Study on Low-Protein Level and Amino Acid Balance Model of Corn-Soybean Meal-Cottonseed Meal Type Diet for Laying Hens

ZHAO Qiancheng; ZHAO Guoxian; MA Kewei; HAO Yanshuang; LIU Guanzhong; LI Qian; YANG Bowen; LIU Run; CHANG Danping; WANG Qiufan; YU Shizheng

doi:10.12418/CJAN2023.280

Chinese Journal of Animal Nutrition >

2023 , Vol. 35 >Issue 5: 3001 - 3013

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2023.280

RESEARCH PAPER

Study on Low-Protein Level and Amino Acid Balance Model of Corn-Soybean Meal-Cottonseed Meal Type Diet for Laying Hens

ZHAO Qiancheng ^,¹ ,
ZHAO Guoxian ^,¹^,^* ,
MA Kewei ^,²^,^* ,
HAO Yanshuang ¹ ,
LIU Guanzhong ¹ ,
LI Qian ³ ,
YANG Bowen ¹ ,
LIU Run ¹ ,
CHANG Danping ¹ ,
WANG Qiufan ¹ ,
YU Shizheng ¹

Expand

¹ College of Animal Science and Technology, Hebei Agricultural University, Baoding 071001, China
² Baoding Vocational and Technical College, Baoding 071000, China
³ Hebei Institute of Animal Husbandry and Veterinary Medicine, Baoding 071000, China

*ZHAO Guoxian, professor, E-mail: zgx959@163.com;

MA Kewei, associate professor, E-mail: 549117066@qq.com

Received date: 2022-11-16

Online published: 2023-05-11

Fold

Abstract

This study was conducted to investigate the effects of the protein level and amino acid balance quantity of corn-soybean meal-cottonseed meal type diet on performance, egg quality, nutrient apparent metabolic rates and nitrogen emission of laying hens, in order to explore the feasibility of corn-soybean meal-cottonseed meal type low-protein diet in laying hen production, and to determine the appropriate protein level and reasonable amino acids balance model. A total of 504 healthy 400-day-old Hy-line Brown laying hens were randomly divided into 7 groups with 6 replicates per group and 12 hens per replicate. The type of diets for all groups was corn-soybean meal-cottonseed meal type. The dietary protein level of group 1 (control group) was 15.5 %. On the basis of the dietary protein level of control group, the dietary protein levels of groups 2, 3 and 4 were decreased by 1.5% and methionine (Met)+lysine (Lys), Met+Lys+threonine (Thr), Met+Lys+Thr+tryptophan (Trp) were balanced, respectively; the dietary protein levels of groups 5, 6 and 7 were decreased by 3.0% and Met+Lys, Met+Lys+Thr, Met+Lys+Thr+Trp were balanced, respectively. The experiment lasted for 91 days, including 7 days of pre-test and 84 days for formal test. The results showed as follows: 1) dietary protein level significantly affected laying rate and feed to egg ratio (P<0.05). Amino acid balance quantity significantly affected laying rate (P<0.05). Dietary protein level and amino acid balance quantity had significant interactions on laying rate and feed to egg ratio (P<0.05). Compared with the control group, there were no significant effects in the performance indicators of groups 2, 3 and 4, but the laying rate of groups 5, 6 and 7 decreased significantly (P<0.05), and the feed to egg ratio increased significantly (P<0.05). 2) Dietary protein level and amino acid balance quantity had no significant effects on egg quality indexes (P>0.05). Moreover, there were no significant interactions between dietary protein level and amino acid balance quantity on egg quality indexes (P>0.05). 3) Dietary protein level significantly affected the apparent metabolic rate of crude protein (P<0.05). Amino acid balance quantity had no significant effects on the apparent metabolic rates of crude protein, energy and ash (P>0.05). Dietary protein level and amino acid balance quantity had a significant interaction on apparent metabolic rate of crude protein (P<0.05). Compared with the control group, the apparent metabolic rate of crude protein of groups 2, 3 and 4 was significantly increased (P<0.05). 4) Dietary protein level and amino acid balance quantity significantly affected the contents of indole, skatole and ammonia in feces of laying hens (P<0.05). Dietary protein level and amino acid balance quantity had significant interactions on the contents of indole, skatole and ammonia in feces of laying hens (P<0.05). Compared with the control group, the content of indole in feces of groups 3, 4, 5, 6 and 7 was significantly reduced (P<0.05), and the contents of skatole and ammonia in feces of groups 2, 3, 4, 5, 6 and 7 were significantly reduced (P<0.05). 5) The profit of groups 2, 3 and 4 was higher than that of control group, and the economic benefit of group 2 was the highest. In summary, under this experimental condition, the corn-soybean meal-cottonseed meal type low-protein diet is feasible to apply in the production of laying hens. The protein level of the corn-soybean meal-cottonseed meal type diet can be reduced from 15.5% to 14.0% along with the balance of Met and Lys has no negative effect on the performance and egg quality of laying hens, moreover, it can improve the apparent metabolic rate of crude protein and reduce the nitrogen emission of laying hens, which has the highest economic benefit, at this time, the dietary amino acid balance pattern is Lys∶Met∶Thr∶Trp=100∶45∶54∶15. However, when the protein level of the corn-soybean meal-cottonseed meal type diet is reduced from 15.5% to 12.5%, even the balance of Met, Lys, Thr and Trp, it still has a negative impact on performance.

