排空強(qiáng)飼法測定雞飼料表觀代謝能值的變異程度及其來源

米寶民趙 峰譚會澤任立芹趙江濤張宏福楊 琳

(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所，動物營養(yǎng)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193;2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院，廣州 510642;3.廣東溫氏食品集團(tuán)有限公司生產(chǎn)技術(shù)部，云浮 527300)

排空強(qiáng)飼法已作為國家標(biāo)準(zhǔn)(GB/T 26437—2010)成為評定雞飼料代謝能值的統(tǒng)一方法。然而，該國標(biāo)法并未對其重現(xiàn)性與再現(xiàn)性作任何說明。為了進(jìn)一步探討該國標(biāo)方法的測試精度，系統(tǒng)研究排空強(qiáng)飼法中主要因素的批間與批內(nèi)變異情況非常重要。在生物學(xué)法測定雞飼料代謝能值的發(fā)展中，目前，國際上普遍采用3種方法，即傳統(tǒng)全收糞法［1－3］、排空強(qiáng)飼法［4］和歐洲建議方法［5］。這些方法都是基于“準(zhǔn)確投喂和無丟失收集排泄物為手段”的原則獲得待測飼料的雞代謝能值。在代謝能值測定的重現(xiàn)性上，Bourdillon等［6］報(bào)道了7個實(shí)驗(yàn)室間測定飼糧代謝能測值的再現(xiàn)性變異系數(shù)為2.92%。在代謝能值測定各處理過程對測試結(jié)果方差的貢獻(xiàn)上，Alfonso等［7］報(bào)道，飼料樣品總能值測定的方差(變異)對代謝能值(氮校正真代謝能，TMEn)方差的貢獻(xiàn)占48%，飼料樣品氮含量的測定方差(變異)對代謝能值(TMEn)方差的貢獻(xiàn)占44%。在排除這些化學(xué)成分分析方法測試精度的影響外，試驗(yàn)動物個體差異對真代謝能值方差的貢獻(xiàn)中，強(qiáng)飼雞個體間排泄物質(zhì)量、排泄物能量含量的方差對代謝能值方差的貢獻(xiàn)分別為1.9%和71.7%，絕食對照組個體間排泄物能量含量的方差對真代謝能值方差的貢獻(xiàn)為26.4%。由此可見，生物學(xué)法測定家禽飼料代謝能值的變異來源中，強(qiáng)飼雞排泄物質(zhì)量與能量含量的變異、絕食雞內(nèi)源性基礎(chǔ)代謝排泄量的變異是分析排空強(qiáng)飼法測定雞飼料代謝能值變異來源的主要因素。因此，分析這些因素的批內(nèi)與批間變異系數(shù)，以及它們對代謝能值變異的貢獻(xiàn)，將為規(guī)范國標(biāo)法測定雞飼料代謝能值的測試精度及試驗(yàn)設(shè)計(jì)中關(guān)鍵的控制因素提供試驗(yàn)依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與試驗(yàn)動物

采用單因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，分批次測定試驗(yàn)雞的代謝體重變化、糞能排泄量和淀粉飼糧的表觀代謝能(AME)值。試驗(yàn)動物選用平均體重(2.77±0.13)kg無怪癖的健康成年黃羽肉雞公雞48只，隨機(jī)分成2組，每組6個重復(fù)，每個重復(fù)4只雞。在代謝試驗(yàn)中，體況恢復(fù)期為14 d，預(yù)試期為3 d，試驗(yàn)雞的飼養(yǎng)管理按動物營養(yǎng)學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室常規(guī)程序進(jìn)行。正試期中，試驗(yàn)雞的管理按照48 h排空－強(qiáng)飼－48 h排泄物收集(GB/T 26437—2010)的操作過程進(jìn)行。代謝室的溫度維持在25℃左右。自然通風(fēng)、光照，自由飲水。

國標(biāo)法(GB/T 26437—2010)規(guī)定的強(qiáng)飼量為60 g，而能量飼料中淀粉的最大含量通常在66%以下(如玉米)，按60 g強(qiáng)飼量折算淀粉為40 g左右，而配合飼料中淀粉的含量一般在40%左右，按60 g強(qiáng)飼量折算淀粉為25 g左右。為此，本試驗(yàn)中強(qiáng)飼量設(shè)2個處理水平，即40和25 g，隨機(jī)分配到2組試驗(yàn)雞中，每個處理重復(fù)測定4個批次。

