, YAN Xiaogang, ZHANG Ying, YU Wei, LANG Chaoli, LIANG Hao, LI Lijia, SU Siyao, YANG Huaming
全球鸡肉消费量的增长速度已超过其他动物蛋白质源，因此，肉鸡饲粮配方技术的改良就显得尤为重要。目前家禽生产中多采用代谢能体系，然而净能(NE)体系是潜在的、更为精确的能量评价体系。同时，净能体系也是唯一一个能使动物的能量需要与饲粮能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[1]。木聚糖酶在提高畜禽的饲粮消化率、改善生产性能和畜禽舍环境等方面的作用已经被众多研究所证实，但木聚糖酶对肉鸡饲粮净能值作用效果的研究报道却很少[2-3]。玉米干酒精糟及其可溶物(DDGS)因其含有丰富的蛋白质、脂肪和有效磷等营养物质，且价格较低，作为豆粕的替代品已逐步应用于畜禽生产中[4-5]。本试验采用间接测热法，研究木聚糖酶对肉鸡不同类型饲粮净能值的影响，以期为肉鸡净能体系中木聚糖酶和玉米DDGS的使用提供科学依据和理论支持。
1 材料与方法 1.1 试验动物与试验设计采用2×2双因子试验设计，饲粮类型(普通饲粮、玉米DDGS饲粮)和饲粮中添加木聚糖酶(0、0.2 g/kg)为2个主效应，共4个组。选用1日龄罗斯(ROSS)308雄性雏鸡120只，随机分为4个组，每组6个重复，每个重复5只鸡。试验分4期完成，每期31 d。每期测试1种饲粮，选用1日龄雄性雏鸡30只，1~20日龄在鸡舍内分栏饲养，1~14日龄饲喂商品基础饲粮(公主岭禾丰饲料有限公司的肉小鸡料)，15日龄时换为试验饲粮一直到试验结束。21日龄称重后随机选择12只鸡放入禽用开放回流式呼吸测热装置的6个代谢室中，每个代谢室2只鸡，在代谢室中测定气体交换和排泄物共9 d，其中适应期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、平均日采食量、平均日增重和料重比作为试验鸡相关数据使用。
1.2 试验饲粮木聚糖酶购自北京挑战集团，酶活性为200 000 U/g，饲粮中添加水平为0.2 g/kg。玉米DDGS购自中粮集团长春有限公司，粗蛋白质含量为29.11%，粗纤维含量为7.34%，粗脂肪含量为8.91%，粗灰分含量为4.51%。试验饲粮均按照饲粮配方配制，营养水平参考ROSS 308肉鸡营养标准(2014)，65 ℃机械挤压制粒。试验饲粮组成及营养水平见表 1。
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表 1 试验饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of experimental diets (air-dry basis) |
每期试验中，1~20日龄时试验鸡于吉林省农业科学院畜牧科学分院试验鸡舍内分栏饲养，1日龄时温度设定为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日龄时每天保持23 h光照，光照强度为30~40 lx；7日龄后每天保持18 h光照，光照强度为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 呼吸测热装置本试验所用的禽用6室并联开放回流式呼吸测热装置(图 1)由吉林省农业科学院杨华明研究员团队研制，设计原理参考Van Milgen等[6]。该装置主要由气体分析仪、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和二氧化碳传感器、气路转换器及配套元器件。测定氧气浓度的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，每个代谢室的体积为0.43 m3，代谢室内设有自动饮水装置，粪、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、二氧化碳生成量、呼吸熵(RQ)，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。
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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，采用全收粪法收集排泄物，每个代谢室3 d的排泄物混合后，置于65 ℃烘箱中烘干，粉碎过40目筛备用。