Key words： laying hens; low protein; soybean meal; cottonseed meal; amino acid balance model

Cite this article

ZHAO Qiancheng , ZHAO Guoxian , MA Kewei , HAO Yanshuang , LIU Guanzhong , LI Qian , YANG Bowen , LIU Run , CHANG Danping , WANG Qiufan , YU Shizheng . Study on Low-Protein Level and Amino Acid Balance Model of Corn-Soybean Meal-Cottonseed Meal Type Diet for Laying Hens[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2023 , 35(5) : 3001 -3013 . DOI: 10.12418/CJAN2023.280

目前蛋鸡饲粮主要为玉米-豆粕型,随着我国蛋鸡养殖业集约化、规模化发展,对豆粕的需求日益增加,我国豆粕年均产量约为1 400万t,而年均消费量高达7 000万t,严重依赖进口,进口大豆价格不断上涨,饲料成本持续上升,为养鸡业的发展带来不利影响,因此,开辟新的饲料来源来降低饲料成本成为养殖企业亟待解决的问题。使用杂粕替代豆粕或者推广低蛋白质饲粮技术是减少豆粕使用量降低饲料成本的2个主要途径。我国具有丰富的杂粕资源,2021年棉籽粕、菜籽粕、花生粕的年产量分别为580万、700万、400万t,相较于豆粕来源广泛且价格低廉^[1],合理使用杂粕替代豆粕可降低饲料成本;在蛋鸡上推行低蛋白质饲粮技术可有效减少蛋白质原料的使用量,同时还可提高蛋白质利用率,减轻氮排放带来的环境污染。任冰^[2]研究发现,在理想氨基酸模式的基础上将饲粮蛋白质水平由17%降至15%不会对蛋鸡的生产性能产生负面影响,同时还可以降低氮排放。但目前这些研究多以玉米-豆粕型饲粮为基础进行,而关于玉米-豆粕-棉籽粕型低蛋白质饲粮氨基酸平衡模式的研究还鲜见报道。鉴于此,本试验以玉米-豆粕-棉籽粕型饲粮为基础配制不同蛋白质水平且平衡不同数量氨基酸的饲粮,通过研究玉米-豆粕-棉籽粕型饲粮低蛋白质水平及氨基酸平衡数量对蛋鸡生产性能、蛋品质、养分表观代谢率以及粪中吲哚、粪臭素和氨气含量的影响,探究蛋鸡玉米-豆粕-棉籽粕型低蛋白质饲粮的可行性,并确定玉米-豆粕-棉籽粕型低蛋白质饲粮的适宜蛋白质水平以及氨基酸平衡模式。

1 材料与方法

1.1 试验设计

选取504只400日龄的健康海兰褐蛋鸡,随机分为7组,每组6个重复,每个重复12只鸡,各组蛋鸡平均体重、产蛋率无显著差异(P>0.05)。各组饲粮类型均为玉米-豆粕-棉籽粕型,其中1组(对照组)饲粮参照《海兰褐商品代蛋鸡饲养管理手册(2015)》和《鸡饲养标准》(NY/T 33—2004)配制,饲粮蛋白质水平为15.5%;2、3、4组饲粮蛋白质水平在对照组饲粮蛋白质水平的基础上降低1.5%并分别平衡蛋氨酸(Met)+赖氨酸(Lys)、Met+Lys+苏氨酸(Thr)和Met+Lys+Thr+色氨酸(Trp);5、6、7组饲粮蛋白质水平在对照组饲粮蛋白质水平的基础上降低3.0%并分别平衡Met+Lys、Met+Lys+Thr和Met+Lys+Thr+Trp。具体的试验分组见表1。预试期7 d,正试期84 d。试验饲粮组成及营养水平见表2。试验饲粮氨基酸平衡模式见表3。

表1 试验分组

Table 1 Test grouping

蛋白质水平 Protein levels/%	氨基酸平衡数量Amino acid balance quantities/个
蛋白质水平 Protein levels/%	0	2(Met+Lys)	3(Met+Lys+Thr)	4(Met+Lys+Thr+Trp)
15.5	1组(对照组)
14.0		2组	3组	4组
12.5		5组	6组	7组

Met:蛋氨酸 methionine;Lys:赖氨酸 lysine;Thr:苏氨酸 threonine;Trp:色氨酸tryptophan。表4至表7同 the same as Table 4 to Table 7。

表2 试验饲粮组成及营养水平(风干基础)

Table 2 Composition and nutrient levels of experimental diets (air-dry basis) %

项目 Items	组别Groups
项目 Items	1	2	3	4	5	6	7
原料Ingredients
玉米Corn	62.35	65.16	65.12	65.12	68.00	68.00	68.00
豆粕Soybean meal	11.74	7.09	6.95	6.90	3.00	2.83	2.77
小麦麸Wheat bran	3.20	5.10	5.10	5.10	5.80	5.80	5.80
棉籽粕Cottonseed meal	10.00	10.00	10.00	10.00	10.00	10.00	10.00
大豆油Soybean oil	1.31	1.20	1.20	1.20	1.30	1.30	1.30
磷酸氢钙CaHPO₄	1.07	1.10	1.10	1.10	1.15	1.15	1.15
石粉Limestone	8.60	8.60	8.65	8.65	8.68	8.68	8.68
食盐NaCl	0.30	0.30	0.30	0.30	0.50	0.50	0.50
预混料Premix¹⁾	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00	1.00
DL-蛋氨酸DL-Met	0.09	0.11	0.11	0.11	0.13	0.13	0.13
L-赖氨酸盐酸盐L-Lys·HCl	0.24	0.34	0.34	0.34	0.44	0.44	0.44
苏氨酸Thr	0.07		0.13	0.13		0.17	0.17
色氨酸Trp	0.03			0.05			0.06
合计Total	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00	100.00
营养水平Nutrient levels²⁾
代谢能ME/(MJ/kg)	11.08	11.08	11.11	11.10	11.07	11.07	11.07
粗蛋白质CP	15.53	14.03	14.09	14.11	12.68	12.71	12.72
钙Ca	3.50	3.50	3.51	3.51	3.52	3.52	3.52
有效磷AP	0.32	0.32	0.32	0.32	0.32	0.32	0.32
可消化蛋氨酸DMet	0.32	0.32	0.32	0.32	0.32	0.32	0.32
可消化蛋氨酸+可消化半胱氨酸DMet+DCys	0.57	0.55	0.54	0.54	0.53	0.53	0.53
可消化赖氨酸DLys	0.70	0.70	0.70	0.70	0.70	0.70	0.70
可消化苏氨酸DThr	0.50	0.38	0.50	0.50	0.33	0.50	0.50
可消化色氨酸DTrp	0.15	0.11	0.11	0.15	0.09	0.09	0.15