1.2 試驗(yàn)飼糧組成及營養(yǎng)水平

配制玉米－豆粕型配合飼糧，用于滿足代謝試驗(yàn)中預(yù)試期、體況恢復(fù)期試驗(yàn)雞的營養(yǎng)需要。待測飼糧由玉米淀粉、維生素、微量元素配制，用于檢測代謝試驗(yàn)中該飼糧表觀代謝能值的批內(nèi)與批間變異。

1.3 代謝能值測定方案

代謝能測定過程參照國家標(biāo)準(zhǔn)《強(qiáng)飼法測定雞飼料表觀代謝能技術(shù)規(guī)程》(GB/T 26437—2010)進(jìn)行。具體過程為：預(yù)試期3 d，飼喂配合飼糧(表1)，第3天的最后1次喂待測飼糧;禁食排空48 h后準(zhǔn)確強(qiáng)飼40或25 g(精確到0.000 2 g)待測飼糧，排泄物收集期為48 h;試驗(yàn)雞體況恢復(fù)期為14 d，期間飼喂配合飼糧(表1)。排泄物的制備：排泄物收集完畢后立即在65℃下烘干至恒重，室溫回潮24 h后將每個重復(fù)4只雞的風(fēng)干排泄物總量稱重記錄，迅速配備糞樣后同步測定其干物質(zhì)含量(GB/T 6435—2006)，獲得干物質(zhì)的排泄量。待整個代謝試驗(yàn)結(jié)束后，根據(jù)ISO 9831：1998的規(guī)定測定排泄物的總能，并同步測定其干物質(zhì)含量。

表1 飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))Table 1 Composition and nutrient levels of diets(air-dry basis) %

1.4 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析按照單因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，利用SAS 9.0中的MEANS模塊對基本統(tǒng)計(jì)量進(jìn)行分析，GLM模塊進(jìn)行方差分析，平均值間差異的顯著性采用Duncan氏多重比較，結(jié)果以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差表示。各統(tǒng)計(jì)量的變異系數(shù)按下面公式計(jì)算：

式中：Yij表示第i個批次的第j個觀測值;表示第i個批次的均值;表示樣本總均值;G表示組數(shù);N表示樣本總數(shù);Ni表示第i個組樣本量;μ表示總平均值;αi表示組間效應(yīng);εij表示隨機(jī)誤差。

2 結(jié)果與分析

2.1 排空強(qiáng)飼中雞體重?fù)p失、排泄物質(zhì)量及代謝能值的批內(nèi)與批間變異

當(dāng)?shù)矸蹚?qiáng)飼量為40 g時(表2)，4個測定批次間試驗(yàn)雞的測試前體重、測試后體重、體重?fù)p失、強(qiáng)飼雞干物質(zhì)排泄量、強(qiáng)飼雞泄物總能含量、強(qiáng)飼雞總能排泄量和表觀代謝能值都無顯著差異(P＞0.05)，在批內(nèi)、批間和總變異系數(shù)上，以體重?fù)p失、強(qiáng)飼雞干物質(zhì)排泄量和強(qiáng)飼雞總能排泄量相對較大，三者的批內(nèi)變異系數(shù)分別為21.53%、19.53% 和 20.97%，批 間變 異 系數(shù) 分 別 為13.21%、6.38% 和 6.69%，總變異系數(shù)分別為23.68%、18.94% 和 20.28%，其他測定指標(biāo)的批內(nèi)變異系數(shù)在3.24% ～5.39%，批間變異系數(shù)在0.55% ～1.89%，總變異系數(shù)在 3.19% ～5.27% 。

