杜保華,陳 思,張相德,何 寧,楊 欣,咼于明,姚軍虎*,楊小軍*
(1. 西北農(nóng)林科技大學動物科技學院,楊凌 712100; 2. 正邦科技股份有限公司,南昌 330096; 3. 中國農(nóng)業(yè)大學,北京 100193)
近年來,麥類谷物在飼料中的應用越來越廣泛,用量也逐年增加[1]。麥類能量原料在飼料中使用具有霉菌毒素風險低、易儲存、制粒性能好、粗蛋白質(zhì)高等優(yōu)點,同時隨著原料比價的季節(jié)性波動,在飼料中代替一部分玉米還能節(jié)約飼料成本。目前我國每年約進口500多萬噸皮大麥,其中約85%被用于畜禽飼料中[2]。從進口結(jié)構來看,澳大利亞占比63.8%,所以本試驗選用澳大利亞皮大麥進行評估。另外,由于大麥的品種較多,產(chǎn)地與收獲季節(jié)不同,營養(yǎng)價值也存在較大差異,要在生產(chǎn)中精準使用皮大麥,就需要利用動態(tài)回歸模型來預測能量值。以往的禽類用飼料原料代謝能數(shù)值多是以蛋公雞為研究對象獲得的,有研究認為,肉雞對大麥的能量利用率明顯低于蛋公雞[3]。而且,肉雞在生長前期與中后期對營養(yǎng)物質(zhì)的消化代謝率也存在差異,分階段進行代謝能評定及構建動態(tài)預測模型對精準使用皮大麥具有重要意義。
前人研究認為,各種原料的常規(guī)化學成分與代謝能及各種營養(yǎng)物質(zhì)的消化率之間存在一定的內(nèi)在聯(lián)系[4-5]?,F(xiàn)有飼料數(shù)據(jù)庫中的能值一般是通過營養(yǎng)素的體內(nèi)消化率、體外消化率及不同化學成分分析參數(shù)建立的預測模型計算得到的[6]。以往對皮大麥代謝能的評定多用采自不同產(chǎn)地不同品種的大麥進行試驗[7-10]。鄧奕妮等[11]用人工配制玉米的方法進行了豬標準回腸消化率的測定及回歸預測模型的建立。王璐等[12]用配制人工玉米的方法評定了東北玉米的代謝能,并得出了動態(tài)預測模型。
本試驗采用人工配制皮大麥的方法進行肉雞代謝能測定及回歸預測模型的構建。并采用11~13 d與25~27 d兩個階段試驗,探索肉雞不同生長階段對皮大麥的能量利用率?,F(xiàn)有的皮大麥代謝能預測模型中,多以腸道食糜黏度、淀粉、酸性洗滌纖維等為預測因子[13-17]。本試驗擬用易檢測的常規(guī)營養(yǎng)成分粗蛋白、總磷、粗脂肪、水溶性氯化物等為預測因子建立回歸模型,為在生產(chǎn)中推廣應用提供參考。
采集澳大利亞皮大麥,先脫殼,再按現(xiàn)代面粉制作工藝進行粉碎分離,獲得大麥一次面粉(指面粉加工過程中首先達到面粉細度要求的物質(zhì),并依次類推,按次數(shù)給面粉命名)、二次面粉、三次面粉、四次面粉、五次面粉、六次面粉、大麥次粉、大麥麩皮與大麥殼9部分。
按照國家標準方法和試劑盒法測定大麥樣品及分離物的水分(GB/T 6435-2006)、粗蛋白質(zhì)(CP,GB/T 6432-1994)、粗脂肪(EE,GB/T 6433-2006)、粗纖維(CF,GB/T 6433-2006)、酸性洗滌纖維(ADF,NY/T 1459-2007)、中性洗滌纖維(NDF,GB/T 20806-2006)、粗灰分(Ash,GB/T6438-2007)、鈣(Ca,GB/T6436-2002)、總磷(TP,GB/T 6437-2002)、氯化物(GB/T 6439-2007)、總淀粉(STC,南京建成公司試劑盒)、熱能(氧彈式測熱儀測定)、戊聚糖(NY/T 2335-2013)、可溶性戊聚糖(NY/T 2335-2013)、β-葡聚糖(NY/T 2006-2011)等的含量。以干物質(zhì)含量為基準計算養(yǎng)分含量。
用分離物為原料,以中華人民共和國飼料用皮大麥標準(GB 10367-1989)為依據(jù),用粗蛋白、粗纖維、粗灰分3個主要分級指標,通過brill配方軟件線性目標規(guī)劃功能,配制成5種不同營養(yǎng)梯度的人工皮大麥A、B、C、D和E。常規(guī)日糧與皮大麥組成及營養(yǎng)含量見表1與表2。
