Chinese Journal of Animal Nutrition >

2024 , Vol. 36 >Issue 8: 4997 - 5012

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2024.426

RESEARCH PAPER

Evaluation of Tolerance of Potassium Diformate in Broiler Chickens

  • CHEN Xing , * ,
  • ZHENG Aijuan * ,
  • CHEN Zhimin ,
  • WANG Zedong ,
  • HAN Yunsheng ,
  • LIU Weiwei ,
  • CAI Hongying ,
  • LIU Guohua
Expand
  • Key Laboratory of Feed Biotechnology of the Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Risk Assessment Laboratory of Animal Product Quality Safety Feed Source Factors of the Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Feed Research Institute of Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China
*associate professor, E-mail:

Received date: 2023-12-22

  Online published: 2024-08-12

Fold

Abstract

This study was aimed to evaluate the tolerance of broiler chickens to the application of potassium diformate, in accordance with the Guidelines for Evaluating the Tolerance of Animal Target Animals with Feed Raw Materials and Feed Additives (Trial). A total of 360 one-day-old Arbor Acres broilers were randomly divided into three groups, with six replicates per groups, and 20 chickens per replicates, half cock and half hens were reared in separate cages. The control group was fed a basal diet, and the treatment groups were supplemented with 4 and 40 g/kg of potassium diformate based on the basal diet, respectively. The experiment period was 42 days. Results showed as follows: 1) compared with 4 g/kg potassium diformate group, 40 g/kg potassium diformate significantly decreased average daily gain (P<0.05)and significantly increased the ratio of feed to gain of broilers (P<0.05); the average daily feed intake of cocks in 40 g/kg potassium dicarboxylate group was significantly lower than that in 4 g/kg potassium dicarboxylate group (P<0.05). 2) Compared with the control group, dietary supplementation of 40 g/kg potassium dicarboxylate significantly increased the number of red blood cells in blood of 21-day-old cocks (P<0.05), and decreased the proportion of intermediate cells in blood of hens (P<0.05). At 42 days of age, compared with the control group, dietary supplementation with 40 g/kg potassium dicarboxylate significantly decreased the plateletcrit of cocks (P<0.05); supplementation with 4 and 40 g/kg potassium dicarboxylate significantly decreased platelet count and plateletcrit in hens (P<0.05). 3) Compared with the control group, the inclusion of 40 g/kg potassium diformate in the diet were led to a significant increase the serum urea content (P<0.05), and decreased in uric acid content in 21-day-old cocks (P<0.05). 4) Compared with the control group, the addition of potassium diformate to the diet did not have a significant effect on the organ indexes of broiler chickens (P>0.05), and no pathological changes were observed in the tissues. In conclusion, the addition of 40 g/kg potassium diformate to the diet enhances the body’s protein metabolism without impacting organ development. However, it observes that this supplementation significantly decreases the growth performance of broiler chickens. These findings confirm that the tolerance level of broiler chickens to potassium diformate is below 40 g/kg.

Key words： potassium diformate; tolerance; broiler chicken; organ index; histopathology

Cite this article

CHEN Xing , ZHENG Aijuan , CHEN Zhimin , WANG Zedong , HAN Yunsheng , LIU Weiwei , CAI Hongying , LIU Guohua . Evaluation of Tolerance of Potassium Diformate in Broiler Chickens[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2024 , 36(8) : 4997 -5012 . DOI: 10.12418/CJAN2024.426

滥用抗生素导致动物对抗生素类药物的耐药性提高,对环境、公共卫生和食品安全构成潜在风险[1-2]。因此,应用抗生素的替代品来调节动物机体健康是非常重要的[3]。在后抗生素时代,有机酸(organic acid, OA)及其复合物愈发受到关注[4]。有机酸的主要功能是降低消化道的pH,灭除肠道中的致病菌[5]。有机酸可以减少消化道排空时间,增加胃蛋白酶活性和氮潴留,并改善矿物质的消化、吸收和转运[6]。二甲酸钾(potassium diformate, KDF)作为一种有机酸,是由甲酸(formic acid, FA)和甲酸钾(potassium formate, PF)通过氢键和共价键连接而成的白色结晶化合物,具有吸湿性强、易溶于水、挥发性低和无不良气味的优点[7-8]。与甲酸盐相比,二甲酸钾腐蚀性较小,动物摄入后在胃中解离成甲酸和钾离子,有效解决了甲酸无法到达肠道的问题[9]。此外,二甲酸钾可以提供钾离子,调节机体电解质平衡,提高氨基酸利用率[10]。前期研究证实,二甲酸钾作为酸化剂添加到饲粮中可以提高动物的生长性能、免疫指标和养分利用率,同时增强消化酶的活性并促进肠道益生菌的生长[11-12]。目前,肉鸡饲粮中二甲酸钾的添加量通常为1~8 g/kg,但对于高剂量的二甲酸钾对肉鸡生长发育的研究报道较少。因此,本试验依据《饲料原料和饲料添加剂畜禽靶动物耐受性评价试验指南(试行)》对二甲酸钾在肉鸡中的应用进行耐受性评价,探究高剂量二甲酸钾(40 g/kg)对肉鸡生长性能、血液生理生化指标、器官指数和组织器官病理学的影响,为二甲酸钾在肉鸡上的应用提供理论指导。

1 材料与方法

1.1 试验材料

二甲酸钾纯度为95%,白色结晶粉状。

1.2 试验设计

本试验经中国农业科学院饲料研究所动物护理与 使 用 委 员 会 的 伦 理 批 准 ( AEC - CAAS -20191106) 。采用双因素试验设计,选取健康、体重相近的360只1日龄爱拔益加(AA)肉鸡,随机分为3组,每组6个重复,每个重复20只鸡,公母各占1/2且分笼饲养。肉鸡的平均体重为(42.00±0.45) g,各笼间体重差异不显著(P>0.05)。对照组饲喂基础饲粮,试验组在基础饲粮中分别添加4和40 g/kg的二甲酸钾,试验期42 d。
基础饲粮参考《鸡饲养标准》(NY/T 33—2004)进行配制,其组成及营养水平参见本课题前期研究[13]。饲粮中粗蛋白质、钙和总磷、氨基酸含量测定分别参考GB/T 6432—2018、NY/T 3318—2018、GB/T 18246—2019的方法。肉鸡的饲养管理和本课题组前期发表的文章[14]相同。试验分为2阶段进行,1~21日龄为生长前期,22~42日龄为生长后期。试验鸡群健康状况良好,全程未采取任何治疗措施。

