Chinese Journal of Animal Nutrition >

2025 , Vol. 37 >Issue 12: 8261 - 8274

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2025.673

RESEARCH PAPER

Evaluation of True Utilization Rate of Corn Calcium and Phosphorus in Laying Hens during Peak Laying Period and Prediction Equation Establishment

  • XIE Yuesheng , 1 ,
  • LIU Fu 1 ,
  • LU Rongxian 1 ,
  • YUAN Shunhua 1 ,
  • GUO Hui 2 ,
  • CAO Manhu , 1, *
Expand
  • 1 College of Animal Science and Technology, Hunan Agricultural University, Changsha 410128, China
  • 2 Guangxi Muxing Biotechnology Co., Ltd., Nanning 530007, China
* professor, E-mail:

Received date: 2025-05-20

  Online published: 2025-12-13

Fold

Abstract

The purpose of this experiment was to investigate the contents of calcium and phosphorus in corn from different producing areas and the apparent metabolic rates and true utilization rates of calcium and phosphorus in laying hens during the peak period of laying. The apparent metabolic rates and true utilization rates of calcium and phosphorus in laying hens were determined by using 10 kinds of corn from Heilongjiang, Hebei, Jilin, Inner Mongolia, Henan, Shandong, Anhui, Beijing and Yunnan. Ninety-six 35-week-old healthy Roman grey laying hens with similar body weight were randomly divided into ten semi-pure corn diet groups, one calcium-free diet group and one phosphorus-free diet group, with 8 replicates in each group and 1 chicken in each replicate. The pre-test period was 3 days and the test period was 4 days. The total fecal collection method was used to collect excreta, and the apparent metabolic rate/value of calcium and phosphorus and the true utilization rate/value of calcium and phosphorus were measured and calculated. Based on the physical characteristics and chemical composition, the prediction equations of the apparent metabolic rate/value and true utilization rate/value of calcium and phosphorus in laying hens during the peak laying period were constructed. The results showed as follows: 1) the content of calcium in 10 kinds of maize ranged from 0.01% to 0.13%, with an average of 0.05% and a coefficient of variation of 78.75%; the content of total phosphorus ranged from 0.18% to 0.31%, with an average of 0.26% and a coefficient of variation of 15.00%. The content of phytate phosphorus (PP) ranged from 0.08% to 0.16%, with an average of 0.13% and a coefficient of variation of 18.75%. From the perspective of producing areas, the content of calcium was higher in Linyi of Shandong, Zhuozhou of Hebei and Zhengzhou of Henan, while lower in Beijing, Anqing of Anhui. The content of phosphorus was the higher in Anqing of Anhui, Zhengzhou of Henan and Harbin of Heilongjiang, and the lower in Zhuozhou of Hebei and Bayannaoer of Inner Mongolia. The content of PP and the content of total phosphorus showed the same trend. 2)During the peak laying period, the calcium true utilization value of laying hens on 10 kinds of corn was 0.07 to 0.91 g/kg, with an average value of 0.36 g/kg. The true utilization rate of calcium was 67.42% to 78.75%. The true utilization rate of 10 kinds of corn phosphorus in laying hens was 0.73 to 1.58 g/kg, with an average of 1.18 g/kg, and the true utilization rate was 40.22% to 63.13%. 3) Taking the physical and chemical properties and nutritional components of corn as predictors, the prediction equation of the true utilization rate of calcium and phosphorus in corn by laying hens at the peak of laying was CaTUR=67.16+1.881 total phosphorus (TP)-0.089 bulk density (BD)-0.432 crude ash (Ash) and PTUR=40.48+1.542 crude protein (CP)+0.229 acid detergent fiber (ADF)-0.279 PP. Considering that the percentage cannot be accurate to the decimal point, and the true utilization value was used as a variable to predict the dynamic equation, it was CaTUV=0.162+0.113TP-0.025 5BD and PTUV=0.207+0.64CP+0.204 neutral detergent fiber (NDF)-0.221Ash. In summary, the contents of calcium and phosphorus in corn from different producing areas are quite different, and their utilization rates are also quite different; during the peak laying period, the true utilization value of calcium in corn is 0.07 to 0.91 g/kg, and the true utilization value of phosphorus is 0.73 to 1.58 g/kg. The TP, Ash content and BD in corn can be used as predictors of calcium apparent metabolic rate and true utilization rate, while the contents of CP, NDF, Ash, ADF and PP can be used as predictors of phosphorus apparent metabolic rate and true utilization rate. The determination coefficients of the prediction equations of calcium apparent metabolic rate and calcium true utilization rate are 0.624 and 0.933, respectively, and the determination coefficients of the prediction equations of phosphorus apparent metabolic rate and phosphorus true utilization rate are 0.737 and 0.952, respectively.

