■趙壽培 李雪梅 車(chē)大璐 劉愛(ài)瑜 李曉宇 趙俐辰 高玉紅* 孫新勝
(1.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院,河北保定 071001;2.河北農(nóng)業(yè)大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院,河北保定 071001)
綿羊在全球數(shù)百萬(wàn)人的經(jīng)濟(jì)體系中發(fā)揮著重要的作用,尤其是處于熱帶及溫?zé)岬貐^(qū)的發(fā)展中國(guó)家,其肉、奶、皮、毛等是農(nóng)村和貧困地區(qū)人口重要的生計(jì)來(lái)源之一[1]。但在近幾年河北省羊產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)對(duì)羊舍環(huán)境調(diào)研中發(fā)現(xiàn),河北省夏季多數(shù)地區(qū)綿羊處于不同程度的熱應(yīng)激狀態(tài)[2]。處于應(yīng)激環(huán)境中的動(dòng)物會(huì)通過(guò)自主性和行為性等行為進(jìn)行調(diào)節(jié),如增加呼吸頻率和降低采食量等[3],嚴(yán)重時(shí)會(huì)造成機(jī)體組織損傷,甚至死亡[4-5]。這些均給畜牧業(yè)造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失,因此緩解熱應(yīng)激對(duì)于羊業(yè)的高效健康發(fā)展意義重大。
中草藥因其安全無(wú)殘留且具抗菌、消炎、抗應(yīng)激和調(diào)節(jié)機(jī)體免疫等功效,逐漸被畜牧行業(yè)所關(guān)注。中藥不僅可以提高家畜生產(chǎn)性能,改善機(jī)體免疫機(jī)能[6-7],還具有緩解家畜熱應(yīng)激的效果[8]。中(獸)醫(yī)藥理論指導(dǎo)中認(rèn)為,高溫高濕飼養(yǎng)環(huán)境引起的應(yīng)激反應(yīng)屬濕熱所致,即感受濕熱之邪,濕熱之邪常郁阻中焦脾胃,導(dǎo)致其運(yùn)化功能障礙,因此,中醫(yī)上常采用清熱祛濕、健脾胃的原則來(lái)預(yù)防或緩解熱應(yīng)激?!侗静荼阕x》中記載,板藍(lán)根具有“清熱、解毒、辟疫、殺蟲(chóng)四者而已”的功效,而金銀花與板藍(lán)根是清熱解毒中常見(jiàn)的組合,具較好的抗病毒和抑菌效果[9]?!吨蝎F醫(yī)藥典》也指出,半邊蓮和丹參對(duì)解暑清熱也具較好的功效。半邊蓮可清熱解毒,利水消腫,丹參可涼血消癰。大量研究證明[10-11],基于中藥處方指導(dǎo)的復(fù)方中藥相較單種中藥其效果可提高50~2 000倍,當(dāng)中藥經(jīng)益生菌發(fā)酵后可大大提高其生物活性,對(duì)動(dòng)物免疫發(fā)揮更好的效果[12]。基于此,本試驗(yàn)選擇8味中藥進(jìn)行組方發(fā)酵,研究夏季熱應(yīng)激條件下中藥對(duì)育肥羔羊生長(zhǎng)性能、血液生理、屠宰性能和腸道發(fā)育的影響,以期為中藥的開(kāi)發(fā)利用及熱應(yīng)激防控提供依據(jù)。
依據(jù)中醫(yī)清熱祛濕的原則,選擇8 味具清熱涼血、健脾胃、提高機(jī)體免疫力的中藥進(jìn)行組方。中藥復(fù)方組成為:板藍(lán)根100 g、金銀花100 g、半邊蓮50 g、丹參45 g、神曲30 g、黃芪30 g、當(dāng)歸30 g和甘草20 g,各種中藥先經(jīng)過(guò)清洗、烘干、粉碎、過(guò)篩(40目),然后將所有中藥混合均勻,按中藥∶益生菌發(fā)酵液為1∶1的比例加入乳酸菌和酵母菌(乳酸菌∶酵母菌為1∶1)混合發(fā)酵液,于固態(tài)發(fā)酵罐中發(fā)酵5~7 d,發(fā)酵溫度為30~32 ℃,發(fā)酵完成的終點(diǎn)為酵母菌數(shù)量>8×106CFU/g,乳酸菌數(shù)量>8×103CFU/g。
