动物营养学报 >

2024 , Vol. 36 >Issue 7: 4316 - 4328

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2024.372

研究论文

13~17周龄京粉6号蛋鸡微量元素需要量和动态预测模型研究

  • 米小梅 ,
  • 王凌峰 ,
  • 程千惠 ,
  • 武佳玉 ,
  • 安钰 ,
  • 许璐镕 ,
  • 齐德生 , *
展开
  • 华中农业大学动物科学技术学院、动物医学院,武汉 430070
*齐德生,教授,博士生导师,E-mail:

米小梅(1998—),女,宁夏固原人,硕士研究生,动物营养与饲料科学专业。E-mail:

Copy editor: 田艳明

收稿日期: 2024-01-01

  网络出版日期: 2024-07-09

基金资助

国家重点研发计划(2021YFD1300405-12)

收起

Study on Trace Element Requirement and Dynamic Prediction Model for Jing Tint 6 Laying Hens from 13 to 17 Weeks of Age

  • MI Xiaomei ,
  • WANG Lingfeng ,
  • CHENG Qianhui ,
  • WU Jiayu ,
  • AN Yu ,
  • XU Lurong ,
  • QI Desheng , *
Expand
  • College of Animal Science and Technology and College of Veterinary Medicine, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China
*E-mail:

Received date: 2024-01-01

  Online published: 2024-07-09

Fold

摘要

本试验旨在基于析因法原理,通过饲养试验和比较屠宰试验确定13~17周龄京粉6号蛋鸡微量元素需要量,并建立动态预测模型。试验选用健康且初始体重为(845.47±28.65) g的13周龄京粉6号蛋鸡198只,随机选取102只,分为6个重复,每个重复17只,用于生长需要的测定;另外96只蛋鸡用于维持需要的测定。维持需要试验根据不同采食量分为100%自由采食组、70%自由采食组和40%自由采食组,其中100%自由采食组数据与生长需要试验数据共用,70%自由采食组和40%自由采食组每组6个重复,每个重复8只鸡。试验期5周。结果表明:1)蛋鸡生长曲线为y=1 925.600exp-4.347exp(-0.02t);体增重与日龄的动态关系为y'=1 180.25exp[-4.347exp(-0.02t)-0.02]。式中:y表示体增重(g);t表示日龄。2)每只蛋鸡每天铜、铁、锌、锰的生长需要量分别为0.01~0.02 mg/d、0.28~0.47 mg/d、0.21~0.32 mg/d、0.01~0.03 mg/d,维持需求量分别为0.01、0.20、0.08、0.02 mg/d。3)蛋鸡铜、铁、锌、锰需要量与日龄的动态预测模型为:N铜={0.011[1 925.600exp-4.347exp(-0.02t)]0.75-2.242exp[-4.347exp(-0.02t)-0.02t]+4.545exp[-8.694exp(-0.02t)-0.02t]-0.118exp[-4.347exp(-0.02t)-0.02t]+0.455exp[-8.694exp(-0.02t)-0.02t]}/ADFI/A;N铁={0.211[1 925.600exp-4.347exp(-0.02t)]0.75-42.371exp[-4.347exp(-0.02t)-0.02t]+136.361exp[-8.694exp(-0.02t)-0.02t]-22.661exp[-4.347exp(-0.02t)-0.02t]+40.908exp[-8.694exp(-0.02t)-0.02t]}/ADFI/B;N锌={0.084[1 925.600exp-4.347exp(-0.02t)]0.75+12.747exp[-4.347exp(-0.02t)-0.02t]+4.545exp[-8.694exp(-0.02t)-0.02t]-24.785exp[-4.347exp(-0.02t)-0.02t]+45.454exp[-8.694exp(-0.02t)-0.02t]}/ADFI/C;N锰={0.021[1 925.600exp-4.347exp(-0.02t)]0.75-0.236exp[-4.347exp(-0.02t)-0.02t]+2.273exp[-8.694exp(-0.02t)-0.02t]+0.590exp[-4.347exp(-0.02t)-0.02t]+0.045exp[-8.694exp(-0.02t)-0.02t]}/ADFI/D。式中:N表示每只蛋鸡每天饲粮中微量元素需要量(mg/kg);t表示日龄;ADFI表示平均日采食量(kg);A、B、C、D分别表示铜、铁、锌、锰的消化率(%)。4)蛋鸡铜、铁、锌、锰需要量与体重的动态预测模型为:N铜=(3.05×10-7LBW2-0.000 703LBW+0.364 2+0.011BW0.75)/ADFI/A;N铁=(3.4×10-6)LBW2-0.007 2LBW+4.326 8+0.211BW0.75)/ADFI/B;N锌=(0.001 2LBW-0.295 3+0.084BW0.75)/ADFI/C;N锰=(-1.8×10-6LBW2+0.003 9LBW-1.897+0.021BW0.75)/ADFI/D。式中:N表示每只蛋鸡每天饲粮中微量元素需要量(mg/kg);LBW表示活体重(g);BW0.75表示代谢体重(kg);ADFI表示平均日采食量(kg);A、B、C、D分别表示铜、铁、锌、锰的消化率(%)。综上所述,本试验得出13~17周龄京粉6号蛋鸡铜、铁、锌、锰需求量分别为0.02~0.03 mg/d、0.48~0.67 mg/d、0.29~0.40 mg/d、0.03~0.05 mg/d,并建立了动态预测模型。

关键词： 蛋鸡; 微量元素; 需要量; 动态预测模型

本文引用格式

米小梅 , 王凌峰 , 程千惠 , 武佳玉 , 安钰 , 许璐镕 , 齐德生 . 13~17周龄京粉6号蛋鸡微量元素需要量和动态预测模型研究[J]. 动物营养学报, 2024 , 36(7) : 4316 -4328 . DOI: 10.12418/CJAN2024.372

