动物营养学报    2019, Vol. 31 Issue (6): 2614-2624    PDF    
河南省小麦肉鸡代谢能预测方程的建立
赵萌菲1,2 , 徐彬2 *, 马慧慧2 , 孙全友2 , 王琳燚2 , 王改利2 , 席燕燕2 , 付趁2 , 袁艳枝1,2 , 魏凤仙2 , 李绍钰2     
1. 河南农业大学牧医工程学院, 郑州 450046;
2. 河南省农业科学院畜牧兽医研究所, 郑州 450002
摘要: 本试验采用化学分析和肉鸡代谢试验建立了河南省小麦养分含量与代谢能的回归方程。试验1:选取河南省11种不同的成熟小麦,测定概略养分含量和容重,分析养分含量变化范围。试验2:用小麦、次粉、麸皮、面粉按照总戊聚糖含量梯度配制人工小麦,再添加一定量的维生素和矿物质,配制成人工小麦代谢饲粮。选取常规饲养的商品代罗斯308雄性白羽肉鸡进行代谢试验,分别在11~13日龄和25~27日龄,用全收粪法测定人工小麦代谢饲粮的表观代谢能(AME)、真代谢能(TME)、氮校正表观代谢能(AMEn)和氮校正真代谢能(TMEn),并采用逐步回归法建立AME、TME、AMEn和TMEn的回归方程。结果表明:1)河南省小麦粗脂肪(EE)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)及总磷(TP)含量的变异系数相对较大,分别为16.67%、15.84%、14.96%、19.32%。2)肉鸡对人工小麦代谢饲粮的养分表观代谢率在11~13日龄和25~27日龄存在差异,25~27日龄肉鸡对人工小麦代谢饲粮ADF、粗纤维(CF)的表观代谢率高于11~13日龄,AME、TME、AMEn和TMEn也高于11~13日龄。3)采用逐步回归法建立河南省小麦肉鸡代谢能的预测方程为:11~13日龄,AME=14.628-0.184NDF(R2=0.842,P < 0.01),TME=15.49-0.197NDF(R2=0.854,P < 0.01),AMEn=14.571-0.184NDF(R2=0.847,P < 0.01),TMEn=15.49-0.197NDF(R2=0.854,P < 0.01);25~27日龄,AME=15.462-0.217NDF(R2=0.797,P < 0.01),TME=16.124-0.214NDF(R2=0.809,P < 0.01),AMEn=15.179-0.208NDF(R2=0.801,P < 0.01),TMEn=16.123-0.214NDF(R2=0.809,P < 0.01)。4)通过预测方程计算所得人工小麦代谢饲粮AME、TME、AMEn和TMEn的预测值与实测值很接近,计算所得的河南省小麦AME、TME、AMEn和TMEn符合预期值。由此得出,不同品种河南省小麦之间EE、NDF、ADF及TP的含量差异相对较大;不同日龄阶段的肉鸡对小麦代谢能存在差异,设计肉鸡饲粮配方时,不同阶段饲粮代谢能应采用对应的代谢能值;低于14日龄的肉鸡,预测方程为AME=14.628-0.184NDF,TME=15.49-0.197NDF,AMEn=14.571-0.184NDF,TMEn=15.49-0.197NDF;14日龄以上的肉鸡,预测方程为AME=15.462-0.217NDF,TME=16.124-0.214NDF,AMEn=15.179-0.208NDF,TMEn=16.123-0.214NDF。
关键词: 小麦    代谢能    养分    预测方程    
Prediction Equations of Metabolizable Energy of Wheat in Henan Province for Broilers
ZHAO Mengfei1,2 , XU Bin2 *, MA Huihui2 , SUN Quanyou2 , WANG Linyi2 , WANG Gaili2 , XI Yanyan2 , FU Chen2 , YUAN Yanzhi1,2 , WEI Fengxian2 , LI Shaoyu2     
1. College of Animal Science and Veterinary Medicine, Henan Agricultural University, Zhengzhou 450046, China;
2. Institute of Animal Husbandry and Veterinary Science, Henan Academy of Agricultural Sciences, Zhengzhou 450002, China
Abstract: This study aimed to establish the regression equations for metabolizable energy of wheat in Henan province for broilers based on nutrient contents by the methods of chemical analysis and metabolic test for broilers. In trial 1, eleven kinds of mature wheat in Henan province were used to measure the nutrient contents and volume-weigh, and to analyze the variation ranges of nutrient contents. In trial 2, artificial wheat metabolizable diets were formulated by artificial wheat and a certain amounts of vitamins and minerals, and the artificial wheat were formulated by wheat, wheat middling, flour and wheat bran based on the graded level of total pentosan. Rose 308 broilers raised as normal production were used to complete metabolism test at 11 to 13 