随着养鸡业的规模化和集约化，鸡粪的产量越来越高，特别是其中含有的大量氮(N)、磷(P)及挥发性有机化合物等，给人类生存环境造成的污染越来越严重，已引起世界各国的广泛关注。众所周知，鸡排泄物的化学组成与饲料配比有很大关系，如果没有平衡的营养，未被消化的营养物质就会从粪便中排出，造成环境污染。因此，如何从饲料营养角度提升养殖环境质量，切实改善环境状况，对实现养鸡业可持续发展具有重要科学意义。陈继兰等^[1]研究表明，饲粮代谢能(ME)水平与鸡体N存留率呈正相关，而粗蛋白质(CP)水平与鸡体N存留率呈显著的负相关。Mathis等^[2]也表明，高ME水平饲粮能显著降低鲈鱼含N化合物的排放量。与高CP水平饲粮相比，在理想氨基酸模式下，低CP饲粮可在维持良好生长性能的同时，显著降低肉仔鸡^[3]和蛋鸡^[4]排泄物N含量。Le等^[5]报道，将饲粮中CP水平从15%降到12%，显著降低猪粪pH及总N、氨、挥发性脂肪酸(VFA)含量。可见，饲粮的ME、CP水平与排泄物N及臭气化合物含量密切相关，但二者并不是孤立的，在生产中如何根据不同目的选择合理的能量蛋白质比成为亟待解决的问题。本文将对不同能量蛋白质比饲粮对肉仔鸡排泄物的化学组成及主要臭气化合物含量的影响进行研究，旨在为通过饲料途径减少养鸡业污染方面提供科学参考。 1 材料与方法 1.1 试验设计

试验采用2×3两因子交叉试验设计，低、高2个ME水平分别为12.55、13.18 MJ/kg，低、中、高3个可消化赖氨酸(DLys)水平分别为0.80%、0.95%、1.10%。

选取360只21日龄、平均体重718.6 g的爱拔益加(AA)肉仔鸡，随机分为6组，每组6个重复(雌雄各占1/2)，每个重复10只鸡，采用3层重叠式笼养，每笼5只，分别饲喂不同的试验饲粮，试验期21 d。依据肉仔鸡21～42日龄可消化氨基酸理想平衡模式[赖氨酸(Lys)∶ 蛋氨酸 (Met)∶ 苏氨酸(Thr)∶ 色氨酸(Trp)=100∶ 37∶ 70∶ 17]^[6] ，参照NRC(1994)肉仔鸡3～6周龄营养需要量，配制6种不同ME和DLys水平组合的试验饲粮，试验饲粮组成同文献^[7]，营养水平见表1。

表1

Table 1

表1(Table 1)

表1 试验饲粮营养水平(风干基础) Table 1 Nutrient levels of experimental diets (air-dry basis) % 营养水平 Nutrient levels 组别 Groups Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 总能 GE/(MJ/kg) 15.90 15.94 16.16 16.52 16.83 16.82 代谢能 ME/(MJ/kg) 12.55 12.55 12.55 13.18 13.18 13.18 粗蛋白质 CP 16.31 17.61 19.20 15.55 17.70 19.21 总赖氨酸 TLys 0.85 1.06 1.21 0.86 1.07 1.22 总蛋氨酸 TMet 0.398 0.450 0.506 0.394 0.451 0.505 总苏氨酸 TThr 0.820 0.823 0.921 0.679 0.671 0.805 可消化赖氨酸 DLys 0.81 0.95 1.10 0.80 0.95 1.10 可消化蛋氨酸 DMet 0.307 0.350 0.402 0.303 0.350 0.401 可消化苏氨酸 DThr 0.563 0.663 0.773 0.561 0.664 0.771 可消化色氨酸 DTrp 0.140 0.164 0.183 0.140 0.163 0.185 钙 Ca 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 0.85 有效磷 AP 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 0.38 代谢能/可消化赖氨酸 ME/DLys/(MJ/g) 1.549 1.321 1.141 1.648 1.387 1.198 总能、总赖氨酸、总蛋氨酸、总苏氨酸为实测值，其余为计算值。 GE, TLys, TMet and TThr were measured values, while the others were calculated values.

