动物营养学报  2014, Vol. 26 Issue (8): 2155-2161   PDF (1139KB)    
生长期秦川牛蛋白质沉积效率及小肠可消化粗蛋白质需要量
张晓明1, 王之盛1 , 陈艳1, 邹华围1, 彭全辉1, 蒋兴德2, 吴丹2    
1. 四川农业大学动物营养研究所, 雅安 625014;
2. 重庆恒都农业农业集团有限公司, 丰都 408200
摘要:本试验旨在研究生长期秦川牛蛋白质沉积效率及小肠可消化粗蛋白质(IDCP)需要量(rIDCP)。试验选择30头体况良好、体重[(289.33±17.79)kg]相近的生长期秦川牛公牛,随机分为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0.9 kg/d所需IDCP的75.0%(Ⅰ组)、87.5%(Ⅱ组)、100.0%(Ⅲ组)、112.5%(Ⅳ组)、125.0%(Ⅴ组)配制的5种试验饲粮。采用饲养试验和消化代谢试验测定秦川牛生长性能及氮代谢指标,并建立粗蛋白质(CP)需要量(rCP)和rIDCP预测模型。预试期10 d,饲养试验42 d,消化代谢试验4 d。结果表明:1)秦川牛的平均日增重(ADG)与CP(R2=0.928,P<0.05)和IDCP采食量(R2=0.912,P<0.05)呈线性正相关;Ⅳ和Ⅴ组的料重比显著地低于其他各组(P<0.05)。2)随饲粮IDCP水平的提高,采食氮、沉积氮、粪氮、尿氮、氮的沉积率和氮的表观消化率均增加,其中采食氮、沉积氮组间均差异显著(P<0.05),Ⅳ组和Ⅴ组之间粪氮、尿氮、氮的沉积率和氮的表观消化率差异不显著(P<0.05)。综上所述,秦川牛的ADG与IDCP采食量呈线性正相关;饲粮IDCP水平的提高,有助于提高秦川牛的蛋白质沉积效率;生长期秦川牛rCP和rIDCP方程分别为:rCP(g/d)=5.94×W0.75(kg)+470.84×ADG(kg/d)(R2=0.937,P<0.05);rIDCP(g/d)=3.71×W0.75(kg)+285.22×ADG(kg/d)(R2=0.942,P<0.05)(式中W0.75为代谢体重)。生长期秦川牛的维持rCP和rIDCP分别为5.94和3.71 g/(kg W0.75·d),每千克增重的rCP和rIDCP分别为470.84和285.22 g。
关键词秦川牛     粗蛋白质     沉积效率     小肠可消化粗蛋白质     需要量    
Protein Deposition Efficiency and Intestinal Digestible Crude Protein Requirement of Growing Qinchuan Cattle
ZHANG Xiaoming1, WANG Zhisheng1 , CHEN Yan1, ZOU Huawei1, PENG Quanhui1, JIANG Xingde2, WU Dan2    
1. Animal Nutrition Institute, Sichuan Agricultural University, Ya'an 625014, China;
2. Heng Du Agriculture Group of Chongqing, Fengdu 408200, China
Abstract: This experiment was conducted to investigate the protein deposition efficiency and intestinal digestible crude protein (IDCP) requirement (rIDCP) of growing Qinchuan cattle. Thirty healthy growing bulls of Qinchuan cattle with similar body weight were selected and randomly divided into 5 groups with 6 heads in each group. Cattle were fed 5 diets with different levels of IDCP which were formulated according to the rIDCP at an expected weight gain of 0.9 kg/d, and dietary IDCP levels were 75.0% (group Ⅰ), 87.5% (group Ⅱ), 100.0% (group Ⅲ), 112.5% (group Ⅳ) and 125.0% (group Ⅴ), respectively. Feeding test and digestion and metabolism test were carried out to measure the growth performance and protein deposition efficiency of growing Qinchuan cattle, and to build the models for predicting crude protein (CP) requirement (rCP) and rIDCP. Pre-test period was 10 days, feeding test period was 42 days, and digestion and metabolism test was 4 days. The results showed as follows: 1) there was positive linear correlation between average daily gain (ADG) and CP intake (R2=0.928, P<0.05), and between ADG and IDCP intake (R2=0.912, P<0.05); feed to gain ratio in groups Ⅳ andⅤ was significantly higher than that in the other groups (P<0.05). 2) With the increase of dietary IDCP level, nitrogen intake, nitrogen retention, fecal nitrogen, urinary nitrogen, nitrogen deposition rate and nitrogen apparent digestibility were increased, and there were significant differences in nitrogen intake and nitrogen retention among all groups (P<0.05), while there was no significant differences in fecal nitrogen, urinary nitrogen, nitrogen deposition rate and nitrogen apparent digestibility between groups Ⅳ and Ⅴ (P>0.05). In conclusion, there is a positive linear correlation between ADG and IDCP intake of Qinchuan cattle; the increase of dietary IDCP level is helped for improving protein deposition efficiency of Qinchuan cattle; the rCP and rIDCP for growing Qinchuan cattle can be estimated by the following equations: rCP (g/d) = 5.94×W0.75 (kg) + 470.84×ADG (kg/d) (R2=0.937, P<0.05); rIDCP (g/d)=3.71×W0.75 (kg)+285.22×ADG (kg/d) (R2 = 0.942, P<0.05) (W0.75 is metabolic weight). The rCP and rIDCP for maintenance of growing Qinchuan cattle are 5.94 and 3.71 g/(kgW0.75·d), respectively. The rCP and rIDCP for per kilogram of weight gain of growing Qinchuan cattle are 470.84 and 285.22 g, respectively.
Key words: Qinchuan cattle     crude protein     deposition efficiency     IDCP     requirement    

