邢帥兵，陳 帥，刁 慧，虞 潔*

(1. 四川農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究所，四川 成都 611130；2. 四川省畜牧科學(xué)研究院，動(dòng)物遺傳育種四川省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，四川 成都 610066)

研究的重要意義: 動(dòng)物在發(fā)生熱應(yīng)激時(shí)，機(jī)體往往處在病理狀態(tài)，生產(chǎn)潛力就不能得到完全發(fā)揮。 由于不同階段豬的適宜溫度有所不同，而保育階段作為仔豬生長(zhǎng)發(fā)育的關(guān)鍵時(shí)期，有必要對(duì)其上限臨界溫度值進(jìn)行更加精確地探索。 (前人研究進(jìn)展) Huynh 等[1]認(rèn)為，環(huán)境溫度高于拐點(diǎn)溫度(IPT) 時(shí)，動(dòng)物機(jī)體的某些指標(biāo)就會(huì)開(kāi)始發(fā)生變化，因此以該指標(biāo)為標(biāo)識(shí)時(shí)所得到的拐點(diǎn)溫度也就可以認(rèn)為是臨界溫度上限。 Oliveia 等[2]研究表明，生長(zhǎng)豬在34 ℃環(huán)境下暴露12 h 左右發(fā)生急性熱應(yīng)激并開(kāi)始進(jìn)行有效的溫度調(diào)節(jié)反應(yīng)(本研究切入點(diǎn))。 在仔豬飼養(yǎng)過(guò)程中，當(dāng)環(huán)境溫度超過(guò)等熱區(qū)(TNZ) 規(guī)定的范圍，動(dòng)物機(jī)體的總熱負(fù)荷超過(guò)其散熱能力時(shí)，動(dòng)物便處于熱應(yīng)激(HS) 的狀態(tài)[3]。 夏季的高溫環(huán)境是造成畜禽發(fā)生熱應(yīng)激的主要原因，這導(dǎo)致畜禽采食量下降、料重比升高、機(jī)體代謝改變、免疫功能下降、死亡率增加等諸多問(wèn)題[4，5]，因此，深入探究高溫環(huán)境對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能、臟器指數(shù)和腸道健康的影響并給出相應(yīng)的上限溫度臨界值，對(duì)于制定緩解當(dāng)前熱應(yīng)激和未來(lái)氣候變暖的戰(zhàn)略至關(guān)重要。 本試驗(yàn)旨在對(duì)斷奶仔豬的上限溫度臨界值進(jìn)行探究，為制定改善斷奶仔豬在高溫環(huán)境下生長(zhǎng)性能和健康的可行性措施以及為生產(chǎn)上對(duì)斷奶仔豬的夏季管理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

試驗(yàn)選用32 頭平均體重為 (7.25 ±0.08 kg)健康的21 日齡的DLY 去勢(shì)公豬，采用隨機(jī)區(qū)組試驗(yàn)設(shè)計(jì)將其分為4 組，即26 ℃組、29 ℃組、32 ℃組、35 ℃組，每組8 個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)1 頭豬，各組統(tǒng)一飼喂基礎(chǔ)飼糧。 試驗(yàn)期21 d。 試驗(yàn)基礎(chǔ)飼糧參照NRC(2012) 7 ～11 kg 仔豬營(yíng)養(yǎng)需要標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行配制，組成及營(yíng)養(yǎng)水平見(jiàn)表1。 本試驗(yàn)于2019 年4 月在四川農(nóng)業(yè)大學(xué)教學(xué)科研基地動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)研究所環(huán)境控制室進(jìn)行。 試驗(yàn)前對(duì)環(huán)境控制室及所使用的代謝籠進(jìn)行沖洗，干燥后熏蒸消毒48 h(甲醛∶高錳酸鉀＝2∶1)，之后通風(fēng)24 h。 預(yù)飼期間逐步增加試驗(yàn)基礎(chǔ)飼糧在教槽料中的混合比例。 正式試驗(yàn)期間，4 組圈舍溫度分別使用保溫?zé)艨刂圃?6 ±1 ℃、29 ±1 ℃、32 ±1 ℃、35 ±1 ℃ (圈舍使用塑料布封閉)，采用單籠飼養(yǎng)，自由采食和飲水，每天飼喂4 次(08:30、12:30、16:30、20:30)，少飼勤添，飼喂時(shí)記錄圈舍干濕溫度計(jì)讀數(shù)(每圈共5 處)，定時(shí)對(duì)圈舍進(jìn)行打掃并交替使用消毒液進(jìn)行消毒，保持圈舍清潔衛(wèi)生。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))%

