动物营养学报 >

2024 , Vol. 36 >Issue 2: 863 - 873

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2024.079

研究论文

生长育肥猪小麦消化能和代谢能的测定及预测模型的建立

  • 刘小杰 , 1, 2 ,
  • 冯淦熠 1 ,
  • 蒋线吉 1, 2 ,
  • 欧阳晴 2 ,
  • 唐辉 1, 2 ,
  • 田明洲 1, 2 ,
  • 李瑞 , 1, * ,
  • 龙次民 1 ,
  • 黄瑞林 1 ,
  • 印遇龙 1
展开
  • 1 中国科学院亚热带农业生态研究所,中国科学院亚热带农业生态过程重点实验室,畜禽养殖污染控制与资源化技术国家工程实验室,动物营养生理与代谢过程湖南省重点实验室,长沙 410125
  • 2 湖南农业大学动物科学技术学院,湖南畜禽安全生产协同创新中心,长沙 410128
* 李瑞,助理研究员,E-mail:

刘小杰(1998—),男,湖南麻阳人,硕士研究生,从事猪饲料资源开发与应用研究。E-mail:

Copy editor: 菅景颖

收稿日期: 2023-09-15

  网络出版日期: 2024-02-01

基金资助

国家重点研发项目(2021YFD1300201)

国家重点研发项目(2021YFD1301004)

云南省重大科技专项计划(202202AE090032)

湖南省自然科学基金(2022JJ40532)

收起

Determination and Prediction Model Establishment of Digestible Energy and Metabolizable Energy of Wheat for Growing-Finishing Pigs

  • LIU Xiaojie , 1, 2 ,
  • FENG Ganyi 1 ,
  • JIANG Xianji 1, 2 ,
  • OUYANG Qing 2 ,
  • TANG Hui 1, 2 ,
  • TIAN Mingzhou 1, 2 ,
  • LI Rui , 1, * ,
  • LONG Cimin 1 ,
  • HUANG Ruilin 1 ,
  • YIN Yulong 1
Expand
  • 1 Key Laboratory of Agro-Ecological Processes in Subtropical Region of Chinese Academy of Sciences, National Engineering Laboratory for Poultry Breeding Pollution Control and Resource Technology, Key Laboratory of Animal Nutritional Physiology and Metabolic Process of Hunan, Institute of Subtropical Agriculture, Chinese Academy of Sciences, Changsha 410125, China
  • 2 Hunan Co-Innovation Center of Animal Production Safety, College of Animal Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China
* assistant professor, E-mail:

Received date: 2023-09-15

  Online published: 2024-02-01

Fold

摘要

本试验旨在测定小麦用于饲喂生长肥育猪的消化能(DE)和代谢能(ME),并基于小麦有效化学成分含量构建DE和ME的预测模型。选取健康、体重为(50.0±1.7) kg的“杜×长×大”阉公猪22头,采取有重复的11×3不完全拉丁方设计,分别饲喂10个小麦饲粮和1个基础饲粮,试验共3个周期,每期12 d(7 d预饲+5 d粪尿收集),采用全收粪、尿法和套算法测定生长育肥猪对小麦的DE和ME。结果显示:1)在饲喂基础上,10个小麦的干物质(DM)、粗蛋白质(CP)、粗脂肪(EE)、总淀粉(TS)、粗灰分(Ash)、粗纤维(CF)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、钙(Ca)、木聚糖(Xylan)和总磷(TP)含量及总能(GE)的平均值分别为87.40%、13.34%、1.94%、55.19%、1.83%、1.56%、14.78%、3.05%、0.05%、6.44%、0.31%和15.48 MJ/kg。2)在饲喂基础上,10个小麦DE和ME的平均值分别为13.85和13.32 MJ/kg。3)小麦NDF含量与DE、ME均呈显著负相关(P<0.05),DE和ME的最佳预测方程为:DE(MJ/kg)=17.783-0.266NDF(%)[剩余标准差(RSD)=0.375,决定系数(R2)=0.60,P<0.01];ME(MJ/kg)=19.453-0.415NDF(%)(RSD=0.400,R2=0.76,P<0.01)。综上可知,不同来源小麦的化学组成变异性较大,NDF含量是生长育肥猪小麦DE与ME的最佳预测因子。

关键词： 小麦; 生长育肥猪; 消化能; 代谢能; 预测模型

本文引用格式

刘小杰 , 冯淦熠 , 蒋线吉 , 欧阳晴 , 唐辉 , 田明洲 , 李瑞 , 龙次民 , 黄瑞林 , 印遇龙 . 生长育肥猪小麦消化能和代谢能的测定及预测模型的建立[J]. 动物营养学报, 2024 , 36(2) : 863 -873 . DOI: 10.12418/CJAN2024.079

Abstract

The aim of this experiment was to determine the digestible energy (DE) and metabolizable energy (ME) of wheat fed to growing-finishing pigs, and to establish prediction equations for DE and ME based on the effective chemical component contents of wheat. A total of 22 healthy “Duroc×Landrace×Yorkshire” castrated male pigs with an average body weight of (50.0±1.7) kg were selected for this experiment. A replicated 11×3 incomplete Latin square design was employed, with 10 wheat diets and 1 basal diet, as well as 3 periods. Each period had 12 days (7 days of adaptation and 5 days of feces and urine collection). The total fecal and urine collection and difference method were used to determine the DE and ME of wheat fed to growing-finishing pigs. The results showed as follows: 1) as-fed basis, the average contents of dry matter (DM), crude protein (CP), ether extract (EE), total starch (TS), crude ash (Ash), crude fiber (CF), neutral detergent fiber (NDF), acid detergent fiber (ADF), calcium (Ca), xylan (Xylan), total phosphorus (TP) and gross energy (GE) in 10 wheats were 87.40%, 13.34%, 1.94%, 55.19%, 1.83%, 1.56%, 14.78%, 3.05%, 0.05%, 6.44%, 0.31% and 15.48 MJ/kg, respectively. 2) As-fed basis, the average values of DE and ME of 10 wheats were 13.85 and 13.32 MJ/kg, respectively. 3) The NDF content of wheat exhibited a negative correlation with both DE and ME (P<0.05). The optimal prediction equations for DE and ME were as follows: DE (MJ/kg)=17.783-0.266NDF(%) [residual standard deviation (RSD)=0.400, R2=0.76, P<0.01]; ME (MJ/kg)=19.453-0.415NDF(%) (RSD=0.137, R2=0.98, P<0.01). In conclusion, there is a significant variation in the chemical composition of different wheat, and the NDF content serves as the optimal predictor for the DE and ME in wheat of growing-finishing pigs.

