光照和温度在大空间尺度下与山羊BMI的关系

2020-07-02姜勋平刘桂琼

家畜生态学报 2020年6期

孙灵,姜勋平,刘桂琼

(华中农业大学动物科技学院，湖北武汉 430070 )

山羊地理分布广泛，以放牧为主，受自然条件影响较猪、鸡等全舍饲品种大[1]。体质指数( Body Mass Index，BMI)是衡量动物膘情的常用指标之一[2]，BMI可以作为山羊与环境适应程度的指示性状[2-3]。热应激对山羊有害，印度的爵那巴利山羊在47.8 ℃仍能继续吃草，表现出山羊对高温有耐受性，但是在高温高湿条件下，热应激会通过影响黏膜紧密连接蛋白表达量破坏瘤胃上皮组织结构，使瘤胃黏膜绒毛大面积萎缩、脱落，甚至坏死，导致瘤胃黏膜屏障通透性增加，显著降低采食量[4-9]。热应激对山羊生理生化指标及能量代谢有较大影响[10]。气温、湿度等环境因素能显著影响山羊体重、体尺[11]，对母羊的受胎率、超数排卵效果、羔羊断奶成活率也有不利影响[12-13]。气候条件会直接或间接地影响山羊引种、育种的成败和山羊品种特性的形成[11]。这些研究主要集中在热应激、极端温度和湿度等环境条件对山羊采食、体重、繁殖和生理生化指标等的影响，至今未见环境因素对山羊BMI的影响的报道。本文拟研究光照、温度等环境因素在我国大的空间尺度下对山羊BMI的影响，为山羊放牧养殖过程中环境控制提供参考。由于不同性别山羊在饲养管理、产绒量、肉质等都存在显著差异[14-16]，因此本研究同时分析了各环境因素对山羊影响的性别差异。

1 材料与方法

1.1 数据收集

山羊体重体尺数据从羊志[17]中发掘，共收集了70个山羊产地的63个山羊品种的体重和体长等数据；相应的各山羊产区的气象数据从中国气象数据网[18]收集。山羊地理分布见表1。

山羊产地和气象站之间按照以下规则建立对应关系：(1)羊志中明确记录山羊产地的，直接选择该地区的气象站；(2)羊志中明确记录经纬度信息的，选择与该地最接近的气象站；(3)对于分布很广泛的品种，将该区域的所有气象站数据都纳入统计分析。

羊志中各山羊的体重体长数据大多是在2005-2008年收集，为了充分反应各区域的平均气候条件，在国家气象信息中心[18]下载各山羊产地对应气象区站2005-2008年这4年的月值气象数据用于统计分析，月值气象数据是指按月记录了各环境因素观测值的记录集。如果一个山羊产区包含多个气象站，则取各气象站数据的平均值用于统计分析。

各山羊产区的气象数据按照如下规则取值：(1)极端最低气温、平均最低气温、极端最低气压、最小相对湿度等取对应记录的最小值；(2)极端最高气温、平均最高气温、极端最高气压、最大日降水量等取对应记录的最大值；(3)日照时数、降水量大于0.1 mm的日数、平均气压、日照百分率、最大日降水量、平均气温、平均水汽压、平均相对湿度、降水量等取对应记录的平均值。

1.2 数据统计分析

BMI 的计算公式为BMI=BW/BL2，其中BW是体重(kg)，BL是体长(m)。

用山羊平均BMI(y)、公羊BMI(ym)和母羊BMI(yf)分别与环境因素做逐步多元回归分析，计算过程用SAS 9.4软件完成。

2 结果与分析

2.1 山羊BMI分析

70个产地的山羊体重、体长、BMI和气象站之间的对应关系见表1。表1中BMI数据为计算结果的平均值。有多个山羊产地的品种，每个山羊产地的BMI数据以及该产地对应的气象区站数据均已记录。对表1中BMI数据统计分析，山羊平均BMI为83.81±12.75。其中，公羊BMI为86.17±13.61，母羊BMI为81.45±13.78，公羊BMI比母羊BMI高5.79%(P<0.05)，表现出明显的雌雄二型性。

表1 中国山羊体型指数和产区气象站区站号Table 1 Body type index of Chinese goat and meteorological station numbers in goat farming areas

(续表1)

序号No.名称Name产地Origin 公羊平均BMIMean BMI ofmale goat母羊平均BMIMean BMI offemale goat对应的气象区站号Correspondingmeteorological station No.36板角山羊四川省万源市91.75 81.26 5723737重庆市城口县、巫山县等92.58 86.65 5734838北川白山羊四川省北川县94.05 80.91 5619639成都麻羊四川省大邑县88.95 78.86 5618840川东白山羊重庆市云阳县111.69 139.52 5743241川南黑山羊四川省自贡市91.23 98.28 5629842四川省江安县89.85 85.77 5649243川中黑山羊四川省金堂县86.41 85.02 5740544四川省乐至县98.02 89.56 5740545古蔺马羊四川省古蔺县88.47 93.26 5761446罕山白绒山羊内蒙古赤峰市68.63 70.79 5421847美姑山羊四川省美姑县92.46 92.52 5647948贵州白山羊贵州省黔东北乌江中下游77.43 72.31 57731、5783249黔北麻羊贵州仁怀县、习水县101.77 106.27 5780350凤庆无角黑山羊云南省凤庆县98.62 112.24 5685651圭山山羊云南省石林县102.34 104.40 5688652龙陵黄山羊云南省龙陵县89.21 89.17 5673953柴达木山羊青海省海南藏族自治州73.4669.0252856、52866、52868、52943、52955、52957、52968、5606554宁蒗黑头山羊云南省丽江市80.19 84.29 5665155云岭山羊云南省楚雄彝族自治州83.15 87.49 56763、56768、5685656昭通山羊云南省昭通市86.47 88.27 5658657陕南白山羊山西省南部81.21 71.71 57106、57127、57134、57143、5714458贵州黑山羊贵州省西部118.81101.0956691、56793、57606、57614、57707、57713、57722、57731、57741、57803、57806、57816、57825、57832、57902、57906、57916、57922、5793259子午岭黑山羊甘肃省庆阳市79.91 78.20 5392360河西绒山羊甘肃省肃北蒙古族自治县56.13 55.22 52652、5267961甘肃省肃南裕固族自治县75.94 69.72 5253362罗平黄山羊云南省罗平县96.29 84.86 5688663中卫山羊宁夏中卫市89.10 74.32 5370464关中奶山羊陕西关中地区87.26 90.60 5703665崂山奶山羊山东省胶东半岛85.37 74.29 54857、54765、5477466南江黄羊四川省南江县98.18 87.60 5731367陕北白绒山羊陕西省延安市88.06 76.05 5384568柴达木绒山羊青海省柴达木盆地91.22 78.52 5260269雅安奶山羊四川省雅安市101.30 77.80 5628770建昌黑山羊四川省凉山彝族自治州87.19 83.15 56565、56666、56671、56674

