2. 河南农业大学牧医工程学院, 郑州 450002
2. College of Animal Husbandry and Veterinary Science, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450002, China
维生素D3在肝脏中经25-羟化酶的羟化作用转化为25-羟基维生素D3(25-OH-D3),再经肾脏中1α-羟化酶的羟化作用转化为最终的活性形式1, 25-二羟维生素D3[1, 25-(OH)2-D3]来调节家禽体内钙(Ca)和磷(P)的动态平衡。现代集约化饲养条件下,家禽缺乏紫外线照射,因此必须添加外源性维生素D3或其同功体来维持肉仔鸡的正常生长[1-2]。家禽饲粮中25-OH-D3的生物学效价高于维生素D3,而且肠道吸收效率更高[3-5],饲粮中用25-OH-D3代替维生素D3可增加肉仔鸡的体增重[6]、提高胸肉率[7-8]、改善骨骼的矿化[9]、促进肠道发育[10]和提高免疫力[11]。我国已将25-OH-D3列入《饲料添加剂品种目录(2013) 》,准许在家禽生产中将25-OH-D3作为维生素类饲料添加剂使用。Yarger等[12-13]推荐商品肉仔鸡饲粮中25-OH-D3的添加水平为2 760 IU/kg;也有研究表明,饲粮中添加较低剂量25-OH-D3即可满足家禽的生长需要[14-16]。因此,本试验旨在研究饲粮25-OH-D3水平对1~21日龄和1~42日龄罗斯308肉仔鸡生长性能、骨骼(股骨、胫骨和跖骨)矿化、血浆指标及钙和磷沉积率的影响,为生产中合理使用25-OH-D3提供科学依据。
1 材料与方法 1.1 试验动物选取500只1日龄、体重[(43.84±0.22) g]相近的健康罗斯308肉仔鸡公雏,随机分为10个组,每组5个重复,每个重复10只鸡。试验期42 d。肉仔鸡进行笼养,每个重复的肉仔鸡饲养于同一笼中(200 cm×50 cm×35 cm)。饲喂粉状配合饲粮,自由采食,充足饮水,按常规免疫程序进行免疫接种。
1.2 试验饲粮与试验设计基础饲粮营养水平参考NRC (1994) [17]和《鸡饲养标准》(NY/T 33—2004) [18]中肉仔鸡营养需要推荐值。在基础饲粮中分别添加10个水平的25-OH-D3构成10种试验饲粮,饲粮25-OH-D3添加水平分别为50、100、200、400、600、800、1 600、2 400、3 200和4 000 IU/kg。基础饲粮组成及营养水平见表 1。25-OH-D3添加剂购自山东海能生物工程有限公司,该公司采用高效液相色谱法测定25-OH-D3含量为5.0×105 IU/g。
![]() |
表 1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of basal diets (air-day basis) |
分别于21日龄和42日龄时空腹称重肉仔鸡,每天记录各重复肉仔鸡的采食量和死亡鸡只数,死亡鸡只称重扣除采食量。统计试验期采食量,计算平均日采食量(g/d)、平均日增重(g/d)、料重比(平均日采食量/平均日增重)和死亡率。
1.3.2 代谢试验分别于11~14日龄和31~34日龄收集全部粪尿排泄物,进行钙磷代谢试验。以每个重复笼为试验单元,连续收集96 h新鲜排泄物,收集的排泄物在剔除毛屑杂物后,立即放入-20 ℃冰箱冷冻保存,用于分析排泄物中钙和磷含量。饲粮和排泄物样品分别采用乙二胺四乙酸(EDTA)滴定法测定钙含量,钼黄比色法测定总磷(TP)含量。钙和总磷沉积率计算公式为:
营养物质沉积率(%)=[(食入营养物质的量-
排出营养物质的量)/食入营养物质的量]×100。
1.3.3 血浆生化指标分别于21和42日龄时,每重复随机选取接近该重复平均体重的1只肉仔鸡进行屠宰试验。用1 mg/mL肝素钠溶液润湿注射器,心脏采血5 mL,3 000 g离心10 min,制备血浆,于-20 ℃冷冻保存。血浆钙和无机磷(Pi)含量采用岛津CL-8000全自动生化分析仪测定。
1.3.4 骨骼指标屠宰试验中,剥离两侧股骨、胫骨和跖骨。将骨骼放入样品袋密封,于-20 ℃冷冻保存。将左侧腿部骨骼(股骨、胫骨和跖骨)在沸水中煮3~5 min,去除残余肌肉、腓骨,剥离干净后,无水乙醇浸泡36 h,无水乙醚浸泡36 h,除去水分和脂肪;105 ℃烘干24 h,用分析天平称量骨骼重量。用游标卡尺测定左侧腿部骨骼长度和直径(骨骼长度1/2处)。将骨骼压碎,放入坩埚,在600 ℃灰化36 h,以测定灰分含量。骨骼样品分别采用EDTA滴定法测定钙含量,钼黄比色法测定磷含量。右侧腿部骨骼(股骨、胫骨和跖骨)折断力(即骨骼强度)采用西北农林科技大学数显万能试验机(CMT-5504,深圳市新三思材料检测有限公司)测定,参数设置:跨度40 mm,单位负荷50 kg,位移速度10 mm/min。