表1 试验饲粮营养水平(风干基础) Table 1 Nutrient levels of experimental diets (air-dry basis) %

饲养试验第19～21天，以重复为单位，每天收集排泄物进行不同处理，取样方法参照文献^[5]进行。

化学成分：每天清晨收集全部排泄物，混匀后取样约500 g，分成2份，一份用10%的稀盐酸固定挥发性N，用于测定CP、氨基酸(AA)含量；另一份不固N，用于测定其他常规成分含量。取样后立即至65 ℃烘箱烘干，测定初水分，粉碎后将3 d的样品再一次混匀备用。干物质(DM)含量采用GB/T 6435—2006方法测定，总能(GE)采用IKA C2000全自动氧弹式热量计测定，N含量采用半微量凯氏定氮法测定，P含量采用钒钼黄比色法，AA含量采用L-8800型氨基酸分析仪测定。

臭气化合物：每天清晨收集全部排泄物后，跟踪采集部分新鲜排泄物约50 g，装入自封袋，立即置于-20 ℃冰箱中冷冻，3 d新鲜样品混匀后供检测。挥发性盐基氮含量采用半微量蒸馏法测定^[8]，总有机酸含量采用滴定法测定^[9]，VFA含量采用蒸馏法测定^[8]，pH采用pH计测定，粪臭素含量采用高效液相色谱法，应用安捷伦1100液相色谱仪测定，并参照文献^[10]的方法进行。

采用Excel 2003进行数据处理，建立数据库。采用SPSS 17.0统计软件GLM模型进行方差分析，多重比较采用Duncan氏法，结果以平均值±标准差表示。

由表2可知，ME对肉仔鸡排泄物N含量无显著影响(P>0.05)，对排泄物GE、DM、P含量有极显著影响(P<0.01)。DLys对排泄物DM含量有极显著影响(P<0.01)，对排泄物GE、N、P含量均无显著影响(P>0.05)。ME与DLys互作效应对排泄物GE、DM、P含量无显著影响(P>0.05)，对排泄物N含量有显著影响(P<0.05)。其中高ME低DLys组肉仔鸡排泄物N含量(4.30%)最低，低ME低DLys组肉仔鸡排泄物GE(14.82 MJ/kg)、P含量(0.51%)最低。

表2

Table 2

表2(Table 2)

表2 肉仔鸡排泄物DM、GE、N和P含量(DM基础) Table 2 The contents of DM, GE, N and P in excreta of broilers (DM basis) 组别 Groups 代谢能 ME 可消化赖氨酸 DLys 干物质 DM/% 总能 GE/(MJ/kg) 氮 N/% 磷 P/% Ⅰ 低 Low 93.67±0.08BCc 14.82±0.22ABbc 4.83±0.42abc 0.51±0.03Bc Ⅱ 低 Low 中 Medium 93.88±0.12ABCbc 14.86±0.11Bc 4.64±0.40bc 0.58±0.03ABab Ⅲ 高 High 93.12±0.22Dd 15.10±0.26ABbc 5.30±0.59a 0.55±0.03ABbc Ⅳ 低 Low 93.98±0.69ABab 15.17±0.21ABab 4.30±0.17c 0.61±0.02Aa Ⅴ 高 High 中 Medium 94.19±0.18Aa 15.36±0.17Aa 5.53±0.83ab 0.59±0.02Aab Ⅵ 高 High 93.82±0.26Cc 15.26±0.14ABab 5.27±0.60bc 0.59±0.03Aab 主效应 Main effects 代谢能 低 Low 93.56±0.36Y 14.92±0.21Y 4.93±0.52 0.55±0.04Y ME 高 High 93.99±0.44X 15.27±0.19X 4.89±0.78 0.60±0.02X 可消化赖氨酸 DLys 低 Low 93.83±0.49XYx 15.00±0.30 4.56±0.40 0.55±0.05 中 Medium 94.03±0.21Xx 15.11±0.32 5.08±0.79 0.58±0.02 高 High 93.47±0.43Yy 15.18±0.25 5.08±0.61 0.57±0.03 P值 P-value 代谢能 ME 0.000 0.001 0.301 0.002 可消化赖氨酸 DLys 0.000 0.961 0.270 0.207 代谢能×可消化赖氨酸ME×DLys 0.679 0.470 0.014 0.076 同列数据相同项目肩标不同大写字母表示差异极显著(P<0.01)，不同小写字母表示差异显著(P<0.05)，字母相同或无肩标表示差异不显著(P>0.05)。下表同。 In the same column, values in the same item with different capital letter superscripts mean significant difference (P<0.01), and 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.

