藏羊对青藏高原氮素营养胁迫的适应性研究

发布时间：2016-11-16 00:29

  本文关键词：藏羊对青藏高原氮素营养胁迫的适应性研究，由笔耕文化传播整理发布。

《兰州大学》 2015年

藏羊对青藏高原氮素营养胁迫的适应性研究

周建伟  

【摘要】：青藏高原具有高海拔、寒冷、缺氧、强紫外线和牧草生长期短的特点。在传统放牧条件下,该地区的反刍家畜每年冷季都会遭受饲料营养匮乏的威胁。藏羊是青藏高原的土著品种,它们在草地上终年放牧,对其生存的严酷环境具有良好的适应能力。甘肃高山细毛羊是1980年代在甘肃省高山地区培育而成的我国第一个高原型细毛羊品种。在冬春季给予适量精料补饲下,细毛羊也能适应在高寒地区常年放牧。藏羊和细毛羊冷季不同的管理模式,可能缘自它们对饲料营养胁迫的适应机制不同。本试验以藏羊为主要研究对象,与其生活在同一生境下的细毛羊为对照,通过对饲料的表观消化率、瘤胃发酵、氮平衡和体内尿素氮循环等方面的对比研究,以期能够发现藏羊比细毛羊在营养物质消化利用上的优越性,为揭示藏羊适应青藏高原氮素营养胁迫提供理论依据和数据支持。本研究取得的主要结果如下：1.不同氮水平日粮下,藏羊和细毛羊的饲料表观消化率、瘤胃发酵参数和嘌呤衍生物排出量的对比研究本试验选取了20-24月龄、体重(body weight, BW)为50±3kg的去势藏羊和细毛羊各4头,采用双4×4拉丁方设计,比较了不同氮水平日粮(低氮：11.0；中低氮：16.7；中高氮：23.1；高氮:29.2 N g/kg dry matter)对藏羊和细毛羊饲料表观消化率、瘤胃发酵参数和尿液嘌呤衍生物排出量的影响及其动物品种间的差异。在低氮、中低氮和高氮日粮下,藏羊的饲料干物质(dry matter, DM)、有机物(organic matter, OM)、中性洗涤纤维(neutral detergent fiber, NDF)、酸性洗涤纤维(acid detergent fiber, ADF)和非纤维性碳水化合物(nonfiber carbohydrate, NFC)的表观消化率都显著高于细毛羊(linear interaction, P0.05)、而饲料粗蛋白(crude protein, CP)消化率品种间无差异(P0.10)。虽然藏羊瘤胃液pH较细毛羊高(P0.05),但挥发性脂肪酸(total volatile fatty acid, tVFA)总酸产量基本相近(P0.10)。藏羊VFA中乙酸的比例显著高于细毛羊(P0.01),而细毛羊VFA中的丙酸和丁酸的比例高于藏羊(P0.05)。藏羊瘤胃液中的游离氨基酸和可溶性蛋白浓度显著高于细毛羊(P0.01或P0.05),但氨态氮和多肽浓度品种间差异不显著(P0.10)。饲料DM, OM, ADF和CP的表观消化率随着日粮氮水平的升高而线性增加(P0.01或P0.001)。瘤胃液中pH、乙酸／丙酸比和VFA总酸浓度不受日粮氮水平的影响(P0.10)。随着日粮氮水平的升高,VFA中异丁酸、戊酸和异戊酸的比例线性增加,而乙酸比例线性下降(P0.05或P0.01或P0.001)。此外,瘤胃液氨态氮、游离氨基酸、可溶性蛋白浓度都随着日粮氮水平升高而线性增加(P0.05或P0.001),肽氮浓度则呈二次曲线增长(P0.05)。在低氮日粮下,藏羊尿液总嘌呤衍生物(purine derivatives, PD)排出量显著高于细毛羊,但是在高氮日粮下其结果截然相反,然而在中低氮、中高氮日粮下品种间无差异(linear interaction, P0.05)。除尿酸外,尿液PD中各组分和总PD排出量都随着日粮氮水平升高而线性增加(P0.05或P0.01)。与细毛羊相比,藏羊的瘤胃微生物具有高RNA和低CP的特点(P0.01)。随着日粮氮水平升高,瘤胃微生物的RNA含量线性降低(P0.05),而CP含量却线性升高(P0.05)。2.不同氮水平日粮下,藏羊和细毛羊氮素利用效率和体内尿素氮循环的对比研究本试验采用双4×4拉丁方设计,对比了藏羊和细毛羊在四种氮水平日粮(低氮：11.0；中低氮：16.7;中高氮：23.1；高氮：29.2 N g/kg DM)下氮素利用率和尿素代谢的特点。尿素动力学的测定采用同位素示踪技术。通过在试验羊颈静脉连续注射56小时的15N15N-urea溶液,并收集48-56小时的粪尿样,最后根据粪尿中15N同位素丰度结合相关模型进行计算。尿氮和尿中尿素氮(urinary urea-N elimination,UUE)排出量随着日粮氮水平的升高而线性增加(P0.001),但是动物品种间差异不显著(P0.10)。