动物营养学报    2020, Vol. 32 Issue (11): 5373-5379    PDF    
育成生长期雄性水貂净能需要量研究
韩菲菲 , 钟伟 , 张新宇 , 穆琳琳 , 陈双双 , 王卓 , 刘可园 , 王静 , 李光玉     
中国农业科学院特产研究所, 特种经济动物分子生物学国家重点实验室, 长春 130112
摘要: 本试验旨在采用6室并联毛皮动物开放呼吸回流式呼吸测热装置研究和计算育成生长期雄性水貂生长净能(NEg)、维持净能(NEm)需要量,以完善我国水貂营养标准。选取健康、日龄相近的雄性短毛黑水貂24只进行呼吸测热试验,试验共设3期,每期7 d,其中适应期1 d,正常代谢3 d,绝食代谢3 d,每期3个重复,每个重复3只水貂,均放进呼吸测热装置的1个代谢室。结果表明:1)水貂正常采食时代谢能摄入量(MEI)为1 296.51 kJ/(kg BW0.75·d),产热量(HP)为530.03 kJ/(kg BW0.75·d),NEg为766.92 kJ/(kg BW0.75·d);绝食产热量(FHP)为414.87 kJ/(kg BW0.75·d),净能(NE)需要量为1 181.79 kJ/(kg BW0.75·d)。2)水貂正常采食状态下氧气(O2)消耗量为26.60 L/(kg BW0.75·d),二氧化碳(CO2)产生量为20.51 L/(kg BW0.75·d),呼吸熵(RQ)为0.78。绝食状态下O2消耗量为20.91 L/(kg BW0.75·d),CO2产生量为15.65 L/(kg BW0.75·d),RQ为0.76。3)经MEI与沉积能(RE)建立的线性回归方程推算得,NEm为436.00 kJ/(kg BW0.75·d),维持代谢能(MEm)为518.47 kJ/(kg BW0.75·d),能量转化效率(Km)为84.09%。经MEI与HP反对数建立的线性回归方程推算得,NEm为467.98 kJ/(kg BW0.75·d),MEm为529.00 kJ/(kg BW0.75·d),Km为88.47%。综上所述,体重为1.30~2.58 kg的育成生长期雄性水貂能量需要量为:MEm 518.00~529.00 kJ/(kg BW0.75·d),NEm 414.87~467.98 kJ/(kg BW0.75·d),NEg 766.92 kJ/(kg BW0.75·d),NE为1 181.79 kJ/(kg BW0.75·d)。
关键词: 水貂    育成生长期    能量平衡    气体代谢    能量需要量    
Net Energy Requirement of Male Minks during Growing Period
HAN Feifei , ZHONG Wei , ZHANG Xinyu , MU Linlin , CHEN Shuangshuang , WANG Zhuo , LIU Keyuan , WANG Jing , LI Guangyu     
State Key Laboratory of Special Economic Animal Molecular Biology, Institute of Economic Animal and Plant Science, Chinese Academy of Agriculture Sciences, Changchun 130112, China
Abstract: This experiment was adopted open circuit respiratory calorimetry with 6 chambers in parallel for fur animal to detect and calculate the net energy for growth (NEg) and net energy for maintenance (NEm) requirement of male minks during growing period, and to improve nutrient standards of mink industry in China. Twenty-four healthy male minks with similar age were selected for the respiratory calorimetry test. There were 3 stages in the test, 7 d for each stage, including 1 d for adaptation, 3 d for normal metabolism, and 3 d for fasting metabolism, and 3 replicates for each stage, 3 minks of one replicate were put into the same one respiration chambers. The results showed as follows: 1) the metabolizable energy intake (MEI) was 1 296.51 kJ/(kg BW0.75·d), heat production (HP) was 530.03 kJ/(kg BW0.75·d), net energy for growth (NEg) was 766.92 kJ/(kg BW0.75·d) during balance trail. The fasting heat production (FHP) was 414.87 kJ/(kg BW0.75·d), the total net energy (NE) requirement was 1 181.79 kJ/(kg BW0.75·d). 2) The O2 consumption was 26.70 L/(kg BW0.75·d), the CO2 production was 20.51 L/(kg BW0.75·d), and the respiratory quotient (RQ) was 0.78 during balance trail. The O2 consumption was 20.91 L/(kg BW0.75·d), the CO2 production was 15.65 L/(kg BW0.75·d), and the RQ was 0.76 during fast period. 3) The metabolizable energy for maintenance (MEm) and NEm estimated from the linear relationship between RE and MEI were 518.47 and 436.00 kJ/(kg BW0.75·d), respectively. The MEm and NEm estimated by logarithmic regression of HP on MEI were 529.00 and 467.98 kJ/(kg BW0.75·d), respectively. In conclusion, the energy requirements of the male minks at the growing stage of 1.30 to 2.58 kg are: MEm 518.00 to 529.00 kJ/(kg BW0.75·d), NEm 414.87 to 467.98 kJ/(kg BW0.75·d), NEg 766.92 kJ/(kg BW0.75·d), NE 1 181.79 kJ/(kg BW0.75·d), respectively.
Key words: mink    growing period    energy balance    respiratory metabolism    energy requirement    

