Chinese Journal of Animal Nutrition >

2024 , Vol. 36 >Issue 11: 7015 - 7027

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2024.598

RESEARCH PAPER

Study on Dynamic Prediction Model of Amino Acid Requirements for Jing Tint 6 Laying Hens from 7 to 12 Weeks of Age

  • WU Jiayu ,
  • WANG Ya’nan ,
  • AN Yu ,
  • TIAN Changyu ,
  • WANG Lingfeng ,
  • QI Desheng , *
Expand
  • College of Animal Science and Technology and College of Veterinary Medicine, Huazhong Agricultural University, Wuhan 430070, China
* professor, E-mail:

Received date: 2024-04-22

  Online published: 2024-11-09

Fold

Abstract

Based on the principle of factorial method, a dynamic prediction model of amino acid requirements for Jing Tint 6 laying hens from 7 to 12 weeks of age was established by dividing nutrient requirement into growth requirement and maintenance requirement. In the growth requirement experiment, a total of 96 7-week-old Jing Tint 6 laying hens were randomly divided into 6 replicates with 16 chickens in each replicate and fed a basal diet. The experiment lasted from 7 to 12 weeks of age and was used to establish the amino acid growth requirement model. The maintenance requirement experiments were conducted once from 7 to 8 weeks of age, 9 to 10 weeks of age and 11 to 12 weeks of age, and each 60 laying hens were randomly divided into restricted feeding group and nitrogen-free diet group with 6 replicates in each group and 5 chickens in each replicate. Each experiment lasted for 7 days, and the amino acid maintenance requirement model was established. Combining the growth requirement and maintenance requirement of amino acids, the dynamic prediction model of amino acid requirements was established. The results showed as follows: 1) the fitting equation of growth curve of laying hens from 7 to 12 weeks of age was BWt=3 224.649exp[-3.561exp(-0.012t)] (R2=0.999), in which BWt was the body weight at t days of age (g), and t was the days of age. 2) With the increase of days of age, there were no significant differences in amino acid patterns in the carcass and feathers of laying hens from 7 to 12 weeks of age (P>0.05). 3) The amino acid requirement model of laying hens from 7 to 12 weeks of age was TAAR={14.207exp[-3.561exp(-0.012t)-0.012t]+53.321exp[-7.122exp(-0.012t)-0.012t]}×1 000×AAc/NPU+{-1.033exp[-3.561exp(-0.012t)-0.012t]+44.434exp[-7.122exp(-0.012t)-0.012t]}×1 000×AAf/NPU+{19.67×{3 224.649exp[-3.561exp(-0.012t)]}0.75×AAm+C}/SID or TAAR=(8×10-7BW2+0.004BW+0.706)×1 000×AAc/NPU+(-4×10-6BW2+0.009BW-2.936)×1 000×AAf/NPU+(19.67×BW0.75×AAm+C)/SID, in which TAAR was the amino acid requirement (mg/d); AAc was the amino acid pattern in carcass (%); AAf was the amino acid pattern in feathers (%); NPU was the net protein utilization rate (%); AAm was the amino acid pattern for maintenance (%); C was creatinine excretion (mg/d); SID was amino acid digestibility (%); t was the days of age; BW was the body weight (g); BW0.75 was metabolic body weight (g). In summary, the dynamic prediction model of amino acid requirements for laying hens from 7 to 12 weeks of age is established by factorial method in this experiment.

Key words： Jing Tint 6 laying hens; factorial method; amino acid requirements; dynamic prediction model

Cite this article

WU Jiayu , WANG Ya’nan , AN Yu , TIAN Changyu , WANG Lingfeng , QI Desheng . Study on Dynamic Prediction Model of Amino Acid Requirements for Jing Tint 6 Laying Hens from 7 to 12 Weeks of Age[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2024 , 36(11) : 7015 -7027 . DOI: 10.12418/CJAN2024.598

氨基酸是家禽生产中至关重要的营养物质,是构成机体蛋白质的重要组成部分,家禽的生长、产蛋等生命活动均需要蛋白质参与完成[1]。家禽生长需要充足且适宜比例的氨基酸,饲粮中氨基酸含量过低不能满足家禽正常的生长所需,过高或不平衡则会造成机体发生拮抗或中毒,同时会造成资源浪费和环境污染。因此,明确家禽机体氨基酸营养需要量,给予家禽适宜比例的氨基酸具有重要意义。
京粉6号蛋鸡是我国培育出的新品系,具有优秀的生产性能和良好的适应能力,为养禽业带来了较大的经济价值[2]。目前,关于京粉6号蛋鸡氨基酸营养需要量的研究较少,其中7~12周龄是蛋鸡的育成期阶段,此阶段不仅是蛋鸡骨骼、肌肉以及器官生长发育的重要阶段,同时也是影响后期产蛋性能的关键阶段[3]。鉴于此,本试验旨在利用析因法研究7~12周龄京粉6号蛋鸡氨基酸需要量并建立动态预测模型,为饲粮的配方设计和实现精准饲养提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验材料

选择276只同一批次健康状况良好、体重相近的商品代京粉6号蛋鸡,试验开始前对试验蛋鸡进行统一编号。本试验经华中农业大学大学动物福利委员会批准(批准编号:HZAUCH-2022-0015)。