Key words： wheat; growing-finishing pigs; digestible energy; metabolizable energy; prediction model

玉米素有“饲料能量之王”的美称,是我国畜牧生产行业最常用的能量饲料原料。但近年来,随着食品、生物燃料和饲料生产领域对玉米需求量的增加,玉米资源日趋紧张,加之“新冠”“非瘟”“贸易战”等使得玉米进口配额受限,玉米价格一直高位运行。为确保我国粮食安全,缓解饲料企业的生存压力,合理开发并利用非玉米型能量饲料原料势在必行。小麦属禾本科植物,是世界三大谷物之一,根据播种季节可将小麦分为冬小麦和春小麦,根据种皮颜色可将其分为白皮小麦和红皮小麦,亦可根据籽粒胚乳结构将其分为硬质小麦和软质小麦[1]。小麦主要由表层、胚乳和胚芽组成,在风干基础上,其粗蛋白质(crude protein,CP)的含量远高于玉米,约为13.23%[2-3],在生长猪上的消化能(digestible energy,DE)为14.90 MJ/kg,与玉米相当[4]。此外,小麦的价格较低且相对稳定,目前已有研究表明在饲粮中添加部分小麦不会对生猪的生长性能产生负面影响[5]。
然而,受生长环境、品种、季节和加工工艺等多种因素的共同影响,小麦中营养成分的含量常与数据库中的静态值存在偏差[6],这不利于节约饲料成本,也无法满足精准配方的要求。因此,本试验采用消化代谢试验测定生长育肥猪对10个不同来源小麦的DE和代谢能(metabolizable energy,ME),并基于小麦中的有效化学成分含量构建DE和ME的预测模型,这将有利于实现对小麦中有效能值的动态预测,并进一步完善我国的饲料原料数据库,为生猪饲粮的精准配制提供数据或模型支撑。

1 材料与方法

本试验所有的试验方案均由中国科学院亚热带农业生态研究所动物护理和使用委员会审查和批准(IACUC#201302),在湖南农业大学动物科学技术学院耘园基地开展猪的消化代谢试验。

1.1 样品采集

本试验选择了来自安徽、江苏、河南、湖南和河北的10个小麦原料(表1),小麦原料在饲料厂粉碎后用于配制小麦饲粮,采用四分法收集一部分小麦原料与小麦饲粮,存于-20 ℃冷库待用。
表1 小麦来源

Table 1 Sources of wheat

样品编号 Sample number 来源 Sources 样品编号 Sample number 来源 Sources
1 安徽阜阳 6 河南周口
2 安徽亳州 7 河南商丘
3 江苏徐州 8 安徽凤阳
4 江苏盐城 9 湖南株洲
5 河南平顶山 10 河北石家庄

1.2 试验设计

本试验使用Adeola[7]的替代法测定小麦的DE和ME,使用40%的不同来源小麦替代基础饲粮中部分玉米和豆粕,并保持替代前后玉米和豆粕的比例恒定,所有试验饲粮均满足生长育肥阶段猪的营养需要,基础饲粮和小麦饲粮组成见表2。选取健康、体重为(50.0±1.7)kg的“杜×长×大”阉公猪22头,采取2个11×3的重复不完全拉丁方设计,分别饲喂1个玉米-豆粕型基础饲粮和10个小麦饲粮,试验共3个周期,每期12 d(7 d预饲+5 d粪尿收集),采用全收粪、尿法和套算法测定生长育肥猪对小麦的DE和ME,每个小麦饲粮有6个重复。
表2 基础饲粮和小麦饲粮组成(风干基础)

Table 2 Composition of basal diet and wheat diet (air-dry basis)%

原料 Ingredients 基础饲粮 Basal diet 小麦饲粮 Wheat diet
玉米 Corn 70.10 41.28
豆粕 Soybean meal 27.20 16.02
小麦Wheat 40.00
磷酸氢钙 CaHPO4 1.00 1.00
石粉 Limestone 0.90 0.90
食盐 NaCl 0.30 0.30
预混料 Premix 0.50 0.50
合计 Total 100.00 100.00

预混料为每千克饲粮提供 The premix provides the following per kg of diets:VA 4 200 IU,VD 3 400 IU,VE 36 IU,VK3 1.2 mg,VB12 23 μg,VB2 5.63 mg,VB5 20.5 mg,VB3 28 mg,氯化胆碱 choline chloride 1.00 g,叶酸 folic acid 0.8 mg,VB1 3.4 mg,VB6 2.7 mg,VB7 0.18 mg,Mn (as manganese sulfate) 40.0 mg,Fe (as ferrous sulfate) 70.0 mg,Zn (as zinc sulfate) 70.0 mg,Cu (as copper sulfate) 70 mg,I (as potassium iodide) 0.3 mg,Se (as sodium selenite) 0.3 mg。

1.3 饲养管理

试验猪单独饲养在代谢笼内,代谢室内的温度控制在(23±1) ℃。每个周期开始前对试验猪称重,每日按照猪只体重的4%供给饲粮,分别于08:00和15:00等量投喂,猪自由饮水;在5 d的粪、尿收集期内,按照猪代谢试验操作规程进行样品收集、动物护理和清洁卫生等。每次喂料前收集剩余或溢出的饲粮,并将其烘干、称重,用于准确计算每头猪每日的实际采食量。