育成生长期(55~150日龄)是水貂断奶分窝后骨骼、肌肉、内脏器官快速生长的阶段,能量是毛皮动物机体代谢、生存与生产的基础[1]。目前能量评定体系主要包括消化能(DE)、代谢能(ME)、净能(NE)体系,其中NE体系不仅包含粪能、尿能的损失,还考虑了气体能及体增热的损失,较DE、ME体系更加准确地计算动物有效能的需要量[2]。李昌锐[3]对我国漠河地区水貂进行研究,育成生长期雄性水貂饲粮适宜总能水平为22.04~22.36 MJ/kg。张海华[4]研究表明,育成期水貂饲粮适宜ME水平为20.73 MJ/kg。杨颖[5]研究报道,当蛋白质水平为32%时,该时期雄性水貂饲粮适宜ME水平为15.0 MJ/kg。Zhang等[6]研究结果显示,当饲粮蛋白质水平为34%,ME水平为10.16 MJ/kg时,水貂获得最佳生长性能。总的来说,国内外猪、鸡、羊等动物NE体系研究[7-12]较多,而水貂多采用ME体系,缺乏NE体系研究。因此,本试验旨在通过开放式呼吸测热装置,研究育成生长期雄性水貂NE需要量,为我国水貂精细化养殖提供科学的参考依据。

1 材料与方法 1.1 试验设计

选取(75±5)日龄、体重[(1 194.31±23.85) g]相近的健康雄性短毛黑水貂24只,采用完全随机试验设计,呼吸测热试验共设3期,每期7 d,每期设3个重复,每个重复3只水貂。饲养动物称重后从中选取9只水貂,每3只放进呼吸测热装置的1个代谢室内,代谢室内测定气体交换7 d,其中适应期1 d,正常代谢3 d,绝食代谢3 d。试验于2018年8月20日至2018年10月7日完成,饲养试验预试期7 d。

1.2 试验饲粮

依据NRC(1982)及NJF(2012)营养标准,以膨化玉米粉、膨化大豆、豆粕、肉骨粉、玉米蛋白粉、鸡肉粉、鱼粉、豆油为主要原料,添加水貂生长发育所需的维生素和矿物质(由河北某农业有限公司提供)配制该时期水貂饲粮。试验饲粮组成及营养水平见表 1

表 1 试验饲粮组成及营养水平(风干基础) Table 1 Composition and nutrient levels of the experimental diet (air-dry basis) 
1.3 饲养管理

动物饲养试验在农业农村部长白山野生生物资源重点野外科学观测站开展,由专人于每天07:00饲喂1次,保证动物自由采食、饮水,预试期7 d,自由采食量根据前1天水貂采食量进行调整,确保有10%的剩料。呼吸测热装置代谢小室内设温度为19 ℃,试验动物由专人饲养,每天早上07:00~09:00进行动物饲喂、称重和采样等工作,绝食代谢期间不饲喂,自由饮水。

1.4 呼吸测热装置

该试验所用的6室并联毛皮动物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。该套装置共有6个代谢室,代谢室体积为0.42 m3(100 cm×70 cm×60 cm),代谢室内设有饮水装置,粪、尿收集装置以及气体循环、制冷、加热等设备。数据采集控制仪按照试验流程驱动气体分析仪传感器依次对户外空气和代谢室(A~F室)按先后顺序循环采集,每个小室测定时间设为3 min。

