陕北白绒山羊是以辽宁绒山羊为父本、陕北黑山羊为母本，采用级进杂交方式，在陕北的自然经济条件下经过多年培育而形成的以产绒为主，绒肉兼用型的绒山羊新品种，是陕北地区人民的重要经济来源。日粮中的钙和磷虽然不直接参与蛋白质、碳水化合物等营养物质的转化过程，但是它对于这些营养物质的代谢却有着重要的影响作用。近年来，由于钙磷添加量及其比例不合适，导致羊只出现尿结石症状，给养羊业造成巨大的损失。虽然NRC(1981)[1]和AFRC(1991)[2]已经给出了山羊营养需要的推荐值，但是此营养标准一直未曾进行修订，近些年来，动物的饲养水平和饲养环境已经发生巨大的改变，上述标准已无法满足当前的生产需求。最新出版的NRC(2007)[3]通过相关研究得出了绵羊的钙元素维持需要量和生长需要量分别为0.016 g·kg-1 BW·d-1和11.0 g·kg-1 EBG(Empty body weight，空腹体重)，磷元素维持需要量和生长需要量分别为0.014 g·kg-1 BW·d-1和6.0 g·kg-1 EBG。许贵善等[4]通过对杜泊×小尾寒羊杂交羔羊生长性能的研究也发现，NRC(2007)推荐的营养水平要低于其研究结果。G.Bellof等[5]对18~55 kg德国美利奴羊的钙、磷需求量进行研究后发现，羔羊钙和磷的生长需要量均高于NRC给出的推荐值，而M.J.Araújo等[6]和R.A.Gomes等[7]分别于巴西对25和20 kg山羊羔羊进行了相关试验，发现钙的生长需要量与NRC所给的推荐值接近，而磷的生长需要量则有差异。这证明，此标准已经不能准确反映各地、各品种山羊的营养需要[8]。因此，AFRC(1991)和NRC(2007)在制定标准时，建议根据每个地方生态环境不同、饲养的品种不同，开展新的试验来研究这些品种在特定生态条件下的营养需要量。近年来，在实验室前期研究中，已经围绕陕北白绒山羊能量和蛋白质需要开展了一系列研究[9-14]，但是有关陕北白绒山羊钙、磷需要量的研究尚属空白。本试验旨在研究日粮不同钙磷水平对陕北白绒山羊断奶羔羊生长性能及日粮营养物质消化代谢的影响，确定日粮钙磷的适宜添加水平，从而为制订陕北白绒山羊钙磷需要量标准提供参考依据。
1 材料与方法 1.1 试验设计及饲养管理试验选取陕西省榆林市横山县陕北白绒山羊原种场的日龄相近、体重及体况相似、健康的陕北白绒山羊断奶羔羊母羊36只((16.48±2.37) kg)，随机分成4组，每组3个重复，每个重复3只羊，分别饲喂不同钙磷水平的日粮，Ⅰ组(0.60%钙、0.45%磷)、Ⅱ组(0.60%钙、0.65%磷)、Ⅲ组(0.80%钙、0.45%磷)和Ⅳ组(0.80%钙、0.65%磷)。试验期共65 d，其中预试期5 d，正试期60 d。每天08:00和16：00进行饲喂，确保每只试验羊采食后均略有剩余，以保证其自由采食，每日准确记录喂料量和剩料量，自由饮水。试验日粮参照AFRC(1998)[15]设计，制成全价颗粒料，日粮组成及营养水平见表 1。
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表 1 试验日粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 The compositions and nutrient levels of experimental diets (air-dry basis) |
在试验的开始和结束当天，以重复为单位空腹称重，准确记录每日采食量，计算平均日增重(ADG)和料重比(F/G)。