1.4 粪尿采集与处理

粪、尿收集期间,将收集的每头猪的粪样分别装入相应已编号的自封袋内,并转入-20 ℃暂存;每个试验周期结束后,将收集的每头猪5 d的全部粪样解冻并均质化,按照每100 g加入10 mL的10%(v/v)硫酸固氮,取400 g粪样放入烘箱中,在65 ℃条件下烘72 h,回潮24 h后称重,-20 ℃保存待后续的化学成分分析。每个代谢笼下放置1个装有50 mL 10%盐酸的塑料桶,用于收集每头猪新鲜的尿液,并使用4层纱布过滤后转入塑料壶内,每日收集结束时,量取尿液总体积并准确记录。每个试验周期结束后,把5 d内收集到的尿样充分混匀,取10%的样品装入已编号的塑料瓶中,-20 ℃保存待测。

1.5 指标测定

1.5.1 样品的化学成分分析

分别按照GB/T 6435—2006[8]、GB/T 6432—2018[9]、GB/T 6433—2006[10]、GB/T 6438—2007[11]测定小麦原料与试验饲粮中的干物质(dry matter,DM)、CP、粗脂肪(ether extract,EE)和粗灰分(crude ash,Ash)含量;分别根据GB/T 6436—2018[12]和GB/T 6437—2018[13]测定小麦原料中的钙(calcium,Ca)、总磷(total phosphorus,TP)含量;参照GB/T 20806—2022[14]、NY/T 1459—2007[15]和GB/T 6434—2006[16],使用全自动纤维分析仪(FT12,Gerhardt分析仪器有限公司,德国)并结合滤袋分别测定小麦原料与试验饲粮中的中性洗涤纤维(neutral detergent fiber,NDF)、酸性洗涤纤维(acid detergent fiber,ADF)和粗纤维(crude fiber,CF)含量;使用淀粉总量检测试剂盒(Megazyme公司,爱尔兰)测定小麦原料中的总淀粉(total starch,TS)含量;利用5E-AC8018等温式全自动量热仪(长沙凯德测控仪器有限公司)测定小麦原料与试验饲粮中的总能(gross energy,GE);使用植物木聚糖(xylan,Xylan)酶联免疫吸附测定(ELISA)检测试剂盒(凡科维,上海科兴商贸有限公司)测定小麦原料中的Xylan含量。

1.5.2 饲粮和小麦原料生长育肥猪有效能值的测定

采用全收粪、尿法测定小麦饲粮、基础饲粮和小麦原料中的DE和ME,计算公式[7,17]如下:
小麦饲粮或基础饲粮的DE(MJ/kg)=(食入GE-粪中GE)/采食量;
小麦饲粮或基础饲粮的ME(MJ/kg)=[食入GE-(粪中GE+尿中GE)]/采食量;
小麦原料的DE(MJ/kg)=(小麦饲粮的DE-A×基础饲粮的DE)/B;
小麦原料的ME(MJ/kg)=(小麦饲粮的ME-A×基础饲粮的ME)/B。
式中:A为小麦饲粮中基础饲粮所占比例;B为小麦饲粮中小麦的添加比例,A+B=100%。

1.6 数据统计与分析

通过Excel 2010初步统计整理测得的数据,使用SPSS 20.0分析软件中的Correlate程序对10个小麦原料中DM、GE、CP、EE、CF、NDF、ADF、Ash、Ca、TP、TS和Xylan含量与DE、ME进行相关性分析,使用Stepwise Regression程序作回归分析,建立生长育肥猪小麦DE、ME的最佳预测方程。

2 结果与分析

2.1 小麦的化学成分

由表3可知,在饲喂基础上,10个小麦中DM、CP、EE、Ash、CF、NDF、ADF、Ca、TP、Xylan、TS含量与GE的平均值分别为87.40%(86.88%~88.30%)、13.34%(11.74%~14.81%)、1.94%(1.16%~2.92%)、1.83%(1.58%~2.16%)、1.56%(1.19%~2.05%)、14.78%(12.25%~16.91%)、3.05%(2.60%~3.80%)、0.05%(0.04%~0.06%)、0.31%(0.27%~0.38%)、6.44%(5.07%~7.88%)、55.19%(49.54%~59.67%)和15.48 MJ/kg(15.22~15.81 MJ/kg);10个小麦中CF、EE、NDF、ADF、Ca和Xylan含量的变异系数(coefficient of variation,CV)均超过10%。
表3 10个小麦的化学成分(饲喂基础)

Table 3 Chemical components of 10 wheats (as-fed basis)%

样品编号
Sample
number		 干物质
DM		 总能
GE/
(MJ/kg)		 粗蛋白质
CP		 粗脂肪
EE		 粗灰分
Ash		 粗纤维
CF		 中性洗
涤纤维
NDF		 酸性洗
涤纤维
ADF		 钙
Ca		 总磷
TP		 木聚糖
Xylan		 总淀粉
TS
1 87.00 15.22 11.94 2.12 1.80 1.60 15.46 3.74 0.04 0.27 5.69 59.67
2 86.88 15.60 12.85 2.92 1.78 1.78 15.87 3.35 0.05 0.30 7.03 52.86
3 87.99 15.47 11.78 1.16 2.03 1.21 14.99 2.99 0.04 0.29 7.01 56.65
4 87.16 15.29 13.14 1.74 1.78 1.37 15.83 3.06 0.04 0.30 5.99 57.79
5 87.27 15.30 14.05 1.77 1.65 1.19 16.91 2.60 0.05 0.31 7.88 58.51
6 87.14 15.34 14.38 1.32 1.84 1.87 14.89 2.81 0.06 0.32 5.18 58.07
7 87.60 15.51 14.74 2.88 1.71 1.28 12.25 2.69 0.04 0.31 6.11 53.82
8 87.45 15.59 11.74 1.53 1.98 1.97 12.81 2.86 0.04 0.30 7.63 49.54
9 88.30 15.81 13.99 1.47 1.58 1.28 12.68 2.63 0.06 0.28 6.76 54.64
10 87.17 15.64 14.81 2.52 2.16 2.05 16.06 3.80 0.06 0.38 5.07 50.38
平均值 Mean 87.40 15.48 13.34 1.94 1.83 1.56 14.78 3.05 0.05 0.31 6.44 55.19
最大值 Max 88.30 15.81 14.81 2.92 2.16 2.05 16.91 3.80 0.06 0.38 7.88 59.67
最小值 Min 86.88 15.22 11.74 1.16 1.58 1.19 12.25 2.60 0.04 0.27 5.07 49.54
变异系数 CV 0.52 1.21 9.14 32.79 9.73 21.34 10.98 14.44 17.44 9.85 15.19 6.36

