不同磷源和水平对69～78周龄蛋鸡产蛋性能和骨代谢的影响

2022-07-11任跃昌邓夕民陈正平单忠芳刘亚萍马璐璐张鹏飞万波扬杨维仁

动物营养学报 2022年6期

任跃昌邓夕民陈正平单忠芳刘亚萍马璐璐张鹏飞万波扬杨维仁*

(1.山东农业大学动物科技学院，山东省动物生物工程与疾病防治重点实验室，泰安 271018；2.潍坊利民饲料有限公司，潍坊 261000；3.青岛市崂山区沙子口街道农业农村中心，青岛 266000；4.济南斯帕法斯家禽有限公司，济南 250000)

磷是机体新陈代谢必需的矿物元素之一，是动物体内除钙以外含量最多的矿物元素[1]，广泛参与体内的新陈代谢，是构建全价营养体系的重要依据[1]。研究表明，磷缺乏会对动物生产性能、骨骼健康等方面造成负面影响，严重时直接导致死亡，而磷过量则会影响肠道中钙的吸收，出现骨折、跛行[2-6]。因此，必须在饲粮中加入适宜水平的磷，才能保证动物正常的生长发育。近年来，由于磷资源不断减少以及过量添加造成大量粪磷排泄，寻找新型高效低污染的磷源同时准确评定磷的需要量，成为动物营养研究的热点。随着蛋鸡育种和营养工作的推进，蛋鸡的磷需要量不断下降，NRC推荐的蛋鸡磷需要量从1960年每天每只鸡429 mg，降为1984年的350 mg，1994年又修改为250 mg[7]。饲料磷酸盐产品种类丰富，目前磷酸氢钙(DCP)是国内使用最多的无机磷源，但DCP难溶于水，有效吸收率低于60%，其余则随粪尿排泄，造成生态环境污染。磷酸一二钙(MDCP)是DCP和磷酸二氢钙(MCP)的共晶结合物，水溶磷含量高达17.5%，吸收率>70%，同时MDCP呈酸性，系酸力低，适口性好[8]。因此，与DCP相比，MDCP在提高采食量、维护肠道健康以及减缓应激等方面更具优势，是家禽更好的磷源[9]。鉴于此，本试验在基于国内外对蛋鸡磷元素需求研究的基础上，探究如何通过利用新型MDCP利用率高和植酸酶能够大量释放植酸磷的特点，降低饲粮磷水平以适应蛋鸡生理特点和营养需求，最终降低饲粮成本，节约宝贵的磷资源。

1 材料与方法

1.1 试验设计

选取69周龄产蛋高峰后海兰褐商品蛋鸡2 475只，随机分为11个组，每组5个重复，每个重复45只鸡。对照组为玉米-豆粕型基础饲粮(不额外添加任何磷源)，试验组分别以DCP[设置非植酸磷(NPP)添加水平分别为0.10%、0.15%、0.20%、0.25%和0.30%)和MDCP(设置NPP添加水平分别为0.07%、0.11%、0.15%、0.18%和0.22%)作为外源磷源；饲粮中均添加1 470 FTU/kg的植酸酶。根据NY/T 33—2004蛋鸡产蛋高峰后(产蛋率<85%)营养需求配制饲粮，基础饲粮组成及营养水平见表1。通过改变DCP和MDCP调整NPP添加水平，DCP、MDCP及植酸酶通过逐级预混合加入饲粮中，每吨预混料添加植酸酶0.98 kg，并通过调整石粉保证钙水平不变，其他营养水平不变。鸡群自由采食，鸡舍温度控制在25 ℃，每天保证16 h光照。试验预试期1周，正试期8周。

表1 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)

1.2 试验材料

饲料级DCP购自云南某集团，其中钙含量为21.38%，总磷含量为16.68%；饲料级MDCP购自云南某集团，其中钙含量为15.58%，总磷含量为21.19%；钙和磷含量均为实测值。植酸酶制剂购自宁夏某集团，其中植酸酶活性为50 000 FTU/g。

1.3 指标检测

1.3.1 生产性能

试验期间每天观察蛋鸡的健康状况，准确记录产蛋情况，计算蛋鸡的平均产蛋率、平均蛋重、平均日采食量、料蛋比和破畸蛋率。

平均产蛋率(%)=(统计期内产蛋枚数/统计期内蛋鸡数)×100；平均蛋重(g)=统计期内鸡蛋总重/统计期内鸡蛋总数；平均日采食量(g)=统计期内耗料量/(统计期内蛋鸡数×统计期天数)；料蛋比=统计期内耗料总重/统计期内蛋总重；破畸蛋率(%)=(每个重复的破蛋数/每个重复的产蛋数)×100。

