豬生長(zhǎng)階段與飼糧類(lèi)型對(duì)酸不溶灰分法測(cè)定養(yǎng)分消化率的影響

王鈺明 趙 峰 陳壽飛 孫永波 張 虎 張宏福

(中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所，動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193)

在飼料養(yǎng)分的生物學(xué)效價(jià)評(píng)定中，鹽酸不溶灰分(acid insoluble ash，AIA)法與全收糞(TC)法相比具有簡(jiǎn)便、低勞動(dòng)強(qiáng)度的優(yōu)勢(shì)。近年來(lái)，美國(guó)、歐洲等通常采用在飼糧中添加0.5%～1.0%的硅藻土以降低飼糧及糞中AIA分析結(jié)果的相對(duì)誤差［1-3］，但該方法獲得的養(yǎng)分消化率與全收糞法測(cè)定結(jié)果的可比性尚需進(jìn)一步驗(yàn)證。在指示劑法中，常用的外源指示劑有三氧化二鉻(Cr2O3)、二氧化鈦(TiO2)等［4］，Adeola 等［5］的研究結(jié)果表明，這2種指示劑計(jì)算的養(yǎng)分消化率與全收糞法測(cè)值的差異與飼糧類(lèi)型有關(guān)，且金屬指示劑對(duì)環(huán)境有一定的污染。而內(nèi)源性指示劑主要是來(lái)自于飼糧自身所含有的AIA［6-7］，通過(guò)其計(jì)算的消化率可能對(duì)飼糧類(lèi)型的選擇性不強(qiáng)。Scott等［8］對(duì)AIA法和Cr2O3法進(jìn)行了比對(duì)，認(rèn)為AIA法成本低，操作更簡(jiǎn)便;Kavanagh 等［4］比較了 AIA、TiO2、Cr2O3為指示劑測(cè)定生長(zhǎng)豬飼糧的能量和蛋白質(zhì)消化率，認(rèn)為AIA法優(yōu)于其他方法。與外源金屬性指示劑相比，AIA法無(wú)安全性爭(zhēng)議、具有分析過(guò)程簡(jiǎn)便及重現(xiàn)性高、分析成本低廉等優(yōu)點(diǎn)。然而，在傳統(tǒng)的AIA法中，飼糧本身的AIA含量為0.1%～0.3%，糞樣中 AIA 的含量為 0.6% ～1.8%，因此外來(lái)砂礫或分析誤差對(duì)糞樣中AIA含量的影響差值在0.1%時(shí)，干物質(zhì)消化率的計(jì)算值將變化1.3%，指示劑回收率將變化7.8%，所以，提高飼糧及糞樣中AIA的含量，將有利于降低AIA分析誤差對(duì)消化率計(jì)算值的影響。此外，以飼糧本底的AIA為指示劑獲得的養(yǎng)分消化率與全收糞法測(cè)值的差異可能與飼糧的纖維水平有關(guān)［9］，并且，這一差異是否因試驗(yàn)動(dòng)物所處生長(zhǎng)階段不同而有所變異尚鮮見(jiàn)相關(guān)文獻(xiàn)報(bào)道。本試驗(yàn)擬在2種不同纖維水平的飼糧中添加0.8%的硅藻土以提高其AIA的含量，然后通過(guò)AIA法和全收糞法測(cè)定2種飼糧類(lèi)型及2個(gè)生長(zhǎng)階段下的養(yǎng)分消化率和AIA的回收率。從而探討AIA法與全收糞法測(cè)定飼糧養(yǎng)分消化率的差異及飼糧類(lèi)型和豬的生長(zhǎng)階段對(duì)這一差異是否具有選擇性，在此基礎(chǔ)上，對(duì)部分糞樣定點(diǎn)采集AIA(rAIA)法計(jì)算的飼糧干物質(zhì)消化率與全收糞AIA(tAIA)法進(jìn)行差異性比較，為AIA法的規(guī)范使用提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)動(dòng)物及飼糧

選擇初始體重約為(25.8±1.4)kg 的大×長(zhǎng)二元雜交去勢(shì)公豬8頭，在代謝籠中單籠飼養(yǎng)，適應(yīng)7 d后開(kāi)始試驗(yàn)。2種典型飼糧分別為玉米-豆粕型飼糧和玉米-玉米干酒糟及其可溶物(cDDGS)-米糠粕型飼糧，營(yíng)養(yǎng)水平以不低于NRC(2012)生長(zhǎng)豬營(yíng)養(yǎng)需要量推薦值設(shè)定，其組成及營(yíng)養(yǎng)成分見(jiàn)表1。代謝室衛(wèi)生管理按動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室常規(guī)程序進(jìn)行。