1.2.2 代谢试验在试验第30天从每个重复中随机挑选1只羊，共12只，分别放入单独的代谢笼中进行消化代谢。预试期7 d，正试期7 d。每天08:00和18:00进行粪尿收集，准确记录粪尿量，每天将鲜粪样称重后按10%采样，并且按每100 g鲜粪样加10 mL 10%硫酸进行固氮。记录每天总排尿量后按10%取样，并且按每1 000 mL尿样加5 mL浓硫酸进行固氮。最后，将7 d所取饲料样品混合磨碎制成待测样品，将正试期7 d收集粪样混合均匀，65 ℃烘48 h，之后回潮称重获得分析样本，测定初水分后，冷冻保存；将正试期7 d收集的尿样混合均匀，于-20 ℃冷冻保存备用。
1.2.3 测定方法饲料、粪样、尿样参照GB/T 6435-2006测定干物质，采用氧弹式测热仪测定能量，参照GB/T6432-1994，采用Kjeltec 8400凯氏定氮仪(FOSS，丹麦)测定粗蛋白。饲料和粪样中钙元素含量参照GB/T 6436-2002采用Z-2000原子吸收分光光度计(日立，日本)测定，磷元素含量参照GB/T 6437-2002采用Lambda35紫外/可见光分光光度计(PerkinElmer，美国)测定。尿样中钙元素和磷元素含量采用全自动生化分析仪(东芝，日本)测定。
1.3 统计分析试验数据经Excel 2003初步处理，采用SPSS 20.0进行双因素方差分析，LSD法进行多重比较。以P < 0.05表示差异显著，结果用“平均值±标准差”表示。
2 结果 2.1 日粮不同钙磷水平对陕北白绒山羊断奶羔羊生长性能的影响日粮不同钙磷水平对陕北白绒山羊断奶羔羊生长性能的影响见表 2。如表 2所示，所有羊只的体重呈现出一个逐渐上升的趋势，全期的平均干物质采食量无显著差异(P＞0.05)，高钙组(Ⅲ、Ⅳ组)的羊只日增重显著高于低钙组(Ⅰ组)的羊只(P < 0.05)，钙、磷的互作对日增重无显著影响(P＞0.05)。
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表 2 日粮不同钙磷水平对陕北白绒山羊断奶羔羊生长性能的影响 Table 2 Effects of dietary different levels of calcium and phosphorus on growth performance of weaned lambs in Shaanbei White Cashmere goat |
日粮不同钙磷水平对陕北白绒山羊断奶羔羊日粮能量消化代谢的影响见表 3。如表 3所示，各组的总能、尿能、消化能和代谢能无显著差异(P＞0.05)，钙、磷的交互作用使得Ⅲ组的粪能显著低于其他组(P=0.05)。Ⅲ组的总能消化率和总能代谢率显著的高于其他组(P < 0.05)。
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表 3 日粮不同钙磷水平对陕北白绒山羊断奶羔羊能量消化代谢的影响 Table 3 Effects of dietary different levels of calcium and phosphorus on energy metabolism of weaned lambs in Shaanbei White Cashmere goat |
日粮不同钙磷水平对陕北白绒山羊断奶羔羊氮消化代谢的影响见表 4。如表 4所示，各组的进食氮无显著差异(P＞0.05)，但Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ组的进食氮高于Ⅲ组，其中Ⅳ组的进食氮最高。各组的粪氮、可消化氮、沉积氮无显著差异(P＞0.05)，钙、磷的交互作用显著影响各组的尿氮，Ⅳ组的尿氮显著高于Ⅲ组(P < 0.05)，Ⅰ、Ⅱ组的尿氮与Ⅲ组、Ⅳ组无显著差异(P＞0.05)。各组的氮表观消化率无显著差异(P＞0.05)，都在61%~64%之间，但各组的氮表观沉积率存在较大差异，Ⅲ组的氮表观沉积率显著高于Ⅳ组(P < 0.05)，钙、磷的交互作用能够显著影响氮表观沉积率(P < 0.05)。