1.5 样品收集

试验期内,第1天水貂置于呼吸测热装置内进行适应。第2天饲喂前进行空腹称重并记录数据;第2~4天内正常饲喂,记录采食量;每天早上07:00~09:00收集粪样、尿样,记录粪重、尿液体积,并提前在尿盒内加入5 mL 10%硫酸,连续收集尿液和粪便3 d, 置于-20 ℃保存。第5天早上再次空腹称重,第5~7天水貂进行绝食代谢,连续收集尿液,第8天早上空腹称重。整个呼吸测热试验周期内由呼吸代谢气体分析仪和动物呼吸代谢数据采集控制仪连续测定水貂氧气(O2)消耗量、二氧化碳(CO2)产出量和呼吸熵(RQ)。

1.6 测定指标及方法

参考张丽英[13]主编的《饲料分析及饲料质量检测技术》中的方法对试验饲粮、粪便和尿液进行化学成分分析。饲粮和粪便样品的干物质含量通过在105 ℃干燥至恒重来测定;用FOSS KJeltec 8400分析仪(FOSS,Hillerød,丹麦)测量氮含量;苯甲酸为标准品,用氧弹测热仪(IKAC2000, Calorimeter, IKA company, 德国)测定饲粮和粪便的总能。采用滤纸法测定尿能,取10张直径为9 cm的定量滤纸,每2张共同折叠称重,计算5组滤纸的总能平均值。将7 mL尿液滴在2张滤纸上置于特制坩埚中,在65 ℃干燥8 h后测定尿液总能。

水貂产热量(HP)根据Brouwer[14]的公式计算:

代谢能摄入量(MEI)与沉积能(RE)建立的线性回归方程[15-16]

式中:a、b为常数。

MEI与HP建立的线性回归方程[17]

式中:a为绝食产热量(FHP);b为常数。

1.7 数据分析及处理

使用Excel 2016处理原始数据,采用SAS 9.2软件进行平均值和标准误统计分析,采用PROC REG模型对MEI与RE,MEI与HP反对数进行线性回归分析,P<0.01为差异极显著,P<0.05为差异显著,P>0.05为差异不显著。

2 结果 2.1 育成生长期雄性水貂能量平衡及呼吸代谢

正常采食时MEI为1 296.51 kJ/(kg BW0.75·d),HP为530.03 kJ/(kg BW0.75·d),NEg为766.92 kJ/(kg BW0.75·d);FHP为414.87 kJ/(kg BW0.75·d),NE需要量为1 181.79 kJ/(kg BW0.75·d)。正常采食状态下O2消耗量为26.60 L/(kg BW0.75·d),CO2产出量为20.51 L/(kg BW0.75·d),RQ为0.78。绝食状态下O2消耗量为20.91 L/(kg BW0.75·d),CO2产出量为15.65 L/(kg BW0.75·d),RQ为0.76。具体结果见表 2

表 2 育成生长期雄性水貂能量平衡及呼吸代谢参数 Table 2 Energy balance and respiratory metabolism parameters of male minks during growing season
2.2 育成生长期雄性水貂能量需要量

图 1图 2表 3可知,MEI与RE建立的线性回归方程为RE=-436.51(±133.10)+0.84(±0.11)MEI(R2=0.951 9, P=0.004 5),当MEI=0时可计算得到NEm,当RE=0时可计算得到MEm[16],推算NEm为436 kJ/(kg BW0.75·d),MEm为518.47 kJ/(kg BW0.75·d)。MEI与HP反对数建立的线性回归方程为Log(HP)=2.670 2(±0.02)+1.07×10-4(±0.000 019)MEI(R2=0.915 5, P=0.010 7),当MEI=0时可计算得到NEm,当MEI与HP相等时可计算得到MEm[18],推算得NEm为467.98 kJ/(kg BW0.75·d),MEm为529 kJ/(kg BW0.75·d)。

图 1 育成生长期雄性水貂MEI与RE的回归关系 Fig. 1 Relationship between MEI and RE of male minks during growing period
图 2 育成生长期雄性水貂MEI与HP反对数的回归关系 Fig. 2 Relationship between logarithm of MEI and HP of male minks during growing period
表 3 育成生长期雄性水貂能量需要量(体重1.30~2.58 kg) Table 3 Energy requirements of male minks during growing period (BW 1.30 to 2.58 kg)
3 讨论 3.1 育成生长期雄性水貂能量平衡及气体代谢