秦川牛是我国著名的优良黄牛品种。近年来,随着牛肉价格上涨,秦川牛作为一种育肥性能好、适应性强、遗传性稳定的地方优良牛种[1],被广泛用于育肥场饲养。经过对27~28月龄的28头秦川阉牛育肥和屠宰试验,发现其平均屠宰率和净肉率分别为64.32%和54.54%,肉骨比6.74,优质肉块产量高,具有很好的经济效益[2]。蛋白质作为肉牛机体养分沉积的重要营养素,适宜的蛋白质供给水平,不但有助于改善瘤胃发酵,也有助于肉牛的消化吸收和机体蛋白质的沉积,对减少浪费、节约养殖成本、减少环境污染均具有重要意义。目前国内对肉牛粗蛋白质(CP)需要量(rCP)已有大量研究。王微等[3]与刘道杨等[4]分别对6~7月龄锦江黄牛和12~13月龄湘中黑牛的rCP进行了研究,并提供了相关推荐值;另外,方希修等[5]对12~18月龄肉牛rCP也进行了研究,而目前对肉牛小肠可消化粗蛋白质(IDCP)需要量(rIDCP)的研究鲜见报道。我国《肉牛饲养标准》(NY/T 815—2004)提供了不同阶段肉牛维持和增重rIDCP的参考值,但是鉴于国内对肉牛增重rIDCP研究数据不足,该参考值是借鉴了NRC(1996)中的模型计算的,这与我国肉牛的实际情况存在一定的差异[6]。因此,针对目前对秦川牛rIDCP相关研究资料不足,本试验通过饲养试验和消化代谢试验,初步探讨秦川牛的蛋白质沉积效率以及维持和增重的rCP和rIDCP,为秦川牛科学饲养提供试验数据。

1 材料与方法 1.1 试验动物

试验在重庆恒都肉牛养殖场进行。选取体况良好、体重[(289.33±17.79) kg]相近的生长期秦川牛公牛30头。

1.2 试验设计与试验饲粮

将30头秦川牛公牛随机分为5组,每组6个重复。参考我国《肉牛饲养标准》(NY/T 815—2004)中体重为250~300 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0.9 kg/d所需IDCP的75.0%(Ⅰ组)、87.5%(Ⅱ组)、100.0%(Ⅲ组)、112.5%(Ⅳ组)、125.0%(Ⅴ组)配制的5种试验饲粮,其组成及营养水平见表1。饲粮由精料和粗料组成,精粗比为4 ∶ 6。预试期10 d,饲养试验42 d,消化代谢试验4 d。