Abstract

Based on the principle of factorial method, this study was conducted to determine the trace element requirement for Jing Tint 6 laying hens from 13 to 17 weeks of age by feeding experiment and comparative slaughter experiment, and to establish a dynamic prediction model. A total of 198 healthy 13-week-old Jing Tint 6 laying hens with an initial body weight of (845.47±28.65) g were selected and 102 laying hens among them were randomly divided into 6 replicates with 17 chickens per replicate for the growth requirement determination, and the additional 96 laying hens were used to determine the maintenance requirement. Maintenance requirement experiment was divided into 100% free feeding group, 70% free feeding group and 40% free feeding group according to different feed intake, the data in 100% free feeding group was shared with the date in growth requirement experiment, and the 70% free feeding group and 40% free feeding group had 6 replicates in each group and 8 chickens in each replicate. The experiment lasted for 5 weeks. The results showed as follows: 1) the growth curve of laying hens was y=1 925.600exp-4.347exp(-0.02t); the dynamic relationship between body weight gain and day of age was y'=1 180.25exp[-4.347exp(-0.02t)-0.02]. In which y represented body weight gain (g), and t represented day of age. 2) The daily growth requirement of copper, iron, zinc and manganese for each laying hen was 0.01 to 0.02 mg/d, 0.28 to 0.47 mg/d, 0.21 to 0.32 mg/d and 0.01 to 0.03 mg/d, and the daily maintenance requirement of them was 0.01, 0.20, 0.08 and 0.02 mg/d, respectively. 3) The dynamic prediction models of copper, iron, zinc and manganese requirement with day of age of laying hens were as follows: NCu={0.011[1 925.600exp-4.347exp(-0.02t)]0.75-2.242exp[-4.347exp(-0.02t)-0.02t]+4.545exp[-8.694exp(-0.02t)-0.02t]-0.118exp[-4.347exp(-0.02t)-0.02t]+0.455exp[-8.694exp(-0.02t)-0.02t]}/ADFI/A;NFe={0.211[1 925.600exp-4.347exp(-0.02t)]0.75-42.371exp[-4.347exp(-0.02t)-0.02t]+136.361exp[-8.694exp(-0.02t)-0.02t]-22.661exp[-4.347exp(-0.02t)-0.02t]+40.908exp[-8.694exp(-0.02t)-0.02t]}/ADFI/B;NZn={0.084[1 925.600exp-4.347exp(-0.02t)]0.75+12.747exp[-4.347exp(-0.02t)-0.02t]+4.545exp[-8.694exp(-0.02t)-0.02t]-24.785exp[-4.347exp(-0.02t)-0.02t]+45.454exp[-8.694exp(-0.02t)-0.02t]}/ADFI/C;NMn={0.021[1 925.600exp-4.347exp(-0.02t)]0.75-0.236exp[-4.347exp(-0.02t)-0.02t]+2.273exp[-8.694exp(-0.02t)-0.02t]+0.590exp[-4.347exp(-0.02t)-0.02t]+0.045exp[-8.694exp(-0.02t)-0.02t]}/ADFI/D. In which N represented the daily dietary trace element requirement of each laying hen (mg/kg); t represented day of age; ADFI represented average daily feed intake (kg); A, B, C and D represented the digestibility (%) of copper, iron, zinc and manganese, respectively. 4) The dynamic prediction models of copper, iron, zinc and manganese requirement with body weight of laying hens were as follows: NCu=(3.05×10-7LBW2-0.000 703LBW+0.364 2+0.011BW0.75)/ADFI/A; NFe=(3.4×10-6)LBW2-0.007 2LBW+4.326 8+0.211BW0.75)/ADFI/B; NZn=(0.001 2LBW-0.295 3+0.084BW0.75)/ADFI/C; NMn=(-1.8×10-6LBW2+0.003 9LBW-1.897+0.021BW0.75)/ADFI/D. In which N represented the daily dietary trace element requirement of each laying hen (mg/kg); LBW represented live body weight (kg); BW0.75 represented metabolic body weight (g); ADFI represented average daily feed intake (kg); A, B, C and D represent the digestibility (%) of copper, iron, zinc and manganese, respectively. In conclusion, the requirement of copper, iron, zinc and manganese for Jing Tint 6 laying hens from 13 to 17 weeks is 0.02 to 0.03 mg/d, 0.48 to 0.67 mg/d, 0.29 to 0.40 mg/d and 0.03 to 0.05 mg/d, respectively, and a dynamic prediction model is established.

Key words： laying hens; trace elements; requirement; dynamic prediction model

铜(Cu)、铁(Fe)、锌(Zn)、锰(Mn)等微量元素是蛋鸡必需的营养物质,有助于蛋鸡的骨骼生长发育以及蛋壳的生成[1],是维持动物正常生产和繁殖不可或缺的营养物质。不过,天然饲料原料中微量元素含量较低,且利用率低,不能满足动物需要量,因而为满足家禽对微量元素的需要量,须在饲粮中额外添加微量元素[2]。但目前因不确定微量元素在动物各个阶段的实际需要量,微量元素的添加常处于过量状态[3],而过量添加微量元素不仅会影响蛋鸡的健康,还会造成环境污染[4]。因此,确定不同阶段蛋鸡微量元素的需要量,对家禽的精准饲喂具有重要意义。
为此,本试验选用在我国饲养环境条件下表现出良好适应性和优异生产性能,且具有较强的市场竞争力和盈利能力[5]的京粉6号蛋鸡作为研究对象,通过饲养试验和比较屠宰试验,旨在建立动态的营养需要预测模型,把蛋鸡的微量元素营养需要从某一阶段固定的静态值具体化到日龄,为制定合理的分阶段饲养方案、减少环境污染以及提高经济效益提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验设计

