机物 OM80.3380.7382.9980.86粗蛋白质 CP15.1513.4613.4613.46总能 GE/(MJ/kg)15.9815.8815.8815.88粗脂肪 EE2.232.402.402.40钙 Ca0.780.770.770.77磷 P0.460.490.490.49中性洗涤纤维 NDF55.4860.2459.6660.13酸性洗涤纤维 ADF28.9928.2427.6428.37

每千克预混料含有One kilogram of premix contained the following：MgO 0.076 g，ZnSO4·H2O 0.036 g，MnSO4·H2O 0.043 g，FeSO4·H2O 0.053 g，NaSeO30.031 g，VA 484 IU，VD3496.8 IU，VE 0.828 IU，VK30.23 mg，VB10.092 mg，VB20.69 mg，VB120.001 38 mg，叶酸 folic acid 0.023 mg，烟酸 niacin 1.62 mg，泛酸 calcium pantothenate 1.15 mg，CaHPO45.17 g，CaCO34.57 g。

表2 各组饲粮氨基酸含量(风干基础)Table 2 Amino acid contents of diets in different groups (air-dry basis) %

1.3 粪样采集与指标测定

正试期最后4 d，每天连续收集粪便，每天09:00—10:00在每个鹿圈内定5个点收集新鲜粪便，每个定点采集粪样100 g左右，按照酸不溶灰分法要求，尽量剔除杂质。所采的粪样于65 ℃烘箱烘干，粉碎后过0.425 mm筛。饲粮样与粪样中的粗蛋白质、粗脂肪、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、钙、磷含量参照《饲料分析及饲料质量检测技术》[13]测定，各氨基酸含量采用日立L8900全自动氨基酸分析仪测定。采用2 mol/L盐酸不溶灰分法，参考文献[14]的计算公式计算营养物质消化率，具体如下：

某营养物质消化率(%)=100-100×[饲粮中盐酸不溶灰分含量(%)/粪便中盐酸不溶灰分含量(%)]×[粪便中该营养物质含量(%)/饲粮中该营养物质含量(%)]；能量表观消化率(%)=100-100×[饲粮中AIA含量(%)/粪样中AIA含量(%)]×[粪样中总能(MJ/kg)/饲粮中总能(MJ/kg)]。

1.4 体重及体尺指标测定

在试验第60天早晨对试验仔鹿进行空腹麻醉，麻醉后使用上海英展牌电子秤(量程为150 kg，精度为0.01 kg)空腹称重，记录体重，准确计算平均日增重(ADG)；记录每天的采食量，计算平均日采食量(ADFI)与料重比(F/G)。体尺指标(体高、体长、胸围)的测定方法参照《养牛生产学》[15]。

1.5 统计方法

数据采用SAS 9.3软件的ANOVA程序进行统计分析，并采用Duncan氏法进行多重比较，分析组间差异显著性，P<0.05为差异显著，P<0.01为差异极显著。数据以平均值±标准差表示。

2 结果与分析

2.1 低蛋白质饲粮中苏氨酸水平对梅花鹿仔鹿生长性能的影响

由表3可知，对照组和Ⅱ组末重显著高于Ⅳ组(P<0.05)，和Ⅲ组差异不显著(P>0.05)。Ⅳ组平均日增重极显著低于其他组(P<0.01)，其他组之间差异不显著(P>0.05)。Ⅳ组料重比极显著高于其他组(P<0.01)，Ⅱ组极显著低于对照组和Ⅲ组(P<0.01)。

表3 低蛋白质饲粮中苏氨酸水平对梅花鹿仔鹿生长性能的影响Table 3 Effects of theronine level in a low protein diet on growth performance of sika deer fawns

同行数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)，无字母表示差异不显著(P>0.05)。下表同。
In the same row, values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), and with different capital letter superscripts mean extremely significant difference (P<0.01), while with no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as below.