1.4 统计分析以每重复为试验单元,用SAS 9.0数据统计软件对试验数据采用一般线性模型(GLM)程序进行分析,采用Duncan氏法进行多重比较,并进行线性和二次曲线趋势分析,P<0.05为差异显著。
利用SAS 9.0软件中的PROC NLIN程序进行折线回归模型参数分析,建立折线回归方程[19-20]:当X<R时,Y=L+U×(R-X);当X≥R时,Y=L。其中,Y为平均日增重等评价指标;L为25-OH-D3添加水平达到需要量时肉仔鸡的生长效应;U值为模型的斜率;X值为各组饲粮中对应的25-OH-D3水平;R值为肉仔鸡对25-OH-D3的需要量。
2 结果与分析 2.1 饲粮25-OH-D3水平对肉仔鸡生长性能的影响由表 2可知,饲粮25-OH-D3水平对肉仔鸡的体重、平均日增重、平均日采食量、料重比和死亡率均有显著影响(P<0.05)。饲粮25-OH-D3水平为50 IU/kg时,肉仔鸡的体重、平均日增重和平均日采食量显著低于其他组(P<0.05),料重比显著高于其他组(P<0.05);饲粮25-OH-D3水平由50 IU/kg提高到200 IU/kg时,肉仔鸡的体重、平均日增重和平均日采食量显著提高(P<0.05),料重比显著降低(P<0.05);饲粮25-OH-D3水平为600 IU/kg时,肉仔鸡的体重和平均日增重达到最大值;进一步将饲粮25-OH-D3水平由600 IU/kg提高到4 000 IU/kg时,肉仔鸡的生长性能指标无显著变化(P>0.05)。
![]() |
表 2 饲粮25-OH-D3水平对肉仔鸡生长性能的影响 Table 2 Effects of dietary 25-OH-D3 level on growth performance of broilers |
由表 3、4和5可知,饲粮25-OH-D3水平对肉仔鸡的股骨、胫骨和跖骨参数(除直径外)均有显著影响(P<0.05)。饲粮25-OH-D3水平为50 IU/kg时,肉仔鸡的骨骼参数(除直径外)均显著低于其他组(P<0.05);饲粮25-OH-D3水平由50 IU/kg提高到400 IU/kg时,肉仔鸡的股骨、胫骨和跖骨强度、重量、长度、灰分重量、灰分含量、钙含量和磷含量均显著提高(P<0.05);饲粮25-OH-D3水平为600 IU/kg时,42日龄肉仔鸡骨骼重量和灰分重量达到最大值;进一步将饲粮25-OH-D3水平由600 IU/kg提高到4 000 IU/kg时,肉仔鸡的骨骼参数无显著变化(P>0.05)。饲粮25-OH-D3水平对21和42日龄肉仔鸡跖骨直径以及21日龄股骨直径无显著影响(P>0.05)。
![]() |
表 3 饲粮25-OH-D3水平对肉仔鸡股骨参数的影响 Table 3 Effects of dietary 25-OH-D3 level on femur parameters of broilers |
![]() |
表 4 饲粮25-OH-D3水平对肉仔鸡胫骨参数的影响 Table 4 Effects of dietary 25-OH-D3 level on tibia parameters of broilers |
![]() |
表 5 饲粮25-OH-D3水平对肉仔鸡跖骨参数的影响 Table 5 Effects of dietary 25-OH-D3 level on metatarsus parameters of broilers |
由表 6可知,饲粮25-OH-D3水平对肉仔鸡的血浆钙含量及钙和总磷沉积率有显著影响(P<0.05),但对血浆无机磷含量无显著影响(P>0.05)。饲粮25-OH-D3水平为50 IU/kg时,21日龄肉仔鸡的血浆钙含量显著低于其他组(P<0.05);饲粮25-OH-D3水平由50 IU/kg提高到600 IU/kg时,42日龄肉仔鸡的血浆钙含量显著提高(P<0.05);进一步提高饲粮25-OH-D3水平到4 000 IU/kg时,肉仔鸡的血浆钙含量无显著变化(P>0.05)。饲粮25-OH-D3水平由50 IU/kg提高到800 IU/kg时,肉仔鸡的钙和总磷沉积率显著提高(P<0.05);进一步提高饲粮25-OH-D3水平到4 000 IU/kg时,肉仔鸡的钙和总磷沉积率无显著变化(P>0.05)。