已有研究表明,饲粮能量水平会对猪、鸡等动物采食量产生显著影响[19-20]。杨颖[5]报道,饲喂ME水平为13.00、13.50、14.00、14.50、15.00、15.50、16.00、16.50 MJ/kg的饲粮时,育成生长期水貂MEI为740.57~1 198.21 kJ/(kg BW0.75·d),饲粮ME水平为16.00 MJ/kg时,水貂MEI为1 139.86 kJ/(kg BW0.75·d),本试验结果与上述研究结果基本一致。Ferrell[21]报道,能量摄入量会通过影响机体器官代谢而显著影响动物机体产热量,猪机体的产热量会随MEI升高而显著升高[22]。研究结果显示,试验温度为25 ℃时,饲喂后熟睡中水貂HP为320.22 kJ/(kg BW0.75·d)[23];Larsson等[24]研究报道,正常采食后水貂HP为556.00~653.00 kJ/(kg BW0.75);Hellwing等[25]研究结果显示,饲喂不同含量菌体蛋白质后水貂HP为645.00~665.00 kJ/(kg BW0.75),RE为150.00~160.00 kJ/(kg BW0.75),添加菌体蛋白60%时RE值为-11.00 kJ/(kg BW0.75),即饲粮配方会显著影响水貂能量的沉积。本试验中采食状态下水貂HP为530.03 kJ/(kg BW0.75·d),RE为766.92 kJ/(kg BW0.75·d),与上述研究结果不同,这可能是饲粮配方和试验温度差异导致。杨嘉实等[26]研究表明,育成生长期水貂FHP为508.06 kJ/(kg BW0.75·d), 本试验中水貂FHP为414.84 kJ/(kg BW0.75·d),2个结果数据基本相近,但该值会因饲喂水平、机体组成、环境温度以及绝食时间差异而不同[27-29]

RQ为CO2产生量与O2消耗量的比值,动物理想状态下,碳水化合物被氧化时,RQ值为1;脂肪被氧化时,RQ值为0.7;蛋白质被氧化时RQ值为0.8[30-32]。因此,RQ值可以综合反映动物体内底物的氧化情况[33]。研究报道,水貂等毛皮动物对脂肪的需要量远高于其他畜禽[34-35]。Larsson等[24]报道,正常采食状态下水貂RQ值为0.72,本试验中正常采食时水貂RQ值为0.78,该结果与上述研究结果基本接近,说明水貂主要通过饲粮中脂肪氧化供能。动物绝食期间无能量摄入,依靠分解自身脂肪、蛋白质供能。研究结果报道,O2消耗量、CO2产生量及RQ值均随水貂饲粮摄入量下降而下降[18],本试验结果表明,绝食代谢期间水貂RQ较正常采食时略降低,与上述研究结果一致。

3.2 育成生长期雄性水貂能量需要量

建立MEI与RE或MEI与HP反对数的线性回归方程是能量研究中计算NEm和MEm的常用方法[14]。育成生长期是水貂骨骼、肌肉、内脏器官快速发育的生长阶段,此时因外界环境温度较高,水貂热增耗较高。Harper等[36]报道,育成生长期水貂MEm需要量为618.68 kJ/(kg BW0.734·d)。杨嘉实等[26]报道,育成生长期水貂NEm需要量为508.06 kJ/(kg BW0.75·d),MEm需要量为551.16 kJ/(kg BW0.75)。靳世厚等[37]报道,育成生长期蓝狐NEm需要量为358.69 kJ/(kg BW0.75),MEm需要量为467.05 kJ/(kg BW0.75),且动物体重越小,新陈代谢越快,热量损失速度也加快,小动物单位代谢体重下所需维持能量较大动物要高,因此水貂维持能量需要量高于蓝狐。本试验结果与上述文献报道数值有些不同,原因不清楚,还需要进一步探讨。

4 结论

体重为1.30~2.58 kg的75~120日龄育成生长期雄性水貂能量需要量为:MEm 518.00~529.00 kJ/(kg BW0.75·d),NEm 414.87~467.98 kJ/(kg BW0.75·d),NEg 766.92 kJ/(kg BW0.75·d),NE 1 181.79 kJ/(kg BW0.75·d),Km 84.09%~88.47%。

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