2. 中国农业大学动物科技学院, 北京 100093
2. College of Animal Science and Technology, China Agricultural University, Beijing 100093, China
家禽饲粮能量和氨基酸是最为重要的两大营养物质。其中，能量占饲粮成本中的比重最大，并且家禽的营养需要或者营养供给均以能量为基础来表示。在各种能量评定体系中，净能(NE)提供了最接近真实的、可为动物的维持和生产利用的能量值[1]。NE体系不但考虑了粪能、尿能与气体能损失，还考虑了体增热的损失，从而能更准确地估测饲粮中的有效能，体现饲粮的真实能值。NE是唯一能使动物能量需求与饲粮能量水平在同一基础上得以表达并与饲粮类型无关的能量表示方法[2]。因此，确定家禽在获得最佳生产性能时的NE需要量，是实现精准饲养的关键，对于理论研究和生产实践都非常有意义。
NE是从代谢能(ME)中减去热增耗(HI)，HI是指绝食动物在采食饲粮后的短时间内产热高于绝食代谢产热的那部分热能，可以看做是饲粮热能的一种损失。家禽生产净能(NEp)主要用于产肉或产蛋。维持净能(NEm)主要用于3方面：维持生命活动的基础代谢、随意活动、在适宜环境温度区外的体温调节[3]。在NE研究中以试验动物的绝食产热量(FHP)作为NEm数据使用。因此，NE研究中精准地测定试验动物在采食和绝食代谢条件下的产热量是此类研究的前提。本试验采用间接测热法，测定不同鸡品种的采食产热和绝食产热，以期为家禽NE体系的构建提供基础数据支撑。
1 材料与方法 1.1 试验动物与设计试验选用35周龄海兰褐蛋鸡、32周龄吉林芦花鸡、25~28日龄罗斯(Ross)308肉鸡各24只，采用完全随机试验设计，每种试验鸡12个重复，每个重复2只鸡。不同试验鸡饲养在不同试验鸡舍内，鸡舍环境参数的设置参照各自饲养标准。预试期7 d，正试期27 d，其中正试期分3期完成，每期9 d。正试期的第1天，从每种试验鸡中随机选择8只试验鸡，每2只随机放入1个代谢室中，每种鸡对应4个代谢室，共12个代谢室。在代谢室内测定气体交换9 d，其中适应期3 d、呼吸测热3 d、绝食测热3 d。呼吸测热期间的平均体重和采食量作为试验鸡相关数据使用。
1.2 试验饲粮Ross 308肉鸡、海兰褐蛋鸡、吉林芦花鸡的饲粮均购自公主岭禾丰牧业有限公司，分别为肉中鸡料63511A、蛋鸡高峰期料736、50%肉中鸡料63511A+50%蛋鸡高峰料736。
1.3 饲养管理3种试验鸡在吉林省农业科学院畜牧科学分院试验鸡舍内笼养，温度和光照设置分别参考《海兰褐蛋鸡饲养管理标准(2016)》、《Ross 308肉鸡饲养管理标准(2017)》、《吉林芦花鸡饲养手册》。呼吸测热期间代谢室内温度和光照强度设置与各自鸡舍保持一致。呼吸测热期间自由采食和饮水，绝食期间自由饮水。
1.4 呼吸测热装置该试验所用的新型12室并联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最新研制，设计原理参考文献[4]。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、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，AMI公司，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公司，德国)。该套装置共有12个代谢室，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、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(1~12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。装置见图 1。
