利用套算法和强饲法评定籽粒苋茎叶粉肉鸡表观代谢能

李延涛 周世龙 王 琰 张 晨 任 莹

(武汉轻工大学,动物营养与饲料科学湖北省重点实验室,武汉 430023)

随着我国畜牧业的快速发展,玉米、豆粕等常规饲料的价格也在持续上涨,饲料行业发展受限与畜牧业养殖成本增长的矛盾日益显著。因此,开发利用优质非常规饲料资源,实行常规饲料的减量化替代有重要意义[1]。籽粒苋(Amaranthhypochondriacus,AH)是一种优质的保健食品原料和青饲料,其富含蛋白质、维生素、脂肪和矿物质,与等量的麦麸、麦糠相比,籽粒苋不仅营养价值高,且氨基酸种类丰富、含量较高,可以被用作动物饲料[2]。籽粒苋具有营养价值较高、生长速度快、再生能力强等特点,作为优质高产的饲料作物,合理利用可以降低养殖成本,提高畜禽的生产性能和畜产品的品质[3]。周世龙等[4]研究发现,在肉鸡饲粮中添加籽粒苋茎叶粉在一定程度上有利于肉鸡的屠宰性能和肉品质。Alizadeh-Ghamsari等[5]研究发现,在肉鸡饲粮中添加2%的籽粒苋颗粒降低了血液胆固醇和低密度脂蛋白含量,对肉鸡健康有积极影响。

除了开发利用非常规饲料之外,实现动物精准饲养也是缓解常规饲料资源紧缺的重要手段。能量是畜禽体内物质代谢的动力,是维持生命及生长发育的基本营养物质。家禽饲粮中,可提供能量的物质占饲粮组成的70%以上[6]。家禽饲料原料代谢能的评定主要有强饲法、全收粪法、指示剂法和回肠末端食糜法等,后3种都是基于套算法测定的。籽粒苋作为新型非常规饲料资源,国内外研究多集中于通过添加不同比例或不同加工方式的籽粒苋干草或籽实探讨其对畜禽生产性能影响的相关研究,但对肉鸡籽粒苋代谢能的测定鲜有报道。因此,本试验采用套算法(指示剂法、全收粪法)和强饲法分别测定肉鸡籽粒苋茎叶粉表观代谢能(AME),综合比较多种方法评定结果,为籽粒苋代谢能数据的合理应用提供参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

籽粒苋茎叶粉常规营养成分含量见表1。

表1 籽粒苋茎叶粉常规营养成分含量(风干基础)

1.2 试验设计

套算法采用单因素试验设计,选用144只体况相近的1日龄罗斯308白羽肉鸡,随机分为3个组,每组6个重复,每个重复8只鸡。试验期共42 d,分为2个阶段:试验前期(1～21日龄)和试验后期(22～42日龄)。分别在白羽肉鸡15和36日龄进行2阶段代谢试验,代谢试验期7 d,其中预试期3 d,使试验白羽肉鸡适应各组饲粮;禁食排空期1 d;正试期3 d。3组分别为对照组(饲喂100%基础饲粮)、30%替代组(饲喂70%基础饲粮+30%籽粒苋茎叶粉)和50%替代组(饲喂50%基础饲粮+50%籽粒苋茎叶粉)。

强饲法采用单因素试验设计,选用10只健康的42日龄罗斯308白羽肉鸡种公鸡,分为5个重复,每个重复2只鸡。正式试验前3 d,在肉鸡肛门缝制集粪装置。正式试验期间,按照48 h排空-强饲-48 h收集排泄物的程序进行。禁食48 h,期间鸡只自由饮水。禁食结束,使用专用强饲器将籽粒苋茎叶粉直接注入肉鸡嗉囊。48 h后收集排泄物。

1.3 试验饲粮

参考我国《鸡饲养标准》(NY/T 33—2004)配制基础饲粮,并根据中国饲料原料数据库计算营养水平。套算法试验中,1～14日龄和22～36日龄,各组均饲喂基础饲粮;15～21日龄和36～42日龄,替代组分别用30%和50%籽粒苋茎叶粉替代等量相应阶段基础饲粮,并且在饲粮中额外添加0.4%二氧化钛(TiO2)作为外源指示剂,用来测定籽粒苋茎叶粉AME。基础饲粮组成及营养水平见表2。强饲法试验开始前,各组均饲喂基础饲粮。

