生長期秦川牛能量代謝規(guī)律與需要量研究

陳　艷　王之盛*　張曉明　王　江　鄒華圍　蔣興德　吳　丹

(1.四川農業(yè)大學動物營養(yǎng)研究所，雅安625014；2.重慶恒都農業(yè)集團有限公司，豐都408200)

生長期秦川牛能量代謝規(guī)律與需要量研究

陳艷1王之盛1*張曉明1王江1鄒華圍1蔣興德2吳丹2

(1.四川農業(yè)大學動物營養(yǎng)研究所，雅安625014；2.重慶恒都農業(yè)集團有限公司，豐都408200)

摘要：本試驗旨在研究生長期秦川牛能量代謝規(guī)律與需要量。選擇30頭體況良好、體重[(336.33±18.28) kg]相近的生長期秦川牛公牛，隨機分為5組，每組6頭牛，分別飼喂按我國《肉牛飼養(yǎng)標準》(NY/T 815—2004)提供的預期平均日增重900 g/d所需凈能的85.0%(Ⅰ組)、92.5%(Ⅱ組)、100.0%(Ⅲ組)、107.5%(Ⅳ組)、115.0%(Ⅴ組)配制的5種試驗飼糧。采用飼養(yǎng)試驗和消化代謝試驗測定秦川牛生長性能及能量代謝指標，并建立消化能和代謝能需要量預測模型。預試期10 d，正試期42 d。結果表明，Ⅲ組秦川牛平均日增重為880.15 g/d，較預期的結果略低；Ⅳ組平均日增重達到最大值(1 160.10 g/d)，能量利用效率最高；總能消化率、總能代謝率和消化能代謝率平均值分別為(76.44±3.23)%、(66.75±3.16)%、(87.31±0.54)%；秦川牛的消化能和代謝能需要量的回歸方程分別為：DER=0.778W0.75+37.05ADG；MER=0.668W0.75+33.49ADG[DER為消化能需要量(MJ/d),MER為代謝能需要量(MJ/d),W0.75為單位代謝體重(kg),ADG為平均日增重(kg/d)]。綜合得出，生長期秦川牛的維持消化能和代謝能需要量分別為0.778、0.668 MJ/(kg W0.75·d)，每千克增重的消化能和代謝能需要量分別為37.05、33.49 MJ。

關鍵詞：秦川牛；消化能；代謝能；需要量

秦川牛原產于陜西渭河流域的關中平原地區(qū)，屬于我國著名的地方良種之一，現(xiàn)已成為國家級資源保護品種，屬于役肉兼用品種，中大體型，肉質細嫩、大理石紋明顯[1]，27～28月齡的秦川閹牛平均屠宰率和凈肉率分別為64.32%和54.54%，肉骨比6.74，具有很好的經濟效益[2]。營養(yǎng)需要是提高肉牛規(guī)模化生產效益的基礎，隨著近代科學技術和營養(yǎng)研究方法的發(fā)展，反芻動物的營養(yǎng)物質代謝規(guī)律及其需要量的研究已進入較深的研究領域，國內外許多動物營養(yǎng)專家一直不斷地研究肉牛的飼養(yǎng)標準或營養(yǎng)需要[3-7]，并制定出符合各國國情的飼養(yǎng)標準，如美國國家科委(NRC)、英國農業(yè)研究委員會(ARC)。我國于1985年制定出首個《肉牛飼養(yǎng)標準草案》，并在2000年進行了修訂，2004年農業(yè)部出臺了我國農業(yè)行業(yè)標準《肉牛飼養(yǎng)標準》(NY/T 815—2004)，對于我國的肉牛養(yǎng)殖具有指導作用。我國地域遼闊，地方肉牛品種和培育品種眾多，且各地的氣候、飼養(yǎng)環(huán)境差異大，肉牛的營養(yǎng)需要有很大差異，因此，有必要研究不同地區(qū)、不同氣候條件及不同品種肉牛的營養(yǎng)需要。能量是飼料的重要組成部分，它起著決定動物采食量的重要作用，動物的營養(yǎng)需要或營養(yǎng)供給均以能量為基礎，其他營養(yǎng)成分的攝入均受其影響，所以確定動物能量需要量尤為重要。近年來，利木贊×魯西黃牛雜交牛[8]、錦江黃牛[9]、湘中黑牛[10]的能量代謝規(guī)律和需要量已有了一些研究，但到目前為止，有關秦川牛營養(yǎng)需要量的報道較為鮮見，因此，研究秦川牛的能量代謝規(guī)律與需要量對秦川牛養(yǎng)殖具有重要意義。本試驗對秦川牛能量代謝規(guī)律與需要量進行研究，確定具有針對性、精準的生長秦川牛的能量需要量數據，為優(yōu)化其飼糧配制，發(fā)揮更大的生產性能提供參考。