表2 肉仔鸡排泄物DM、GE、N和P含量(DM基础) Table 2 The contents of DM, GE, N and P in excreta of broilers (DM basis)

由表3可知，ME除对Met、组氨酸(His)含量无显著影响(P>0.05)外，对其他必需AA含量均有显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)影响。除苯丙氨酸(Phe)、Met、His外，低ME组的其余必需AA含量均极显著高于高ME组(P<0.01)。DLys对Met、Phe、精氨酸(Arg)含量有极显著(P<0.01)或显著(P<0.05)影响，对其余必需AA含量影响不显著(P>0.05)。ME与DLys的互作效应对Arg含量有极显著影响(P<0.01)，对其他必需AA含量均无显著影响(P>0.05)。高ME低DLys组Thr、缬氨酸(Val)、Met、亮氨酸(Leu)含量最低，低ME中DLys组Phe含量最低，高ME中DLys组异亮氨酸(Ile)、Lys、His、Arg含量最低。

表3

Table 3

表3(Table 3)

表3 　肉仔鸡排泄物必需氨基酸含量(DM 基础)Table 3 The contents of essential amino acids in excreta of broilers (DM basis)

表3 肉仔鸡排泄物必需氨基酸含量(DM 基础)Table 3 The contents of essential amino acids in excreta of broilers (DM basis)

由表4可知，ME对酪氨酸(Tyr)、半胱氨酸(Cys)、脯氨酸(Pro)含量无显著影响(P>0.05)，对天门冬氨酸(Asp)、丝氨酸(Ser)、谷氨酸(Glu)、甘氨酸(Gly)、丙氨酸(Ala)及总氨基酸(TAA)含量有极显著影响(P<0.01)，且低ME组各AA含量极显著高于高ME组(P<0.01)。DLys对Ser、Glu、Ala、Tyr、TAA含量无显著影响(P>0.05)，对Gly、Cys、Pro、Asp含量有极显著(P<0.01)或显著(P<0.05)影响。ME与DLys互作效应对非必需AA及TAA含量均无显著影响(P>0.05)。

表4

Table 4

表4(Table 4)

表4 　肉仔鸡排泄物非必需氨基酸及总氨基酸含量(DM 基础)Table 4 The contents of non-essential amino acids and total amino acid in excreta of broilers (DM basis)

表4 肉仔鸡排泄物非必需氨基酸及总氨基酸含量(DM 基础)Table 4 The contents of non-essential amino acids and total amino acid in excreta of broilers (DM basis)

由表5可知，ME和DLys对排泄物中挥发性盐基氮、总有机酸含量及pH有显著(P<0.05)或极显著(P<0.01)影响，对VFA和粪臭素含量无显著影响(P>0.05)。ME与DLys的互作效应只对VFA含量有极显著影响(P<0.01)。高ME高DLys组挥发性盐基氮含量最高，极显著高于Ⅰ、Ⅱ组(P<0.01)，显著高于Ⅳ、Ⅴ组(P<0.05)。高ME高DLys组总有机酸含量最高，极显著高于Ⅱ组(P<0.01)，显著高于Ⅰ、Ⅳ组(P<0.05)，pH显著高于Ⅰ、Ⅱ组(P<0.05)。高ME低DLys组的VFA含量最高(0.95%)，极显著高于Ⅰ、Ⅴ、Ⅵ组(P<0.01)。可见，挥发性盐基氮与总有机酸含量随ME、DLys水平的升高而增加。低ME组VFA含量随DLys水平的升高而增加，而高ME组VFA含量却随DLys水平升高而降低。pH有随ME、DLys水平的升高而降低的趋势(P<0.05)。

表5

Table 5

表5(Table 5)