試驗(yàn)于2020年7月—2020年10月在河北省石家莊市某規(guī)?;驁?chǎng)進(jìn)行,羊舍為東西朝向的敞棚舍。試驗(yàn)選擇240只4月齡、體重(37.17±0.44)kg的健康雜交斷奶羔羊(杜泊羊×東北細(xì)毛羊),隨機(jī)分為4組,每組60 只,即對(duì)照組和添加飼糧干物質(zhì)基礎(chǔ)的0.5%、1.0%和1.5%發(fā)酵中藥組,飼料組成及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1。試驗(yàn)預(yù)試期7 d,正試期90 d,并將第1~45 天記為試驗(yàn)前期,第46~90天記為試驗(yàn)后期。
表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))
1.3.1 羊舍溫?zé)岘h(huán)境參數(shù)
試驗(yàn)羊舍內(nèi)距地面1.7 m處均勻懸掛3個(gè)溫濕度記錄儀(KTH-350-1,法國(guó)凱茂公司),每0.5 h自動(dòng)記錄一次,連續(xù)記錄試驗(yàn)期間羊舍環(huán)境溫度(Ta)及相對(duì)濕度(RH),并計(jì)算溫濕指數(shù)(THI)。
溫濕指數(shù)(THI)=0.8×Ta+RH÷100×(Ta-14.4)+46.4[13]
1.3.2 生長(zhǎng)性能
分別于試驗(yàn)初期(第1天)、試驗(yàn)中期(第45天)和試驗(yàn)?zāi)┢冢ǖ?0天)對(duì)各組羔羊逐只進(jìn)行空腹稱(chēng)重,記錄初始體重、中期體重及終末體重,計(jì)算平均日增重(ADG)。同時(shí)每隔15 d測(cè)定飼料飼喂量和剩余料量,連續(xù)測(cè)3 d,記錄干物質(zhì)采食量(DMI),并計(jì)算料重比(F/G)。
料重比=DMI/ADG
1.3.3 血液生理指標(biāo)
試驗(yàn)?zāi)┢诿拷M隨機(jī)選擇6 只育肥羊,禁食12 h后,早晨空腹采血,前頸靜脈采血2 mL 裝入EDTA 管后,立即使用全自動(dòng)血液細(xì)胞分析儀(邁瑞B(yǎng)C-5000,南京貝登醫(yī)療股份有限公司)測(cè)定血液生理指標(biāo)(白細(xì)胞、紅細(xì)胞和血小板數(shù))。
1.3.4 屠宰性能
待育肥羔羊采血后立即進(jìn)行屠宰。屠宰前記錄宰前活重,屠宰后記錄胴體重和心臟、肝臟、脾臟、肺臟、腎臟的重量,并計(jì)算屠宰率和器官指數(shù)。
屠宰率(%)=(胴體重/宰前活重)×100
器官指數(shù)(%)=(器官重量/宰前活重)×100
1.3.5 腸道發(fā)育情況
分別對(duì)屠宰的育肥羊的大腸和小腸進(jìn)行稱(chēng)重,并采集空腸樣品制作石蠟切片。具體操作:羊只屠宰后立即將大腸和小腸兩端用棉繩捆綁,分割稱(chēng)重,并取空腸中段2 cm組織,用ABS緩沖液沖洗干凈,編號(hào)后浸入4%多聚甲醛溶液,并于24 h后更換固定液。采用H.E.染色法制作空腸組織切片以觀察其形態(tài),取組織修塊后經(jīng)水洗、脫水、二甲苯透明、石蠟包埋后切片并染色,于光學(xué)顯微鏡(4×10倍)下拍照,觀察并記錄絨毛高度、絨毛寬度、隱窩深度和肌層厚度,并計(jì)算絨毛表面積(絨毛高度×絨毛寬度)和絨隱比(絨毛高度/隱窩深度)。
利用Image J 1.80對(duì)空腸絨毛高度、絨毛寬度、隱窩深度和肌層厚度進(jìn)行測(cè)量;采用SAS 9.4 混合模型(Mixed)對(duì)育肥羔羊生長(zhǎng)性能、空腸發(fā)育和屠宰性能進(jìn)行差異分析,其中P<0.01 表示差異極顯著,P<0.05表示差異顯著,0.05≤P<0.1表示有顯著趨勢(shì)。
圖1 試驗(yàn)期間環(huán)境溫濕度的日變化情況
