斷奶仔豬圈舍環(huán)境上限溫度臨界值研究

邢帥兵，陳 帥，刁 慧，虞 潔*

(1. 四川農(nóng)業(yè)大學動物營養(yǎng)研究所，四川 成都 611130；2. 四川省畜牧科學研究院，動物遺傳育種四川省重點實驗室，四川 成都 610066)

研究的重要意義: 動物在發(fā)生熱應激時，機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發(fā)育的關鍵時期，有必要對其上限臨界溫度值進行更加精確地探索。 (前人研究進展) Huynh 等[1]認為，環(huán)境溫度高于拐點溫度(IPT) 時，動物機體的某些指標就會開始發(fā)生變化，因此以該指標為標識時所得到的拐點溫度也就可以認為是臨界溫度上限。 Oliveia 等[2]研究表明，生長豬在34 ℃環(huán)境下暴露12 h 左右發(fā)生急性熱應激并開始進行有效的溫度調(diào)節(jié)反應(本研究切入點)。 在仔豬飼養(yǎng)過程中，當環(huán)境溫度超過等熱區(qū)(TNZ) 規(guī)定的范圍，動物機體的總熱負荷超過其散熱能力時，動物便處于熱應激(HS) 的狀態(tài)[3]。 夏季的高溫環(huán)境是造成畜禽發(fā)生熱應激的主要原因，這導致畜禽采食量下降、料重比升高、機體代謝改變、免疫功能下降、死亡率增加等諸多問題[4，5]，因此，深入探究高溫環(huán)境對斷奶仔豬生長性能、臟器指數(shù)和腸道健康的影響并給出相應的上限溫度臨界值，對于制定緩解當前熱應激和未來氣候變暖的戰(zhàn)略至關重要。 本試驗旨在對斷奶仔豬的上限溫度臨界值進行探究，為制定改善斷奶仔豬在高溫環(huán)境下生長性能和健康的可行性措施以及為生產(chǎn)上對斷奶仔豬的夏季管理提供理論依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗設計

試驗選用32 頭平均體重為 (7.25 ±0.08 kg)健康的21 日齡的DLY 去勢公豬，采用隨機區(qū)組試驗設計將其分為4 組，即26 ℃組、29 ℃組、32 ℃組、35 ℃組，每組8 個重復，每個重復1 頭豬，各組統(tǒng)一飼喂基礎飼糧。 試驗期21 d。 試驗基礎飼糧參照NRC(2012) 7 ～11 kg 仔豬營養(yǎng)需要標準進行配制，組成及營養(yǎng)水平見表1。 本試驗于2019 年4 月在四川農(nóng)業(yè)大學教學科研基地動物營養(yǎng)研究所環(huán)境控制室進行。 試驗前對環(huán)境控制室及所使用的代謝籠進行沖洗，干燥后熏蒸消毒48 h(甲醛∶高錳酸鉀＝2∶1)，之后通風24 h。 預飼期間逐步增加試驗基礎飼糧在教槽料中的混合比例。 正式試驗期間，4 組圈舍溫度分別使用保溫燈控制在26 ±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，飼喂時記錄圈舍干濕溫度計讀數(shù)(每圈共5 處)，定時對圈舍進行打掃并交替使用消毒液進行消毒，保持圈舍清潔衛(wèi)生。

表1 基礎飼糧組成及營養(yǎng)水平(風干基礎)%

維生素預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。

營養(yǎng)水平為計算值。 Nutrient levels were calculated values.

1.2 樣品的采集與處理

試驗基礎飼糧配制完成后，按照國標《飼料采樣法》 GB/T14699.1 -2005 的要求，采集試驗飼糧300 g，密封后保存于-20 ℃，測定相關指標前混合均勻。

1.3 檢測指標

1.3.1 生長性能 試驗第1 和第22 d 對所有試驗仔豬進行稱重并記錄，試驗期間以重復為單位記錄每日的采食量，用以計算平均日采食量(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)計算公式:

1.3.3 腸道形態(tài)結構 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。 經(jīng)處理后制成石蠟切片，隨后進行蘇木素-伊紅(HE) 染色，在顯微鏡下進行圖像采集，應用Image - pro plus 6.0 軟件以40 倍標尺為標準測量各腸段絨毛高度(VH) 和隱窩深度(CD)。