表5 ME和DLys水平对肉仔鸡排泄物主要臭气化合物含量的影响(鲜样基础) Table 5 Effects of dietary ME and DLys levels on main odour compound contents in excreta of broilers (fresh matter basis) 组别 Groups 代谢能 ME 可消化赖氨酸 DLys 挥发性盐基氮 Volital acid nitrogen/(mg/g) 总有机酸 Total organic acid/% 挥发性脂肪酸 Volatile fatty acid/% pH 粪臭素 Skatole/ (ng/g) Ⅰ 低 Low 0.023 ±0.004Bc 0.24 ±0.07ABbc 0.69 ±0.13BCc 7.66 ±0.27a 198.44 ±96.86 Ⅱ 低 Low 中 Medium 0.024 ±0.003Bc 0.19 ±0.92Bc 0.83 ±0.16ABab 7.75 ±0.51a 189.76 ±72.22 Ⅲ 高 High 0.032 ±0.004ABab 0.55 ±0.19ABab 0.89 ±0.11ABab 7.14 ±0.55ab 379.23 ±170.42 Ⅳ 低 Low 0.031 ±0.005ABbc 0.37 ±0.10ABbc 0.95 ±0.16Aa 7.29 ±0.46ab 269.03 ±148.04 Ⅴ 高 High 中 Medium 0.032 ±0.009ABb 0.56 ±0.23ABab 0.65 ±0.20BCc 7.18 ±0.65ab 274.75 ±193.82 Ⅵ 高 High 0.040 ±0.010Aa 0.64 ±0.33Aa 0.57 ±0.06Cc 6.79 ±0.77b 262.09 ±255.45 主效应 Main effects 代谢能 ME 低 Low 0.026 ±0.005Y 0.33 ±0.20y 0.80 ±0.16 7.52 ±0.51x 255.81 ±142.21 高 High 0.034 ±0.009X 0.52 ±0.25x 0.72 ±0.22 7.08 ±0.64y 268.62 ±184.52 可消化 赖氨酸 DLys 低 Low 0.027 ±0.006Yy 0.31 ±0.11Yy 0.82 ±0.20 7.48 ±0.41x 233.74 ±121.81 中 Medium 0.028 ±0.008XYy 0.38 ±0.26XYy 0.74 ±0.20 7.46 ±0.63x 232.25 ±142.82 高 High 0.036 ±0.009Xx 0.60 ±0.26Xx 0.73 ±0.19 6.96 ±0.66y 320.66 ±210.56 P值 P-value 代谢能 ME 0.010 0.019 0.931 0.040 0.853 可消化赖氨酸 DLys 0.001 0.010 0.137 0.047 0.495 代谢能×可消化赖氨酸 ME×DLys 0.975 0.255 0.000 0.750 0.422

表5 ME和DLys水平对肉仔鸡排泄物主要臭气化合物含量的影响(鲜样基础) Table 5 Effects of dietary ME and DLys levels on main odour compound contents in excreta of broilers (fresh matter basis)

能量蛋白质(氨基酸)比对动物生产和配方技术具有重要的指导意义，只有当能量蛋白质比在合适范围内时，才能保证动物发挥正常的生产性能并且保证饲料成本浪费最小。大量研究表明，在ME相同的情况下，随饲粮CP水平的降低，肉仔鸡排泄物N含量^[11]、N排泄量^{[12, 13]}显著降低，但其降低的幅度与饲粮CP水平并非直线相关^[14]。Dairo等^[15]报道，高能低蛋白质组合饲粮显著提高8周龄肉仔鸡DM、N的代谢率。本研究表明，饲粮ME、DLys水平对排泄物N含量无显著影响，但其组合对排泄物N含量有显著影响，高ME低DLys组显著降低肉仔鸡排泄物N、Thr、Val、Met、Leu的含量，此结果与以上结果基本一致。但与马秋刚等^[16]在蛋鸡上的研究结果则存在差异，可能与鸡种、鸡龄不同有关。

许美解等^[17]研究表明，饲粮ME水平显著影响黄鸡P的代谢率，CP水平对P代谢率影响不显著，在同一ME水平下，低CP水平能显著提高P的代谢率。本研究表明，ME对排泄物P含量有显著影响，而DLys对排泄物P含量影响不显著，但排泄物P含量有随饲粮DLys水平的上升而降低的趋势，此结果与以上报道基本一致。史兆国等^[18]研究表明，ME与CP水平对甘肃黄鸡能量的表观代谢率影响显著，随饲粮营养水平的降低而降低。本试验表明，低ME组肉仔鸡排泄物GE含量极显著低于高ME组，DLys和二者的互作效应对排泄物GE含量无显著影响，低ME低DLys组鸡排泄物含量最低，其代谢率的差异尚需进一步研究。

臭气化合物主要是指一些挥发性的有机物，其中VFA、苯酚、甲酚、吲哚和粪臭素等是检测的主要臭气物质。研究表明，猪粪中氨排放量随饲粮CP水平的降低而下降^{[5, 19, 20 ]}。挥发性盐基氮主要是氨和胺类，即蒸馏出的主要含有氨类物质的总氮量。本试验结果显示，饲粮ME和DLys水平对挥发性盐基氮含量均有极显著影响，高ME高DLys组挥发性盐基氮含量最高，挥发性盐基氮含量随饲粮ME和DLys水平的升高而增加。