1.2.1 試驗設計與試驗動物 采用5×2(大麥種類×肉雞日齡)雙因素隨機分組設計。選用1日齡商品代愛拔益加(AA+)雄性肉雞720只(360只用于11~13 d試驗,360只用于25~27 d試驗),隨機分成5個處理,每處理12個重復,每重復6只雞,分別飼喂A、B、C、D、E 5種皮大麥。在非代謝試驗期間,按照商品肉雞飼養(yǎng)要求統(tǒng)一飼喂肉雞常規(guī)飼糧。
1.2.2 肉雞代謝試驗 分別在9、23日齡時絕食8 h后,根據(jù)體重調(diào)整雞群,使重復間雞的平均體重變異最小。11~13日齡階段的試驗從10日齡開始飼喂皮大麥代謝飼糧,25~27日齡階段的試驗是從24日齡開始飼喂代謝飼糧,各組肉雞空腹12 h后,開始飼喂皮大麥代謝飼糧,并開始收集糞便,共收集72 h。最后一次收糞前12 h清除余料,統(tǒng)計各代謝籠耗料量。收集排泄物時,仔細挑揀積糞盤內(nèi)的羽毛、皮屑和其他雜物,所采集樣品置于-20℃冰箱保存,將3 d的糞便混勻、烘干、稱重,粉碎,過40目篩,用于能量和常規(guī)養(yǎng)分含量測定。
表1常規(guī)飼糧組成及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎)
Table 1 Composition and nutrient levels of conventional diets (DM basis) %
微量元素預混料為每千克飼糧提供: Cu 8 mg,Zn 75 mg,F(xiàn)e 80 mg,Mn 100 mg,Se 0.15 mg,I 0.35 mg。維生素預混料為每千克飼糧提供: VA 12 500 IU,VD32 500 IU,VE 18.75 mg,VK32.65 mg,VB12 mg,VB26 mg,VB66 mg,VB120. 025 mg,生物素 0.032 5 mg,葉酸 1.25 mg,泛酸 12 mg,煙酸 50 mg
The trace element premix provides the following per kg of diets: Cu 8 mg,Zn 75 mg,F(xiàn)e 80 mg,Mn 100 mg,Se 0.15 mg,I 0.35 mg. The vitamin premix provides the following per kg of diets: VA 12 500 IU,VD32 500 IU,VE 18.75 mg,VK32.65 mg,VB12 mg,VB26 mg,VB66 mg,VB120. 025 mg,biotin 0.032 5 mg,foli cacid 1.25 mg,pantothenic acid 12 mg,nicotinic acid 50 mg
1.2.3 檢測指標與方法 以重復為單位計算肉雞皮大麥代謝飼糧的表觀代謝能(AME)、氮校正表觀代謝能(AMEn)、養(yǎng)分表觀消化率、體增重:
飼糧AME(KJ·kg-1DM)=(耗料量×飼糧GE-糞量×糞GE)/耗料量;
飼糧AMEn(KJ·kg-1DM)=飼糧AME-氮沉積(RN)×34.39=飼糧AME-(攝入氮-排出氮)×34.39;
飼糧某養(yǎng)分消化率(%)=(食入飼糧中該養(yǎng)分含量-糞中該養(yǎng)分含量)/食入飼糧中該養(yǎng)分含量×100;
體增重(g)=試驗后體重-試驗前體重。
表2人工皮大麥組成及營養(yǎng)水平(干物質(zhì)基礎)
Table 2 Composition and nutrient levels of artificial hulled barley (DM basis) %
采用SPSS21.0統(tǒng)計軟件的GLM(general linear model)進行雙因素方差分析,對差異顯著的數(shù)據(jù)進行Duncan氏法多重比較檢驗,使用雙變量雙側(cè)檢驗對常規(guī)養(yǎng)分與代謝能的相關性進行分析,以P<0.05和P<0.01分別作為檢驗各項數(shù)據(jù)差異顯著性與極顯著性的依據(jù)。用LRM(linear regression model)對皮大麥的AME、AMEn進行逐步回歸分析,變量P≤0.15時被保留在方程中。