2.2 低蛋白质饲粮中苏氨酸水平对梅花鹿仔鹿能量及营养物质消化率的影响

由表4可知，在低蛋白质饲粮条件下，随苏氨酸水平的增加，无论是能量还是各营养物质的消化率均呈逐渐下降趋势。对照组能量消化率极显著低于Ⅱ组(P<0.01)，其他组之间差异不显著(P>0.05)。Ⅳ组粗脂肪消化率极显著低于Ⅱ组(P<0.01)、显著低于Ⅲ组(P<0.05)，与对照组差异不显著(P>0.05)。对照组中性洗涤纤维消化率显著低于Ⅱ组(P<0.05)，和其他组差异不显著(P>0.05)。Ⅱ组钙消化率极显著高于其他组(P<0.01)，Ⅳ组极显著低于粮对照组和Ⅲ组(P<0.01)，对照组和Ⅲ组之间差异不显著(P>0.05)。Ⅱ组磷消化率极显著高于Ⅳ组(P<0.01)、显著高于对照组和Ⅲ组(P<0.05)。

2.3 低蛋白质饲粮中苏氨酸水平对梅花鹿仔鹿氨基酸消化率的影响

由表5可知，Ⅱ组蛋氨酸和苏氨酸消化率极显著高于对照组和Ⅳ组(P<0.01)、显著高于Ⅲ组(P<0.05)。Ⅱ组天冬氨酸消化率显著高于其他组(P<0.05)，其他组之间差异不显著(P>0.05)。对照组丝氨酸消化率极显著低于其他组(P<0.01)，其他组之间差异不显著(P>0.05)。对照组谷氨酸消化率极显著高于Ⅱ和Ⅲ组(P<0.01)，和Ⅳ组差异不显著(P>0.05)。对照组酪氨酸消化率显著低于Ⅱ组(P<0.05)，其他组之间差异不显著(P>0.05)。对照组脯氨酸消化率极显著低于Ⅱ组(P<0.01)、显著低于Ⅲ组(P<0.05)，和Ⅳ组差异不显著(P>0.05)。

表4 低蛋白质饲粮中苏氨酸水平对梅花鹿仔鹿营养物质及能量消化率的影响Table 4 Effects of theronine level in a low protein diet on energy and nutrient digestibility of sika deer fawns %

表5 低蛋白质饲粮中苏氨酸水平对梅花鹿仔鹿氨基酸消化率的影响Table 5 Effects of theronine level in a low protein diet on amino acid digestibility of sika deer fawns %

3 讨论

3.1 低蛋白质饲粮中苏氨酸水平对梅花鹿仔鹿生长性能的影响

由试验结果知，低蛋白质饲粮中苏氨酸水平对越冬前期梅花鹿仔鹿的平均日增重、料重比有极显著影响，对末重有显著影响。杨玉芬等[16]研究发现在生长猪低蛋白质饲粮中补充适宜水平的赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸可达到饲喂高蛋白质饲粮时的生长效果。殷溪瀚[17]在荷斯坦奶牛及杨魁[18]在育肥牛的试验中均发现在低蛋白质饲粮中补充适宜水平的过瘤胃赖氨酸和过瘤胃蛋氨酸可获得与高蛋白质饲粮相当的生长性能，而且还能够节约饲料成本。云强等[19]在对犊牛的试验中也有类似发现。Socha等[20]和Broderick等[21]发现在奶牛饲粮中补充氨基酸可改善蛋白质消化能力和饲料转化率。Kidd等[22]在肉鸡饲粮中添加苏氨酸，饲粮蛋白质水平降低1.0%～1.5%后对肉鸡的增重和饲料转化率未产生显著影响。张艳蕾[23]通过肉兔试验及曲正祥[24]通过肉鸡试验发现，在苏氨酸水平未达到苏氨酸最适需要量之前，随苏氨酸水平的提高，平均日增重增加；当苏氨酸水平超过机体需要量时，随苏氨酸水平的升高，平均日增重持续下降。唐茂妍等[25]发现，在相同的赖氨酸水平下，生长猪的平均日增重随饲粮苏氨酸水平的增加呈现先升高后下降的趋势。Chee等[26]、Maroufyan等[27]及Habte-Tsion等[28]在研究中均发现适宜水平的苏氨酸能够促进肠道黏蛋白的分泌和营养物质的吸收，从而提高试验动物的生产性能和蛋白质沉积。在低蛋白质饲粮条件下，平均日增重随苏氨酸水平的升高而下降，料重比随苏氨酸水平的升高而升高，原因可能是苏氨酸过量造成体内氨基酸的不平衡，脱氨基作用使能量消耗增大；也可能是因为苏氨酸过量干扰了体内其他氨基酸的吸收和利用。因而，在越冬前期，饲粮蛋白质水平为13.46%时，饲粮中适宜的苏氨酸水平为0.47%，此时仔鹿生长性能最佳，并与饲喂蛋白质水平为15.15%、苏氨酸水平为0.55%的高蛋白质饲粮的对照组相当。