當(dāng)?shù)矸蹚?qiáng)飼量為25 g時(表2)，4個測定批次間試驗(yàn)雞的體重變化(測試前體重、測試后體重和體重?fù)p失)有顯著差異(P＜0.05)，其中第5批次和第7批次在測試前體重上顯著地低于第6批次和第8批次的相應(yīng)值(P＜0.05)，而第6批次與第8批次、第5批次與第7批次差異不顯著(P＞0.05);測試后，第5批次的體重顯著地低于第6、7、8批次的相應(yīng)值(P＜0.05);第7批次顯著地低于第8批次的相應(yīng)值(P＜0.05)，但與第6批次的差異不顯著(P＞0.05);在體重?fù)p失上，第6批次顯著地高于第7批次和第8批次的相應(yīng)值(P＜0.05)，而與第5 批次差異不顯著(P ＞0.05);第 5批次與第8批次、第7批次與第8批次差異不顯著(P＞0.05)。在表觀代謝能值上，第6批次顯著地低于第5批次和第7批次的相應(yīng)值(P＜0.05)，而與第8批次差異不顯著(P＞0.05);第5批次與第7批次、第6批次與第8批次差異不顯著(P＞0.05)。在強(qiáng)飼雞干物質(zhì)排泄量、強(qiáng)飼雞排泄物總能含量和強(qiáng)飼雞總能排泄量上，4個批次都無顯著差異(P＞0.05)。在批內(nèi)、批間和總變異系數(shù)上，以體重?fù)p失、強(qiáng)飼雞干物質(zhì)排泄量和強(qiáng)飼雞總能排泄量相對較大，三者的批內(nèi)變異系數(shù)分別為10.12%、8.13%和 7.93%，批間變異系數(shù)分別為11.73%、2.64% 和 4.23%，總變異系數(shù)分別為14.93%、7.88% 和 8.39%，其他測定指標(biāo)的批內(nèi)變異系數(shù)在1.70% ～4.32%，批間變異系數(shù)在1.53% ～2.58%，總變異系數(shù)在 2.36% ～4.71% 。

在強(qiáng)飼40 g與25 g淀粉飼糧的差異上(表2)，強(qiáng)飼量為25 g時，試驗(yàn)雞的體重?fù)p失、強(qiáng)飼雞干物質(zhì)排泄量、強(qiáng)飼雞總能排泄量和表觀代謝能值批內(nèi)、批間和總變異系數(shù)均比強(qiáng)飼量為40 g的相應(yīng)變異系數(shù)低;同時，試驗(yàn)過程中也觀測到強(qiáng)飼25 g飼糧時試驗(yàn)雞的糞便為正常的黃黑色，而強(qiáng)飼量為40 g時，糞便可見明顯的白色未消化淀粉。這表明強(qiáng)飼25 g淀粉對黃羽肉雞而言是在其碳水化合物水解消化的正常范疇內(nèi)。

2.2 代謝能值測定中方差來源的剖析

參照Beers［8］的方法，將表觀代謝能值的方差剖分如下：

式中：X表示強(qiáng)飼量;EMC表示強(qiáng)飼雞排泄物總能含量;Y表示強(qiáng)飼雞排泄物干物質(zhì)量;i表示第i個重復(fù)(處理)。

?

?

在表觀代謝能值測定中(表3)，對淀粉飼糧表觀代謝能值方差貢獻(xiàn)最大的是強(qiáng)飼雞的干物質(zhì)排泄量的變異，其次是排泄物總能含量的變異，最小的是強(qiáng)飼量的變異。當(dāng)強(qiáng)飼量為40 g時，試驗(yàn)雞干物質(zhì)排泄量的變異對表觀代謝能值方差的貢獻(xiàn)為96.46%，排泄物總能含量的變異對表觀代謝能值方差的貢獻(xiàn)為3.23%，強(qiáng)飼量的變異對表觀代謝能值方差的貢獻(xiàn)為0.30%。當(dāng)強(qiáng)飼量為25 g時，試驗(yàn)雞干物質(zhì)排泄量的變異對表觀代謝能值方差的貢獻(xiàn)為67.72%，排泄物總能含量的變異對表觀代謝能值方差的貢獻(xiàn)為24.51%，強(qiáng)飼量的變異對表觀代謝能值方差的貢獻(xiàn)為7.76%。

表3 測定表觀代謝能值時方差的來源Table 3 Sources of variance in the determination of AME

3 討論

3.1 生物學(xué)法測定家禽飼料代謝能值的變異情況

在生物學(xué)法測定家禽飼料表觀代謝能值的過程中，需要多次測定樣品的干物質(zhì)含量和總能含量，且動物個體間也存在一定程度的變異，因此，生物學(xué)法測定的表觀代謝能值的變異系數(shù)理論上比干物質(zhì)及總能等測定方法的變異系數(shù)大。Bourdillon等［6］報(bào)道，歐洲7個實(shí)驗(yàn)室在自由采食－全收糞法條件下測定4個肉仔雞飼糧的氮校正表觀代謝能(AMEn)值的再現(xiàn)性變異系數(shù)為2.92%。這一變異系數(shù)比干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪的重現(xiàn)性變異系數(shù)高，比干物質(zhì)的再現(xiàn)性變異系數(shù)低(表4)。這表明，Bourdillon等［6］報(bào)道的肉仔雞飼料表觀代謝能值測定的生物學(xué)法與概略養(yǎng)分測定方法有類似的測試精度。