由表3可知,隨著大麥制粉次數(shù)的增加,粗蛋白質(zhì)逐步增加,大麥麩皮中的粗蛋白最高。粗脂肪在大麥次粉中分布最多,大麥麩皮中次之。礦物質(zhì)磷的含量在次粉與麩皮中含量較多。大麥殼中的粗纖維為30.40%,其中酸性洗滌纖維與中性洗滌纖維分別為29.54%和66.35%。非淀粉多糖戊聚糖、β-葡 聚糖集中分布在次粉與麩皮中。
由表4可知,人工皮大麥的粗蛋白含量與粗脂肪、總磷呈正相關關系,與ADF含量呈極顯著負相關(P<0.01),與NDF含量呈顯著負相關(P<0.05),特性與天然皮大麥基本相符。
表3皮大麥及分離物養(yǎng)分含量(干物質(zhì)基礎)
Table 3 Nutrient contents of hulled barleys and isolates (DM basis) %
表4人工皮大麥養(yǎng)分相關性分析
Table4Correlationanalysisofnutrientcontentsofartificialhulledbarleys
粗蛋白CP粗脂肪EE粗纖維CF粗灰分Ash鈣Ca總磷TP氯化鈉NaCl酸性洗滌纖維ADF粗脂肪EE0.687粗纖維CF-0.605-0.549粗灰分Ash-0.327-0.8510.242鈣Ca0.2210.3830.2053-0.148總磷TP0.7250.851-0.794-0.4810.405氯化鈉NaCl-0.733-0.3930.8240.1740.465-0.499酸性洗滌纖維ADF-0.987**-0.770.6490.393-0.308-0.8210.688中性洗滌纖維NDF-0.915*-0.6330.3070.264-0.555-0.6420.4030.915*
*.P<0.05;**.P<0.01
2.3.1 大麥種類與肉雞日齡對代謝能、養(yǎng)分消化率及體增重的影響 如表5所示,在11~13日齡時,AME大麥D組顯著高于A、B、C、E組,大麥A組顯著低于B、C、D、E組(P<0.05);AMEn大麥A、E組顯著低于B、C、D組(P<0.05);粗蛋白消化率大麥E組顯著高于A、B、C、D組(P<0.05);粗脂肪消化率大麥C、E組顯著高于A組(P<0.05);D組的粗纖維消化率顯著高于A、B、C組(P<0.05);總淀粉消化率大麥E組顯著低于A、B、C、D組(P<0.05);鈣的消化率大麥D組顯著高于A、B、C、E組(P<0.05);總磷消化率大麥E顯著高于A、B、C組,D組顯著高于E組(P<0.05);體增重大麥E組顯著高于A、C、D組(P<0.05)。
在25~27日齡時,AME大麥D、E組顯著低于B、C組(P<0.05);AMEn大麥E組顯著低于A、B組,B組顯著高于C、D、E組(P<0.05);粗蛋白消化率大麥D組顯著低于E組(P<0.05);粗脂肪消化率大麥B、C、E組顯著高于A、D組(P<0.05);粗灰分消化率大麥D組顯著低于C、E組(P<0.05);總淀粉消化率大麥E組顯著低于A、B、C、D組(P<0.05);鈣的消化率大麥E組顯著低于B、C、D組(P<0.05);總磷消化率大麥C、E組顯著高于A組(P<0.05);體增重大麥A組顯著低于B、C、E組(P<0.05)。
肉雞在11~13 d和25~27 d之間對皮大麥試驗飼糧的養(yǎng)分消化率存在差異。25~27 d時,粗脂肪(EE)與總淀粉(STC)的消化率比11~13 d時分別高6.52%與8.30%(P<0.05); AME、AMEn比11~13 d分別高0.88與0.52 MJ·kg-1(P<0.05)。
經(jīng)二因素方差分析,大麥種類對AME、AMEn、粗蛋白消化率、粗脂肪消化率、總淀粉消化率、鈣消化率、總磷消化率、肉雞體增重影響顯著(P<0.05);肉雞日齡對AME、AMEn、粗脂肪消化率、總淀粉消化率、總磷消化率、肉雞體增重影響顯著(P<0.05);大麥種類×肉雞日齡對AME與AMEn的影響存在顯著互作效應(P<0.05)。
2.3.2 肉雞皮大麥AME、AMEn回歸方程的建立 以常規(guī)營養(yǎng)指標為預測因子,建立的皮大麥AME、AMEn預測模型參數(shù)如表6所示,11~13 d時AME(MJ·kg-1DM)、AMEn(MJ·kg-1DM)的回歸方程分別為AME=7.814+10.166TP+0.106NDF(R2=0.999,P=0.004),AMEn=10.336+9.740TP-0.121CP(R2=0.983,P=0.017);25~27 d時AME(MJ·kg-1DM)、AMEn(MJ·kg-1DM)的回歸方程分別為AME=10.436+5.974NaCl +0.131EE+0.019NDF(R2=0.999,P=0.002),AMEn=15.284-0.312CP+0.258EE-0.081NDF(R2=0.998,P=0.014)。