有机酸是指一些具有酸性的有机化合物。本研究结果显示，ME和DLys对排泄物中总有机酸含量分别有显著、极显著影响，二者互作效应对总有机酸的含量无显著影响。高ME高DLys组总有机酸含量最高，且随饲粮ME和DLys水平的升高而增加。杨桂芹等^[21]的研究结果显示，与正常蛋白质饲粮相比，低蛋白质的AA平衡饲粮对蛋鸡粪有机酸含量的影响无显著差异。甲酸、乙酸、丙酸、丁酸、戊酸、异戊酸等广泛存在于自然界中，它们的共同特点是具有较强的挥发性，生物学上一般称之为VFA。VFA是厌氧消化过程的重要中间产物，主要由厌氧菌发酵排泄物中未消化的纤维素和AA的脱氨基作用而产生的，甲烷菌主要利用VFA形成甲烷。Williams^[22]指出，猪粪中臭气化合物含量很大程度上与粪中VFA含量有关。蛋白质是VFA产生中很重要的前提条件，因此生长猪粪中总VFA含量随饲粮中CP水平的降低而减少的结果已经得到确认^[23]。本试验表明，饲粮ME和DLys水平对肉仔鸡排泄物VFA含量无显著影响，但二者的互作效应对VFA含量却有极显著影响。低ME组中，VFA含量随DLys水平的降低而减少，这与Otto等^[23]报道的结果接近。而对高ME组来说，高ME低DLys组的VFA含量最高，VFA含量随DLys水平升高而降低，这可能与饲粮中过量的蛋白质会导致碳氮比的不平衡，或碳水化合物的不足会加剧微生物的分解，从而减少VFA的含量有关^[24]。人们味觉中的酸度，各种生物化学或者其他化学工艺变化的动向和速度，主要不是取决于酸的总量，而是取决于离子状态的那部分酸，所以通常用pH来表示有效的酸度。研究表明，猪粪pH随饲粮CP水平的降低而下降^{[5, 19]}。而本试验显示，DLys水平显著影响鸡鲜排泄物pH，高ME高DLys组鸡排泄物的pH最低，且随ME、DLys水平的升高pH有降低的趋势。此结果与以上结果不一致的原因可能与鸡本身的生理特性有关，即鸡是粪尿一起排出，且饲粮结构与猪有很大区别，因此存在差异。

3-甲基吲哚，又名粪臭素，是饲粮和内源蛋白质分解产生的L-色氨酸在反刍动物瘤胃、单胃动物盲肠和结肠内厌氧微生物的作用下降解而产生的芳香族物质。目前，国内外对肉仔鸡排泄物臭气化合物含量的报道较少，仅见国外部分学者研究CP水平对生长育肥猪粪中臭气的影响，且主要研究的臭气指标为粪中总N排泄量、氨浓度、VFA含量等。Le等^[5]表明，降低饲粮CP水平可显著降低猪粪pH、总N排泄量和氨浓度，此外，排泄物中VFA的含量也随饲粮CP水平的降低而减少。Clark等^[26]报道，将CP水平从16.8%降到13.9%并不能减少生长育肥猪粪中臭气化合物的含量。而大幅度减少CP含量会显著影响猪的臭气化合物排放^[26]。国内仅见杨桂芹等^[21]报道AA平衡的低蛋白质玉米-豆粕饲粮显著降低鸡粪水分、N、挥发性盐基氮及粪臭素的含量。本研究结果显示，饲粮ME和DLys水平对肉仔鸡排泄物粪臭素含量无显著影响，因此关于ME与CP水平对粪臭素的影响还有待进一步研究。

① 高ME低DLys组肉仔鸡排泄物Thr、Val、Met、Leu和N含量最低，高ME中DLys组Ile、Lys、His、Arg含量最低，低ME低DLys组GE、P含量最低。

② 不同ME与DLys水平对肉仔鸡粪臭素含量无显著影响，显著影响挥发性盐基氮、总有机酸、VFA含量及pH。挥发性盐基氮与总有机酸含量随ME、DLys水平的升高而增加。低ME组VFA含量随DLys水平的升高而增加，高ME组VFA含量却随DLys水平升高而降低。pH随ME、DLys水平的升高有降低的趋势。

③ 在本试验条件下，有利于降低肉仔鸡排泄物N、P、挥发性盐基氮等主要臭气化合物含量最适宜的ME和DLys水平分别为12.55 MJ/kg和0.80%(ME/DLys=1.549 MJ/g)或13.18 MJ/kg和0.80%(ME/DLys=1.198 MJ/g)。