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

續(xù)表1

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用2×2兩因素完全隨機(jī)設(shè)計(jì)，其中飼糧設(shè)2個(gè)處理，即玉米-豆粕型飼糧和玉米-cDDGS-米糠粕型飼糧，豬生長(zhǎng)階段根據(jù)日齡不同設(shè)2個(gè)處理，即生長(zhǎng)期(60～100日齡)和育肥期(100～140日齡)。本試驗(yàn)中，豬消化率的測(cè)定采用2×2完全交叉設(shè)計(jì)，將8頭豬隨機(jī)分為2組，每組4頭豬，在60～100日齡和100～140日齡各進(jìn)行2期試驗(yàn)。根據(jù)交叉設(shè)計(jì)的原理，統(tǒng)計(jì)分析得出在豬每個(gè)生長(zhǎng)階段內(nèi)，試驗(yàn)期對(duì)全收糞法及AIA法測(cè)定的消化率影響均不顯著(P＞0.05)，在生物學(xué)法測(cè)定豬飼糧養(yǎng)分消化率上，為了增加處理內(nèi)觀(guān)察的重復(fù)數(shù)，國(guó)際上多采用交叉設(shè)計(jì)或不完全拉丁方設(shè)計(jì)，通過(guò)2～3個(gè)測(cè)定試驗(yàn)周期獲得6個(gè)以上重復(fù)觀(guān)測(cè)值［10］。因此，將交叉設(shè)計(jì)2期試驗(yàn)中每期每個(gè)處理獲得的4個(gè)觀(guān)測(cè)重復(fù)數(shù)累計(jì)，形成每個(gè)處理8個(gè)重復(fù)觀(guān)測(cè)數(shù)據(jù)。

1.3 全收糞法

每期試驗(yàn)中，消化率測(cè)定分5 d預(yù)試期和5 d全收糞期，預(yù)試期日采食量按照418.6 kJ/kg BW0.75進(jìn)行投喂，每天 08:00 和 16:00拌濕飼喂飼糧，期間自由飲水;全收糞期按照預(yù)飼期飼喂量的90%提前1 d一次分裝全部飼糧，并同步測(cè)定飼糧樣品干物質(zhì)含量。糞樣收集時(shí)間為試驗(yàn)期第6天09:00至第11天09:00，期間準(zhǔn)確收集每頭豬每日(24 h)排糞量并混合均勻，65℃烘干后回潮24 h，稱(chēng)重，并同步測(cè)定干物質(zhì)含量，于-20℃中儲(chǔ)存。

1.4 部分糞樣定點(diǎn)采集

待每期消化試驗(yàn)的全收糞期結(jié)束后，為3 d部分糞樣定點(diǎn)采集期。部分糞樣采集于每日的09:00—09:30、12:00—12:30、17:00—17:30 和21:30—22:00這4個(gè)時(shí)間段收集每頭豬所排糞便，采樣期間，飼糧的喂食、飲水以及糞樣的處理同全收糞期。

1.5 化學(xué)成分分析

飼糧與糞樣中的干物質(zhì)含量參照GB/T 6435—2006的方法測(cè)定;總能值參照ISO 9831—1998的方法，使用Parr 6400全自動(dòng)絕熱式氧彈計(jì)測(cè)定;粗蛋白質(zhì)含量參照GB/T 6432—1994方法，使用KDY-9820凱氏定氮儀測(cè)定;AIA含量參照GB/T 23743—2009的灼燒處理法進(jìn)行測(cè)定，其中的鹽酸濃度替換為 4 mol/L［11］。

1.6 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計(jì)分析

采用SAS 9.2的MEANS模塊計(jì)算基本統(tǒng)計(jì)量。對(duì)豬的生長(zhǎng)階段和飼糧類(lèi)型對(duì)AIA回收率、全收糞法與AIA法絕對(duì)差、tAIA法與rAIA法絕對(duì)差，采用GLM模塊進(jìn)行方差分析，以Duncan氏法對(duì)各處理均值進(jìn)行多重比較，對(duì)同一飼糧同一生長(zhǎng)階段下分別通過(guò)tAIA法與全收糞法測(cè)定的養(yǎng)分消化率的差異、rAIA法與tAIA法測(cè)定的干物質(zhì)消化率的差異，通過(guò)SAS 9.2的t檢驗(yàn)?zāi)K進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，結(jié)果以最小二乘均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差(Lsmeans±SD)表示。數(shù)據(jù)計(jì)算公式如下:

全收糞法與AIA法養(yǎng)分消化率絕對(duì)差(%)=全收糞法養(yǎng)分消化率—tAIA法養(yǎng)分消化率;

tAIA法與rAIA法消化率絕對(duì)差(%)=tAIA法干物質(zhì)消化率—rAIA法干物質(zhì)消化率;

式中:M1為進(jìn)食干物質(zhì)量(g);M2為糞中干物質(zhì)量(g);M1m為飼糧中指示劑含量(g/g);M2m為糞中指示劑含量(g/g);M1n為飼糧中養(yǎng)分含量(g/g);M2n為糞中養(yǎng)分含量;GE為食入總能(MJ);FE為糞樣總能(MJ)。

2 結(jié)果與分析

2.1 豬生長(zhǎng)階段與飼糧類(lèi)型對(duì)全收糞中AIA回收率的影響

AIA回收率是基于全收糞法通過(guò)測(cè)定飼糧及糞樣中AIA的含量計(jì)算得出，在額外添加0.8%的硅藻土后玉米-豆粕型飼糧和玉米-cDDGS-米糠粕型飼糧的AIA含量分別為0.96%和1.03%(干物質(zhì)基礎(chǔ))，所排糞樣中AIA含量分別為7.42%和5.70%。由表2可知，玉米-豆粕型飼糧生長(zhǎng)期和育肥期AIA回收率分別為98.00%和 98.58%，玉米-cDDGS-米糠粕型飼糧生長(zhǎng)期和育肥期AIA回收率分別為97.93%和97.11%。飼糧類(lèi)型和豬生長(zhǎng)階段對(duì)AIA回收率的影響交互作用不顯著(P＞0.05)，飼糧類(lèi)型對(duì)AIA的回收率影響不顯著(P＞0.05)，玉米-豆粕型飼糧 AIA的平均回收率為98.29%，玉米-cDDGS-米糠粕型飼糧AIA的平均回收率為97.54%;豬生長(zhǎng)階段對(duì)AIA的回收率影響不顯著(P＞0.05)，生長(zhǎng)期飼糧AIA的平均回收率為97.98%，育肥期飼糧AIA的平均回收率為97.84%。綜合以上結(jié)果，在添加了硅藻土后2種飼糧中的AIA平均回收率為97.80%。

2.2 全收糞法與AIA法的差異及豬生長(zhǎng)階段與飼糧類(lèi)型對(duì)其差異的影響

由表3可知，在生長(zhǎng)期飼喂玉米-豆粕型飼糧，其干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)和能量消化率以及消化能通過(guò)AIA法與全收糞法獲得的測(cè)值差異均不顯著(P＞0.05)。在育肥期飼喂玉米-豆粕型飼糧，其干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)和能量消化率以及消化能通過(guò)AIA法與全收糞法獲得的測(cè)值差異均不顯著(P＞0.05)。

表2 豬生長(zhǎng)階段與飼糧類(lèi)型對(duì)AIA回收率的影響Table 2 Effects of growing phase and diet type on the recovery of acid insoluble ash of pigs %

在生長(zhǎng)期飼喂玉米-cDDGS-米糠粕型飼糧，其干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)和能量消化率及消化能通過(guò)AIA法與全收糞法獲得的測(cè)值差異均不顯著(P＞0.05)。在育肥期飼喂玉米-cDDGS-米糠粕型飼糧，其干物質(zhì)和粗蛋白質(zhì)消化率通過(guò)AIA法與全收糞法獲得的測(cè)值差異不顯著(P＞0.05)，而能量消化率和消化能在2種測(cè)定方法上差異顯著(0.01＜P＜0.05)。

兩因素方差分析得出，飼糧類(lèi)型及豬生長(zhǎng)階段對(duì)AIA法和全收糞法養(yǎng)分消化率絕對(duì)差(AD)的影響互作效應(yīng)不顯著(P＞0.05)。因此，僅對(duì)該兩因素的主效應(yīng)進(jìn)行分析，結(jié)果表明，飼糧類(lèi)型和豬生長(zhǎng)階段對(duì)飼糧干物質(zhì)、粗蛋白質(zhì)和能量消化率及消化能在AIA法與全收糞法測(cè)值的絕對(duì)差上影響均不顯著(P＞0.05)。