![]() |
表 6 饲粮25-OH-D3水平对肉仔鸡血浆钙和无机磷含量以及钙和总磷沉积率的影响 Table 6 Effects of dietary 25-OH-D3 level on plasma Ca and Pi contents and Ca and TP deposition rates of broilers |
由表 7和表 8可知,以肉仔鸡的生长性能指标(平均日增重、平均日采食量)和骨骼参数(股骨、胫骨和跖骨重量及其灰分重量)为评价指标,采用折线回归模型评估饲粮25-OH-D3的适宜需要量,结果显示,1~21日龄肉仔鸡饲粮25-OH-D3需要量为476 IU/kg,1~42日龄肉仔鸡饲粮25-OH-D3的需要量为448 IU/kg。
![]() |
表 7 折线模型评定1~21日龄肉仔鸡对饲粮25-OH-D3的需要量 Table 7 Dietary 25-OH-D3 requirement of broilers aged from 1 to 21 days estimated based on broken-line model |
![]() |
表 8 折线模型评定1~42日龄肉仔鸡对饲粮25-OH-D3的需要量 Table 8 Dietary 25-OH-D3 requirement of broilers aged from 1 to 42 days estimated based on broken-line model |
本试验结果显示,饲粮25-OH-D3水平为50 IU/kg时,肉仔鸡生长缓慢,死亡率高,骨骼强度、重量、长度、灰分重量及灰分、钙和磷含量低。饲粮25-OH-D3水平由50 IU/kg提高到600 IU/kg时,1~21日龄和1~42日龄肉仔鸡的体重和平均日增重与饲粮25-OH-D3水平呈线性关系。结果表明,当饲粮维生素D不足时,肉仔鸡的生长性能下降;饲粮添加适宜水平的25-OH-D3后,生长性能得到改善。饲粮25-OH-D3水平由600 IU/kg提高到4 000 IU/kg时,饲粮25-OH-D3水平对肉仔鸡的生长性能无显著影响。数据表明,钙和磷充足的饲粮中,添加高剂量25-OH-D3对肉仔鸡的生长并无益处。
课题组研究显示,当饲粮25-OH-D3水平由50 IU/kg提高到400 IU/kg时显著提高了肉仔鸡的体增重和采食量,降低了料重比和死亡率[4]。研究也发现,1~21日龄肉仔鸡饲粮25-OH-D3水平由125 IU/kg提高到500 IU/kg时,肉仔鸡的体重显著提高;当饲粮25-OH-D3水平由500 IU/kg提高到4 000 IU/kg时,肉仔鸡的生长性能无显著变化[6]。Goodgame等[15]的研究得到相似结果,7~21日龄肉仔鸡饲粮25-OH-D3水平由100 IU/kg增加到800 IU/kg时,显著提高了肉仔鸡的体重和采食量,对料重比无显著影响;当继续提高饲粮25-OH-D3水平至3 200 IU/kg时,肉仔鸡的生长性能无显著变化。
3.2 饲粮25-OH-D3水平对肉仔鸡骨骼参数的影响骨骼(股骨、胫骨和跖骨)矿化是评定家禽维生素D作用效果的敏感指标,比生长性能指标更敏感[4, 15]。本试验结果显示,饲粮25-OH-D3水平为50 IU/kg时,肉仔鸡的骨骼强度、重量、长度、灰分重量及灰分、钙和磷含量最低。饲粮25-OH-D3水平由50 IU/kg提高到600 IU/kg时,肉仔鸡的骨骼矿化指标迅速提高;但继续提高饲粮25-OH-D3水平对肉仔鸡的骨骼矿化指标无显著影响。课题组研究显示,饲粮中25-OH-D3水平由50 IU/kg提高到400 IU/kg时,显著提高了21日龄肉仔鸡的股骨和胫骨重量、长度、灰分重量及灰分、钙和磷含量[4]。研究也发现,饲粮25-OH-D3水平由100 IU/kg提高到800 IU/kg时能显著提高肉仔鸡的骨骼强度、胫骨和趾骨灰分含量;继续提高饲粮25-OH-D3水平对骨骼矿化指标无显著影响[15]。以上数据表明,饲粮25-OH-D3水平为400~800 IU/kg时,已能满足肉仔鸡股骨、胫骨和跖骨矿化对维生素D的需求,继续提高饲粮25-OH-D3水平对肉仔鸡的骨骼矿化指标无显著影响。