1.2 试验设计和饲粮

生长需要试验选取体重相近、健康状况良好的96只京粉6号蛋鸡,预饲1周,于第7周龄初开始试验,随机分为6个重复,每个重复16只鸡,试验期为7~12周龄,共42 d。试验期间,饲喂基础饲粮。
维持需要试验分别于7~8周龄、9~10周龄和11~12周龄各进行1次,每次选取体重相近、健康的60只京粉6号蛋鸡,随机分为限饲组和无氮饲粮组,每组6个重复,每个重复5只鸡。通过限制饲喂基础饲粮维持蛋鸡体重不变,估测肌酐排泄量和羽毛、皮屑等体表氮损失量,并通过饲喂无氮饲粮来估测内源氨基酸损失,每次试验期为7 d,其中预试期3 d,于第4天开始收粪,连续收集4 d。
基础饲粮参考《鸡饲养标准》(NY/T 33—2004)和《中国饲料成分及营养价值表(2020年第31版)》进行配制,无氮饲粮参照赵景鹏等[4]的配方进行配制,其组成及营养水平见表1。
表1 饲粮组成及营养水平(风干基础)

Table 1 Composition and nutrient levels of diets (air-dry basis) %

项目
Items		 基础饲粮
Basal diet		 无氮饲粮
Nitrogen-
free diet
原料Ingredients
玉米Corn 64.20
豆粕Soybean meal 24.44
小麦麸Wheat bran 5.62
大豆油Soybean oil 0.98 0.80
磷酸氢钙CaHPO4 1.80 2.58
石粉Limestone 1.10 1.00
氯化钠NaCl 0.40 0.30
葡萄糖Glucose 65.00
玉米淀粉Corn starch 24.00
纤维素Cellulose 5.00
碳酸氢钠NaHCO3 0.32
L-赖氨酸L-Lys 0.14
DL-蛋氨酸DL-Met 0.15
L-苏氨酸L-Thr 0.17
预混料Premix1) 1.00 1.00
合计Total 100.00 100.00
营养水平Nutrient levels2)
代谢能ME/(MJ/kg) 11.72 11.85
粗蛋白质CP 15.86
钙Ca 0.99 0.97
有效磷AP 0.43 0.43
苏氨酸Thr 0.60
胱氨酸Cys 0.14
蛋氨酸Met 0.24
赖氨酸Lys 0.77

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 2 500 IU,VE 15 IU,VK3 1.4 mg,核黄素 riboflavin 5 mg,泛酸 pantothenic acid 15 mg,烟酰胺 niacinamide 30 mg,VB12 0.025 mg,氯化胆碱 choline chloride 900 mg,生物素 biotin 0.2 mg,叶酸 folic acid 1 mg,硫胺素 thiamin 2 mg,吡哆醇 pyridoxine 3.5 mg,Mn 40 mg,Zn 40 mg,Fe 60 mg,Cu 6 mg,I 0.35 mg,Se 0.1 mg。

2)代谢能和有效磷为计算值,参照《中国饲料成分及营养价值表(2020年第31版)》进行计算;其他均为实测值。ME and AP were calculated values referred to Tables of Feed Composition and Nutritional Values in China (31st ed, 2020), while the others were measured values.

1.3 饲养管理

本试验采用3层立体笼养,试验开始前将鸡笼全面清洗,并用福尔马林和高锰酸钾对鸡舍进行密闭熏蒸消毒,3 d后打开门窗通风换气。试验期间蛋鸡自由采食和饮水,定期打扫鸡舍,保持鸡舍干净整洁。试验期间观察蛋鸡采食和饮水状况,并记录蛋鸡体重和采食量。

1.4 样品采集及处理

生长需要试验:试验期间记录蛋鸡采食量,分别于每周龄末以重复为单位称量体重,并利用Gompertz模型拟合7~12周龄的生长曲线。分别于6、8、10和12周龄末,从每个重复中选取2只接近平均体重的蛋鸡,空腹称重并无出血窒息死亡,70~80 ℃温水烫后去羽,采用干毛巾擦拭胴体(只去除羽毛),待其表面晾干后称重,记为胴体重,2次称重之差为羽毛重,然后置于自封袋中于-20 ℃保存备用。羽毛置于25 ℃下鼓风干燥机烘干,在空气中回潮后利用粉碎机粉碎制成羽毛风干样,待测;胴体利用粉碎机粉碎,65 ℃烘干制成胴体风干样,待测。
维持需要试验:收集粪便,挑出其中剩余的饲粮、羽毛和皮屑等杂物,加入10%的硫酸进行固氮,将所有收集的粪便样品混匀,于65 ℃烘干回潮、粉碎,制成风干样,待测。

1.5 测定指标及方法

饲粮、胴体、羽毛和粪便中粗蛋白质含量参照《饲料中粗蛋白的测定 凯氏定氮法》(GB/T 6432—2018)测定,除色氨酸以外的氨基酸含量参照《饲料中氨基酸的测定》(GB/T 18246—2019)测定,色氨酸含量参照《饲料中色氨酸的测定》(GB/T 15400—2018)采用分光光度法测定;饲粮中钙含量参照《饲料中钙的测定》(GB/T 6436—2018)测定;粪中肌酐含量测定参考王志跃等[5]的方法,采用肌酐试剂盒(南京建成生物工程研究所)测定。