1)预混料为每千克饲粮提供The premix provided the following per kg of diets:VA 10 000 IU,VD₃ 3 000 IU,VE 10 mg,VK₃ 1 mg,烟酸 nicotinic acid 30 mg,泛酸 pantothenic acid 6.6 mg,叶酸 folic caid 0.75 mg,生物素 biotin 0.1 mg,Fe (as ferrous sulfate) 60 mg,Cu (as copper sulfate) 8 mg,Mn (as manganese sulfate) 60 mg,Zn (as zinc sulfate) 80 mg,I (as potassium sulfate) 0.35 mg,Se (as sodium sulfate) 0.3 mg。

2)粗蛋白质和钙为实测值,其余为计算值。CP and Ca were measured values, while the others were calculated values.

表3 试验饲粮氨基酸平衡模式

Table 3 Amino acid balance model of experimental diets

项目 Items	组别Groups
项目 Items	1	2	3	4	5	6	7
赖氨酸Lys	100	100	100	100	100	100	100
蛋氨酸Met	45	45	45	45	45	45	45
苏氨酸Thr	71	54	71	71	47	71	71
色氨酸Trp	21	15	15	21	12	12	21

1.2 饲养管理

试验前对鸡舍的地面、墙壁、鸡笼等进行彻底消毒。试验鸡采用阶梯式笼养,各组均匀地分布在各层,每天加料2次(08:00、15:00),终日保持饲料器内有饲粮。乳头式饮水器自由饮水,每日16:00—17:00清粪并打扫卫生1次,每周对鸡舍进行带鸡喷雾消毒1次,定期对鸡舍周围进行喷雾消毒。

1.3 测试指标及方法

1.3.1 生产性能

试验期间,以重复为单位记录产蛋数、蛋重,每周称料重,统计耗料量,计算产蛋率、平均日采食量和料蛋比。

产蛋率(%)=[产蛋总数/(鸡只数×试验天数)]×100;

平均日采食量[g/(d·只)]=耗料重/(鸡只数×试验天数);

料蛋比=耗料重/总蛋重;

平均蛋重=总蛋重/产蛋总数。

1.3.2 蛋品质

试验结束时,每个重复随机取3枚鸡蛋,测定如下蛋品质指标。

蛋重、蛋黄重:由电子天平测量,精确到0.01 g。

蛋白高度:用游标卡尺测量蛋黄周围蛋白层中心部分3个等距点的高度,取平均值,精确到0.01 mm。

蛋壳强度:采用以色列OKRA公司的蛋壳强度测定仪测定。

蛋壳厚度:使用螺旋测微器分别测量除去内外壳膜的蛋壳钝端、中部、锐端3个部位的厚度,取平均值,精确到0.01 mm。

蛋黄颜色:使用罗氏比色扇(Robotmation公司,日本)测定。

蛋形指数:用蛋形指数测定仪测量鸡蛋纵径和横径,精确到0.1 mm,纵径与横径的比值即为蛋形指数。

哈氏单位:哈氏单位利用如下公式计算得出。

哈氏单位=100×lg(H-1.7×W^0.37+7.57)。

式中:H为浓蛋白高度(mm);W为蛋重(g)。

1.3.3 饲粮养分表观代谢率

正试期最后3 d,以重复为单位,每24 h收集1次鲜粪,去除羽毛等杂物,按每千克鲜粪加入100 mL 10%的盐酸,混匀以固氮后放入-20 ℃冰箱保存。将粪样放入65 ℃烘箱中干燥至恒重,回潮24 h后,粉碎过40目筛,放入自封袋内于-20 ℃保存,以待分析。饲粮及粪中粗蛋白质、能量、粗灰分和酸不溶灰分含量的测定参考《饲料分析及饲料质量检测技术》。采用如下公式计算养分表观代谢率:

某养分表观代谢率(%)=100-[(粪中该养分含量×饲粮中酸不溶灰分含量)/(饲粮中该养分含量×粪中酸不溶灰分含量)]×100。

1.3.4 粪中氨气含量

试验结束前3 d,按重复收集新鲜粪样,剔除毛屑杂物,充分混匀。准确称取100 g新鲜粪样,装入500 mL磨口玻璃瓶中,用胶塞密封,室温下放置3 d,自然分解。用注射器抽取10 mL瓶中气体,注入大气采样器的U型吸收管中,用纳氏试剂比色法(HJ 533—2009,即原 GB/T 14668—93)测定氨气含量。