1材料與方法

1.1試驗動物

試驗在重慶恒都農業(yè)集團有限公司肉牛養(yǎng)殖基地進行。選取體況良好、體重[(336.33±18.28) kg]相近的10月齡生長期秦川牛公牛30頭。

1.2試驗設計與試驗飼糧

采用完全隨機試驗設計，將30頭秦川牛公牛隨機分為5組，每組6個重復，每個重復1頭牛。參考我國《肉牛飼養(yǎng)標準》(NY/T 815—2004)[2]中體重為300 kg肉牛的營養(yǎng)需要設計飼糧，5組分別飼喂按照預期平均日增重900 g/d所需凈能的85.0%(Ⅰ組)、92.5%(Ⅱ組)、100.0%(Ⅲ組)、107.5%(Ⅳ組)和115.0%(Ⅴ組)配制的5種不同能量水平的試驗飼糧，其組成及營養(yǎng)水平見表1。飼糧由精料和粗料組成，精粗比為40∶60。預試期10 d，正試期42 d。正試期的最后4 d進行消化代謝試驗。

表1　試驗飼糧組成及營養(yǎng)水平(干物質基礎)

續(xù)表1項目Items組別GroupsⅠⅡⅢⅣⅤ鈣Ca0.440.440.440.440.44磷P0.240.240.240.240.24賴氨酸Lys0.460.460.460.460.46DL-蛋氨酸DL-Met0.290.290.290.290.29

1)預混料為每千克飼糧提供The premix provided the following per kg of diets：VA 2 200 IU，VD 275 IU，VE 15 IU，Cu (as copper sulfate) 10 mg，Zn (as zinc sulfate) 30 mg，F(xiàn)e (as ferrous sulfate) 50 mg，Mn (as manganese sulfate) 20 mg，Se (as sodium selenite) 0.10 mg,I (as potassium iodide) 0.50 mg。

2)總能、干物質、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、鈣和磷為實測值，其他營養(yǎng)水平根據我國《肉牛飼養(yǎng)標準》(NY/T 815—2004)中方法計算而來。GE, DM, NDF, ADF, Ca and P were measured values, while the others were calculated according toChinaFeedingStandardofBeefCattle(NY/T 815—2004).

1.3飼養(yǎng)試驗

試驗地試驗期平均氣溫為18.5 ℃，平均相對濕度為64.3%。試驗牛全部采用單欄拴系式方式飼養(yǎng)，每天喂料2次(07:00和16:00)，自由采食和飲水，準確記錄每頭牛的投料量和余料量，用于計算試驗牛的實際采食量，其他飼養(yǎng)管理工作按原廠程序進行。正式試驗開始前連續(xù)2 d在07:00對試驗牛進行空腹稱重，取平均值作為初始體重；整個試驗結束后連續(xù)2 d在07:00對試驗牛進行空腹稱重，取平均值作為終末體重；依據2次稱重平均值結合飼養(yǎng)天數計算平均日增重。