1.6 动态预测模型的建立

生长曲线拟合:研究报道,Gompertz模型适合描述家禽生长的快速阶段[6],本试验选择Gompertz模型对7~12周龄京粉6号蛋鸡生长曲线进行拟合。Gompertz模型公式为:
BWt=aexp[-bexp(-k×t)]。
式中:BWt为t日龄体重(g);t为日龄;a为极限体重(g);b为速率常数;k为平均生长速率。
氨基酸生长需要量的计算公式为:
GAAR=CAAR+FAAR;
CAAR=PRC×AAc/NPU;
FAAR=PRF×AAf/NPU。
式中:GAAR为氨基酸生长需要量;CAAR为胴体氨基酸需要量;FAAR为羽毛氨基酸需要量;PRC为胴体蛋白质沉积量;PRF为羽毛蛋白质沉积量;AAc为胴体氨基酸模式;AAf为羽毛氨基酸模式;NPU为蛋白质净利用率。
氨基酸维持需要量的计算公式为:
MAAR=(a×BW0.75×AAm+C)/SID。
式中:MAAR为氨基酸维持需要量;AAm为用于维持的氨基酸模式;BW0.75为代谢体重;a为蛋白质维持需要系数;C为肌酐排泄量;SID为氨基酸消化率。
氨基酸需要量的计算公式为:
TAAR=GAAR+MAAR。
式中:TAAR为氨基酸需要量;GAAR为氨基酸生长需要量;MAAR为氨基酸维持需要量。

1.7 数据统计分析

Gompertz模型生长曲线采用SPSS 24.0软件进行拟合,并采用SPPS 24.0软件对试验数据进行单因素方差分析,结果数据以“平均值±标准差”表示,P<0.05表示差异显著;采用GraphPad Prism 8软件绘图。

2 结果与分析

2.1 7~12周龄京粉6号蛋鸡生长曲线

7~12周龄蛋鸡体重及采食量见表2。根据体重,采用Gompertz模型进行拟合,由体重和日龄拟合出7~12周龄蛋鸡生长曲线(图1),其拟合方程为BWt=3 224.649exp[-3.561exp(-0.012t)],曲线拟合参数及拟合度见表3,拟合度决定系数(R2)为0.999,拟合效果较好。
表2 7~12周龄蛋鸡体重及采食量

Table 2 Body weight and feed intake of laying hens from 7 to 12 weeks of age (n=6)

周龄
Weeks of age		 初始体重
Initial body weight/g		 结束体重
Final body weight/g		 平均日增重
ADG/(g/d)		 平均日采食量
ADFI/(g/d)
7 367.78±9.39 443.06±9.24 10.75±0.89 35.95±4.48
8 443.06±9.24 523.23±9.28 11.50±1.13 40.65±4.66
9 523.24±9.28 598.19±8.08 10.71±1.18 46.66±6.48
10 598.19±8.08 677.32±11.68 11.30±0.89 51.83±3.07
11 677.32±11.68 775.63±12.82 14.04±1.43 58.67±7.44
12 775.63±12.82 868.88±10.55 13.32±0.87 63.59±5.93
图1 7~12周龄蛋鸡体重生长曲线

Fig.1 Growth curve of body weight of laying hens from 7 to 12 weeks of age

表3 生长曲线拟合参数及拟合度

Table 3 Growth curve fitting parameters and fitting degree

项目Items Gompertz模型Gompertz model
方程Equation BWt=3 224.649exp[-3.561exp(-0.012t)]
拐点体重Body weight at inflection point/g 1 186.28
拐点日龄Days of age at inflection point 105.84
决定系数R2 0.999

2.2 7~12周龄蛋鸡胴体和羽毛蛋白质沉积量与体重的关系

7~12周龄蛋鸡胴体和羽毛蛋白含量见表4,根据不同周龄的体重以及对应的胴体和羽毛蛋白质总量,并通过不同的数学模型进行拟合,得到胴体和羽毛蛋白质总量与体重的关系,模型参数分别见表5和表6。
表4 7~12周龄蛋鸡胴体和羽毛蛋白质含量

Table 4 Carcass and feather protein contents of laying hens from 7 to 12 weeks of age (n=12)

项目
Items		 周龄Weeks of age
6 8 10 12
胴体蛋白质含量Carcass protein content/% 58.63±1.43 58.20±1.59 58.88±2.53 59.61±1.63
羽毛蛋白质含量Feather protein content/% 94.95±1.93 94.69±1.83 94.97±2.61 95.84±1.58
胴体蛋白质总量Total carcass protein mount/g 59.64±3.55 82.33±4.34 110.94±11.01 147.29±3.39
羽毛蛋白质总量Total feather protein amount/g 19.39±2.68 24.18±1.67 33.36±2.54 45.96±4.24
表5 不同数学模型拟合蛋鸡胴体蛋白质总量与体重关系

Table 5 Relationship between total carcass protein mount and body weight of laying hens fitted by different mathematic models

模型Models 方程Equations 决定系数R2
y=b0+b1x y=0.175 8x-6.983 5 0.997 1
y=b0+b1x+b2x2 y=6×10-5x2+0.103 1x+13.556 0.999 6
y=b0xb1 y=0.116 6x1.053 1 0.997 0
y=b0exp(b1x) y=31.587e0.001 8x 0.993 1

y为胴体蛋白质总量(g),x为体重(g)。

y was total carcass protein amount (g), and x was body weight (g).