表4 國標(biāo)法和AOAC測定配合飼糧、能量和蛋白質(zhì)飼料原料常規(guī)營養(yǎng)成分的精度Table 4 The precision of the methods from national standard and AOAC for measuring the proximate nutrient contents in compound feed，energy and protein feed ingredients %

在本研究中，當(dāng)?shù)矸埏暭Z的強(qiáng)飼量為40 g時，4個測定批次的表觀代謝能值的批內(nèi)變異系數(shù)為5.39%，批間變異系數(shù)為1.89%(表2)。當(dāng)?shù)矸埏暭Z的強(qiáng)飼量為25 g時，4個測定批次的表觀代謝能值的批內(nèi)變異系數(shù)為1.97%，批間變異系數(shù)為1.53%(表2)。在強(qiáng)飼量為25 g的前提下，淀粉飼糧表觀代謝能值的批內(nèi)與批間變異均低于強(qiáng)飼量為40 g的相應(yīng)值。且強(qiáng)飼量為25 g時，淀粉飼糧表觀代謝能值的批內(nèi)變異系數(shù)與干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪的重現(xiàn)性變異系數(shù)類似，而批間變異系數(shù)相對比概略養(yǎng)分測定的再現(xiàn)性變異系數(shù)低。這表明，淀粉飼糧在強(qiáng)飼量為25 g時，測定結(jié)果相對穩(wěn)定。此外，在2種強(qiáng)飼量條件下，生物學(xué)法測定的淀粉飼糧表觀代謝能值的批內(nèi)變異系數(shù)大于批間變異系數(shù)，這表明該方法中組內(nèi)動物個體間的差異較大，而組間動物的群體差異不大，從而可能導(dǎo)致測試結(jié)果的重現(xiàn)性相對較差，而再現(xiàn)性相對較好現(xiàn)象的產(chǎn)生。這一現(xiàn)象與化學(xué)分析方法(如概略養(yǎng)分分析)中重現(xiàn)性變異系數(shù)較低，而再現(xiàn)性變異系數(shù)較大的現(xiàn)象相反。

3.2 代謝試驗(yàn)中主要影響因素對代謝能值變異的貢獻(xiàn)

在代謝試驗(yàn)中，影響代謝能值測定的變異因素包括：飼料總能的測定、試驗(yàn)雞排泄物質(zhì)量的變異、排泄物總能的變異等［7，14］。Alfonso 等［7］以小麥為例，得出小麥總能值測定的方差(變異)對TMEn方差的貢獻(xiàn)占48%，飼料樣品氮含量的測定方差(變異)對TMEn方差的貢獻(xiàn)占44%。這表明，該研究中飼料總能與氮含量的測定方法的誤差較大。在排除這些化學(xué)成分分析方法測試精度的影響外，強(qiáng)飼雞個體間排泄物質(zhì)量、排泄物能量含量的方差對代謝能值方差的貢獻(xiàn)分別為1.9%和71.7%，絕食對照組個體間排泄物能量含量的方差對真代謝能值方差的貢獻(xiàn)為26.4%。這表明在小麥代謝能的測定中，重復(fù)測定間排泄物能量含量的差異是代謝能值變異的主要來源。

在本試驗(yàn)表觀代謝能值測定中(表3)，對淀粉飼糧表觀代謝能值變異貢獻(xiàn)最大的是強(qiáng)飼雞的干物質(zhì)排泄量的變異，其次是排泄物總能含量的變異，最小的是強(qiáng)飼量的變異。在這些因素對表觀代謝能值變異的貢獻(xiàn)中，強(qiáng)飼雞干物質(zhì)排泄量的變異對表觀代謝能值變異的貢獻(xiàn)均比排泄物總能含量的變異對表觀代謝能值變異的貢獻(xiàn)大，這表明試驗(yàn)雞個體間排泄物質(zhì)量的差異是導(dǎo)致表觀代謝能值測定變異的主要因素，而糞樣中總能含量的差異對代謝能值變異的貢獻(xiàn)相對較少。這個結(jié)論與 Alfonso等［7］的試驗(yàn)結(jié)果相反，其主要原因可能是兩者間在總能測定的精度上差異較大。

4 結(jié)論

①在雞代謝能的測定中，淀粉飼糧的強(qiáng)飼量為40 g時，表觀代謝能值的變異較大;強(qiáng)飼量為25 g時，表觀代謝能值的變異較小。

②在雞飼料表觀代謝能值測定的變異來源中，排泄物質(zhì)量的變異是主要因素。

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