动物营养学报  2013, Vol. 25 Issue (12): 3013-3019   PDF (1014 KB)    
引用本文
刘道杨, 付戴波, 瞿明仁, 祝远魁, 李付强, 邓新堂. 12~13月龄湘中黑牛的能量代谢规律与需要量[J]. 动物营养学报, 2013, 25(12): 3013-3019.  
LIU Daoyang, FU Daibo, QU Mingren, ZHU Yuankui, LI Fuqiang, DENG Xintang. Energy Metabolism and Requirement of 12 to 13-Month-Old Xiangzhong Black Cattle[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2013, 25(12): 3013-3019.  
12~13月龄湘中黑牛的能量代谢规律与需要量
刘道杨1, 付戴波1, 瞿明仁1 , 祝远魁2, 李付强2, 邓新堂2    
1. 江西农业大学江西省动物营养重点实验室, 南昌 330045;
2. 湖南天华实业有限公司, 娄底 417100
收稿日期：2013-6-23
基金项目：国家现代农业产业技术体系项目(CARS-38);国家公益性行业(农业)科研专项(200903006-9)
作者简介：刘道杨(1988- ),男,江西萍乡人,硕士研究生,动物营养与饲料科学专业。E-mail: ldy.email@163.com
通讯作者：瞿明仁,教授,博士生导师,E-mail: qumingren@sina.com
摘要：本试验旨在探讨12~13月龄湘中黑牛的能量代谢规律与需要量。试验选择30头体况良好、体重 相近的12~13月龄湘中黑牛公牛,采用完全随机试验设计,分为5组,每组6头牛,分别饲喂按我国《肉牛饲养标准》(NY/T 815—2004)提供的预期日增重1.0 kg/d所需净能的70%(Ⅰ组)、85%(Ⅱ组)、100%(Ⅲ组)、115%(Ⅳ组)、130%(Ⅴ组)配制的5种不同能量水平的试验饲粮。采用饲养试验和消化代谢试验测定湘中黑牛生长性能及能量代谢指标,并建立消化能和代谢能需要量预测模型。预试期7 d,正试期50 d。结果表明:湘中黑牛的日增重与消化能采食量、代谢能采食量之间存在高度线性正相关(R2=0.913、R2=0.906);Ⅲ组平均日增重为1 097 g/d,与预期的结果相似;Ⅳ组平均日增重达到最大值(1 250 g/d),能量利用效率最高;总能消化率、总能代谢率和消化能代谢率平均值分别为(67.51±4.35)%、(58.05±4.49)%、(85.92±1.28)%;不同体重和日增重湘中黑牛的消化能、代谢能需要量的回归方程分别为DE=0.648W0.75+33.12DG;ME=0.506W0.75+32.12DG。式中,DE为消化能总需要量(MJ/d);ME为代谢能总需要量(MJ/d);W0.75为单位代谢体重(kg);DG为日增重(kg/d)。湘中黑牛维持消化能和代谢能需要量分别为0.648、0.506 MJ/(kg W0.75·d),每千克增重的消化能和代谢能需要量分别为33.12、32.15 MJ。表明我国《肉牛饲养标准》(NY/T 815—2004)基本适用于湘中黑牛。
关键词： 湘中黑牛     消化能     代谢能     需要量    
Energy Metabolism and Requirement of 12 to 13-Month-Old Xiangzhong Black Cattle
LIU Daoyang1, FU Daibo1, QU Mingren1 , ZHU Yuankui2, LI Fuqiang2, DENG Xintang2    
1. Key Laboratory of Animal Nutrition in Jiangxi Province, Jiangxi Agricultural University, Nanchang 330045, China;
2. Hunan Tianhua Industrial Co., Ltd., Loudi 417100, China
Abstract: This experiment was conducted to explore the energy metabolism and requirement of 12 to 13-month-old Xiangzhong black cattle. Thirty healthy Xiangzhong black cattle with a similar body weight of (275.67±13.88) kg and aged 12 to 13 months of age were selected and randomly divided into 5 groups with 6 replicates in each group. Beef cattle were fed 5 different levels of energy diets which were formulated according to the expected weight gain 1.0 kg/d of energy required for 70% (group Ⅰ), 85% (group Ⅱ), 100% (group Ⅲ), 115% (group Ⅳ) and 130% (group Ⅴ), respectively. Feeding test and digestion and metabolism test were carried out to measure the growth performance and energy metabolism indexes of Xiangzhong black cattle, and to build the models for predicting the digestive energy requirement and metabolizable energy requirement. Pre-test period was 7 d and test period was 50 d. The results showed as follows: there was a high degree of positive linear correlation between daily gain and digestive energy intake/metabolizable energy intake (R2=0.913, R2=0.906); the average daily gain of group Ⅲ (1 097 g/d) was similar to the expected result; the average daily gain (1 250 g/d) and energy utilization efficiency of group Ⅳ were maximum; gross energy digestibility, gross energy metabolic rate and gross energy digestible energy were (67.51±4.35)%, (58.05±4.49)% and (85.92±1.28)%, respectively; the digestible energy requirement and metabolizable energy requirement of Xiangzhong black cattle could be estimated by the equations:DE=0.648W0.75+33.12DG; ME=0.506W0.75+32.15DG. DE represented digestive energy requirement (MJ/d); ME represented metabolizable energy requirement (MJ/d); W0.75 represented the units of metabolic body weight (kg); DG represented daily gain (kg/d). Overall, the digestible energy requirement and metabolizable energy requirement for maintenance of Xiangzhong black cattle are 0.648 and 0.506 MJ/(kg W0.75·d), respectively. Digestible energy and metabolizable energy needed per kilogram gain are 33.12 and 32.15 MJ, respectively. China Feeding Standard of Beef Cattle (NY/T 815—2004) is suitable for the Xiangzhong black cattle.
Key words: Xiangzhong black cattle     digestive energy     metabolizable energy     requirement    