表6 不同数学模型拟合蛋鸡羽毛蛋白质总量与体重关系

Table 6 Relationship between total feather protein amount and body weight of laying hens fitted by different mathematic models

模型Models 方程Equations 决定系数R2
y=b0+b1x y=0.053 8x-2.053 7 0.979 1
y=b0+b1x+b2x2 y=5×10-5x2-0.007 5x+15.27 0.998 2
y=b0xb1 y=0.047 5x1.008 8 0.972 6
y=b0exp(b1x) y=10.027e0.001 8x 0.996 2

y为羽毛蛋白质总量(g),x为体重(g)。

y was total feather protein amount (g), and x was body weight (g).

根据表5和表6中拟合的结果,选用二次曲线方程来描述蛋鸡胴体和羽毛蛋白质总量与体重的关系,得到拟合方程如下:
TCP=6×10-5BW2+0.103 1BW+13.556;
TFP=5×10-5BW2-0.007 5BW+15.270。
式中:TCP为胴体蛋白质总量(g);TFP为羽毛蛋白质总量(g);BW为体重(g)。
将生长曲线模型分别带入胴体蛋白质总量和羽毛蛋白质总量模型中,并对其进行微分,建立蛋鸡增重、胴体蛋白质沉积量和羽毛蛋白沉积量与日龄之间的关系,公式如下:
Gt=137.796exp[-3.561exp(-0.012t)-0.012t];
PRCt=14.207exp[-3.561exp(-0.012t)-0.012t]+53.321exp[-7.122exp(-0.012t)-0.012t];
PRFt=-1.033exp[-3.561exp(-0.012t)-0.012t]+44.434exp[-7.122exp(-0.012t)-0.012t]。
式中:Gt为t日龄日增重(g/d);PRCt为t日龄胴体蛋白质沉积量(g/d);PRFt为t日龄羽毛蛋白质沉积量(g/d);t为日龄。
为了进一步将公式简化,根据表7和表8中拟合的结果,选用二次曲线方程来描述蛋鸡胴体和羽毛蛋白质沉积量与体重的关系,得到拟合方程如下:
PRC=8×10-7BW2+0.004BW+0.706;
PRF=-4×10-6BW2+0.009BW-2.936。
式中:PRC为胴体蛋白质沉积量(g);FPG为羽毛蛋白质沉积量(g);BW为体重(g)。
表7 不同数学模型拟合蛋鸡胴体蛋白质沉积量与体重关系

Table 7 Relationship between carcass protein deposition and body weight of laying hens fitted by different mathematic models

模型Models 方程Equations 决定系数R2
y=b0+b1x y=0.005 6x+0.309 6 0.999 8
y=b0+b1x+b2x2 y=8×10-7x2+0.004 4x+0.706 1 1.000 0
y=b0xb1 y=0.010 2x0.920 5 0.999 6
y=b0exp(b1x) y=1.617 8e0.001 3x 0.997 2

y为胴体蛋白质沉积量(g),x为体重(g)。

y was carcass protein deposition (g), and x was body weight (g).

表8 不同数学模型拟合蛋鸡羽毛蛋白质沉积量与体重关系

Table 8 Relationship between feather protein deposition and body weight of laying hens fitted by different mathematic models

模型Models 方程Equations 决定系数R2
y=b0+b1x y=0.003 2x-0.923 8 0.982 3
y=b0+b1x+b2x2 y=-4×10-6x2+0.009 2x-2.935 7 1.000 0
y=b0xb1 y=5×10-6x1.893 7 0.966 2
y=b0exp(b1x) y=0.178 6e0.002 7x 0.934 7

y为羽毛蛋白质沉积量(g),x为体重(g)。

y was feather protein deposition (g), and x was body weight (g).

2.3 7~12周龄京粉6号蛋鸡胴体和羽毛氨基酸模式

7~12周龄蛋鸡胴体和羽毛氨基酸模式分别见表9和表10。随着日龄的增长,蛋鸡体重逐渐增加,但各周龄胴体和羽毛氨基酸模式并无显著差异(P>0.05),故将各周龄胴体和羽毛各氨基酸含量的平均值作为胴体和羽毛氨基酸模式(表11)。
表9 7~12周龄蛋鸡胴体氨基酸模式(占粗蛋白质的比例)

Table 9 Amino acid pattern in carcass of laying hens from 7 to 12 weeks of age (percentage of crude protein) (n=12) %