1.6 检测指标与方法玉米DDGS、饲粮和排泄物样品在105 ℃烘箱中烘干，确定干物质含量。总能含量按照ISO 9831:1998推荐的方法，使用氧弹式测热仪(C2000，IKA)测定。粗蛋白质、粗脂肪、粗灰分和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
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数据使用SPSS 20.0软件，所有数据正态分布，双向方差分析，2×2双因素处理使用GLM模型检验饲粮类型、木聚糖酶及其交互作用的影响。对于所有变量，当检测到差异时，使用最小二乘法处理。以P < 0.05为差异显著性标准。
2 结果 2.1 木聚糖酶对不同类型饲粮肉鸡生长性能的影响由表 2可知，木聚糖酶可提高肉鸡的平均日增重和降低料重比(0.05≤P < 0.10)，对初重、末重和平均日采食量无显著影响(P>0.05)。玉米DDGS饲粮可显著提高肉鸡的平均日采食量和料重比(P < 0.05)。木聚糖酶和饲粮类型的交互作用对肉鸡的生长性能指标无显著影响(P>0.05)。
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表 2 木聚糖酶对不同类型饲粮肉鸡生长性能的影响 Table 2 Effects of xylansae on growth performance of different types of diets for broilers |
由表 3可知，木聚糖酶可显著提高肉鸡的呼吸熵(P < 0.05)。玉米DDGS饲粮可显著提高肉鸡的耗氧量、呼吸熵和总产热量(P < 0.05)。木聚糖酶和饲粮类型的交互作用对肉鸡的呼吸代谢无显著影响(P>0.05)。
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表 3 木聚糖酶对不同类型饲粮肉鸡呼吸代谢的影响 Table 3 Effects of xylanase on respiratory metabolism of different type of diets for broilers |
由表 4可知，玉米DDGS饲粮可显著提高肉鸡的代谢能摄入量(P < 0.05)，显著降低表观代谢能、净能及净能/表观代谢能(P < 0.05)。木聚糖酶对肉鸡的能量利用无显著影响(P>0.05)。木聚糖酶和饲粮类型的交互作用对肉鸡的代谢能摄入量和沉积能有显著影响(P < 0.05)。
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表 4 木聚糖酶对不同类型饲粮肉鸡能量利用的影响 Table 4 Effects of xylanase on energy utilization of different type of diets for broilers |
DDGS含有丰富的蛋白质、脂肪和有效磷等营养物质，可作为一种优质的饲料原料，并以较低的价格使其在畜禽生产中得到广泛应用[7]。Shim等[8]研究表明，与玉米-豆粕型饲粮相比，饲粮中添加16%和24%的玉米DDGS对1~42日龄肉鸡的生长性能无显著影响，但料重比增加了1.7%。Wang等[9]研究表明，与玉米-豆粕型饲粮相比，添加20%的玉米DDGS对肉鸡的生长性能无显著影响，但有增加料重比的趋势。本试验中，玉米DDGS的添加量为30%，肉鸡的平均日采食量和料重比显著提高，其他生长性能指标与普通饲粮相比无显著差异，与上述研究结果相近；但本试验中肉鸡在1~14日龄时饲喂商品基础饲粮，生长性能数据采集自呼吸测热期间(24~26日龄)，并不能代表肉鸡的全部生长阶段。木聚糖酶具有提高家禽生长性能、饲粮消化率、表观代谢能及饲料转化率的功能，已被众多研究所证实[10-11]。Choct等[12]研究表明，小麦型饲粮中添加木聚糖酶，肉鸡的平均日增重、饲料转化率和氮沉积率均显著提高。Zanella等[13]研究表明，玉米-豆粕型饲粮中添加酶制剂可改善肉鸡的生长性能。本试验中，木聚糖酶有提高肉鸡平均日增重和降低料重比的趋势，与上述研究结果相接近。
