动物营养学报  2013, Vol. 25 Issue (12): 3020-3026   PDF (1015 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月龄湘中黑牛的粗蛋白质代谢规律与需要量[J]. 动物营养学报, 2013, 25(12): 3020-3026.  
LIU Daoyang, FU Daibo, QU Mingren, ZHU Yuankui, LI Fuqiang, DENG Xintang. Crude Protein Metabolism and Requirement of 12 to 13-Month-Old Xiangzhong Black Cattle[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2013, 25(12): 3020-3026.  
12~13月龄湘中黑牛的粗蛋白质代谢规律与需要量
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：本研究旨在探讨12~13月龄湘中黑牛的粗蛋白质代谢规律与需要量。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所需粗蛋白质的70%(Ⅰ组)、85%(Ⅱ组)、100%(Ⅲ组)、115%(Ⅳ组)、130%(Ⅴ组)配制的5种不同粗蛋白质水平的试验饲粮。采用饲养试验和消化代谢试验测定湘中黑牛生长性能及粗蛋白质代谢指标,并建立粗蛋白质需要量预测模型。预试期7 d,正试期50 d。结果表明:湘中黑牛的平均日增重与粗蛋白质采食量和可消化粗蛋白质采食量呈高度线性正相关(R2=0.926、R2=0.945);粗蛋白质消化率、粗蛋白质沉积率和粗蛋白质生物学效价平均值分别为(66.5±5.0)%、(36.6±8.7)%、(54.4±9.3)%,并且粗蛋白质消化率随粗蛋白质采食量的增加而显著增加(P<0.05),Ⅳ、Ⅴ组的粗蛋白质沉积率和粗蛋白质生物学效价显著高于Ⅰ、Ⅲ组(P<0.05);不同体重和日增重的湘中黑牛粗蛋白质和可消化粗蛋白质需要量方程分别为CP=5.29W0.75+430.69×DG (R2=0.995,P<0.001,n=15);DCP=2.66W0.75+377.95×DG (R2=0.994,P<0.001,n=15)。式中,CP为粗蛋白质需要量(g/d);DCP为可消化粗蛋白质需要量(g/d);W0.75为单位代谢体重(kg);DG为日增重(kg/d)。湘中黑牛的维持粗蛋白质和可消化粗蛋白质需要量分别为5.29、2.66 g/(kg W0.75·d),每千克增重的粗蛋白质和可消化粗蛋白质需要量分别为430.69、377.95 g。
关键词： 湘中黑牛     粗蛋白质     需要量    
Crude Protein 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 crude protein metabolism and requirement of 12 to 13-month-old Xiangzhong black cattle. Thirty healthy Xiangzhong black cattle with a similar body weight of (273.77±15.97) kg, 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 diets with different levels of crude protein which were formulated according to the expected weight gain 1.0 kg/d of crude protein 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 crude protein metabolism indexes of Xiangzhong black cattle, and to build the models for predicting the crude protein 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 average daily gain and crude protein intake or digestible crude protein intake (R2=0.926, R2=0.945); crude protein digestibility, crude protein deposition rate and crude protein biological value were (66.5±5.0)%, (36.6±8.7)% and (54.4±9.3)%, respectively; crude protein digestibility was gradually increased as the increase of crude protein intake (P<0.05), and crude protein deposition rate and crude protein biological value in groups Ⅳ and Ⅴ were significantly greater than those in groups Ⅰ and Ⅲ (P<0.05); crude protein and digestible crude protein requirements for Xiangzhong black cattle could be estimated by the equations:CP=5.29W0.75+430.69×DG; DCP=2.66W0.75+377.95×DG. CP represented crude protein requirement (g/d); DCP represented the requirement of digestible crude protein (g/d); W0.75 represented the units of metabolic body weight (kg); DG represented daily gain (kg/d). The crude protein and digestible crude protein requirements for maintenance of Xiangzhong black cattle are 5.29 and 2.66 g/(kg W0.75·d), respectively. Crude protein and digestible crude protein requirements for per kilogram gain are 430.69 and 377.95 g, respectively.
Key words: Xiangzhong black cattle     crude protein     requirement    