本试验选用健康且初始体重为(845.47±28.65) g的13周龄京粉6号蛋鸡198只,并随机选取102只,分为6个重复,每个重复17只,用于生长需要的测定;另外96只蛋鸡用于维持需要的测定。维持需要试验根据不同采食量分为100%自由采食组、70%自由采食组和40%自由采食组,其中100%自由采食组所需试验蛋鸡数据与生长需要试验的数据共用,70%自由采食组和40%自由采食组每组6个重复,每个重复8只。试验期5周。

1.2 饲养管理

饲养试验采用半开放式鸡舍,3层立体笼养;试验期间采用自然光照,鸡舍温度控制在25~28 ℃,并保持良好通风。生长需要组的蛋鸡处于自由采食状态,70%自由采食组和40%自由采食组蛋鸡的采食量每天根据前1天100%自由采食组的采食量进行调整,试验鸡自由饮水。

1.3 试验饲粮

基础饲粮为玉米-豆粕型,参照《京粉6号蛋鸡饲养管理手册》和《中国饲料成分及营养价值表(2020年第31版)》配制,其组成及营养水平见表1。
表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)

Table 1 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis)%

原料 Ingredients 含量 Content 营养水平 Nutrient levels2) 含量 Content
玉米 Corn 64.82 代谢能 ME/(MJ/kg) 11.72
豆粕 Soybean meal 19.30 粗蛋白质 CP 16.06
小麦麸 Wheat bran 10.00 钙 Ca 1.09
大豆油 Soybean oil 1.17 总磷 TP 0.63
磷酸氢钙 CaHPO4 2.00 有效磷 AP 0.49
石粉 Limestone 1.02 钠 Na 0.18
氯化钠 NaCl 0.39 氯 Cl 0.28
赖氨酸 Lys 0.09 铜 Cu/(mg/kg) 13.98
蛋氨酸 Met 0.17 铁 Fe/(mg/kg) 470.30
苏氨酸 Thr 0.04 锌 Zn/(mg/kg) 87.85
预混料 Premix1) 1.00 锰 Mn/(mg/kg) 145.66
合计 Total 100.00

1)预混料为每千克饲粮提供 The premix provided the following per kg of the diet:VA 12 500 IU,VD3 4 125 IU,VE 15 IU,VK 2 mg,VB6 6 mg,VB2 8.5 mg,VB12 0.08 mg,烟酸 nicotinic acid 32.5 mg,泛酸钙 calcium pantothenate 50 mg,生物素 biotin 0.12 mg,叶酸 folic acid 2.5 mg,胆碱 choline 500 mg,Se(as selenium sulfate) 0.3 mg,Mn (as manganese sulfate) 65 mg,Fe (as ferrous sulfate) 60 mg,Cu(as copper sulfate) 15 mg,I (as potassium iodide) 1 mg,Zn (as zinc sulfate) 66 mg。

2)粗蛋白质、钙、总磷、有效磷、铜、铁、锌和锰为实测值,其余为计算值[参照《中国饲料成分及营养价值表(2020年第31版) 》]。CP, Ca, TP, AP, Cu, Fe, Zn and Mn were measured values, while the others were calculated values [refered to Tables of Feed Composition and Nutritive Values in China (31st ed, 2020)].

1.4 样品采集及处理

试验开始前1天(12周龄末)断料,禁食12 h,于次日08:00对试验鸡进行称重,并且每个重复随机选取2只鸡进行无出血性处死,作为初始屠宰组。用于生长需要试验的样品分别在13、14、15、16和17周龄末进行采集,每个重复选取2只鸡,进行无出血性处死;用于维持需要试验的样品分别在试验开始前和试验结束时进行采集,每个重复选取2只鸡,进行无出血性处死。试验鸡处死后立即置于-20 ℃条件下冷冻,以免体液流失。
取冷冻后的鸡,于70~80 ℃热水中烫后拔毛,将去羽胴体用毛巾擦干表面水分后称重,鸡活体重和胴体重之差即为羽毛重。胴体用绞肉机充分粉碎后,在105 ℃烘箱中灭菌15 min,接着在65 ℃下干燥,充分回潮后用小型粉碎机粉碎,过40目筛制成风干样品,于4 ℃保存备测。湿羽置于25 ℃鼓风干燥箱中干燥24 h,回潮后称重,用小型粉碎机粉碎后过40目筛制成风干样,于4 ℃保存备测。

1.5 测定指标及方法

1.5.1 营养成分测定

参照GB/T 13885—2017测定铜、铁、锌、锰含量;参照GB/T 6436—2018采用乙二胺四乙酸二钠络合滴定法测定钙含量;参照GB/T 6437—2018采用分光光度法测定总磷含量,并参考苏琪等[6]的方法测定饲粮中植酸磷含量,进而计算出有效磷含量;参照GB/T 6432—2018采用凯氏定氮法测定粗蛋白质含量。

1.5.2 生长性能测定

试验期间记录采食量,每周以重复为单位对试验鸡进行称重(称重前禁食12 h),计算平均日增重(ADG)、平均日采食量(ADFI)和料重比(F/G),计算公式如下:
ADG=总增重/(试验鸡数×试验天数);
ADFI=总耗料量/(试验鸡数×试验天数);
F/G=总耗料量/总增重。