days of age and 25 to 27 days of age by the total collection method. The apparent metabolizable energy (AME), true metabolizable energy (TME), nitrogen corrected apparent metabolizable energy (AMEn) and nitrogen corrected true metabolizable energy (TMEn) of artificial wheat metabolizable diets for broilers were measured, and the stepwise regression method was used to establish regression equations for AME, TME, AMEn and TMEn. The results showed as follows:1) the variance coefficients for the contents of ether extract (EE), neutral detergent fiber (NDF), acid detergent fiber (ADF) and total phosphorus (TP) of wheat in Henan province were relatively larger, and they were 16.67%, 15.84%, 14.96% and 19.32%, respectively. 2) There were differences in the nutrient apparent digestibility of artificial wheat metabolizable diets for broilers between 11 to 13 days of age and 25 to 27 days of age. Among them, broilers fed artificial wheat metabolizable diets at 25 to 27 days of age had greater ADF and crude fiber (CF) apparent digestibility than those at 11 to 13 days of age, and the AME, TME, AMEn and TMEn at 25 to 27 days of age were higher than those at 11 to 13 days of age. 3) The prediction equations for metabolizable energy of wheat in Henan province for broilers using stepwise regression method showed as follows:AME=14.628-0.184NDF (R2=0.842, P < 0.01), TME=15.49-0.197 NDF (R2=0.854, P < 0.01), AMEn=14.571-0.184NDF (R2=0.847, P < 0.01) and TMEn=15.49-0.197NDF (R2=0.854, P < 0.01) for 11 to 13 days of age; AME=15.462-0.217NDF (R2=0.797, P < 0.01), TME=16.124-0.214NDF (R2=0.809, P < 0.01), AMEn=15.179-0.208NDF (R2=0.801, P < 0.01) and TMEn=16.123-0.214NDF (R2=0.809, P < 0.01) for 25 to 27 days of age. 4) The calculated values of AME, TME, AMEn, and TMEn for artificial wheat metabolizable diets using prediction equations were close to the measure values, and the calculated values of AME, TME, AMEn and TMEn for wheat in Henan province met the excepted values. In conclusion, the difference of contents of EE, NDF, ADF and TP of wheat in Henan province are relatively larger among different varieties. The metabolizable energy of wheat in different ages of broilers is different, when designing broiler diet formula, the metabolizable energy of diet should be correspondingly used in different stages. The prediction equations for AME, TME, AMEn and TMEn of wheat in Henan province are AME=14.628-0.184NDF, TME=15.49-0.197NDF, AMEn=14.571-0.184NDF and TMEn=15.49-0.197NDF for broilers less than 14 days of age, and AME=15.462-0.217NDF, TME=16.124-0.214NDF, AMEn=15.179-0.208NDF and TMEn=16.123-0.214NDF for broilers more than 14 days of age.
Key words: wheat    metabolic energy    nutrient    prediction equation    