如圖1 所示,整個(gè)試驗(yàn)期日均Ta 和RH 分別為24.17 ℃和71.59%,THI 為72.73,育肥羊處于輕度熱應(yīng)激狀態(tài)。尤其試驗(yàn)前期,日均Ta 和RH 為27.95 ℃和75.85%,THI則高達(dá)79.04,育肥羔羊處于中度熱應(yīng)激狀態(tài),而試驗(yàn)后期,日均Ta 和RH 為20.07 ℃和66.98%,THI為66.26,羊處于非熱應(yīng)激狀態(tài)。
如表2 所示,試驗(yàn)全期相比對(duì)照組,飼糧中添加干物質(zhì)基礎(chǔ)1.0%和1.5%的發(fā)酵中藥組顯著或極顯著提高了羔羊的ADG(P<0.05 或P<0.01),分別提高了7.63%和10.35%,1.5%組DMI 也極顯著提高(P<0.01),但對(duì)F/G并無(wú)顯著影響(P>0.05)。尤其試驗(yàn)前期添加1.0%和1.5%發(fā)酵中藥可顯著或極顯著提高DMI(P<0.05 或P<0.01),1.5%組DMI 較對(duì)照組提高了10.66%,同時(shí)也極顯著提高了ADG,為9.54%(P<0.01)。同樣1.0%組相較對(duì)照組ADG也極顯著提高了10.42%(P<0.01),且料重比有下降趨勢(shì)(0.05≤P<0.1)。但試驗(yàn)后期各組間的生長(zhǎng)性能無(wú)顯著差異(P>0.05)。
表2 發(fā)酵中藥對(duì)育肥羔羊生長(zhǎng)性能的影響
由表3 可知,與對(duì)照組相比,0.5%組和1.0%組的中性粒細(xì)胞數(shù)和嗜堿性粒細(xì)胞數(shù)出現(xiàn)極顯著(P<0.01)和顯著(P<0.05)降低,而1.0%組嗜酸性粒細(xì)胞數(shù)極顯著增加(P<0.01)。添加發(fā)酵中藥后0.5%組、1.0%組和1.5%組白細(xì)胞數(shù)比對(duì)照組分別降低了19.43%、18.90%和20.32%(P>0.05),中性粒細(xì)胞數(shù)目則降低了67.77%、70.12%和30.27%。各組間紅細(xì)胞和血小板類(lèi)指標(biāo)并無(wú)顯著差異(P>0.05)。
表3 發(fā)酵中藥對(duì)育肥羔羊血液生理指標(biāo)的影響
由表4可知,各組間屠宰率和器官指數(shù)無(wú)顯著差異,其中肝臟器官指數(shù)有提高的趨勢(shì)(0.05≤P<0.1)。
表4 發(fā)酵中藥對(duì)育肥羔羊屠宰率和器官指數(shù)的影響(%)
表5 所示,添加發(fā)酵中藥對(duì)育肥羔羊胃小腸、大腸的長(zhǎng)度和占活重百分比無(wú)顯著影響(P>0.05),而小腸占腸道百分比相比對(duì)照組略有升高但差異不顯著(P>0.05)。圖2 和表6 所示,1.5%組相比對(duì)照組極顯著提高了空腸絨毛寬度(P<0.01),1.0%組和1.5%組顯著或極顯著提高了絨毛高度和表面積(P<0.05 或P<0.01),對(duì)隱窩深度和肌層厚度并無(wú)顯著影響(P>0.05),但1.5%組可極顯著提高絨隱比(P<0.01)。
表5 發(fā)酵中藥對(duì)育肥羔羊腸道發(fā)育的影響
表6 發(fā)酵中藥對(duì)育肥羔羊空腸形態(tài)的影響
圖2 發(fā)酵中藥對(duì)育肥羔羊空腸組織結(jié)構(gòu)的影響(40×)
綿羊的生長(zhǎng)最適溫度為-3~23 ℃,而本試驗(yàn)期間日均Ta為24.17 ℃,最高Ta達(dá)30.31 ℃,并且試驗(yàn)前期日均Ta 高達(dá)27.95 ℃,已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)其適宜生長(zhǎng)范圍,試驗(yàn)前期THI為79.04,根據(jù)THI熱應(yīng)激分區(qū)劃分,羊只處于中度熱應(yīng)激狀態(tài)[13]。隨著環(huán)境溫度逐漸升高,會(huì)通過(guò)減少采食量來(lái)減少體增熱,來(lái)維持體熱平衡[14]。而在本試驗(yàn)中,熱季飼料中添加發(fā)酵中藥可以顯著提高采食量,緩解熱應(yīng)激引起的負(fù)面效應(yīng)。