2.2 试验饲粮的化学成分

由表4可知,在饲喂基础上,10个小麦饲粮中CP、EE和CF含量的CV均超过10%,而DM、Ash、NDF和ADF含量与GE的CV均小于10%。10个小麦饲粮中DM含量平均值为86.72%(86.32%~87.18%),GE平均值为15.03 MJ/kg(14.90~15.10 MJ/kg),CP含量平均值为14.20%(10.37%~16.67%),EE含量平均值为1.68%(0.48%~3.21%),Ash含量平均值为4.66%(4.41%~5.51%),CF含量平均值为2.60%(2.05%~2.95%),NDF含量平均值为14.57%(12.78%~15.68%),ADF含量平均值为3.89%(3.55%~4.22%)。
表4 10个小麦饲粮的化学成分(饲喂基础)

Table 4 Chemical components of 10 wheat diets (as-fed basis)%

样品编号
Sample number		 干物质
DM		 总能
GE/(MJ/kg)		 粗蛋白质
CP		 粗灰分
Ash		 粗脂肪
EE		 粗纤维
CF		 中性洗涤纤维
NDF		 酸性洗涤纤维
ADF
1 86.32 14.98 14.06 2.72 4.48 2.86 12.78 3.88
2 86.38 14.95 10.37 1.34 4.49 2.71 13.58 3.65
3 87.08 15.17 14.04 3.21 4.59 2.53 15.51 4.11
4 86.61 14.90 14.78 2.65 4.41 2.59 14.61 4.10
5 86.69 14.95 15.55 1.49 4.45 2.65 15.31 3.86
6 86.65 15.04 14.41 1.45 4.46 2.95 15.68 3.83
7 86.74 15.07 16.67 1.09 4.51 2.05 14.94 3.55
8 86.82 15.13 11.30 1.21 4.79 2.74 13.43 4.05
9 87.18 15.10 14.63 1.19 4.90 2.22 14.43 3.58
10 86.74 14.98 16.21 0.48 5.51 2.72 15.40 4.22
平均值 Mean 86.72 15.03 14.20 1.68 4.66 2.60 14.57 3.89
最大值 Max 87.18 15.10 16.67 3.21 5.51 2.95 15.68 4.22
最小值 Min 86.32 14.90 10.37 0.48 4.41 2.05 12.78 3.55
变异系数 CV 0.31 0.59 14.02 51.85 7.29 10.70 6.86 6.09

2.3 生长育肥猪对小麦的DE与ME

由表5可知,10个小麦的DE和ME平均值分别为13.85(13.36~15.00 MJ/kg)和13.32 MJ/kg(12.42~14.88 MJ/kg),ME/DE平均值为96.15%(92.21%~99.21%),GE的全肠道表观消化率(apparent total tract digestibility,ATTD)平均值为90.59%(89.49%~93.55%)。
表5 生长育肥猪对小麦的DE和ME(饲喂基础)

Table 5 DE and ME for wheat fed to growing-finishing pigs (as-fed basis)

样品编号
Sample number		 消化能
DE/(MJ/kg)		 代谢能
ME/(MJ/kg)		 代谢能/消化能
ME/DE/%		 总能的表观全肠道消化率
ATTD of GE/%
1 13.47 12.42 92.21 89.97
2 13.60 12.97 95.38 90.51
3 13.72 13.22 96.32 89.49
4 13.41 12.70 94.80 90.28
5 13.36 12.54 93.79 89.83
6 14.44 13.70 94.94 90.95
7 15.00 14.88 99.21 93.55
8 14.37 14.15 98.44 91.53
9 13.75 13.61 99.03 90.04
10 13.40 13.05 97.40 89.78
平均值 Mean 13.85 13.32 96.15 90.59
最大值 Max 15.00 14.88 99.21 93.55
最小值 Min 13.36 12.42 92.21 89.49
变异系数 CV/% 4.03 5.79 2.44 1.33

2.4 小麦DE、ME与化学成分之间的相关性分析

由表6可知,DE与ME之间呈极显著正相关(P<0.01),DE、ME与NDF含量均呈极显著负相关(P<0.01);GE与TS含量呈极显著负相关(P<0.01);CP含量与Ca含量呈显著正相关(P<0.05)。
表6 小麦DE、ME与化学成分之间的相关性分析(饲喂基础)

Table 6 Correlation analysis between DE, ME and chemical components of wheat (as-fed basis)

项目
Items		 消化能
DE		 代谢能
ME		 总能
GE		 干物质
DM		 粗蛋白质
CP		 粗脂肪
EE		 粗灰分
Ash		 粗纤维
CF		 中性洗
涤纤维
NDF		 酸性洗
涤纤维
ADF		 钙
Ca		 总磷
TP		 木聚糖
Xylan
代谢能 ME 0.938**
总能 GE 0.155 0.451
干物质 DM 0.217 0.419 0.542
粗蛋白质 CP 0.206 0.260 0.195 0.005
粗脂肪 EE 0.077 0.096 0.144 -0.464 0.326
粗灰分 Ash -0.077 -0.020 0.078 -0.178 -0.224 -0.040
粗纤维 CF 0.072 0.059 0.180 -0.534 -0.008 0.203 0.603
中性洗涤纤维 NDF -0.772** -0.872** -0.521 -0.618 -0.015 0.059 0.187 0.073
酸性洗涤纤维 ADF -0.482 -0.495 -0.108 -0.551 -0.200 0.421 0.564 0.539 0.458
钙 Ca -0.146 -0.057 0.427 0.054 0.647* -0.044 -0.039 0.322 0.137 0.002
总磷 TP -0.020 0.076 0.197 -0.285 0.622 0.311 0.572 0.520 0.276 0.298 0.494
木聚糖 Xylan -0.074 0.004 0.163 -0.296 -0.420 -0.199 -0.291 -0.380 -0.086 -0.516 -0.315 -0.430
总淀粉 TS -0.265 -0.499 -0.769** -0.103 -0.075 -0.453 -0.453 -0.550 0.401 -0.120 -0.138 -0.472 -0.122

