Chinese Journal of Animal Nutrition >

2025 , Vol. 37 >Issue 1: 475 - 482

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2025.041

RESEARCH PAPER

Study of Energy and Protein Requirements for Qianbei Brown Wethers

  • HUANG Yanhua , 1 ,
  • BAN Mingzheng 2, * ,
  • XU Tianzheng 1 ,
  • FU Shunxian 3 ,
  • LIN Jiale 1 ,
  • LU Shengtao 1 ,
  • ZHOU Panhong 1 ,
  • SHI Xiaoli , 1, **
Expand
  • 1 Key Laboratory of Genetic Breeding and Reproduction in the Plateau and Mountain Region, Ministry of Education, College of Animal Science, Guizhou University, Guiyang 550025, China
  • 2 Guizhou Vocational College of Agriculture, Guiyang 551400, China
  • 3 Qinlong Agricultural and rural Bureau of Qiannan Buyi and Miao Autonomous Prefecture, Guizhou Province, Qinlong 561400, China
** professor, E-mail:

* Contributed equally

Received date: 2024-05-30

  Online published: 2025-01-10

Fold

Abstract

The experiment was conducted to establish the models for the energy and protein requirements for Qianbei brown wethers. Forty-eight healthy Qianbei brown wethers with body weight of (24.28±0.20) kg were randomly divided into 4 treatment groups with 3 replicates per group and 4 goats per replicate. Wethers were feed for expected average body weight gain at 40, 60, 80 and 100 g/d based on recommendation of Chinese Goat Nutrients Requirement (NY/T 816—2004). The pre-experimental period lasted for 14 days, and the experimental period lasted for 42 days. At the ending of feeding trial, feed, feces and urine sample were collected for 7 days, to measure the energy and crude protein (CP) apparent digestibility and apparent metabolic rate. The results showed as follows: 1) with dietary nutrient levels increased, the average weight gain and dry matter intake of wethers were gradually increased, and the feed to gain ratio was significantly decreased (P<0.05). 2) With dietary nutrient levels increased, the energy and CP apparent digestibility and apparent metabolic rate of wethers were gradually increased. 3) The digestible energy requirement for maintenance (DEm) and metabolizable energy requirement for maintenance (MEm) of wethers were 574.00 and 482.06 kJ/kg BW0.75, digestible energy requirement for daily weight gain per gram (DEg) and metabolizable requirement for daily weight gain per gram (MEg) were 38 and 39 kJ; digestible crude protein (DCP) and metabolizable crude protein (MCP) requirements for maintenance were 1.830 and 1.162 g/kg BW0.75, DCP and MCP for daily weight gain per gram were 0.340 and 0.216 g. In conclusion, increasing the dietary nutrient levels can improve the growth performance and nutrient digestive and absorptive efficiency of Qianbei brown wethers. The digestible energy, metabolizable energy, DCP and MCP requirement models have been established for Qianbei brown wethers by the regression method combining with nutrient digestion and metabolism experiments.

Key words： Qianbei brown wethers; energy; protein; requirement; maintenance; growth

Cite this article

HUANG Yanhua , BAN Mingzheng , XU Tianzheng , FU Shunxian , LIN Jiale , LU Shengtao , ZHOU Panhong , SHI Xiaoli . Study of Energy and Protein Requirements for Qianbei Brown Wethers[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2025 , 37(1) : 475 -482 . DOI: 10.12418/CJAN2025.041

黔北麻羊具有抗病能力强、抗逆性好、耐粗饲、适应性强、肉质良好、皮张品质较好和生产性能优良等品种特性,是贵州优良的三大地方山羊品种之一[1]。羯羊作为非种用公羊阉割后的羊只,具有生长速度快、育肥性能好、周期短等特点[2],是有潜力的优良品种,有必要展开相关研究。在畜禽生产中,精准饲养不仅可提高饲料利用率,缩短饲养周期,更能提高经济效益,而关于黔北麻羊营养需要的研究较少,国内外的饲养标准因地域原因,不一定适用地方品种[3],不利于黔北麻羊产业的健康发展。因此,本试验对黔北麻羊羯羊能量和蛋白质需要进行研究,建立回归估计模型,以期为黔北麻羊羯羊养殖提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验设计