3.3 饲粮25-OH-D3水平对肉仔鸡血浆指标及钙和总磷沉积率的影响本试验结果显示,饲粮25-OH-D3水平显著影响肉仔鸡的血浆钙含量,但对血浆无机磷含量无显著影响。研究表明,饲粮25-OH-D3水平对21和42日龄北京鸭血浆无机磷含量无显著影响[15]。
前期代谢试验结果显示,饲粮25-OH-D3水平由50 IU/kg提高到800 IU/kg时,显著提高了11~14日龄肉仔鸡的钙和磷沉积率;继续提高饲粮25-OH-D3水平对钙和磷沉积率无显著影响。后期代谢试验结果发现,饲粮25-OH-D3水平由50 IU/kg提高到4 000 IU/kg时,31~34日龄肉仔鸡的钙和磷沉积率呈先提高后降低的趋势。Applegate等[21]研究表明,7~21日龄肉仔鸡饲粮添加25-OH-D3能促进植酸磷水解,进而提高总磷的沉积率。肉仔鸡饲粮中25-OH-D3的生物学效价为维生素D3的2倍[3-4]。对家禽维生素D3的研究显示,饲粮维生素D3水平由300 IU/kg提高到1 200 IU/kg时,35日龄肉仔鸡排泄物中钙和总磷含量线性降低[22]。
3.4 肉仔鸡对饲粮25-OH-D3的适宜需要量本试验以肉仔鸡的生长性能指标(平均日增重、平均日采食量)和骨骼参数(股骨、胫骨和跖骨重量及其灰分重量)为评价指标进行曲线拟合,发现折线模型符合本试验的研究结果。根据折线模型回归方程评定1~21日龄肉仔鸡饲粮25-OH-D3的最适需要量为476 IU/kg,1~42日龄肉仔鸡饲粮25-OH-D3的最适需要量为448 IU/kg。
目前关于肉仔鸡饲粮25-OH-D3最适需要量的研究结果存在差异。Yarger等[12-13]认为,以体增重和饲料效率为评价指标,肉仔鸡饲粮25-OH-D3的需要量为2 760 IU/kg。研究也发现,饲粮25-OH-D3的最适添加量可能低于Yarger等[12-13]的推荐量。Fritts等[6]报道,以42日龄肉仔鸡的体重和胫骨灰分含量为评价指标,肉仔鸡对饲粮25-OH-D3的需要量为500 IU/kg。Goodgame等[15]以体重、胫骨灰分和强度为评价指标,肉仔鸡饲粮25-OH-D3的需要量为400~800 IU/kg。《鸡饲养标准》(NY/T 33—2004) [18]中推荐肉仔鸡维生素D3添加量为1 000 IU/kg。本课题组研究表明,肉仔鸡饲粮中25-OH-D3的生物学效价约为维生素D3的2倍[3-4]。依此推测,肉仔鸡饲粮对25-OH-D3的需要量约为500 IU/kg。该推测值与本试验结果较为接近。另外,石文标等[16]对北京鸭的研究显示,以日增重和胫骨指标为评价指标,1~21日龄北京鸭对饲粮25-OH-D3的需要量为342 IU/kg,22~42日龄北京鸭对饲粮25-OH-D3的需要量为316 IU/kg。
4 结论① 饲粮中添加适宜水平25-OH-D3可改善肉仔鸡的生长性能,增强骨骼(股骨、胫骨和跖骨)矿化,提高血浆钙含量及钙、磷沉积率。
② 以生长性能指标和骨骼参数为评价指标,采用折线回归模型分析,1~21日龄肉仔鸡对饲粮25-OH-D3的需要量为476 IU/kg,1~42日龄肉仔鸡对饲粮25-OH-D3的需要量为448 IU/kg。
[1] | EDWARDS H M, ELLIOT M A, SOONCHARERNYING S, et al. Quantitative requirement for cholecalciferol in the absence of ultraviolet light[J]. Poultry Science, 1994, 73(2): 288–294. DOI: 10.3382/ps.0730288 |
[2] | MITCHELL R D, EDWARDS H M, J r., MCDANIEL G R. The effects of ultraviolet light and cholecalciferol and its metabolites on the development of leg abnormalities in chickens genetically selected for a high and low incidence of tibial dyschondroplasia[J]. Poultry Science, 1997, 76(2): 346–354. DOI: 10.1093/ps/76.2.346 |
[3] | 瞿红侠, 王建国, 陈冠华, 等. 肉鸡日粮中25-羟基维生素D3与维生素D3生物学效价比较[J]. 中国饲料, 2015(20) :25–28, 32. |
