2. 廊坊市农林科学院，廊坊 065000;
3. 河北省畜牧总站，石家庄 0500352;
4. 承德市农林科学院，承德 067000;
5. 河北农业大学信息与技术学院，保定 071001
, CHENG Sucai2, ZHANG Weitao3, ZHAO Juanjuan1, LIU Aiyu1, LI Xiaoyu1, ZHOU Yinghao4, GAO Yuhong1
, SUN Xinsheng5, LI Xuemei1
2. Langfang Academy of Agricultural and Forestry Sciences, Langfang 065000, China;
3. Animal Husbandry Station of Hebei, Shijiazhuang 050035, China;
4. Chengde Academy of Agricultural and Forestry Sciences, Chengde 067000, China;
5. College of Information Science and Technology, Hebei Agricultural University, Baoding 071001, China
随着全球逐年变暖，夏季高温高湿引起的家畜热应激已经引起了人们的重视，尤其是牛、猪和鸡的热应激研究已有大量报道[1-3]。研究认为，热应激条件下家畜的生理特性、生产性能和繁殖性能受到了较大影响，主要表现为呼吸频率加快、精神萎靡、神经机能紊乱以及采食量下降等[4]，严重时甚至导致家畜死亡，给养殖生产造成严重的经济损失[5]。虽然羊的抗逆性较强，但随着高效、健康、安全的羊产业发展以及动物福利意识的提高，养殖环境的改善已经成为现代化养羊业发展的必经之路，尤其是目前遭受的热应激已经引起了养殖场/户的重视[6-8]。
为缓解热应激对畜禽产生的不利影响，中草药作为绿色饲料添加剂已经应用于牛[9-10]、猪[11]和鸡[12-13]的养殖中。已有研究指出，中草药可以调节畜禽体内微环境，调控代谢，有效缓解畜禽热应激[14]。本研究根据中兽药处方大全以及育肥羔羊的生理特点，结合临床实际加减，将藿香、厚朴、石菖蒲和茯苓4味中草药按一定比例配成中草药组方(藿朴蒲苓散)，以缓解夏季羊的热应激。据大量研究，藿香具和中止呕、解暑化湿的作用，并含多种药用活性成分[15-17]，对肠胃具有保护作用[18]；厚朴有化食消痰、行气消积之效，具有抗菌、抗腹泻和消炎等多种功效[19-20]；茯苓通过祛湿利水达到清热泻火的目的，也具抗炎、增强免疫力、补肝益肺等药理作用[21]；石菖蒲能醒神益智、化湿和胃，其化学成分对免疫系统具有调节作用[22]。本研究旨在探讨该藿朴蒲苓散对热应激期间育肥羔羊生长性能、消化性能、瘤胃发酵参数及血清生化指标的影响。
1 试验方法 1.1 试验羊舍选择本试验于夏季7月份在石家庄市无极县某一规模化育肥羊场进行，试验期1个月。试验羊舍为敞棚舍，跨度8 m，檐高2.7 m，脊高3.5 m。
1.2 中草药组方制备本研究中的中草药组方藿朴蒲苓散由藿香、厚朴、石菖蒲和茯苓4味中草药按4:2:2:1配制而成。将各味原药自然干燥后粉碎过40目筛，最后均匀混合装袋备用。所有中草药原药均购自河北安国市聚福中药材有限公司。
1.3 试验动物与试验设计选择同一品种(小尾寒羊×蒙古羊)、体重相近((80.50±0.72)kg) 的5月龄健康育肥公羔羊200只，随机分为4组，每组50只羊(1.0 m2·只-1)，分别在日粮中添加0%(对照组)、0.5%、1.0%和1.5%的中草药组方(按干物质含量)，试验期间各组羊基础日粮相同(表 1)。
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表 1 基础日粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis) |
试验期间羊的饲养管理方式一致。每天饲喂2次(6:00和18:00)，自由采食，自由饮水；清粪方式为人工清粪，育肥出栏后统一清粪。
1.4 检测指标与方法1.4.1 羊舍环境温湿度测定 将电子温湿度记录仪(型号：KTH-350-I，法国)悬挂在试验羊舍内距地面约1.5 m，舍内平均布置3个，整个试验期每隔0.5 h自动记录温湿度，绘制温湿度连续曲线，并计算温湿指数(THI)，采用Mahjoubi等[23]报道的方法评价舍内热应激程度，THI计算公式如下：