动物试验经过贵州大学实验动物伦理分委员会审批,编号:FAE-GZU-2023-E060。
采用随机区组(圈舍为区组)单因素试验设计,选择体重(24.28±0.20) kg、体况良好的48只黔北麻羊羯羊作为试验动物,随机分成4组,每组4个重复,每个重复3只羊。试验1、2、3和4组分别饲喂《肉羊饲养标准》(NY/T 816—2004)[4]中山羊预期日增重40、60、80和100 g/d的试验饲粮,进行为期56 d饲养试验,其中预试期14 d,正试期42 d。

1.2 试验饲粮

参照我国《肉羊饲养标准》(NY/T816—2004)[4]中育肥山羊预期日增重40、60、80和100 g/d营养需要设计青饲玉米-玉米-豆粕型饲粮,试验饲粮组成及营养水平见表1。
表1 试验饲粮组成及营养水平(干物质基础)

Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets (DM basis) %

项目
Items		 组别Groups
1 2 3 4
原料Ingredients
青饲玉米Forage maize 58.94 52.60 50.21 47.99
稻草Rice straw 13.56 12.12 11.55 11.04
玉米Maize 26.81 28.61 29.20 28.89
小麦麸Wheat bran 0.00 2.40 2.33 2.21
豆粕Soybean meal (CP 43%) 0.00 2.46 4.54 6.93
磷酸氢钙CaHPO4 0.04 0.11 0.83 1.50
石粉Limestone 0.14 1.19 0.83 0.93
食盐NaCl 0.40 0.40 0.40 0.40
矿物质预混料Mineral premix1) 0.10 0.10 0.10 0.10
维生素预混料Vitamin premix2) 0.01 0.01 0.01 0.01
合计Total 100.00 100.00 100.00 100.00
营养水平Nutrient levels3)
代谢能ME/(MJ/d) 6.21 6.32 7.33 7.94
粗蛋白质CP/(g/d) 53.01 57.48 63.84 76.63
钙Ca/(g/d) 1.41 3.92 4.33 5.79
磷P/(g/d) 1.51 1.96 2.91 3.97

1)矿物质预混料为每千克饲粮提供 Mineral premix provided the following per kilogram of diets:Fe (as ferrous sulfate) 40 mg,Cu (as copper sulfate) 10 mg,Mn (as manganese sulfate) 80 mg,Zn (as zinc sulfate) 80 mg,I (as calcium iodate)1.0 mg,Se (as sodium selenite) 0.05 mg,Co (as cobalt chloride) 0.15 mg。

2)维生素预混料为每千克饲粮提供 Vitamin premix provided the following per kilogram of diets:VA 3 000 IU,VD3 350 IU,VE 30 IU。

3)代谢能为计算值,粗蛋白质、钙和磷为实测值。ME was a calculated value, while CP, Ca and P were measured values.

1.3 饲养管理

试验前清扫,并用5%石灰水消毒圈舍。将精料和粗料粉碎后混合均匀制成全混合日粮(TMR),于09:00和17:00各饲喂1次,自由采食饮水。试验期间每日准确记录各圈喂料量和剩料量,并收集保存饲料和剩料,于-20 ℃冰柜中保存。

1.4 消化代谢试验

待饲养试验结束后,以重复为单位采用全收粪和全收尿法进行为期7 d的代谢试验。每日准确测定记录喂料量和剩料量,将每日收集各组试验饲粮100 g,剩料和抛洒料分别混合,制备样本。每日利用集粪袋和集尿袋分别收集粪样和尿样,去除粪中毛发后,称重,取粪样和尿样各20%,按粪重和尿量10%分别添加10%盐酸混匀以固氮,并置于-20 ℃冰柜中保存。待代谢试验结束后,将7 d粪样和尿样分别混匀取样500 g和200 mL后,置于-20 ℃冰柜中保存。