氨基酸
Amino acids		 周龄Weeks of age
6 8 10 12
天冬氨酸Asp 8.10±0.16 8.12±0.45 8.09±0.25 8.13±0.27
苏氨酸Thr 4.03±0.10 3.95±0.27 3.89±0.13 3.92±0.15
丝氨酸Ser 4.10±0.15 3.97±0.18 3.90±0.28 3.90±0.16
谷氨酸Glu 14.01±0.31 13.85±0.49 13.95±0.44 14.01±0.58
甘氨酸Gly 9.65±0.72 9.32±0.44 9.05±0.82 8.96±0.45
丙氨酸Ala 6.83±0.26 6.70±0.29 6.56±0.51 6.64±0.21
胱氨酸Cys 1.28±0.19 1.24±0.25 1.18±0.12 1.10±0.08
缬氨酸Val 4.74±0.23 4.69±0.24 4.55±0.29 4.53±0.16
蛋氨酸Met 2.14±0.25 2.10±0.32 2.09±0.23 2.15±0.09
异亮氨酸Ile 4.00±0.22 4.01±0.18 4.05±0.23 4.04±0.17
亮氨酸Leu 7.01±0.20 7.07±0.35 7.05±0.40 7.16±0.26
苏氨酸Tyr 2.79±0.55 3.00±0.26 3.07±0.50 3.13±0.36
苯丙氨酸Phe 3.74±0.19 3.67±0.34 3.59±0.21 3.52±0.13
酪氨酸Lys 6.94±0.18 6.91±0.27 6.92±0.52 6.94±0.27
组氨酸His 2.26±0.09 2.19±0.09 2.19±0.14 2.23±0.12
精氨酸Arg 6.26±0.17 6.26±0.51 6.32±0.59 6.46±0.23
色氨酸Trp 0.69±0.11 0.67±0.10 0.70±0.06 0.72±0.11
表10 7~12周龄蛋鸡羽毛氨基酸模式(占粗蛋白质的比例)

Table 10 Amino acid pattern in feathers of laying hens from 7 to 12 weeks of age (percentage of crude protein) (n=12) %

氨基酸
Amino acids		 周龄Weeks of age
6 8 10 12
天冬氨酸Asp 6.76±0.19 6.95±0.59 6.77±0.35 6.73±0.15
苏氨酸Thr 5.17±0.18 5.22±0.36 5.19±0.30 5.11±0.15
丝氨酸Ser 12.60±0.69 12.82±1.16 12.81±0.62 12.87±0.26
谷氨酸Glu 11.31±0.49 11.36±0.44 11.39±0.55 11.28±0.24
甘氨酸Gly 7.44±0.17 7.51±0.40 7.47±0.45 7.56±0.17
丙氨酸Ala 4.61±0.23 4.77±0.36 4.63±0.29 4.63±0.37
胱氨酸Cys 8.91±0.49 8.89±0.38 8.76±0.65 8.82±0.34
缬氨酸Val 7.45±0.39 7.52±0.64 7.47±0.45 7.57±0.22
蛋氨酸Met 0.43±0.08 0.42±0.08 0.39±0.07 0.35±0.07
异亮氨酸Ile 4.93±0.22 5.03±0.36 5.04±0.32 5.09±0.16
亮氨酸Leu 8.37±0.23 8.48±0.47 8.47±0.37 8.49±0.18
酪氨酸Tyr 2.44±0.29 2.50±0.28 2.42±0.30 2.42±0.37
苯丙氨酸Phe 4.89±0.18 4.90±0.27 4.91±0.24 4.94±0.15
赖氨酸Lys 1.96±0.24 1.95±0.28 1.79±0.45 1.77±0.22
组氨酸His 0.70±0.12 0.64±0.09 0.59±0.24 0.59±0.13
精氨酸Arg 7.14±0.43 7.22±0.59 7.20±0.52 7.32±0.16
色氨酸Trp 0.45±0.13 0.43±0.02 0.42±0.10 0.42±0.07
表11 7~12周龄蛋鸡胴体和羽毛氨基酸模式(占粗蛋白质的比例)

Table 11 Amino acid pattern in carcass and feathers of laying hens from 7 to 12 weeks of age (percentage of crude protein) (n=48) %

氨基酸Amino acids 胴体Carcass 羽毛Feathers
天冬氨酸Asp 8.11±0.29 6.80±0.36
苏氨酸Thr 3.95±0.18 5.17±0.26
丝氨酸Ser 3.96±0.21 12.77±0.74
谷氨酸Glu 13.95±0.46 11.33±0.43
甘氨酸Gly 9.23±0.66 7.50±0.32
丙氨酸Ala 6.68±0.34 4.66±0.31
胱氨酸Cys 1.20±0.18 8.85±0.47
缬氨酸Val 4.63±0.25 7.50±0.44
蛋氨酸Met 2.12±0.23 0.40±0.08
异亮氨酸Ile 4.03±0.19 5.02±0.27
亮氨酸Leu 7.07±0.31 8.45±0.33
酪氨酸Tyr 3.00±0.44 2.44±0.31
苯丙氨酸Phe 3.63±0.24 4.91±0.21
赖氨酸Lys 6.93±0.33 1.87±0.32
组氨酸His 2.22±0.11 0.63±0.16
精氨酸Arg 6.33±0.41 7.22±0.44
色氨酸Trp 0.70±0.09 0.43±0.09