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表 4 日粮不同钙磷水平对陕北白绒山羊断奶羔羊氮消化代谢的影响 Table 4 Effects of dietary different levels of calcium and phosphorus on nitrogen digestibility and metabolism of weaned lambs in Shaanbei White Cashmere goat |
日粮不同钙磷水平对陕北白绒山羊断奶羔羊钙消化代谢的影响见表 5。如表 5所示，日粮中的钙水平显著影响进食钙、钙表观消化率(P < 0.05)，高钙组(Ⅲ、Ⅳ)的进食钙显著高于低钙组(Ⅰ、Ⅱ)(P < 0.05)，钙、磷的交互作用显著影响进食钙(P=0.05)。各组的粪钙存在显著差异，且随进食钙的增多而增多，Ⅳ组的粪钙显著高于Ⅰ、Ⅱ组(P < 0.05)，与Ⅲ组无显著差异(P＞0.05)。各组的尿钙都极低，但Ⅳ组的尿钙显著高于其他组(P < 0.05)。Ⅳ组的钙表观消化率显著高于Ⅱ组(P < 0.05)，与Ⅰ、Ⅲ组无显著差异(P＞0.05)。日粮不同钙水平对于陕北白绒山羊断奶羔羊钙的沉积有显著影响，随着钙磷水平的升高，钙的沉积量显著增加(P < 0.05)，Ⅳ组的钙沉积量显著高于其他组(P < 0.05)，Ⅰ组和Ⅱ组的钙沉积量无显著差异(P＞0.05)。钙、磷的相互作用能够显著影响尿钙、可消化钙和沉积钙(P < 0.05)。
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表 5 日粮不同钙磷水平对陕北白绒山羊断奶羔羊钙消化代谢的影响 Table 5 Effects of dietary different levels of calcium and phosphorus on calcium digestibility and metabolism of weaned lambs in Shaanbei White Cashmere goat |
通过线性回归分析，可以得出日粮不同钙磷水平下陕北白绒山羊断奶羔羊进食钙与排泄钙之间的相关关系(图 1a)，其线性关系为Y=0.662X+0.929 (R2=0.993)，其中X为进食钙量，Y为排泄钙量。当进食钙为0时，可以外推出陕北白绒山羊断奶羔羊的内源损失钙量为0.929 g·d-1(表 5)。经过内源损失钙的校正后，可以得出日粮不同钙磷水平下陕北白绒山羊断奶羔羊净沉积钙与日增重之间的相关关系(图 1b)，其线性关系为Y=47.737X－21.622 (R2=0.649)，其中X为陕北白绒山羊断奶羔羊净沉积钙，Y为日增重。
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图 1 陕北白绒山羊断奶羔羊进食钙与排泄钙(a)、净沉积钙与日增重的关系(b) Figure 1 Relationship between calcium intake and calcium excretion (a), calcium retention and average daily gain (b) of weaned lambs in Shaanbei White Cashmere goat |
日粮不同钙磷水平对陕北白绒山羊断奶羔羊磷消化代谢的影响见表 6。如表 6所示，日粮磷水平显著影响进食磷、粪磷、可消化磷、沉积磷(P < 0.05)，高磷组(Ⅱ、Ⅳ)的进食磷、可消化磷、磷表观消化率和沉积磷分别显著高于低磷组(Ⅰ、Ⅲ)(P < 0.05)。Ⅳ组的粪磷显著高于Ⅰ和Ⅲ组(P < 0.05)，Ⅱ组的粪磷显著高于Ⅲ组(P < 0.05)，而Ⅰ组和Ⅲ组无显著差异(P＞0.05)。各组的尿磷均较低，但Ⅰ、Ⅳ组显著高于Ⅱ、Ⅲ组(P < 0.05)。