Key words： laying hens; peak laying period; calcium; phosphorus; corn; prediction equation

Cite this article

XIE Yuesheng , LIU Fu , LU Rongxian , YUAN Shunhua , GUO Hui , CAO Manhu . Evaluation of True Utilization Rate of Corn Calcium and Phosphorus in Laying Hens during Peak Laying Period and Prediction Equation Establishment[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2025 , 37(12) : 8261 -8274 . DOI: 10.12418/CJAN2025.673

饲粮配方中玉米作为主要的能量来源,占比达60%以上,且玉米中的钙含量为0.01%[1],这意味着玉米中可提供的钙可达0.06 g/kg。但在现有的饲料生产和饲料原料数据价值表中尚存在2种不足:一是目前饲料原料数据库中缺乏对玉米中钙、磷利用率准确测定的数据[2];二是对于我国地源性的玉米,比如不同产地和区域的玉米中的钙、磷的含量测定和利用率也尚少有研究。另外,蛋鸡是对钙、磷营养需要比较高的动物,产蛋高峰期需要量则更高。但由于蛋鸡生长和生产的特殊性和试验条件的困难,我国现有饲料原料数据库中蛋鸡的数据均是以成年公鸡和生长肉鸡开展试验而获得的,缺乏蛋鸡真正开展试验而获得的玉米的钙、磷利用率的数据及预测方程[3],更鲜有蛋鸡对地源性饲料钙、磷利用率的精准测定等研究。因此,本研究通过收集来自我国黑龙江、河北、吉林等10个不同省(市)的玉米,评定蛋鸡对这10种玉米中钙、磷表观代谢率和真利用率,并构建其预测方程,填补产蛋高峰期蛋鸡对玉米中钙、磷利用率数据的缺乏及地源性玉米中钙、磷利用率或利用值的空缺,为精准利用玉米中的钙、磷提供理论基础和生产依据。
蛋鸡的饲粮配方中玉米占比达60%以上,以玉米中钙、磷含量分别为0.01%和0.36%(《中国饲料成分及营养价值表(2024年第35版)》[1])来计算,玉米中提供的钙、磷可分别达0.006%和0.216%。但目前生产上和研究中,由于缺乏相关数据,常常忽略玉米、小麦、豆粕等能量和蛋白质原料中的钙、磷利用,即未能最大化利用玉米及以玉米为代表的能量饲料的钙、磷。本试验通过玉米常规物理养分和理化特性营养成分的分析,筛选预测因子,并通过测定玉米中的钙、磷利用率,预测了与玉米中钙、磷利用率与被筛选的预测因子的相关性,建立了玉米中钙、磷利用率的预测方程。这对利用玉米中的钙、磷进行蛋鸡饲粮的配制提供了准确的数据,为精准营养理念的实施提供了理论基础,并最大化利用玉米中的钙、磷。

1 材料与方法

1.1 样品来源及物理特性和化学成分分析

本试验采集了来自北京、山东、黑龙江等10种不同来源的玉米,品种均为普通玉米。具体产地信息、物理特性和常规营养成分含量分别见表1和表2。
表1 10种不同来源玉米产地分布

Table 1 Distribution of 10 different sources of corn production areas

玉米编号Corn numbers 来源Sources 玉米编号Corn numbers 来源Sources
C1 北京 C6 黑龙江哈尔滨
C2 山东临沂 C7 吉林公主岭
C3 安徽安庆 C8 内蒙古巴彦淖尔
C4 河南郑州 C9 云南文山州
C5 吉林四平 C10 河北涿州
表2 玉米的物理特性和化学成分(风干基础)

Table 2 Physical characteristics and chemical composition of corns (air-dry basis)

项目
Items		 玉米编号Corn numbers 平均值
Mean
value		 最大值
Max
value		 最小值
Min
value		 变异
系数
CV/%
C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10
容重Bulk density/(g/L) 763.97 695.19 712.41 754.01 768.78 797.80 765.28 756.76 799.18 751.31 756.47 799.18 695.19 4.08
千粒重
1 000 grain weight/(g/千粒)		 334.38 250.15 362.57 311.32 360.25 337.67 346.84 354.47 381.55 339.78 337.90 381.55 250.15 10.16
千粒容积
1 000 grain volume/(mL/千粒)		 440.00 364.00 504.00 392.00 468.00 424.00 460.00 476.00 488.00 448.00 446.40 504.00 364.00 9.20
干物质DM/% 87.47 87.63 89.24 86.97 87.26 84.45 86.82 87.04 86.60 86.00 86.95 89.24 84.45 1.33
粗蛋白质CP/% 7.79 8.68 9.52 8.05 7.56 8.28 6.89 7.00 8.60 7.20 7.96 9.52 6.89 9.98
粗脂肪EE/% 3.59 3.91 4.30 2.03 3.57 4.23 3.18 2.42 2.53 4.50 3.43 4.50 2.03 23.84
粗灰分Ash/% 1.29 1.27 1.47 1.22 1.31 1.24 1.16 1.00 1.58 1.10 1.26 1.58 1.00 12.63
中性洗涤纤维NDF/% 7.98 8.74 9.52 7.74 7.63 7.78 8.45 7.50 8.15 7.70 8.12 9.52 7.50 7.32
酸性洗涤纤维ADF/% 2.22 2.39 2.47 3.02 1.98 2.06 2.22 1.86 3.66 2.11 2.40 3.66 1.86 21.70
总磷TP/% 0.25 0.29 0.31 0.30 0.25 0.30 0.26 0.18 0.24 0.22 0.26 0.31 0.18 15.00
植酸磷PP/% 0.11 0.14 0.16 0.16 0.12 0.15 0.13 0.08 0.12 0.11 0.13 0.16 0.08 18.75
钙Ca/% 0.01 0.13 0.02 0.08 0.02 0.05 0.06 0.02 0.01 0.09 0.05 0.13 0.01 78.75
总淀粉TS/% 69.25 70.64 66.38 62.43 69.46 62.88 69.82 65.76 65.97 56.75 65.93 70.64 56.75 6.20
总能GE/(MJ/kg) 18.98 18.87 19.84 23.81 19.31 18.78 18.62 18.03 18.32 18.38 19.29 23.81 18.03 8.21

表中数据为实测值。

The data in the table were measured values.