THI＝0.8Ta+RH/100×(Ta－14.4)+46.4
其中，Ta(℃)表示环境温度；RH(%)表示相对湿度。
1.4.2 血清生化指标测定 试验期结束时每组随机挑选6只羊，空腹前腔静脉采血。用无抗凝采血管每只羊采集10 mL血液，3 500 r·min-1离心15 min，吸取离心后的上清液于EP管中，放置于-20 ℃冷冻保存备用。三碘甲状腺原氨酸(T3)、甲状腺素(T4)、生长激素(GH)和皮质醇(COR)采用BFM-96型多管放射免疫计数器进行测定。总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、球蛋白(GLB)、葡萄糖(GLU)和尿素氮(BUN)采用GF-D200型半自动生化分析仪进行测定。
1.4.3 生长性能测定 试验期间每周连续3 d测定各组羊的饲喂量、剩余量和饮水量，并与试验结束日进行空腹称重，计算平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)、料重比(F/G)和平均日饮水量(ADWI)。
1.4.4 生理指标测定 每周连续检测3 d羊的呼吸频率和体温。每组随机选取6只羊，选择中午(12:00~14:00)通过观察羊安静状态下胸廓和腹部的起伏，利用秒表和计数器记录3 min的呼吸次数，计算其呼吸频率(次·min－1)。每只羊测完呼吸频率后，用兽用体温计测定其直肠温度。
1.4.5 养分表观消化率测定 试验结束前3 d连续采集饲料样和粪样。饲料样和粪样于65 ℃烘箱内烘干48 h，回潮24 h后粉碎过10目和40目筛，测定中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)和粗蛋白(CP)、钙(Ca)、磷(P)、粗脂肪(EE)、粗灰分(Ash)等养分的含量。采用酸不溶灰分法计算养分表观消化率。
某养分表观消化率(%)＝100－100×(饲粮中酸不溶灰分含量/粪便中酸不溶灰分含量)×(粪便中该养分含量/饲粮中该养分含量)
1.4.6 瘤胃发酵参数测定 试验结束时，晨饲前每组随机选取6只育肥羔羊，通过胃管式瘤胃液采样器经口腔采集瘤胃液，每只抽取瘤胃液30 mL，瘤胃液使用4层纱布过滤，采用pH-10笔式酸度计现场测定pH后，一部分瘤胃液(10 mL)加入0.1 mL (6 mol·L－1)盐酸，混匀，于－20 ℃的冰箱保存备测氨态氮(NH3-N)浓度，测定时采用UV-6850型紫外光可见分光光度计；剩余的瘤胃液直接－20 ℃保存，以备测挥发性脂肪酸(VFA)。测定VFA时，取10 mL瘤胃液于离心管中，离心(5 400 r·min－1×10 min)，去除饲料颗粒和杂质，然后取1 mL瘤胃液转移至1.5 mL离心管，并加入0.2 mL含有内容物2-乙基丁酸(2EB)的25%偏磷酸溶液，混匀，采用Agilent 7890A气相色谱仪测定总VFA以及乙酸、丙酸、异丁酸、丁酸、异戊酸和戊酸的含量。
1.5 统计分析采用SPSS 21.0统计软件对所测数据进行单因素方差分析，差异显著时采用Duncan’s法进行多重比较分析。P < 0.05表示差异显著，P < 0.01表示差异极显著，P>0.05表示差异不显著。
2 结果 2.1 育肥羊舍环境温湿度的变化试验期育肥羊舍环境温湿度连续变化如图 1所示。舍内日最高温度达33.85 ℃(15:00)，最低温度为24.31 ℃(5:00)；舍内相对湿度的变化范围为53.52%~ 88.23%。从THI曲可以看出，全天THI变化范围为74.55~83.95(均79.11)，最高出现在下午15:30，整个试验期育肥羔羊处于热应激状态。
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图 1 育肥羊舍环境温度、湿度和温湿指数的变化 Fig. 1 Change of ambient temperature, relative humidity and THI in shed |
不同剂量藿朴蒲苓散对育肥羔羊直肠温度和呼吸频率的影响如图 2所示。饲喂不同剂量中草药各周的直肠温度和呼吸频率均未表现出显著性差异(P>0.05)。但试验第1、3和4周，各给药组羊的呼吸频率略低于对照组，尤其是第3和4周，给药0.5%组的羊呼吸频率与其他组相比均为最低。从直肠温度看，试验第4周时，各给药组羊的直肠温度均低于对照组，但差异不显著(P>0.05)，以0.5%组的直肠温度最低。