1.5 样本收集与制备

在(55±5) ℃烘箱中将饲料、剩料和粪样恒重,回潮24 h,直至恒重,制得风干样本,测得初水分。将样本粉碎,过60目筛,置于-20 ℃冰箱中保存,以备养分分析。

1.6 测试指标及方法

1.6.1 生长性能指标

在正试期开始及结束前1天空腹16 h,测定羊只体重,计算平均日增重(ADG);准确测定和记录每日饲料投喂量、剩料量和抛洒料量,计算平均日采食量(ADFI)、干物质采食量(DMI)和料重比(F/G),公式如下:
ADG(g/d)=(末重-始重)/饲喂天数;
ADFI(g/d)=(投喂量-剩料量-抛洒料量)/饲喂天数;
DMI(g/d)=ADFI×干物质含量;
F/G=ADFI/ADG。

1.6.2 样本中养分分析

分析测定饲料、粪样和尿样中的能量及干物质(DM)、粗蛋白质(CP)、钙(Ca)、磷(P)含量。参照国际标准(ISO 9831:1998)采用氧弹量热法测定能量,参照GB/T 6435—2014采用105 ℃烘干法测定DM含量,参照GB/T 6432—1994采用凯氏定氮法测定CP含量,参照GB/T 6436—2002采用高锰酸钾法测定Ca含量,参照GB/T 6437—2002采用分光光度法测定P含量[5]。

1.6.3 养分表观消化率和表观代谢率

计算饲料中能量和CP的表观消化率和代谢率,其计算公式如下:
消化能(kJ)=总能-粪能;
代谢能(kJ)=总能-粪能-尿能-甲烷能;
能量表观消化率(%)=[(总能-粪能)/总能]×100;
能量表观代谢率(%)=[(总能-粪能-尿能-甲烷能)/总能]×100;
消化能转化为代谢能的效率=能量表观
代谢率/能量表观消化率;
CP表观消化率(%)=[(食入氮-粪氮)/食入氮×6.25]×100;
CP表观代谢率(%)=[(食入氮-粪氮-尿氮)/食入氮×6.25]×100;
可消化CP转化效率=CP表观代谢率/CP表观消化率。
其中,甲烷能参照Blaxter等[6]估计。

1.7 能量和蛋白质需要回归模型的建立

以黔北麻羊羯羊代谢体重(BW0.75)和ADG为自变量,分别以消化能摄入量(DEI)、代谢能摄入量(MEI)、可消化粗蛋白质摄入量(DCPI)和可代谢粗蛋白质摄入量(MCPI)为因变量建立回归模型。模型如下:
NRs=a×BW0.75+b×ADG。
式中:NRs为各种养分的营养需要量;a为维持需要常数;BW0.75为代谢体重(kg);b为生长需要常数;ADG为平均日增重(g/d)。

1.8 试验数据处理与分析

应用SPSS 18.0的Shapiro-Wilk检验数据的正态性,并用Levene’s法检验数据的方差齐性,再进行随机区组单因素方差分析(one-way ANOVA),Duncan氏法进行多重比较,结果用“平均值±标准差”表示。用Regression过程进行回归分析,建立养分需要的数学模型。

2 结果与分析

2.1 饲粮营养水平对黔北麻羊羯羊生长性能的影响

由表2可知,随着营养水平的增加,黔北麻羊的ADG和DMI均逐渐增高,2、3、4组ADG显著高于1组(P<0.05),且4组显著高于2组(P<0.05);2、3、4组DMI显著高于1组(P<0.05),且3、4组显著高于2组(P<0.05)。F/G随着饲粮营养水平的增加而显著降低(P<0.05)。
表2 饲粮营养水平对黔北麻羊羯羊生长性能的影响

Table 2 Effects of dietary nutrient levels on growth performance of Qianbei brown wethers

项目
Items		 组别Groups P值
P-value
1 2 3 4
始重Initial weight/kg 24.12±0.34 24.10±0.29 24.40±0.31 24.51±0.23 0.814
末重Final weight/kg 26.55±0.29c 27.50±0.03b 27.90±0.31b 29.26±0.12a <0.001
平均日增重ADG/(g/d) 58.00±14.46c 80.56±25.02b 88.33±10.00ab 113.09±24.17a <0.001
干物质采食量DMI/(g/d) 520.46±24.62c 593.72±37.06b 618.35±26.49a 650.71±21.16a <0.001
料重比F/G 8.97±3.74a 7.37±3.16b 7.04±0.57c 5.25±0.63d <0.001

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

In the same row, 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.

