不同磷源和水平對69～78周齡蛋雞產(chǎn)蛋性能和骨代謝的影響

任躍昌 鄧夕民 陳正平 單忠芳 劉亞萍 馬璐璐 張鵬飛 萬波揚 楊維仁*

(1.山東農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，山東省動物生物工程與疾病防治重點實驗室，泰安 271018；2.濰坊利民飼料有限公司，濰坊 261000；3.青島市嶗山區(qū)沙子口街道農(nóng)業(yè)農(nóng)村中心，青島 266000；4.濟南斯帕法斯家禽有限公司，濟南 250000)

磷是機體新陳代謝必需的礦物元素之一，是動物體內(nèi)除鈣以外含量最多的礦物元素[1]，廣泛參與體內(nèi)的新陳代謝，是構(gòu)建全價營養(yǎng)體系的重要依據(jù)[1]。研究表明，磷缺乏會對動物生產(chǎn)性能、骨骼健康等方面造成負面影響，嚴重時直接導(dǎo)致死亡，而磷過量則會影響腸道中鈣的吸收，出現(xiàn)骨折、跛行[2-6]。因此，必須在飼糧中加入適宜水平的磷，才能保證動物正常的生長發(fā)育。近年來，由于磷資源不斷減少以及過量添加造成大量糞磷排泄，尋找新型高效低污染的磷源同時準確評定磷的需要量，成為動物營養(yǎng)研究的熱點。隨著蛋雞育種和營養(yǎng)工作的推進，蛋雞的磷需要量不斷下降，NRC推薦的蛋雞磷需要量從1960年每天每只雞429 mg，降為1984年的350 mg，1994年又修改為250 mg[7]。飼料磷酸鹽產(chǎn)品種類豐富，目前磷酸氫鈣(DCP)是國內(nèi)使用最多的無機磷源，但DCP難溶于水，有效吸收率低于60%，其余則隨糞尿排泄，造成生態(tài)環(huán)境污染。磷酸一二鈣(MDCP)是DCP和磷酸二氫鈣(MCP)的共晶結(jié)合物，水溶磷含量高達17.5%，吸收率>70%，同時MDCP呈酸性，系酸力低，適口性好[8]。因此，與DCP相比，MDCP在提高采食量、維護腸道健康以及減緩應(yīng)激等方面更具優(yōu)勢，是家禽更好的磷源[9]。鑒于此，本試驗在基于國內(nèi)外對蛋雞磷元素需求研究的基礎(chǔ)上，探究如何通過利用新型MDCP利用率高和植酸酶能夠大量釋放植酸磷的特點，降低飼糧磷水平以適應(yīng)蛋雞生理特點和營養(yǎng)需求，最終降低飼糧成本，節(jié)約寶貴的磷資源。

1 材料與方法

1.1 試驗設(shè)計

選取69周齡產(chǎn)蛋高峰后海蘭褐商品蛋雞2 475只，隨機分為11個組，每組5個重復(fù)，每個重復(fù)45只雞。對照組為玉米-豆粕型基礎(chǔ)飼糧(不額外添加任何磷源)，試驗組分別以DCP[設(shè)置非植酸磷(NPP)添加水平分別為0.10%、0.15%、0.20%、0.25%和0.30%)和MDCP(設(shè)置NPP添加水平分別為0.07%、0.11%、0.15%、0.18%和0.22%)作為外源磷源；飼糧中均添加1 470 FTU/kg的植酸酶。根據(jù)NY/T 33—2004蛋雞產(chǎn)蛋高峰后(產(chǎn)蛋率<85%)營養(yǎng)需求配制飼糧，基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。通過改變DCP和MDCP調(diào)整NPP添加水平，DCP、MDCP及植酸酶通過逐級預(yù)混合加入飼糧中，每噸預(yù)混料添加植酸酶0.98 kg，并通過調(diào)整石粉保證鈣水平不變，其他營養(yǎng)水平不變。雞群自由采食，雞舍溫度控制在25 ℃，每天保證16 h光照。試驗預(yù)試期1周，正試期8周。

表1 基礎(chǔ)飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))

1.2 試驗材料

飼料級DCP購自云南某集團，其中鈣含量為21.38%，總磷含量為16.68%；飼料級MDCP購自云南某集團，其中鈣含量為15.58%，總磷含量為21.19%；鈣和磷含量均為實測值。植酸酶制劑購自寧夏某集團，其中植酸酶活性為50 000 FTU/g。