1.3.5 粪中粪臭素和吲哚含量

试验结束前3 d,按重复收集新鲜粪样,剔除毛屑杂物,充分混匀。粪中粪臭素和吲哚含量测定参照相应的试剂盒说明书进行,检测试剂盒购于武汉力博瑞生物科技有限公司。

1.4 数据统计分析

试验数据通过Excel 2019整理,采用SPSS 22.0统计软件的一般线性模型(GLM)进行双因素方差分析,并采用Duncan氏法进行多重比较,结果用平均值和均值标准误(SEM)表示,P<0.05为差异显著。

2 结果与分析

2.1 玉米-豆粕-棉籽粕型饲粮蛋白质水平及氨基酸平衡数量对蛋鸡生产性能的影响

由表4可知,饲粮蛋白质水平对产蛋率和料蛋比有显著影响(P<0.05),对平均日采食量和平均蛋重无显著影响(P>0.05)。与蛋白质水平为15.5%的对照组相比,12.5%蛋白质组的产蛋率降低了6.74%,差异达到显著水平(P<0.05),14.0%蛋白质组的产蛋率则无显著变化(P>0.05);此外,14.0%蛋白质组的产蛋率显著高于12.5%蛋白质组(P<0.05)。与对照组相比,12.5%蛋白质组的料蛋比增加了5.60%,差异达到显著水平(P<0.05),14.0%蛋白质组的料蛋比则无显著变化(P>0.05);此外,14.0%蛋白质组的料蛋比显著低于12.5%蛋白质组(P<0.05)。

表4 玉米-豆粕-棉籽粕型饲粮蛋白质水平及氨基酸平衡数量对蛋鸡生产性能的影响

Table 4 Effects of protein level and amino acid balance quantity of corn-soybean meal-cottonseed meal type diet on performance of laying hens

组别 Groups	蛋白质水平 Protein levels/%	氨基酸平衡数量 Amino acid balance quantities/个	产蛋率 Laying rate/%	平均日采食量 Average daily feed intake/ [g/(d·只)]	料蛋比 Feed/egg	平均蛋重 Average egg weight/g
1	15.5	0	81.70^a	135.99	2.68^c	62.17
2	14.0	2(Met+Lys)	81.16^a	133.01	2.64^c	62.18
3	14.0	3(Met+Lys+Thr)	81.79^a	132.55	2.66^c	61.03
4	14.0	4(Met+Lys+Thr+Trp)	82.77^a	135.57	2.69^c	60.83
5	12.5	2(Met+Lys)	76.47^b	133.60	2.87^a	60.84
6	12.5	3(Met+Lys+Thr)	75.62^b	128.89	2.83^ab	60.19
7	12.5	4(Met+Lys+Thr+Trp)	76.49^b	129.31	2.79^b	60.58
SEM			0.46	0.95	0.02	0.21
蛋白质水平Protein levels/%
15.5(对照Control)			81.70^a	135.99	2.68^b	62.17
14.0			81.90^a	133.71	2.66^b	61.35
12.5			76.19^b	130.60	2.83^a	60.53
氨基酸平衡数量Amino acid balance quantities/个
0(对照Control)			81.70^a	135.99	2.68	62.17
2(Met+Lys)			78.82^c	133.31	2.75	61.51
3(Met+Lys+Thr)			78.70^c	130.72	2.75	60.61
4(Met+Lys+Thr+Trp)			79.63^b	132.44	2.74	60.70
P值P-value
蛋白质水平Protein level			<0.001	0.150	<0.001	0.096
氨基酸平衡数量Amino acid balance quantity			0.017	0.602	0.902	0.251
蛋白质水平×氨基酸平衡数量 Protein level×amino acid balance quantity			0.041	0.420	0.036	0.651

	同列数据肩标无字母或相同字母表示差异不显著(P>0.05),不同小写字母表示差异显著(P<0.05)。下表同。
	In the same column, values with no letter or the same letter superscripts mean no significant difference (P>0.05), while with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05). The same as below.

氨基酸平衡数量对产蛋率有显著影响(P<0.05),对平均日采食量、料蛋比和平均蛋重无显著影响(P>0.05)。与未进行氨基酸平衡的对照组相比,平衡Met+Lys、Met+Lys+Thr、Met+Lys+Thr+Trp组的产蛋率分别降低了3.53%、3.67%、2.53%,差异均达到显著水平(P<0.05);此外,平衡Met+Lys+Thr+Trp组的产蛋率显著高于平衡Met+Lys、Met+Lys+Thr组(P<0.05)。

饲粮蛋白质水平与氨基酸平衡数量对产蛋率和料蛋比存在显著的交互作用(P<0.05),但对平均日采食量和平均蛋重无显著的交互作用(P>0.05)。与对照组相比,5、6、7组的产蛋率分别降低了6.40%、7.44%、6.38%,差异均达到显著水平(P<0.05),2、3、4组则无显著变化(P>0.05)。与对照组相比,5、6、7组的料蛋比分别增加了7.09%、5.60%、4.10%,差异均达到显著水平(P<0.05),2、3、4组则无显著变化(P>0.05)。

2.2 玉米-豆粕-棉籽粕型饲粮蛋白质水平及氨基酸平衡数量对蛋鸡蛋品质的影响

由表5可知,饲粮蛋白质水平和氨基酸平衡数量对蛋品质各项指标均无显著影响(P>0.05)。饲粮蛋白质水平与氨基酸平衡数量对蛋品质各项指标均无显著的交互作用(P>0.05)。

表5 玉米-豆粕-棉籽粕型饲粮粗蛋白质水平及氨基酸平衡数量对蛋鸡蛋品质的影响

Table 5 Effects of protein level and amino acid balance quantity of corn-soybean meal-cottonseed meal type diet on egg quality of laying hens

