2. 延边大学农学院, 延吉 133002
2. College of Agriculture, Yanbian University, Yanji 133002, China
能量类饲料原料在畜禽生产中占有较大的比重,准确评定畜禽饲料原料的有效能对于节约饲料资源、降低饲养成本至关重要。家禽饲料原料有效能的评定一直使用代谢能(ME)体系,但该体系没有考虑不同饲料原料的能量利用效率及消化过程中的产热情况,且代谢能体系在猪的研究中表明,其高估了蛋白质和纤维饲料原料的能值,低估了淀粉和脂肪饲料原料的能值[1-2]。净能(NE)体系是潜在的、更为精确的能量评价体系,因为它的能量损失以热能表示,同时净能体系也是唯一能使动物能量需要与饲粮能量值在同一基础上得以表达且与饲粮组成成分无关的能量表达体系[3-4]。近几年,国内外科研人员开始探索净能体系在家禽领域的应用,然而净能体系的建立需要大量基础数据的积累。玉米是我国家禽饲粮中使用最多的能量类原料,吉林省玉米产量位于全国前列,是世界“三大黄金玉米带”之一,长春平原是吉林省种植玉米的核心区域,其玉米样品的净能更具有代表性。玉米干酒糟及其可溶物(DDGS)是除豆粕外用量较多的蛋白质饲料原料。然而,玉米和玉米DDGS在肉鸡饲粮中净能的报道是缺乏的。本研究旨在以玉米和玉米DDGS为研究对象,采用间接测热法,测定玉米和玉米DDGS在ROSS 308肉鸡饲粮中的净能,以期为肉鸡净能体系的建立及饲养标准的修改和完善提供科学依据和技术支持。
1 材料与方法 1.1 试验动物与试验设计试验1和试验2各选用25~28日龄ROSS 308雄鸡180只,采用近似拉丁方设计,配制2种基础饲粮和4种待测饲粮,每种饲粮6个重复,每个重复10只鸡。试验1和试验2各分3期完成,每期31 d,每期试验中使用雄性鸡雏60只,随机分为3组,每组20只。试验鸡第1~20天在鸡舍内分组饲养,饲喂商业饲粮(公主岭禾丰饲料有限公司肉小鸡料),第15天换为试验饲粮至试验结束。第21天称重后从每组中选择4只试验鸡,分别放入呼吸测热装置的代谢室(6个代谢室,每个代谢室2只,2个代谢室为1组),测定气体交换和排泄物总量,适应3 d、呼吸测热3 d、绝食测热3 d,呼吸测热的同时进行消化代谢试验。呼吸测热期间的平均体重作为试验鸡体重数据使用。
1.2 试验饲粮玉米样品2017年4月采购自吉林公主岭,2016年10月收割,自然风干,品种分别为:吉粳511、吉农823。玉米DDGS样品分别采购自中粮集团长春有限公司、吉林燃料乙醇有限公司。待测样品营养组成见表 1。试验1中,使用1种玉米-豆粕型基础饲粮和2种待测饲粮。待测饲粮为40%的玉米样品替代基础饲粮。基础饲粮和待测饲粮组成及营养水平分别见表 2和表 3。试验2中,使用1种玉米-豆粕型基础饲粮和2种待测饲粮,待测饲粮中玉米DDGS以30%比例替代基础饲粮中提供能量部分,基础饲粮和待测饲粮组成及营养水平见表 4。基础饲粮的配制超过ROSS 308肉鸡营养需要推荐标准量(ROSS 308 Nutrition Specification,2014),65 ℃机械挤压制粒。
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表 1 玉米和玉米DDGS样品营养组成(风干基础) Table 1 Nutrient composition of corn and corn DDGS samples (air-dry basis) |
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表 2 基础饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 2 Composition and nutrient levels of the basal diet (air-dry basis) |
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表 3 待测饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 3 Composition and nutrient levels of test diets (air-dry basis) |