动物的营养需要或营养供给均以能量为基础，其他营养成分的摄入均受其影响，所以确定动物能量需要量尤为重要。我国幅员辽阔，地方肉牛品种和杂交品种众多，且各地饲料资源、气候、饲养管理条件差别很大，对于我国《肉牛饲养标准》是否适用于不同地区及不同品种肉牛有必要进一步研究和探讨。近年来，有学者对利×鲁杂交肉牛[1]、锦江黄牛[2]的能量代谢规律和需要量进行了研究，并得到了相关参数和模型。但到目前为止，有关湘中黑牛营养需要量的报道较为鲜见。湘中黑牛是以湘西黄牛为母本，以纯种黑色安格斯公牛为父本杂交而成的杂交肉牛，其外貌全黑、无角、肌肉丰满、全身紧凑，具有日增重较快、出肉率高、肉质好、耐粗饲、适应力强等特点。据报道，湘中黑牛的日增重为835 g/d，屠宰率为59%，净肉率为46%。湘中黑牛个体小，善于爬坡，需要饲料也相对较少，所以非常适合南方多山区、丘陵和牧草资源相对较贫乏的地区饲养和推广[3]。因此，研究湘中黑牛的能量代谢规律与需要量对南方养牛业的发展具有重要意义。本研究就湘中黑牛能量代谢规律与需要量进行研究，旨在为指导湘中黑牛饲粮配制、为充分发挥其生产性能提供数据支撑，同时为完善我国《肉牛饲养标准》提供参数。

1 材料与方法
1.1 试验动物

试验动物由湖南省天华牧业有限公司提供。选取体况良好、体重[(275.67±13.88) kg]相近的湘中黑牛公牛30头。

1.2 试验设计与试验饲粮

采用完全随机试验设计，将30头湘中黑牛公牛随机分为5组，每组6个重复。根据我国《肉牛饲养标准》(NY/T 815—2004)[4]中体重为300 kg肉牛的营养需要设计饲粮，5组分别饲喂按照预期日增重1.0 kg/d所需净能的70%(Ⅰ组)、85%(Ⅱ组)、100%(Ⅲ组)、115%(Ⅳ组)、130%(Ⅴ组)配制的5种不同能量水平的试验饲粮，其组成及营养水平见表1。饲粮由精料和粗料组成，精料由常用饲料原料组成，粗料为干稻草。试验预试期7 d，正试期50 d。