我国南方水热条件好，秸秆和天然饲草资源丰富，目前南方有6 700万hm2草山草坡，但利用率不足30%，因此，这种饲草资源有巨大的开发潜力，这为南方农区肉牛养殖奠定了重要基础[1]。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。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，需要饲粮相对较少，非常适合南方山区或丘陵和牧草资源相对较贫乏的地区饲养，此牛种在湖南省涟源市养殖已初具规模，并逐步向其他地区推广[2]。我国《肉牛饲养标准》是肉牛饲粮配制的依据，是肉牛科学而高效养殖的指南。粗蛋白质作为肉牛必需的营养元素，国内外对其需要量已有大量研究，但由于肉牛的品种、试验方法及环境条件等因素不同，研究结果不尽一致[3]，所以对于我国现行《肉牛饲养标准》(NY/T 815—2004)[4]提供的粗蛋白质需要量参数是否适用于湘中黑牛生长还需进一步探讨。因此，本试验通过饲养试验和消化代谢试验，旨在对湘中黑牛的粗蛋白质代谢规律和需要量作初步探讨，为我国《肉牛饲养标准》的修订提供参数，为湘中黑牛的科学养殖提供依据，同时，确定湘中黑牛生长育肥期的粗蛋白质需要量对南方饲料资源的合理利用具有重要意义。

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。选择体况良好、体重[(273.77±15.97) kg]相近的12~13月龄湘中黑牛公牛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275 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所需粗蛋白质的70%(Ⅰ组)、85%(Ⅱ组)、100%(Ⅲ组)、115%(Ⅳ组)、130%(Ⅴ组)配制的5种不同粗蛋白质水平的试验饲粮，其他营养指标与日增重1.0 kg/d需要量基本保持一致。试验饲粮由精料和粗料组成，精料由常用饲料原料构成，粗料为干稻草。试验饲粮组成及营养水平见表1。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

饲粮、粪样干物质和饲粮、粪、尿样氮含量参照《饲料分析及饲料质量检测技术》[5]的方法进行测定。指标计算公式如下：

干物质采食量(g/d)=饲粮样干物质含量×平均日采食量；

粗蛋白质采食量(g/d)=干物质采食量×饲粮样氮含量×6.25；

粪(尿)氮排泄量(g/d)=粪(尿)排泄量×粪(尿)样氮含量；

可消化粗蛋白质采食量(g/d)=粗蛋白质采食量－粪氮排泄量×6.25；

沉积蛋白质(g/d)=粗蛋白质采食量－(粪氮排泄量+尿氮排泄量)×6.25；

粗蛋白质消化率(%)=100×(粗蛋白质采食量－粪氮排泄量×6.25)/粗蛋白质采食量；

粗蛋白质沉积率(%)=100×[粗蛋白质采食量－(粪氮排泄量+尿氮排泄量)×6.25)]/粗蛋白质采食量；

粗蛋白质生物学效价(%)=100×[粗蛋白质采食量－(粪氮排泄量+尿氮排泄量)×6.25]/(粗蛋白质采食量－粪氮排泄量×6.25)。

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法(multiple regression)进行分析。

2 结果与分析
2.1 饲粮中不同粗蛋白质水平对湘中黑牛生长性能的影响

由表2可知，随着粗蛋白质采食量和可消化粗蛋白质采食量的增加，湘中黑牛的平均日增重呈线性增加规律(R2=0.926、R2=0.945)。其中，Ⅴ组平均日增重显著高于其他各组(P<0.05)。

2.2 饲粮中不同粗蛋白质水平对湘中黑牛粗蛋白质代谢指标的影响

由表3可知，湘中黑牛的粗蛋白质消化率随粗蛋白质采食量的增加而显著增加，其中Ⅳ、Ⅴ组的粗蛋白质消化率、粗蛋白质沉积率显著高于其他各组(P<0.05)；Ⅴ组的粗蛋白质沉积率最高，为47.3%；在湘中黑牛对粗蛋白质生物学利用价值方面，与粗蛋白质沉积率规律一致，Ⅴ组的粗蛋白质生物学效价最高，为65.1%。

2.3 湘中黑牛的粗蛋白质需要量预测模型的建立

根据析因法原理，湘中黑牛的粗蛋白质(粗蛋白质和可消化粗蛋白质)需要可分为维持需要和增重需要[6]。公式如下：

PR=a×W0.75+b×DG。

式中：PR为粗蛋白质(粗蛋白质和可消化粗蛋白质)需要量(g/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的试验结果，将试验牛的单位代谢体重、日增重、粗蛋白质采食量和可消化粗蛋白质采食量结果进行回归分析可得粗蛋白质和可消化粗蛋白质的需要量方程：

