饲粮蛋白质水平对生长期云南半细毛羊氮平衡和养分排放的影响

倪晓君， 赵小琪， 马江龙， 王思宇， 欧阳依娜， 李银江， 薛 白， 洪琼花*

（1.云南省畜牧兽医科学院，云南昆明 650224；2.昭通市昭阳区畜牧兽医技术推广服务中心，云南昭通 657000；3.云南省农业农村厅，云南昆明 650000；4.四川农业大学动物营养研究所，四川成都 611130）

蛋白质在动物的生命活动中发挥着重要的营养作用，影响着动物的生长发育、代谢活动以及养分的消化利用率等 （Oltjen等，2013；张乐颖等，2008；杨凤，2004）。氮是蛋白质的重要组分，钙、磷是动物体内必需的矿物元素，其消化代谢受到饲粮组成、营养水平、动物种类、年龄等因素影响（欧阳依娜等，2020；李茂等，2009；郭艳丽等，2003）。研究发现，饲粮蛋白质水平影响着反刍动物的氮平衡，以及对氮、磷、钙的消化吸收，过低的蛋白质水平会减少采食量、降低体内消化氮和沉积氮，过高的蛋白质水平则会增加粪尿中氮、磷、钙的排放（李卫娟等，2019；占今舜等，2018）。随着我国畜禽养殖总量和规模化程度逐渐扩大，畜禽粪便的产量也在急剧增加，粪便中过量的总氮、总磷、氨氮等会引起土壤酸化，造成水体富营养化，对环境污染严重（柏兆海，2015；武淑霞，2005）。 因此，降低养殖业中氮、磷排放，提高机体养分吸收利用率十分必要。营养与环境存在密切联系，通过合理平衡饲粮中养分水平、使用添加剂、进行饲料加工等举措，有助于提高动物生产性能，减少养分浪费和对环境的污染 （金磊和王立志，2020；王笑笑等，2016），但目前从饲料营养角度控制畜禽粪便排放污染的研究还较少。本试验旨在研究饲粮蛋白质水平对生长期云南半细毛羊氮平衡和粪尿中养分排放的影响，通过分析饲粮蛋白质水平与养分排放的关系，为进一步优化生长期云南半细毛羊饲粮配比，降低氮、磷排放对环境的污染提供理论依据。

1 材料与方法

1.1 试验动物与设计 选择25只体况良好的10月龄云南半细毛羊（羯羊），体重为（38.52±1.57）kg，试验动物随机分为5组，每组5个重复，每个重复1只。各组试验羊分别饲喂粗蛋白质（CP）水平为8.38%、10.42%、12.49%、14.99%、19.29%的饲粮，饲粮其他营养水平保持一致。试验饲粮组成及营养水平见表1。试验期共44 d，包含14 d预试期和30 d正试期。

表1 试验饲粮组成及营养水平（风干基础）

1.2 饲养管理 试验开始前对羊舍、代谢笼进行清扫并消毒。试验羊单栏饲养，试验期间每天08：00和17：00各饲喂1次，羊只自由采食和饮水。预试期内每天记录各组羊只的采食量，根据试羊的采食量调整第2天饲喂量，确保饲槽内有10%左右的剩料，预试期结束后将试验羊称重分组，进入正试期。

1.3 消化代谢试验 在正试期第11～15天进行为期5 d的消化代谢试验。消化代谢试验采用全收粪、尿法，连续收集5 d，每天记录每只试羊的采食量、排粪量和排尿量。将每天收集的鲜粪样混匀称重记录后取20%分成2份，一份按5%的比例加入10%的稀盐酸进行固氮，-20℃低温保存，用于测定粗蛋白质含量；另一份-20℃低温保存备用，用于测定其他营养物质的含量。每天收集的尿样混匀称重记录后取10%添加10%稀盐酸使pH低于3.0进行固氮，于-20℃保存备用。此外，每天采集200 g饲料样品，-20℃低温保存用于测定饲料营养成分。

1.4 测定指标及方法 饲粮、粪、尿中常规营养成分测定方法参照 《饲料分析及饲料质量检测技术》（张丽英，2007）。 测定指 标主要有干 物质（DM）、粗蛋白质（CP）、中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）、钙（Ca）、磷（P）等。指标计算方法如下：