表3 全收糞法與AIA法的比較及豬生長(zhǎng)階段與飼糧類(lèi)型對(duì)其差異的影響Table 3 A comparison of total fecal collection and AIA technique and the effects of growing phase of pigs and diet type on the difference between the values determined with these 2 methods in pigs %

2.3 r AIA法與tAIA法的差異及豬生長(zhǎng)階段與飼糧類(lèi)型對(duì)其差異的影響

由于AIA具有較高的回收率，通過(guò)定點(diǎn)采集部分糞樣可以進(jìn)一步降低勞動(dòng)強(qiáng)度。由表4可知，在生長(zhǎng)期和育肥期飼喂玉米-豆粕型飼糧，通過(guò)tAIA法和rAIA法測(cè)定的干物質(zhì)消化率差異不顯著(P＞0.05);在生長(zhǎng)期和育肥期飼喂玉米-cDDGS-米糠粕型飼糧，通過(guò)tAIA法和rAIA法測(cè)定的干物質(zhì)消化率差異不顯著(P＞0.05)。飼糧類(lèi)型和豬生長(zhǎng)階段對(duì)飼糧干物質(zhì)消化率在AIA法與全收糞法測(cè)值的絕對(duì)差上影響不顯著(P＞0.05)。

表4 r AIA法與tAIA法的比較及豬生長(zhǎng)階段與飼糧類(lèi)型對(duì)其差異的影響Table 4 A comparison of digestibility determined with the concentration of AIA from partial fecal collection and total fecal collection and effects of growing phase of pigs and diet type on the difference between the values determined with these 2 methods in pigs %

3 討 論

3.1 飼糧中AIA的含量對(duì)指示劑回收率及養(yǎng)分消化率測(cè)定的影響

理想指示劑應(yīng)具備回收率高、不易被動(dòng)物吸收以及對(duì)動(dòng)物無(wú)毒無(wú)害等特點(diǎn)。常用外源指示劑Cr2O3在飼糧中的添加含量為 0.3%～0.5%，其回收率在78%～96%間變異［12-13］。同樣，TiO2在飼糧中的添加含量為0.3%～0.5%，其回收率也難以達(dá)到穩(wěn)定水平［4，6］。傳統(tǒng)內(nèi)源指示劑法依靠飼糧本身的AIA(AIA含量0.1%～0.5%)也未獲得滿(mǎn)意的回收率［14-15］，這是由于飼糧中低含量的AIA易受到外來(lái)污染、測(cè)定誤差等因素的影響。Dourado等［16］通過(guò)在雞的豆粕飼糧中添加1%的硅藻土，獲得了96%的穩(wěn)定回收率。Moughan等［17］通過(guò)在小麥飼糧中添加0.5%～1.0%不等的硅藻土，發(fā)現(xiàn)當(dāng)飼糧AIA的總含量在1%左右時(shí)，AIA的回收率達(dá)到穩(wěn)定并接近100%。本試驗(yàn)在飼糧中添加0.8%的硅藻土后，飼糧中AIA的平均含量為1.0%，其AIA的回收率達(dá)到 97.80%。這表明，飼糧中AIA的含量在1%左右時(shí)，AIA具有滿(mǎn)意的回收率。