**表示相关性极显著(P<0.01),*表示相关性显著(P<0.05)。

** means extremely significant correlation (P<0.01), and * means significant correlation (P<0.05).

2.5 生长育肥猪小麦DE与ME的预测方程

如表7所示,NDF含量为DE与ME的最佳预测因子,当DE未被纳入到ME的预测方程中时,DE和ME的最佳预测方程分别为DE(MJ/kg)=17.783-0.266NDF(%)[剩余标准差(RSD)=0.375,决定系数(R2)=0.60,P<0.01]和ME(MJ/kg)=19.453-0.415NDF(%)(RSD=0.400,R2=0.76,P<0.01)。
表7 基于小麦有效化学成分含量的DE与ME预测方程(饲喂基础)

Table 7 Prediction equations for DE and ME based on effective chemical component contents of wheat (as-fed basis)

项目
Items		 预测方程
Prediction equations		 剩余标准差
RSD		 决定系数
R2		 P值
P-value
消化能 DE DE(MJ/kg)=17.783-0.266NDF(%) 0.375 0.60 <0.01
代谢能 ME ME(MJ/kg)=19.453-0.415NDF(%) 0.400 0.76 <0.01
代谢能 ME ME(MJ/kg)=17.411-0.460NDF(%)+8.846TP(%) 0.317 0.87 <0.05
代谢能 ME ME(MJ/kg)=-4.612+1.295DE (MJ/kg) 0.284 0.88 <0.01
代谢能 ME ME(MJ/kg)=-23.633+1.228DE(MJ/kg)+1.289GE(MJ/kg) 0.137 0.98 <0.01

2.6 基于已有数据库参数验证生长育肥猪小麦有效能值的预测方程

由表8可知,饲喂基础上,INRA(2004)[18]数据库中硬质小麦的猪DE为13.90 MJ/kg,ME为13.40 MJ/kg,将其参数代入本试验得到的生长育肥猪小麦有效能值预测方程,得到DE为13.95 MJ/kg,ME为13.48 MJ/kg,均与原数据库中数值相近;饲喂基础上,《中国猪营养需要》(2020)[4]数据库中小麦的猪DE为13.37 MJ/kg,ME为12.92 MJ/kg,将其参数代入本试验得到的生长育肥猪小麦有效能值预测方程,得到DE为14.15 MJ/kg,ME为13.78 MJ/kg,DE和ME均略比原数据库中数值高;饲喂基础上,NRC(2012)[19]数据库中硬红小麦的猪DE为13.86 MJ/kg,ME为13.45 MJ/kg,将其参数代入本试验得到的生长育肥猪小麦有效能值预测方程,得到DE为14.96 MJ/kg,ME为15.05 MJ/kg,DE和ME均比原数据库中数值高。
表8 基于已有数据库参数验证小麦对猪有效能值的预测方程(饲喂基础)

Table 8 Verification of prediction equations of effective energy values of wheat for pigs based on existing database (as-fed basis)

预测方程
Prediction equations		 数据库 Databases
INRA(2004)[18] NRC(2012)[19] 《中国猪营养需要》(2020)
Nutrient Requirements of swine
in China (2020)[4]
DE(MJ/kg)=17.783-0.266 NDF(%) 13.95(13.90) 14.96(13.86) 14.15(13.37)
ME(MJ/kg)=19.453-0.415NDF(%) 13.48(13.40) 15.05(13.45) 13.78(12.92)

表中括号内数据为数据库中的有效能值(饲喂基础),括号外数据为数据库中营养参数(饲喂基础)代入预测方程后计算出的有效能值。

The data inside the parentheses in the table are the effective energy values (air-dry basis) in the databases, while the data outside the parentheses are the effective energy values calculated after the nutritional parameters (air-dry basis) in the databases are brought into the prediction equation.

3 讨论

3.1 不同来源小麦的有效化学成分

在本试验中,我们测得10个小麦的CP含量平均值与NRC(2012)[19]和《中国猪营养需要》(2020)[4]数据库中数值相近;而TS含量、GE平均值略低于上述2个数据库中数值及Zhao等[20]和Casas等[21]的报道值,但GE的数值与宿国强等[22]的报道值近似。
10个小麦的CF、NDF和ADF含量平均值分别为1.56%、14.78%和3.05%,其中CF含量略低于NRC(2012)[19]和《中国猪营养需要》(2020)[4]数据库中数值,NDF含量略高于NRC(2012)[19]数据库中数值,但略低于《中国猪营养需要》(2020)[4]数据库中数值,ADF含量略高于《中国猪营养需要》(2020)[4]数据库中数值,但略低于NRC(2012)[19]数据库中数值,表明不同数据库及研究报道中小麦的化学组成变异较大。事实上,由于小麦生长环境、品种等诸多方面差异,其化学成分含量具有较高的变异性。本试验中,10个小麦样本的EE、CF、NDF、ADF、Ca、Xylan、CP、Ash和TP含量的CV均大于10%,说明本试验所选用样本具有很好的代表性。已有多项研究表明,正是由于小麦在生长区域、品种、季节及收获后储藏和加工方式上具有多样性,最终导致其有效化学成分含量往往出现一定的波动[23-24],基于此,选择更多的、不同来源的小麦进行营养价值评定,可进一步丰富小麦原料数据库。