1.6 微量元素需要量动态预测模型建模方法

首先,根据蛋鸡不同周龄的体重,选择Gompertz方程并运用SPSS 25.0软件中的非线性回归模型对蛋鸡的生长曲线进行拟合,根据拟合度确定模型参数的最优估计值。其次,生长需要采用不同的数学模型对胴体和羽毛中的微量元素含量与活体重的关系进行拟合,根据拟合度[决定系数(R2)]筛选出最佳模型,并将生长曲线代入模型中;维持需要根据微量元素的摄入量与体内的沉积量进行线性关系的拟合,当摄入量为0时,则为蛋鸡的维持需要。最后,对生长曲线和筛选出的模型分别微分,建立体增重、胴体微量元素沉积量、羽毛微量元素积量与日龄之间的动态函数关系。微量元素需要量动态预测模型如下:
N=M+G。
式中:N表示每只蛋鸡每天饲粮中微量元素需要量;M为维持需要量;G为生长需要量。

1.7 数据统计分析

生长曲线相关参数通过SPSS 25.0软件中的非线性回归模型进行拟合,试验结果数据以“平均值±标准差(SD)”表示。

2 结果与分析

2.1 不同周龄蛋鸡生长性能

由表2可知,13~17周龄,蛋鸡的体重和采食量均在递增;14周龄时,蛋鸡ADG达到最高,为14.73 g/d;17周龄时,蛋鸡终末体重达到最高,为1 299.88 g。
表2 不同周龄蛋鸡生长性能

Table 2 Growth performance of laying hens at different weeks of age

周龄
Weeks of age		 初始体重
Initial body weight/g		 终末体重
Final body weight/g		 平均日采食量
ADFI/(g/d)		 平均日增重
ADG/(g/d)		 料重比
F/G
13 863.85±15.60 957.83±16.33 77.65±5.76 13.43±2.56 5.78±0.43
14 957.83±16.33 1 060.92±21.21 78.85±6.19 14.73±3.69 5.35±0.46
15 1 060.92±21.21 1 136.50±28.03 78.90±8.40 10.80±1.55 7.31±0.85
16 1 136.50±28.03 1 214.96±38.38 80.96±5.92 11.21±2.26 7.22±0.58
17 1 214.96±38.38 1 299.88±31.20 81.66±3.94 10.84±2.69 7.53±0.40

2.2 蛋鸡生长曲线

由表3和表4可知,根据不同周龄蛋鸡体重的数据,选择Gompertz方程并运用SPSS进行体重的预测,结果表明预测值与实测值相近,从而确定生长曲线及拟合参数。
表3 蛋鸡不同周龄体重实测值与预测值

Table 3 Measured and predicted body weight of laying hens at different weeks of ageg

周龄 Weeks of age 实测值 Measured values 预测值 Predicted values
12 863.85 864.50
13 957.83 960.48
14 1 060.92 1 052.46
15 1 136.50 1 139.46
16 1 214.96 1 220.84
17 1 299.88 1 296.22
表4 蛋鸡生长曲线及拟合参数

Table 4 Growth curve and fitting parameters of laying hens

项目 Items Gompertz
成熟体重 Mature body weight (A)/g 1 925.60
调节参数 Adjusting parameter (B) 4.347
生长速率 Growth rate (k)/% 0.02
复相关系数 R 0.999
拐点周龄 Inflection point of weeks of age 10.42
拐点体重 Inflection point of body weight/g 708.39
表达式 Expression y=1 925.600exp-4.347exp(-0.02t)

y表示体增重(g),t表示日龄。

y represented body weight gain (g), and t represented day of age.

将表4中的表达式进行微分,从而确定13~17周龄蛋鸡体增重与日龄的动态关系为:
y'=1 180.25exp[-4.347exp(-0.02t)-0.02t]。
式中:y'表示体增重(g);t表示日龄。

2.3 蛋鸡微量元素生长需要量

由表5可知,随着周龄的增长,蛋鸡的活体重呈线性提高,其中胴体重约占活体重的88%,羽毛重约占活体重的12%。由表6可知,随着周龄的增长,蛋鸡胴体和羽毛中微量元素含量呈递增趋势。
表5 蛋鸡不同周龄活体重及其对应的体成分

Table 5 Live body weight and corresponding body composition of laying hens at different weeks of age

周龄
Weeks of
age		 活体重
Live body
weight/g		 胴体重
Carcass
weight/g		 胴体重/活体重
Carcass weight/
live body weight/%		 羽毛重
Feather
weight/g		 羽毛重/活体重
Feather weight/
live body weight/%
12 897.08±37.18 791.25±34.12 88.20±0.65 105.83±6.64 11.80±0.65
13 952.92±22.93 840.83±20.95 88.24±0.56 112.08±6.02 11.76±0.52
14 1 076.25±19.19 953.75±22.49 88.61±0.75 122.50±7.07 11.39±0.75
15 1 182.92±23.20 1 045.00±21.26 88.34±0.50 137.92±6.52 11.66±0.50
16 1 220.42±40.28 1 073.75±32.46 87.99±0.61 146.67±10.67 12.01±0.06
17 1 281.83±51.54 1 128.33±47.69 88.02±0.70 153.50±9.85 11.98±0.70
表6 每只蛋鸡胴体和羽毛中微量元素含量