2.2 饲粮营养水平对黔北麻羊羯羊能量和CP表观消化率和表观代谢率的影响

由表3可见,羯羊对饲粮能量表观消化率在69.40%~82.16%,能量表观代谢率在58.54%~68.82%,3、4组能量表观消化率和表观代谢率显著高于1组(P<0.05)。经计算,消化能(DE)转化为代谢能(ME)的效率为83.76%~84.35%,未随营养水平发生明显变化。羯羊对饲粮CP表观消化率在67.36%~77.61%,CP表观代谢率在41.02%~52.16%,2、3、4组CP表观消化率和表观代谢率显著高于1组(P<0.05)。经计算,可消化CP转化效率为60.90%~67.21%,CP表观代谢率随营养水平变化与CP表观消化率呈相同趋势。
表3 饲粮营养水平对黔北麻羊羯羊能量和CP表观消化率和表观代谢率的影响

Table 3 Effects of dietary nutrient levels on energy and CP apparent digestibility and apparent metabolic rate of Qianbei brown wethers %

项目
Items		 组别Groups P值
P-value
1 2 3 4
能量表观消化率
Energy apparent digestibility		 69.40±5.23b 74.71±2.37ab 78.94±2.12a 82.16±3.94a 0.016
能量表观代谢率
Energy apparent metabolic rate		 58.54±4.98c 63.09±1.03bc 66.48±2.18ab 68.82±3.21a 0.038
CP表观消化率
CP apparent digestibility		 67.36±2.84b 74.05±2.18a 76.16±1.14a 77.61±1.93a 0.004
CP表观代谢率
CP apparent metabolic rate		 41.02±3.27b 46.20±3.21a 48.49±2.17a 52.16±3.61a 0.049

2.3 饲粮营养水平对黔北麻羊羯羊能量和蛋白质摄入量的影响

由表4可知,随着营养水平的增加,4组DEI显著高于1和2组(P<0.05),各组之间MEI无显著差异(P>0.05),3和4组DCPI显著高于1和2组(P<0.05),4组MCPI显著高于其余各组(P<0.05)。
表4 饲粮营养水平对黔北麻羊羯羊能量和蛋白质摄入量的影响

Table 4 Effects of dietary nutrient levels on energy and protein intake of Qianbei brown wethers

项目
Items		 组别Groups P值
P-value
1 2 3 4
消化能摄入量DEI/(MJ/d) 7.24±0.51b 7.39±0.26b 8.68±0.23ab 9.59±0.72a 0.035
代谢能摄入量MEI/(MJ/d) 6.21±0.52 6.32±0.76 7.33±0.29 7.94±0.83 0.430
可消化粗蛋白质摄入量
DCPI/(g/d)		 35.71±2.22c 39.24±5.62c 48.92±1.64b 59.48±3.35a <0.001
可代谢粗蛋白质摄入量
MCPI/(g/d)		 21.33±1.99c 28.04±7.43bc 29.66±3.89bc 37.33±4.77a 0.038

2.4 黔北麻羊羯羊能量和蛋白质需要量的回归分析

计算每重复平均体重和ADG,对黔北麻羊羯羊DEI、MEI、DCPI和MCPI分别与BW0.75和ADG进行多元线性回归,得到羯羊DE、ME、可消化粗蛋白质(DCP)和可代谢粗蛋白质(MCP)需要估计模型。表5显示,黔北麻羊羯羊DE和ME需要模型分别为:DE(MJ)=0.574 BW0.75+0.038 ADG (P=0.001,R2=0.809,n=16),ME(MJ)=0.485 BW0.75+0.032 ADG (P=0.001,R2=0.891,n=16)。而羯羊的DCP和MCP的需要模型则分别为:DCP(g)=1.830 BW0.75+0.336 ADG (P=0.001,R2=0.880,n=16)和MCP(g)=1.162 BW0.75+0.216 ADG (P=0.006,R2=0.743,n=16)。
表5 羯羊能量和蛋白质采食量与代谢体重及平均日增重的回归分析