1.4消化代謝試驗

飼養(yǎng)試驗結束后進行，選取每組接近平均體重的4頭牛，其他試驗條件與飼養(yǎng)試驗一致，全收糞、尿4 d。

每頭牛每天24 h的糞樣全部收集，每天收集的每組牛全部糞便稱重并作好記錄，每天收集的每頭牛糞樣充分混合后分成2部分取樣：1份在65 ℃烘干，用于常規(guī)養(yǎng)分含量測定；1份用10%的硫酸固氮(每100 g糞樣加20 mL硫酸)，65 ℃烘干，制成風干樣，粉碎后過40目篩，以備氮分析。

每天24 h的尿樣全部收集，用量筒準確記錄。用6～8層紗布過濾后，量取每頭牛每天取尿樣的10%，置于干凈塑料瓶中，加入10%的硫酸(每100 mL尿液加入10 mL硫酸)，密封(塑料薄膜蓋住瓶口，再蓋蓋子)，置于-20 ℃保存，備測。

1.5測定指標及方法

干物質、粗蛋白質、中性洗滌纖維、酸性洗滌纖維、鈣和磷含量參照《飼料分析及飼料質量檢測技術》[11]的方法進行測定，飼糧、糞樣和尿樣的能量采用美國Bomb calorimeter Parr1281氧彈式熱量計進行測定。

1.6計算公式及模型建立方法

各指標計算公式如下：

平均日增重(g/d)=(終體重-

初體重)/試驗天數；

干物質采食量(kg/d)=飼糧樣干物質

含量×平均日采食量；

消化能采食量(MJ/d)=總能采食量-

糞能排泄量；

代謝能采食量(MJ/d)=總能采食量-

糞能排泄量-尿能排泄量-

甲烷能排泄量；

總能消化率(%)=100×(總能采食量-

糞能排泄量)/總能采食量；

總能代謝率(%)=100×(總能采食量-

糞能排泄量-尿能排泄量-甲烷能排泄量)/

總能采食量；

消化能代謝率(%)=100×代謝能采食量/

(總能采食量-糞能排泄量)；

Km=0.1875×(消化能采食量/

總能采食量)+0.457 9；

維持凈能(MJ/d)=消化能采食量×Km；

Kf=0.523×(消化能采食量/

總能采食量)+0.005 89；

增重凈能(MJ/d)=消化能采食量×Kf；

Kmf=Km×Kf×

1.5/(Kf+0.5×Km)；

綜合凈能(MJ/d)=消化能采食量×Kmf。

式中：甲烷能根據Blaxter等[12]的公式[甲烷能占總能的百分比(%)=6.05+0.02×能量消化率]計算;Km為消化能轉化為維持凈能效率；Kf為消化能轉化為增重凈能效率；Kmf為消化能轉化為綜合凈能效率。

根據析因法原理，將秦川牛的能量需要量分為維持需要和增重需要2部分，分別建立其需要量的回歸模型，消化能需要量和代謝能需要量模型如下：

ER=a×W0.75+b×ADG[13]。

式中：ER為消化能或代謝能的需要量(MJ/d)；W0.75為代謝體重(kg)；a和b為回歸系數，ADG為平均日增重。

1.7統(tǒng)計分析

試驗數據采用Excel 2010進行初步處理，用SPSS 17.0軟件進行統(tǒng)計分析，差異顯著性檢驗采用單因素方差分析(one-way ANOVA)和Duncan氏法多重比較，結果以平均值±標準差表示，P<0.05為差異顯著，回歸分析采用多元回歸分析(multiple regression)法進行分析。

2結果與分析

2.1飼糧能量水平對秦川牛生長性能的影響

由表2可知，秦川牛的平均日增重隨著飼糧能量水平的提高而增加，Ⅲ組為880.15 g/d，較預期的結果(900 g/d)略低，Ⅳ組平均日增重最大，但與Ⅴ組差異不顯著(P>0.05)，Ⅳ和Ⅴ組的料重比顯著低于其他各組(P<0.05)，但這2組之間差異不顯著(P>0.05)。

表2　飼糧能量水平對秦川牛生長性能的影響

同行數據肩標不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，無字母或者相同字母表示差異不顯著(P>0.05)，下表同。

In the same row, values with different small letter superscripts mean significant difference (P<0.05), while with the same or no letter superscripts mean no significant difference (P>0.05). The same as below.