1.3.2 蛋品质

试验结束，每个组收集50枚蛋(每个重复10枚)。通过日立Robotmation EMT-5200多功能蛋品质测试分析仪测定蛋重、哈氏单位、蛋白高度和蛋黄颜色。用游标卡尺测定并计算蛋形指数和蛋壳厚度。分离蛋黄，并用吸水纸擦干蛋壳，分别称重并记录。

1.3.3 骨代谢调节激素

试验结束，每个组选取10只健康、体重相近的试验鸡(每个重复2只鸡)，空腹进行翅静脉采血10 mL，离心，收集血清分装于离心管中，-20 ℃保存。采用酶联免疫法测定血清中甲状旁腺素(PTH)、降钙素(CT)和1,25-二羟基维生素D3[1,25-(OH)2-VD3]含量，试剂盒均购自江苏酶免实业有限公司，酶标仪为Labsystems Multiskan MS-352型。

1.3.4 骨合成生化指标

骨合成生化指标包括骨碱性磷酸酶(BAP)活性及护骨素(OPG)和骨钙蛋白(BGP)含量，方法同1.3.3。

1.3.5 骨吸收生化指标

骨吸收生化指标包括抗酒石酸酸性磷酸酶(TRACP)活性及Ⅰ型胶原C端肽(CTX-Ⅰ)和骨桥蛋白(OPN)含量，方法同1.3.3。

1.4 数据处理

使用SAS 9.2软件对数据进行方差分析，样本平均值采用Duncan氏法进行多重比较，P<0.05表示差异显著。

2 结果

2.1 不同磷源和水平对69～78周龄蛋鸡生产性能的影响

由表2可知，从全期来看，蛋鸡在69～78周龄时，不同磷源和水平对蛋鸡的平均产蛋率、平均蛋重、料蛋比和破畸蛋率均没有造成显著影响(P>0.05)。但是饲粮中0.20%、0.25%和0.30% NPP添加水平的DCP组以及0.07%～0.22% NPP添加水平的MDCP组的平均日采食量显著高于对照组以及0.10%、0.15% NPP添加水平的DCP组(P<0.05)。

表2 不同磷源和水平对69～78周龄蛋鸡生产性能的影响

2.2 不同磷源和水平对69～78周龄蛋鸡蛋品质的影响

由表3可知，不同磷源和水平对69～78周龄蛋鸡的蛋形指数、蛋壳强度、蛋壳厚度、蛋白高度、哈氏单位、蛋壳比和蛋黄比等蛋品质指标均无显著影响(P>0.05)。但与对照组和DCP组相比，MDCP组蛋黄颜色等级显著提高(P<0.05)，其中0.18% NPP添加水平的MDCP组蛋黄颜色等级处于最高。

表3 不同磷源和水平对69～78周龄蛋鸡蛋品质的影响

2.3 不同磷源和水平对69～78周龄蛋鸡骨代谢调节激素的影响

由表4可知，磷水平显著影响69～78周龄蛋鸡血清PTH含量(P<0.05)，对照组血清PTH含量处于最高，达到了493.27 ng/L，其中0.15%、0.25%和0.30% NPP添加水平的DCP组以及0.11% NPP添加水平的MDCP组血清PTH含量显著低于对照组(P<0.05)。不同磷源和水平对蛋鸡血清CT和1,25-(OH)2-VD3含量无显著影响(P>0.05)。

表4 不同磷源和水平对69～78周龄蛋鸡骨代谢调节激素的影响

2.4 不同磷源和水平对69～78周龄蛋鸡骨合成生化指标的影响

由表5可知，对照组69～78周龄蛋鸡血清OPG含量处于最高，且0.15%～0.30% NPP添加水平的DCP组和0.11%、0.15%和0.18% NPP添加水平的MDCP组血清OPG含量显著低于对照组(P<0.05)。不同磷源和水平对蛋鸡血清BGP含量和BAP活性无显著影响(P>0.05)。

表5 不同磷源和水平对69～78周龄蛋鸡骨合成生化指标的影响

2.5 不同磷源和水平对69～78周龄蛋鸡骨吸收生化指标的影响

由表6可知，与对照组相比，0.15%～0.30% NPP添加水平的DCP组和0.11%～0.22% NPP添加水平的MDCP组69～78周龄蛋鸡血清TRACP活性显著降低(P<0.05)，对照组蛋鸡血清中的TRACP活性和CTX-Ⅰ含量均处于最高，且DCP组和MDCP血清CTX-Ⅰ含量均显著低于对照组(P<0.05)。不同磷源和水平对蛋鸡血清OPN含量无显著影响(P>0.05)。