1.2 试验设计

试验蛋鸡为罗曼灰产蛋高峰期35周龄的蛋鸡,购自湖南三尖农牧有限公司,试验符合湖南农业大学生物医学伦理研究委员会的审批要求[伦审科2024第(179)号]。
选取96只35周龄健康且体重相近的罗曼灰蛋鸡为试验对象,在测得各鸡只产蛋率、蛋重等基础数据后,选择这2个指标均无差异的蛋鸡,按体重随机分成12组,每组8个重复,每个重复1只鸡。试验期为1周,其中预试期3 d,正试期4 d。试验饲粮以10种玉米为钙和磷的唯一来源,添加满足其他营养需要的矿物元素和维生素。以无钙和无磷组为内源性钙、磷排泄量测定组,饲粮以玉米淀粉为主要基础原料,其他营养素同试验组一样。试验饲粮和无钙、无磷饲粮组成及营养水平见表3。
表3 试验饲粮和无钙、无磷饲粮组成及营养水平(风干基础)

Table 3 Composition and nutrient levels of experimental diet, Ca-free diet and P-free diet (air-dry basis) %

项目
Items		 试验饲粮
Experiment diet		 无钙饲粮
Ca-free diet		 无磷饲粮
P-free diet
原料Ingredients
玉米Corn 98.42
玉米淀粉Corn starch 98.19 98.19
赖氨酸Lys 0.30 0.53 0.53
蛋氨酸Met 0.36 0.36 0.36
氯化钠NaCl 0.32 0.32 0.32
氯化胆碱Choline chloride (50%) 0.20 0.20 0.20
预混料Premix1) 0.40 0.40 0.40
合计Total 100.00 100.00 100.00
营养水平Nutrient levels2)
代谢能ME/(MJ/kg) 13.51 13.47 13.47
粗蛋白质CP 8.66 8.84 8.84
蛋氨酸Met 0.50 0.50 0.50
蛋氨酸+胱氨酸Met+Cys 0.68 0.68 0.68
赖氨酸Lys 0.59 0.77 0.77
钠Na 0.13 0.13 0.13
氯Cl 0.39 0.30 0.30

1)预混料为每千克饲粮提供 The premix provided the following per kg of diets: VA 4 000 IU, VD 800 IU, VE 8 IU, 硫胺素 thiamin 1.3 mg, 核黄素 riboflavin 1.8 mg, 泛酸 pantothenic acid 10 mg, 烟酸 niacin 11 mg,吡哆醇 pyridoxine 3 mg,生物素 biotin 0.1 mg,叶酸 folic acid 0.25 mg,VB12 0.03 mg,胆碱 choline 900 mg,Fe 80 mg,Cu 8 mg,Zn 45 mg,Mn 40 mg,I 0.35 mg,Se 0.3 mg。

2)代谢能、钠、氯为计算值,粗蛋白质、氨基酸为实测值。ME, Na and Cl were calculated values, while CP and amino acids were measured values.

1.3 饲养管理

试验鸡采用3层阶梯式密闭笼养,管理和光照程序参照《鸡饲养标准》(NY/T 33—2004)[4]。自由采食,喂食3次/d(08:00、12:00、18:00),自由饮水,自然光照结合人工补光,光照为16 h/d,鸡舍温度为30~35 ℃,相对湿度为50%~60%,采用负压通风,空气纵向流通,消毒和防疫按常规程序进行。

1.4 样品采集

采用全收粪法[5],预饲3 d后,连续4 d准确记录饲粮采食量,收集试验蛋鸡粪便排泄物量。收集时剔除抛洒饲粮、羽毛、皮屑等杂物,每24 h收集粪样1次,鲜粪收集至样品袋中,称重记录。称重后将粪样混匀,置于-20 ℃冰箱中保存。分析前将样品解冻,混匀后倒入锡纸盒中在65 ℃烘箱中干燥至恒重,置于室内回潮24 h,称重、记录,作为风干粪重。干燥样品粉碎过40目筛,装入样品袋保存,待测。