根據(jù)AIA法測(cè)定飼糧養(yǎng)分消化率的原理，AIA的回收率是導(dǎo)致消化率計(jì)算值與全收糞法測(cè)值差異的主要原因。因此，飼糧中AIA的含量偏低將導(dǎo)致AIA法測(cè)定飼糧養(yǎng)分消化率的偏差較大。Thonney等［18］的試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)飼糧中AIA含量在0.75%以上時(shí)，AIA法測(cè)定豬飼糧養(yǎng)分的消化率與全收糞法測(cè)值具有可比性。L?rke等［19］比較了豬飼糧中AIA的含量為0.8%時(shí)，AIA法和全收糞法在測(cè)定有機(jī)物及非淀粉多糖消化率的差異，結(jié)果表明AIA法與全收糞法差異不顯著。Lan 等［20］、Van Keulen 等［21］的試驗(yàn)中 AIA 的含量分別為1.5%、1.8%，AIA 法測(cè)定的養(yǎng)分消化率與全收糞法測(cè)值均具有可比性。由于飼糧中AIA回收率通常在100%以下，因此AIA法測(cè)定的養(yǎng)分消化率普遍低于全收糞法，本試驗(yàn)結(jié)果也表明，AIA法測(cè)值稍低于全收糞法測(cè)值，但兩者差異無(wú)統(tǒng)計(jì)顯著性，并且2個(gè)方法間具有高度的相關(guān)性(r=0.968 9)。由此可見(jiàn)，在本試驗(yàn)條件下，AIA法達(dá)到了滿(mǎn)意的結(jié)果。在飼糧中提高AIA含量的基礎(chǔ)上，Mc Carthy等［22］在4 d內(nèi)隨機(jī)采集部分糞樣以AIA法測(cè)定的養(yǎng)分消化率與全收糞法測(cè)值間差異不顯著。Kavanagh等［4］在群飼條件下，持續(xù) 3 d隨機(jī)采集部分糞樣(每天采集量不低于200 g DM)，以AIA法測(cè)定的養(yǎng)分消化率與全收糞法測(cè)值間差異不顯著。本試驗(yàn)通過(guò)部分糞樣定點(diǎn)采集也獲得了滿(mǎn)意的結(jié)果，這表明提高了飼糧中AIA的含量后，AIA法測(cè)定的飼糧養(yǎng)分消化率受糞樣采集量的影響較小。

3.2 AIA法測(cè)定飼糧養(yǎng)分消化率對(duì)豬生長(zhǎng)階段及飼糧類(lèi)型的選擇性

在AIA法測(cè)定飼糧養(yǎng)分消化率對(duì)豬生長(zhǎng)階段的選擇上，豬飼喂玉米-豆粕型飼糧在生長(zhǎng)期與育肥期，AIA法與全收糞法測(cè)定的養(yǎng)分消化率差異均不顯著;而豬飼喂玉米-cDDGS-米糠粕型飼糧在育肥期采用AIA法與全收糞法測(cè)定的能量消化率和消化能在統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)上顯著，Stein等［23］的研究中指出DDGS型飼糧消化能差值在418.6 kJ/kg之內(nèi)即為差異不顯著，而在育肥期DDGS型飼糧2種方法測(cè)定的消化能的差值均處于此范圍內(nèi)，這可能是與統(tǒng)計(jì)方法有關(guān)，因此這2種方法的測(cè)值對(duì)于DDGS型飼糧也是可比的。

飼糧本身所含的AIA在豬糞樣中的回收率隨纖維水平的不同而變異，可由纖維性飼糧(AIA含量為0.12%)的97%變化到到谷物飼糧(AIA含量為 0.17%)的 183%［24］，從而導(dǎo)致飼糧養(yǎng)分消化率測(cè)定結(jié)果的不穩(wěn)定性。Van Leeuwen等［25］采用AIA法分別測(cè)定了18種飼料原料(AIA含量為0.1%～0.3%)的豬回腸末端干物質(zhì)和粗蛋白質(zhì)表觀(guān)消化率，結(jié)果表明，AIA的回收率為78%～112%，這表明當(dāng)飼糧中的AIA含量較低時(shí)，AIA法的測(cè)定結(jié)果可能對(duì)飼糧具有一定的選擇性。而提高飼糧中AIA的含量后，F(xiàn)uruya等［26］的結(jié)果表明，在豬的基礎(chǔ)飼糧和干蘋(píng)果渣飼糧中添加1%的硅藻土，AIA 的回收率為 98.4%和 95.5%，并且AIA法的測(cè)定結(jié)果與全收糞法具有可比性，同本試驗(yàn)結(jié)果類(lèi)似。

本試驗(yàn)通過(guò)兩因素方差分析結(jié)果表明豬生長(zhǎng)階段及飼糧類(lèi)型對(duì)全收糞法與AIA法測(cè)定的養(yǎng)分消化率的絕對(duì)差影響不顯著，這表明提高飼糧中AIA的含量后，AIA法對(duì)豬生長(zhǎng)階段及飼糧類(lèi)型的選擇性不敏感。

4 結(jié)論

① 在豬飼糧中添加0.8%的硅藻土后，以AIA法測(cè)定飼糧養(yǎng)分消化率不受豬生長(zhǎng)階段及飼糧類(lèi)型的影響，且AIA法與全收糞法的測(cè)值是可比的。

②通過(guò)rAIA法測(cè)定的干物質(zhì)消化率與tAIA法也是可比的，進(jìn)一步表明了AIA法可以用于飼糧養(yǎng)分消化率的測(cè)定。

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