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,自由采食,自由饮水。准确记录试验牛的日采食量,记录剩料量,最后计算其实际采食量。其他饲养管理工作按养殖场的常规程序进行。

试验正试期前连续2 d在07:00对试验牛进行空腹称重,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对试验牛进行空腹称重,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(ADG)。

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)
1.4 消化代谢试验

饲养试验结束后,每组选取接近平均体重的4头试验牛进行消化代谢试验。每头试验牛单栏饲养,其他试验条件与饲养试验一致。期间采用全收粪、尿法收集粪、尿。

1.4.1 样品采集与制备

每头牛每天24 h的粪样全部收集(每天收集的时间段为当天晨饲时到翌日晨饲前)。每次收集的粪便放入编号的塑料桶中并及时盖好桶盖,防止混入其他杂物。每天收集的每组牛全部粪便称总重并作好记录,然后混合均匀,再取样2份:1份在65 ℃下烘干,测定初水分含量,制成风干样,供测定其他营养成分;1份用10%的硫酸固氮(每100 g粪样加20 mL 10%硫酸),65 ℃下烘干,制成风干样,粉碎后过40目筛,保存以备氮分析。

每天24 h的尿样全部收集(每天收集的时间段为当天晨饲时到翌日晨饲前)。尿液用量筒准确称量记录。用6~8层粗纱布过滤,量取每头牛每天排尿总量的1/10左右置于干燥洁净的塑料瓶中,按每100 mL尿液加入10 mL 10%的硫酸,密封(塑料薄膜盖住瓶口,再盖盖子),置于-20 ℃下保存,备测。

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》[7]的方法进行测定;饲粮瘤胃降解蛋白质(RDP)、瘤胃非降解蛋白质(RUDP)含量测定和计算参照《肉牛营养需要和饲养标准》[8],并用于计算IDCP;饲粮蛋白质有效降解率(ED)参照冯仰廉[9]的方法进行测定。

1.5 计算公式

干物质采食量(g/d)=饲粮干物质含量×平均日采食量;

CP采食量(g/d)=干物质采食量×饲粮氮含量×6.25;

粪(尿)氮排泄量(g/d)=粪(尿)排泄量×粪(尿)氮含量;

IDCP采食量(g/d)=干物质采食量×饲粮IDCP含量;

CP消化率(%)=100×(CP采食量-粪氮排泄量×6.25)/CP采食量;

沉积蛋白质(g/d)=CP采食量-(粪氮排泄量+尿氮排泄量)×6.25;

CP沉积率(%)=100×沉积蛋白质/CP采食量;

RDP(%)=CP×ED/100;

RUDP(%)=CP/100-RDP

1.6 rCP和rIDCP模型建立方法

根据析因法原理,秦川牛的蛋白质需要量(rP)可分为维持rP和增重rP 2个部分。由此可以建立回归模型[10],如下所示:

式中:rP为rCP或rIDCP(g/d);W0.75为代谢体重(kg);ab为多元回归系数。

1.7 统计分析

试验数据采用Excel 2007进行初步处理,用SPSS 17.0软件进行统计分析,方差分析用one-way ANOVE,多重比较采用Duncan氏法,结果以平均值±标准差表示。P<0.05为差异显著;回归分析采用线性回归分析法进行分析。

2 结果与分析 2.1 饲粮IDCP水平对秦川牛生长性能的影响

由表2可知,试验牛ADG随着IDCP采食量的增加而增加,其中Ⅳ和Ⅴ组显著高于其他各组(P<0.05),Ⅲ组的ADG为0.87 kg/d,与预期增重0.9 kg/d相近;Ⅳ和Ⅴ组的料重比显著地低于其他各组(P<0.05)。回归分析发现,秦川牛ADG与CP(R2=0.928,P<0.05)和IDCP采食量(R2=0.912,P<0.05)之间存在线性正相关。