1.3 指標檢測

1.3.1 生產(chǎn)性能

試驗期間每天觀察蛋雞的健康狀況，準確記錄產(chǎn)蛋情況，計算蛋雞的平均產(chǎn)蛋率、平均蛋重、平均日采食量、料蛋比和破畸蛋率。

平均產(chǎn)蛋率(%)=(統(tǒng)計期內(nèi)產(chǎn)蛋枚數(shù)/統(tǒng)計期內(nèi)蛋雞數(shù))×100；平均蛋重(g)=統(tǒng)計期內(nèi)雞蛋總重/統(tǒng)計期內(nèi)雞蛋總數(shù)；平均日采食量(g)=統(tǒng)計期內(nèi)耗料量/(統(tǒng)計期內(nèi)蛋雞數(shù)×統(tǒng)計期天數(shù))；料蛋比=統(tǒng)計期內(nèi)耗料總重/統(tǒng)計期內(nèi)蛋總重；破畸蛋率(%)=(每個重復(fù)的破蛋數(shù)/每個重復(fù)的產(chǎn)蛋數(shù))×100。

1.3.2 蛋品質(zhì)

試驗結(jié)束，每個組收集50枚蛋(每個重復(fù)10枚)。通過日立Robotmation EMT-5200多功能蛋品質(zhì)測試分析儀測定蛋重、哈氏單位、蛋白高度和蛋黃顏色。用游標卡尺測定并計算蛋形指數(shù)和蛋殼厚度。分離蛋黃，并用吸水紙擦干蛋殼，分別稱重并記錄。

1.3.3 骨代謝調(diào)節(jié)激素

試驗結(jié)束，每個組選取10只健康、體重相近的試驗雞(每個重復(fù)2只雞)，空腹進行翅靜脈采血10 mL，離心，收集血清分裝于離心管中，-20 ℃保存。采用酶聯(lián)免疫法測定血清中甲狀旁腺素(PTH)、降鈣素(CT)和1,25-二羥基維生素D3[1,25-(OH)2-VD3]含量，試劑盒均購自江蘇酶免實業(yè)有限公司，酶標儀為Labsystems Multiskan MS-352型。

1.3.4 骨合成生化指標

骨合成生化指標包括骨堿性磷酸酶(BAP)活性及護骨素(OPG)和骨鈣蛋白(BGP)含量，方法同1.3.3。

1.3.5 骨吸收生化指標

骨吸收生化指標包括抗酒石酸酸性磷酸酶(TRACP)活性及Ⅰ型膠原C端肽(CTX-Ⅰ)和骨橋蛋白(OPN)含量，方法同1.3.3。

1.4 數(shù)據(jù)處理

使用SAS 9.2軟件對數(shù)據(jù)進行方差分析，樣本平均值采用Duncan氏法進行多重比較，P<0.05表示差異顯著。

2 結(jié) 果

2.1 不同磷源和水平對69～78周齡蛋雞生產(chǎn)性能的影響

由表2可知，從全期來看，蛋雞在69～78周齡時，不同磷源和水平對蛋雞的平均產(chǎn)蛋率、平均蛋重、料蛋比和破畸蛋率均沒有造成顯著影響(P>0.05)。但是飼糧中0.20%、0.25%和0.30% NPP添加水平的DCP組以及0.07%～0.22% NPP添加水平的MDCP組的平均日采食量顯著高于對照組以及0.10%、0.15% NPP添加水平的DCP組(P<0.05)。

表2 不同磷源和水平對69～78周齡蛋雞生產(chǎn)性能的影響

2.2 不同磷源和水平對69～78周齡蛋雞蛋品質(zhì)的影響

由表3可知，不同磷源和水平對69～78周齡蛋雞的蛋形指數(shù)、蛋殼強度、蛋殼厚度、蛋白高度、哈氏單位、蛋殼比和蛋黃比等蛋品質(zhì)指標均無顯著影響(P>0.05)。但與對照組和DCP組相比，MDCP組蛋黃顏色等級顯著提高(P<0.05)，其中0.18% NPP添加水平的MDCP組蛋黃顏色等級處于最高。

表3 不同磷源和水平對69～78周齡蛋雞蛋品質(zhì)的影響

2.3 不同磷源和水平對69～78周齡蛋雞骨代謝調(diào)節(jié)激素的影響

由表4可知，磷水平顯著影響69～78周齡蛋雞血清PTH含量(P<0.05)，對照組血清PTH含量處于最高，達到了493.27 ng/L，其中0.15%、0.25%和0.30% NPP添加水平的DCP組以及0.11% NPP添加水平的MDCP組血清PTH含量顯著低于對照組(P<0.05)。不同磷源和水平對蛋雞血清CT和1,25-(OH)2-VD3含量無顯著影響(P>0.05)。