表2 基础饲粮组成及营养水平(风干基础)

1.4 饲养管理

试验开始前对养殖场地进行熏蒸处理,对养殖场地所用给水器和喂料器进行消毒处理。试验肉鸡采用网上平养,鸡舍自然通风,保证光照,定时打扫鸡舍卫生,按正常程序接种疫苗免疫,注意观察白羽肉鸡采食、粪便以及健康状况。

1.5 样品采集及制备

根据国标《饲料 采样》(GB/T 14699.1—2005)中的四分法分别采集各籽粒苋茎叶粉原料及对应饲粮,并装于自封袋中,标注样品信息,密封保存待测。

套算法试验中,在试验第19天和第40天,准确收集、记录各重复每日的耗料量和粪便量。其中粪便每隔24 h收集1次,共收集3次,收集时仔细拣出散落的饲料,吹去皮屑和羽毛,充分混匀称重,收集粪样,均匀喷洒10%盐酸固氮,-20 ℃保存。样品测定前,以重复为单位将3 d排泄物混合均匀,在65 ℃烘箱中烘48 h至恒重,回潮24 h。强饲法试验中,在强饲结束后,准确收集每个重复48 h内的粪便,-20 ℃保存。

测样前将粪样在65 ℃烘箱中烘48 h至恒重,回潮24 h。粪样粉碎过40目筛,密封保存待测。

1.6 测定指标及方法

籽粒苋茎叶粉的干物质(DM)、粗蛋白质(CP)、粗脂肪(EE)、粗灰分(Ash)含量分别参照《饲料中水分的测定》(GB/T 6435—2014)、《饲料中粗蛋白的测定》(GB/T 6432—2018)、《饲料中粗脂肪的测定》(GB/T 6433—2006)、《饲料中粗灰分的测定》(GB/T 6438—2006)中方法测定,粗纤维(CF)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)含量参照Van Soest等[7]的方法测定。饲料样和粪样中的TiO2含量采用分光光度计法[8]测定,总能(GE)采用全自动氧热量计(XRY-1A+)测定。

全收粪法参照聂大娃等[9]的方法计算AME,计算公式如下:

饲粮AME(MJ/kg)=[总能采食量(MJ)-总能排出量(MJ)]/采食量(kg)。

指示剂法参照陶丽娟等[10]的方法计算AME,计算公式如下:

饲粮AME(MJ/kg)=饲粮总能(MJ/kg)-[1-干物质表观消化率(%)]×粪样总能(MJ/kg);籽粒苋茎叶粉AME(MJ/kg)={试验饲粮AME(MJ/kg)-基础饲粮AME(MJ/kg)×[1-替代比例(%)]}/替代比例(%)。

强饲法测定籽粒苋茎叶粉AME,计算公式如下:

籽粒苋茎叶粉AME(MJ/kg)=[总能采食量(MJ)-总能排出量(MJ)]/采食量(kg)。

1.7 数据统计与分析

试验数据采用Excel 2021初步处理后,再采用SPSS 26.0软件进行独立样本t检验。结果采用“平均值±标准差”表示,P<0.05表示差异显著。

2 结果与分析

2.1 套算法测定的籽粒苋茎叶粉AME

由表3可知,套算法试验中,全收粪法测定的籽粒苋茎叶粉AME为3.39～3.64 MJ/kg;指示剂法测定的籽粒苋茎叶粉AME为3.48～3.77 MJ/kg。

表3 套算法测定的籽粒苋茎叶粉AME(风干基础)

2.2 强饲法测定的籽粒苋茎叶粉AME

由表4可知,强饲法测定的籽粒苋茎叶粉AME为3.24 MJ/kg。

表4 强饲法测定的籽粒苋茎叶粉AME(风干基础)

2.3 比较全收粪法和指示剂法对测定的籽粒苋茎叶粉AME的影响

由表4可知,全收粪法和指示剂法测定的籽粒苋茎叶粉AME无显著差异(P>0.05);但指示剂法测定的籽粒苋茎叶粉AME相较于全收粪法测定的AME高,40～42日龄测定的籽粒苋茎叶粉AME相较于19～21日龄测定的籽粒苋茎叶粉AME高。