3 讨论

3.1 不同磷源和水平对69～78周龄蛋鸡生产性能的影响

磷是动物机体必需的矿物元素，广泛参与机体内几乎全部的代谢活动[10]。饲粮磷水平对养殖经济效益起着至关重要的作用，磷供应不足会对蛋鸡生产性能和健康状况产生不利影响，但如果过量添加会使大量未被消化的磷排出体外，导致土壤磷含量超标以及磷资源大量浪费，因此选择生物效价较高的磷源并搭配植酸酶，以降低饲粮无机磷用量，这对节约养殖成本、减少环境污染具有重要的意义[11]。Nie等[12]研究发现，饲喂0.30% NPP水平组的蛋鸡平均蛋重以及日产蛋量显著高于饲喂0.20% NPP水平组蛋的鸡。谭占坤[3]分别以DCP和MDCP作为25～49周龄罗曼粉壳蛋鸡饲粮磷源，结果发现，MDCP显著提高46～49周龄蛋鸡的平均日采食量，不添加任何磷源的玉米-豆粕基础饲粮组(NPP水平为0.12%)蛋鸡的产蛋率、产蛋量和平均蛋重显著低于0.05%～0.30% NPP添加水平组，最适宜NPP添加水平为0.10%(饲粮NPP水平为0.22%)。而Jing等[13]研究结果显示，饲喂19～31周龄的白壳蛋鸡不同磷水平的饲粮，产蛋量、蛋重和饲料转化效率均无显著差异，饲粮NPP水平为0.15%时即可满足产蛋鸡需要。Nie等[12]研究发现，28周龄的粉壳蛋鸡饲粮NPP水平为0.30%即可达到最佳的产蛋性能。耿爱莲等[14]指出饲粮NPP水平为0.29%时即可保证蛋鸡的产蛋需要。刘景等[10]在肉鸡养殖后期分别以DCP和MDCP作为磷源，当MDCP的NPP水平为DCP的NPP水平的60%时，其末重、平均日增重无显著差异。程曦[15]以MDCP作为磷源，分别添加0、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%和0.30%的NPP(饲粮NPP水平分别为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，结果表明不同的NPP水平饲粮对25～40周龄海兰褐蛋鸡的生产性能与蛋品质的影响无显著差异。本试验结果表明，玉米-豆粕型基础饲粮添加1 470 FTU/kg植酸酶，不同磷源和水平对69～78周龄海蓝褐蛋鸡的平均产蛋率、平均蛋重、料蛋比和破软畸率的影响均无显著的差异，原因可能是植酸酶可以大量释放原料中植酸磷，促进了机体对磷的吸收利用，饲粮0.19%～0.30%的NPP水平能够满足69～78周龄海蓝褐蛋鸡产蛋需求。试验同时发现，以MDCP作为磷源提高采食量效果更明显，这与谭占坤[3]的试验结果类似，其中0.18% NPP添加水平(饲粮NPP水平为0.30%)的平均采食量最高，原因是由于MDCP为MCP与DCP的络合产物，pH呈弱酸性，有利于刺激食欲。

3.2 不同磷源和水平对69～78周龄蛋鸡蛋品质的影响

蛋壳厚度和蛋壳强度对于鸡蛋的贮存运输有重要影响，是衡量蛋品质的重要指标[16]。蛋壳磷含量不到1%，但对于防止蛋壳的破损起到重要作用。孙飞[17]研究表明，罗曼蛋鸡饲粮0.35% NPP水平组的蛋壳强度和蛋壳厚度高于0.25%和0.30% NPP水平组，而蛋壳比无显著差异。聂伟[18]在研究农大3号蛋鸡产蛋高峰后饲粮磷水平需要量的过程中发现，随着饲粮NPP水平的提高，57周龄蛋鸡蛋壳强度呈线性增加。但也有研究发现饲粮磷水平对蛋壳质量无显著影响，Panda等[19]和Keshavarz等[20]研究表明，蛋鸡饲粮NPP水平在0.15%～0.30%时，壳重比、蛋壳厚度和蛋壳强度均无显著差异。孙文强[21]通过在26～40周龄海兰褐蛋鸡饲粮中分别添加0.05%、0.10%、0.15%、0.20%、0.25%和0.30%等6个NPP水平(饲粮NPP水平分别为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，结果发现蛋品质指标无显著变化，与对照组(不额外添加任何磷源)也无显著差异。本试验结果表明，饲粮添加1 470 FTU/kg植酸酶的情况下，不同NPP水平的DCP和MDCP对69～78周龄蛋鸡的蛋壳厚度、蛋壳强度和蛋壳比例等蛋品质指标均无显著差异。蛋黄颜色是评价鸡蛋品质的重要感官指标，消费者更倾向于蛋黄颜色深的鸡蛋。本试验发现，饲粮以MDCP作为磷源，能够显著提高蛋黄颜色等级，且0.18% NPP添加水平的MDCP组(饲粮NPP水平为0.30%)的蛋黄颜色等级最高。原因可能是由于呈酸性的MDCP被吸收后，能够调节胃肠pH，促进了类胡萝卜素的吸收以及在蛋黄中的沉积。目前关于MDCP对蛋黄颜色的影响相关报道较少，有待进行深入的研究。