3.2 生长育肥猪对小麦的DE与ME

DE和ME是饲料原料重要的2项营养参数。在本试验中,我们测得生长育肥猪对10个小麦的DE和ME平均值分别为13.85和13.32 MJ/kg,略低于《中国猪营养需要》(2020)[4]数据库中的数值(DE=14.90 MJ/kg,ME=14.10 MJ/kg),但近似于NRC(2012)[19]数据库中列出的生长猪对黑小麦(DE=13.89 MJ/kg,ME=13.51 MJ/kg)、硬红小麦(DE=13.86 MJ/kg,ME=13.45 MJ/kg)的DE和ME,也与法国INRA(2004)[18]数据库中公布的生长猪对软质小麦(DE=13.90 MJ/kg,ME=13.40 MJ/kg)、硬质小麦(DE=13.90 MJ/kg,ME=13.40 MJ/kg)的DE和ME接近,但略高于生长猪对黑小麦(DE=13.60 MJ/kg,ME=13.20 MJ/kg)的DE和ME。唐受文等[25]收集了国内12个不同品种的小麦,测得生长猪的DE和ME平均值分别为14.90和14.40 MJ/kg;Bolarinwa等[26]使用回归法测定生长猪对小麦的DE为16.56 MJ/kg,ME为16.21 MJ/kg;Huang等[27]选取11家面粉厂的小麦进行制粉,在饲喂基础上测得生长猪的DE平均值为15.40 MJ/kg,ME平均值为14.8 MJ/kg;Yang等[28]采用生长猪进行试验,测得颗粒状小麦饲粮的DE平均值为14.36 MJ/kg,ME平均值为13.81 MJ/kg,粉状小麦饲粮的DE平均值为13.88 MJ/kg,ME平均值为13.35 MJ/kg。我们对10个不同来源小麦中DE和ME的测定值与现有数据库中的数值以及前人的研究报道值相比存在一定的差异,这可能与小麦品种、生长区域和储存条件以及小麦的物理形态等因素相关[29⇓-31]。Kim等[32]研究指出,生长在中低雨区的小麦,其DE相较于高雨区的小麦可能更高,且不同年份小麦的DE存在显著差异,需要特别指出的是,小麦的品种、生长区域和生长季节还将交叉影响其DE。此外,本试验还发现10个小麦的DE与ME的CV相对较小,这可能与小麦中GE、DM、CP和TS含量波动较小有关[33],CP和TS作为小麦中的主要供能物质,这些指标的同质性均较强。

3.3 生长育肥猪小麦DE、ME预测方程的建立

本试验分别获得了1个DE的预测方程、4个ME的预测方程,不难发现NDF含量是DE和ME共同的最佳预测因子,且NDF含量在DE和ME的预测方程中均起到负贡献作用。Zijlstra等[34]利用15种不同品种小麦以CP、NDF、Xylan含量和GE为关键预测因子,得到小麦中DE的最佳预测方程为:DE(kcal/kg,1 kcal/kg=4.186 kJ/kg)=1 209+34.1CP(%)-18.3NDF(%)+0.5GE(kcal/kg)+11.6Xylan(%),这与本研究结果相似,其NDF含量与DE呈显著负相关;Batterham等[35]研究报道,DE与ADF、NDF含量呈显著负相关,与本研究结果具有较强的同质性。在《中国猪营养需要》(2020)[4]中已经提出生长猪对小麦中DE的预测方程,即以小麦中NDF含量为单一预测因子的条件下,DE的最佳预测方程为DE(MJ/kg)=19.029-0.176NDF(%),这与本研究结果一致;而在Zhao等[20]的研究中,小麦的DE与ADF、Ash和Xylan含量呈负相关,与EE含量和GE呈正相关,基于小麦的有效化学成分含量所构建的DE和ME的最佳预测方程分别为DE(kcal/kg)=-2 738-40.8ADF(%)+1.7GE(kcal/kg)-51.5Xylan(%)-95.7Ash(%)+22.3EE(%)(R2=0.98,P<0.01),ME(kcal/kg)=-2 990+1.7GE(kcal/kg)-50.2Xylan(%)-87.6Ash(%)(R2=0.88,P<0.01)。由此可见,Xylan可能是生长猪对小麦的DE和ME的预测方程中一个关键的预测因子,作为小麦NDF中主要的组成部分之一,Xylan增强了猪肠道中食糜的黏性,并可能与小麦中的营养物质相互结合,进而抑制猪对这些营养物质的消化和吸收,最终对供能效率产生负面影响[36-37]。

3.4 基于已有数据库参数验证小麦生长育肥猪有效能值的预测方程

本试验整理了法国INRA(2004)[18]与美国NRC(2012)[19]及《中国猪营养需要》(2020)[4]数据库中参数,并验证了小麦生长育肥猪的DE和ME预测方程。饲喂基础上,将《中国猪营养需要》(2020)[4]数据库中参数代入本试验所得DE和ME最佳预测方程后所得DE和ME略高于原数据库中数值,将NRC(2012)[19]数据库中参数代入本试验所得DE和ME最佳预测方程后所得DE和ME高于原数据库中数值,将INRA(2004)[18]数据库中参数代入本试验所得DE和ME最佳预测方程后所得DE和ME与原数据库中数值近似,同质性较强。饲喂基础上,《中国猪营养需要》(2020)[4]数据库中小麦NDF含量约为13.67%,NRC(2012)[19]数据库中硬红小麦NDF含量约为10.60%,INRA(2004)[18]数据库中硬质小麦NDF含量约为14.4%,表明不同数据库中小麦NDF含量存在差异。Zhao等[20]收集了中国16个不同品种、地区的小麦,测得小麦中NDF含量为9.16%~13.89%,CV为11.59%;Batterham等[35]收集了澳大利亚东部8个不同地区的小麦,测得小麦中NDF含量为56~73 g/kg;Zijlstra等[34]收集了16个不同品种小麦,测得小麦中NDF含量为12.9%~25.0%,CV为19.7%。由此可见,小麦中NDF含量易受环境、地区、品种的影响,其变异性较高。然而,NDF含量是本试验中用于预测生长育肥猪小麦DE和ME的最佳预测因子,将各国数据库中的参数代入预测方程后,得到的DE和ME可能存在一定差异,但都在合理的范围内。综上可知,本试验所得DE和ME的最佳预测方程可信度较高。

4 结论

在饲喂基础上,10个不同来源小麦的化学成分含量变异较大;10个小麦用于饲喂生长肥育猪的DE和ME的平均值分别是13.85和13.32 MJ/kg;NDF含量是生长育肥猪小麦DE与ME的共同预测因子;当DE未被纳入到ME的预测方程中时,小麦DE和ME的最佳预测方程分别为DE(MJ/kg)=17.783-0.266 NDF(%)和ME(MJ/kg)=19.453-0.415NDF(%)。

参考文献

原文顺序 | 文献年度倒序 | 文中引用次数倒序
[1]
樊康美. 专用小麦介绍[J]. 新疆农业科技, 1999(6):12-13.