沉积氮/（g/d）＝食入氮-粪氮排放量-尿氮排放量；

氮消化率/%＝（食入氮-粪氮排放量）/食入氮×100；

氮沉积率/%＝沉积氮/食入氮 ×100；

氮总排放量占食入氮的比例/%＝（粪尿氮总排放量/食入氮）×100；

钙总排放量占食入钙的比例/%＝（粪尿钙总排放量/食入钙）×100；

磷总排放量占食入磷的比例/%＝（粪尿磷总排放量/食入磷）×100；

粪氮占氮总排放量的比例/%＝（粪氮排放量/粪尿氮总排放量）×100；

粪钙占钙总排放量的比例/%＝（粪钙排放量/粪尿钙总排放量）×100；

粪磷占磷总排放量的比例/%＝（粪磷排放量/粪尿磷总排放量）×100；

尿氮占氮总排放量的比例/%＝（尿氮排放量/粪尿氮总排放量）×100；

尿钙占钙总排放量的比例/%＝（尿钙排放量/粪尿钙总排放量）×100；

尿磷占磷总排放量的比例/%＝（尿磷排放量/粪尿磷总排放量）×100；

1.5 数据统计分析 试验数据采用SPSS 25.0软件进行单因素方差分析（one-way ANOVA），采用Duncan氏法进行多重比较，P＜0.05表示差异显著，P＜0.01表示差异极显著。数据用“平均值±标准差”表示。

2 结果与分析

2.1 饲粮蛋白质水平对生长期云南半细毛羊氮平衡的影响 根据表2可知，生长期云南半细毛羊的食入氮、沉积氮和氮消化率，随饲粮蛋白质水平的提高而逐渐升高，而氮沉积率呈先增加后降低趋势，各组的氮平衡均为正平衡。其中，各组的食入氮依次显著增加 （P＜0.05）；12.49%、14.99%蛋白质水平组沉积氮较8.38%蛋白质水平组提高69.32%、90.39%（P＜0.01），19.29%蛋白质水平组沉积氮显著高于其余4组 （P＜0.05），10.42%、12.49%、14.99%蛋白质水平组间沉积氮差异不显著（P＞0.05）；10.42%和12.49%蛋白质水平组氮消化率差异不显著 （P＞0.05），其余各组间氮消化率差异显著（P＜0.05）；氮沉积率以10.42%蛋白质水平组最高，但各组间氮沉积率差异不显著（P＞0.05）。

表2 饲粮蛋白质水平对生长期云南半细毛羊氮平衡的影响

2.2 饲粮蛋白质水平对生长期云南半细毛羊粪尿中养分排放的影响 根据表3可知，干物质采食量随饲粮蛋白质水平的提高而提高，其中19.29%蛋白质水平组较8.38%蛋白质水平组提高16.67%（P＜0.05），其余各组间差异不显著 （P＞0.05）。各组间粪干物质排放量和粪氮排放量差异不显著 （P＞0.05），但随着饲粮蛋白质水平的提升，粪氮排放量呈上升趋势；粪钙排放量8.38%蛋白质水平组较19.29%蛋白质水平组降低17.86%（P＜0.05）；粪磷排放量随饲粮蛋白质水平的提高而提高，其中8.38%蛋白质水平组较12.49%蛋白质水平组降低33.85%，10.42%蛋白质水平组分别较14.99%、19.29%蛋白质水平组降低25.45%、57.24%（P＜0.01）。随着饲粮蛋白质水平的提高，尿排放量和尿氮排放量不断提高，且8.38%、10.42%、12.49%蛋白质水平组尿排放量分别较19.29%蛋白质水平组降低68.29%、57.15%、45.22%（P＜0.05）；10.42%蛋白质水平组尿氮排放量分别较12.49%、14.99%、19.29%蛋白质水平组 降 低45.64%、63.26%、78.90%（P＜0.05）；12.49%、14.99%蛋白质水平组尿钙排放量分别较8.38%蛋白质水平组降低54.84%、64.52%（P＜0.05）；尿磷排放量随饲粮蛋白质水平的提高呈先增加后降低趋势，以14.99%蛋白质水平组尿磷排放量最高。