Table 6 Trace element contents in carcass and feather of each laying henmg

周龄
Weeks
of age		 活体重
Live body
weight/g		 铜 Cu 铁 Fe 锌 Zn 锰 Mn
胴体
Carcass		 羽毛
Feather		 胴体
Carcass		 羽毛
Feather		 胴体
Carcass		 羽毛
Feather		 胴体
Carcass		 羽毛
Feather
12 897.08
±37.18		 0.77
±0.08		 0.22
±0.04		 37.57
±2.17		 3.09
±0.29		 16.95
±1.21		 5.91
±0.60		 0.63
±0.10		 0.38
±0.05
13 952.92
±22.93		 0.85
±0.13		 0.23
±0.05		 40.49
±4.64		 3.16
±0.55		 18.73
±2.66		 6.30
±0.57		 0.79
±0.12		 0.42
±0.07
14 1 076.25
±19.19		 0.89
±0.08		 0.23
±0.06		 43.09
±1.90		 3.18
±1.24		 19.57
±1.08		 7.14
±1.07		 0.86
±0.09		 0.47
±0.13
15 1 182.92
±23.20		 0.94
±0.13		 0.25
±0.05		 45.03
±2.94		 3.22
±0.77		 20.92
±1.36		 8.05
±0.47		 0.87
±0.06		 0.50
±0.13
16 1 220.42
±40.28		 0.98
±0.18		 0.27
±0.04		 48.26
±8.28		 3.28
±0.81		 21.75
±4.08		 8.96
±0.53		 0.89
±0.12		 0.53
±0.12
17 1 281.83
±51.54		 1.09
±0.17		 0.29
±0.03		 50.71
±6.76		 3.84
±1.22		 22.66
±1.25		 9.55
±0.31		 1.08
±0.16		 0.56
±0.16
由表7可知,在不同周龄,京粉6号蛋鸡对铜、铁、锌、锰生长需要量不同。其中,育成后期每只蛋鸡每天铜的生长需要量为0.01~0.02 mg/d,铁的生长需要量为0.28~0.47 mg/d,锌的生长需要量为0.21~0.32 mg/d,锰的生长需要量为0.01~0.03 mg/d。由此建立蛋鸡胴体微量元素含量与体重的关系见表8,羽毛微量元素含量与体重的关系见表9;同时建立胴体微量元素生长需要量与体重的关系见表10,羽毛微量元素生长需要量与体重的关系见表11。
表7 每只蛋鸡每天净生长微量元素需要量

Table 7 Trace element requirements for net growth of each laying hen per daymg/d

周龄 Weeks of age 铜 Cu 铁 Fe 锌 Zn 锰 Mn
13 0.01 0.43 0.31 0.03
14 0.01 0.37 0.24 0.02
15 0.01 0.28 0.32 0.01
16 0.01 0.47 0.25 0.01
17 0.02 0.43 0.21 0.03
表8 蛋鸡胴体微量元素含量与体重的关系

Table 8 Relationship between carcass trace element content and body weight of laying hens

项目 Items 方程 Equation 拟合度 Fitting degree
铜 Cu y=1×10-6LBW2-0.001 9LBW+1.524 8 R2=0.940 7
铁 Fe y=3×10-5LBW2-0.035 9LBW+45.668 R2=0.968 0
锌 Zn y=1×10-6LBW2+0.010 8LBW+6.665 8 R2=0.968 9
锰 Mn y=5×10-7LBW2-0.000 2LBW+0.481 1 R2=0.820 4

y表示每只蛋鸡胴体微量元素含量(mg),LBW表示活体重(g)。

y indicated trace mineral content in carcass per hen (mg), and LBW indicated live body weight (g).

表9 蛋鸡羽毛微量元素含量与体重的关系

Table 9 Relationship between feather trace element content and body weight of laying hens

项目 Items 方程 Equation 拟合度 Fitting degree
铜 Cu y=1×10-7LBW2-0.000 1LBW+0.255 6 R2=0.983 0
铁 Fe y=9×10-6LBW2-0.019 2LBW+12.788 R2=0.805 4
锌 Zn y=1×10-5LBW2-0.021LBW+13.564 R2=0.990 1
锰 Mn y=1×10-8LBW2+0.000 5LBW-0.017 9 R2=0.986 4

y表示每只蛋鸡羽毛微量元素含量(mg),LBW表示活体重(g)。

y indicated trace mineral content in feather per hen (mg), and LBW indicated live body weight (g).

表10 蛋鸡胴体微量元素生长需要量与体重的关系

Table 10 Relationship between carcass growth requirement of trace elements and body weight of laying hens

项目 Items 方程 Equation 拟合度 Fitting degree
铜 Cu G=3×10-7LBW2-0.000 7LBW+0.364 4 R2=0.822 2
铁 Fe G=4×10-7LBW2-0.001 1LBW+1.095 7 R2=0.899 6
锌 Zn G=2×10-6LBW2-0.004LBW+2.564 4 R2=0.593 6
锰 Mn G=2×10-7LBW2-0.000 6LBW+0.352 5 R2=0.969 8

G表示每只蛋鸡胴体微量元素生长需要量(mg/d),LBW表示活体重(g)。

G indicated growth requirement of trace elements in carcass per hen (mg/d), and LBW indicated live body weight (g).

表11 蛋鸡羽毛微量元素生长需要量与体重的关系

Table 11 Relationship between feather growth requirement of trace elements and body weight of laying hens

项目 Items 方程 Equation 拟合度 Fitting degree
铜 Cu G=5×10-9LBW2-3×10-6LBW-0.000 2 R2=0.951 4
铁 Fe G=3×10-6LBW2-0.006 1LBW+3.234 1 R2=0.805 8
锌 Zn G=-2×10-6LBW2+0.005 2LBW-2.859 7 R2=0.968 9
锰 Mn G=-2×10-6LBW2+0.004 5LBW-2.249 5 R2=0.982 0

G表示每只蛋鸡羽毛微量生长元素需要量(mg/d),LBW表示活体重(g)。

G indicated growth requirement of trace elements in feather per hen (mg/d), and LBW indicated live body weight (g).