组别 Groups	蛋白质水平 Protein levels/%	氨基酸平衡数量 Amino acid balance quantities/个	蛋壳强度 Eggshell strength/ (N/m²)	蛋壳厚度 Eggshell thickness/ mm	蛋白高度 Albumen height/mm	哈氏单位 Haugh unit	蛋黄颜色 Yolk color
1	15.5	0	30.43	0.39	7.64	85.43	7.50
2	14.0	2(Met+Lys)	32.35	0.41	8.25	89.48	7.67
3	14.0	3(Met+Lys+Thr)	33.82	0.42	8.41	90.56	7.83
4	14.0	4(Met+Lys+Thr+Trp)	32.12	0.39	8.04	88.81	8.17
5	12.5	2(Met+Lys)	30.16	0.41	7.66	86.45	8.00
6	12.5	3(Met+Lys+Thr)	32.24	0.40	8.36	90.74	8.00
7	12.5	4(Met+Lys+Thr+Trp)	30.80	0.39	8.29	90.80	8.50
SEM			0.658	0.003	0.108	0.622	0.097
蛋白质水平Protein levels/%
15.5(对照Control)			30.43	0.39	7.64	85.43	7.50
14.0			32.76	0.40	8.23	89.61	7.89
12.5			31.07	0.41	8.10	89.33	8.17
氨基酸平衡数量Amino acid balance quantities/个
0(对照Control)			30.43	0.39	7.64	85.43	7.50
2(Met+Lys)			31.25	0.41	7.96	87.96	7.83
3(Met+Lys+Thr)			33.03	0.41	8.38	90.65	7.92
4(Met+Lys+Thr+Trp)			31.46	0.39	8.16	89.80	8.33
P值P-value
蛋白质水平Protein level			0.244	0.327	0.564	0.826	0.238
氨基酸平衡数量Amino acid balance quantity			0.549	0.056	0.317	0.234	0.180
蛋白质水平×氨基酸平衡数量 Protein level×amino acid balance quantity			0.969	0.722	0.323	0.287	0.945

2.3 玉米-豆粕-棉籽粕型饲粮粗蛋白质水平及氨基酸平衡数量对蛋鸡养分表观代谢率的影响

由表6可知,饲粮蛋白质水平对粗蛋白质表观代谢率有显著影响(P<0.05),对粗灰分和能量表观代谢率无显著影响(P>0.05)。与对照组相比,14.0%蛋白质组的粗蛋白质表观代谢率提高了6.83%,差异达到显著水平(P<0.05),12.5%蛋白质组的粗蛋白质表观代谢率则无显著变化(P>0.05);此外,14.0%蛋白质组的粗蛋白质表观代谢率显著高于12.5%蛋白质组。

表6 玉米-豆粕-棉籽粕型饲粮蛋白质水平及氨基酸平衡数量对蛋鸡养分表观代谢率的影响

Table 6 Effects of protein level and amino acid balance quantity of corn-soybean meal-cottonseed meal type diet on apparent metabolic rates of nutrients of laying hens %

组别 Groups	蛋白质水平 Protein levels/%	氨基酸平衡数量 Amino acid balance quantities/个	粗蛋白质表观代谢率 Crude protein apparent metabolic rate	能量表观代谢率 Energy apparent metabolic rate	粗灰分表观代谢率 Ash apparent metabolic rate
1	15.5	0	47.90^b	80.21	40.89
2	14.0	2(Met+Lys)	51.65^a	81.30	42.36
3	14.0	3(Met+Lys+Thr)	51.87^a	81.89	41.57
4	14.0	4(Met+Lys+Thr+Trp)	51.92^a	78.56	40.70
5	12.5	2(Met+Lys)	49.64^b	81.60	44.04
6	12.5	3(Met+Lys+Thr)	48.45^b	80.05	43.11
7	12.5	4(Met+Lys+Thr+Trp)	49.75^b	79.76	42.54
SEM			0.238	0.220	0.671
蛋白质水平Protein levels/%
15.5(对照Control)			47.90^b	80.21	40.89
14.0			51.17^a	80.70	41.54
12.5			48.28^b	80.47	43.23
氨基酸平衡数量Amino acid balance quantities/个
0(对照Control)			47.90	80.21	40.89
2(Met+Lys)			50.64	81.45	43.20
3(Met+Lys+Thr)			50.16	80.97	42.34
4(Met+Lys+Thr+Trp)			50.74	79.22	41.62
P值P-value
蛋白质水平Protein level			<0.001	0.917	0.348
氨基酸平衡数量Amino acid balance quantity			0.132	0.189	0.768
蛋白质水平×氨基酸平衡数量 Protein level×amino acid balance quantity			0.035	0.170	0.998

氨基酸平衡数量对粗蛋白质、能量和粗灰分表观代谢率均未产生显著影响(P>0.05)。

饲粮蛋白质水平与氨基酸平衡数量对粗蛋白质表观代谢率有显著的交互作用(P<0.05),对能量、粗灰分表观代谢率无显著的交互作用(P>0.05)。与对照组相比,2、3、4组的粗蛋白质表观代谢率分别提高了7.83%、8.29%、8.39%,差异均达到显著水平(P<0.05),5、6、7组的粗蛋白质表观代谢率则无显著变化(P>0.05)。