1.5 营养物质水平测定

10种玉米的容重(BD)参考GB/T 5498—2013中方法测定,千粒重和千粒容积参考GB/T 5519—2018中方法测定,干物质(DM)含量参考GB/T 6435—2014中方法测定,粗蛋白质(CP)含量参考GB/T 6432—2018中方法测定,粗脂肪(EE)含量参考GB/T 6433—2006中方法测定,粗灰分(Ash)含量参考GB/T 6438—2007中方法测定,中性洗涤纤维(NDF)含量参考GB/T 20806—2022中方法测定,酸性洗涤纤维(ADF)含量参考NY/T 1459—2022中方法测定,磷(P)含量测定参考GB/T 6437—2018的分光光度法测定,植酸磷(PP)含量参考NY/T 3941—2021中方法测定,钙含量参考GB/T 6436—2022中乙二胺四乙酸二钠络合滴定法测定,总能(GE)参考GB/T45104—2024的方法,使用氧弹式热量仪(TYHW-V,鹤壁市天宇仪器仪表制造有限公司)测定,总淀粉(TS)含量参考GB/T5009.9—2023中方法测定。
饲粮营养水平中CP含量参考GB/T 6432—2018中方法测定,氨基酸含量使用液相色谱仪(Thermo Fisher U3000,美国)测定。钙含量参考GB/T 6436—2022中乙二胺四乙酸二钠络合滴定法测定,总磷含量参考GB/T 6437—2018的分光光度法测定。代谢能、钠、氯含量参考《鸡饲养标准》(NY/T 33—2004)[4]计算。

1.6 钙、磷表观代谢率、表观代谢值和真利用率、真利用值计算及预测方程的预测

1.6.1 钙、磷表观代谢率

表观代谢率(%)=100×[饲粮采食量×饲粮中钙(磷)含量-排泄物量×排泄物中钙(磷)含量]/[饲粮采食量×饲粮中钙(磷)含量]。

1.6.2 钙、磷真利用率

真利用率(%)=100×{饲粮中钙(磷)含量-[粪便中钙(磷)含量-内源性钙(磷)含量]}/饲粮中钙(磷)含量。

1.6.3 钙、磷表观代谢值

表观代谢值(g/kg)=钙(磷)表观代谢率×饲粮中钙(磷)含量/100。

1.6.4 钙、磷真利用值

真利用值(g/kg)=钙(磷)真利用率×饲粮中钙(磷)含量/100。

1.6.5 预测方程的建立

玉米中钙、磷的利用率预测方程的构建通过以下2个步骤进行:1)根据玉米物理特性和营养价值指标和含量之间的相关性,确定与钙、磷相关系数较大的指标,作为钙、磷利用率的预测因子。2)以玉米中钙、磷的表观代谢率、真利用率、表观代谢值和真利用值与筛选出的预测因子拟合预测方程,确定玉米中钙、磷利用率的预测方程及相关系数。

1.7 数据统计分析

采用Excel 2021对试验数据进行整理,SPSS 26.0软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA),LSD法进行组间显著性检验;通过相关性回归分析,应用逐步回归法建立钙、磷表观代谢率/值和钙、磷真利用率/值的预测方程,P<0.05为差异显著,结果以平均值和标准误的方式表示。

2 结果与分析

2.1 10种不同产地的玉米中的钙、磷含量及其差异

由表2可知,我国不同产地的玉米中钙的含量为0.01%~0.13%,平均值为0.05%,变异系数为78.75%;TP的含量为0.18%~0.31%,平均值为0.26%,变异系数为15.00%;PP的含量为0.08%~0.16%,平均值为0.13%,变异系数为18.75%。从产地来看,钙的含量以山东临沂、河北涿州和河南郑州3个产地较高,而北京、安徽安庆较低;磷的含量以安徽安庆、河南郑州和黑龙江哈尔滨较高,河北涿州、内蒙古巴彦淖尔较低。PP的含量与TP的含量呈现相同变化趋势。

2.2 产蛋高峰期蛋鸡的平均日采食量

由表4可知,产蛋高峰期蛋鸡对试验饲粮的平均日采食量为76.1~82.1 g,对无钙饲粮和无磷饲粮的平均日采食量分别为40.5和38.4 g。
表4 产蛋高峰期蛋鸡的平均日采食量

Table 4 Average daily feed intake of laying hens in peak laying period g

项目
Item		 无钙饲粮
Ca-free diet		 无磷饲粮
P-free diet		 试验饲粮Experiment diet 标准误
SE		 P值
P-value
C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10
平均日采食量ADFI 40.5b 38.4b 78.3a 76.4a 80.1a 77.8a 79.5a 82.1a 76.4a 79.2a 76.1a 80.5a 4.436 <0.001

同行数据肩标不同字母表示差异显著(P<0.05)。下表同。

Different letters in the shoulder labels of peer data indicated significant differences (P<0.05). The same as below.

2.3 产蛋高峰期蛋鸡对10种不同产地玉米中钙、磷表观代谢率和表观代谢值

由表5可知,产蛋高峰期蛋鸡对10种不同产地的玉米中钙表观代谢率为57.53%~64.22%,平均值为60.19%;钙表观代谢值为0.06~0.52 g/kg,平均值为0.21 g/kg;磷表观代谢率为34.90%~43.64%,平均值为40.11%;磷表观代谢值为0.63~1.29 g/kg,平均值为1.03 g/kg。
表5 产蛋高峰期蛋鸡对10种玉米中钙、磷表观代谢率和表观代谢值

Table 5 Apparent metabolic rate and apparent metabolic value of calcium and phosphorus in ten types of corns for laying hens in peak laying period