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表 4 基础饲粮和待测饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 4 Composition and nutrient levels of the basal diet and test diets (air-dry basis) |
每期试验中,试验鸡第1~20天在吉林省农业科学院畜牧科学分院试验鸡舍内分栏饲养,第1天温度设定在34 ℃,然后每天降低1 ℃,降低至24 ℃后恒定温度直至试验结束。呼吸测热试验温度设定为(24±1) ℃,1~7 d,23 h光照,强度30~40 lx;7 d后,18 h光照,强度5~10 lx。生长试验和呼吸测热期间自由采食和饮水,绝食期间自由饮水。
1.4 呼吸测热装置本研究所用的禽用开放回流式呼吸测热装置由吉林省农业科学院杨华明研究员团队研制。主要由气体分析仪、数据采集控制仪、代谢室、气路系统、漩涡风机以及冷冻机组等配套设备组成。气体分析仪集成氧气、二氧化碳传感器、气路转换器及配套元器件。测定氧气浓度传感器为氧化锆传感器(Model 65-4-20;The Advanced Micro Instruments,美国),测定二氧化碳浓度的传感器为红外线传感器(AGM 10;Sensors Europe GmbH,德国)。该套装置共有6个代谢室(A、B、C、D、E、F),代谢室框架由方钢和白钢板制造,四周用透明玻璃封闭,体积为0.43 m3,代谢室内设有自动饮水装置、粪和尿收集装置以及气体循环、制冷、加热、除湿等设备。工作状态下,数据采集控制仪按照试验流程驱动气体分析仪传感器采集气路,依次对户外空气和代谢室按先后顺序循环采集,自动切换,循环切换时间可自行设定。数据采集控制仪实时显示试验数据和设备运行状态;远程控制软件,自动计算家禽耗氧量、二氧化碳产生量、呼吸熵,记录代谢室内外的温湿度数据,并显示在电脑数据采集控制界面上(图 1)。
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图 1 禽用6室并联开放回流式呼吸测热装置 Fig. 1 Open-circuit respiratory calorimetry apparatus with 6 chambers in parallel for poultry |
呼吸测热试验中,每天定时(09:00—10:00)添加饲粮,收集撒料以及采用全收粪法收集排泄物,每个代谢室3 d总的排泄物混合一起后,放置于烘箱中以65 ℃烘干,粉碎过40目筛备用。
1.6 检测指标及测定方法玉米、玉米DDGS、饲粮和排泄物样品在烘干箱内105 ℃测定干物质含量。总能按照国际标准ISO9831:1998推荐的方法,使用氧弹式测热仪(C2000,IKA)测定。粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分、粗纤维含量分别参照GB/T 6432—1994、GB/T 6433—2006、GB/T 6438—2007、GB/T 6434—2006推荐的方法测定。
1.7 计算公式饲粮能值计算公式为:
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玉米和玉米DDGS能值计算公式为:
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数据采用SPSS 20.0软件一般线性模型进行多变量分析,饲粮作为固定效应,期数和呼吸室作为随机效应。采用Tukey法对不同饲粮之间进行差异性分析,P < 0.05为差异显著水平。
2 结果与分析 2.1 不同玉米饲粮对肉鸡能量利用的影响由表 5可知,待测饲粮组表观代谢能、代谢能摄入量、净能显著高于基础饲粮组(P < 0.05)。基础饲粮组试验鸡平均日采食量显著高于待测饲粮组(P < 0.05)。平均日增重、产热量、绝食产热量、呼吸熵及净能/表观代谢能未受待测饲粮的影响(P>0.05)。
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表 5 不同玉米饲粮对肉鸡能量利用的影响 Table 5 Effects of different corn diets on energy utilization of broilers |