表3 饲粮蛋白质水平对生长期云南半细毛羊养分排放的影响

2.3 饲粮蛋白质水平对生长期云南半细毛羊粪尿中养分排放总量的影响 根据表4可知，氮总排放量随饲粮蛋白质水平的升高而升高，其中10.42%蛋白质水平组分别较12.49%、14.99%、19.29%蛋白质水平组降低25.44%、37.56%、55.10%（P＜0.05），8.38%和10.42%蛋白质水平组间差异不显著（P＞0.05）；氮总排放量占食入氮的比例以10.42%蛋白质水平组最低，但各组间差异不显著（P＞0.05）；随着饲粮蛋白质水平升高，粪氮占氮总排放量的比例依次显著降低（P＜0.05），尿氮占比则极显著增加（P＜0.01）。钙总排放量和钙总排放量占食入钙的比例在不同蛋白质水平组间无显著差异（P＞0.05）；粪钙占钙总排放量的比例随饲粮蛋白质水平的提高先增加后降低，尿钙占比则先降低后增加，其中以14.99%蛋白质水平组粪钙占比最高，尿钙占比最低。磷总排放量随饲粮蛋白质水平的提高而提高，其中12.49%蛋白质水平组较8.38%蛋白质水平组提高51.37%，14.99%白质水平组分别较8.38%、10.42%蛋白质水平组提高75.29%、34.64%（P＜0.01）；磷总排放量占食入磷的比例，随饲粮蛋白质水平的升高先降低后升高，以10.42%蛋白质水平组最低，且较19.29%蛋白质水平组降低14.67%（P＜0.05）；19.29%蛋白质水平组粪磷占比显著高于、尿磷占比显著低于14.99%蛋白质水平组 （P＜0.05），其余各组间差异不显著（P＞0.05）。

表4 饲粮蛋白质水平对生长期云南半细毛羊粪尿中养分排放总量的影响

3 讨论

3.1 饲粮蛋白质水平对生长期云南半细毛羊氮平衡的影响 氮平衡反映着动物机体摄入氮和排出氮之间的平衡关系，氮的利用率能反映出动物对蛋白质的利用效率。本研究结果显示饲粮蛋白质水平为8.38%～19.29%时，生长期云南半细毛羊的沉积氮为9.16～22.49 g/d，氮消化率为50.52%～78.36%，氮沉积率为35.83%～41.80%。在前人的研究中，通过饲喂10.48%～11.53%蛋白质水平饲粮，生长期杜X寒F1代公羔的氮消化率为58.04%～63.71%，氮沉积率为41.31%～49.40%（唐丹等，2017）；饲粮蛋白质水平为9.79%～14.18%时，生长期杜泊公羊的沉积氮和氮沉积率随饲粮蛋白质水平的提高而提高，其氮消化率为63.73%～64.52%，氮沉积率为34.55%～37.43%（ 巩 峰 ，2013）； 饲 粮 蛋 白 质 水 平 为11.67%～14.07%时，生长期杜泊羊X小尾寒羊的氮消化率为66.30%～67.77%，氮沉积率为33.50%～36.08%（杨维仁等，2004）。本试验结果与前人研究结果具有相似性，但也存在一定差异，这可能与饲粮蛋白质添加水平、羊品种、所处生理阶段等有关。不同的饲粮蛋白质水平影响着羊的食入氮、沉积氮、氮沉积率等，Ludden等（2002）给绵羊饲喂不同蛋白质水平（13.2%、15.0%、16.7%）饲粮，发现摄入氮、氮消化率随饲粮蛋白质水平提高而显著提高，沉积氮差异不显著，但有增加趋势。吕小康等（2017）研究发现不同饲粮蛋白质水平对湖羊羔羊的沉积氮、氮沉积率影响不显著，但两者均有上升趋势。王文奇等（2014）发现随着饲粮摄入氮的增加，杂交母羊沉积氮、氮沉积率呈先增加后降低趋势。本研究结果表明，生长期云南半细毛羊的食入氮、沉积氮和氮消化率随饲粮蛋白质水平的提高而提高，氮沉积率则呈先增加后降低趋势，与前人的研究结果较为一致，此外，本研究发现10.42%蛋白质水平组氮沉积率最高，提示适宜的饲粮蛋白质水平有助于提高羊的沉积氮和氮沉积率，过高或过低的蛋白质水平会影响瘤胃、小肠等对蛋白质的消化吸收，从而降低氮的利用效率。

3.2 饲粮蛋白质水平对生长期云南半细毛羊粪尿中养分排放的影响 饲粮蛋白质添加水平与反刍动物粪尿中氮、磷、钙等养分的排放息息相关（陈跃凤，2017；Funaba等，1991）， 动物体内未被消化的氮、磷、钙主要从粪尿中排出，过多的氮、磷排放不仅会对饲料蛋白质资源造成浪费，还会对生态环境造成污染。