1.4 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

使用Microsoft Excel 2010 統(tǒng)計試驗數(shù)據(jù)，使用SPSS 20.0 進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，各組熱敏感指標的平均值為Y 進行曲線估計，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。

2 結果與分析

2.1 高溫對斷奶仔豬生長性能的影響

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 進行曲線估計，得到最優(yōu)方程見表3。 將ADFI 和ADG 出現(xiàn)顯著變化時的值作為臨界值代入回歸方程，通過計算得到臨界溫度分別為30.02 ℃、30.63 ℃。

表2 高溫對斷奶仔豬生長性能的影響

表3 ADFI、ADG 回歸方程

2.2 高溫對斷奶仔豬臟器指數(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 進行曲線估計，得到最優(yōu)方程見表5。 以脾臟和胸腺的臟器指數(shù)出現(xiàn)顯著變化時的值作為臨界值代入回歸方程，通過計算得到臨界溫度分別為35.12 ℃、34.83 ℃。

表4 高溫對斷奶仔豬臟器指數(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 進行曲線估計，得到最優(yōu)方程見表7。 將十二指腸、空腸和回腸的VH出現(xiàn)顯著變化時的值作為臨界值代入回歸方程，通過計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 高溫對斷奶仔豬小腸形態(tài)的影響

3 討論

3.1 高溫對斷奶仔豬生長性能的影響

Oliveia 等[2]提出生長豬在34 ℃環(huán)境下暴露12 h 左右發(fā)生急性熱應激并開始進行有效的溫度調(diào)節(jié)反應。 因此，試驗將圈舍溫度分別設為26 ℃、29 ℃、32 ℃、35 ℃，在設置此溫度梯度后，進而驗證斷奶仔豬在高溫下的熱敏感指標，并探究以不同熱敏感指標為標識時斷奶仔豬的上限溫度臨界值。 本試驗結果發(fā)現(xiàn)，隨著環(huán)境溫度的升高會降低斷奶仔豬的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系。 由試驗數(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 為標識，通過回歸方程得到斷奶仔豬的臨界溫度為30.0 ～30.6 ℃。 由此表明，溫度升高都會導致斷奶仔豬發(fā)生熱應激，且隨著環(huán)境溫度的升高，熱應激的程度及其危害逐漸加深。

3.2 高溫對斷奶仔豬臟器指數(shù)的影響

熱應激會抑制免疫器官如胸腺、脾、法氏囊的發(fā)育，降低機體免疫功能[6]，這在家禽[7，8]上已經(jīng)被廣泛證實，而關于豬的研究報道仍然較少。 在本試驗中，35 ℃顯著降低了斷奶仔豬肝、脾、肺與胸腺的臟器指數(shù)，另外兩組則無顯著變化。 這表明環(huán)境溫度越高對免疫器官發(fā)育的抑制作用越強，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系，因此，脾與胸腺的臟器指數(shù)可以作為熱敏感指標。 通過回歸方程得到脾與胸腺發(fā)育受到嚴重抑制時的臨界溫度為34.8 ～35.2 ℃。 另外，在我們的試驗中，環(huán)境溫度上升較小時，脾的器官指數(shù)增大。 這表明斷奶仔豬在輕度熱應激的狀態(tài)下，可能通過增強體液免疫以緩解熱應激對機體的損傷。

3.3 高溫對斷奶仔豬腸道形態(tài)的影響

研究結果表明，輕度熱應激時小腸隱窩深度加深，隨著環(huán)境溫度的升高，熱應激的程度及危害增加，導致腸道通透性增加，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激程度的不同所引起的。 通過回歸方程，我們得到以小腸形態(tài)指標為熱敏感標識時的臨界溫度為29.7 ～30.2 ℃。 但是，也有研究表明，輕度熱應激似乎對腸道形態(tài)的無顯著影響[9]。 以各熱敏感指標為標識得到的臨界溫度范圍可知，動物在遭受熱應激時首先通過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)結構的完整性受損，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)先進行發(fā)育，因此，當溫度更高時才會對各臟器產(chǎn)生抑制作用。

4 結論

本試驗條件下，以ADFI 和ADG 為熱敏感標識，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)為熱敏感標識，上限溫度臨界值為29.9 ～30.2 ℃；以脾和胸腺的發(fā)育為熱敏感標識，上限溫度臨界值為34.8 ～35.2 ℃。