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图 1 禽用12室并联开放回流式呼吸测热装置 Fig. 1 Open-circuit respiratory calorimetry apparatus with 12 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，计算3 d的平均采食量。每天添加饲粮前对所添加的饲粮取样，并将3 d饲粮样品混合后送检。
1.6 检测指标及测定方法饲粮样品在烘干箱内105 ℃测定干物质含量。总能测定按照国际标准ISO9831:1998推荐的方法，使用氧弹式测热仪(C3000，IKA)测定。
1.7 计算公式参考Barzegar等[5]的计算公式，具体如下：
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数据使用SPSS 20.0软件，将试验鸡作为固定效应，期数和呼吸室作为随机效应，进行一般线性模型变量分析。试验数据采用F检测，但因本研究中不同鸡品种的日龄、采食量、饲粮营养水平均不相同，不同鸡品种之间仅呼吸代谢的相关数据进行差异性分析，使用Tukey最小差异分析，以P < 0.05为差异显著水平。
2 结果与分析 2.1 试验鸡的体重和采食量由表 1可知，本研究中海兰褐蛋鸡、吉林芦花鸡和Ross 308肉鸡的平均体重分别为1.94、2.06和1.58 kg；自由采食条件下总能摄入量(GEi)分别为1.41、1.60、1.91 MJ/d。
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表 1 试验鸡体重和采食量 Table 1 Weight and feed intake of test chickens |
由表 2可知，对于代谢体重条件下的耗氧量、二氧化碳排出量、代谢体重产热量，Ross 308肉鸡均显著高于海兰褐蛋鸡和吉林芦花鸡(P < 0.05)，吉林芦花鸡与海兰褐蛋鸡的上述指标差异不显著(P>0.05)。3种试验鸡之间的采食呼吸熵未见显著差异(P>0.05)。
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表 2 试验鸡采食呼吸代谢 Table 2 Respiratory metabolism of test chickens with feeding |
由表 3可知，代谢体重条件下，吉林芦花鸡和Ross 308肉鸡的绝食耗氧量、绝食二氧化碳排出量、FHP显著高于海兰褐蛋鸡(P < 0.05)，而吉林芦花鸡和Ross 308肉鸡的上述指标差异不显著(P>0.05)。3种试验鸡的绝食呼吸熵和代谢体重HI之间未见显著差异(P>0.05)。
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表 3 试验鸡绝食呼吸代谢 Table 3 Respiratory metabolism of test chickens with fasting |
海兰褐蛋鸡具有饲料报酬高、产蛋多和成活率高的优良特点，产蛋期可至80周，高峰产蛋率达94%~96%，是世界范围内广泛使用的蛋禽品种[6]。吉林芦花鸡是以其高营养的肉类和蛋类产品而闻名的肉蛋兼用型地方鸡品种[7]。Ross 308肉鸡是一款体质健壮、成活率高、增重速度快、出肉率高的肉鸡品种，在世界范围内被广泛应用。本研究中以海兰褐蛋鸡、吉林芦花鸡、Ross 308肉鸡为试验动物，以期分别代表蛋鸡、地方鸡品种和肉鸡的采食代谢产热和绝食代谢产热情况，使测定数据更具代表性。本研究中试验鸡的干物质采食量是在呼吸测热装置内测定，3种试验鸡的采食量均在饲养标准推荐的范围内，可见呼吸测热过程未对试验鸡生理状态造成影响；因3种试验鸡使用3种试验饲粮，因饲粮能值和采食量差异而造成的GEi差异显著。