1.3 指标测定

1.3.1 生长性能

以每个重复为单位,在1和42日龄对每个重复的肉鸡进行称重,计算肉鸡的平均日增重(ADG)。通过每日统计肉鸡的喂料量、剩料量和死亡数,计算平均日采食量(ADFI)。根据平均日增重和平均日采食量计算料重比(F/G)。

1.3.2 血液生理生化指标

在21和42日龄时,每个重复随机选取2只鸡(公、母各1只),每组共计选取12只肉鸡。在采样前禁饲12 h,用医用采血针翅下静脉采集血液,部分储存于抗凝管(5 mL,含乙二胺四乙酸二钾)中,用于血液常规指标测定。另一部分储存在促凝管中,放置于离心机中,1 036×g离心5 min后,取上清液用于血清生化指标测定。采用血细胞分类计数器(BC-5000, 迈瑞生物医学电子有限公司)检测血常规指标。采用全自动生化分析仪(AU5800, American Beckman Coulter Co., Ltd.,美国)测定血清中谷丙转氨酶、谷草转氨酶和碱性磷酸酶活性以及总蛋白、白蛋白、葡萄糖、尿素、尿酸、肌酐、总胆红素含量。

1.3.3 器官指数

在42日龄,每个重复随机取2只肉鸡(公、母各1只),每组共计选取12只肉鸡。经颈静脉放血致死后,取心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、胸腺、胰腺、嗉囊、肌胃、腺胃、十二指肠、空肠、回肠、盲肠、直肠和法氏囊,称重后计算各器官重占活重的比例,即为器官指数。

1.3.4 组织器官病理学观察

在42日龄,从对照组和40 g/kg二甲酸钾组的每个重复中选取体重接近的2只肉鸡(公、母各1只),安乐致死,分别取肉鸡的心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、胸腺、胰腺、肌胃、腺胃、十二指肠、空肠、回肠和盲肠,保存于4%多聚甲醛溶液中。将固定好的组织样品经脱水、透明、浸蜡、包埋后,用全自动旋转石蜡切片机(HM355S, Thermo Scientifific, 英国)进行切片,经自动染色机(A81500101, Thermo Scientifific,英国)染色后用中性树脂密封,光镜观察并拍照。

1.4 数据统计

数据采用SPSS 17.0软件进行二甲酸钾和性别双因素方差分析,对主效应显著的指标进行Tukey’s多重比较。对二甲酸钾和性别间交互作用显著的指标,公、母分别进行单因素方差分析,对主效应显著的指标进行Tukey’s多重比较。P<0.05时差异显著,0.05≤P<0.10时差异趋向显著。

2 结果与分析

2.1 二甲酸钾对肉鸡生长性能的影响

由表1可知,与对照组相比,饲粮中添加40 g/kg的二甲酸钾显著降低了公鸡的平均日增重并显著提高了料重比(P<0.05),4 g/kg二甲酸钾组平均日增重、平均日采食量和料重比无显著差异(P>0.05)。此外,4 g/kg二甲酸钾组公鸡的平均日采食量显著高于40 g/kg组(P<0.05)。对于母鸡,与对照组相比,饲粮中添加40 g/kg的二甲酸钾显著降低了平均日增重并显著提高了料重比(P<0.05),4 g/kg二甲酸钾组平均日增重和料重比无显著差异(P>0.05)。
表1 饲粮中添加二甲酸钾对肉鸡生长性能的影响

Table 1 Effects of supplementing potassium diformate in diet on growth performance of broiler chickens

项目
Items		 平均日增重
ADG/g		 平均日采食量
ADFI/g		 料重比
F/G
性别Sex 组别Groups
公鸡Cocks 0(对照control) 59.86a 93.75ab 1.565b
4 g/kg 63.75a 98.76a 1.549b
40 g/kg 47.12b 87.58b 1.881a
SEM 1.912 1.894 0.051
P值P-value <0.001 0.038 0.005
母鸡Hens 0(对照control) 57.77a 88.14 1.534b
4 g/kg 60.67a 93.18 1.535b
40 g/kg 45.99b 89.75 1.957a
SEM 1.721 1.392 0.064
P值P-value <0.001 0.340 <0.001
主效应分析Main effect analysis


添加量
Addition level		 0(对照control) 58.05ab 90.91b 1.566b
4 g/kg 62.27a 96.04a 1.542b
40 g/kg 46.62b 88.73c 1.903a

性别Sex		 公鸡Cocks 56.93 93.46 1.642
母鸡Hens 54.87 90.42 1.648


P值P-value		 添加量Addition level <0.001 0.025 <0.001
性别Sex 0.087 0.165 0.837
添加量×性别Addition level×sex 0.799 0.240 0.651

同列数据肩标不同小写字母表示差异显著(P<0.05),相同字母或无字母表示差异不显著(P>0.05)。下表同。

In the same column, values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), while with the same or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as below.