尤其在熱應(yīng)激較為嚴(yán)重的試驗(yàn)前期,添加1.0%和1.5%的發(fā)酵中藥相對(duì)未添加中藥組DMI 分別提高了4.10%(P<0.05)和10.66%(P<0.01),這與這與張新雨等[15]研究結(jié)果一致,肉牛熱應(yīng)激條件下飼喂中藥復(fù)方(含干草)可以提高13.53%的DMI。Chen 等[16]研究也表明,添加復(fù)方中藥可以提高熱應(yīng)激奶牛10.6%的DMI,而這與中藥的清熱效果有關(guān)。同時(shí),試驗(yàn)前期添加發(fā)酵中藥可以降低育肥羔羊的F/G,這已經(jīng)在單胃動(dòng)物養(yǎng)殖中被證實(shí),而這與機(jī)體整體機(jī)能的改善相關(guān)[17]。說(shuō)明清熱類(lèi)中藥對(duì)家畜熱應(yīng)激有一定的緩解作用,明顯改善了育肥羔羊生長(zhǎng)性能。本試驗(yàn)中藥組方中板藍(lán)根和金銀花為主要組成成分,板藍(lán)根性寒,清熱解毒、涼血、利咽消腫,而金銀花與板藍(lán)根協(xié)同入藥可達(dá)到更佳清熱效果,且組方輔以同樣具有涼血、利水消腫等功效的半邊蓮和丹參,增強(qiáng)清熱解毒之功,而神曲、黃芪和當(dāng)歸具有利脾胃、補(bǔ)氣功效,在中醫(yī)學(xué)的脾胃是以消化系統(tǒng)為主的多系統(tǒng)、多功能綜合單位,防治熱應(yīng)激可從健脾和胃入手。該組方緩解熱應(yīng)激的功效有可能是多種藥物的協(xié)同作用。也有研究認(rèn)為,中藥治療或預(yù)防疾病主要源于其生物活性成分,本研究組方中的板藍(lán)根主要生物活性成分為生物堿類(lèi)、有機(jī)酸類(lèi)、黃酮類(lèi)、木脂素類(lèi)、核苷酸類(lèi)、氨基酸類(lèi)、甾體類(lèi)、告依春類(lèi)等[18]。Akbarian等[19]研究,植物提取物黃酮和萜類(lèi)可以通過(guò)清除體內(nèi)多余自由基以緩解應(yīng)激。另外,金銀花提取物中的環(huán)烯醚萜類(lèi)、黃酮類(lèi)也可發(fā)揮其生物活性作用[20]。因此,該發(fā)酵中藥可緩解熱應(yīng)激對(duì)育肥羔羊的影響,提高其生長(zhǎng)性能。
本試驗(yàn)中添加發(fā)酵中藥對(duì)育肥羔羊的屠宰率并無(wú)顯著影響,相較家禽類(lèi),體型較大的家畜更難具有差距。這與李抒柏等[21]研究結(jié)果一致,添加復(fù)方發(fā)酵中藥(含神曲)雖然可以改善生長(zhǎng)性能,但對(duì)屠宰率并無(wú)顯著影響。另外,內(nèi)臟器官的重量和器官指數(shù)在一定程度上反映出動(dòng)物機(jī)體的機(jī)能狀況。本試驗(yàn)中,羔羊器官重量及器官指數(shù)均處于正常值范圍內(nèi)。而添加發(fā)酵中藥后肝臟指數(shù)增加,有研究表明,肝臟是動(dòng)物體內(nèi)新陳代謝的重要器官,同時(shí)也是動(dòng)物消化系統(tǒng)最大的消化腺,其發(fā)育與動(dòng)物所攝取的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)和動(dòng)物體重的增加存在正相關(guān)[22]。因此發(fā)酵中藥不僅可以提高生長(zhǎng)性能還可以促進(jìn)器官發(fā)育。
血常規(guī)指標(biāo)檢測(cè)是通過(guò)觀察白細(xì)胞、紅細(xì)胞、血小板等數(shù)量變化和形態(tài)分布來(lái)判斷動(dòng)物個(gè)體的生理機(jī)能是否正常。本試驗(yàn)中,育肥羔羊白細(xì)胞、紅細(xì)胞和血小板數(shù)量均處于正常范圍,但發(fā)酵中藥降低了白細(xì)胞數(shù)量,這與黃占欣等[23]研究一致。白細(xì)胞作為機(jī)體細(xì)胞免疫的重要組成部分,說(shuō)明該中藥組方影響了機(jī)體的免疫性能,這可能與板藍(lán)根、金銀花和其他重要成分中所含活性成分(如黃酮類(lèi)和多糖類(lèi)等)的抗炎、抑菌藥效有關(guān)[18,20]。同時(shí)研究表明,清熱類(lèi)中藥也對(duì)抑制細(xì)菌恢復(fù)其抗菌藥物的敏感性有重要作用,對(duì)細(xì)菌耐藥性有一定的消除作用。因此,本試驗(yàn)中的發(fā)酵中藥有助于機(jī)體抑菌消炎,從而提高育肥羔羊的細(xì)胞免疫水平。