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图 2 不同剂量藿朴蒲苓散对育肥羔羊直肠温度和呼吸频率的影响 Fig. 2 Effect of different doses of Huopopuling Powder on rectal temperature and respiratory rate in fattening lambs |
不同剂量藿朴蒲苓散对育肥羔羊血清常规生化指标的影响结果如表 2所示。3个给药组的GH均显著高于对照组(P < 0.05)，0.5%组含量最高，与对照组相比，3个给药组GH分别提高16.90%(0.5%组)、11.27%(1.0%组)和9.86%(1.5%组)。从甲状腺激素含量可以看出，0.5%组的T4含量显著高于其他各组(P < 0.05)，较对照组提高了9.92%，T3含量虽然组间差异不显著(P>0.05)，但给药组较对照组提高了6.85%(0.5%组)、2.04%(1.0%组)和3.19%(1.5%组)。其他生化指标不同组间差异均未达到显著水平(P>0.05)。
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表 2 不同剂量藿朴蒲苓散对育肥羔羊血清生化指标的影响 Table 2 Effect of different doses of Huopopuling Powder on serum biochemical indexes in fattening lambs |
不同剂量藿朴蒲苓散对育肥羔羊生长性能的影响如表 3所示。不同组间的ADWI和ADFI未表现出显著性差异(P>0.05)，但与对照组比较，给药组的ADWI和ADFI均表现出增加趋势；从ADG也可以看出，各给药组ADG分别比对照组提高了10.82%(0.5%组)、8.09%(1.0%组)和8.59%(1.5%组)，尤其是0.5%组，该组ADG显著高于对照组(P < 0.01)。从饲料利用率分析，添加0.5%中草药的试验组F/G最低，但各组间未达到显著性差异(P>0.05)，0.5%组、1.0%组和1.5%组的F/G分别较对照组降低了8.35%、0.48%和0.64%。
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表 3 不同剂量的藿朴蒲苓散对育肥羔羊生长性能的影响 Table 3 Effect of different doses of Huopopuling Powder on growth performance in fattening lambs |
不同剂量藿朴蒲苓散对育肥羔羊养分表观消化率的影响如图 3所示。除了EE和Ash，其他养分表观消化率均表现为0.5%组显著高于对照组(P < 0.05)，该组的DM消化率较对照组提高了7.20%，而1.0%组和1.5%组的各养分消化率与对照组之间差异未达到显著性水平(P>0.05)。另外，0.5%组的ADF、Ca和P表观消化率显著高于其他两个给药组(P < 0.05)，尤其是Ca，Ca消化率0.5%组分别较对照组、1.0%组和1.5%组提高了18.58%、25.18%和20.82%。
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柱上大写字母不同表示差异极显著(P < 0.01)，小写字母不同表示差异显著(P < 0.05)，相同字母表示差异不显著(P>0.05) Colum with different capital letters indicate significant differences (P < 0.01), with different small letters indicate significant differences (P < 0.05), and the same letters mean no significant differences (P>0.05) 图 3 不同剂量的藿朴蒲苓散育肥羔羊表观消化率的影响 Fig. 3 Effect of different doses of Huopopuling Powder on apparent digestibility in fattening lambs |