3.2 木聚糖酶对不同类型饲粮肉鸡呼吸代谢的影响饲粮采食后经过消化吸收营养物质进入体内，通过生物氧化还原反应进行能量代谢，实质上就是动物吸入氧气由肺进入血液进而被运送到各组织细胞参与营养物质的氧化还原反应，形成二氧化碳和水，二氧化碳经血液运输由肺排出的过程。通过测定这种气体交换过程中动物的耗氧量和二氧化碳生成量，可以间接计算出动物的产热量。气体交换过程中，二氧化碳生成量和耗氧量的比值即为动物的呼吸熵[14]。呼吸熵和产热量是动物呼吸代谢试验的重要参考指标，受多种因素的影响，包括肉鸡品种、饲粮类型、采食量、环境温度、测量方法等[15-16]。Macleod等[17-18]研究发现，环境温度为20 ℃时，产热量随饲粮粗蛋白质水平的增加而增加，但在32 ℃时没有观察到这种现象；与13%粗蛋白质水平相比，饲喂肉鸡21%粗蛋白质水平的饲粮，其产热量增加8%。本试验中，玉米DDGS饲粮可显著提高肉鸡的耗氧量、呼吸熵和总产热量，可见玉米DDGS饲粮对肉鸡的产热量影响较大。Spratt等[19]和Jørgensen等[20]研究表明，饲喂高纤维水平饲粮，肉鸡的内脏器官重量增加，导致总产热量和能量消耗增加。Choct等[12]研究发现，玉米DDGS饲粮中含有较高的非淀粉多糖，这会导致肉鸡后肠道发酵增加，能量消耗增加，这可能是玉米DDGS引起肉鸡产热量增加的主要原因。饲粮中添加木聚糖酶，可以把大分子的木聚糖降解为小分子片段，破坏细胞壁结构，使营养物质与动物消化道内的消化酶充分接触，从而提高各种营养物质的消化率。木聚糖酶应用于畜禽生产中已取得了良好的生产效果和经济效益[21]。目前，对于木聚糖酶的研究多集中于对家禽的生长性能、饲粮干物质消化率、表观代谢能和饲料转化率等的影响，对呼吸代谢的影响鲜有报道。Barekatain等[22]使用密闭式呼吸测热装置，以21~24日龄ROSS 308肉鸡为试验动物，比较了高粱DDGS饲粮和玉米-小麦-豆粕型饲粮条件下肉鸡的呼吸代谢情况，结果表明，高粱DDGS饲粮显著提高肉鸡的总产热量，添加酶制剂后呼吸熵显著增加，与本试验的结果相似。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[23]。本试验中，肉鸡在24 ℃条件下绝食产热量为451.09~451.88 kJ/(kg BW0.70·d)，且各组间无显著差异，说明玉米DDGS饲粮和木聚糖酶均未对绝食产热量造成显著影响。Sakomura等[24]研究指出，环境温度为22 ℃时，4周龄肉鸡的维持净能为456.10 kJ/(kg BW0.75·d)。Noblet等[25]研究报道，0.5~3.0 kg肉鸡的绝食产热量为418.40~447.70 kJ/(kg BW0.70·d)。高亚俐[26]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439.30 kJ/(kg BW0.75·d)。上述报道均与本试验结果相一致。
3.3 木聚糖酶对不同类型饲粮肉鸡能量利用的影响肉鸡生产中饲粮配制多采用代谢能体系，净能体系较少，因饲粮净能值测定受饲粮类型、营养成分含量、测定方法、肉鸡品种和日龄等多种因素的影响，不同研究报道的饲粮净能值差异很大。本试验中，普通饲粮(无酶、有酶)的净能值分别为10.31和10.41 MJ/kg，玉米DDGS饲粮(无酶、有酶)的净能值分别为9.14和9.29 MJ/kg；玉米DDGS显著降低了饲粮净能值，木聚糖酶对饲粮净能值无显著影响。肉鸡具有为能而食的特性，饲粮代谢能降低会导致采食量增加[27]。本试验中，玉米DDGS饲粮的表观代谢能显著低于普通饲粮，造成玉米DDGS饲粮肉鸡的采食量显著高于普通饲粮，以保证其能量摄入；玉米DDGS饲粮显著提高肉鸡的产热量，这与玉米DDGS纤维含量高、增加了肉鸡在消化过程中的能量消耗有关。玉米DDGS影响饲粮的有效能值，进而造成代谢能、净能及代谢能转化净能的效率较低。Barekatain等[22]研究表明，玉米-小麦-豆粕型饲粮(无酶、有酶)的净能值分别为9.06和9.42 MJ/kg，玉米DDGS饲粮(无酶、有酶)的净能值分别为8.42和8.51 MJ/kg，玉米DDGS显著降低饲粮净能值，而木聚糖酶对饲粮净能值无显著影响。Liu等[28]研究指出，用30% DDGS替代基础饲粮中部分能量饲料，玉米-豆粕型基础饲粮的净能值为10.39 MJ/kg，DDGS饲粮的净能值为9.16 MJ/kg。上述结果与本试验研究结果相近。Olukosi等[29]研究表明，使用比较屠宰法，木聚糖酶、淀粉酶、蛋白酶、植酸酶的复合酶可提高肉鸡的净能利用效率。本试验中，木聚糖酶可提高肉鸡的平均日增重，降低料重比，并显著提高了呼吸熵，但对能量利用无显著影响。研究结果的差异可能与研究方法、肉鸡日龄、酶的品种及饲粮类型有关，具体原因有待于进一步探究。
4 结论本研究在肉鸡玉米-豆粕型饲粮和30%玉米DDGS饲粮中添加0.2 g/kg木聚糖酶对饲粮净能值无显著影响。
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