2.4 玉米-豆粕-棉籽粕型饲粮蛋白质水平及氨基酸平衡数量对蛋鸡粪中吲哚、粪臭素和氨气含量的影响

由表7可知,饲粮蛋白质水平对粪中吲哚、粪臭素以及氨气含量均有显著影响(P<0.05)。与对照组相比,14.0%、12.5%蛋白质组粪中吲哚含量分别降低了13.92%、35.01%,差异均达到显著水平(P<0.05);此外,12.5%蛋白质组粪中吲哚含量比14.0%蛋白质组降低了24.51%(P<0.05)。与对照组相比,14.0%、12.5%蛋白质组粪中粪臭素含量分别降低了21.30%、29.86%,差异均达到显著水平(P<0.05);此外,12.5%组蛋白质粪中粪臭素含量比14.0%蛋白质组降低了10.87%(P<0.05)。与对照组相比,14.0%、12.5%蛋白质组粪中氨气含量分别降低了12.12%、22.64%,差异均达到显著水平(P<0.05);此外,12.5%蛋白质组粪中氨气含量比14.0%蛋白质组降低了11.97%(P<0.05)。

表7 玉米-豆粕-棉籽粕型饲粮蛋白质水平及氨基酸平衡数量对蛋鸡粪中吲哚、粪臭素和氨气含量的影响

Table 7 Effects of protein level and amino acid balance quantity of corn-soybean meal-cottonseed meal type diet on contents of indole, skatole and ammonia in feces of laying hens

组别 Groups	蛋白质水平 Protein levels/%	氨基酸平衡数量 Amino acid balance quantities/个	吲哚 Indole/(mg/L)	粪臭素 Skatole/(mg/L)	氨气 Ammonia/ (mg/m³)
1	15.5	0	79.97^a	426.28^a	181.12^a
2	14.0	2(Met+Lys)	74.52^ab	344.52^b	159.27^b
3	14.0	3(Met+Lys+Thr)	69.78^b	323.42^bcd	159.36^b
4	14.0	4(Met+Lys+Thr+Trp)	62.21^c	338.50^bc	158.88^b
5	12.5	2(Met+Lys)	51.61^d	311.09^bcd	140.17^c
6	12.5	3(Met+Lys+Thr)	50.82^d	301.37^cd	140.26^c
7	12.5	4(Met+Lys+Thr+Trp)	53.47^b	284.53^d	139.89^c
SEM			1.20	5.91	1.30
蛋白质水平Protein levels/%
15.5(对照Control)			79.97^a	426.28^a	181.12^a
14.0			68.84^b	335.48^b	159.17^b
12.5			51.97^c	299.00^c	140.11^c
氨基酸平衡数量Amino acid balance quantities/个
0(对照Control)			79.97^a	426.28^a	181.12^a
2(Met+Lys)			63.06^b	327.81^b	149.72^b
3(Met+Lys+Thr)			60.30^bc	312.40^b	149.81^b
4(Met+Lys+Thr+Trp)			57.84^c	311.52^b	149.39^b
P值P-value
蛋白质水平Protein level			<0.001	<0.001	<0.001
氨基酸平衡数量Amino acid balance quantity			0.043	0.013	<0.001
蛋白质水平×氨基酸平衡数量 Protein level×amino acid balance quantity			0.003	0.037	0.027

氨基酸平衡数量对粪中吲哚、粪臭素以及氨气含量均有显著影响(P<0.05)。与对照组相比,平衡Met+Lys、Met+Lys+Thr、Met+Lys+Thr+Trp组粪中吲哚含量分别降低了21.15%、24.60%、27.67%,差异均达到显著水平(P<0.05);此外,平衡Met+Lys+Thr+Trp组粪中吲哚含量显著低于平衡Met+Lys组(P<0.05)。与对照组相比,平衡Met+Lys、Met+Lys+Thr、Met+Lys+Thr+Trp组粪中粪臭素含量分别降低了23.10%、26.71%、26.92%,差异均达到显著水平(P<0.05);平衡Met+Lys、Met+Lys+Thr、Met+Lys+Thr+Trp组之间粪中粪臭素含量无显著差异(P>0.05)。与对照组相比,平衡Met+Lys、Met+Lys+Thr、Met+Lys+Thr+Trp组粪中氨气含量分别降低了17.34%、17.29%、17.52%,差异均达到显著水平(P<0.05);平衡Met+Lys、Met+Lys+Thr、Met+Lys+Thr+Trp组之间粪中氨气含量无显著差异(P>0.05)。

饲粮蛋白质水平与氨基酸平衡数量对粪中吲哚、粪臭素以及氨气含量有显著的交互作用(P<0.05)。与对照组相比,3、4、5、6、7组粪中吲哚含量均显著降低(P<0.05),2组则无显著变化(P>0.05)。与对照组相比,所有试验组粪中粪臭素和氨气含量均显著降低(P<0.05)。

2.5 玉米-豆粕-棉籽粕型饲粮蛋白质水平及氨基酸平衡数量对蛋鸡经济效益的影响

由表8可知,2、3、4组的利润均高于对照组,其中2组的经济效益最好,其利润比对照组提高了24.17%。

表8 玉米-豆粕-棉籽粕型饲粮蛋白质水平及氨基酸平衡数量对蛋鸡经济效益的影响

Table 8 Effects of protein level and amino acid balance quantity of corn-soybean meal-cottonseed meal type diet on economic benefit of laying hens

组别 Groups	饲料单价 Feed unit-price/ (元/kg)	饲料用量 Feed consumption/ kg	鸡蛋单价 Egg unit-price/ (元/kg)	鸡蛋产量 Egg production/ kg	利润 Profit/元
1	2.98	822.47	9.32	307.20	412.11
2	2.90	804.44	9.32	305.21	511.71
3	2.92	801.66	9.32	301.89	472.80
4	2.95	819.93	9.32	304.51	419.25
5	2.88	808.01	9.32	281.38	295.38
6	2.90	779.53	9.32	275.28	304.97
7	2.93	782.07	9.32	280.25	320.47