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) %


1.3 饲养试验

试验牛拴系单栏饲养，每天饲喂2次，分别在07:00和16:00准时饲喂，先喂精料后喂粗料，自由饮水。准确记录试验牛的日采食量，若有剩料则记录剩料量，最后计算试验牛的实际采食量。其他饲养管理工作按试验场的常规程序进行。

试验正试期前连续2 d在07:00对试验牛空腹称重，以试验牛连续2 d空腹体重的平均值作为初始体重；试验结束后连续2 d在07:00对试验牛空腹称重，取其平均值作为终末体重；最后将终末体重减去初始体重再除以试验天数即为平均日增重。

1.4 消化代谢试验

饲养试验结束后，每组随机选取3头试验牛进行消化代谢试验。消化代谢试验为期3 d，每头试验牛单栏饲养，其他试验条件与饲养试验一致。试验采用全收粪、尿法收集粪、尿。

1.4.1 样品采集与制备

消化代谢试验开始时，从第1天07:00开始到第4天07:00结束，收集3 d全部粪便。于每天07:00开始，每3 h收集每头试验牛排出的所有粪便，最后称量并记录全天排出粪总重量，混合均匀后，按5%采样混合粪样。连续3 d的粪样按加权平均法取样混合。粪样分为2份：1份在65 ℃下烘干，测定初水分含量，制成风干样，供测定其他成分备用；1份用10%的硫酸固氮(每100 g粪样加20 mL硫酸)，65 ℃下烘干，制成风干样，粉碎后过40目筛，保存于磨口瓶中以备氮分析。

采用中国农业大学设计的收尿装置，每天更换1次尿液收集瓶，记录每天尿重。每天取尿样10%，连收3 d，按照加权平均法将收集的尿液混合均匀、称重，从中抽取500 mL尿样用4层粗纱布过滤，装入密封塑料瓶中，再加入10%的硫酸固氮和防腐(每100 mL尿样加10 mL硫酸)，置于-20 ℃冰箱中保存待测。测定时先恢复到常温再取样测定。

1.4.2 测定指标与方法

干物质、粗蛋白质、中性洗涤纤维、酸性洗涤纤维、钙和磷等指标参照《饲料分析及饲料质量检测技术》[5]的方法进行测定。饲粮、粪样和尿样的能量以风干物形式采用上海昌吉地质仪器有限公司生产的XRY-1B型氧热量计进行测定。指标计算公式如下：

消化能采食量(MJ/d)=进食总能－粪能排泄量；

代谢能采食量(MJ/d)=进食总能－(粪能排泄量+尿能排泄量+甲烷能排泄量)；

总能消化率(%)=100×(进食总能－粪能排泄量)/进食总能；

总能代谢率(%)=100×[进食总能－(粪能排泄量+尿能排泄量+甲烷能排泄量)]/进食总能；

消化能代谢率(%)=100×代谢能采食量/(进食总能－粪能排泄量);

消化能转化为维持净能效率=0.185×(消化能采食量/进食总能)+0.457 9；

维持净能(MJ/d)=消化能采食量×消化能转化为维持净能效率；

消化能转化为增重净能效率=0.523×(消化能采食量/进食总能)+0.005 89;

增重净能(MJ/d)=消化能采食量×消化能转化为增重净能效率；

消化能转化为综合净能效率=消化能转化为维持净能效率×消化能转化为增重净能效率×1.5/(消化能转化为增重净能效率+0.5×消化能转化为维持净能效率)；

综合净能(MJ/d)=消化能采食量×消化能转化为综合净能效率。

综合净能与平均日增重的回归方程为：

综合净能=0.037 6×平均日增重。

1.5 统计分析

试验数据先采用Excel 2003进行初步处理，再用SPSS 16.0软件进行统计分析，试验结果采用“平均值±标准差”表示。差异显著性检验采用单因子方差分析(one-way ANOVA)和Duncan氏法多重比较，P<0.05为差异显著；回归分析采用多元回归分析(multiple regression) 法进行分析。