主效应分析表明,与4 g/kg二甲酸钾组相比,饲粮中添加40 g/kg的二甲酸钾显著降低了肉鸡的平均日增重(P<0.05),但与对照组之间无显著差异(P>0.05)。4 g/kg二甲酸钾组肉鸡的平均日采食量显著高于对照组和40 g/kg二甲酸钾组(P<0.05),且对照组显著高于40 g/kg二甲酸钾组(P<0.05)。4 g/kg二甲酸钾组与对照组的料重比之间无显著差异(P>0.05),但显著低于40 g/kg二甲酸钾组(P<0.05)。饲粮中添加二甲酸钾对不同性别肉鸡的平均日采食量和料重比无显著影响(P>0.05),但公鸡表现出优于母鸡平均日增重的趋势(P=0.087)。肉鸡的性别和二甲酸钾添加量对肉鸡的生长性能无显著互作效应(P>0.05)。

2.2 二甲酸钾对肉鸡血常规指标的影响

饲粮中添加二甲酸钾对肉鸡21和42日龄血常规指标的影响分别见表2和表3。在21日龄时,与对照组相比,饲粮中添加4和40 g/kg的二甲酸钾显著提高了公鸡血液中红细胞数量(P<0.05),其中40 g/kg二甲酸钾组显著高于4 g/kg二甲酸钾组(P<0.05)。40 g/kg的二甲酸钾显著降低了母鸡血液中间细胞数量(P<0.05),但对照组和4 g/kg二甲酸钾组之间无显著差异(P>0.05)。在42日龄时,饲粮中添加40 g/kg的二甲酸钾显著降低了公鸡血液中血小板数量和血小板压积(P<0.05),但对照组和4 g/kg的二甲酸钾组间无显著差异(P>0.05)。与对照组相比,添加4和40 g/kg的二甲酸钾显著降低了母鸡血小板数量和血小板压积(P<0.05),而4和40 g/kg二甲酸钾组间无显著差异(P>0.05)。
表2 饲粮中添加二甲酸钾对肉鸡21日龄血常规指标的影响

Table 2 Effects of supplementing potassium diformate in diet on blood routine indexes of broiler chickens at 21 days of age

项目
Items		 白细胞数量
White blood
cell amount/
(×109个/L)		 淋巴细
胞比例
Leukomonocyte
ratio/%		 中间细
胞比例
Intermediate
cell ratio/%		 粒细胞
比例
Granulocyte
ratio/%		 红细胞数量
Red Blood
cell amount/
(×109个/L)		 血红蛋白
Hemoglobin/
(g/L)		 红细胞
压积
Hematocrit/
%		 血小板数量
Platelet count/
(×109个/L)		 血小板压积
Plateletcrit/
(L/L)
性别Sex 组别Group
公鸡Cocks 0(对照Control) 131.3 44.90 13.80 41.4 2.60c 98 25.2 23.3 0.026
4 g/kg 134.6 42.90 13.50 43.6 2.80b 105 27.4 30.7 0.035
40 g/kg 136.4 42.70 14.00 43.2 3.01a 106 27.4 27.7 0.030
SEM 1.541 1.291 0.232 1.493 0.074 1.935 0.505 1.793 0.002
P值P-value 0.457 0.801 0.728 0.847 0.007 0.177 0.129 0.272 0.231
母鸡Hens 0(对照Control) 120.3 55.20 14.40a 30.4 2.47 93 24.0 19.7 0.022
4 g/kg 128.4 48.60 14.10a 37.3 2.92 113 28.2 20.7 0.023
40 g/kg 135.7 42.20 13.80b 44.0 2.93 98 26.6 27.3 0.030
SEM 3.086 2.483 0.093 2.554 0.157 6.167 1.505 2.089 0.002
P值P-value 0.110 0.076 0.030 0.068 0.449 0.433 0.580 0.299 0.375
主效应分析Main effect analysis



添加量
Addition level		 0(对照Control) 125.8b 50.05 14.07 35.9 2.54 95 24.6 21.5 0.024
4 g/kg 131.5ab 45.72 13.82 40.5 2.86 109 27.8 25.7 0.029
40 g/kg 136.1a 42.45 13.93 43.6 2.97 102 27.0 27.5 0.030



性别Sex		 公鸡Cocks 134.1 43.49b 13.78 42.7 2.81 103 26.7 27.2 0.031
母鸡Hens 128.1 48.66a 14.10 39.2 2.77 102 26.2 22.6 0.025
P值P-value 添加量Addition level 0.044 0.064 0.734 0.079 0.115 0.252 0.296 0.193 0.241
性别Sex 0.063 0.049 0.233 0.050 0.845 0.852 0.806 0.096 0.088
添加量×性别
Addition level×sex		 0.378 0.206 0.384 0.203 0.811 0.581 0.867 0.333 0.313
表3 饲粮中添加二甲酸钾对肉鸡42日龄血常规指标的影响

Table 3 Effects of supplementing potassium diformate in diet on blood routine indexes of broiler chickens at 42 days of age

项目
Items		 白细胞数量
White blood
cell amount/
(×109个/L)		 淋巴细
胞比例
Leukomonocyte
ratio/%		 中间细
胞比例
Intermediate
cell ratio/%		 粒细胞
比例
Granulocyte
ratio/%		 红细胞
数量
Red Blood
cell amount/
(×109个/L)		 血红蛋白
Hemoglobin/
(g/L)		 红细胞
压积
Hematocrit/
%		 血小板数量
Platelet count/
(×109个/L)		 血小板压积
Plateletcrit/
(L/L)
性别Sex 组别Group
公鸡Cocks 0(对照Control) 127.8 49.7 14.1 36.2 2.71 96.1 24.2 24.0a 0.026a
4 g/kg 127.2 53.5 14.6 31.9 2.81 101.5 25.5 21.0a 0.023a
40 g/kg 129.0 48.3 13.8 37.9 2.78 95.3 24.2 14.0b 0.015b
SEM 2.342 1.801 0.213 1.922 0.060 2.461 0.006 2.502 0.003
P值P-value 0.963 0.545 0.312 0.481 0.822 0.653 0.658 0.023 0.024
母鸡Hens 0(对照Control) 132.2 47.4 14.3 38.3 2.81 100.0 24.9 29.3a 0.031a
4 g/kg 130.7 50.0 14.6 35.4 2.93 104.0 25.8 21.3b 0.023b
40 g/kg 129.7 51.6 14.6 30.7 2.92 95.0 25.8 20.3b 0.020b
SEM 1.120 1.680 0.100 1.480 0.040 1.710 0.002 1.990 0.002
P值P-value 0.721 0.652 0.418 0.089 0.537 0.098 0.138 0.015 0.028
主效应分析Main effect analysis