3 讨论

3.1 玉米-豆粕-棉籽粕型饲粮蛋白质水平及氨基酸平衡数量对蛋鸡生产性能的影响

蛋白质是是动物生长发育所必需的三大营养物质之一,是组成动物体一切细胞组织的原料,同时也可维持机体正常的新陈代谢和各类物质在体内的运输,满足动物对蛋白质的需要是维持其正常生长与生产的保证^[3]。研究发现,随着饲粮蛋白质水平的降低,补充晶体氨基酸可最大限度的维持蛋鸡的生产性能^[4-5]。Uyanga等^[5]研究发现,将玉米-豆粕型饲粮蛋白质水平降低2%同时添加0.05%~0.20%的精氨酸不会对蛋鸡的生产性能产生负面影响。Rahman等^[6]研究表明,将玉米-豆粕型饲粮的蛋白质水平降低1.5%对蛋鸡产蛋率、蛋重等生产性能指标无显著影响,Wu等^[7]和张恒硕^[8]也得出了类似的结果。目前公认玉米-豆粕型饲粮平衡第一、二限制性氨基酸后可将蛋白质水平降低2%~4%而不会对蛋鸡的生产性能和蛋品质产生负面影响。但是,当饲粮蛋白质水平降低到一定程度时即使添加氨基酸也无法维持其生产性能。例如,李君^[9]研究表明,将玉米-豆粕型饲粮的蛋白质水平由16%降至10%时,即使补充10种氨基酸也会显著降低蛋鸡的产蛋率与平均蛋重,推测是由于肽不能满足机体需求。车彦卓等^[10]研究发现,将玉米-豆粕-黑水虻型饲粮蛋白质水平降低3%会显著降低蛋鸡的生产性能,推测可能是蛋鸡对于小肽、非必需氨基酸具有最低需要量。本试验结果显示,将玉米-豆粕-棉籽粕型饲粮的蛋白质水平降低1.5%并平衡Met+Lys、Met+Lys+Thr和Met+Lys+Thr+Trp后蛋鸡的产蛋率和料蛋比均可达到对照组水平;进一步将蛋白质水平降低3.0%时,即使补充4种氨基酸(Met+Lys+Thr+Trp),依旧对蛋鸡的生产性能产生了负面影响,与上述玉米-豆粕型低蛋白质饲粮条件下所得研究结果不一致,与车彦卓等^[10]的研究结果一致,造成此结果的原因可能与试验饲粮类型有关,棉籽粕中氨基酸比例不如豆粕平衡,将饲粮蛋白质水平降低3%可能造成除了本试验补充的4种氨基酸以外的氨基酸或者肽缺乏,从而降低了蛋鸡的生产性能。张思轩等^[11]研究表明,对于用4%棉籽粕替代豆粕的玉米-豆粕-棉籽粕型饲粮,通过平衡6种可消化氨基酸,将蛋白质水平降低2%~4%不会对蛋鸡的生产性能产生负面影响。本试验结果与张思轩等^[11]的研究结果不一致,这可能与棉籽粕替代豆粕的量有关,本试验使用10%棉籽粕替代豆粕,影响了饲粮中Met、Lys、Thr和Trp以外的氨基酸或者肽平衡。Torki等^[12]研究发现,蛋鸡的蛋重不受低蛋白质饲粮的影响,这与本试验结果一致。

3.2 玉米-豆粕-棉籽粕型饲粮蛋白质水平及氨基酸平衡数量对蛋鸡蛋品质的影响

鸡蛋主要依赖蛋壳抵御外界压力,蛋壳强度和蛋壳厚度对降低运输过程中鸡蛋破损率起着重要作用,一般认为,在营养方面对蛋壳质量产生影响的因素为钙、磷以及碳酸根离子^[13],适当降低饲粮蛋白质水平并不会对蛋壳强度和蛋壳厚度产生影响^[14],这与本试验研究结果一致。前人研究表明,低蛋白质饲粮对蛋品质的影响主要体现在蛋黄颜色和蛋白高度方面,玉米含有丰富的叶黄素,低蛋白质饲粮中玉米用量通常会有所增加,因此蛋鸡对叶黄素的摄入量会增加,从而造成蛋黄颜色加深^[15]。本试验结果表明,饲粮蛋白质水平虽未对蛋黄颜色产生显著影响,但从数值上可以看出蛋黄颜色随着蛋白质水平的降低呈上升的趋势,与前人研究结果一致,说明低蛋白质饲粮对蛋黄颜色的影响不受饲粮类型的影响。有关低蛋白质饲粮对蛋白高度影响的研究结果不尽相同。Torki等^[12]报道,将玉米-豆粕型饲粮的蛋白质水平降低1.5%~4.5%并补充氨基酸对蛋白高度无显著影响;任冰^[2]研究发现,将玉米-豆粕型饲粮蛋白质水平降低0.5%~2%并补充氨基酸显著降低了蛋白高度。本试验结果表明,将玉米-豆粕-棉籽粕型饲粮蛋白质水平降低1.5%或3.0%并平衡Met+Lys、Met+Lys+Thr或Met+Lys+Thr+Trp均未对蛋白高度产生显著影响,与前人研究结果不尽相同。本试验条件下,降低饲粮蛋白质水平未对蛋品质产生负面影响,这可能与本试验中的产蛋率较低有关,但其具体作用机制还有待进一步研究。