CP=5.29W0.75+430.69×DG (R2=0.995，P<0.001，n=15)；

DCP=2.66W0.75+377.95×DG(R2=0.994，P<0.001，n=15)。

式中：CP为粗蛋白质需要量(g/d)；DCP为可消化粗蛋白质需要量(g/d)；W0.75为单位代谢体重(kg)；DG为日增重(kg/d)。

由方程可知，湘中黑牛的维持粗蛋白质(CPm)需要量为5.29 g/(kg W0.75·d)，每千克增重的粗蛋白质(CPg)需要量为430.69 g；维持可消化粗蛋白质(DCPm)需要量为2.66 g/(kg W0.75·d)，每千克增重的可消化粗蛋白质(DCPg)需要量为377.95 g；维持粗蛋白质转化为维持可消化粗蛋白质的利用效率(DCPm/CPm)为0.50。


表2 饲粮中不同粗蛋白质水平对湘中黑牛生长性能的影响 Table 2 Effects of dietary different crude protein levels on growth performance of Xiangzhong black cattle

表3 饲粮中不同粗蛋白质水平对湘中黑牛粗蛋白质代谢指标的影响 Table 3 Effects of dietary different crude protein levels on crude protein metabolism indexes of Xiangzhong black cattle


3 讨 论
3.1 湘中黑牛对饲粮粗蛋白质利用效率

粗蛋白质利用效率是评价饲粮营养价值的重要指标，不同的动物对同种饲粮的粗蛋白质利用效率也不完全相同。粗蛋白质消化率、粗蛋白质沉积率及粗蛋白质生物学效价是衡量动物对饲粮粗蛋白质利用效率的标准。在这方面，国内外已有大量研究报道，黄洁等[7]对350 kg左右的西杂育成母牛的氮代谢研究结果表明，其氮的消化率为53.3%~73.2%，氮的沉积率为22.5%~44.4%；刘庆华等[8]研究报道，闽南黄牛公牛的氮表观消化率为54.46%~62.93%，并且随着氮采食量的增加而增加，而氮的沉积率则随着氮采食量的增加而减小；穆阿丽等[9]对7~10月龄利×鲁杂交牛的粗蛋白质需要量及代谢规律研究结果表明，其氮的消化率和氮的沉积率分别为75.93%、35.28%；任继平等[10]研究发现，夏杂牛的粗蛋白质消化率和沉积率分别为69.73%、22.32%，粗蛋白质消化率随着粗蛋白质采食量的提高呈递增趋势；Zanton等[11]研究报道，荷斯坦奶牛在饲喂低粗料水平饲粮时，粗蛋白质表观消化率为51.29%~82.51%，在饲喂高粗料水平饲粮时，粗蛋白质表观消化率为44.17%~79.12%，并且粗蛋白质消化率随着饲粮氮采食量的增加而呈线性增加。

本试验通过消化代谢试验，在能量采食量基本一致，而粗蛋白质采食量不同的条件下，湘中黑牛的粗蛋白质消化率、粗蛋白质沉积率及粗蛋白质生物学效价平均值分别为(66.5±5.0)%、(36.6±8.7)%、(54.4±9.3)%，并且粗蛋白质消化率随粗蛋白质采食量的增加而显著增加，而Ⅳ、Ⅴ组的粗蛋白质沉积率与粗蛋白质生物学效价显著高于Ⅰ、Ⅲ组，这一结果与上述研究结果基本一致，而与刘庆华等[8]研究结果不同，这可能与试验动物和研究条件不同有关。