FAN K M. Introduction to special wheat[J]. Xinjiang Agricultural Science and Technology, 1999(6):12-13. (in Chinese)

[2]
张辉耀, 王明琼, 曲珍, 等. 玉米、小麦与小麦麸对藏猪的营养价值评定[J]. 高原农业, 2022, 6(5):469-478.

ZHANG H Y, WANG M Q, QU Z, et al. Nutritional value evaluation of corn,wheat and wheat bran for Tibetan pigs[J]. Journal of Plateau Agriculture, 2022, 6(5):469-478. (in Chinese)

[3]
SIMSEK S, BUDAK B, SCHWEBACH C S, et al. Historical vs. modern hard red spring wheat:analysis of the chemical composition[J]. Cereal Chemistry, 2019, 96(5):937-949.

DOI

[4]
李德发, 王丽, 王军军, 等. 中国猪营养需要[M]. 北京: 中国农业出版社, 2020:625.

LI D F, WANG L, WANG J J, et al. Nutrient requirements of swine in China[M]. Beijing: China Agriculture Press, 2020. (in Chinese)

[5]
易越. 小麦替代玉米对育肥猪生长性能、养分消化、肉品质及经济效益的影响[J]. 中国饲料, 2021(12):62-65.

YI Y. Effects of wheat substitution for corn on growth performance,nutrient digestion,meat quality and economic benefit of finishing pigs[J]. China Feed, 2021(12):62-65. (in Chinese)

[6]
董文轩, 张刚, 赵金标, 等. 不同储存时间小麦在生长猪上的营养价值评定[J]. 动物营养学报, 2021, 33(8):4384-4394.

DOI

DONG W X, ZHANG G, ZHAO J B, et al. Nutritional value evaluation of wheat stored under different time for growing pigs[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2021, 33(8):4384-4394. (in Chinese)

[7]
ADEOLA O. Digestion and balance techniques in pigs[M]//LEWIS A J,LEE SOUTHERN L.Swine nutrition. 2nd ed. Boca Raton: CRC Press, 2000:903-917.

[8]
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会. 饲料中水分和其他挥发性物质含量的测定:GB/T 6435—2006[S]. 北京: 中国标准出版社, 2007.

General Administration of Quality Supervision,Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China, Standardization Administration of the People’s Republic of China. Determination of moisture and other volatile mater content in feeds:GB/T 6435—2006[S]. Beijing: Standards Press of China, 2007. (in Chinese)

[9]
中华人民共和国国家市场监督管理总局, 中国国家标准化管理委员会. 饲料中粗蛋白的测定凯氏定氮法:GB/T 6432—2018[S]. 北京: 中国标准出版社, 2018.

State Administration for Market Regulation, Standardization Administration of the People’s Republic of China. Determination of crude protein in feeds-Kjeldahl method:GB/T 6432—2018[S]. Beijing: Standards Press of China, 2018. (in Chinese)

[10]
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会. 饲料中粗脂肪的测定:GB/T 6433—2006[S]. 北京: 中国标准出版社, 2006.

General Administration of Quality Supervision,Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China, Standardization Administration of the People’s Republic of China. Determination of crude fat in feeds:GB/T 6433—2006[S]. Beijing: Standards Press of China, 2006. (in Chinese)

[11]
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会. 饲料中粗灰分的测定:GB/T 6438—2007[S]. 北京: 中国标准出版社, 2007.

General Administration of Quality Supervision,Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China, Standardization Administration of the People’s Republic of China. Animal feeding stuffs-determination of crude ash:GB/T 6438—2007[S]. Beijing: Standards Press of China, 2007. (in Chinese)

[12]
中华人民共和国国家市场监督管理总局, 中国国家标准化管理委员会. 饲料中钙的测定:GB/T 6436—2018[S]. 北京: 中国标准出版社, 2018.

State Administration for Market Regulation, Standardization Administration of the People’s Republic of China. Determination of calcium in feeds:GB/T 6436—2018[S]. Beijing: Standards Press of China, 2018. (in Chinese)

[13]
中华人民共和国国家市场监督管理总局, 中国国家标准化管理委员会. 饲料中总磷的测定分光光度法:GB/T 6437—2018[S]. 北京: 中国标准出版社, 2018.

State Administration for Market Regulation, Standardization Administration of the People’s Republic of China. Determination of phosphorus in feeds-Spectrophotometry:GB/T 6437—2018[S]. Beijing: Standards Press of China, 2018. (in Chinese)

[14]
中华人民共和国国家市场监督管理总局, 中国国家标准化管理委员会. 饲料中中性洗涤纤维(NDF)的测定:GB/T 20806—2022[S]. 北京: 中国标准出版社, 2022.

State Administration for Market Regulation, Standardization Administration of the People’s Republic of China. Determination of neutral detergent fiber (NDF) in feeds:GB/T 20806—2022[S]. Beijing: Standards Press of China, 2022. (in Chinese)

[15]
中华人民共和国农业部. 饲料中酸性洗涤纤维的测定:NY/T 1459—2007[S]. 北京: 农业出版社, 2008.

The Ministry of Agriculture of the People’s Republic of China. Determination of acid detergent fiber in feedstuff (ADF):NY/T 1459—2007[S]. Beijing: Agricultural Publishing House, 2008. (in Chinese)

[16]
中华人民共和国国家质量监督检验检疫总局, 中国国家标准化管理委员会. 饲料中粗纤维的含量测定过滤法:GB/T 6434—2006[S]. 北京: 中国标准出版社, 2006.