2.4 比较套算法和强饲法对测定的籽粒苋茎叶粉AME的影响

由表5可知,套算法测定的籽粒苋茎叶粉AME显著高于强饲法测定的籽粒苋茎叶粉AME(P<0.05)。

表5 套算法和强饲法测定的籽粒苋茎叶粉AME(风干基础)

2.5 套算法替代比例对测定的籽粒苋茎叶粉AME的影响

由表6所知,套算法中30%和50%替代比例测定的籽粒苋茎叶粉AME之间无显著差异(P>0.05);但30%替代比例测定的籽粒苋茎叶粉AME高于50%替代比例测定的籽粒苋茎叶粉AME。

表6 不同替代比例测定的籽粒苋茎叶粉AME(风干基础)

3 讨 论

3.1 3种不同方法评定籽粒苋茎叶粉AME结果的比较

能量是家禽维持一切生命活动重要的营养指标。准确评定饲粮及饲料原料的有效能值,对于数据库的更新与建立、精确饲喂及控制生产成本都具有指导性意义[11]。本试验条件下,以指示剂法测定的30%替代组籽粒苋茎叶粉AME最高,为3.77 MJ/kg;以强饲法测定的最低,为3.24 MJ/kg。张晨等[12]研究发现,以30%籽粒苋茎叶粉替代基础饲粮,采用套算法测定的42日龄白羽肉鸡籽粒苋茎叶粉AME为3.88 MJ/kg,与本试验结果指示剂法测定的42日龄白羽肉鸡30%替代组的籽粒苋茎叶粉AME基本一致。李景思等[13]研究发现,采用公鸡快速法测定的8周龄雄性爱拔益加(AA)肉公鸡籽粒苋混合粉(颖壳∶茎∶叶=1∶1∶1)的AME为5.27 MJ/kg,高于本试验结果。原因可能是试验材料中籽粒苋产地、生长期不同或者选取的籽粒苋籽实或茎叶的不同。李景思等[13]采用的是美国红苋,而本试验采用中国本土生长的籽粒苋。有研究表明,饲料原料由于产地、收获时间、储存条件不同,代谢能值有一定的差异[14]。通过逐步回归法建立预测方程,可以动态精准的预测饲料原料的代谢能。将籽粒苋茎叶粉的营养成分代入江秋雨等[15]建立的预测方程(AME=2.236+0.187CP-0.120EE),得出的结果为4.74 MJ/kg,代入申童[16]建立的预测方程(AME=5.533+0.263EE),得出的结果为5.93 MJ/kg,均高于本试验测定的籽粒苋茎叶粉AME,原因可能是建立预测模型所采用的动物品种、日龄以及试验材料的差异。有研究发现,籽粒苋与苜蓿的营养价值相近,与其对比,武安泉等[17]采用强饲法测定的成年海兰褐公鸡的苜蓿草粉AME为3.23 MJ/kg。王伟[18]采用套算法测定的尼克粉成年公鸡的苜蓿草粉AME为3.78 MJ/kg,与本试验结果差异不大。

3.2 3种不同方法对籽粒苋茎叶粉肉鸡AME测定结果的影响

客观精确地评定饲料原料的代谢能值是确定动物营养需要量及优化饲料配方的主要决策依据[19]。目前,普遍采用4种方法对家禽饲料原料进行代谢能评定,即全收粪法[20]、指示剂法、回肠末端食糜法、强饲法[21]。选择适合家禽的有效能值指标和饲料原料评定方法,对有效能值的测定至关重要[11]。李凯等[22]研究发现,自由采食法评定鸡玉米和高粱AME均高于强饲法。周克[23]研究发现,强饲法测定的玉米有效能值显著低于全收粪法、指示剂法和回肠末端食糜法,且全收粪法、指示剂法和回肠末端食糜法测定的有效能值之间无显著差异。De Carvalho等[24]以酸不溶灰分为内源指示剂测定的玉米代谢能与全收粪法测定的玉米代谢能无显著差异。而本试验条件下,对比3种不同方法测定的42日龄肉鸡籽粒苋茎叶粉AME发现,强饲法测定的籽粒苋茎叶粉AME显著低于全收粪法和指示剂法。全收粪法和指示剂法测定的AME无显著差异。本试验研究结果与以上结果一致。而强饲法测定值偏低的原因可能是强饲过程中因动作不熟练会对个别试验鸡造成伤害,试验鸡应激强烈,强饲完成后出现呕吐等现象,因此造成消化率偏低,进而导致测定的AME偏低[23]。