Table 5 Regression analysis among energy, protein intake and BW0.75, ADG

项目
Items		 维持需要
Requirement for maintain		 平均日增重需要
Requirement for ADG		 决定
系数
R2		 P值
P-value		 样本量
n
系数
Coefficient		 均值标准误
SEM		 系数
Coefficient		 均值标准误
SEM
消化能摄放量DEI/(MJ/d) 0.574** 0.206 0.038** 0.007 0.809 0.001 16
代谢能摄入量MEI/(MJ/d) 0.485** 0.062 0.032** 0.006 0.891 0.001 16
可消化粗蛋白质摄入量
DCPI/(g/d)		 1.830* 0.237 0.336** 0.023 0.880 0.001 16
可代谢粗蛋白质摄入量
MCPI/(g/d)		 1.162* 0.361 0.216** 0.036 0.743 0.006 16

*代表显著相关(P<0.05),**代表极显著相关(P<0.01)。

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

3 讨论

3.1 饲粮营养水平对黔北麻羊羯羊生长性能的影响

在本试验中,羯羊ADG和DMI均随着饲粮营养水平的提高而提高,且饲料转化率也逐渐增高,2、3、4组羯羊ADG较1组分别提高了38.89%、52.23%和94.98%,而DMI较1组分别提高了14.1%、18.9%和25.0%,F/G较1组分别降低了17.8%、21.5%和41.5%,试验结果与在妊娠前期的黔北麻羊相似[7-8]。用CP水平分别为8.23%、10.42%和12.52%的饲粮饲喂3~6月龄重庆黑山羊,发现CP水平对DMI无显著影响,但高CP水平组ADG显著高于中、低CP水平组[9]。而不同能量水平对1周岁陕北白绒山羊羯羊的DMI和ADG均有极显著影响[10]。上述研究与本试验的相似,略有差别的原因可能与营养水平和羊品种等因素有关[11]。本研究表明,提高饲粮营养水平有利于提高采食量,改善饲料转化率,提升山羊生长性能。

3.2 饲粮营养水平对黔北麻羊羯羊养分表观消化率和表观代谢率的影响

在消化代谢试验中发现,随着饲粮营养水平的增加,羯羊的能量表观消化率和CP表观消化率随之升高。这与王惠[12]在空怀期及妊娠期陕北白绒山羊和Tovar-Luna等[13]在波尔山羊得出相似的结果。在妊娠前期的黔北麻羊上同样发现,随着饲粮营养水平的增加,CP表观消化率随之增加,但对能量表观消化率无显著影响[7]。因消化率的增加受消化液通过胃肠道的速度及消化酶与底物的比例增加等因素影响[13],故试验结果的差异可能与本试验设计的饲粮营养水平有关。同样,增加饲粮营养水平显著提高了羯羊的能量表观代谢率,但对CP表观代谢率无显著影响。空怀期及妊娠期陕北白绒山羊上也发现随能量摄入量的提高,能量表观代谢率显著提高[7]。而妊娠前期的黔北麻羊随着饲粮营养水平的提高,能量表观代谢率无显著变化,但CP表观代谢率呈二次曲线增长[8]。本试验中,CP表观代谢率未呈二次曲线增长,可能是因为饲粮营养水平未达到影响动物消化液分泌和养分充分消化的临界水平[10]。