3.2 不同鸡品种采食呼吸代谢比较动物采食饲粮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过程进行能量代谢，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。通过测定这种气体交换过程中动物的耗氧量和二氧化碳排出量，可以间接计算出动物的产热量。气体交换过程中，排出二氧化碳和消耗氧气的比值即为动物的呼吸熵。杨嘉实等[3]研究表明，可以根据呼吸熵大致区分不同状态动物机体能量代谢情况，作为动物营养的重要指标。呼吸熵通常用于评定机体产生能量所消耗底物的种类。呼吸熵为0.70时利用的底物为脂肪，这是由于脂肪中碳(C)、氢(H)高而氧(O)相对少的缘故。蛋白质的呼吸熵较难测算，因为蛋白质在体内不能完全氧化，所以只能通过蛋白质分子中的C、H被氧化时所消耗的氧气量和产生二氧化碳量间接算出蛋白质的呼吸熵为0.8。消耗碳水化合物时呼吸熵为1。本研究中3种试验鸡采食呼吸熵在0.98~1.00。Ning等[8]研究中以蛋鸡为试验动物测定其呼吸熵在0.98~1.00。Liu等[9]以肉种鸡为试验动物测定其呼吸熵在0.99~1.02，均与本研究结果相近。本研究中25日龄Ross 308肉鸡的采食代谢体重耗氧量为37.13 L/(kg BW0.75·d)，代谢体重二氧化碳排出量为37.21 L/(kg BW0.75·d)。Barekatain等[5]的研究中，利用密闭式呼吸测热装置测定相同25~28日龄Ross 308肉鸡的代谢体重耗氧量为40.1~44.3 L/(kg BW0.70·d)、代谢体重二氧化碳排出量为43.4~45.1 L/(kg BW0.70·d)，与本试验结果存在差异，但在其研究中的饲粮中使用了高粱干酒糟及其可溶物(DDGS)并添加了外源酶制剂，其研究发现试验鸡饲喂DDGS饲粮显著提高了产热量，添加酶制剂后呼吸熵显著提高。同时在Barekatain等[5]的研究中使用了试验鸡体重的0.70次方作为代谢体重。因此差异的产生可能与饲粮类型、外源酶、测定装置等因素有关。Waring等[6]和Boshouwers等[7]研究中分别以成年肉种鸡和产蛋期索伯恩鸡为试验动物，发现成年肉种鸡代谢体重的耗氧量和产二氧化碳量显著高于蛋鸡品种，产蛋期蛋鸡的日耗氧量为39.76 L，产二氧化碳量为41.75 L，呼吸熵没有观察到差异，与本研究的结果相类似。
3.3 不同鸡品种绝食呼吸代谢比较NE研究中，NE等于ME减去HI。不同营养物质引起的HI不同，蛋白质的最大，脂肪的最低，碳水化合物居中[10]。对猪的研究结果表明，ME体系高估了粗蛋白质和粗纤维类原料的能量利用率，低估了脂肪和淀粉含量较高类原料的能量利用率[11]。NE体系与ME体系相比，其优势也在于考虑了HI损失。HI需要用专门的测热装置，通过测定动物采食前后的产热量来计算。动物采食前的产热量常称为FHP，采食后的产热量称为总产热量。动物在采食过程的产热量包括基础代谢产热、HI和随意活动产热，当ME摄入量为0时，HI为0，可认为此时的基础代谢产热量和随意活动产热量等于NEm[12]。由于基础代谢只有在理想的状态下才能测定，所以一般测定绝食代谢来代替基础代谢。本研究中，3种试验鸡NEm需要量分别为：海兰褐蛋鸡368.79 kJ/(kg BW0.75·d)、吉林芦花鸡450.75 kJ/(kg BW0.75·d)、Ross 308肉鸡449.24 kJ/(kg BW0.75·d)。Sakomura等[13]的研究中，白羽肉鸡的NEm为452.59 kJ/(kg·d)。Noblet等[14]研究报道，0.5~3.0 kg肉鸡的代谢体重FHP变化范围为415.71~466.02 kJ/(kg·d)。王旭莉[15]的研究中，蛋鸡代谢体重绝食产热为388.54 kJ/(kg·d)。高亚俐[16]采用比较屠宰法结合回归法测得艾维茵肉鸡的NEm为435.34 kJ/(kg·d)，上述报道均与本研究的结果相近。FHP/GEi分别为：海兰褐蛋鸡42.80%、吉林芦花鸡48.23%、Ross 308肉鸡31.08%。HI/GEi分别为：海兰褐蛋鸡22.06%、吉林芦花鸡21.13%、Ross 308肉鸡23.22%。
4 结论本研究中，35周龄海兰褐蛋鸡、32周龄吉林芦花鸡、25~28日龄Ross 308肉鸡的NEm分别为368.79、449.24、450.75 kJ/(kg BW0.75·d)。
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