表2 饲粮IDCP水平对秦川牛生长性能的影响 Table 2 Effects of dietary IDCP level on growth performance of Qingchuan cattle
2.2 饲粮IDCP水平对秦川牛蛋白质沉积效率的影响

由表3可知,采食氮和沉积氮随着饲粮IDCP水平的提高而增加,且各组差异显著(P<0.05);粪氮和尿氮也随IDCP水平的提高而增加,Ⅳ和Ⅴ组粪氮显著高于Ⅰ、Ⅱ组(P<0.05),Ⅴ组尿氮显著高于Ⅰ、Ⅱ组(P<0.05);随着饲粮IDCP水平的提高,氮的表观消化率也增加,但饲粮IDCP水平达到9.53%以上(Ⅳ和Ⅴ组)时,进入平台期,变化不再显著(P>0.05),Ⅳ和Ⅴ组显著高于其他各组(P<0.05);Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ组氮的沉积率差异不显著(P>0.05),但显著高于Ⅰ和Ⅱ组(P<0.05)。

表3 饲粮IDCP水平对秦川牛蛋白质沉积效率的影响 Table 3 Effects of dietary IDCP level on protein deposition efficiency of Qingchuan cattle
2.3 秦川牛的rCP和rIDCP模型建立

根据饲养试验和消化代谢试验所得试验结果,得出秦川牛rCP和rIDCP的方程如下:

由以上回归方程可知,秦川牛维持rCP和维持rIDCP分别为5.94和3.71 g/(kg W0.75·d),每千克增重的rCP和rIDCP分别为470.84和285.22 g。

3 讨 论 3.1 饲粮IDCP水平对秦川牛生长性能和蛋白质沉积效率的影响

近年来许多学者对饲粮蛋白质水平对肉牛生长性能以及蛋白质沉积效率的影响进行了研究。刘道杨等[4]研究结果表明,湘中黑牛的ADG随着饲粮蛋白质水平的提高线性增加,而蛋白质沉积效率也随着饲粮蛋白质水平的提高而提高,料重比则显著下降;王微等[3]在研究锦江黄牛rP时发 现,不同饲粮蛋白质水平下的试牛ADG上升趋势明显,沉积氮整体呈上升趋势;Blome等[11]也认为犊牛的ADG是随饲粮蛋白质水平的增加而上升的;Donnelly等[12]的研究也获得了类似的结果。

虽然众多研究表明,提高饲粮蛋白质水平对牛的增重有促进作用,但也有一些研究得到了不同的结果。李辉等[13]研究发现,随着饲粮蛋白质水平的提高犊牛ADG和蛋白质表观消化率呈先上升后下降的趋势,试验中22%蛋白质组犊牛增重速度比18%组高9.75%,比26%组高24.19%。徐英等[14]针对肉牛的肥育做了不同蛋白质水平饲喂试验,结果表明,对肥育期的肉牛无需供给较高水平的蛋白质,供给过多会造成浪费。潘军等[15]的研究也得到了同样的结果。

本试验研究结果显示,随着饲粮IDCP水平的提高,试牛的ADG和蛋白质沉积效率呈上升的规律,这与刘道杨等[4]的研究结果基本一致;但当IDCP水平达到9.53%以上时,ADG、料重比和蛋白质的沉积效率差异不显著,出现这一现象的原因可能是低水平IDCP饲粮满足不了生长期肉牛生长发育的需要,也影响饲粮其他营养素的利用,从而使之生长速度缓慢。而随着饲粮IDCP水平的提高,试验动物氮的消化率和尿氮排放量也不断增加,而蛋白质的消化利用及氮随尿排出所耗的能量均比其他养分耗能更高,这将提高试验动物体总产热和尿能的消耗[16],使能量的有效利用率下降,进而影响蛋白质的吸收利用和肉牛的增重。