添加量
Addition level		 0(对照Control) 130.0 48.6 14.2 37.2 2.76 98.0 24.5 26.7 0.029a
4 g/kg 129.0 51.8 14.6 33.6 2.87 102.0 25.7 21.2 0.023ab
40 g/kg 129.4 50.0 14.2 34.3 2.85 95.0 25.0 17.2 0.018b



性别Sex		 公鸡Cocks 128.0 50.5 14.2 35.3 2.77 97.0 24.6 19.7 0.021
母鸡Hens 130.9 49.7 14.5 34.8 2.89 100.0 25.5 23.7 0.025
P值P-value 添加量Addition level 0.958 0.622 0.237 0.814 0.514 0.179 0.422 0.052 0.033
性别Sex 0.345 0.755 0.155 0.417 0.166 0.386 0.218 0.182 0.275
添加量×性别
Addition level×sex		 0.872 0.541 0.379 0.155 0.985 0.850 0.716 0.659 0.726
主效应分析表明,与对照组相比,饲粮中添加40 g/kg的二甲酸钾显著提高了21日龄肉鸡血液中白细胞数量(P<0.05),但与4 g/kg二甲酸钾组无显著差异(P>0.05)。饲粮中添加二甲酸钾的肉鸡血液中淋巴细胞数量出现降低的趋势(P=0.064),而粒细胞数量呈现升高的趋势(P=0.079)。与公鸡相比,饲粮中添加二甲酸钾显著提高了21日龄母鸡淋巴细胞比例(P<0.05)。同时,饲粮中添加二甲酸钾的母鸡血液中白细胞数量(P=0.063)、粒细胞数量(P=0.050)、血小板数量(P=0.096)和血小板压积(P=0.088)呈现降低的趋势。21日龄肉鸡的性别和二甲酸钾添加量对血常规指标无显著的互作效应(P>0.05)。在42日龄,与对照组相比,40 g/kg二甲酸钾的添加量显著降低了肉鸡血液中血小板压积(P<0.05),但与4 g/kg二甲酸钾组无显著差异(P>0.05)。随着二甲酸钾添加量的增加,肉鸡血液中血小板数量呈现降低的趋势(P=0.052)。42日龄肉鸡的性别和二甲酸钾添加量对血常规指标无显著的互作效应(P>0.05)。

2.3 二甲酸钾对肉鸡血清生化指标的影响

饲粮中添加二甲酸钾对肉鸡21和42日龄血清生化指标的影响分别见表4和表5。在21日龄时,对照组和4 g/kg的二甲酸钾组公鸡血清中尿素含量无显著差异(P>0.05),但均显著低于40 g/kg二甲酸钾组(P<0.05)。对照组和4 g/kg的二甲酸钾组公鸡血清中尿酸含量无显著差异(P>0.05),但均显著高于40 g/kg二甲酸钾组(P<0.05)。饲粮中添加二甲酸钾对21和42日龄母鸡以及42日龄公鸡的血清生化指标无显著影响(P>0.05)。
表4 饲粮中添加二甲酸钾对肉鸡21日龄血清生化指标的影响

Table 4 Effects of supplementing potassium diformate in diet on serum biochemical indices of broiler chickens at 21 days of age

项目
Items		 谷丙转氨酶
Alanine
aminotransferase/
(U/L)		 谷草转氨酶
Aloacetic
transaminase/
(U/L)		 碱性磷酸酶
Alkaline
phosphatase/
(×103 U/L)		 总蛋白
Total
protein/
(g/L)		 白蛋白
Albumin/
(g/L)		 球蛋白
Globulin/
(g/L)		 尿素
Urea/
(mmol/L)		 尿酸
Uric acid/
(μmol/L)		 葡萄糖
Glucose/
(mmol/L)		 总胆红素
Total
bilirubin/
(μmol/L)
性别Sex 组别Group
公鸡Cocks 0(对照Control) 2.73 231 14.82 30.5 15.07 15.5 1.75b 111a 11.6 3.39
4 g/kg 3.83 234 12.73 27.7 13.63 14.1 1.90b 115a 12.4 3.41
40 g/kg 3.67 255 12.18 33.7 16.43 17.2 2.93a 100b 13.0 2.98
SEM 0.475 6.984 1.403 1.312 0.581 1.033 0.222 2.543 0.641 0.692
P值P-value 0.662 0.345 0.771 0.183 0.138 0.517 0.030 0.012 0.742 0.231
母鸡Hens 0(对照Control) 2.40 259 8.27 26.7 13.53 13.2 1.99 107 11.2 6.15
4 g/kg 2.03 265 9.05 26.8 13.63 13.1 1.88 110 8.9 7.86
40 g/kg 1.77 213 11.24 29.8 15.43 14.3 2.14 97 14.3 5.79
SEM 0.161 21.602 1.604 0.752 0.421 0.602 0.103 2.312 1.301 1.022
P值P-value 0.211 0.689 0.771 0.145 0.253 0.102 0.820 0.341 0.544 0.778
主效应分析Main effect analysis



添加量
Addition level		 0(对照Control) 2.57 245 11.55 28.6ab 14.30b 14.3 1.87b 109a 11.4 4.77
4 g/kg 2.93 249 10.89 27.2b 13.63b 13.6 1.89b 112a 10.7 4.44
40 g/kg 2.72 234 11.70 31.7a 15.93a 15.8 2.53a 99b 13.6 4.38