[4] | HAN J C, CHEN G H, WANG J G, et al. Evaluation of relative bioavailability of 25-hydroxycholecalciferol to cholecalciferol for broiler chickens[J]. Asian-Australasian Journal of Animal Sciences, 2016, 29(8): 1145–1151. |
[5] | BAR A, SHARVIT M, NOFF D, et al. Absorption and excretion of cholecalciferol and of 25-hydroxycholecalciferol and metabolites in birds[J]. Journal of Nutrition, 1980, 110(10): 1930–1934. |
[6] | FRITTS C A, WALDROUP P W. Effect of source and level of vitamin D on live performance and bone development in growing broilers[J]. Journal of Applied Poultry Research, 2003, 12(1): 45–52. DOI: 10.1093/japr/12.1.45 |
[7] | HUTTON K C, VAUGHN M A, LITTA G, et al. Effect of vitamin D status improvement with 25-hydroxycholecalciferol on skeletal muscle growth characteristics and satellite cell activity in broiler chickens[J]. Journal of Animal Science, 2014, 92(8): 3291–3299. DOI: 10.2527/jas.2013-7193 |
[8] | VIGNALE K, GREENE E S, CALDAS J V, et al. 25-hydroxycholecalciferol enhances male broiler breast meat yield through the mTOR pathway[J]. Journal of Nutrition, 2015, 145(5): 855–863. DOI: 10.3945/jn.114.207936 |
[9] | JANOCHA A, OSEK M, KLOCEK B, et al. Effect of adding 25-hydroxycholecalciferol in plant diets with and without fish meal on rearing results and bones of broiler chickens[J]. Annals of Animal Science, 2009, 9(4): 415–423. |
[10] | CHOU S H, CHUNG T K, YU B. Effects of supplemental 25-hydroxycholecalciferol on growth performance, small intestinal morphology, and immune response of broiler chickens[J]. Poultry Science, 2009, 88(11): 2333–2241. DOI: 10.3382/ps.2009-00283 |
[11] | GÓMEZ-VERDUZCO G, MORALES-LÓPEZ R, AVILA-GOZÀLEZ E. Use of 25-hydroxycholecalciferol in diets of broiler chickens:effects on growth performance, immunity and bone calcification[J]. The Journal of Poultry Science, 2013, 50(1): 60–64. DOI: 10.2141/jpsa.0120071 |