General Administration of Quality Supervision,Inspection and Quarantine of the People’s Republic of China, Standardization Administration of the People’s Republic of China. Feeding stuffs―determination of crude fiber content method with intermediate filtration:GB/T 6434—2006[S]. Beijing: Standards Press of China, 2006. (in Chinese)

[17]
田明洲, 向强, 冯淦熠, 等. 生长猪米糠消化能与代谢能的测定及预测模型的建立[J]. 动物营养学报, 2023, 35(8):4967-4975.

DOI

TIAN M Z, XIANG Q, FENG G Y, et al. Determination and prediction model establishment of digestible energy and metabolizable energy of rice bran for growing pigs[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2023, 35(8):4967-4975. (in Chinese)

DOI

[18]
INRA. Institut national de la recherche agronomique[S]. Paris: French Academy of Agricultural Science, 2004.

[19]
NRC. Nutrient requirements of swine[S].11th ed. Washington,D.C.: The National Academies Press, 2012.

[20]
ZHAO J B, TANG S W, ZHOU X J, et al. Determination of chemical composition,energy content,and amino acid digestibility in different wheat cultivars fed to growing pigs[J]. Journal of Animal Science, 2019, 97(2):714-726.

DOI

[21]
CASAS G A, RODRIGUEZ D A, STEIN H H. Nutrient composition and digestibility of energy and nutrients in wheat middlings and red dog fed to growing pigs[J]. Journal of Animal Science, 2018, 96(1):215-224.

DOI PMID

[22]
宿国强, 符臻鸣, 杨海明, 等. 小麦作为鹅饲粮的营养价值评定[J]. 动物营养学报, 2022, 34(1):340-348.

DOI

SU G Q, FU Z M, YANG H M, et al. Nutritional value evaluation of wheat as a diet for geese[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2022, 34(1):340-348. (in Chinese)

[23]
刘世杰. 饲用小麦营养价值评定及其聚类分析和变异度研究[D].博士学位论文. 北京: 中国农业科学院, 2009.

LIU S J. Nutritive evaluation of feed-grade wheat and the study on its cluster analysis and variation[D].Ph.D.Thesis. Beijing: Chinese Academy of Agricultural Sciences, 2009. (in Chinese)

[24]
KIM J C, SIMMINS P H, MULLAN B P, et al. The digestible energy value of wheat for pigs, with special reference to the post-weaned animal [Review][J]. Animal Feed Science and Technology, 2005, 122(3/4):257-287.

DOI

[25]
唐受文, 陈行杰, 张志虎, 等. 不同品种小麦生长猪消化能与代谢能预测模型的建立[J]. 中国畜牧杂志, 2013, 49(15):45-50.

TANG S W, CHEN X J, ZHANG Z H, et al. Modeling of DE and ME of different cultivars of wheat in growing pigs[J]. Chinese Journal of Animal Science, 2013, 49(15):45-50. (in Chinese)

[26]
BOLARINWA O A, ADEOLA O. Regression and direct methods do not give different estimates of digestible and metabolizable energy values of barley,sorghum,and wheat for pigs[J]. Journal of Animal Science, 2016, 94(2):610-618.

[27]
HUANG Q, SHI C X, SU Y B, et al. Prediction of the digestible and metabolizable energy content of wheat milling by-products for growing pigs from chemical composition[J]. Animal Feed Science and Technology, 2014, 196:107-116.

DOI

[28]
YANG Y Y, FAN Y F, CAO Y H, et al. Effects of exogenous phytase and xylanase, individually or in combination,and pelleting on nutrient digestibility,available energy content of wheat and performance of growing pigs fed wheat-based diets[J]. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences, 2017, 30(1):57-63.

DOI

[29]
LEE J, NAM D S, KONG C S. Variability in nutrient composition of cereal grains from different origins[J]. SpringerPlus, 2016, 5:419.

DOI PMID

[30]
PIRGOZLIEV V R, ROSE S P, KETTLEWELL P S. Effect of ambient storage of wheat samples on their nutritive value for chickens[J]. British Poultry Science, 2006, 47(3):342-349.

PMID

[31]
CARRÉ B, IDI A, MAISONNIER S, et al. Relationships between digestibilities of food components and characteristics of wheats (Triticum aestivum) introduced as the only cereal source in a broiler chicken diet[J]. British Poultry Science, 2002, 43(3):404-415.

PMID

[32]
KIM J C, MULLAN B P, SIMMINS P H, et al. Effect of variety,growing region and growing season on digestible energy content of wheats grown in Western Australia for weaner pigs[J]. Animal Science, 2004, 78(1):53-60.

DOI

[33]
LI R, TIAN M Z, FENG G Y, et al. Determination and prediction of digestible energy,metabolizable energy,and standardized ileal digestibility of amino acids in barley for growing pig[J]. Animal Feed Science and Technology, 2023, 298:115607.

DOI

[34]
ZIJLSTRA R T, DE LANGE C F M, PATIENCE J F. Nutritional value of wheat for growing pigs:chemical composition and digestible energy content[J]. Canadian Journal of Animal Science, 1999, 79(2):187-194.

DOI

[35]
BATTERHAM E S, LEWIS C E, LOWE R F, et al. Digestible energy content of cereals and wheat by-products for growing pigs[J]. Animal Production, 1980, 31(3):259-271.

[36]
CANH T T, VERSTEGEN M W, AARNINK A J, et al. Influence of dietary factors on nitrogen partitioning and composition of urine and feces of fattening pigs[J]. Journal of Animal Science, 1997, 75(3):700-706.

PMID

[37]
JIN L, REYNOLDS L P, REDMER D A, et al. Effects of dietary fiber on intestinal growth,cell proliferation,and morphology in growing pigs[J]. Journal of Animal Science, 1994, 72(9):2270-2278.

DOI

Options
文章导航

/

〈 〉

    联系我们

  • 地址：北京市海淀区圆明园西路2号
    　　　中国农业大学动科动医大楼153室
  • 邮编：100193
  • 电话：010－62817823
  • 网址：http://www.chinajan.com
  • E-mail：cjan@chinajan.com
京公网安备 11010802041926号    京ICP备17050989号-2