河南省是我国小麦的主产区,建立河南省小麦代谢能的预测方程,对于精准配制饲粮具有重意义。前人就家禽小麦的代谢能进行了大量的研究,建立了一些代谢能预测方程[1-3]。小麦的代谢能受到品种、产地、储存[4-7]以及家禽品种和日龄等多方面的影响[8-9],同时测定方法也是影响代谢能数值的重要因素,套算法是以假定饲粮间组合效应为0的前提下测定小麦等饲粮代谢能,实际上很多饲粮养分之间存在协同作用,其结果极具随意性[10]。此外,不同的统计方法也是影响预测模型准确性的重要因素,逐步回归法是建立在自变量对因变量有显著性影响基础上的方法,比多元回归法更准确[11]

虽然国内已有学者建立了小麦肉鸡代谢能预测模型,但还未有根据肉鸡生长阶段建立河南省小麦不同日龄肉鸡代谢能的预测模型。因此,本试验旨在通过不同日龄肉鸡代谢试验,直接测定按照河南省小麦特性配制的人工小麦代谢饲粮的养分表观代谢率和代谢能,通过逐步回归法建立河南省小麦代谢能与养分含量的预测方程模型,以期为实际生产提供便捷的小麦代谢能估测方法。

1 材料与方法 1.1 河南省小麦特性分析

根据不同地区及品种特征,分别收集了郑州、濮阳、洛阳、周口4个地区色泽、气味正常,无霉变的11个品种的小麦各2.5 kg,65 ℃烘干至水分含量14%以下。按照国家标准方法测定小麦样品水分、粗脂肪(EE)、粗蛋白质(CP)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、粗纤维(CF)、粗灰分(Ash)、钙(Ca)、总磷(TP)、戊聚糖(NY/T 2335—2013)含量以及总能(GE)(氧弹式测热仪)、容重(VW),并以干物质(DM)为基准计算各养分含量,依据11种河南省小麦养分含量变化范围分析河南省小麦特性。

1.2 河南省小麦代谢能评定 1.2.1 人工小麦代谢饲粮配制

收集试验用小麦、次粉、面粉、麸皮,检测概略养分含量及戊聚糖含量。小麦中抗营养因子戊聚糖对不同日龄肉鸡代谢能及营养物质代谢率影响较大,以戊聚糖含量为梯度,用以上原料配制人工小麦,添加一定量的维生素及矿物质,配制5种(A、B、C、D、E组)人工小麦代谢饲粮,其组成及营养水平见表 1

表 1 人工小麦代谢饲粮组成及营养水平(干物质基础) Table 1 Composition and nutrient levels of artificial wheat metabolizable diets (DM basis)
1.2.2 肉鸡代谢试验

试验选取900只1日龄的商品罗斯308雄性肉鸡,按照商品肉鸡饲养要求饲喂肉鸡饲粮。分别于7、21日龄时将432只体重组相近的肉鸡转移至代谢室,分为6个组,每个组12个重复,每个重复6只鸡,其中5个组肉鸡饲喂5个梯度戊聚糖含量的人工小麦代谢饲粮,1个组肉鸡进行饥饿处理,测定内源损失。7~10日龄、21~24日龄为预试期。饥饿组分别在10、24日龄时禁食24 h,促进试验动物肠道内容物彻底排空,继续禁食24 h,期间自由饮水,以后续24 h收集的代谢物所含有的能量定量为鸡的内源能。其他5个组肉鸡禁食24 h后分别饲喂1种人工小麦代谢饲粮,禁食期间自由饮水,正常光照,并开始收集粪便,饲喂48 h后停止饲喂,共收集72 h粪便,每24 h收集1次。仔细挑除粪便中的羽毛等杂物后,置于-20 ℃冰箱保存,将3 d的粪便于65 ℃电热鼓风干燥箱中干燥48 h,回潮24 h,称重,混匀,用于能量和养分含量测定。

1.2.3 指标检测

以每个重复为单位计算肉鸡人工小麦代谢饲粮及人工小麦的表观代谢能(AME)、真代谢能(TME)、氮校正表观代谢能(AMEn)、氮校正真代谢能(TMEn)及养分代谢率,计算公式如下:

1.3 数据分析

运用SPSS 22.0的单因素方差分析(one-way ANOVA)程序先进行方差分析,对差异显著的数据再进行Duncan氏法多重比较检验,以P < 0.01和P < 0.05分别作为检验各项数据极显著与显著性的依据,并采用逐步回归法建立AME、TME、AMEn和TMEn的预测方程。