注：山羊名称后有多个BMI记录的，表示不同山羊产区的测量数据。1号为昌都型西藏山羊，产地为西藏昌都；2号为阿里型西藏山羊，产地在西藏阿里；3号为甘孜州型西藏山羊，产地为四川甘孜州；5号为阿尔巴斯型内蒙古绒山羊；6号为二狼山型内蒙古绒山羊；7号为阿拉善型内蒙古绒山羊；41号为自贡型川南黑山羊；42号为江安型川南黑山羊；43号为金堂型川中黑山羊；44号为乐至型川中黑山羊。

Note: BMI records after goat's name show the data from different areas.No. 1 is Tibetan goat of Changdu Type, and its origin is Changdu, Tibet; No. 2 is Tibetan goat of Ngari Type , and its origin is Ngari, Tibet; No. 3 is Tibetan goat of Garzê Type, and its origin is Tibetan Autonomous Prefecture of Garzê, Sichuan; No. 5 is Inner Mongolia cashmere goat of Arbas type; No. 6 is Inner Mongolia cashmere goat of Erlang Mountain type; No. 7 is Inner Mongolia cashmere goat of Alxa Type; No. 41 is Chuannan Black goat of Zigong Type; No. 42 is Chuannan Black goat of Jiangan Type; No. 43 is Chuanzhong Black goat of Jintang Type; No. 44 is Chuanzhong Black goat of Lezhi Type.

2.2 环境因素与山羊BMI的逐步多元回归分析

山羊平均BMI(y)与17个环境因素逐步多元回归分析后，留在回归模型中的环境因素是日照时数(x1)，回归模型是：y=94.399-0.065x1(R2=0.082，P<0.05)。

公羊BMI(ym)与17个环境因素逐步多元回归分析后，留在回归模型中的环境因素是日照时数(x1)，回归模型是：ym= 95.640 -0.058x1(R2=0.058，P<0.05)。

母羊BMI(yf)与17个环境因素逐步多元回归分析后，留在回归模型中的环境因素分别是极端最低气温(x2)和平均最低气温(x3)，回归模型是：yf= 94.007+ 2.020x2-1.753x3(R2=0.126，P<0.01)。

3 讨论

3.1 环境因素与山羊BMI的关系

研究显示，人的BMI除受环境、营养状况、睡眠情况影响外，还受当地文化的影响[19-20]。对动物的研究显示，动物的体型通常随纬度增加而增加，即随温度降低而增加[21]。山羊作为放牧养殖家畜受自然条件影响较大，即使有人工干预和管理也无法完全消除。

本研究中山羊BMI与环境因素的回归分析结果显示，山羊BMI与日照时数的回归系数为负值，即日照时数越长，山羊BMI越低。其原因可能是日照时数和牧草产量的关系为负相关[22-23]，日照时数通过影响牧场产量间接影响了山羊BMI。

母羊BMI与环境因素的回归分析结果显示，留在回归模型中的环境因素是平均最低气温和极端最低气温，其中平均最低气温是该地区每天最低气温的全年平均值，极端最低气温是该地区全年气温的最低值。母羊BMI与平均最低气温回归系数为负值，即平均最低温度的升高，母羊BMI相应降低，这符合贝格曼规律(Bergmann's Rule)。母羊BMI与极端最低气温的回归系数为正值，即极端最低气温越低母羊BMI越小，表示母羊对极端寒冷敏感，这与Terrill和姚顺成[4]的研究结果一致。回归分析结果表明适度低温环境可以增加母羊BMI，但是极端低温对母羊有害。

回归模型中R2较低，其原因可能是本研究选用的山羊饲养方式、营养条件等差异较大。山羊BMI除受环境因素影响外，还受其它因素影响。

3.2 环境因素对山羊BMI影响的性别差异

由于雌雄个体受到的选择压不同，环境因素对动物体型的影响可能存在雌雄二型性[24]。山羊具有明显的性二型性[25]，雄性个体较雌性个体大。本研究中公羊BMI比母羊BMI高5.79%，且公母羊之间差异显著。环境因素对山羊BMI的影响也存在性别差异，逐步多元回归分析结果显示，极端最低气温越低，母羊BMI越小，而公羊BMI未受到显著影响。这表明母羊对于极端低温环境的耐受能力较公羊弱。其原因可能是在自然选择和人工选育过程中，母羊的选择强度小于公羊，使得母羊体型更小，抗寒能力更弱。在山羊人工养殖过程中，遇到极端低温环境时，应更加注重对母羊的保护和管理。