3.3 玉米-豆粕-棉籽粕型饲粮蛋白质水平及氨基酸平衡数量对蛋鸡养分表观代谢率的影响

养分表观代谢率可以在一定程度上反映动物对饲粮中营养物质的消化吸收利用情况,是衡量蛋鸡对营养物质吸收利用的重要指标。养分表观代谢率的高低与饲粮营养价值密切相关,蛋鸡对养分的利用水平更是直接影响其生产性能和蛋品质。随着饲粮蛋白质水平的降低,其中氨基酸含量也随之下降,在适宜的蛋白质水平下除了限制性氨基酸以外其他氨基酸含量是相对富余的,但由于限制性氨基酸含量不足,从而影响了动物对其他氨基酸的利用效率,因而可以通过额外补充限制性氨基酸来平衡饲粮中的氨基酸,提高动物对其他氨基酸的利用效率,进而提高动物对蛋白质的利用效率,维持其正常生产性能。由于棉籽粕本身氨基酸含量不平衡,因此在其使用中需更加注重氨基酸平衡问题。王斯佳^[16]研究表明,将玉米-豆粕-棉籽粕型饲粮蛋白质水平降低1%~2%并平衡Lys、Met和Trp对肉鸡养分表观消化率未产生显著影响,但各阶段的粗蛋白质表观代谢率均与饲粮蛋白质水平呈负相关。张利敏^[17]研究表明,将玉米-豆粕-棉籽粕-菜籽粕型饲粮蛋白质水平由15.5%降到14.0%可以显著提高蛋鸡的粗蛋白质表观代谢率。本试验结果显示,将玉米-豆粕-棉籽粕型饲粮蛋白质水平由15.5%降到14.0%并平衡Met+Lys、Met+Lys+Thr或Met+Lys+Thr+Trp均可显著提高蛋鸡的粗蛋白质表观代谢率,说明平衡氨基酸可以缓解降低饲粮蛋白质水平带来的不利影响,达到与对照组相当的生产性能和蛋品质,与张利敏^[17]的试验结果一致;但进一步降低饲粮蛋白质水平到12.5%时,即使补充Met+Lys+Thr+Trp这4种氨基酸也只能维持与对照组相当的粗蛋白质表观代谢率,机体吸收利用蛋白质的量不能达到对照组水平,从而降低蛋鸡的产蛋率。本试验结果证明在蛋鸡生产中应用玉米-豆粕-棉籽粕型低蛋白质饲粮具有可行性,饲粮蛋白质水平(15.5%)降低1.5%时平衡Met+Lys即可维持正常生产,但饲粮蛋白质水平降低3.0%时即使补充Met+Lys+Thr+Trp这4种氨基酸也会降低生产性能,饲粮蛋白质水平降低3.0%时需要平衡的氨基酸数量及添加剂量还有待进一步研究。

3.4 玉米-豆粕-棉籽粕型饲粮蛋白质水平及氨基酸平衡数量对蛋鸡粪中吲哚、粪臭素和氨气含量的影响

随着蛋鸡养殖的规模化、集约化发展,其排泄物对环境造成的污染也受到越来越多的关注。蛋鸡粪氮的排放量与饲粮中氮含量密切相关,其中不能完全被消化和吸收的氨基酸可以在微生物的作用下转化为吲哚、粪臭素、氨气等有害物质,影响鸡舍环境,危害鸡体健康,而通过营养手段调控氮摄入量可降低氮排放。大量研究表明,氨基酸平衡的低蛋白质饲粮可提高动物对蛋白质的吸收利用,提高氮沉积率,显著降低氮排放量^[18-19]。Ji等^[20]研究发现,玉米-豆粕型饲粮蛋白质水平在一定范围内每降低1%,氮排放量可以降低8%~10%。Bezerra等^[21]研究发现,玉米-豆粕型饲粮条件下,与蛋白质水平为17.0%的对照组相比,蛋白质水平为16.32%、15.50%、14.00%的低蛋白质饲粮组氮排放量分别降低10%、12%、14%。张思轩等^[18]研究表明,玉米-豆粕-棉籽粕型、玉米-豆粕-花生粕型氨基酸平衡的低蛋白质饲粮均可降低肉鸡对吲哚、粪臭素和氨气的排放,说明氮排放只受饲粮蛋白质水平影响而不受饲粮类型影响。王斯佳^[16]研究显示,将玉米-豆粕-棉籽粕型饲粮蛋白质水平降低2%并平衡Met、Lys和Thr可显著降低肉鸡各阶段的氮排放量。本试验结果表明,饲喂玉米-豆粕-棉籽粕型饲粮的蛋鸡对吲哚、粪臭素和氨气的排放量与饲粮蛋白质水平呈正相关,并且平衡Met+Lys+Thr+Trp组蛋鸡粪中吲哚含量量显著低于平衡Met+Lys组,说明饲粮氨基酸越平衡,蛋鸡对蛋白质的利用率越高,氮排放越低,与前人研究结果一致,说明粪中吲哚、粪臭素和氨气含量与饲粮蛋白质水平和氨基酸平衡模式有关,与饲粮类型无关。

4 结论

本试验条件下,在蛋鸡生产中应用玉米-豆粕-棉籽粕型低蛋白质饲粮具有可行性。将玉米-豆粕-棉籽粕型饲粮蛋白质水平由15.5%降至14.0%时平衡Met+Lys对蛋鸡的生产性能和蛋品质无负面影响,同时可提高粗蛋白质表观代谢率,减少粪中吲哚、粪臭素及氨气含量,具有最好的经济效益,此时饲粮氨基酸平衡模式为Lys∶Met∶Thr∶Trp=100∶45∶54∶15;将玉米-豆粕-棉籽粕型饲粮蛋白质水平由15.5%降至12.5%时,即使平衡Met+Lys+Thr+Trp,依旧会对蛋鸡的生产性能产生负面影响。

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