2.2飼糧能量水平對秦川牛能量消化率與代謝率的影響

由表3可知，秦川牛能量(總能、消化能和代謝能)采食量隨著飼糧能量水平的增加而增加，但Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ組差異不顯著(P>0.05)，這3組顯著高于Ⅰ和Ⅱ組(P<0.05),Ⅱ組顯著高于Ⅰ組(P<0.05)。甲烷能排泄量、維持凈能、增重凈能、綜合凈能也表現(xiàn)出相同的變化趨勢。消化能代謝率隨著飼糧能量水平的增加而增加，Ⅴ組顯著高其他各組(P<0.05)。隨著飼糧能量水平的增加，總能消化率和總能代謝率表現(xiàn)為先增加后降低的規(guī)律，在Ⅳ組達到最大，但Ⅳ組與Ⅲ、Ⅴ組差異不顯著(P>0.05)，Ⅰ和Ⅱ組差異也不顯著(P>0.05)。

2.3秦川牛的消化能和代謝能需要量模型建立

根據飼養(yǎng)試驗和消化代謝試驗結果，分別將消化能采食量、代謝能采食量與單位代謝體重和平均日增重進行回歸分析，得出秦川牛消化能和代謝能需要量的方程如下：

DER(MJ/d)=0.778W0.75+37.05ADG

(R2=0.928，P<0.05)；

MER(MJ/d)= 0.668W0.75+33.49ADG

(R2=0.925，P<0.05)。

式中：DER為消化能需要量(MJ/d)；MER為代謝能需要量(MJ/d)；W0.75為單位代謝體重(kg)；ADG為平均日增重(kg/d)。

由以上回歸方程可知，秦川牛的消化能和代謝能需要量均與平均日增重呈高度正相關，相關系數均較高，分別為0.928、0.925。消化能和代謝能維持需要分別為0.778、0.668 MJ/(kg W0.75·d)，消化能維持需要轉化為代謝能維持需要的效率為0.85；每千克增重的消化能和代謝能需要量分別為37.05、33.49 MJ，消化能增重需要轉化為代謝能增重需要的效率為0.90。

表3　飼糧能量水平對秦川牛能量消化率與代謝率的影響

3討論

3.1飼糧能量水平對秦川牛生長性能、能量消化率與代謝率的影響

本試驗研究發(fā)現(xiàn)隨著消化能和代謝能采食量的增加，試驗牛的平均日增重逐漸增加，而料重比則顯著下降，并且過高能量供給并不能顯著提高秦川牛的生長性能，這與在劉道楊[10]在湘中黑牛上的研究結果一致。本研究中生長期秦川牛的總能消化率平均值為(76.44±3.23)%，總能代謝率平均值為(66.75±3.16)%，消化能代謝率平均值為(87.31±0.54)%。國內對肉牛能量利用率方面的研究較多，但動物品種、年齡、生理階段不同，其能量利用效率也有差異。劉道揚等[10]報道，12～13月齡湘中黑牛分別為67.51%、58.05%、85.92%；馬媚[14]報道，中國荷斯坦奶牛分別為67.11%、57.48%、85.66%；穆阿麗等[15]報道，4～6月齡利木贊×魯西黃牛雜交生長牛分別為66.60%、56.95%、85.51%，7～10月齡利木贊×魯西黃牛雜交生長牛分別為64.12%、54.20%、84.53%；趙峰[16]報道，后備母水牛分別為71.37%、59.23%、82.98%；鄒彩霞[17]報道，14～15月齡母水?？偰芟屎涂偰艽x率為67.11%和55.07%；邊革等[18]報道，荷斯坦奶牛分別為74.83%和63.73%。本試驗生長秦川牛的總能消化率略低于Chizzotti等[19]運用能量平衡試驗得出的海福特閹牛77.2%的結果，試驗飼糧組成差異可能是造成不同品種牛能量消化率不同的原因之一。隨著飼糧能量水平的提高，試驗牛的干物質和能量(總能、消化能、代謝能)采食量增加，能量的消化率和代謝率也增加[10,20-22]，與本試驗結果一致。