2.4 7~12周龄京粉6号蛋鸡维持氨基酸模式及需要量

7~12周龄蛋鸡氮平衡结果见表12,根据羽毛皮屑损失氮与内源排出氮,计算其二者的比例为0.73∶0.27,根据公式PRM=a×BW0.75计算a为19.67,得出蛋鸡用于维持蛋白质需要量,其表达式为:PRM(mg/d)=19.67BW0.75。式中:RPM为维持蛋白质需要量;BW0.75为代谢体重。根据内源氨基酸排出模式、羽毛皮屑损失氨基酸排泄模式计算得出氨基酸维持需要模式和氨基酸维持需要量,其氨基酸维持需要模式及需要量见表13。
表12 7~12周龄蛋鸡氮平衡试验结果

Table 12 Results of nitrogen balance experiment in laying hens from 7 to 12 weeks of age (n=6)

项目
Items		 7~8周龄
7 to 8 weeks of age		 9~10周龄
9 to 10 weeks of age		 11~12周龄
11 to 12 weeks of age
基础饲粮(限饲)
Basal diet
(restricted
feeding)		 无氮饲粮
Nitrogen-
free diet		 基础饲粮(限饲)
Basal diet
(restricted
feeding)		 无氮饲粮
Nitrogen-
free diet		 基础饲粮(限饲)
Basal diet
(restricted
feeding)		 无氮饲粮
Nitrogen-
free diet
初始体重
Initial body weight/g		 442.03
±8.39		 440.00
±9.05		 585.37
±9.59		 582.73
±11.98		 763.27
±10.33		 758.33
±9.15
结束体重
Final body weight/g		 456.43
±9.54		 417.77
±8.15		 598.43
±10.47		 547.43
±7.46		 778.43
±10.01		 700.93
±8.77
平均日采食量
ADFI/(g/d)		 16.75
±0.19		 7.39
±0.61		 20.15
±0.10		 9.01
±0.72		 25.23
±0.19		 15.11
±0.77
氮采食量
Nitrogen intake/(mg/d)		 425.05
±4.75		 511.33
±2.66		 640.11
±4.80
氮排泄量
Nitrogen excretion/(mg/d)		 196.71
±11.45		 84.53
±3.20		 234.82
±6.07		 102.94
±6.10		 313.92
±12.06		 123.34
±7.73
氮平衡
Nitrogen balance/(mg/d)		 228.33
±11.08		 -84.53
±3.20		 276.50
±7.74		 -102.94
±6.10		 326.19
±14.04		 -123.34
±7.73
肌酐排泄量
Creatinine excretion/(mg/d)		 12.59±3.08 19.96±3.43 22.28±3.16
表13 7~12周龄蛋鸡维持氨基酸模式及需要量

Table 13 Amino acid pattern and requirements for maintenance laying hens from 7 to 12 weeks of age

氨基酸
Amino acids		 内源排出氨基酸模式
(占粗蛋白质的比例)
Amino acid pattern in
endogenous excretion
(percentage of crude
protein)/%1)		 羽毛皮屑损失
氨基酸模式
(占粗蛋白质的比例)
Amino acid pattern in
feather and skin integument
loss (percentage of
crude protein)/%2)		 维持氨基酸模式
(占粗蛋白质的比例)
Amino acid pattern for
maintenance (percentage
of crude protein)/%3)		 氨基酸维持需要量
Amino acid requirements
for maintenance/
[mg/(g BW0.75·d)]4)
天冬氨酸Asp 2.69 6.82 5.70 1.12
苏氨酸Thr 1.65 5.17 4.22 0.83
丝氨酸Ser 2.03 12.83 9.92 1.95
谷氨酸Glu 4.47 11.34 9.49 1.87
甘氨酸Gly 4.26 7.52 6.64 1.31
丙氨酸Ala 2.19 4.68 4.01 0.79
胱氨酸Cys 1.32 8.82 6.80 1.34
缬氨酸Val 2.07 7.52 6.05 1.19
蛋氨酸Met 0.80 0.39 0.50 0.10
异亮氨酸Ile 1.49 5.06 4.09 0.80
亮氨酸Leu 2.48 8.48 6.86 1.35
酪氨酸Tyr 1.29 2.45 2.13 0.42
苯丙氨酸Phe 1.38 4.92 3.96 0.78
赖氨酸Lys 1.69 1.84 1.80 0.35
组氨酸His 0.50 0.61 0.58 0.11
精氨酸Arg 1.63 7.25 5.73 1.13
色氨酸Trp 0.43 0.42 0.42 0.08

1)由无氮饲粮粪样实测得来。Measured by fecal samples from nitrogen-free diets.

2)羽毛皮屑损失氨基酸模式参照羽毛氨基酸模式。Amino acid pattern in feather and skin integument loss was referred to amino acid pattern in feathers.

3)维持氨基酸模式=0.73×羽毛皮屑损失氨基酸模式+0.27×内源排出氨基酸模式。Amino acid pattern for maintenance=0.73×amino acid pattern in feather and skin integument loss+0.27×mino acid pattern in endogenous excretion.

4)氨基酸维持需要量=19.67×BW0.75×维持氨基酸模式。Amino acid requirements for maintenance=19.67×BW0.75×amino acid pattern for maintenance.