由表 6可知,干物质基础的玉米吉粳511和吉农823的表观代谢能分别为13.79和13.64 MJ/kg, 净能分别为10.77和10.57 MJ/kg, 净能/表观代谢能分别为78.10%和77.49%。2个玉米待测品种间表观代谢能、净能、净能/表观代谢能均没有显著差异(P>0.05)。
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表 6 待测玉米能值及能量转化效率 Table 6 Energy value and energetic efficiency of test corns |
由表 7可知,待测饲粮组平均日采食量、代谢能摄入量、产热量显著高于基础饲粮组(P < 0.05)。基础饲粮组的表观代谢能、沉积能、净能、净能/表观代谢能显著高于待测饲粮组(P < 0.05)。平均日增重、绝食产热量、呼吸熵未受待测饲粮的影响(P>0.05)。
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表 7 不同玉米DDGS饲粮对肉鸡能量利用及饲粮能值的影响 Table 7 Effects of different corn DDGS diets on energy utilization of broilers and energy value of diets |
由表 8可知,干物质基础的中粮玉米DDGS和吉燃玉米DDGS的表观代谢能分别为10.37和10.74 MJ/kg,净能分别为6.43和6.57 MJ/kg, 净能/表观代谢能分别为62.03%和62.17%。2个玉米DDGS待测品种间表观代谢能、净能、净能/表观代谢能均没有显著差异(P>0.05)。
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表 8 待测玉米DDGS能值和能量转化效率 Table 8 Energy value and energetic efficiency of test corn DDGS |
饲粮组成和饲养管理是影响肉鸡生长性能的主要因素。本研究中试验鸡(25~28日龄)平均日增重在85.47~85.87 g/d,末重在1.53~1.55 kg,达到ROSS 308肉鸡饲养标准(第4版)推荐的22~28日龄雄鸡平均日增重均值为83 g/d、体重为1.51 kg的标准。待测饲粮组的表观代谢能、代谢能摄入量、沉积能和净能均显著高于基础饲粮组,这可能与基础饲粮被40%的玉米样品替代后,玉米样品的代谢能和净能高于基础饲粮被替代部分的代谢能和净能有关。Liu等[5]的研究以白羽肉种鸡为试验对象,采用相同玉米替代比例,其能量利用规律与本研究相同。本研究中虽然基础饲粮组平均日采食量较高,但基础饲粮较低的代谢能和较高粗蛋白质及粗纤维含量会影响试验鸡能量利用效率。Dale[6]的研究表明,豆粕的代谢能只有玉米的72%。Carré等[7]研究表明,肉鸡饲粮中粗蛋白质代谢能转化为净能的效率为0.68。而Sauvant等[8]研究表明,玉米代谢能转化为净能的效率为0.80。
畜禽产热与能量利用密切相关,同时受多种因素的影响,包括品种、日龄、饲粮组成、采食量、环境温度、测量方法等[9]。本研究中基础饲粮组产热量与待测饲粮组相比有增加趋势, 这可能与基础饲粮组较高的平均日采食量和粗蛋白质含量有关。Noblet[10]和Liu等[5]都报道了增加肉鸡饲粮粗蛋白质含量,产热量有增加趋势,与本研究结果相一致。绝食产热量在净能研究中常作为试验动物的维持净能需要量。本研究中(试验1、试验2)试验鸡在24 ℃条件下绝食产热量在451.90~452.50 kJ/(kg BW0.70·d),且各组之间差异均不显著,说明不同类型饲粮未对绝食产热量造成影响。Sakomura等[11]的研究中4周龄肉鸡在环境温度为22 ℃时,维持净能为456.1 kJ/(kg BW0.70·d)。Noblet等[12]研究报道,0.5~3.0 kg肉鸡的绝食产热量变化范围为418~448 kJ/(kg BW0.70·d)。高亚俐[13]采用比较屠宰法结合回归法测得8~15日龄艾维茵肉鸡的维持净能为439 kJ/(kg BW0.70·d),上述报道均与本试验得到的结果相接近。Noblet等[14]研究指出生长动物体重的0.75次方的精度是有问题的,0.70次方更符合生长肉鸡。当前的研究中0.75一般用于成年种公鸡的体重指数。因此,本研究中试验鸡代谢体重使用平均体重的0.70次方。