不同剂量藿朴蒲苓散对育肥羔羊瘤胃发酵的影响如表 4所示。热应激条件下育肥羔羊日粮中添加中草药对瘤胃pH和NH3-N含量没有产生显著性影响(P>0.05)。从瘤胃VFA分析，总VFA含量组间差异显著(P < 0.05)，给药的3组总VFA含量均显著高于对照组(P < 0.05)，各组分别是对照组的1.30倍(0.5%组P < 0.01)、1.26倍(1.0%组P < 0.01)和1.19倍(1.5%组P < 0.05)。除了乙酸和丁酸，丙酸、异戊酸和戊酸含量虽然给药的3个组表现出增加趋势，但组间差异均未达到显著水平(P>0.05)；对于乙酸和丁酸，0.5%组、1.0%组和1.5%组均显著高于对照组(P < 0.05)，尤其是丁酸，上述3个给药组分别是对照组的1.43倍(0.5%组P < 0.01)、1.40倍(1.0%组P < 0.01)和1.28倍(1.5%组P < 0.05)。
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表 4 不同剂量的藿朴蒲苓散对育肥羔羊瘤胃发酵参数的影响 Table 4 Effect of different doses of Huopopuling Powder on rumen fermentation in fattening lambs |
根据试验期间饲料原料的单价和用量，不同剂量藿朴蒲苓散对育肥羔羊的经济效益分析见表 5。虽然给药0.5%组的羊每天饲料成本高于对照组，但增重成本最低。由经济效益分析得出，按当时出栏育肥羊市场销售价格26.40元·kg－1计算，0.5%、1.0%和1.5%组的经济效益分别比对照组提高了11.44%、9.04%和7.01%，0.5%组的净收益最高，每只羊每天收益3.30元，0.5%组每天单只净收益分别比对照组、1.0%和1.5%组提高了13.01%、6.11%和17.44%。因此，0.5%组的养殖收益最大。
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表 5 不同剂量藿朴蒲苓散饲喂育肥羔羊的经济效益分析 Table 5 Economic benefit analysis of different doses of Huopopuling Powder fed on fattening lambs |
根据Hamzaoui等[24]关于羊热应激程度的评价，当55≤THI≤70时，无热应激发生；70 < THI < 75时，轻度热应激；75≤THI≤85时，中度热应激；THI > 85时，重度热应激。本研究中育肥羊舍THI平均为79.11，已达中度热应激水平。已有研究证实，热应激条件下家畜的生理和健康均会受到一定程度的影响。一般认为，呼吸频率和直肠温度是衡量家畜热感受和生理状况的重要指标，常用来评估高温对家畜的影响程度。蒲启建等[25]研究认为，热应激状态下肉牛的呼吸频率和直肠温度均表现出升高趋势，当呼吸频率的增加不能有效缓解环境温度对畜体的不利影响时，将会导致体温升高。多年来为了缓解家畜热应激，虽然也采取了物理降温和日粮结构调整等技术手段，但由于设备和饲料成本的局限性，热应激的防控仍然受到一定程度的限制。目前，中草药作为一种安全、无残留的绿色添加剂已经被应用于防治奶牛[9]、猪[11]和鸡[12]等家畜的热应激。本研究中采用藿香、厚朴、石菖蒲和茯苓4种中草药配制的藿朴蒲苓散明显改善了热应激条件下育肥羔羊的生理指标，呼吸频率表现出降低趋势，降低了1.42%~1.95%，这可能与组方中的厚朴具平喘、降肺气的功效有关[26]，这与前人的研究结果基本一致。也有研究表明，含厚朴的中草药组方降低了奶牛的直肠温度和呼吸频率[27-28]。
3.2 热应激条件下藿朴蒲苓散对育肥羔羊血清生化指标的影响家畜长期处于热应激状态不仅对其生理指标造成负面影响，还会通过改变血清生化指标影响其营养代谢和机体免疫力。甲状腺激素(T3和T4)在动物生长发育上起着重要作用，可促进动物机体蛋白质和DNA的合成，常与GH共同调节动物机体的生长。彭孝坤等[29]研究报道，热应激条件下肉牛和肉羊血清中T3和T4发生了显著变化。左晓磊等[30]通过饲喂藿香、厚朴和柴胡等中草药显著提高了獭兔血清的T3、T4和GH水平，这与本试验结果基本一致，本研究中藿朴蒲苓散具有改善育肥羔羊胃肠消化、增加采食与增重的作用，因此改善了热应激对试验羊生长的不良影响。