維生素預(yù)混料為每千克飼糧提供The vitamin premix provides the following per kilogram of diet: VA 8 000 IU，VD32 000 IU，VE 25.0 IU，VK31.2 mg，VB12.5 mg，VB26.5 mg，VB610.0 mg，VB1250.0 μg，生物素biotin 0.15 mg，葉酸folic acid 1.0 mg，D-泛酸Dpantothenic acid 20.0 mg，煙酸nicotinic acid 45.0 mg。

礦物質(zhì)預(yù)混料為每千克飼糧提供The mineral premix provides the following per kilogram of diet: Fe 100 mg，Cu 100 mg，Zn 100 mg，Mn 4 mg，I 0.3 mg，Se 0.35 mg。

營(yíng)養(yǎng)水平為計(jì)算值。 Nutrient levels were calculated values.

1.2 樣品的采集與處理

試驗(yàn)基礎(chǔ)飼糧配制完成后，按照國(guó)標(biāo)《飼料采樣法》 GB/T14699.1 -2005 的要求，采集試驗(yàn)飼糧300 g，密封后保存于-20 ℃，測(cè)定相關(guān)指標(biāo)前混合均勻。

1.3 檢測(cè)指標(biāo)

1.3.1 生長(zhǎng)性能 試驗(yàn)第1 和第22 d 對(duì)所有試驗(yàn)仔豬進(jìn)行稱重并記錄，試驗(yàn)期間以重復(fù)為單位記錄每日的采食量，用以計(jì)算平均日采食量(ADFI)、平均日增重(ADG) 和料重比(F/G)。

1.3.2 臟器指數(shù) 臟器指數(shù)計(jì)算公式:

1.3.3 腸道形態(tài)結(jié)構(gòu) 將4%多聚甲醛溶液固定下的十二指腸、空腸和回腸樣品，送至成都谷歌生物科技有限公司檢測(cè)。 經(jīng)處理后制成石蠟切片，隨后進(jìn)行蘇木素-伊紅(HE) 染色，在顯微鏡下進(jìn)行圖像采集，應(yīng)用Image - pro plus 6.0 軟件以40 倍標(biāo)尺為標(biāo)準(zhǔn)測(cè)量各腸段絨毛高度(VH) 和隱窩深度(CD)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析

使用Microsoft Excel 2010 統(tǒng)計(jì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)，使用SPSS 20.0 進(jìn)行單因素方差分析及線性和二次回歸分析，以處理組環(huán)境溫度值為X，各組熱敏感指標(biāo)的平均值為Y 進(jìn)行曲線估計(jì)，選擇最優(yōu)回歸方程，所有數(shù)據(jù)以平均值表示，P＜0.05 為差異顯著，0.05 ＜P＜0.1 為有顯著差異趨勢(shì)。

2 結(jié)果與分析

2.1 高溫對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能的影響

由表2 可知，與26 ℃組相比，29 ℃組、32 ℃組和35 ℃組的ADFI 和ADG 顯著下降(P＜0.05)，僅35 ℃組的F/G 顯著升高(P＜0.05)，且環(huán)境溫度分別與ADFI 和ADG 呈現(xiàn)顯著的線性和二次回歸關(guān)系(P＜0.05)。 以處理組的環(huán)境溫度值為X，分別以ADFI 和ADG 為Y 進(jìn)行曲線估計(jì)，得到最優(yōu)方程見(jiàn)表3。 將ADFI 和ADG 出現(xiàn)顯著變化時(shí)的值作為臨界值代入回歸方程，通過(guò)計(jì)算得到臨界溫度分別為30.02 ℃、30.63 ℃。