3.2 待测玉米的表观代谢能和净能干物质基础玉米吉粳511和吉农823的表观代谢能分别为13.79和13.64 MJ/kg,净能分别为10.77和10.57 MJ/kg, 净能/表观代谢能分别为78.10%和77.49%。2个玉米待测品种间表观代谢能、净能、净能/表观代谢能均没有显著差异。高亚俐等[15]的研究中使用艾维茵肉公鸡测定了玉米的表观代谢能和净能分别为13.43和10.34 MJ/kg DM,代谢能转化为净能的效率为76.97%。Carré等[7]的研究中氮校正后肉仔公鸡玉米的净能为10.52 MJ/kg DM,根据净能与粗蛋白质、粗脂肪等化学成分之间的回归方程计算出玉米的净能为10.16 MJ/kg DM。这些与本研究结果相接近。Liu等[5]研究中以肉种公鸡为试验动物,测定吉林常规玉米品种的表观代谢能分别为14.23和14.20 MJ/kg DM,净能分别为11.22、11.31 MJ/kg DM,代谢能转化为净能的效率分别为78.81%、79.65%。张琼莲[16]测得黄羽肉公鸡玉米的表观代谢能和净能分别为16.30和11.49 MJ/kg DM。上述测定结果均高于本研究,其原因可能是测定方法和试验肉鸡日龄、品种不一致造成的。另外,不同产地之间的玉米有效能值也存在差异。桓宗锦[17]等研究中利用黄羽肉公鸡测定了不同产地的9个玉米样品的净能变化范围为9.17~10.33 MJ/kg DM。
3.3 待测玉米DDGS饲粮对肉鸡能量利用的影响肉鸡具有为能而食的特性,饲粮代谢能增加会导致采食量下降,这是因为肉鸡试图维持相对恒定的能量进食[18]。本试验中玉米DDGS能值远低于基础饲粮中提供能量部分玉米、豆粕及酪蛋白的代谢能,由30%玉米DDGS和基础饲粮组成的待测饲粮表观代谢能较低,造成了待测饲粮组肉鸡的平均日采食量显著高于基础饲粮组,以保证其能量摄入。同样,试验1中,基础饲粮组被40%玉米替代后导致待测饲粮组的表观代谢能升高,试验鸡的平均日采食量随之下降,也体现了这一规律。本试验中待测饲粮组产热量显著高于基础饲粮组,应该是玉米DDGS的存在提高了饲粮的纤维含量,增加了肉鸡在消化过程中的能量消耗所致。Spratt等[19]的研究表明,采食高纤维饲粮使试验鸡内脏器官重量增加,可能导致总产热量和能量消耗的增加。Barekatain等[20]的研究中使用高粱DDGS饲粮,发现饲喂高粱DDGS饲粮显著提高了试验鸡总产热量。Choct等[21]的研究表明,DDGS的纤维含有比较高的非淀粉多糖导致了后肠道发酵的增加,损失了排泄物的挥发性脂肪酸,增加了肉鸡能量消耗。这均与本研究结果相一致。基础饲粮营养均衡,满足肉鸡正常营养需要,其表观代谢能和净能最高。待测饲粮含有30%的待测原料,待测原料的营养价值低直接影响了饲粮的有效能值,进而造成代谢能、沉积能、净能/表观代谢能较低。
目前,关于肉鸡饲粮玉米DDGS的净能报道较少,本研究中干物质基础的玉米DDGS的表观代谢能分别为10.37和10.74 MJ/kg,净能分别为6.43和6.57 MJ/kg,净能/表观代谢能分别为62.03%和61.17%。刘伟[22]的研究中,以15日龄的AA肉公鸡为试验动物,采用相同的研究方法、替代比例及呼吸测热装置,测定玉米DDGS的表观代谢能和净能分别为10.20和6.28 MJ/kg,净能/表观代谢能为61.23%,与本研究结果相接近。Ning等[23]在蛋鸡上测定的玉米DDGS表观代谢能和净能分别为13.01和7.53 MJ/kg DM,净能/表观代谢能为57.92%。Adeola等[24]研究中用套算法测得肉鸡玉米DDGS的净能分别为12.61和12.15 MJ/kg DM,与本研究结果存在差异。因替代法测定饲料原料的能值时,其结果会受基础饲粮、替代比例、试验动物品种、日龄、饲粮的营养成分等多种因素的影响[24-25],差异的产生有待进一步探究。
4 结论本试验以ROSS 308雄鸡(25~28日龄)为试验动物,间接测热法结合替代法测定干物质基础的玉米吉粳511、吉农823的表观代谢能分别为13.79和13.64 MJ/kg,净能分别为10.77和10.57 MJ/kg;干物质基础的中粮玉米DDGS和吉燃玉米DDGS的表观代谢能分别为10.37和10.74 MJ/kg,净能分别为6.43和6.57 MJ/kg。
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