2 结果与分析
2.1 饲粮不同能量水平对湘中黑牛生长性能的影响

由表2可知，随着消化能采食量和代谢能采食量的增加，试验牛的终末体重也逐渐增加，但差异不显著(P>0.05)。Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ组平均日增重差异显著(P<0.05)，Ⅲ组的平均日增重为1 097 g/d，与预期的结果(1.0 kg/d)相似，Ⅳ组平均日增重达到最大值1 250 g/d，Ⅴ组平均日增重低于Ⅳ组，说明过高能量供给并不能提高湘中黑牛生长性能。由此可知我国《肉牛饲养标准》(NY/T 815—2004)[4]基本适用于湘中黑牛。回归分析发现湘中黑牛日增重与消化能采食量、代谢能采食量之间存在高度线性正相关(R2=0.913、R2=0.906)。由上述结果可知，湘中黑牛的日增重受能量(消化能或代谢能)采食量的显著影响(P<0.05)，并且两者间呈线性正相关。

表2 饲粮不同能量水平对湘中黑牛生长性能的影响 Table 2 Effects of dietary different energy levels on growth performance of Xiangzhong black cattle


2.2 饲粮不同能量水平对湘中黑牛能量消化率与 代谢率的影响

由表3可知，随着饲粮能量水平的增加，湘中黑牛的总能消化率表现为先增加后降低的规律，其中Ⅳ组的总能消化率达到最大值71.69%，而Ⅳ和Ⅴ组差异不显著(P>0.05)；在湘中黑牛的总能代谢率方面，Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ组显著高于Ⅰ和Ⅱ组(P<0.05)，而前三者差异不显著(P>0.05)，Ⅳ组总能代谢率最高，为62.59%；消化能代谢率与总能代谢率有相同的变化规律。

表3 饲粮不同能量水平对湘中黑牛能量消化率与代谢率的影响 Table 3 Effects of dietary different energy levels on energy digestibility and metabolic rate of Xiangzhong black cattle

2.3 湘中黑牛的消化能和代谢能需要量模型建立

根据析因法原理，湘中黑牛的能量需要量可剖分为维持需要量和增重需要量2个部分。由此可以建立能量(消化能或代谢能)需要量的回归模型[7]，如下所示：

ER=a×W0.75+b×DG。

式中：ER为能量(消化能或代谢能)需要量(MJ/d)；W0.75为单位代谢体重(kg)；DG为日增重(kg/d)；a和b为多元回归系数。

根据饲养试验和消化代谢试验所得试验结果，用单位代谢体重、日增重与表观消化能、表观代谢能分别进行回归分析，即可得出不同体重和日增重的湘中黑牛消化能、代谢能总需要量方程：

DE=0.648W0.75+33.12DG

(R2=0.999，P<0.001，n=15)；

ME=0.506W0.75+32.15DG

(R2=0.998，P<0.001，n=15)。

式中：DE为消化能总需要量(MJ/d)；ME为代谢能总需要量(MJ/d) ；W0.75为单位代谢体重(kg)；DG为日增重(kg/d)。

由以上回归方程可知，在本试验条件下，湘中黑牛的维持消化能(DEm)和代谢能(MEm)需要量分别为0.648、0.506 MJ/(kg W0.75·d)，维持消化能转化为代谢能的转化效率(MEm/DEm)为0.78；每千克增重的消化能和代谢能需要量分别为33.12、32.15 MJ。

3 讨 论
3.1 湘中黑牛对饲粮能量的利用效率

能量是动物生存和生长最基本的要素，饲粮能量水平是影响动物生长性能最重要的因素。提高能量利用效率、合理地选择饲料原料进行饲粮配制可使动物达到最佳的生长性能水平。近年来，国内对肉牛能量利用率方面作了大量研究。边革等[8]对荷斯坦奶牛研究结果表明，其总能消化率和代谢率分别为74.83%和63.73%；邹彩霞等[9]研究发现，14~15月龄母水牛能量消化率、能量代谢率及消化能转化为代谢能的效率分别为67.11%、55.07%和83.30%；马媚[10]研究报道，中国荷斯坦奶牛的总能消化率、总能代谢率、消化能代谢率分别为67.11%、57.48%、85.66%；赵峰[11]研究表明，后备母水牛的总能消化率、总能代谢率、消化能代谢率别为71.37%、59.23%、82.98%；穆阿丽[1]报道，4~6月龄利×鲁杂交肉牛的总能消化率、总能代谢率及消化能代谢率分别为66.60%、56.95%、85.51%，7~10月龄利×鲁杂交肉牛的总能消化率、总能代谢率及消化能代谢率分别为64.12%、54.20%、84.53%。综上所述，因动物品种、年龄、生理阶段不同，动物的能量利用效率也有差异。