性别Sex		 公鸡Cocks 3.41a 240 13.24 30.6a 15.04 15.6 2.19 109 12.3 6.47
母鸡Hens 2.07b 246 9.52 27.8b 14.20 13.5 2.01 105 11.5 6.60
P值P-value 添加量Addition level 0.856 0.867 0.956 0.044 0.020 0.377 0.017 0.019 0.231 0.616
性别Sex 0.028 0.810 0.139 0.048 0.173 0.128 0.313 0.132 0.554 0.781
添加量×性别
Addition level×sex		 0.436 0.397 0.631 0.587 0.889 0.808 0.091 0.263 0.371 0.146
表5 饲粮中添加二甲酸钾对肉鸡42日龄血清生化指标的影响

Table 5 Effects of supplementing potassium diformate in diet on serum biochemical indices of broiler chickens at 42 days of age

项目
Items		 谷丙转氨酶
Alanine
aminotransferase/
(U/L)		 谷草转氨酶
Aloacetic
transaminase/
(U/L)		 碱性磷酸酶
Alkaline
phosphatase/
(×103U/L)		 总蛋白
Total
protein/
(g/L)		 白蛋白
Albumin/
(g/L)		 球蛋白
Globulin/
(g/L)		 尿素
Urea/
(mmol/L)		 尿酸
Uric acid/
(μmol/L)		 葡萄糖
Glucose/
(mmol/L)		 总胆红素
Total
bilirubin/
(umol/L)
性别Sex 组别Group



公鸡Cocks		 0(对照Control) 16.57 297 6.27 28.6 13.43 15.10 2.18 155 12.10 6.51
4 g/kg 14.53 352 6.80 28.7 14.07 14.63 1.88 195 16.22 3.70
40 g/kg 12.97 319 2.95 35.8 16.57 19.22 1.64 245 12.54 2.71
SEM 1.061 20.873 1.082 1.385 0.627 0.961 0.153 21.105 0.965 0.897
P值P-value 0.342 0.891 0.363 0.083 0.058 0.198 0.157 0.397 0.219 0.149



母鸡Hens		 0(对照Control) 13.83 343 5.53 31.9 16.20 15.70 1.90 124 13.80 4.65
4 g/kg 13.40 360 4.68 29.7 13.77 15.90 1.75 114 13.00 5.88
40 g/kg 17.30 327 5.64 43.2 14.80 28.40 2.09 101 16.50 6.84
SEM 1.152 53.433 0.634 4.536 0.497 4.628 0.102 12.745 0.874 0.696
P值P-value 0.362 0.809 0.838 0.489 0.109 0.502 0.809 0.401 0.257 0.231
主效应分析Main effect analysis



添加量
Addition level		 0(对照Control) 15.20 320 5.90 30.3 14.82 15.40 2.04 140 12.90 5.58
4 g/kg 13.97 356 5.74 29.2 13.92 15.30 1.82 155 14.60 3.29
40 g/kg 15.13 323 4.29 39.5 15.68 23.80 1.86 173 14.50 4.77



性别Sex		 公鸡Cocks 14.69 323 5.34 31.0 14.69 16.30 1.90 198 13.60 4.31
母鸡Hens 14.84 343 5.28 34.9 14.92 20.00 1.91 113 14.40 4.79



P值P-value		 组别Group 0.533 0.832 0.561 0.249 0.435 0.321 0.403 0.530 0.493 0.176
性别Sex 0.704 0.341 0.995 0.566 0.499 0.517 0.170 0.880 0.437 0.422
组别×性别Group×sex 0.202 0.878 0.343 0.711 0.008 0.691 0.142 0.265 0.090 0.063
主效应分析表明,21日龄时,对照组和4 g/kg二甲酸钾组肉鸡血清中总蛋白含量无显著差异(P>0.05),但4 g/kg二甲酸钾组显著低于40 g/kg二甲酸钾组(P<0.05)。4 g/kg二甲酸钾组血清中白蛋白和尿素含量显著低于40 g/kg二甲酸钾组(P<0.05),但均与对照组无显著差异(P>0.05)。40 g/kg二甲酸钾组血清尿酸含量显著低于对照组和4 g/kg二甲酸钾组(P<0.05),但对照组和4 g/kg二甲酸钾组之间无显著差异(P>0.05)。与母鸡相比,饲粮中添加二甲酸钾显著提高了公鸡血清谷丙转氨酶活性和总蛋白含量(P<0.05)。21日龄肉鸡的性别和二甲酸钾添加量对血清尿素含量有互作趋势(P=0.091),而对其他血清生化指标无显著的互作效应(P>0.05)。42日龄时,肉鸡的性别和二甲酸钾添加量对血清中白蛋白含量具有显著的互作效应(P<0.05)。二甲酸钾添加量和肉鸡性别对血清葡萄糖(P=0.090)和总胆红素(P=0.063)含量呈现出互作趋势。

2.4 二甲酸钾对肉鸡器官指数的影响

饲粮中添加二甲酸钾对肉鸡42日龄器官指数的影响见表6。与对照组相比,饲粮中添加4和40 g/kg的二甲酸钾对不同性别肉鸡心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、胸腺、胰腺、嗉囊、肌胃、腺胃、十二指肠、空肠、回肠、盲肠、直肠和法氏囊指数均无显著影响(P>0.05)。
表6 饲粮中添加二甲酸钾对肉鸡器官指数的影响

Table 6 Effects of supplementing potassium diformate in diet on organ indexes of broiler chickens at 42 days of age