研究指出，在一定的氮摄入范围内，反刍动物食入氮与粪氮、尿氮排放量呈正比 （Castillo等，2000）。彭津津等（2012）研究发现，陶寒杂交F2代公羔的粪氮、尿氮随着食入氮的增加而增加。Cole等（1999）研究也发现，饲粮蛋白质水平从10%提高到15%时，羔羊的粪、尿排放量不断增加。在本试验中，随着饲粮蛋白质水平的提高，生长期云南半细毛羊食入氮、尿氮排放量不断提高，粪氮排放量呈上升趋势，与前人的研究结果一致；且试验结果显示与尿氮排放量的变化相比，粪氮排放量的变化相对稳定，这与胡明（2001）、赵若含等（2018）的研究结果一致，提示饲粮蛋白质水平的提高会使尿氮排放量快速提高。在本研究中，饲粮蛋白质水平从8.38%提高到19.29%时，生长期云南半细毛羊的氮总排放量从14.22 g/d提高到40.20 g/d，且粪氮占氮总排放量的比例显著降低，尿氮占比则显著提高；当饲粮蛋白质水平为8.38%～12.49%时，粪尿中氮主要从粪中排出，而当饲粮蛋白质水平为14.99%～19.29%时，粪尿中氮主要从尿液中排出。因此，在满足生长期云南半细毛羊蛋白质需要的基础上，适当降低饲粮蛋白质水平能有效减少粪氮、尿氮排放量，从而减少对土壤、水体等的污染。

在本试验中，生长期云南半细毛羊粪钙排放量以19.29%蛋白质水平组最高，8.38%蛋白质水平组最低；而尿钙排放量随饲粮蛋白质水平的升高呈先降低后升高趋势，以14.99%蛋白质水平组最低，为0.11 g/d。有研究指出，与低蛋白质水平组相比，高蛋白质水平组显著增加了成年考力代羊的尿钙排放量（Funaba等，1990），也有研究发现随着饲粮蛋白质水平的升高，空怀期云南半细毛羊的尿钙排放量呈先降低后升高趋势 （李卫娟等，2019），本研究结果与前人的研究较一致，提示饲粮蛋白质水平的高低影响着尿钙排放量的变化，当饲粮蛋白质水平在适宜的范围内时，能降低尿钙排放量。此外，本研究结果显示粪钙占钙总排放量的比例为93.33%～97.43%，而尿钙占钙总排放量的比例为2.57%～6.67%，提示羊体内中多余的钙主要从粪便中排出，尿液中排出的量很少。

有研究指出，饲粮蛋白质水平显著影响着反刍动物粪磷和尿磷排放量（李卫娟等，2019；陈跃凤，2017）。本研究中，饲粮蛋白质水平由8.38%提高至19.29%时，生长期云南半细毛羊磷总排放量、粪磷排放量逐渐提高，尿磷排放量则呈先增加后降低趋势，以14.99%蛋白质水平组尿磷排放量最高；此外，磷总排放量占食入磷的比例以10.42%蛋白质水平组最低，说明饲粮蛋白质水平为10.42%时能有效提高羊体内磷的利用率。Funaba等 （1991）研究发现饲粮蛋白质水平为19.6%时，绵羊的尿磷排放量显著高于9.9%蛋白质水平组，本研究结果与之相一致。研究发现，畜禽体内不同养分的排放在粪、尿之间的占比不同，其中磷主要存在于粪中，尿中含量较少（柏兆海，2015）；反刍动物从粪便中排放的磷约占总排放量的95%～98%，剩余则通过尿液和乳汁排出（颜琼娴和谭支良，2009）。本试验结果显示饲粮蛋白质水平为8.38%～19.29%时，生长期云南半细毛羊粪磷排放量变化较大，而尿磷排放量变化较小，粪磷占磷总排放量的99.33%～99.65%，尿磷占磷总排放量的0.35%～0.67%，与前人的研究结果一致，说明生长期云南半细毛羊磷总排放量主要以粪磷排放量为主，且通过控制饲粮蛋白质水平，能有效降低磷总排放量，提高磷的利用效率。

4 结论

随着饲粮蛋白质水平的提高，生长期云南半细毛羊食入氮、沉积氮、氮消化率均不断增加，氮沉积率则呈先增加后降低趋势。当饲粮蛋白质水平为10.42%时，氮沉积率最佳；生长期云南半细毛羊粪尿氮、粪尿磷总排放量随饲粮蛋白质水平的提高而增加，而粪尿钙总排放量没有显著变化；生长期云南半细毛羊体内多余的氮主要从尿中排出，而钙、磷以从粪中排出为主；饲粮蛋白质水平为8.38%～10.42%时，对氮、磷、钙总排放量没有显著影响，且排放量较低，对环境的污染小。