3.3 不同磷源和水平对69～78周龄蛋鸡骨代谢的影响

动物机体对骨骼钙磷代谢有完善的调控机制，主要通过PTH、CT和1,25-(OH)2-VD3通过反馈机制进行调节[22]。PTH是由甲状旁腺分泌的一种调控血液和骨骼钙磷含量的激素，通过间接活化破骨细胞而发挥其对骨吸收的间接调控作用。CT能降低血钙浓度，抑制破骨细胞生长。1,25-(OH)2-VD3促进成骨细胞对钙的转运，加快骨的代谢和更新。研究表明，25～36周龄蛋鸡基础饲粮未添加任何无机磷(NPP水平为0.12%)显著提高了血清中PTH、CT和1,25-(OH)2-VD3的含量[3]。章世元等[23]饲喂老龄笼养罗曼蛋鸡0.15%、0.25%和0.35%这3个NPP水平的饲粮，血清PTH和CT含量均无显著差异。本次研究结果表明，对照组(不额外添加磷源，NPP水平为0.12%)蛋鸡血清PTH含量最高，0.15%、0.25%和0.30% NPP添加水平的DCP组(饲粮NPP水平分别为0.27%、0.37%和0.42%)血清PTH含量显著低于对照组，血清CT含量无显著变化。原因可能是由于低磷引起蛋鸡对钙吸收减少，刺激蛋鸡分泌PTH促进骨吸收，刺激钙从骨组织中释放。而随着蛋鸡日龄的增加，体内钙、磷储备减少，即使PTH升高，也难将血清钙和磷含量提高到高峰期水平，因此血清CT含量不再升高。

BAP是成骨细胞的一种细胞外酶，与骨基质矿化密切相关，血清BAP活性与成骨细胞活性呈线性关系，被认为是最精确的骨形成标志物之一[24]。BGP主要由成熟成骨细胞以及增生软骨细胞合成[25]，血清BGP含量直接反映骨质疏松患者成骨细胞活性和骨形成情况[26]。OPG主要通过OPG/核因子-κB受体活化因子(RANK)/RANK配体(RANKL)系统调节骨代谢；OPG可提高骨密度，抑制破骨细胞f-肌动蛋白环形成，诱导破骨细胞凋亡[27]。研究发现，OPG基因敲除大鼠骨质疏松症发病率增加[28]。郭文文[29]研究表明，妊娠后期母猪饲粮添加植酸酶，磷水平显著影响骨合成指标BAP、OPG和BGP，且随着饲粮磷水平的降低呈线性和二次升高。本试验结果发现，低磷水平组的血清OPG含量显著增加，0.30% NPP添加水平的DCP组(饲粮NPP水平为0.42%)血清OPG含量处于最低。原因可能是由于较低饲粮磷摄入量引起骨盐沉积不足，机体代偿性骨吸收，刺激成骨细胞及骨髓基质细胞分泌表达OPG，直接抑制OPG/RANKL/RANK信号传导通路中RANKL/RANK结合，促进成熟破骨细胞凋亡，从而抑制骨溶解。

TRACP是酸性磷酸酶6种同工酶中的一种，是具有高敏感度的骨吸收指标，TRACP活性升高见于畸形性骨炎、高转换型骨质疏松等病例[30]。CTX-Ⅰ含量反映破骨细胞骨吸收活性，升高程度与破骨细胞活性增高程度一致。OPN由溶骨细胞和骨细胞分泌，能抑制骨矿晶体的生成和增殖。王德海[31]研究发现，随着断奶仔猪饲粮磷水平的降低，血清TRACP活性及CTX-Ⅰ和OPN含量都呈线性和二次升高。本试验结果表明，磷水平对骨吸收生化指标——血清TRACP活性和CTX-Ⅰ含量造成了显著影响，低磷水平显著提高了血清TRACP活性和CTX-Ⅰ含量，这可能是由于肠道吸收的磷随饲粮磷水平的降低而降低，机体通过PTH调节破骨细胞活性，促进骨吸收，动员骨钙、磷入血来维持机体钙、磷的稳态[32]，对照组(不额外添加任何磷源)血清TRACP活性和CTX-Ⅰ含量均处于最高，说明植酸酶虽然能够释放部分植酸磷，但饲粮0.12% NPP水平仍然不能满足骨代谢的磷需求，关于畜牧养殖动物骨代谢指标的相关研究报道较少，其作用机理有待进一步研究。