将上述表8和表9方程式分别带入体增重与日龄的关系式,可得13~17周龄蛋鸡胴体和羽毛微量元素生长需要量与日龄的动态关系如下:
G胴体铜=-2.242exp[-4.347exp(-0.02t)-0.02t]+4.545exp[-8.694exp(-0.02t)-0.02t];
G羽毛铜=-0.118exp[-4.347exp(-0.02t)-0.02t]+0.455exp[-8.694exp(-0.02t)-0.02t];
G胴体铁=-42.371exp[-4.347exp(-0.02t)-0.02t]+136.361exp[-8.694exp(-0.02t)-0.02t];
G羽毛铁=-22.661exp[-4.347exp(-0.02t)-0.02t]+40.908exp[-8.694exp(-0.02t)-0.02t];
G胴体锌=12.747exp[-4.347exp(-0.02t)-0.02t]+4.545exp[-8.694exp(-0.02t)-0.02t];
G羽毛锌=-24.785exp[-4.347exp(-0.02t)-0.02t]+45.454exp[-8.694exp(-0.02t)-0.02t];
G胴体锰=-0.236exp[-4.347exp(-0.02t)-0.02t]+2.273exp[-8.694exp(-0.02t)-0.02t];
G羽毛锰=0.590exp[-4.347exp(-0.02t)-0.02t]+0.045exp[-8.694exp(-0.02t)-0.02t]。
式中:G表示每只蛋鸡微量元素生长需要量(mg/d);t表示日龄。

2.4 蛋鸡微量元素维持需要量

由表12可知,与初始体重相比,100%自由采食组和70%自由采食量组蛋鸡终末体重升高,而40%自由采食量组蛋鸡终末体重下降,这说明40%自由采食不能满足蛋鸡生长需要。由表13可知,在不同周龄,不同饲喂水平蛋鸡胴体和羽毛与活体重的占比较为相近。由表14可知,不同饲喂水平蛋鸡体内微量元素沉积量随着摄入量的增加也呈现递增趋势。因此,以微量元素沉积量为因变量(y),以微量元素摄入量为自变量(x),建立沉积量与摄入量的回归关系(表15);当x为0时,y则为蛋鸡微量元素维持需要量。
表12 不同饲喂水平蛋鸡生长性能

Table 12 Growth performance of laying hens under different feeding levels

项目
Items		 初始体重
Initial body
weight/g		 终末体重
Final body
weight/g		 平均日采食量
ADFI/(g/d)		 平均日增重
ADG/(g/d)		 料重比
F/G
100%自由采食组
100% free feeding group		 863.85±15.60 1 299.88±31.20 79.61±1.66 12.46±1.59 6.39±0.13
70%自由采食组
70% free feeding group		 831.78±39.22 1 000.93±52.36 57.29±6.67 4.83±1.12 11.86±1.54
40%自由采食组
40% free feeding group		 837.72±15.99 734.99±41.18 33.38±4.40 -2.94±0.85 -11.35±1.67
表13 不同饲喂水平蛋鸡活体重及其对应的体成分

Table 13 Live body weight and corresponding body composition of laying hens at different feeding levels

项目
Items		 活体重
Live body
weight/g		 胴体重
Carcass
weight/g		 胴体重/活体重
Carcass weight/
live body
weight/%		 羽毛重
Feather
weight/g		 羽毛重/活体重
Feather weight/
live body
weight/%






12周龄
12 weeks of age		 100%自由采食组
100% free feeding group		 897.08
±37.18		 791.25
±34.12		 88.20
±0.65		 105.83
±6.64		 11.80
±0.65
70%自由采食组
70% free feeding group		 840.66
±36.49		 749.11
±39.47		 89.09
±1.35		 96.38
±10.05		 10.91
±1.35
40%自由采食组
40% free feeding group		 821.14
±47.33		 726.38
±35.92		 88.50
±0.98		 94.76
±13.12		 11.50
±0.98






17周龄
17 weeks of age		 100%自由采食组
100% free feeding group		 1 281.83
±51.54		 1 128.33
±47.69		 88.02
±0.70		 153.50
±9.85		 11.98
±0.70
70%自由采食组
70% free feeding group		 931.67
±75.21		 827.08
±69.13		 88.77
±1.64		 104.58
±16.58		 11.23
±1.64
40%自由采食组
40% free feeding group		 681.25
±78.66		 605.83
±65.22		 89.01
±1.80		 75.42
±18.15		 10.99
±1.80
表14 不同饲喂水平每只蛋鸡微量元素含量

Table 14 Trace element contents in each laying hen at different feeding levelsmg

项目 Items 铜 Cu 铁 Fe 锌 Zn 锰 Mn



12周龄
12 weeks of age		 100%自由采食组 100% free feeding group 0.99±0.14 40.67±4.60 22.86±1.20 1.01±0.36
70%自由采食组 70% free feeding group 0.99±0.28 42.89±2.27 23.29±1.28 0.98±0.17
40%自由采食组 40% free feeding group 0.96±0.14 41.00±6.71 23.10±1.34 1.01±0.15



17周龄
17 weeks of age		 100%自由采食组 100% free feeding group 1.38±0.19 54.56±5.79 32.21±1.87 1.64±0.35
70%自由采食组 70% free feeding group 1.15±0.26 46.11±4.72 29.83±2.47 0.92±0.07
40%自由采食组 40% free feeding group 0.81±0.06 43.68±5.41 25.26±1.16 0.94±0.06
表15 13~17周龄蛋鸡每天微量元素维持需要量

Table 15 Maintenance requirement of trace elements for laying hens per day from 13 to 17 weeks of age

项目
Items		 方程
Equation		 R2 维持需要量
Maintenance requirement/(mg/d)
铜 Cu y=0.007 7x-0.011 6 0.992 7 0.011 6
铁 Fe y=0.014 6x-0.200 5 0.769 5 0.200 5
锌 Zn y=0.050 6x-0.080 6 0.988 7 0.080 6
锰 Mn y=0.002 9x-0.019 5 0.743 7 0.019 5

x表示微量元素摄入量,y表示微量元素沉积量。

x indicated trace element intake, and y indicated trace elements deposition.