2.3.3 肉雞皮大麥代謝能預測值 根據(jù)得出的回歸模型與前人研究得出的不同預測方程計算皮大麥的AME值見表7。本試驗的預測方程計算值與實測值非常接近, Francesh等[14]預測方程計算出的AME相對較高,Janssen等[17]預測方程計算的AME低于Francesh等的預測計算值,但高于本試驗的預測值與實測值。
中國飼料成分及營養(yǎng)價值表(2017年第28版)中裸大麥與皮大麥的雞AME分別為11.21 MJ·kg-1、11.30 MJ·kg-1,本試驗得出的肉雞11~13 d、25~27 d AME平均值分別為11.40與11.87 MJ·kg-1,高于中國飼料數(shù)據(jù)庫中的數(shù)值。德固賽Evonik Amino Dat 5.0通過對318個全球各地大麥樣品進行測定,得出的家禽AMEn平均值為11.51 MJ·kg-1,高于本試驗11~13 d AMEn數(shù)值11.15 MJ·kg-1,低于25~27 d AMEn數(shù)值11.64 MJ·kg-1。國內(nèi)外不同飼料原料數(shù)據(jù)庫中發(fā)布的原料能值來自不同地區(qū)、品種和不同試驗條件下得到的數(shù)值的平均值[18-20]。NRC(2012)[21]發(fā)布的《豬營養(yǎng)需要量》中,給出了皮大麥與裸大麥的豬凈能、消化能、代謝能分別是13.17、12.85、9.73 MJ·kg-1與13.65、13.29、10.30 MJ·kg-1。王紅亮[7]選用中國各地的9種天然大麥進行豬消化能與代謝能測定,得出消化能為13.64~15.49 MJ·kg-1,代謝能為13.43~15.21 MJ·kg-1。 本試驗中,5種皮大麥AME在11~13和25~27 d時分別為10.85~11.88 MJ·kg-1和11.65~12.15 MJ·kg-1。在肉雞的不同生長階段皮大麥的AME值存在差異,在設計肉雞日糧時分階段選取原料AME值,能使配方設計更加精準。
本研究表明,25~27 d時肉雞對同種皮大麥的EE、STC消化率及AME、AMEn均高于11~13 d的相應指標;CP的消化率較11~13 d稍低,這可能與本試驗后期趕上高溫天氣,試驗雞熱應激加大且隨著肉雞體重增加自身代謝應激也增加有關。Huang等[22]研究得出,28 d時肉雞對玉米氨基酸的消化率與42 d時相似,但顯著高于14 d時的消化率。De Lima等[23]認為,肉雞對玉米蛋白粉的代謝能在10~40日齡之間按照3.11 kJ·(kg·d-1)-1逐漸升高。本試驗的分階段代謝能與養(yǎng)分相關性分析表明,在11~13 d時代謝能與大麥中的粗纖維顯著負相關(P<0.05),而與總磷呈顯著正相關(P<0.05),符合通常認為的雛雞對日糧中粗纖維的消化能力較弱,而且較高的粗纖維含量會影響其它營養(yǎng)物質(zhì)的吸收。在肉雞的早期營養(yǎng)中強化磷水平可有效促進生長及腸道健康[24-25],本試驗中,隨著代謝飼糧總磷的提升,表觀代謝能也升高可印證這個趨勢。在25~27 d時,AME與粗纖維、酸性洗滌纖維、水溶性氯化物含量呈正相關關系,這可能與較高的粗纖維含量改善了肉雞腸道優(yōu)勢菌群有關,同時AME還與β-葡聚糖含量呈負相關關系,大麥中的主要抗營養(yǎng)因子確實對營養(yǎng)物質(zhì)的消化吸收造成了較大的影響。
表5大麥類型與肉雞日齡對養(yǎng)分消化率的影響分析(干物質(zhì)基礎)
Table5Theeffectsofdaysofageofbroilersandbarleytypesonnutrientdigestibility(DMbasis)