3.3 套算法中替代比例对籽粒苋茎叶粉AME测定结果的影响

套算法用于估测单一饲料原料的有效能值时,待测原料和基础饲粮之间潜在的互作效应会影响测定结果,且待测原料不同替代比例条件下其有效能值测定结果差异较大[25-26]。魏明等[25]用套算法结合回归法测定稻草和麦秸在肉牛上的有效能值,发现稻草和麦秸在10%、30%和60% 3个替代比例中,30%替代比例计算所得稻草或麦秸有效能值的变异度最小。赵江波等[27]用套算法测定肉羊单一谷物饲料能值适宜的替代比例,研究发现当小麦替换饲粮比例为28.37%～45.95%时,套算法所得的小麦消化能(14.55 MJ/kg)与NRC的推荐值(14.52 MJ/kg)基本一致。本试验中,虽然在不同阶段,采用全收粪法和指示剂法测定30%替代组与50%替代组的AME无显著差异,但对比发现,30%替代比例测定的A的籽粒苋茎叶粉AME比50%替代比例测定的籽粒苋茎叶粉AME高。通过以上研究结果,我们发现采用套算法对于不同种类饲料原料(能量饲料、蛋白质饲料或粗饲料等)AME进行评定时,替代比例可能是其中一个重要的影响因素。

3.4 试验动物日龄对籽粒苋茎叶粉AME的影响

试验动物日龄是客观精确地评定饲料代谢能的影响因素之一。胡俊明等[28]利用间接测热法结合套算法评价2种米糠粕原料在不同日龄阶段AA肉鸡饲粮中有效能,研究发现AA肉鸡14～17日龄,2种米糠粕原料的AME分别为8.73、8.23 MJ/kg;28～31日龄,2种米糠粕原料的AME分别为8.53、9.90 MJ/kg。Liu等[29]利用替代法测定5种玉米在14～16日龄和28～30日龄的有效能,研究发现玉米的氮校正表观代谢能(AMEn)在14～16日龄为16.25～17.41 MJ/kg,在28～30日龄为17.23～17.60 MJ/kg;玉米的净能在14～16日龄为9.93～11.67 MJ/kg,在28～30日龄为11.19～12.27 MJ/kg。以上研究表明,不同生长发育阶段肉鸡的消化器官发育程度不同,在饲粮中需获取的能量也不同,进而影响饲料能值的变化[28-30]。本试验条件下,19～21日龄测定的籽粒苋茎叶粉AME为3.39～3.65 MJ/kg,40～42日龄测定的籽粒苋茎叶粉AME为3.49～3.77 MJ/kg。本试验与以上研究结果一致,表明饲料原料测定的能值可能有随着肉鸡年龄的增加而增加的趋势。

目前,畜禽精准饲养在动物生产中越来越受到行业的关注,精准饲养对饲料配方的精准配制有很高的要求,而对饲料特别是一些非常规的节能饲料能量的精准评定势在必行,籽粒苋作为一种非常规待开发的优质饲料,其AME的评定具有重要的意义,可以为畜禽精准饲养提供一些参考依据。

4 结 论

① 19～21日龄,套算法中的全收粪法和指示剂法测定的30%替代组籽粒苋茎叶粉AME分别为3.50、3.65 MJ/kg,50%替代组籽粒苋茎叶粉AME分别为3.39、3.48 MJ/kg;40～42日龄,全收粪法和指示剂法测定的30%替代籽粒苋茎叶粉AME分别为3.64、3.77 MJ/kg,50%替代籽粒苋茎叶粉AME分别为3.49、3.61 MJ/kg。强饲法测定的肉鸡籽粒苋茎叶粉AME为3.24 MJ/kg。

② 对比3种不同方法测定的籽粒苋茎叶粉AME发现,强饲法测定的AME显著低于套算法;全收粪法和指示剂法测定的AME无显著差异;套算法中30%替代比例与50%替代比例测定的AME无显著差异。

③ 本试验条件下,建议采用套算法测定籽粒苋茎叶粉AME,适宜替代比例为30%,在此条件下测得19～21日龄肉鸡籽粒苋茎叶粉AME为3.65 MJ/kg,40～42日龄肉鸡籽粒苋茎叶粉AME为3.77 MJ/kg。