由表15可知,每只蛋鸡每天铜、铁、锌、锰的维持需要量分别为0.01、0.20、0.08、0.02 mg/d。已知M=C×BW0.75(M为每天维持需要量),从而根据每天的维持需要量,得出蛋鸡不同微量元素维持需要量与代谢体重的关系为:
M铜=0.011BW0.75;
M铁=0.211BW0.75;
M锌=0.084BW0.75;
M锰=0.021BW0.75。
式中:M表示每天维持需要量(mg/d);BW0.75表示代谢体重(kg)。
蛋鸡不同微量元素维持需要量与日龄的动态关系为:
M铜=0.011[1 925.600exp-4.347exp(-0.02t)]0.75;
M铁=0.211[1 925.600exp-4.347exp(-0.02t)]0.75;
M锌=0.084[1 925.600exp-4.347exp(-0.02t)]0.75;
M锰=0.021[1 925.600exp-4.347exp(-0.02t)]0.75。
式中:M表示每天维持需要量(mg/d);t表示日龄。
综上所述,13~17周龄蛋鸡铜、铁、锌、锰需要量与日龄的动态预测模型为:
N铜={0.011[1 925.600exp-4.347exp(-0.02t)]0.75-2.242exp[-4.347exp(-0.02t)-0.02t]+4.545exp[-8.694exp(-0.02t)-0.02t]-0.118exp[-4.347exp(-0.02t)-0.02t]+0.455exp[-8.694exp(-0.02t)-0.02t]}/ADFI/A;
N铁={0.211[1 925.600exp-4.347exp(-0.02t)]0.75-42.371exp[-4.347exp(-0.02t)-0.02t]+136.361exp[-8.694exp(-0.02t)-0.02t]-22.661exp[-4.347exp(-0.02t)-0.02t]+40.908exp[-8.694exp(-0.02t)-0.02t]}/ADFI/B;
N锌={0.084[1 925.600exp-4.347exp(-0.02t)]0.75+12.747exp[-4.347exp(-0.02t)-0.02t]+4.545exp[-8.694exp(-0.02t)-0.02t]-24.785exp[-4.347exp(-0.02t)-0.02t]+45.454exp[-8.694exp(-0.02t)-0.02t]}/ADFI/C;
N锰={0.021[1 925.600exp-4.347exp(-0.02t)]0.75-0.236exp[-4.347exp(-0.02t)-0.02t]+2.273exp[-8.694exp(-0.02t)-0.02t]+0.590exp[-4.347exp(-0.02t)-0.02t]+0.045exp[-8.694exp(-0.02t)-0.02t]}/ADFI/D。
式中:N表示每只蛋鸡每天饲粮中微量元素需要量(mg/kg);t表示日龄;ADFI表示平均日采食量(kg);A、B、C、D分别表示铜、铁、锌、锰的消化率(%)。
13~17周龄蛋鸡铜、铁、锌、锰需要量与体重的动态预测模型为:
N铜=(3.05×10-7LBW2-0.000 703LBW+0.364 2+0.011BW0.75)/ADFI/A;
N铁=(3.4×10-6)LBW2-0.007 2LBW+4.326 8+0.211BW0.75)/ADFI/B;
N锌=(0.001 2LBW-0.295 3+0.084BW0.75)/ADFI/C;
N锰=(-1.8×10-6LBW2+0.003 9LBW-1.897+0.021BW0.75)/ADFI/D。
式中:N表示每只蛋鸡每天饲粮中微量元素需要量(mg/kg);LBW表示活体重(g);BW0.75表示代谢体重(kg);ADFI表示平均日采食量(kg);A、B、C、D分别表示铜、铁、锌、锰的消化率(%)。

3 讨论

3.1 13~17周龄蛋鸡生长曲线拟合模型分析

动物的生长发育受遗传、营养及环境等各种因素的影响[7]。而生长曲线的拟合旨在将不同时期体重所提供的信息整合为几个参数,并根据特定参数,从而拟合出该品种的生长曲线。生长曲线是研究家禽生长发育规律的主要方法之一,不仅可以动态地了解动物的生长规律,而且还可以为饲养管理提供指导,预测该品种的营养需要[8]。马猛等[9]对神州6号绿壳蛋鸡生长曲线进行拟合,结果表明Von Bertalanffy模型可较好拟合神丹6号绿壳蛋鸡的生长曲线;杨娴等[10]通过采用Logistic、Gompertz和Von Bertalanffy 3种曲线模型对海兰褐蛋鸡苗和京粉2号蛋鸡苗的生长发育规律进行拟合,结果表明Gompertz模型的拟合度更高,适合性更强,为最佳生长模型。由此可见,不同蛋鸡品种其生长发育规律存在一定的差异。本研究通过拐点周龄、成熟体重等参数对比,认为Gompertz模型是拟合度最高、最符合育成后期京粉6号蛋鸡生长规律的的曲线,并且Gompertz模型也是经验模型,为非对称曲线,能够描述动物在特定时间和最佳营养状况下所获得的最大生长曲线。因此,本试验采用Gompertz模型对京粉6号蛋鸡的生长曲线进行拟合,为蛋鸡的正常生长发育和最大限度发挥其生产性能提供了保障。