3.2 低蛋白质饲粮中苏氨酸水平对梅花鹿仔鹿能量及营养物质消化率的影响

饲粮中适宜的蛋白质水平和平衡的氨基酸才会使动物发挥最佳的生长性能和营养物质消化利用[29]，过高或过低都会造成饲粮的浪费及影响动物的生长[30-32]。本试验中，对照组仔鹿饲喂的高蛋白质饲粮的蛋白质水平为15.15%，与王欣等[33]得出的越冬期梅花鹿适宜蛋白质水平为15.09%的结果相近。Ⅱ组粗脂肪消化率极显著高于Ⅳ组，具有随苏氨酸水平增加而降低的趋势，说明过高水平的苏氨酸会降低仔鹿对饲粮中脂肪的消化利用，这与Westermeier等[34]得出的苏氨酸能够促进脂肪的分解和利用的结论不相符，可能是因为本试验中Ⅲ、Ⅳ组饲粮中苏氨酸已经过量，影响了仔鹿对营养物质的消化利用，从而导致粗脂肪消化率降低。对照组能量、钙、磷消化率极显著或显著低于Ⅱ组，Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ组钙、磷消化率均随苏氨酸水平的增加呈现下降的趋势，表明降低蛋白质水平可以提高饲粮能量、钙、磷的消化率，过高水平的苏氨酸会降低饲粮能量、苏氨酸的消化率，使钙、磷的排放增加，加重了对环境的污染。Ⅱ组中性洗涤纤维消化率显著高于对照组，且与其他组差异不显著，表明降低饲粮蛋白质水平可以提高饲粮中性洗涤纤维的消化率，但与饲粮中苏氨酸水平无关。因而适宜的饲粮苏氨酸水平能够促进仔鹿对粗脂肪、能量、钙、磷的消化利用，减少钙、磷的排放，减轻对环境的压力。总之，越冬前期仔鹿低蛋白质饲粮中适宜苏氨酸水平为0.47%。

3.3 低蛋白质饲粮中苏氨酸水平对梅花鹿仔鹿氨基酸消化率的影响

氨基酸作为蛋白质的基本结构单位，在蛋白质代谢中具有重要作用。由本试验结果知，Ⅱ组蛋氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、脯氨酸消化率均极显著高于对照组，天冬氨酸、酪氨酸消化率显著高于对照组，表明降低饲粮蛋白质水平可以提高饲粮蛋氨酸、苏氨酸、丝氨酸、谷氨酸、脯氨酸、天冬氨酸、酪氨酸的消化率。这与董志岩[35]在生长猪试验中的发现相反。饲粮蛋白质的氨基酸组成与动物机体的蛋白质组成越接近，其生物学价值越高，而当完全缺乏某种必需氨基酸时期生物学价值为0[36]，结合本试验结果可知Ⅱ组饲粮氨基酸已经比较均衡，此时各氨基酸的消化率较高。饲粮中添加限制性氨基酸可降低饲料中蛋白质的用量。陈傲东等[37]研究发现，在饲粮中添加过瘤胃氨基酸能改善奶牛机体的代谢性能及饲料转化率；周彦文[38]研究发现，随着饲粮苏氨酸水平的升高，合浦鹅对蛋氨酸的代谢率是先升高后下降，本试验中，蛋氨酸和苏氨酸消化率随着饲粮苏氨酸水平的升高呈现逐渐下降的趋势，说明对照组以及Ⅲ和Ⅳ组饲粮中苏氨酸过量。苏氨酸是机体唯一一种不需经过脱氨基和转氨基作用进行分解代谢的氨基酸，可经苏氨酸脱氢酶、苏氨酸脱水酶和苏氨酸醛羧酶催化转变为转变成丝氨酸、甘氨酸等，谷氨酸有部分节约苏氨酸的效应[39]。因此饲粮中丝氨酸、甘氨酸、谷氨酸水平与苏氨酸的代谢具有紧密联系。本试验中丝氨酸、甘氨酸、谷氨酸、天冬氨酸消化率均随饲粮苏氨酸水平的升高而降低，也表明说明对照组以及Ⅲ和Ⅳ组饲粮中苏氨酸过量。总之，越冬前期仔鹿饲粮苏氨酸水平为0.47%时，氨基酸消化利用率最大。