3.3 黔北麻羊羯羊能量需要量

在本研究中,黔北麻羊羯羊维持需要消化能(DEm)和维持需要代谢能(MEm)分别为574和485 kJ/kg BW0.75,每克日增重消化能(DEg)和每克日增重代谢能(MEg)分别为38和32 kJ,比妊娠前期黔北麻羊[8]MEm(447.10 kJ/kg BW0.75)增加了8.48%和MEg(29.80 kJ)增加7.38%,亦高于1周岁陕北白绒山羊羯羊[10]DEm(504 kJ/kg BW0.75)、MEm(396 kJ/kg BW0.75)和NRC(1981)[14]山羊MEm(424 kJ/kg BW0.75)以及生长期云南半细毛羊[15]MEm(435.9 kJ/kg BW0.75)。而与3月龄生长期波杂肉羊[16]DEm(588.31 kJ/kg BW0.75)和MEm(482.42 kJ/kg BW0.75)相近。以上结果的差异可能与年龄、运动量、环境因素和研究方法等因素有关。在反刍动物中,随着年龄的增长,MEm也随之减少[17]。因此,高于妊娠前期黔北麻羊。澳大利亚联邦科学与工业研究组织(CSIRO)建议额外的活动量会增加对能量的需要量[18],美国农业与食品研究委员会(AFRC)也建议圈养山羊活动中使用的能量为空腹产热量的10%[19],可见山羊额外活动量对维持需要能量影响较大。1周岁陕北白绒山羊羯羊[10]的消化代谢试验在消化代谢笼中进行,限制了试验羊的活动。而本试验采用圈舍饲养(每只羊的活动空间为12 m2)未使用代谢笼。因此,山羊额外的活动提高了能量的需要量。环境温差也对能量需要量有较大的影响,冷热应激均会影响家畜的能量需要,当动物处于非中温区时,MEm会增加[17,20]。本试验羊的饲养温度(18~35 ℃)有一定程度的波动,因此对能量的需要量较高。其次,计算方法对维持ME需要量有较大程度的影响。李湘[15]分别采用单位体重日增重和MEI建立回归方程和对体产热和MEI建立回归方程2种方法估计MEm,分别得出544.0和435.9 kJ/kg BW0.75,差异可达31.68%。

3.4 黔北麻羊羯羊蛋白质需要量

本试验得出羯羊的维持所需DCP和MCP分别为1.830和1.130 g/kg BW0.75,每克日增重所需DCP和MCP需要分别为0.336 和0.216 g。NRC(1981)[14]的维持所需DCP推荐为2.82 g/kg BW0.75,每克日增重所需DCP为0.20 g。妊娠前期黔北麻羊[8]的维持所需DCP推荐为2.75 g/kg BW0.75,每克日增重所需DCP为0.22 g。陕北白绒山羊1周岁羯羊[10]维持所需DCP为1.036 g/kg BW0.75,每克日增重所需DCP为0.65 g。妊娠后期陕北白绒山羊[21]维持所需DCP为1.49 g/kg BW0.75,每克日增重所需DCP为0.33 g。本试验的维持所需DCP低于NRC(1981)[14]、妊娠前期黔北麻羊[8],高于陕北白绒山羊1周岁羯羊[10],与妊娠后期陕北白绒山羊相近[21]。每克日增重所需DCP高于NRC(1981)[14]、妊娠前期黔北麻羊[8],低于陕北白绒山羊1周岁羯羊[10],与妊娠后期陕北白绒山羊[21]相近。以上结果的差异可能受试验羊品种影响。NRC(1981)[14]一般选用安哥拉山羊和肉山羊,体型较大且代谢旺盛,维持需要较高,而陕北白绒山羊具有耐粗饲的特点,维持需要低,但因其选育程度低,对蛋白质利用率不高,故生长需要较高。此外,生理阶段和环境等因素也会影响羊对蛋白质的需要量[10]。

4 结论

① 随着饲粮营养水平的增加,能量表观消化率和表观代谢率、CP表观消化率均提高。
② 黔北麻羊羯羊的DEm和MEm分别为574.00和485.06 kJ/kg BW0.75,DEg和MEg分别为44和39 kJ;维持所需DCP和MCP分别为1.830和1.162 g/kg BW0.75,每克日增重所需DCP和MCP分别为0.340和0.216 g。

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