项目
Items		 玉米编号Corn numbers 平均值
Mean value		 标准误
SE		 P值
P-value
C1 C2 C3 CV C5 C6 C7 C8 C9 C10
钙表观代谢率Apparent metabolic rate of Ca/% 57.93c 57.53c 60.57bc 61.93b 64.22a 59.99bc 59.65bc 58.59c 60.07bc 61.40b 60.19 0.632 0.032
磷表观代谢率Apparent metabolic rate of P/% 43.05a 38.89b 39.87b 34.90c 41.36a 39.37b 40.19ab 38.55b 41.26a 43.64a 40.11 0.786 0.028
钙表观代谢值
Apparent metabolic value of Ca/(g/kg)		 0.52a 0.12c 0.12c 0.50a 0.13c 0.36b 0.12c 0.06d 0.06d 0.12c 0.21 0.056 0.003
磷表观代谢值
Apparent metabolic value of P/(g/kg)		 1.29a 0.86c 1.00b 0.63d 1.24a 1.02b 1.17a 1.00b 1.03b 1.08b 1.03 0.060 0.009

2.4 产蛋高峰期蛋鸡对10种不同产地玉米中钙、磷真利用率和真利用值

2.4.1 产蛋高峰期蛋鸡内源性钙、磷损失

通过无钙饲粮和无磷饲粮测定得的产蛋高峰期蛋鸡内源性钙、磷损失分别为(1.65±0.07) mg/d和(0.55±0.06) mg/d。

2.4.2 10种不同产地玉米中钙、磷真利用率和真利用值

由表6可知,产蛋高峰期蛋鸡对玉米中钙真利用率为67.42%~78.75%,平均值为73.75%,钙真利用值为0.07~0.91 g/kg,平均值为0.36 g/kg;磷真利用率为40.22%~63.13%,平均值为45.60%,磷真利用值为0.73~1.58 g/kg,平均值为1.18 g/kg。产蛋高峰期蛋鸡对不同产地玉米中钙真利用率的比较,以吉林四平、黑龙江哈尔滨的玉米真利用率最高,其次为北京和吉林公主岭,钙真利用率相对较低的为安徽安庆的玉米。产蛋高峰期蛋鸡对不同产地玉米中磷真利用率的比较,以吉林四平的玉米为最高,高于平均值17.53%,最低的为河南郑州的玉米,比平均值低5.38%。
表6 产蛋高峰期蛋鸡对10种玉米中钙、磷真利用率和真利用值

Table 6 True utilization rate and true utilization value of calcium and phosphorus in ten types of corns for laying hens in peak laying period

项目
Items		 玉米编号Corn numbers 平均值
Mean value		 标准误
SE		 P值
P-value
C1 C2 C3 C4 C5 C6 C7 C8 C9 C10
钙真利用率True utilization rate of Ca/% 77.64a 70.31bc 67.42c 71.02b 78.75a 78.21a 75.16ab 73.37b 72.28b 73.34b 73.75 1.173 0.024
磷真利用率True utilization rate of P/% 44.28b 45.61b 47.58b 40.22b 63.13a 42.27b 41.67b 40.66b 45.73b 44.83b 45.60 2.091 0.019
钙真利用值True utilization value of Ca/(g/kg) 0.08e 0.91a 0.07e 0.57b 0.16d 0.39c 0.45c 0.15d 0.14d 0.66b 0.36 0.091 0.006
磷真利用值True utilization value of P/(g/kg) 1.11b 1.32ab 1.47a 1.21b 1.58a 1.27ab 1.08bc 0.73d 1.10bc 0.96cd 1.18 0.078 0.029

2.5 玉米物理特性和化学成分与钙、磷表观代谢率、表观代谢值和真利用率、真利用值的相关性分析

由表7和表8可知,玉米的CP含量与Ash含量呈极显著正相关(P<0.01),与TP、PP、NDF含量及磷表观代谢率、磷表观代谢值、磷真利用率和磷真利用值呈显著正相关(P<0.05);玉米的Ash含量与ADF含量、磷表观代谢值和磷真利用值呈显著正相关(P<0.05),与钙表观代谢值和钙真利用值呈显著负相关(P<0.05);玉米的TP含量与PP含量、磷表观代谢率、磷真利用率、磷表观代谢值和磷真利用值呈显著正相关(P<0.05);玉米的Ca含量与钙表观代谢率、钙真利用率、钙表观代谢值和钙真利用值呈显著正相关(P<0.05);玉米的DM含量与NDF含量呈显著正相关(P<0.05),与BD呈显著负相关(P<0.05);玉米GE与磷真利用率呈显著正相关(P<0.05)。
表7 玉米物理特性和化学成分与产蛋高峰期蛋鸡钙、磷表观代谢率及表观代谢值的相关性分析(干物质基础)

Table 7 Correlation analysis between corn physical characteristics and chemical composition and apparent metabolic rate and apparent metabolic value of calcium and phosphorus in laying hens in peak laying period (DM basis)