項目Item日齡/dDays of age處理TreatmentABCDESEM主效應(P值) Main effect(P-value)大麥Barley日齡Days of age日齡×大麥Barley × Days of age表觀代謝能/(MJ·kg-1)AME11^1310.85a11.50b11.54b11.88c11.25b0.065<0.001<0.001<0.00125^2711.81ab12.15c12.03bc11.65a11.72a0.053氮校正表觀代謝能/(MJ·kg-1) AMEn11^1310.67a11.31b11.31b11.45b10.93a0.059<0.001<0.001<0.00125^2711.73bc12.06c11.63ab11.48ab11.27a0.069粗蛋白消化率/%CP digestibility11^1342.89ab40.19a44.37b45.39b51.45c0.736<0.0010.1060.16225^2742.46ab42.56ab43.39ab39.68a47.60b1.055粗脂肪消化率/%EE digestibility11^1362.46a73.22ab77.54b72.61ab80.56b1.965<0.0010.0040.06325^2773.18a89.47b82.41b69.67a84.26b2.069粗灰分消化率/%Ash digestibility11^1313.2017.4618.3523.0721.161.3290.0740.1310.09425^2714.15ab16.02abc20.22c12.86a18.79bc0.936粗纖維消化率/%CF digestibility11^138.85a7.90a6.38a24.52b16.07ab2.1420.0560.6060.24125^2717.179.704.0813.1612.232.651淀粉消化率/%STC digestibility11^1381.33b76.73b74.04b76.94b55.67a2.600<0.001<0.0010.43425^2785.02b85.82b85.43b82.13b67.81a2.080鈣消化率/%Ca digestibility11^1337.28a35.61a47.39a77.43b29.13a5.020<0.0010.3190.41625^2721.95ab48.93cd43.50bc68.72c19.03a5.209總磷消化率/%TP digestibility11^1319.86a19.30a25.03a45.24c33.11b2.470<0.001<0.0010.25925^2718.42a21.75ab30.67b26.66ab31.65b1.728體增重/gBWG11^13168.00a194.80ab159.60a169.80a214.20b5.747<0.001<0.0010.25925^27158.40a227.60b208.20b148.40ab227.40b7.465
同行數(shù)據(jù)上標不同者表示差異顯著(P<0.05)
Means in the same line with different letter superscripts differ significantly(P<0.05)
表6基于皮大麥養(yǎng)分組成按逐步回歸法建立的AME和AMEn線性回歸模型
Table6ThelinerregressionmodelsforAMEandAMEnbasedonnutrientcompositionofhulledbarleysaccordingtostepwiseregressionmothod
項目Item11~13 d參數(shù)Parameter25~27 d參數(shù)ParameterP-valueRCInterceptSER2P-valueRCInterceptSER2AMEModel0.0047.8140.0340.9960.00210.4360.0010.999CP0.3770.496EE0.6360.0020.131TP0.00310.16610.210NaCl0.3000.0015.974NDF0.0320.1060.0110.019AMEnModel0.01710.3360.0600.9830.01415.2840.0060.998CP0.050-0.1210.011-0.312EE0.3390.0110.258TP0.0109.7400.318NaCl0.5020.578NDF0.5980.054-0.081