表2 高溫對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能的影響

表3 ADFI、ADG 回歸方程

2.2 高溫對(duì)斷奶仔豬臟器指數(shù)的影響

由表4 可知，與26 ℃組相比，35 ℃組顯著降低了肝、脾、肺與胸腺的臟器指數(shù)(P＜0.05)。 環(huán)境溫度分別與脾、胸腺的臟器指數(shù)之間呈現(xiàn)顯著的線性和二次回歸關(guān)系(P＜0.05)。 以處理組的環(huán)境溫度值為X，分別以脾、胸腺的臟器指數(shù)值為Y 進(jìn)行曲線估計(jì)，得到最優(yōu)方程見(jiàn)表5。 以脾臟和胸腺的臟器指數(shù)出現(xiàn)顯著變化時(shí)的值作為臨界值代入回歸方程，通過(guò)計(jì)算得到臨界溫度分別為35.12 ℃、34.83 ℃。

表4 高溫對(duì)斷奶仔豬臟器指數(shù)的影響

表5 器官指數(shù)回歸方程

2.3 高溫對(duì)斷奶仔豬腸道形態(tài)的影響

由表6 可知，與26 ℃組相比，29 ℃組、32 ℃組和35 ℃組十二指腸、空腸和回腸的VH、VH/CD 均顯著降低(P＜0.05)；29 ℃組、32 ℃組和35 ℃組十二指腸的CD 顯著增加(P＜0.05)，而空腸和回腸的CD 無(wú)顯著變化(P＞0.05)。 環(huán)境溫度分別與十二指腸、空腸和回腸的VH 及十二指腸的CD 和VH/CD之間呈現(xiàn)顯著的線性和二次回歸關(guān)系(P＜0.05)。 以處理組的環(huán)境溫度值為X，分別以十二指腸、空腸和回腸的VH 及十二指腸的CD 和VH/CD 為Y 進(jìn)行曲線估計(jì)，得到最優(yōu)方程見(jiàn)表7。 將十二指腸、空腸和回腸的VH出現(xiàn)顯著變化時(shí)的值作為臨界值代入回歸方程，通過(guò)計(jì)算得到的臨界溫度分別為30.12 ℃、30.16 ℃、29.88 ℃。

表6 腸道形態(tài)回歸方程

表7 高溫對(duì)斷奶仔豬小腸形態(tài)的影響

3 討論

3.1 高溫對(duì)斷奶仔豬生長(zhǎng)性能的影響

Oliveia 等[2]提出生長(zhǎng)豬在34 ℃環(huán)境下暴露12 h 左右發(fā)生急性熱應(yīng)激并開(kāi)始進(jìn)行有效的溫度調(diào)節(jié)反應(yīng)。 因此，試驗(yàn)將圈舍溫度分別設(shè)為26 ℃、29 ℃、32 ℃、35 ℃，在設(shè)置此溫度梯度后，進(jìn)而驗(yàn)證斷奶仔豬在高溫下的熱敏感指標(biāo)，并探究以不同熱敏感指標(biāo)為標(biāo)識(shí)時(shí)斷奶仔豬的上限溫度臨界值。 本試驗(yàn)結(jié)果發(fā)現(xiàn)，隨著環(huán)境溫度的升高會(huì)降低斷奶仔豬的ADFI、ADG，增加F/G，且環(huán)境溫度與ADFI、ADG 之間呈現(xiàn)顯著的線性和二次回歸關(guān)系。 由試驗(yàn)數(shù)據(jù)可得到在26 ～35 ℃的范圍內(nèi)，環(huán)境溫度每升高1 ℃，ADFI 下降約21 g，ADG 下降約15 g。 以ADFI、ADG 為標(biāo)識(shí)，通過(guò)回歸方程得到斷奶仔豬的臨界溫度為30.0 ～30.6 ℃。 由此表明，溫度升高都會(huì)導(dǎo)致斷奶仔豬發(fā)生熱應(yīng)激，且隨著環(huán)境溫度的升高，熱應(yīng)激的程度及其危害逐漸加深。