藏羊的粪氮排出量随着日粮氮水平升高而增加,然而细毛羊的却降低(linear interaction,P0.05)。氮沉积和氮沉积率随着日粮氮水平升高而线性增加(P0.001),其中细毛羊的增长速率显著大于藏羊(linear和cubic interactions,P0.05)。藏羊的氮沉积率在中低氮日粮下最高,而细毛羊则发生在中高氮日粮条件下。在低氮日粮下,藏羊的肝脏尿素氮合成量(urea-N entry rate, UER)、进入消化道尿素氮量[gastrointestinal tract (GIT) entry rate, GER]和返回鸟氨酸循环的尿素氮量(return to ornithine cycle, ROC)都显著高于细毛羊,然而在高氮日粮下其结果正好相反(linear interaction, P0.05)。藏羊采食低氮和中低氮日粮时的粪中尿素氮排出量(urea-N excreted in feces, UFE)以及UFE:GER比例显著低于细毛羊,然而在中高氮和高氮日粮下两个品种间无差异(linear interaction,P0.01)。在低氮日粮下,藏羊肝脏产生的尿素重新进入消化道的比值显著高于细毛羊(藏羊、细毛羊的GER:UER分别为88%和82%),然而在高氮日粮下该比值细毛羊反而更高(藏羊、细毛羊的GER:UER分别为39%和46%)。另外,藏羊的血浆尿素氮和唾液尿素氮浓度在低氮日粮下也都显著高于细毛羊(linear interaction, P0.05)。与细毛羊相比而言,藏羊每天尿中肌酐排出量更多(P0.05),肾小球滤过率也有更大的趋势(P0.10)。藏羊肾脏尿素径流量、肾脏尿素重吸收量以及重吸收率都显著高于细毛羊(P0.05)。藏羊体内进入消化道的尿素氮中用于合成代谢(urea-N used for anabolism, UUA)的比例也具有高于细毛羊的趋势(P0.10)。随着日粮氮水平升高,UER、GER、UUE、ROC和UUA都线性升高(P0.01),而UFE, UFE:GER和GER:UER都随之线性降低(P0.05)。虽然肾脏尿素径流量和重吸收量随着日粮氮水平的升高而线性增加(P0.05),但是肾脏尿素重吸收率却随之降低(P0.001)。尿素库随着日粮氮水平升高而增大(P0.001),而其周转时间线性降低(P0.001)。3.燕麦干草不同饲喂水平对藏羊氮平衡和体内尿素氮循环的影响本试验选取了5头20-24月龄、BW为42士2.3 kg的去势公藏羊,采用4×4拉丁方设计,研究了燕麦干草不同饲喂水平(0.3、0.5、0.7和0.9 × voluntary intake, VI)对藏羊氮平衡和体内尿素氮循环的影响以及氮维持需要量的估测。尿氮、粪氮排出量和氮沉积量都随着饲喂水平的升高而线性增加(P0.01)。日粮氮采食量(N intake,g/d)和氮沉积(N retention, g/d)量之间具有良好的线性回归关系,其关系式为：N retention=0.547 N intake-4.566 (R2= 0.998, n= 20, SE= 0.287)。据此估算的藏羊氮维持需要量为0.5 g/kg BW0.75/天,该值为相同体重下NRC绵羊的66%。UER、GER、ROC和UFE都随着饲喂水平的升高而线性增加(P0.01)。当饲喂水平从0.3VI上升到0.9VI时,UER与日粮可消化氮采食量的比值从2.99线性降低至1.53(P0.001)。肝脏合成尿素进入消化道的比率(GER:UER)不受饲喂水平影响(P0.10),介于0.52-0.62之间。随着饲喂水平升高,UUA：GER从0.45线性降低至0.28(P0.01),而ROC:GER从0.51线性升高至0.68(P0.01)。GFR随着饲喂水平升高而增加(P0.05),但是尿肌酐排出量和血浆尿素氮浓度不受其影响(P0.10)。本试验中消化道尿素清除率一直高于肾脏尿素清除率,肾脏尿素重吸收率随着采食量升高而线性降低(P0.05)。综上所述,虽然藏羊和细毛羊都能较好地适应青藏高原牧草营养匮乏的生态环境,但是在低氮日粮条件下,藏羊比细毛羊表现出了更高的饲料DM、CP和纤维消化能力、更高的氮沉积和日粮氮利用效率和更有效的尿素循环利用机制。本研究初步揭示了藏羊如何适应日粮氮胁迫的营养学机制,为科学地饲养管理藏羊提供了重要的理论依据和技术支撑。

【关键词】：
【学位授予单位】：兰州大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S826
【目录】：

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