2 结果与分析 2.1 11种河南省小麦的特性

表 2可知,11种河南省小麦的CP、EE、CF、NDF、ADF、Ash、Ca、TP、总戊聚糖、可溶性戊聚糖的含量及GE、VW的平均值分别为14.50%、1.36%、2.37%、12.35%、2.98%、1.60%、0.04%、0.34%、6.62%、1.06%、16.05 MJ/kg、796.64 g/L。河南省小麦EE、NDF、ADF及TP含量的变异系数较高,分别为16.67%、15.84%、14.96%、19.32%,说明不同品种河南省小麦之间EE、NDF、ADF及TP含量的差异相对较大。

表 2 11种河南省小麦的特性(干物质基础) Table 2 Features of 11 kinds of wheat in Henan province (DM basis)
2.2 人工小麦代谢饲粮养分含量的相关性

表 3可知,人工小麦代谢饲粮中NDF含量与CP、EE、ADF和总戊聚糖含量均表现为极显著正相关(P < 0.01),总戊聚糖含量与EE、CF含量之间,CP含量与EE含量之间,CF含量与ADF含量之间也表现为极显著正相关(P < 0.01);CP含量与ADF、总戊聚糖含量之间,ADF含量与EE含量之间,CF含量与NDF含量之间表现为显著正相关(P < 0.05);另外, CP含量与CF含量之间无显著相关性(P>0.05),与河南省小麦的特性基本相符。

表 3 人工小麦代谢饲粮养分含量的相关性分析 Table 3 Correlation analysis of nutrient contents of artificial wheat metabolizable diets
2.3 肉鸡代谢试验结果 2.3.1 人工小麦代谢饲粮肉鸡代谢能与养分表观代谢率

表 4可知,在11~13日龄和25~27日龄,肉鸡的AME、TME、AMEn、TMEn及养分表观代谢率组间差异均极显著(P < 0.01)。

表 4 肉鸡AME、TME、AMEn、TMEn及养分表观代谢率测定结果分析 Table 4 Analysis of measurement results of AME, TME, AMEn, TMEn and nutrient apparent metabolizability of broilers

B组25~27日龄人工小麦代谢饲粮的AME、TME、AMEn和TMEn均极显著高于11~13日龄(P < 0.01);A组和C组25~27日龄人工小麦代谢饲粮的AME、TME、AMEn和TMEn(除A组的AMEn外)均显著高于11~13日龄(P < 0.05);D组与E组25~27日龄人工小麦代谢饲粮的AME、TME、AMEn和TMEn也均高于11~13日龄,但差异不显著(P>0.05)。在各养分表观代谢率中,各组25~27日龄ADF、CF表观代谢率均高于11~13日龄;各组25~27日龄CP、EE、NDF及总戊聚糖表观代谢率表现为高于或低于11~13日龄。

2.3.2 河南省小麦AME、TME、AMEn和TMEn预测方程的建立

根据AME、TME、AMEn和TMEn与河南省小麦的养分组成的相关分析结果,分别选择与AME、TME、AMEn和TMEn具有显著相关关系的饲粮养分含量为预测因子,利用逐步回归法建立回归方程,方程参数如表 5所示。

表 5 根据河南省小麦的养分组成按逐步回归建立的AME、TME、AMEn和TMEn的回归方程 Table 5 Regression equation for AME, TME, AMEn and TMEn based nutrient composition of wheat in Henan province according stepwise regression

表 5可知,肉鸡AME、TME、AMEn和TMEn的回归方程,具体如下。11~13日龄肉鸡AME、TME、AMEn和TMEn的回归方程:

25~27日龄肉鸡AME、TME、AMEn和TMEn的回归方程:

将数据代入上述方程,得出人工小麦代谢饲粮的AME、TME、AMEn和TMEn计算值,将其与实测值进行对比,结果如表 6所示,从表中可以看出本试验2个阶段研究结果的计算值与实测值很接近。

表 6 肉鸡人工小麦代谢饲粮AME、TME、AMEn和TMEn实测值与计算值对比 Table 6 Comparison of calculated value and measured value of AME, TME, AMEn and TMEn of artificial wheat metabolizable diets for broilers
2.3.3 河南省小麦肉鸡代谢能预测值