本研究配制5种不同能量水平的饲粮，通过消化代谢试验进行研究。结果表明，随着饲粮能量水平的增加，湘中黑牛对饲粮的总能消化率和总能代谢率先升高后降低，总能消化率、总能代谢率和消化能代谢率平均值分别为(67.51±4.35)%、(58.05±4.49)%、(85.92±1.28)%，与上述研究结果基本一致。在本试验条件下，饲喂按我国《肉牛饲养标准》(NY/T 815—2004)[4]中体重为300 kg肉牛、预期日增重1.0 kg/d所需能量的115%配制的饲粮，湘中黑牛的能量利用效率最高。此外，随着饲粮能量水平的提高，饲粮精粗比例也提高，由于单位质量的精料容积比粗料小，所以试验牛的干物质采食量和净能采食量也增加，随着精料进食水平的增加，能量的消化率和代谢率也增加[12, 13, 14]。

3.2 不同品种牛能量需要量的比较

能量供给充足是肉牛充分利用好其他营养元素的前提，是决定肉牛达到高水平生产性能的关键因素。本试验通过饲养试验、消化代谢试验和回归分析法对湘中黑牛能量需要量进行研究。结果表明，湘中黑牛维持代谢能需要量为0.506 MJ/(kg W0.75·d)，每千克增重的代谢能需要量为32.15 MJ，这一结果与日本推荐的去势杂交牛(荷斯坦×黑毛和牛)的维持代谢能需要量结果一致，比去势黑毛和牛高8%[15]，而比西门塔尔牛低4%[16]，比海福特牛高14%[17]。近年来，国内对于杂交肉牛品种的能量需要量也有研究。穆阿丽[1]研究报道，4~6月龄利×鲁杂交犊牛维持代谢能需要量为0.570 MJ/(kg W0.75·d)，每千克增重的代谢能需要量为22.4 MJ，7~10月龄利× 鲁杂交犊牛维持代谢能需要量为0.521 MJ/(kg W0.75·d) ，每千克增重的代谢能需要量为28.58 MJ；陈福音[18]研究发现，5月龄育成期荷斯坦牛的维持代谢能需要量为0.514 MJ/(kg W0.75·d)，每千克增重的代谢能需要量为21.12 MJ/kg。综上所述，由于各研究牛的品种不同，研究结果也不尽一致。NRC(2000)[19]以英系品种牛和英系杂交品种牛为标准，将其他品种或杂种牛进行对照，结果表明印度瘤牛品种(南非牛、婆罗门牛等)需要量比欧洲瘤牛品种(安格斯牛、海福特、夏洛来牛、利木赞牛等)需要量低10%，两者的杂交品种牛处于中间值，乳用品种或乳肉兼用品种牛比肉用品种高20%。本试验结果也符合上述规律。

4 结 论

① 湘中黑牛的日增重与消化能采食量、代谢能采食量之间存在高度线性正相关。

② 能量水平为115%时，湘中黑牛的平均日增重最大，能量利用效率最高，总能消化率、总能代谢率和消化能代谢率平均值分别为(67.51±4.35)%、(58.05±4.49)%、(85.92±1.28)%。

③ 不同体重和日增重条件下，湘中黑牛的消化能和代谢能需要量方程分别为：DE=0.648W0.75+33.12DG；ME=0.506W0.75+32.15DG。湘中黑牛的维持消化能和代谢能需要量分别为0.648、0.506 MJ/(kg W0.75·d)，每千克增重的消化能和代谢能需要量分别为33.12、32.15 MJ。

④ 总体而言，我国《肉牛饲养标准》(NY/T 815—2004)[4]基本适用于湘中黑牛。

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