3.2 蛋鸡微量元素需要量分析

微量元素对于动物的生长发育和生产至关重要[11],但目前针对微量元素的研究既没有蛋白质和能量研究的深入,也没有较多相关报道以供查阅。这是由于动物对于微量元素的实际需要量受品种、性别、年龄以及每个生长发育阶段的代谢水平、应激反应、研究方法、评价指标等诸多因素的影响[12]。例如,评价指标不同,需要量则不一致。Leeson等[13]通过产蛋性能来评价火鸡铜的需要量为6 mg/kg,而Banks等[14]通过铜蓝蛋白来评价肉鸡铜的需要量为30 mg/kg。从研究方法方面来说,可能会出现综合法确定的需要量大于析因法的情况[15]。这是因为综合法是根据维持需要和生产需要相统一的原则来确定总需要量[16]。而析因法则是以营养素的代谢机理为依据,根据微量元素在动物体内的代谢过程,分为维持需要量与生长需要量,并相互结合而建立的动态模型[17];并且,也有研究表明该方法能够更好地确定动物营养物质的适宜需要量,已被广泛应用[18]。因此,本试验采用析因法将营养需要分为生长需要和维持需要来确定。
首先,关于生长需要,有研究表明体成分微量元素含量与体重之间存在相关性。田亚东[19]分别用异速方程和二次曲线方程拟合胴体和羽毛蛋白质含量与体重的关系,且相关性较高;张志成[20]采用一元线性回归拟合胴体钙、磷含量与体重的关系,得出的相应参数与其差异很小,且拟合度较高;李昌茂[21]通过采用三次方程拟合蛋白质沉积、氨基酸沉积以及钙和磷沉积与体重之间的关系,以此来研究贵州香猪蛋白质、氨基酸、钙和磷生长的营养需要。因此,本研究通过采用不同模型分别对胴体和羽毛与体重之间的关系进行拟合,结果表明胴体和羽毛微量元素含量和沉积量分别与体重采用二项式进行拟合,其相关性最高;但其中胴体锌的沉积量与体重的拟合度较低(R2=0.593 6),这可能是因为微量元素之间相互作用,影响了机体对锌的吸收[22]。
其次,维持需要由于受代谢过程中不同因子间的互作关系,到底不同体重动物的每日内源损失量为多少,目前在许多元素上仍未取得一致结果。但是ARC(1980)利用粪磷排出量和磷食入量的线性回归关系外推到磷摄入量为0时的截距,获得了比之前更为精确的磷维持需要量。随后,很多研究认为,微量元素维持需要量与干物质采食量关系更密切。张玉莹等[23]通过不同饲喂水平得出牦牛泌乳期的维持代谢能为499.76 kJ/(kg BW0.75·d),维持净蛋白质需要量为2.24 g/(kg BW0.75·d);赵向利等[24]也通过不同饲喂水平来获得35~50 kg道赛特×小尾寒羊杂交公羔的微量元素维持需要量;周恩光[18]通过设置4个不同饲喂水平来探究高山美利奴羊微量元素的维持需要量,结果表明铜、锌和铁的维持需要量与其他研究一致,锰的维持需要量与ARC推荐一致。因此,本研究通过微量元素摄入量与沉积量建立线性方程,当摄入量为0时,负截距则为维持需要量,得到每只蛋鸡每天铜、铁、锌、锰的维持需要量分别为0.01、0.20、0.08、0.02 mg/d。但由于目前采用析因法来研究蛋鸡微量元素需要量的报道较少,本试验得出的需要量是否合适,还需要进一步研究。

3.3 饲粮微量元素需要量分析

我国蛋鸡饲养标准推荐13~17周龄蛋鸡饲粮铜、铁、锌、锰的需要量分别为6、60、35、30 mg/kg;NRC(1994)推荐饲粮铜、铁、锌、锰的需要量分别为4、56、33、28 mg/kg。宋金昌等[25]研究表明,在育成期蛋鸡每kg饲粮中添加5.5 mg铜、36.5 mg铁、68.0 mg锌、78.9 mg锰,对育成期蛋鸡的生长性能有所提升。韩晓华等[26]研究表明,当蛋鸡饲粮中锰含量达到40 mg/kg时,可满足其生长需要。钟乐伦[27]则表示基础饲粮中含14.50 mg/kg铜、869.20 mg/kg铁、76.14 mg/kg锌、90.32 mg/kg锰可以满足青年蛋鸡的生长需要,但由于铜是影响青年蛋鸡增重的潜在因素,建议额外添加15 mg/kg的铜。而本研究并未将13~17周龄蛋鸡对铜、铁、锌、锰的需要量转化到饲粮中,主要是因为在生产实际中,由于饲粮组成、饲粮添加量、微量元素间的相互作用以及微量元素的添加形式等不同,会造成微量元素的生物利用度不一致[28]。例如,范凌[29]报道,在无机微量元素中,铜的吸收率约为40%,铁的吸收率约为15%,锌的吸收率平均为20%,锰的真吸收率只有3%~5%。若本研究采用该吸收率,则具体到饲粮中铜、铁、锌的需要量分别为0.64~1.22 mg/kg、41.21~54.70 mg/kg、18.67~24.49 mg/kg,均低于NRC(1994)和我国蛋鸡饲养标准。Mohanna等[30]报道,铜、铁、锌、锰的存留率分别为6%、10%、6%、0.2%。若按此转化到本试验,饲粮中铜的需要量为4.29~8.16 mg/kg,铁的需要量为61.82~82.05 mg/kg,锌的需要量为62.25~81.64 mg/kg,锰的需要量为193.17~306.15 mg/kg。其中,饲粮中铜和铁的需要量比较接近我国和NRC(1994)育成后期蛋鸡饲养标准,而饲粮中锌和锰的需要量则高于我国蛋鸡饲养标准和NRC(1994)推荐标准。因此,由于补充微量元素源生物利用度的不同,以及干扰微量元素利用的成分的不同,不同研究中对微量元素的报告需求可能也有所不同,将动物微量元素需要量具体到饲粮微量元素需要量是否合适,还需要更进一步去探究。

4 结论

本试验以13~17周龄京粉6号蛋鸡为研究对象,采用析因法将营养需要量分为生长需要量和维持需要量,得出每只蛋鸡每天铜、铁、锌、锰的需要量分别为0.02~0.03 mg/d、0.48~0.67 mg/d、0.29~0.40 mg/d、0.03~0.05 mg/d,并建立了铜、铁、锌、锰需要量与日龄和体重的动态预测模型。

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