表4 不同磷源和水平對69～78周齡蛋雞骨代謝調(diào)節(jié)激素的影響

2.4 不同磷源和水平對69～78周齡蛋雞骨合成生化指標的影響

由表5可知，對照組69～78周齡蛋雞血清OPG含量處于最高，且0.15%～0.30% NPP添加水平的DCP組和0.11%、0.15%和0.18% NPP添加水平的MDCP組血清OPG含量顯著低于對照組(P<0.05)。不同磷源和水平對蛋雞血清BGP含量和BAP活性無顯著影響(P>0.05)。

表5 不同磷源和水平對69～78周齡蛋雞骨合成生化指標的影響

2.5 不同磷源和水平對69～78周齡蛋雞骨吸收生化指標的影響

由表6可知，與對照組相比，0.15%～0.30% NPP添加水平的DCP組和0.11%～0.22% NPP添加水平的MDCP組69～78周齡蛋雞血清TRACP活性顯著降低(P<0.05)，對照組蛋雞血清中的TRACP活性和CTX-Ⅰ含量均處于最高，且DCP組和MDCP血清CTX-Ⅰ含量均顯著低于對照組(P<0.05)。不同磷源和水平對蛋雞血清OPN含量無顯著影響(P>0.05)。

3 討 論

3.1 不同磷源和水平對69～78周齡蛋雞生產(chǎn)性能的影響

磷是動物機體必需的礦物元素，廣泛參與機體內(nèi)幾乎全部的代謝活動[10]。飼糧磷水平對養(yǎng)殖經(jīng)濟效益起著至關(guān)重要的作用，磷供應(yīng)不足會對蛋雞生產(chǎn)性能和健康狀況產(chǎn)生不利影響，但如果過量添加會使大量未被消化的磷排出體外，導(dǎo)致土壤磷含量超標以及磷資源大量浪費，因此選擇生物效價較高的磷源并搭配植酸酶，以降低飼糧無機磷用量，這對節(jié)約養(yǎng)殖成本、減少環(huán)境污染具有重要的意義[11]。Nie等[12]研究發(fā)現(xiàn)，飼喂0.30% NPP水平組的蛋雞平均蛋重以及日產(chǎn)蛋量顯著高于飼喂0.20% NPP水平組蛋的雞。譚占坤[3]分別以DCP和MDCP作為25～49周齡羅曼粉殼蛋雞飼糧磷源，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，MDCP顯著提高46～49周齡蛋雞的平均日采食量，不添加任何磷源的玉米-豆粕基礎(chǔ)飼糧組(NPP水平為0.12%)蛋雞的產(chǎn)蛋率、產(chǎn)蛋量和平均蛋重顯著低于0.05%～0.30% NPP添加水平組，最適宜NPP添加水平為0.10%(飼糧NPP水平為0.22%)。而Jing等[13]研究結(jié)果顯示，飼喂19～31周齡的白殼蛋雞不同磷水平的飼糧，產(chǎn)蛋量、蛋重和飼料轉(zhuǎn)化效率均無顯著差異，飼糧NPP水平為0.15%時即可滿足產(chǎn)蛋雞需要。Nie等[12]研究發(fā)現(xiàn)，28周齡的粉殼蛋雞飼糧NPP水平為0.30%即可達到最佳的產(chǎn)蛋性能。耿愛蓮等[14]指出飼糧NPP水平為0.29%時即可保證蛋雞的產(chǎn)蛋需要。劉景等[10]在肉雞養(yǎng)殖后期分別以DCP和MDCP作為磷源，當MDCP的NPP水平為DCP的NPP水平的60%時，其末重、平均日增重?zé)o顯著差異。程曦[15]以MDCP作為磷源，分別添加0、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%和0.30%的NPP(飼糧NPP水平分別為0.12%、0.17%、0.22%、0.27%、0.32%、0.37%和0.42%)，并搭配2 000 FTU/kg的植酸酶，結(jié)果表明不同的NPP水平飼糧對25～40周齡海蘭褐蛋雞的生產(chǎn)性能與蛋品質(zhì)的影響無顯著差異。本試驗結(jié)果表明，玉米-豆粕型基礎(chǔ)飼糧添加1 470 FTU/kg植酸酶，不同磷源和水平對69～78周齡海藍褐蛋雞的平均產(chǎn)蛋率、平均蛋重、料蛋比和破軟畸率的影響均無顯著的差異，原因可能是植酸酶可以大量釋放原料中植酸磷，促進了機體對磷的吸收利用，飼糧0.19%～0.30%的NPP水平能夠滿足69～78周齡海藍褐蛋雞產(chǎn)蛋需求。試驗同時發(fā)現(xiàn)，以MDCP作為磷源提高采食量效果更明顯，這與譚占坤[3]的試驗結(jié)果類似，其中0.18% NPP添加水平(飼糧NPP水平為0.30%)的平均采食量最高，原因是由于MDCP為MCP與DCP的絡(luò)合產(chǎn)物，pH呈弱酸性，有利于刺激食欲。