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表 6 日粮不同钙磷水平对陕北白绒山羊断奶羔羊磷消化代谢的影响 Table 6 Effects of dietary different levels of calcium and phosphorus on phosphorus digestibility and metabolism of weaned lambs in Shaanbei White Cashmere goat |
通过线性回归分析获得日粮不同钙磷水平下陕北白绒山羊断奶羔羊进食磷与排泄磷之间的相关关系(图 2a)，其线性关系为Y=0.776X+0.506 (R2=0.996)，其中X为进食磷量，Y为排泄磷量。当进食磷为0时，可以外推出陕北白绒山羊断奶羔羊的内源损失钙量为0.506 g·d-1(表 6)。经过内源损失磷的校正后，可以得出日粮不同钙磷水平下陕北白绒山羊断奶羔羊净沉积磷与日增重之间的相关关系(图 2b)，其线性关系为Y=53.770X+18.973 (R2=0.448)，其中X为陕北白绒山羊断奶羔羊净沉积磷，Y为日增重。
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图 2 陕北白绒山羊断奶羔羊进食磷与排泄磷(a)、净沉积磷与日增重的关系(b) Figure 2 Relationship between phosphorus intake and phosphorus excretion (a), phosphorus retention and average daily gain (b) of weaned lambs in Shaanbei White Cashmere goat |
钙和磷是动物体内必需的矿物元素，占体内矿物质总量的75%左右。日粮理想的钙磷比是(1.5~2):1。K.Elfers等[16]研究发现，在日粮蛋白质水平一致的情况下，提高日粮中钙水平可显著增加8周龄德国山羊的日增重。本研究发现，在采食量无显著差异的前提下，钙磷不同添加水平对于陕北白绒山羊断奶羔羊的日增重有显著影响，高钙磷添加组日增重显著高于低钙磷添加组(P < 0.05)，与前人研究结果一致，陕北白绒山羊同时摄入高钙、高磷水平日粮的饲料转化效率最高。日粮中碳酸钙的水平超过动物对可利用钙的需要量时，可以中和瘤胃内的酸，使微生物的分解效率得以提高，从而促进了动物的生长。但司丙文等[17]研究发现，相对于较高钙磷的日粮(钙0.50%、磷0.48%)和(钙0.68%、磷0.65%)，羔羊精料补充料中钙0.40%、磷0.38%的水平即可满足羔羊生长需求。M.R.Wilkens等[18]也发现了绵羊与山羊在钙吸收代谢上的差异。这种对羊生长性能的不同影响可能是羊品种及饲养方式的不同所导致。同时，日粮中钙磷比例也影响动物的生产性能和日粮营养成分的吸收，体内代谢钙磷的合适比例在(1.2:1)~(2:1)之间，当钙的浓度过高时会与磷形成难溶盐妨碍磷的吸收同时也降低了钙的利用率，另一方面，当磷的比例过高时，磷会与体内的镁、钙、铁等多种元素形成难溶盐降低使用效率[19]。本试验条件下，陕北白绒山羊断奶羔羊钙的最适添加水平为0.80%，磷的最适添加水平为0.45%。