3.2 高溫對(duì)斷奶仔豬臟器指數(shù)的影響

熱應(yīng)激會(huì)抑制免疫器官如胸腺、脾、法氏囊的發(fā)育，降低機(jī)體免疫功能[6]，這在家禽[7，8]上已經(jīng)被廣泛證實(shí)，而關(guān)于豬的研究報(bào)道仍然較少。 在本試驗(yàn)中，35 ℃顯著降低了斷奶仔豬肝、脾、肺與胸腺的臟器指數(shù)，另外兩組則無(wú)顯著變化。 這表明環(huán)境溫度越高對(duì)免疫器官發(fā)育的抑制作用越強(qiáng)，且環(huán)境溫度與脾和胸腺的臟器指數(shù)之間呈現(xiàn)顯著的線性和二次回歸關(guān)系，因此，脾與胸腺的臟器指數(shù)可以作為熱敏感指標(biāo)。 通過(guò)回歸方程得到脾與胸腺發(fā)育受到嚴(yán)重抑制時(shí)的臨界溫度為34.8 ～35.2 ℃。 另外，在我們的試驗(yàn)中，環(huán)境溫度上升較小時(shí)，脾的器官指數(shù)增大。 這表明斷奶仔豬在輕度熱應(yīng)激的狀態(tài)下，可能通過(guò)增強(qiáng)體液免疫以緩解熱應(yīng)激對(duì)機(jī)體的損傷。

3.3 高溫對(duì)斷奶仔豬腸道形態(tài)的影響

研究結(jié)果表明，輕度熱應(yīng)激時(shí)小腸隱窩深度加深，隨著環(huán)境溫度的升高，熱應(yīng)激的程度及危害增加，導(dǎo)致腸道通透性增加，腸壁變薄，從而使空腸與回腸的隱窩深度又逐漸降低，然而所有高溫組斷奶仔豬小腸的絨毛高度均顯著下降。 因此不同環(huán)境溫度對(duì)斷奶仔豬腸道形態(tài)的影響也略有不同，原因可能是由于斷奶仔豬熱應(yīng)激程度的不同所引起的。 通過(guò)回歸方程，我們得到以小腸形態(tài)指標(biāo)為熱敏感標(biāo)識(shí)時(shí)的臨界溫度為29.7 ～30.2 ℃。 但是，也有研究表明，輕度熱應(yīng)激似乎對(duì)腸道形態(tài)的無(wú)顯著影響[9]。 以各熱敏感指標(biāo)為標(biāo)識(shí)得到的臨界溫度范圍可知，動(dòng)物在遭受熱應(yīng)激時(shí)首先通過(guò)降低采食量以減少代謝熱的增加。 由于采食量的下降，用以腸道發(fā)育的營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)隨之減少，因此，腸道不能得到良好的發(fā)育，形態(tài)結(jié)構(gòu)的完整性受損，使之部分功能喪失。 而臟器發(fā)育跟隨神經(jīng)系統(tǒng)、循環(huán)系統(tǒng)和代謝呼吸系統(tǒng)優(yōu)先進(jìn)行發(fā)育，因此，當(dāng)溫度更高時(shí)才會(huì)對(duì)各臟器產(chǎn)生抑制作用。

4 結(jié)論

本試驗(yàn)條件下，以ADFI 和ADG 為熱敏感標(biāo)識(shí)，斷奶仔豬(7 ～14 kg) 的上限溫度臨界值為30.0 ～30.6 ℃；以小腸形態(tài)為熱敏感標(biāo)識(shí)，上限溫度臨界值為29.9 ～30.2 ℃；以脾和胸腺的發(fā)育為熱敏感標(biāo)識(shí)，上限溫度臨界值為34.8 ～35.2 ℃。