根据不同日龄肉鸡AME、TME、AMEn和TMEn预测方程,计算得出河南省小麦代谢能值如表 7。从表中可以看出,本试验2个阶段11~13日龄的AME、AMEn、TME和TMEn(12.36、13.06、12.30、13.06 MJ/kg)均低于25~27日龄(12.78、13.48、12.61、13.48 MJ/kg)。11~13日龄与25~27日龄的AME、AMEn、TME和TMEn接近。

表 7 不同预测方程计算得出河南省小麦肉鸡AME、TME、AMEn和TMEn Table 7 AME, TME, AMEn and TMEn of wheat in Henan province for broilers calculated from different prediction equations
3 讨论 3.1 河南省小麦的特性分析

本研究对11种河南省小麦进行了养分分析。试验结果表明,不同河南省小麦品种之间,EE、NDF、ADF及TP的养分含量差异相对较大,其他养分含量差异相对较小,其中GE变异系数最小为0.71%,与刘世杰等[12]对我国小麦养分分析结果相似。河南省小麦CP含量在13.21%~16.18%之间,平均值为14.50%,与王绍中等[13]研究的河南省小麦结果一致;其中郑麦系列的4个品种CP含量分别为14.27%、15.94%、15.76%、16.18%,属河南省CP含量较高品种;而郑麦系列的4个品种中NDF含量分别为11.20%、10.41%、11.57%、10.44%,属河南省NDF含量较低品种。因此,每个品种都有其特性,应根据不同需要开发利用具有不同特性的小麦品种。

本试验测定的11种河南省小麦的NDF(12.35%)、ADF(2.98%)、CP含量(14.50%)高于刘世杰等[12]测定的NDF(10.95%)、ADF(2.51%)、CP含量(14.26%);但GE(16.05 MJ/kg)及EE(1.36%)、Ash含量(1.60%)低于刘世杰等[12]测定的GE(18.86 MJ/kg)及EE(1.62%)、Ash含量(1.81%)。这说明所采集样品的养分含量与品种、地区等种植条件有关,采用人工小麦模拟研究时,可在更大范围内准确评价其生物学效应。

3.2 日龄对肉鸡代谢能及养分代谢率的影响

比较11~13日龄与25~27日龄的AME与AMEn及TME与TMEn,可以发现在11~13日龄,5组小麦AME与AMEn的差值分别为0.07、0.06、0.05、0.06、0.07 MJ/kg,平均值为0.062 MJ/kg;25~27日龄5组小麦AME与AMEn的差值分别分别为0.22、0.18、0.16、0.13、0.09 MJ/kg,平均值为0.156 MJ/kg,AME与AMEn的差值为氮校正结果,为正值是氮沉积,随着肉鸡日龄的增长,其氮沉积增加,与实际相符。王永伟[1]用全收粪法测得我国不同地区14种天然小麦26~31日龄肉鸡AME和AMEn分别为13.27、12.95 MJ/kg,AME、AMEn变异系数分别为10.18%、10.40%,用指示剂法测得的AME和AMEn分别为12.64、12.01 MJ/kg,变异系数分别为10.44%、10.86%,与本试验25~27日龄的肉鸡AME和AMEn平均值(12.78、12.61 MJ/kg)的结果相似。

25~27日龄的5组肉鸡对同种人工小麦代谢饲粮ADF、CF表观代谢率及AME、TME、AMEn和TMEn均高于11~13日龄。但也有不同研究结果,陈思[2]用小麦及副产物配制6种不同小麦饲粮测定了11~13日龄和25~27日龄肉鸡小麦AME和AMEn,发现11~13日龄AME与AMEn均高于23~27日龄。因此,在肉鸡不同生长阶段,小麦代谢能也不相同,另外代谢能还可能受饲粮原料、配方等影响较大。本试验CP表观代谢率在11~13日龄时各组由降低到上升的变化,但25~27日龄CP表观代谢率呈下降趋势,说明11~13日龄的肉鸡CP表观代谢率受饲粮影响较小,但25~27日龄的肉鸡CP表观代谢率受饲粮影响较大,且小麦饲粮中NDF含量随着总戊聚糖含量的升高明显上升,因此25~27日龄的肉鸡CP表观代谢率可能受总戊聚糖或NDF含量的影响,也可能是协同效应。周晓容[14]研究表明,CP真消化率与饲粮中戊聚糖含量呈较强线性负相关;程宝晶等[15]的研究也表明,戊聚糖中水溶性戊聚糖含量越高其CP表观代谢率下降也越多。但对于小麦饲粮中NDF与CP表观代谢率的研究报道则较少,有待进一步研究。