项目
Items		 容重
BD		 干物质
DM		 粗蛋
白质
CP		 粗脂肪
EE		 粗灰分
Ash		 中性洗
涤纤维
NDF		 酸性洗
涤纤维
ADF		 总磷
TP		 植酸磷
PP		 钙
Ca		 总能
GE		 总淀粉
TS
容重BD 1.000
干物质DM -0.698* 1.000
粗蛋白质CP -0.344 0.392 1.000
粗脂肪EE -0.296 -0.036 0.246 1.000
粗灰分Ash 0.077 0.324 0.775** 0.052 1.000
中性洗涤纤维NDF -0.619 0.660* 0.696* 0.361 0.525 1.000
酸性洗涤纤维ADF 0.180 0.100 0.480 -0.476 0.696* 0.206 1.000
总磷TP -0.279 0.145 0.698* 0.273 0.456 0.569 0.246 1.000
植酸磷PP -0.326 0.179 0.572* 0.248 0.395 0.511 0.207 0.725* 1.000
钙Ca -0.444 -0.220 -0.048 0.154 -0.335 0.029 -0.001 0.246 -0.262 1.000
总能GE -0.155 0.184 0.226 -0.400 0.064 -0.009 0.353 0.542 -0.154 0.189 1.000
总淀粉TS -0.217 0.483 0.118 -0.136 0.269 0.369 -0.053 0.134 -0.198 -0.196 -0.171 1.000
钙表观代谢率Apparent metabolic rate of Ca -0.215 -0.136 -0.175 0.167 -0.419 0.124 -0.002 0.316 0.185 0.889* 0.144 -0.127
磷表观代谢率Apparent metabolic rate of P -0.189 0.122 0.702* 0.201 0.523 0.427 0.210 0.855* 0.714 0.257 0.426 0.115
钙表观代谢值Apparent metabolic value of Ca -0.196 -0.036 -0.189 0.188 -0.495* 0.148 -0.021 0.362 0.156 0.882* 0.171 -0.174
磷表观代谢值Apparent metabolic value of P -0.084 0.031 0.753* 0.216 0.538* 0.475 0.203 0.808* 0.742 0.279 0.461 0.155

**表示极显著相关(P<0.01);*表示显著相关(P<0.05)。表8同。

** mean an extremely significant correlation (P<0.01); * mean a significant correlation (P<0.05). The same as Table 8.

表8 玉米物理特性和化学成分与产蛋高峰期蛋鸡钙、磷真利用率及真利用值的相关性分析(干物质基础)

Table 8 Correlation analysis between corn physical characteristics and chemical composition and true utilization rate and true utilization value of calcium and phosphorus in laying hens in peak laying period (DM basis)

项目
Items		 容重
BD		 干物质
DM		 粗蛋
白质
CP		 粗脂肪
EE		 粗灰分
Ash		 中性洗
涤纤维
NDF		 酸性洗
涤纤维
ADF		 总磷
TP		 植酸磷
PP		 钙
Ca		 总能
GE		 总淀粉
TS
容重BD 1.000
干物质DM -0.698* 1.000
粗蛋白质CP -0.344 0.392 1.000
粗脂肪EE -0.296 -0.036 0.246 1.000
粗灰分Ash 0.077 0.324 0.775** 0.052 1.000
中性洗涤纤维NDF -0.619 0.660* 0.696* 0.361 0.525 1.000
酸性洗涤纤维ADF 0.180 0.100 0.480 -0.476 0.696* 0.206 1.000
总磷TP -0.279 0.145 0.698* 0.273 0.456 0.569 0.246 1.000
植酸磷PP -0.326 0.179 0.572* 0.248 0.395 0.511 0.207 0.725* 1.000
钙Ca -0.444 -0.220 -0.048 0.154 -0.335 0.029 -0.001 0.246 -0.262 1.000
总能GE -0.155 0.184 0.226 -0.400 0.064 -0.009 0.353 0.542 -0.154 0.189 1.000
总淀粉TS -0.217 0.483 0.118 -0.136 0.269 0.369 -0.053 0.134 -0.198 -0.196 -0.171 1.000
钙真利用率True utilization rate of Ca -0.228 -0.142 0.104 0.186 -0.397 0.155 -0.03 0.301 0.264 0.865* 0.212 -0.105
磷真利用率True utilization rate of P -0.196 0.145 0.778* 0.269 0.495 0.405 0.204 0.816* -0.443 0.278 0.467* 0.150
钙真利用值True utilization value of Ca -0.187 -0.061 -0.193 0.164 -0.458* 0.182 -0.023 0.327 0.163 0.829* 0.116 -0.145
磷真利用值True utilization value of P -0.068 0.039 0.737* 0.261 0.531* 0.458 0.231 0.814* -0.325 0.296 0.415 0.139

2.6 产蛋高峰期蛋鸡对10种不同产地玉米中钙、磷表观代谢率、表观代谢值和真利用率、真利用值的预测方程

2.6.1 产蛋高峰期蛋鸡对10种不同产地玉米中钙、磷表观代谢率和真利用率的预测方程

根据相关分析得出的结果,并选择与钙、磷表观代谢率和真利用率相关性高的作为预测因子,对玉米中钙、磷表观代谢率和真利用率逐步回归法进行分析并构建预测方程。钙表观代谢率的关键预测因子为TP和Ash含量,钙真利用率的关键预测因子为BD及TP、Ash含量;P表观代谢率的关键预测因子为CP、NDF和Ash含量,磷真利用率的关键预测因子为CP、ADF和PP含量;其中,磷真利用率的预测方程的拟合度最高;钙真利用率预测方程拟合度略低于磷真利用率预测方程拟合度(表9)。
表9 基于玉米物理特性和有效化学成分含量对产蛋高峰期蛋鸡钙、磷表观代谢率和真利用率的预测方程(干物质基础)