[12] | YARGER J G, SAUNDERS C A, MCNAUGHTON J L, et al. Comparison of dietary 25-hydroxycholecalciferol and cholecalciferol in broiler chickens[J]. Poultry Science, 1995, 74(7): 1159–1167. DOI: 10.3382/ps.0741159 |
[13] | YARGER J G, QUARLES C L, HOLLIS B W, et al. Safety of 25-hydroxycholecalciferol as a source of cholecalciferol in poultry rations[J]. Poultry Science, 1995, 74(9): 1437–1446. DOI: 10.3382/ps.0741437 |
[14] | European Food Safety Authority. Safety and efficacy of 25-hydroxycholecalciferol as a feed additive for poultry and pigs[J]. EFSA Journal, 2009, 7(2): 969. DOI: 10.2903/j.efsa.2009.969 |
[15] | GOODGAME S D, MUSSINI F J, LU C, et al. Evaluation of a fermentation source of 25-hydroxycholecalciferol in broiler diets[J]. International Journal of Poultry Science, 2011, 10(4): 295–299. DOI: 10.3923/ijps.2011.295.299 |
[16] | 石文标. 北京鸭维生素D3与25-羟维生素D3的需要量及其相对生物学效价的研究[D]. 硕士学位论文. 北京: 中国农业科学院, 2013: 13-53. |
[17] | NRC.Nutrient requirements of poultry[S].Washington, D. C.:National Academy Press, 1994. |
[18] | 中华人民共和国农业部. 鸡饲养标准[S]. 北京: 中国农业出版社, 2004. |
[19] | ROBBINS K R, SAXTON A M, SOUTHERN L L. Estimation of nutrient requirements using broken-line regression analysis[J]. Journal of Animal Science, 2006, 84(13 Suppl.): E155–E165. |
[20] | 王爽. 生长前期北京鸭维生素D需要量及日粮维生素D水平对北京鸭钙磷代谢的影响研究[D]. 硕士学位论文. 北京: 中国农业科学院, 2010: 12-18. |
[21] | APPLEGATE T J, ANGEL R, CLASSEN H L. Effect of dietary calcium, 25-hydroxycholecalciferol, or bird strain on small intestinal phytase activity in broiler chickens[J]. Poultry Science, 2003, 82(7): 1140–1148. DOI: 10.1093/ps/82.7.1140 |
[22] | RAO S V R, RAJU M V L N, PANDA A K, et al. Performance and bone mineralisation in broiler chicks fed on diets with different concentrations of cholecalciferol at a constant ratio of calcium to non-phytate phosphorus[J]. British Poultry Science, 2009, 50(4): 528–535. DOI: 10.1080/00071660903125826 |