3.2 不同磷源和水平對69～78周齡蛋雞蛋品質(zhì)的影響

蛋殼厚度和蛋殼強度對于雞蛋的貯存運輸有重要影響，是衡量蛋品質(zhì)的重要指標[16]。蛋殼磷含量不到1%，但對于防止蛋殼的破損起到重要作用。孫飛[17]研究表明，羅曼蛋雞飼糧0.35% NPP水平組的蛋殼強度和蛋殼厚度高于0.25%和0.30% NPP水平組，而蛋殼比無顯著差異。聶偉[18]在研究農(nóng)大3號蛋雞產(chǎn)蛋高峰后飼糧磷水平需要量的過程中發(fā)現(xiàn)，隨著飼糧NPP水平的提高，57周齡蛋雞蛋殼強度呈線性增加。但也有研究發(fā)現(xiàn)飼糧磷水平對蛋殼質(zhì)量無顯著影響，Panda等[19]和Keshavarz等[20]研究表明，蛋雞飼糧NPP水平在0.15%～0.30%時，殼重比、蛋殼厚度和蛋殼強度均無顯著差異。孫文強[21]通過在26～40周齡海蘭褐蛋雞飼糧中分別添加0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%和0.30%等6個NPP水平(飼糧NPP水平分別為0.12%、0.17%、0.22%、0.27%、0.32%、0.37%和0.42%)的DCP，并搭配2 000 FTU/kg植酸酶，結(jié)果發(fā)現(xiàn)蛋品質(zhì)指標無顯著變化，與對照組(不額外添加任何磷源)也無顯著差異。本試驗結(jié)果表明，飼糧添加1 470 FTU/kg植酸酶的情況下，不同NPP水平的DCP和MDCP對69～78周齡蛋雞的蛋殼厚度、蛋殼強度和蛋殼比例等蛋品質(zhì)指標均無顯著差異。蛋黃顏色是評價雞蛋品質(zhì)的重要感官指標，消費者更傾向于蛋黃顏色深的雞蛋。本試驗發(fā)現(xiàn)，飼糧以MDCP作為磷源，能夠顯著提高蛋黃顏色等級，且0.18% NPP添加水平的MDCP組(飼糧NPP水平為0.30%)的蛋黃顏色等級最高。原因可能是由于呈酸性的MDCP被吸收后，能夠調(diào)節(jié)胃腸pH，促進了類胡蘿卜素的吸收以及在蛋黃中的沉積。目前關(guān)于MDCP對蛋黃顏色的影響相關(guān)報道較少，有待進行深入的研究。

3.3 不同磷源和水平對69～78周齡蛋雞骨代謝的影響

動物機體對骨骼鈣磷代謝有完善的調(diào)控機制，主要通過PTH、CT和1,25-(OH)2-VD3通過反饋機制進行調(diào)節(jié)[22]。PTH是由甲狀旁腺分泌的一種調(diào)控血液和骨骼鈣磷含量的激素，通過間接活化破骨細胞而發(fā)揮其對骨吸收的間接調(diào)控作用。CT能降低血鈣濃度，抑制破骨細胞生長。1,25-(OH)2-VD3促進成骨細胞對鈣的轉(zhuǎn)運，加快骨的代謝和更新。研究表明，25～36周齡蛋雞基礎(chǔ)飼糧未添加任何無機磷(NPP水平為0.12%)顯著提高了血清中PTH、CT和1,25-(OH)2-VD3的含量[3]。章世元等[23]飼喂老齡籠養(yǎng)羅曼蛋雞0.15%、0.25%和0.35%這3個NPP水平的飼糧，血清PTH和CT含量均無顯著差異。本次研究結(jié)果表明，對照組(不額外添加磷源，NPP水平為0.12%)蛋雞血清PTH含量最高，0.15%、0.25%和0.30% NPP添加水平的DCP組(飼糧NPP水平分別為0.27%、0.37%和0.42%)血清PTH含量顯著低于對照組，血清CT含量無顯著變化。原因可能是由于低磷引起蛋雞對鈣吸收減少，刺激蛋雞分泌PTH促進骨吸收，刺激鈣從骨組織中釋放。而隨著蛋雞日齡的增加，體內(nèi)鈣、磷儲備減少，即使PTH升高，也難將血清鈣和磷含量提高到高峰期水平，因此血清CT含量不再升高。