项目
Items		 心脏
Heart		 肝脏
Liver		 脾脏
Spleen		 肺脏
Lungs		 肾脏
Kidney		 胸腺
Thymus
gland		 胰腺
Pancreas		 嗉囊
Crop		 腺胃
Proventriculus		 肌胃
Gizzard		 十二指肠
Duodenum		 空肠
Jejunum		 回肠
Ileum		 盲肠
Cecum		 直肠
Rectum		 法氏囊
Bursa of
Fabricius
性别Sex 组别Group
公鸡Cocks 0(对照Control) 4.21 18.03 1.15 4.53 5.70 3.32 1.99 2.84 5.72 7.75 8.59 13.79 9.06 3.97 1.31 0.58
4 g/kg 4.39 19.04 1.10 4.63 5.54 2.95 2.18 2.79 5.73 7.88 6.28 11.78 9.92 4.22 1.52 0.70
40 g/kg 5.19 24.54 1.14 6.12 5.64 2.83 2.18 3.10 5.53 8.26 8.50 13.93 12.92 5.04 1.30 0.60
SEM 0.212 1.511 0.083 0.354 0.745 0.442 0.113 0.245 0.138 0.251 0.644 0.975 1.116 0.297 0.101 0.043
P值P-value 0.101 0.168 0.980 0.196 0.265 0.561 0.766 0.556 0.422 0.386 0.273 0.663 0.376 0.316 0.677 0.462
母鸡Hens 0 4.79 18.90 1.09 5.75 5.67 2.82 2.41 3.26 5.38 8.24 6.90 13.85 10.26 4.23 1.29 0.74
4 g/kg 5.67 19.96 1.34 5.58 6.03 3.22 3.07 3.78 5.44 8.70 8.56 15.43 12.35 4.37 1.59 0.72
40 g/kg 4.75 22.43 1.27 5.04 5.64 3.31 2.27 3.33 5.36 8.08 7.76 12.75 11.59 4.60 1.57 0.55
SEM 0.268 0.947 0.076 0.267 0.538 0.345 0.194 0.277 0.196 0.368 0.576 0.617 0.424 0.155 0.063 0.052
P值P-value 0.287 0.323 0.293 0.586 0.232 0.863 0.182 0.761 0.612 0.438 0.553 0.215 0.102 0.172 0.396 0.236
主效应分析Main effect analysis



添加量
Addition level		 0(对照Control) 4.50 18.47 1.12 5.14 5.69 3.07 2.20 3.05 5.55 7.99 7.74 13.82 9.66 4.10 1.30 0.66
4 g/kg 5.03 19.50 1.22 5.10 5.79 3.08 2.63 3.28 5.59 8.29 7.42 13.61 11.14 3.95 1.55 0.71
40 g/kg 4.97 23.49 1.20 5.58 5.64 3.07 2.23 3.21 5.45 8.17 8.13 13.34 12.26 4.82 1.43 0.58



性别Sex		 公鸡Cocks 4.60 20.54 1.13 5.09 5.63 3.03 2.12 2.91 5.66 7.96 7.79 13.17 10.64 4.41 1.38 0.63
母鸡Hens 5.07 20.43 1.23 5.46 5.78 3.12 2.59 3.46 5.39 8.34 7.74 14.01 11.40 4.16 1.48 0.67
P值
P-value		 添加量
Addition level		 0.132 0.948 0.375 0.366 0.154 0.865 0.340 0.165 0.122 0.121 0.955 0.489 0.514 0.408 0.410 0.470
性别Sex 0.303 0.053 0.722 0.555 0.694 0.899 0.200 0.869 0.767 0.580 0.793 0.946 0.217 0.062 0.280 0.207
添加量×性别
Addition level×sex		 0.891 0.676 0.561 0.325 0.402 0.689 0.308 0.697 0.903 0.226 0.173 0.262 0.414 0.475 0.631 0.387
主效应分析表明,性别和二甲酸钾添加量对肉鸡器官指数无显著的互作效应(P>0.05)。

2.5 二甲酸钾对肉鸡组织器官病理学影响

2.5.1 肠道组织病理学观察

饲粮中添加二甲酸钾对42日龄肉鸡肠道组织病理学的影响见图1。与对照组相比(图1-A1~图1-D1、图1-A3~图1-D3),饲粮中添加40 g/kg二甲酸钾并未发现公鸡和母鸡的十二指肠(图1-A2、图1-A4)、空肠(图1-B2、图1-B4)、回肠(图1-C2、图1-C4)、盲肠(图1-D2、图1-D4)出现病理变化。十二指肠、空肠和回肠肠绒毛长而直,黏膜上皮完整,杯状细胞夹杂在肠柱状上皮细胞之间,固有层中可见大量肠腺,整体结构完整清晰且正常。盲肠组织黏膜层、黏膜下层、肌层及外膜分层较为明显;表面绒毛较短、略宽,部分区域可见皱襞,固有层内可见管状肠腺;肌层和外膜连接紧密,未发现病理变化。
图1 饲粮中添加二甲酸钾对42日龄肉鸡肠道组织的影响

图A1/A3、B1/B3、C1/C3和D1/D3分别代表对照组公鸡/母鸡的十二指肠、空肠、回肠和盲肠的组织形态。图A2/A4、B2/B4、C2/C4和D2/D4分别代表40 g/kg二甲酸钾组公鸡/母鸡的十二指肠、空肠、回肠和盲肠的组织形态。

Fig.1 Effects of supplementing potassium diformate in diet on intestinal tissue of broiler chickens at 42 days of age (100×)

FiguresA1/A3, B1/B3, C1/C3, and D1/D3 respectively represent the tissue morphology of the duodenum, jejunum, ileum, and cecum in the control group of cocks/hens, respectively. Figures A2/A4, B2/B4, C2/C4, and D2/D4 represent the tissue morphology of the duodenum, jejunum, ileum, and cecum in the 40 g/kg potassium diformate group of cocks/hens, respectively.