RC.回歸系數(shù);SE. 標準誤;CP. 粗蛋白;EE. 粗脂肪;TP. 總磷;NaCl.氯化鈉;NDF. 中性洗滌纖維
RC. Regression coefficient;SE. Standard error;CP. Crude protein;EE. Ether extract;TP. Total phosphorus;NaCl.Sodium chloride;NDF. Neutral detergent fiber
前人研究認為,大麥的表觀代謝能與ADF呈顯著負相關關系[26-28]。中性洗滌纖維(NDF)是預測大麥消化能的首選預測因子[8],并建立了皮大麥代謝能的預測方程[13,15-16],F(xiàn)rancesch等[14]報道,皮大麥AME(MJ·kg-1)=3.014+0.032×容重-0.225×粗纖維-0.058×粗蛋白+0.002×總能-0.115×β-葡 聚糖,此方程計算的皮大麥代謝能預測值高于本試驗的預測值與實測值,可能與人工皮大麥中粗纖維與β-葡聚糖含量相對于天然大麥偏低有關。Janssen[17]研究得出的模型為AME(MJ·kg-1)=12.878-0.378×粗纖維+0.038 5×淀粉,此方程預測的皮大麥代謝能平均值為12.63 MJ·kg-1,也高于本試驗所得方程的預測值,這可能與試驗動物為成年公雞,同時人工皮大麥的粗纖維含量較天然大麥稍低有關,其在研究中報道了六棱皮大麥的AME(MJ·kg-1)=9.258-9.258×粗灰分+6.810×淀粉;二棱皮大麥AME(MJ·kg-1)=9.258-9.258×粗灰分+7.516×淀粉,這些預測模型說明皮大麥的粗纖維、粗灰分與其能值存在顯著的負相關關系,而淀粉含量與有效能值存在正相關關系。Fuente等[16]報道,腸道的黏度能預測大麥型日糧的有效能值,對于30日齡的肉雞,腸道內(nèi)容物的黏度能解釋大麥型日糧約38%AME的變化。建立的預測方程為:AME (kcal·kg-1DM)=3.172-15.4×腸道內(nèi)容物的黏度(CPS),(R2=0.38,P<0.01)。本試驗得出的回歸模型以皮大麥中的粗蛋白質(zhì)、鹽分、總磷、粗脂肪等為預測因子,基本實現(xiàn)了以常規(guī)易檢測指標為預測因子預測肉雞皮大麥表觀代謝能的目的,更方便于在生產(chǎn)實踐中應用。
表7肉雞皮大麥表觀代謝能不同預測方程計算值比較
Table 7 Comparison of measured and calculated AME values of hulled barleys for broilersXMJ·kg-1DM
1.Janssen等[17]AME(MJ·kg-1DM)=12.878-0.378CF+0.038 5STC;2. Francesh等[14]AME(MJ·kg-1DM)=3.014+0.032VW-0.225CF-0.058CP+0.002GE-0.115β-glucan: VW. 容重;GE. 總能
1. Janssen et al[17]AME(MJ·kg-1DM)=12.878-0.378CF+0.038 5STC;2. Francesh et al[14]AME(MJ·kg-1DM)=3.014+0.032VW-0.225CF-0.058CP+0.002GE-0.115β-glucan: VW. Volume weight;GE. Total energy
4.1肉雞不同階段皮大麥代謝能存在差異,計算肉雞日糧配方時,不同階段日糧代謝能應采用對應的代謝能值。
4.2肉雞皮大麥AME(MJ·kg-1DM)、AMEn(MJ·kg-1DM)預測方程在11~13 d時分別為AME=7.814+10.166TP+0.106 NDF(R2=0.996,P=0.004),AMEn=10.336+9.740TP-0.121CP(R2=0.983,P=0.017); 25~27 d時分別為AME=10.436+5.974NaCl+0.131EE+0.019NDF(R2=0.999,P=0.002), AMEn=15.284-0.312CP+0.258EE-0.081NDF(R2=0.998,P=0.014)。