發(fā)酵中藥可以改善育肥羔羊的生長(zhǎng)性能和機(jī)體免疫,這與腸道的健康發(fā)育具有密切的聯(lián)系。已有研究[24]指出,熱應(yīng)激會(huì)影響胃腸道黏膜的通透性,改變黏膜免疫系統(tǒng),進(jìn)而影響機(jī)體免疫。據(jù)研究,人體內(nèi)腸道黏膜約有400 m2與外界抗原直接接觸,黏膜組織中的免疫細(xì)胞占所有免疫細(xì)胞的80%[25],因此機(jī)體和腸道健康發(fā)育具有重要的聯(lián)系。本試驗(yàn)通過(guò)檢測(cè)腸道發(fā)育(長(zhǎng)度、重量)、組織形態(tài)(腸絨毛高度、隱窩深度)等指標(biāo),分析了發(fā)酵中藥對(duì)育肥羔羊腸道生長(zhǎng)發(fā)育的影響。動(dòng)物的小腸是營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化吸收的主要場(chǎng)所,其可將小分子物質(zhì)通過(guò)上皮細(xì)胞吸收并運(yùn)輸至全身供機(jī)體新陳代謝,而大腸則是將未被完全消化的物質(zhì)繼續(xù)分解吸收,因此小腸是重要的消化器官[26]。根據(jù)以往研究,腸道的長(zhǎng)度和重量與飼糧營(yíng)養(yǎng)水平或精粗比存在較強(qiáng)的關(guān)聯(lián),腸道重量的升高可以促進(jìn)機(jī)體生長(zhǎng)發(fā)育[27-28]。但在本試驗(yàn)中各組營(yíng)養(yǎng)水平保持一致,因此各組育肥羔羊腸道的長(zhǎng)度及其占活體重百分比并無(wú)顯著差異,但添加發(fā)酵中藥組略有升高。在小腸中,空腸相對(duì)于十二指腸和回腸,其絨毛高度,黏膜層厚度均最大,同樣Geiger 等[29]研究也證明空腸是重要的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)吸收最高的腸段之一,因此空腸的生長(zhǎng)發(fā)育尤其關(guān)鍵。而腸道組織結(jié)構(gòu)中的絨毛高度、隱窩深度等都與營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收功能存在密切的聯(lián)系,絨毛高度的增加、隱窩深度的降低都可增加小腸和營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的接觸面積,進(jìn)而增加腸道內(nèi)多種消化酶對(duì)營(yíng)養(yǎng)的利用。本試驗(yàn)中“添加1.5%的發(fā)酵中藥極顯著提高了絨毛寬度,1.0%和1.5%組顯著或極顯著提高了絨毛高度和表面積,這可以提高羊?qū)I(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的利用”,從而改善腸道吸收功能。Chen等[30]研究同樣表明中藥中的蒽醌類(lèi)(廣泛存在于中藥的粗提取物中)提取物同樣可以通過(guò)調(diào)節(jié)JAK1/STAT3信號(hào)通路進(jìn)而降低細(xì)胞凋亡,保護(hù)空腸的上皮細(xì)胞。類(lèi)似研究同樣表明[31],添加復(fù)方中藥(含黃芪)可促進(jìn)小腸的發(fā)育,進(jìn)而提高動(dòng)物的生長(zhǎng)性能,當(dāng)然這更可能是復(fù)方中多種中藥共同作用的效果。
飼糧添加該發(fā)酵中藥不僅可以改善育肥羔羊的生長(zhǎng)性能,促進(jìn)器官發(fā)育,還可改善腸道發(fā)育并提高機(jī)體免疫。因此添加發(fā)酵中藥有助于緩解熱應(yīng)激對(duì)育肥羔羊的不利影響,在本試驗(yàn)條件下,以1.5%添加劑量為宜。