2.5.2 心脏、肝脏、脾脏、肺脏和肾脏组织病理学观察

饲粮中添加二甲酸钾对42日龄肉鸡心脏、肝脏、脾脏、肺脏和肾脏组织病理学的影响见图2。与对照组相比(图2-E1~图2-I1、图2-E3~图2-I3),饲粮中添加40 g/kg二甲酸钾并未发现公鸡和母鸡的心脏(图2-E2、图2-E4)、肝脏(图2-F2、图2-F4)、脾脏(图2-G2、图2-G4)、肺脏(图2-H2、图2-H4)和肾脏(图2-I2、图2-I4)出现病理变化。心脏心肌纤维结构清晰,排列紧密,肌纤维间未见炎性细胞浸润及水肿。肝脏中肝细胞呈多边形,细胞核清晰,呈辐射状排列在中央静脉的周围。中央静脉可见少量血液,窦状隙未见扩张。脾脏红、白髓相间分布,脾窦狭窄,脾窦内有大量血细胞,脾小体轮廓清晰。肺脏组织结构清楚,肺泡间隔、肺泡腔及小支气管均未见病理变化。肾脏组织皮质小叶和髓质小叶结构清晰,皮质小叶中肾小体分布在中央静脉周围,肾小球和肾小管结构正常。
图2 饲粮中添加二甲酸钾对42日龄肉鸡心脏、肝脏、脾脏、肺和肾脏组织的影响

图F1/F3、G1/G3、H1/H3和I1/I3分别代表对照组公鸡/母鸡的心脏、肝脏、脾脏、肺脏和肾脏的组织形态。图F2/F4、G2/G4、H2/H4和I2/I4分别代表40 g/kg二甲酸钾组公鸡/母鸡的心脏、肝脏、脾脏、肺脏和肾脏的组织形态。

Fig.2 Effects of supplementing potassium diformate in diet on heart, liver, spleen, lung and kidney tissues of broiler chickens at 42 days of age (100×)

FiguresF1/F3, G1/G3, H1/H3, and I1/I3 represent the tissue morphology of the heart, liver, spleen, lungs, and kidneys of the control group of cocks/hens, respectively. Figures F2/F4, G2/G4, H2/H4, and I2/I4 represent the tissue morphology of the heart, liver, spleen, lung, and kidney of the 40 g/kg potassium diformate group of cocks/hens, respectively.

2.5.3 肌胃、腺胃、胸腺、胰腺和嗉囊组织病理学观察

饲粮中添加二甲酸钾对42日龄肉鸡肌胃、腺胃、胸腺、胰腺和嗉囊组织病理学观察的影响见图3。与对照组相比(图3-J1~图3-N1、图3-J3~图3-N3),饲粮中添加40 g/kg二甲酸钾并未发现公鸡和母鸡的肌胃(图3-J2、图3-J4)、腺胃(图3-K2、图3-K4)、胸腺(图3-L2、图3-L4)、胰腺(图3-M2、图3-M4)和嗉囊(图3-N2、图3-N4)出现病理变化。肌胃组织的黏膜层、黏膜下层、肌层和外膜分层明显。单层柱状上皮下陷形成隐窝,固有层由疏松结缔组织构成,内含管状腺。腺胃组织的胃壁较厚,黏膜层、黏膜下层、肌层和外膜分层明显。黏膜层被覆单层柱状上皮,固有层内可见淋巴组织、浅层单管状腺和深层复管状腺。胸腺组织分叶明显,小叶内可见皮质和髓质分界较为清晰,皮质染色较深,主要由大量淋巴细胞组成,未见病理变化。胰腺腺泡轮廓清晰,胰岛大小不等,散在分布,胰腺整体结构正常。嗦囊组织结构完整、清晰,黏膜层、黏膜下层、肌层外膜分层较为明显。黏膜层被覆扁平上皮,浅层细胞角化,黏膜下层为结缔组织。肌层较厚,由内环、外纵2层构成,外膜与肌层连接紧密。
图3 饲粮中添加二甲酸钾对42日龄肉鸡肌胃、腺胃、胸腺、胰腺和嗉囊组织的影响

图J1/J3、K1/K3、L1/L3、M1/M3和N1/N3分别代表对照组公鸡/母鸡的肌胃、腺胃、胸腺、胰腺和嗉囊组织形态。图J2/J4、K2/K4、L2/L4、M1/M3和N2/N4分别代表40 g/kg二甲酸钾组公鸡/母鸡的肌胃、腺胃、胸腺、胰腺和嗉囊组织形态。

Fig.3 Effects of supplementing potassium diformate in diet on gizzard, glandular stomach, thymus, pancreas and crop tissue of broiler chickens at 42 days of age (100×)

FiguresJ1/J3, K1/K3, L1/L3, M1/M3, and N1/N3 represent the tissue morphology of the muscle stomach, glandular stomach, thymus, pancreas, and crop of the control group of cocks/hens, respectively. Figures J2/J4, K2/K4, L2/L4, M1/M3, and N2/N4 represent the tissue morphology of the muscular stomach, glandular stomach, thymus, pancreas, and crop in the 40 g/kg potassium diformate group of cocks/hens, respectively.

3 讨论

3.1 二甲酸钾对肉鸡生长性能的影响

抗生素作为一种生长促进剂,一直被用于促进家禽生长和维持肠道生态系统的平衡[15]。然而,抗生素在环境中的残留、抗生素耐药性的增强以及在家禽应用中效力降低,导致其在全球范围内被禁用[16]。二甲酸钾的主要成分为甲酸和甲酸钾,它们天然存在于动物肠道中,具有极强的抑菌和杀菌作用。二甲酸钾最终在动物肝脏中分解为CO2和水,表现出完全的生物降解性,因此被视为一种良好的抗生素替代品[9]。二甲酸钾已经被证实可以改善家禽的生长性能,Ragaa等[17]研究发现,饲喂含0.5%二甲酸钾饲粮的肉鸡日增重显著提高,饲料转化率显著降低。周寰宇等[3]研究发现,饲喂0.3%的二甲酸钾白羽肉鸡料重比显著降低。陈焱等[18]研究发现,饲喂0.6%的二甲酸钾显著提高了罗斯308肉鸡的平均日增重,降低了料重比。在本试验中,与对照组相比,4 g/kg二甲酸钾添加量对肉鸡生长性能无显著影响,但40 g/kg的添加量则导致公鸡和母鸡平均日增重降低,以及料重比的提高。40 g/kg二甲酸钾添加量显著降低了公鸡的平均日采食量。这可能是由于添加过量的二甲酸钾导致饲粮的酸度提高,影响饲料适口性致使采食量降低,最终对家禽的生长发育造成影响。此外,本试验观察到饲粮中添加二甲酸钾对公鸡的平均日增重的提高有高于母鸡的趋势,这可能是由于公鸡对于营养物质的吸收能力较强,可以将更多的营养物质储存在机体中,进而提高肉鸡的平均日增重[19]。