2.5 7~12周龄京粉6号蛋鸡氨基酸需要量模型的建立

根据生长曲线、胴体和羽毛蛋白质沉积量和氨基酸模式以及维持氨基酸模式建立7~12周龄京粉6号蛋鸡氨基酸需要量动态预测模型。
氨基酸生长需要量的计算公式为:
GAAR={14.207exp[-3.561exp(-0.012t)- 0.012t]+53.321exp[-7.122exp(-0.012t)- 0.012t]}×1 000×AAc/NPU+ {-1.033exp[-3.561exp(-0.012t)- 0.012t]+44.434exp[-7.122exp (-0.012t)-0.012t]}×1 000×AAf/NPU;
GAAR=(8×10-7BW2+0.004BW+ 0.706)×1 000×AAc/NPU+(-4×10-6 BW2+0.009BW-2.936)× 1 000×AAf/NPU。
式中:GAAR为氨基酸生长需要量(mg/d);AAc为胴体氨基酸模式(%);AAf为羽毛氨基酸模式(%);NPU为蛋白质净利用率(%);t为日龄;BW为体重(g)。
氨基酸维持需要量的计算公式为:
MAAR={19.67×{3 224.649exp[-3.561exp (-0.012t)]}0.75×AAm+C}/SID;
MAAR=(19.67×BW0.75×AAm+C)/SID。
式中:MAAR为氨基酸维持需要量(mg/d);AAm为用于维持的氨基酸模式(%);C为肌酐排泄量(mg/d);SID为氨基酸消化率(%);t为日龄;BW0.75为代谢体重(g)。
氨基酸需要量的计算公式为:
TAAR={14.207exp[-3.561exp(-0.012t)- 0.012t]+53.321exp[-7.122exp(-0.012t)- 0.012t]}×1 000×AAc/NPU+{-1.033exp [-3.561exp(-0.012t)-0.012t]+44.434exp [-7.122exp(-0.012t)-0.012t]}×1 000×AAf/ NPU+{19.67×{3 224.649exp[-3.561exp (-0.012t)]}0.75×AAm+C}/SID;
TAAR=(8×10-7BW2+0.004BW+ 0.706)×1 000×AAc/NPU+(-4×10-6 BW2+0.009BW-2.936)×1 000×AAf/ NPU+(19.67×BW0.75×AAm+C)/SID。
式中:TAAR为氨基酸需要量(mg/d);AAc为胴体氨基酸模式(%);AAf为羽毛氨基酸模式(%);NPU为蛋白质净利用率(%);AAm为用于维持的氨基酸模式(%);C为肌酐排泄量(mg/d);SID为氨基酸消化率(%);t为日龄;BW为体重(g);BW0.75为代谢体重(g)。

3 讨论

3.1 生长曲线拟合

家禽生长是一个较为复杂的生理过程,当家禽处于营养充足且环境适宜的条件下,才能发挥其最大的生长潜力。在此条件下估测家禽的生长曲线,可以为精准计算营养需要量奠定基础。目前研究发现,广泛用于拟合家禽生长曲线的非线性回归模型包括3参数的Gompertz、Von Bertalanffy和Logistic模型以及4参数的Richards模型[7],其中Gompertz模型和Logistic模型是迄今为止研究中使用最多的2个模型,但Gompertz模型更适合描述生长快速阶段[6]。许多研究者利用Gompertz模型对生长曲线进行拟合,如徐小静等[8]通过比较4种模型发现,Gompertz模型更适合建立文昌母鸡生长曲线模型;巨玉鑫[9]等同样也发现,Gompertz模型对0~15周龄太平鸡生长曲线拟合效果最好,但由于品种、生长环境及饲养水平等的差异,其拟合的生长曲线也具有一定的差异。对此本研究利用Gompertz模型对7~12周龄京粉6号蛋鸡生长曲线进行拟合,其拟合度R2为0.999,拟合效果较好,可用于模型的建立。

3.2 氨基酸需要量研究方法

氨基酸需要量的评定方法通常有剂量反应法和析因法。剂量反应法主要根据饲粮中不同氨基酸水平所得数据进行比较分析,由于不同的饲养环境、动物品种和饲粮等造成的影响,所得出的结论与实际需要量具有一定的差距[10]。而析因法将家禽的氨基酸需要量分为胴体、羽毛蛋白质沉积量和维持需要量[11-12]。其中,Hurwitz等[11⇓⇓-14]以及贺建华等[15]通过比较屠宰试验和氮平衡试验构建了数学模型来估测肉鸡、火鸡以及雏鸭的氨基酸需要量。Li等[16]应用析因法构建数学模型估测泰和乌骨鸡早期生长氨基酸需要量;邓小杰[17]通过析因法测定了9~12周龄皖西白鹅氨基酸需要量。对此本研究采用析因法建立7~12周龄京粉6号蛋鸡氨基酸营养需要模型。
以析因法建立家禽不同生长阶段氨基酸需要量模型,其成立要求之一便是氨基酸模式不随生长而发生变化[11,13-14]。本研究结果表明,7~12周龄蛋鸡胴体和羽毛氨基酸模式没有随生长发生显著性变化,对此将胴体和羽毛氨基酸模式平均值作为其氨基酸模式,以此来估算蛋鸡氨基酸需要量。瞿明仁[18]同样发现,泰和乌鸡4、8和12周龄胴体和羽毛氨基酸模式无显著性差异,因此利用其平均值作为胴体和羽毛蛋白质沉积的氨基酸模式,本研究结果与其一致,表明可利用析因法来建立7~12周龄蛋鸡氨基酸需要量模型。本研究发现,7~12周龄京粉6号蛋鸡胴体和羽毛氨基酸组成不同,其中谷氨酸、天冬氨酸和甘氨酸是胴体蛋白质的主要氨基酸,而丝氨酸、谷氨酸和胱氨酸是羽毛蛋白质的主要氨基酸。因此,在估测氨基酸需要量时,应将胴体和羽毛分开计算,以保证数据的准确性。
维持是指动物机体维持体重不变、不生产以及机体内各种养分吸收和排泄处于平衡的状态。即使在维持状态下,机体维持代谢仍在运行,一部分含氮物质在体内损失,因此需要通过饲粮进行补充[19]。本试验采用无氮饲粮测定蛋鸡内源氨基酸损失量,并采用限制饲喂的方法使动物体重维持不变,使机体处于维持状态进行肌酐排泄量的测定,以此来建立氨基酸维持需要量模型。但对于氨基酸维持需要量,由于家禽品种、生长阶段以及试验方法和计算单位的不同,会造成试验结果不同,因此关于育成期蛋鸡维持需要量的研究仍需进一步验证。