血清TP作为机体蛋白质代谢的重要指标，为ALB和GLB的总和。ALB是机体蛋白的重要来源，GLB则与机体免疫密切相关。本试验结果表明，饲喂中草药的试验组血清TP、GLB和ALG水平均有所提高，可能是由于藿朴蒲苓散促进了DM、CP和ADF等营养物质的消化吸收，这与邱玉朗等[31]的研究结果相一致。另有研究也认为，日粮中添加厚朴、藿香和甘草等中草药促进了断奶仔猪的蛋白合成，血清TP、GLB与ALG水平显著提高[32]。血清GLU和BUN作为衡量家畜营养代谢的重要指标，常被用来评价热应激条件下家畜的营养代谢水平。本试验中热应激条件下饲喂中草药的育肥羔羊血清GLU水平表现出降低趋势，添加0.5%~1.5%的中药组方可使育肥羔羊的血清GLU降低5.23%~7.85%，这与伍绍登[33]研究结果基本一致。该研究在高温高湿条件下，饲喂藿香和香薷等制成的中药口服制剂，可改善热应激条件下猪的血液生化指标，且血清GLU含量降低5.33%~12.90%。这些结果中GLU的降低可能与组方中藿香具降低血糖的功效有关。血清BUN是蛋白质代谢产生的废弃物，当蛋白质正常代谢时，BUN含量越低，说明畜体对日粮中的蛋白质利用率越高[34]。相关研究表明，日粮中添加藿香草粉可降低BUN含量，提高蛋白质的利用率[35]，与本试验结果一致。饲喂中草药组方的3个试验组BUN较对照组均表现出降低趋势，说明本组方藿香也具有提高蛋白质利用率的作用，可促进营养物质代谢，达到促进育肥羔羊生长发育的效果。
3.3 热应激条件下藿朴蒲苓散对育肥羔羊生长性能和消化性能的影响热应激往往导致反刍家畜的消化机能下降，主要表现于瘤胃的发酵功能和表观消化率下降。瘤胃pH、NH3-N和VFA浓度是体现瘤胃发酵功能的重要内环境参数，VFA(乙酸、丙酸、丁酸、戊酸和异戊酸等)作为瘤胃发酵的主要产物，是机体的主要能量来源。已有研究指出，热应激条件下藏绵羊和山羊的瘤胃液乙酸、丙酸、丁酸及总VFA浓度显著降低，乙丙比增加[36-37]。本试验中藿朴蒲苓散影响了瘤胃总VFA浓度，添加0.5%~1.5%中草药组方可使总VFA浓度提高19.24%~29.57%，且乙酸、丙酸、丁酸和异戊酸等均表现出增加趋势，但对乙丙比影响较小，这说明了该中草药组方对瘤胃发酵有一定的调节功能，因为组方中4味中草药具有消食健脾、滋养补胃的作用，能够促进瘤胃蠕动，调节瘤胃发酵，对瘤胃功能的改善具有一定的作用。类似的研究也认为，藿香可以提高肉牛瘤胃总VFA、乙酸、丙酸和丁酸浓度，并保证瘤胃始终处于适宜的发酵环境中[35]。然而也有研究结果与之相反[38-39]，这可能与中草药组分及其制作工艺有关。
养分表观消化率是评价家畜消化性能的重要指标。本试验中日粮添加藿朴蒲苓散提高了育肥羔羊DM、CP、ADF、Ca和P等养分的表观消化率，这可能与组方中的藿香和厚朴2味主要中草药有关，因为这两味中草药对胃肠道功能具有积极作用，从而促进消化道对营养物质的消化吸收，达到促生长的效果[32]，改善育肥羔羊的消化机能。Chen等[40]和王晓文[41]关于肉牛日粮中添加厚朴、茯苓等中草药组方的研究也认为，中草药组方提高了肉牛对CP、EE、Ca和P等营养物质的表观消化率。也有研究认为，日粮中添加厚朴、藿香、茯苓、石菖蒲等复方中草药可显著提高肉兔CP、EE和Ca等养分的表观消化率[42]。
本试验中热应激条件下饲喂中草药组方提高了育肥羔羊的消化机能，同时改善了血清生化指标，这势必会改善羔羊的生长性能。饲喂中草药的羔羊ADG较对照组提高了8.1%~10.8%，F/G降低了5.4%~12.9%。中草药组方促进其他家畜生长发育的研究也有很多报道。例如，饲喂石菖蒲、藿香、厚朴、茯苓等中草药可显著提高鸡的增重和采食量，改善饲料利用率[19, 43-44]。可见，适宜的中草药组方有助于缓解家畜的热应激，提高其生长性能和消化性能。这主要源于中药组方中各味药的功效以及“君臣佐使”的配伍原则，本研究中的4味中草药均具健胃消食、理气和胃的功效，可增强消化机能，促进家畜生长发育，且每一味中草药又有自己独特的功效，例如，藿香和茯苓可化湿解暑、清热泻火，在防治热应激方面具一定效果；而石菖蒲具有宁心镇静的作用，可以降低家畜的活动量，减少能量的浪费，有助于提高增重。可见，藿朴蒲苓散中药组方在缓解肉羊热应激上具一定的应用前景。
4 结论本试验条件下，日粮中添加0.5%藿朴蒲苓散可有效缓解夏季育肥羔羊的热应激，不仅提高了养分表观消化率，还改善瘤胃发酵功能和血清生化指标，且显著提高了育肥羔羊的生长性能和经济效益。
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(编辑 范子娟)