BAP是成骨細胞的一種細胞外酶，與骨基質(zhì)礦化密切相關(guān)，血清BAP活性與成骨細胞活性呈線性關(guān)系，被認為是最精確的骨形成標志物之一[24]。BGP主要由成熟成骨細胞以及增生軟骨細胞合成[25]，血清BGP含量直接反映骨質(zhì)疏松患者成骨細胞活性和骨形成情況[26]。OPG主要通過OPG/核因子-κB受體活化因子(RANK)/RANK配體(RANKL)系統(tǒng)調(diào)節(jié)骨代謝；OPG可提高骨密度，抑制破骨細胞f-肌動蛋白環(huán)形成，誘導(dǎo)破骨細胞凋亡[27]。研究發(fā)現(xiàn)，OPG基因敲除大鼠骨質(zhì)疏松癥發(fā)病率增加[28]。郭文文[29]研究表明，妊娠后期母豬飼糧添加植酸酶，磷水平顯著影響骨合成指標BAP、OPG和BGP，且隨著飼糧磷水平的降低呈線性和二次升高。本試驗結(jié)果發(fā)現(xiàn)，低磷水平組的血清OPG含量顯著增加，0.30% NPP添加水平的DCP組(飼糧NPP水平為0.42%)血清OPG含量處于最低。原因可能是由于較低飼糧磷攝入量引起骨鹽沉積不足，機體代償性骨吸收，刺激成骨細胞及骨髓基質(zhì)細胞分泌表達OPG，直接抑制OPG/RANKL/RANK信號傳導(dǎo)通路中RANKL/RANK結(jié)合，促進成熟破骨細胞凋亡，從而抑制骨溶解。

TRACP是酸性磷酸酶6種同工酶中的一種，是具有高敏感度的骨吸收指標，TRACP活性升高見于畸形性骨炎、高轉(zhuǎn)換型骨質(zhì)疏松等病例[30]。CTX-Ⅰ含量反映破骨細胞骨吸收活性，升高程度與破骨細胞活性增高程度一致。OPN由溶骨細胞和骨細胞分泌，能抑制骨礦晶體的生成和增殖。王德海[31]研究發(fā)現(xiàn)，隨著斷奶仔豬飼糧磷水平的降低，血清TRACP活性及CTX-Ⅰ和OPN含量都呈線性和二次升高。本試驗結(jié)果表明，磷水平對骨吸收生化指標——血清TRACP活性和CTX-Ⅰ含量造成了顯著影響，低磷水平顯著提高了血清TRACP活性和CTX-Ⅰ含量，這可能是由于腸道吸收的磷隨飼糧磷水平的降低而降低，機體通過PTH調(diào)節(jié)破骨細胞活性，促進骨吸收，動員骨鈣、磷入血來維持機體鈣、磷的穩(wěn)態(tài)[32]，對照組(不額外添加任何磷源)血清TRACP活性和CTX-Ⅰ含量均處于最高，說明植酸酶雖然能夠釋放部分植酸磷，但飼糧0.12% NPP水平仍然不能滿足骨代謝的磷需求，關(guān)于畜牧養(yǎng)殖動物骨代謝指標的相關(guān)研究報道較少，其作用機理有待進一步研究。

4 結(jié) 論

① 在飼糧添加1 470 FTU/kg植酸酶的前提下，低磷水平不會對69～78周齡蛋雞的產(chǎn)蛋率和料蛋比造成負面影響，但以MDCP作為磷源可提高蛋黃顏色等級。

② 降低飼糧磷水平，蛋雞骨吸收生化指標升高，同時骨合成生化指標代償性升高。

③ 綜合考慮生產(chǎn)性能、無機磷用量以及骨代謝健康等指標，69～78周齡蛋雞飼糧中，MDCP作為無機磷源時適宜的NPP添加水平為0.11%(飼糧NPP水平為0.23%)；DCP作為無機磷源時適宜的NPP添加水平為0.15%(飼糧NPP水平為0.27%)，MDCP更適合作為磷源。