3.2 不同品种牛蛋白质需要量的比较

在牛的蛋白需要量方面,国内外已有大量的研究报道,但是由于牛的品种、生长环境、性别、试验方法以及条件等的差别,研究的结果的也不尽相同。姜淑贞等[17]对10月龄利×鲁肉牛的rCP研究结果发现,利×鲁肉牛的维持rCP为9.46 g/(kg W0.75·d),每千克增重的rCP为249.46 g;穆阿丽[18]研究发现,7~10月龄生长牛维持rCP为6.46 g/(kg W0.75·d),每千克增重的rCP为463.42 g;冯仰廉等[19]对200 kg左右夏洛来杂交阉牛rCP研究结果表明,肉牛的维持rCP为5.6 g/(kg W0.75·d);李钟乐等[20]在延边黄牛饲养标准的研究结果中报道,延边黄牛的维持rCP为4.58 g/(kg W0.75·d);陈福音[21]研究表明,5~7月龄育成期荷斯坦奶牛维持rCP为4.84 g/(kg W0.75·d),每千克增重的rCP为566.6 g; 而我国《肉牛饲养标准》(NY/T 815—2004)建议肉牛维持rCP为5.43 g/(kg W0.75·d)。

IDCP因其能更加准确地反映反刍动物对蛋白质的需要和利用,因此对IDCP的研究越来越重视。陈福音[21]研究发现5~7月龄育成期荷斯坦奶牛维持rIDCP为3.56 g/(kgW0.75·d),每千克增重的rIDCP为327.46 g;8~10月龄育成期荷斯坦奶牛维持rIDCP为3.10 g/(kgW0.75·d)。每千克增重的rIDCP为362.80 g;我国《肉牛饲养标准》(NY/T 815—2004)推荐维持rIDCP为3.69 g/(kg W0.75·d)。Jarrige等[22]报道生长肉牛的维持rCP为3.25 g/(kg W0.75·d)。Chizzotti等[23]研究表明,内洛尔牛的维持rCP为2.30 g/(kg W0.75·d);NRC(1996)的肉牛维持可代谢蛋白质为3.8 g/(kg W0.75·d)。

本试验研究结果表明,秦川牛的维持rCP为5.94 g/(kg W0.75·d),这一结果高于冯仰廉等[19]、李钟乐等[20]和陈福音[21]的研究结果,也高于我国《肉牛饲养标准》(NY/T 815—2004)的推荐值,但低于姜淑贞等[17]和穆阿丽[18]的研究结果。每千克增重的rCP为470.84 g,这一结果与穆阿丽[18]的报道基本一致,但低于陈福音[21] 的推荐值。秦川牛的维持rIDCP为3.71 g/(kgW0.75·d),这一结果与我国《肉牛饲养标准》(NY/T 815—2004)的推荐值基本一致,但低于NRC(1996)的推荐值,同时与国内外的其他报道也存在差异。每千克增重的rIDCP为285.22 g,这一结果低于陈福音[21]的推荐值。

综上所述,秦川牛CP和IDCP的需要量与国内外的一些报道存在差异,造成上述差异的原因很可能是各研究的试验动物品种、生长阶段以及生长环境不同导致的。

4 结 论

① 秦川牛的ADG与IDCP采食量呈线性正相关。

② 饲粮IDCP水平的提高,有助于提高秦川牛的蛋白质沉积效率。

③ 秦川牛rCP和rIDCP方程分别为:rCP(g/d)=5.94×W0.75(kg)+470.84×ADG(kg/d)(R2=0.937,P<0.05);rIDCP(g/d)=3.71×W0.75(kg)+285.22×ADG(kg/d)(R2=0.942,P<0.05)。

④ 秦川牛的维持rCP和rIDCP分别为5.94和3.71 g/(kg W0.75·d),每千克增重的rCP和rIDCP分别为470.84和285.22 g。

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