3.2秦川牛的消化能和代謝能需要量模型建立

本試驗得到的生長期秦川牛消化能和代謝能維持需要分別為0.778、0.668 MJ/(kg W0.75·d)，每千克增重消化能、代謝能需要分別為37.05、33.49 MJ。陳福音[23]報道，5月齡育成期荷斯坦牛代謝能維持需要為0.514 MJ/(kg W0.75·d)，每千克增重代謝能需要為21.12 MJ；王微[9]報道，6～7月齡錦江黃牛消化能和代謝能維持需要分別為1.278、0.627 MJ/(kg W0.75·d)，每千克增重消化能和代謝能需要分別為35.535、33.194 MJ；劉道楊[10]報道，12～13月齡湘中黑牛消化能和代謝能維持需要分別為0.648、0.506 MJ/(kg W0.75·d)，每千克增重消化能和代謝能需要分別為33.12、32.15 MJ；劉道楊等[24]報道，11～12月齡夏南牛消化能和代謝能維持需要分別為0.517、0.402 MJ/(kg W0.75·d)，每千克增重消化能和代謝能需要分別為40.17、36.02 MJ；崔秋佳[25]報道，90～120 kg荷斯坦母牛消化能和代謝能維持需要分別為0.659、0.514 MJ/(kg W0.75·d)，每千克增重消化能和代謝能需要分別為24.079、18.711 MJ，140～200 kg荷斯坦母牛消化能和代謝能維持需要分別為0.665、0.588 MJ/(kg W0.75·d)，每千克增重消化能和代謝能需要分別為36.051、32.042 MJ；穆阿麗[8]報道，4～6月齡利木贊×魯西黃牛雜交犢牛消化能和代謝能維持需要分別為0.675、0.570 MJ/(kg W0.75·d)，每千克增重消化能和代謝能需要分別為25.7、22.4 MJ，7～10月齡利木贊×魯西黃牛雜交犢牛消化能和代謝能維持需要分別為0.616、0.521 MJ/(kg W0.75·d)，每千克增重消化能和代謝能需要分別為33.81、28.58 MJ。綜上所述，由于各研究牛的品種、生長階段、飼養(yǎng)管理以及環(huán)境條件等不同，研究結果也不盡一致。

根據本研究結果，體重300 kg的秦川牛每千克增重的消化能和代謝能需要量分別為93.13、81.64 MJ，其代謝能增重需要比同體質量和增重速度的蘇聯(lián)家畜飼養(yǎng)標準參考值(69 MJ/d)高，并且高于《日本飼養(yǎng)標準·肉用?！穂26]的肥育去勢肉用牛和肉用育肥公牛(分別為71.36、72.33 MJ/d)。綜上所述，我國現(xiàn)有的飼養(yǎng)標準對于肉牛生產具有重要意義，但在應用時各地也要因地制宜，不可絕對套用其推薦量，應結合當地飼料資源，針對不同牛種、不同飼養(yǎng)條件的營養(yǎng)需要做出進一步研究。