3.2 二甲酸钾对肉鸡血常规指标的影响

血常规是判断家禽机体健康的重要指标之一[20]。白细胞是体内重要的免疫细胞,通过分泌白细胞介素、干扰素、肿瘤坏死因子等参与机体炎症和免疫调节[21]。红细胞的变化则往往代表着机体内环境的失衡,而血小板和血小板压积通常与机体健康密不可分[22]。中间细胞则代表单核细胞、嗜酸性粒细胞和嗜碱性粒细胞的总和[20]。本试验发现,饲粮中添加40 g/kg的二甲酸钾显著提高了21日龄公鸡血液中红细胞数量,而母鸡中间细胞比例降低。此外,40 g/kg的二甲酸钾还造成肉鸡血液中白细胞数量升高。42日龄时,饲喂40 g/kg的二甲酸钾显著降低了肉鸡血液中血小板数量和血小板压积。这表明饲粮中添加40 g/kg的二甲酸钾可能导致肉鸡免疫系统功能异常,并展现出引发相关血液疾病的风险。与母鸡相比,21日龄公鸡血液中白细胞、粒细胞、血小板数量和血小板压积有提高的趋势,但淋巴细胞数量显著降低。公鸡和母鸡在生理结构、荷尔蒙分泌和免疫系统反应等方面存在一些差异,这些差异可能会导致它们血液中的白细胞和其他成分有所不同。然而,不同性别血常规指标差异的机制需进一步的研究。

3.3 二甲酸钾对肉鸡血清生化指标的影响

血清中含有多种在动物生理和病理活动中起重要作用的蛋白质[23]。生物体的营养状况通过总蛋白含量来反映,而白蛋白和球蛋白则在调节免疫系统中发挥重要作用[24]。尿素作为动物蛋白质分解代谢的终产物,在肝脏中通过鸟氨酸循环合成,最终在肾脏中排泄[25]。林颖等[26]研究发现,饲粮中添加1 g/kg的二甲酸钾降低了21日龄肉鸡血清中总胆固醇含量,并提高了42日龄血清中肝酯酶活性。然而,何博等[27]研究发现,0.5%二甲酸钾对肉鸡血清生化指标无显著影响。周亚丽等[28]的试验表明,1%二甲酸钾的添加量对断奶仔猪血清生化指标无显著影响。造成这种差异的原因可能受二甲酸钾的添加量、物种的选择和饲养管理方法的影响。在本试验中,与4 g/kg二甲酸钾组相比,添加40 g/kg的二甲酸钾显著提高了21日龄肉鸡血清中总蛋白、白蛋白和尿素含量并降低尿酸含量。此外,饲粮中添加二甲酸钾也呈现出提高42日龄肉鸡血清总蛋白和白蛋白含量的趋势。40 g/kg二甲酸钾组肉鸡血清蛋白质合成和代谢能力的改善可能是因为降低了肠道pH,增加了蛋白酶的活性,从而提高了蛋白质的消化率[29]。然而,关于二甲酸钾调节肉鸡机体蛋白质代谢的相关机制还有待进一步分析。此外,21日龄公鸡血清中谷丙转氨酶活性和总蛋白含量显著高于母鸡,这可能是因为公鸡在21日龄时仍处于快速生长和发育阶段,其肝脏功能可能相对较强,因此表现出较高的谷丙转氨酶活性。同时,公鸡可能需要更多的营养物质来支持其生长和发育,因此表现出较高的总蛋白含量。

3.4 二甲酸钾对肉鸡器官指数的影响以及组织病理学观察

器官指数被认为是器官健康和功能的重要参数[30-31]。免疫器官的发育与免疫功能密切相关,在一定程度上来说,器官指数越高,则免疫功能越强[32]。陈焱等[18]研究发现,饲粮中添加0.6%的二甲酸钾显著提高了罗斯308肉鸡的胸腺指数。邹俊等[33]研究发现,2 g/kg的二甲酸钾添加量提高了科宝肉鸡的脾脏指数。在本试验中,饲粮中添加4和40 g/kg的二甲酸钾对肉鸡心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、胸腺、胰腺、嗉囊、肌胃、腺胃、十二指肠、空肠、回肠、盲肠、直肠和法氏囊指数均无显著影响。造成这种差异的原因可能是添加量、鸡群选择和饲养管理的不同。此外,本试验还对十二指肠、空肠、回肠、心脏、肝脏、脾脏、肺脏、肾脏、肌胃、腺胃、胸腺、胰腺和嗉囊组织进行组织病理学观察。组织病理学切片结果显示,饲喂40 g/kg二甲酸钾的肉鸡组织无病理变化,表明40 g/kg的添加量并不会引发组织病变。

4 结论

与4 g/kg二甲酸钾添加量相比,饲粮中添加40 g/kg二甲酸钾显著降低42日龄肉鸡的平均日增重和平均日采食量,提高料重比。其中,二甲酸钾对公鸡平均日增重的改善相比于母鸡有提高的趋势。40 g/kg二甲酸钾提高21日龄肉鸡血清中总蛋白、白蛋白和尿素含量,降低尿酸含量。此外,饲粮中添加二甲酸钾未对器官发育造成明显影响,且组织病理学也未观察到病理变化。综上所述,饲粮中添加40 g/kg二甲酸钾虽然提高机体对蛋白质的代谢,未对器官发育造成影响,但显著降低了肉鸡的生长性能,证实肉鸡对二甲酸钾的耐受性在40 g/kg以下。

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