3.2 不同钙磷水平对羊养分代谢的影响在本试验中，4个试验组的总能消化率与总能代谢率都要低于实验室前期的研究结果。王惠等[9]研究发现，陕北白绒山羊的总能消化率为62.45%~69.66%，而本试验的总能消化率为50.60%~57.19%，造成差异的主要原因是由于采食量的差异。本试验中，试验羊的干物质采食量为800.40~949.13 g，远远高于王惠等[9]的研究结果(683.54~754.00 g)。造成总能消化率和代谢率较低的原因可能是两个方面：一是本试验羊群采用自由采食，较高的干物质摄入量降低了日粮的消化率与代谢率；二是羊群年龄的差异，本试验采用的是6月龄的生长期羔羊，相比王惠等[9]研究的1.5岁空怀期母羊而言，断奶羔羊体内消化系统发育并不完全，所以消化代谢能力较差。而有关日粮中不同钙磷添加水平及比例对绒山羊氮代谢的影响的研究还少有报道。而在已有报道中，所得出的结果也不尽相同，N.A.Cole[20]研究发现，在日粮蛋白水平相近的前提下，在试验的前期，高磷组的氮表观消化率高于低磷组，而当试验进行到后期，高磷组的氮表观消化率又低于低磷组。还有另外一些学者认为，饲喂高钙水平的日粮会降低氮表观消化率、沉积氮及氮沉积率[21-22]。K.Elfers等[16]通过设计不同德国山羊日粮中氮和钙含量，发现提高钙磷的吸收需要保证日粮中含有充足的氮元素。郭艳丽等[23]也发现，能量和蛋白质交互作用也会对羔羊的钙存留率有明显的影响。
钙磷的代谢受诸多因素影响，除动物的饲养环境、养殖方式、品种外，日粮饲草料成分以及采食量是影响钙磷吸收代谢和沉积的主要因素[24]。在本试验中，日粮的钙磷水平显著影了粪钙及尿钙的排泄，并且日粮钙水平越高，粪钙及尿钙的排出量就越大。朱新民[25]在对生长期波尔山羊的研究中也发现，日粮钙、磷水平会对粪及尿钙排泄量产生显著影响。试验中各组的钙利用率都在33%左右，这与J.Kessler[26]的研究结果相近，其通过研究得出钙的利用率约为30%。各组磷的利用率差别不大，都介于22%左右，要明显低于赵智力[27]得出的内蒙古白绒山羊磷的利用率，造成这种结果的原因是由于本试验日粮的磷水平较高，大于羊只的最佳需求，因此使利用率有所降低。同时钙磷的比例也会影响到二者的吸收和在体内的沉积[28]。本试验中，从钙磷的交互作用来看，当钙磷达到一定的添加量后，在相同钙添加水平下，磷水平的提高会使得钙的利用率下降，当体内的磷过量时形成的磷酸盐会与钙结合一起排出体外，最终降低钙的利用效率。所以在日常日粮中添加钙磷时，要考虑到钙磷的比例最好在(1.2~2.0):1之间[29]。
目前，关于绒山羊营养需要量的研究较少，特别是关于钙磷的需要量。其受性别、生理阶段、环境温度、日粮等因素影响，且计算方法和回归公式也不统一，造成推荐的营养需要量缺乏，滞后于绒山羊产业发展[30]。在本试验中，获得陕北白绒山羊断奶羔羊净沉积钙与日增重、净沉积磷与日增重之间的线性关系分别为净沉积钙=47.737×ADG－21.622、净沉积磷=53.77×ADG+18.973。M.J.Araújo等[6]在巴西半干旱地区对Moxotó山羊的试验中发现，生长期Moxotó山羊钙的需要量为9.102 5× EBW0.111 7、磷的需要量为5.873 7×EBW0.187 1，低于本试验结果，原因可能是羊群在放牧采食过程中，会通过啃食泥土获取一定量的钙磷，从而导致需要量减少。R.A.Gomes等[7]对生长期萨能奶山羊钙磷需要量进行预测，提出生长期萨能奶山羊钙的需要量为9.471 7×EBW0.075 6、磷的需要量为8.656 3×EBW0.021 84，本试验结果略低于生长期萨能奶山羊钙磷需要量，这可能是由于品种差异。
4 结论 4.1日粮不同钙磷水平能够显著影响陕北白绒山羊断奶羔羊的能量及蛋白消化代谢，进而影响其生长性能，在本试验条件下，钙的最适添加水平为0.80%，磷的最适添加水平为0.45%。
4.2利用线性回归法确定出日粮不同钙磷水平下，陕北白绒山羊断奶羔羊净沉积钙与日增重、净沉积磷与日增重之间的线性关系分别为Y=47.737X－21.622 (R2=0.649)和Y=53.770X+18.973 (R2=0.448)。
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