4結論

① 隨著飼糧能量水平的增加，生長期秦川牛料重比顯著下降，能量水平為《肉牛飼養(yǎng)標準》(NY/T 815—2004)的107.5%時，平均日增重最大，總能消化率和代謝率表現(xiàn)為先增加后降低的規(guī)律，過高能量供給并不能進一步顯著提高秦川牛的生長性能。

② 生長期秦川牛的消化能和代謝能需要量方程分別為：DER(MJ/d)=0.778W0.75+37.05ADG；MER(MJ/d)=0.668W0.75+33.49ADG，消化能和代謝能維持需要分別為0.778、0.668 MJ/(kg W0.75·d)，每千克增重消化能和代謝能需要分別為37.05、33.49 MJ。

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(責任編輯王智航)

Energy Metabolism and Requirement of GrowingQinchuanCattle

CHEN Yan1WANG Zhisheng1*ZHANG Xiaoming1WANG Jiang1ZOU Huawei1JIANG Xingde2WU Dan2

(1. Animal Nutrition Institute of Sichuan Agricultural University, Ya’an 625014, China; 2. Chongqing Hengdu Agriculture Group Co., Ltd., Fengdu 408200, China)

Abstract:This experiment was conducted to investigate the energy metabolism and requirement of growing Qinchuan cattle. Thirty healthy growing bulls of Qinchuan cattle with similar body weight [(336.33±18.28) kg] were selected and randomly divided into 5 groups with 6 heads in each group. Cattle were fed 5 diets with different levels of energy, which were formulated according to 85.0% (group Ⅰ), 92.5% (group Ⅱ), 100.0% (group Ⅲ), 107.5% (group Ⅳ) and 115.0% (group Ⅴ) of net energy for the expected weight gain of 900 g/d [China Feeding Stantard of Beef Cattle(NY/T 815—2004)], respectively. Feeding test and digestion and metabolism test were carried out to measure the growth performance and energy metabolism indexes of growing Qinchuan cattle, and to build the models for predicting the digestive energy requirement and energy metabolism requirement. Pre-test period was 10 days and test period was 42 days. The results showed as follows: average daily gain of group Ⅲ (880.15 g/d) was lower than the expected result; the average daily gain (1 160.10 g/d) and energy utilization efficiency of group Ⅳ were maximum; the average values of gross energy digestibility, gross energy metabolic rate and digestive energy metabolic rate were (76.44±3.23)%, (66.75±3.16)% and (87.31±0.54)%, respectively; the digestive energy requirement and metabolizable energy requirement of growing Qinchuan cattle could be estimated by the following equations: DER=0.778W0.75+ 37.05ADG; MER=0.668W0.75+33.49ADG [DER represented digestive energy requirement (MJ/d), MER represented metabolizable energy requirement (MJ/d), W0.75represented metabolic body weight (kg), and ADG represented average daily gain (kg/d)]. Overall, the digestive energy requirement and metabolizable energy requirement for maintenance of growing Qinchuan cattle are 0.778 and 0.668 MJ/(kg W0.75·d), respectively. Digestible energy and metabolizable energy required for per kilogram of body weight gain are 37.05 and 33.49 MJ, respectively.[Chinese Journal of Animal Nutrition, 2016, 28(5)：1573-1580]

Key words:Qinchuan cattle; digestive energy; metabolizable energy; requirement

doi：10.3969/j.issn.1006-267x.2016.05.035

收稿日期：2015-11-17

基金項目：農業(yè)部公益性行業(yè)專項飼料營養(yǎng)價值與畜禽飼養(yǎng)標準研究與應用( 20090300608)

作者簡介：陳艷(1987—)，女，陜西略陽人，碩士研究生，從事反芻動物營養(yǎng)與飼料科學研究。E-mail: 317190461@qq.com *通信作者：王之盛，教授，博士生導師，E-mail: wangzs67@163.com

中圖分類號：S823

文獻標識碼：A

文章編號：1006-267X(2016)05-1573-08

*Corresponding author, professor, E-mail: wangzs67@163.com