3.2 不同品种牛粗蛋白质需要量的比较

在牛的粗蛋白质需要量方面，国内外已有大量研究报道，但由于牛的品种、性别、试验方法及试验条件等不一样，研究结果也不尽相同。国内大多采用粗蛋白质和可消化粗蛋白质作为基础参数，再根据粗蛋白质或可消化粗蛋白质与沉积蛋白质的回归方程来预测粗蛋白质需要量。冯仰廉等[12]对200 kg左右夏洛来杂交阉牛粗蛋白质需要量研究结果表明，肉牛的维持粗蛋白质需要量为5.6 g/(kg W0.75·d)，维持可消化粗蛋白质需要量为3.5 g/(kg W0.75·d)；李钟乐等[13]在延边黄牛饲养标准的研究结果中表明，在舍饲条件下，延边黄牛的维持粗蛋白质需要量为4.58 g/(kg W0.75·d)，维持可消化粗蛋白质需要量为2.84 g/(kg W0.75·d)；姜淑贞等[14]对10月龄利×鲁杂交肉牛的粗蛋白质需要量研究结果表明，利×鲁杂交肉牛的维持粗蛋白质需要量为9.46 g/(kg W0.75·d)，维持可消化粗蛋白质需要量为5.81 g/(kg W0.75·d)，每千克增重的粗蛋白质和可消化粗蛋白质需要量分别为249.46、153.09 g。国外则根据饲养试验、氮平衡试验和屠宰试验等大量研究结果，以肉牛体重、日增重等为基本参数作回归模型对代谢粗蛋白质或净蛋白质需要量进行预测。Chizzotti等[15]采用回归分析法对内洛尔牛能量和粗蛋白质需要量研究结果得出，内洛尔牛的维持净蛋白质需要量和维持代谢 粗蛋白质需要量分别为1.74、2.30 g/(kg W0.75·d) ；Jarrige等[16]采用氮平衡试验法得出，生长肉牛的 维持代谢粗蛋白质需要量为3.25 g/(kg W0.75·d) ； 而Susmel等[17]的研究结果为3.8 g/(kg W0.75·d)， 并且这一数值被NRC(1996)[18]采纳。

本研究采用饲养试验、消化代谢试验及回归分析法对湘中黑牛的粗蛋白质和可消化粗蛋白质需要量进行探讨。研究结果表明，在本试验条件下，湘中黑牛的维持可消化粗蛋白质需要量为2.66 g/(kg W0.75·d)，维持粗蛋白质需要量为5.29 g/(kg W0.75·d)，这一结果与ARC(1980)[19]的推荐值5.3 g/(kg W0.75·d)相当接近，而高于任继平等[10]及黄洁等[7]对西杂育成母牛的研究结果。笔者认为，造成上述差异的原因很可能是各研究的试验动物品种、生长阶段不同导致的。

根据本研究得出的湘中黑牛的粗蛋白质需要量预测模型，对部分体重、日增重湘中黑牛的粗蛋白质需要量进行计算，并与我国《肉牛饲养标准》(NY/T 815—2004)[4]推荐量进行比较。结果见表4。

由表4结果可知，250~350 kg体重的湘中黑牛在低速生长状态下(0.3 kg/d)的粗蛋白质需要量略低于我国《肉牛饲养标准》(NY/T 815—2004)[4]，中速生长状态下(0.7 kg/d)的粗蛋白质需要量与我国《肉牛饲养标准》(NY/T 815—2004)[4]基本一致，而高速生长状态下(1.1 kg/d)的粗蛋白质需要量略高于我国《肉牛饲养标准》(NY/T 815—2004)[4]。

4 结 论

① 湘中黑牛的平均日增重与粗蛋白质采食量呈高度线性正相关。

② 湘中黑牛的粗蛋白质消化率、粗蛋白质沉积率及粗蛋白质生物学效价平均值分别为(66.5±5.0)%、(36.6±8.7)%、(54.4±9.3)%，并且粗蛋白质消化率随粗蛋白质采食量的增加而显著增加，而115%和130%粗蛋白质水平组的蛋白质沉积率与蛋白质生物学效价显著高于70%和100%粗蛋白质水平组。

③ 不同体重和日增重的湘中黑牛粗蛋白质和可消化粗蛋白质需要量方程分别为：CP=5.29W0.75+430.69×DG；DCP=2.66W0.75+ 377.95×DG。湘中黑牛的维持粗蛋白质和维持可消化粗蛋白质需要量分别为5.29、2.66 g/(kg W0.75·d) ，每千克增重的粗蛋白质和可消化粗蛋白质需要量分别为430.69、377.95 g；

表4 本研究中湘中黑牛粗蛋白质需要量与我国《肉牛饲养标准》[4]推荐量的比较 Table 4 Comparison of crude protein requirement for Xiangzhong black cattle between this study and recommendation of China Feeding Standard of Beef Cattle[4]

参考文献
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