Table 9 Prediction equation for CaAMR and CaTUR, PAMR and PTUR based on physical characteristics and chemical component contents of corns in laying hens in peak laying period (DM basis)

预测方程
Prediction equations		 决定系数
R2		 P值
P-value
钙表观代谢率和真利用率预测方程Equations for predicting of CaAMR and CaTUR
CaAMR =58.28+0.525TP-0.432Ash 0.624 0.042
CaTUR=67.16+1.881TP-0.089BD-0.432Ash 0.933 0.008
磷表观代谢率和真利用率预测方程Equations for predicting of PAMR and PTUR
PAMR=36.927+1.542CP+0.177NDF-0.373Ash 0.737 0.009
PTUR =40.48+1.542CP+0.229ADF-0.279PP 0.952 0.007

CaAMR: 钙表观代谢率 apparent metabolic rate of Ca;CaTUR: 钙真利用率 true utilization rate of Ca;PAMR: 磷表观代谢率 apparent metabolic rate of P;PTUR: 磷真利用率 true utilization rate of P;TP: 总磷 total phosphorus;Ash: 粗灰分 crude ash;CP: 粗蛋白质 crude protein;NDF: 中性洗涤纤维 neutral detergent fiber;ADF: 酸性洗涤纤维 acid detergent fiber;BD: 容重 bulk density;PP: 植酸磷 phytate phosphorus。

2.6.2 产蛋高峰期蛋鸡对10种不同产地玉米中钙、磷表观代谢值和真利用值的预测方程

根据相关分析得出的结果,并选择与钙、磷表观代谢值和真利用值相关性高的因子作为预测因子,对玉米中钙、磷表观代谢值和真利用值进行逐步回归法分析并构建预测方程。钙表观代谢值的关键预测因子为TP含量和BD,钙真利用值的关键预测因子为TP含量和BD;磷表观代谢值的关键预测因子为CP、NDF和Ash含量,磷真利用值的关键预测因子为CP、NDF和Ash含量;其中,钙真利用值的预测方程的拟合度最高;钙表观代谢值的预测方程的拟合度最低(表10)。
表10 基于玉米物理特性和有效化学成分含量对产蛋高峰期蛋鸡钙、磷表观代谢值和真利用值的预测方程(干物质基础)

Table 10 Prediction equation for CaAMV and CaTUV, PAMV and PTUV based on physical characteristics and chemical component contents of corns in laying hens in peak laying period (DM basis)

预测方程
Prediction equations		 决定系数
R2		 P值
P-value
钙表观代谢值和真利用值预测方程Equations for the predicting of CaAMV and CaTUV
CaAMV=0.145+0.147TP-0.022BD 0.633 0.034
CaTUV=0.162+0.113TP-0.025 5BD 0.946 0.007
磷表观代谢值和真利用值预测方程Equations for the predicting of PAMV and PTUV
PAMV=0.271+0.23CP+0.177NDF-0.373Ash 0.738 0.009
PTUV=0.207+0.64 CP+0.204NDF-0.221Ash 0.925 0.007

CaAMV: 钙表观代谢值 apparent metabolic value of Ca;CaTUV: 钙真利用值 true utilization value of Ca;PAMV: 磷表观代谢值 apparent metabolic value of P;PTUV: 磷真利用值 true utilization value of P;TP: 总磷 total phosphorus;Ash: 粗灰分crude ash;CP: 粗蛋白质 crude protein;NDF: 中性洗涤纤维 neutral detergent fiber;BD: 容重 bulk density;PP: 植酸磷 phytate phosphorus。

3 讨论

3.1 不同产地的玉米中钙、磷含量的差异及其原因

饲料原料的钙、磷以及其他常规养分的含量受到多种因素影响,比如产地、气候、土壤结构、地形地势等。研究表明,即便是同种作物或原料,因其产地不同,所含的营养物质成分也有所差异[6],最终导致蛋鸡对其营养物质的消化、利用率的不同。本试验结果表明:我国不同产地的玉米中钙的含量变化比较大,为0.01%~0.13%,平均值为0.05%,变异系数高达78.75%;TP含量为0.18%~0.31%,平均值为0.26%,TP含量的变化比钙小,变异系数也较小。从产地来看,钙的含量以山东临沂、河北涿州和河南郑州的玉米为较高,而北京、安徽安庆的玉米较低;TP的含量以安徽安庆、河南郑州和黑龙江哈尔滨的玉米为较高,河北涿州、内蒙古巴彦淖尔的玉米为较低。不同产地玉米中PP的含量与TP的含量呈现相同变化趋势。
由以上结果可见,玉米中钙、磷的含量并没有表现出地域或南北差异的规律性。其原因可能是作物当中钙、磷沉积受土壤条件制约,钙、磷的吸收也因为土壤pH和离子平衡受到影响,例如,酸性土壤会抑制钙吸收,铵盐还会阻碍钙向作物籽实的转移[7]。另外,玉米中钙的吸收还易受土壤中其他矿物元素(如氮、钾、镁等)干扰,高钾环境会显著降低钙的吸收效率[8]。而玉米中磷的沉积也与土壤中锌、硅的含量有关。磷易与锌、硅等形成难溶化合物,降低其有效性和作物对磷的利用率[9]。此外,吉庆凯等[10]研究发现,玉米磷吸收量随着施磷量的增加均呈现先上升后下降的变化趋势,可能是土壤中高磷破坏土壤结构引发酸化或碱化,进而负作用于玉米磷含量的沉积。此外,地形地貌与气候特征也有影响。例如云南玉米产地多位于滇东喀斯特地貌区[11],徐娟等[12]研究发现,在不同地貌下滇东地区农田土壤中速效磷、钾、钙含量低于云南中部和西部。云南地区母岩在风化成土过程中钙元素淋失明显[13],地下水中的钙离子浓度低[14],也造成了土壤中铝、铁元素的含量较高而钙、镁等元素含量较低的情况[13]。云南玉米生产80%以上分布在海拔较高的山区或坡地,土地较为贫瘠[15]。
气候方面,因夏季高温不足,秋季降温快[15],使得云南地区属于玉米种植的次适宜区[16],这都影响着玉米的生长状况和矿物质沉积。而东北地区则因拥有夏季高温多雨,冬季寒冷干燥特殊气候特点和富含有机质和矿物质黑土地[17],能为玉米的生长提供充足的气候条件和养分[18],使东北地区的玉米在营养价值方面具有较高的水平,矿物质含量也略高。