3.3 氨基酸需要量预测模型中参数表示方法

目前对于氨基酸需要量动态预测模型的表达方法主要以体重或者日龄为参数进行建立。杨飞云[20]和周晓容等[21]以体重为参数建立了生长育肥猪赖氨酸需要量预测模型,李新新[22]也以体重为参数建立汶上芦花蛋鸡产蛋期蛋白质需要量预测模型,可得出以体重为参数建立的模型更简洁,更便于应用;但体重为预测值,可能与实际体重有差距。而田亚东[19]和杨志刚[23]则以日龄为参数建立了肉鸡氨基酸需要量预测模型,其建立的模型更加具体,计算得出的需要量也更加准确,但模型较复杂。对此,本研究分别以体重和日龄分别为参数建立预测模型,实际生产中可以根据具体情况选择公式进行饲粮的配制,以便更好地应用于养殖生产中。

3.4 7~12周龄京粉6号蛋鸡饲粮中氨基酸预测含量

氨基酸需要量的差异可能是由于动物机体消化率和营养吸收代谢不同造成的差异[24]。其中,蛋白质利用率和氨基酸消化率是建立氨基酸营养需要量动态预测模型的重要参数,但由于饲料原料和动物品种的不同,氨基酸消化率也会随之发生变化。Hurwitz等[11]利用0.85为吸收氨基酸的利用率、0.80为蛋白质的吸收率计算氨基酸需要量,并且多位研究者采用此数据进行氨基酸需要量的计算[5,25]。对此,本试验采用0.80为蛋白质净利用率、0.85为氨基酸消化率,计算7~12周龄蛋鸡氨基酸需要量,并通过采食量计算得出饲粮中氨基酸含量,并与我国《鸡饲养标准》(NY/T 33—2004)、NRC(1994)以及目前京粉6号蛋鸡营养推荐量进行比较。结果显示,本研究所得饲粮氨基酸含量均低于NY/T 33—2004标准;与NRC(1994)标准相比,本研究所得饲粮赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和组氨酸含量较低,饲粮异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和精氨酸含量较高;与京粉6号推荐量相比,本研究所得饲粮赖氨酸、蛋氨酸和苏氨酸含量较低。本研究与我国《鸡饲养标准》和京粉6号营养推荐量相比,大部分饲粮氨基酸含量偏低,说明其饲粮氨基酸含量有一定降低的空间,进而能够节约资源,提高生产效益。不过,由于育成期蛋鸡营养需要量研究较少,不同饲料原料消化率不用,造成所需需要量也不同,对此饲粮中适宜氨基酸含量仍需进一步研究。

4 结论

① 7~12周龄蛋鸡生长曲线拟合方程为:BWt=3 224.649exp[-3.561exp(-0.012t)](R2=0.999)。式中:BWt为t日龄体重(g);t为日龄。
② 7~12周龄蛋鸡氨基酸需要量模型为:TAAR={14.207exp[-3.561exp(-0.012t)-0.012t]+53.321exp[-7.122exp(-0.012t)-0.012t]}×1 000×AAc/NPU+{-1.033exp[-3.561exp(-0.012t)-0.012t]+44.434exp[-7.122exp(-0.012t)-0.012t]}×1 000×AAf/NPU+{19.67×{3 224.649exp[-3.561exp(-0.012t)]}0.75×AAm+C}/SID;TAAR=(8×10-7BW2+0.004BW+0.706)×1 000×AAc/NPU+(-4×10-6BW2+0.009BW-2.936)×1 000×AAf/NPU+(19.67×BW0.75×AAm+C)/SID。式中:TAAR为氨基酸需要量(mg/d);AAc为胴体氨基酸模式(%);AAf为羽毛氨基酸模式(%);NPU为蛋白质净利用率(%);AAm为用于维持的氨基酸模式(%);C为肌酐排泄量(mg/d);SID为氨基酸消化率(%);t为日龄;BW为体重(g);BW0.75为代谢体重(g)。

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