本试验中,11~13日龄与25~27日龄2阶段的CP表观代谢率平均值分别为43.64%与46.65%,略高于陈思[2]研究结果的41.01%与42.75%,可能因饲粮配比等产生的差异。虽然小麦中CP含量高于玉米,但与王璐等[16]研究的人工玉米代谢饲粮中CP表观代谢率2个阶段平均值(47.83%与43.69%)相比没有明显优势,因此要充分发挥小麦高含量优质蛋白质的优势,可以通过添加适宜的酶制剂或估测小麦在饲粮中的适宜添加量来提高饲粮中蛋白质的利用率。

3.3 河南省小麦肉鸡AME、TME、AMEn和TMEn预测方程的建立

国内外虽已有学者研究建立了小麦肉鸡代谢能的回归方程,但采用不同的小麦品种、不同的试验方法、不同的计算方法得出的预测方程也不尽相同。回归法建立预测模型是世界公认的建立预测模型较为准确及普遍的方法[2-3, 16-17]。陈思[2]选用西北农林大学培育的小麦品种小偃22作为小麦饲粮,研究结果认为ADF、NDF、EE、CF含量不能作为构建预测模型的主效因子,而将CP、Ash含量作为14日龄肉鸡AMEn最佳预测方程的主效因子,得到的预测方程为:AMEn=6.423+0.427CP-0.863Ash (R2=0.933,P=0.008);将VW作为28日龄最佳预测方程的主效因子得到的预测方程为:AMEn=5.376+0.01VW (R2=0.820,P=0.013)。王永伟[1]就我国不同地区14种天然小麦的生物学效价评定研究表明,CP、黏度(V)是影响AMEn的主效因子,26~31日龄预测模型为:AMEn=10.319+0.323CP-0.010V (R2=0.953 4,P < 0.05)。Roudi等[3]对33种天然小麦的生物学效价进行评定,结果显示CP、Ash、DM含量是AMEn的主效因子,预测模型为:AMEn=9 089-67.48DM-301.96Ash +26.39CP (R2=0.929,P < 0.05)。

本试验研究主要针对河南省11种不同小麦品种建立的预测方程,其研究结果与国内外相关研究结果不完全一致。尽管一些研究多采用CP、Ash、DM、VW含量等作为主效因子,但本试验结果显示NDF含量与小麦肉鸡各代谢能的相关显著性最高。在采用逐步回归法构建河南省小麦肉鸡代谢能时发现CP、EE、CE、ADF含量及戊聚糖含量对AME、AMEn、TME、TMEn的影响均不显著,而NDF含量的影响极显著,这与Zhao等[18]研究结果一致。并且将本试验测得的小麦NDF含量平均值代入预测方程得到的2个阶段AME(12.36、12.78 MJ/kg)与我国《鸡饲养标准》[19]中的小麦AME(12.72 MJ/kg)非常接近,说明本试验所建立的回归方程可以准确地预测河南省小麦肉鸡AME。

4 结论

① 不同品种河南省小麦之间EE、NDF、ADF及TP的含量差异相对较大。

② 肉鸡不同日龄阶段对小麦代谢能存在差异,因此设计肉鸡饲粮配方时,不同阶段饲粮应采用对应的代谢能。

③ 低于14日龄的肉鸡,河南省小麦的AME、TME、AMEn和TMEn的预测方程为:AME=14.628-0.184NDF,TME=15.49-0.197NDF,AMEn=14.571-0.184NDF,TMEn=15.49-0.197NDF; 14日龄以上的肉鸡,河南省小麦AME、TME、AMEn和TMEn的预测方程为:AME=15.462-0.217NDF,TME=16.124-0.214NDF,AMEn=15.179-0.208NDF,TMEn=16.123-0.214NDF。

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