3.2 钙、磷利用率的预测因子

本研究显示,饲粮中的常规养分影响钙和磷利用率的因素各有不同。钙的吸收和利用率主要受饲粮中钙含量的影响,钙真利用率、钙真利用值与玉米中钙含量的相关系数达到0.865和0.829,其次是受TP、PP和Ash含量的影响,其中与Ash含量呈负相关。磷真利用率和磷真利用值受影响的因素比钙多,除了受TP含量的影响外,还与玉米中的CP含量呈显著正相关,相关系数达0.778和0.737;其次还与Ash含量及GE呈一定正相关,而与PP的含量呈负相关。
影响钙利用率的因素包括TP、PP和Ash含量。蛋鸡对饲粮中钙和磷的需求存在严格比例[19]。磷含量过高会打破这一比例,影响消化道内钙的吸收。研究也表明,随着饲粮磷水平的提高,钙表观消化率呈先升高后降低的趋势[20]。钙、磷代谢受维生素D3、甲状旁腺激素(PTH)和降钙素(CT)的调控[21]。磷过量会抑制肾脏中1α-羟化酶活性,减少活性维生素D3的合成,从而降低肠道钙吸收能力[22]。植酸的多个磷酸基团可与钙、镁离子结合,形成稳定的植酸钙、镁复合物[23]。这种复合物无法被蛋鸡消化吸收,影响蛋鸡对钙的利用率。玉米Ash含量与矿物质含量呈正相关,其中富含钾离子、钙离子、镁离子、磷酸根离子等,因此,Ash含量直接影响了玉米中钙的含量。TP、PP和Ash通过直接拮抗、螯合作用、矿物质竞争及能量供应等途径,不同程度地影响蛋鸡对钙的代谢率。
玉米中CP、TP、PP、Ash的含量和GE对磷利用率的影响,可能与磷的存在形式、摄入总量、以及矿物质之间存在的拮抗作用等有关。玉米蛋白质中氮与磷存在一定的协同关系,Xue等[24]研究表明,低蛋白质组的磷利用率显著低于高蛋白质组的磷利用率。玉米中TP含量是磷代谢的基础,直接决定动物摄入的磷总量。然而,TP的利用率取决于其存在形式,比如PP的存在及其含量的高低,将直接影响可利用磷的多少[25]。如玉米、豆粕等这类植物源性饲料中PP的含量均比较高,蛋鸡因缺乏植酸酶难以利用PP[26],导致TP利用率降低。此外,PP还可通过螯合钙、锌等二价离子,形成不溶性复合物,进一步抑制磷和其他矿物质的吸收[27]。Ash含量反映饲料中矿物质总含量,玉米中磷大多数都存在于Ash中。陈静文等[28]研究表明,Ash可敏感反映怀乡鸡体内磷营养状况,因此Ash含量会影响蛋鸡对磷的利用率。玉米中GE增加钠/磷协同转运蛋白 Ⅱb 型(Na/Pi-Ⅱb)合成以提升磷的主动吸收,研究也表明,不同能量水平饲粮对武定公阉鸡磷利用率有不同的影响,高能组的磷利用率更高[29]。

4 结论

① 10个产地的玉米中钙含量为0.01%~0.13%,平均值为0.05%,比《中国饲料成分及营养价值表(2024年第35版)》高0.04个百分点;TP含量为0.18%~0.31%,平均值为0.26%,比《中国饲料成分及营养价值表(2024年第35版)》低0.10个百分点。产蛋高峰期蛋鸡对玉米中钙真利用率为67.42%~78.75%,磷真利用率为40.22%~63.13%。
② 通过分别以钙、磷表观和真利用率和利用值与玉米中预测因子进行拟合,确定真利用率较表观代谢率的拟合度更高,更适合预测钙、磷利用率;玉米中钙、磷真利用率可作为预测钙、磷可利用率的指标,预测方程如下:钙真利用率=67.16+1.881TP-0.089BD-0.432Ash(R2=0.933,P<0.01);磷真利用率=40.48+1.542CP+0.229ADF-0.279PP(R2=0.952,P<0.01)。

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