利用飼料原料中的營養(yǎng)成分和可消化營養(yǎng)成分含量建立肉羊常用蛋白質(zhì)飼料原料代謝能的預(yù)測模型

萬 凡 趙江波 馬 濤 臧長江 馬 晨 楊開倫 刁其玉*(.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所，農(nóng)業(yè)部飼料生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京0008；.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院，烏魯木齊83005)

利用飼料原料中的營養(yǎng)成分和可消化營養(yǎng)成分含量建立肉羊常用蛋白質(zhì)飼料原料代謝能的預(yù)測模型

萬 凡1,2趙江波1馬 濤1臧長江2馬 晨2楊開倫2刁其玉1*
(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所，農(nóng)業(yè)部飼料生物技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京100081；2.新疆農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院，烏魯木齊830052)

本試驗(yàn)應(yīng)用套算法分析肉羊常用蛋白質(zhì)飼料原料中的營養(yǎng)成分含量和可消化營養(yǎng)成分對有效能值的影響，基于飼料原料中的營養(yǎng)成分含量和可消化營養(yǎng)成分建立蛋白質(zhì)飼料原料代謝能(ME)的預(yù)測模型。選取36只22月齡、體重為(52.6±1.4) kg的杜泊×小尾寒羊F1代雜交去勢肉羊，采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)分為6個(gè)處理，包括1個(gè)基礎(chǔ)飼糧處理和5個(gè)試驗(yàn)飼糧處理，每個(gè)處理6只羊。利用消化代謝試驗(yàn)和呼吸代謝試驗(yàn)并結(jié)合套算法計(jì)算5種蛋白質(zhì)飼料原料的消化能(DE)和ME，并分析蛋白質(zhì)飼料原料DE、ME與該原料中營養(yǎng)成分[干物質(zhì)(DM)、有機(jī)物(OM)、總能(GE)、粗蛋白質(zhì)(CP)、粗脂肪(EE)、中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)]和可消化營養(yǎng)成分[可消化干物質(zhì)(DDM)、可消化有機(jī)物(DOM)、可消化粗蛋白質(zhì)(DCP)、可消化粗脂肪(DEE)、可消化中性洗滌纖維(DNDF)、可消化酸性洗滌纖維(DADF)]含量之間的相關(guān)關(guān)系。結(jié)果表明：飼料原料中的OM、DDM、DOM、DCP含量與DE和ME均存在極顯著正相關(guān)(P<0.01)；另外，DADF與DE存在極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)，與ME存在顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。通過飼料原料中的營養(yǎng)成分含量預(yù)測ME的方程為：ME(MJ/kg)=-82.855+2.391OM(%)+1.802EE(%)-6.21GE(MJ/kg)-0.121ADF(%)(R2=0.910，n=30，P<0.01)；通過飼料原料中的可消化營養(yǎng)成分含量預(yù)測ME的方程為：ME(MJ/kg)=-5.564+30.526DOM(%)+55.402DEE(%)(R2=0.841，n=30，P<0.01)；通過飼料原料中的可消化營養(yǎng)成分含量與DE共同預(yù)測ME的方程為：ME=-5.787+1.126DE(MJ/kg)+20.769DEE(%)(R2=0.879，n=30，P<0.01)。綜上所述，在本試驗(yàn)中，蛋白質(zhì)飼料原料中的部分營養(yǎng)成分和可消化營養(yǎng)成分含量與ME之間存在顯著相關(guān)，可通過飼料原料中的營養(yǎng)成分和可消化營養(yǎng)成分含量對肉羊蛋白質(zhì)飼料原料的ME進(jìn)行有效預(yù)測。

肉羊；代謝能；消化能；蛋白質(zhì)飼料原料；可消化營養(yǎng)成分；預(yù)測模型

我國是世界養(yǎng)羊大國，存欄數(shù)和羊肉產(chǎn)量都占世界首位[1]。近年來我國學(xué)者開展了大量關(guān)于肉羊高效健康養(yǎng)殖的相關(guān)研究，分別從營養(yǎng)需要、疾病預(yù)防和飼養(yǎng)模式等方面改進(jìn)我國傳統(tǒng)肉羊養(yǎng)殖方式，開始逐步實(shí)現(xiàn)由放牧結(jié)合補(bǔ)飼過渡到全舍飼，并朝著集約化管理的發(fā)展方向推進(jìn)[2-5]。從肉羊營養(yǎng)需要角度來講，其營養(yǎng)需要量不僅和飼料原料組成及營養(yǎng)水平密切相關(guān)，還受飼料在動物體內(nèi)的消化過程以及動物對飼料的真實(shí)利用情況的影響。目前，在肉羊上，能量飼料、蛋白質(zhì)飼料通常只能測定總能(GE)，消化能(DE)、代謝能(ME)則均無法直接測得，而國內(nèi)外現(xiàn)行飼料營養(yǎng)價(jià)值表中的飼料原料DE和ME推薦值也大多是通過理論研究進(jìn)行推算或體外試驗(yàn)得出[6]，因此建立一套飼料原料有效能值的預(yù)測模型顯得尤為重要。在單胃動物上的研究表明，通過套算法以飼料原料中的營養(yǎng)成分含量作為預(yù)測因子，能夠較為準(zhǔn)確地建立ME的預(yù)測模型[7-9]。本團(tuán)隊(duì)前期已經(jīng)對肉羊能量代謝進(jìn)行了大量研究工作，劉潔等[10]以肉羊?yàn)樵囼?yàn)動物，研究飼糧的營養(yǎng)成分含量和有效能值的相關(guān)性，研究發(fā)現(xiàn)可用飼糧的營養(yǎng)成分含量通過建立預(yù)測模型的方式預(yù)測飼糧的ME，配合飼料在制作完成后可通過實(shí)驗(yàn)室常規(guī)檢測分析預(yù)測其在動物體內(nèi)的利用情況；趙明明等[11]和趙江波等[12]分別發(fā)現(xiàn)在采用直接法與套算法測定單一粗飼料和單一精飼料ME時(shí)無顯著性差異，并表明套算法測定羊草ME時(shí)最佳的替代比例為20%，套算法測定單一精飼料替換比例在30%時(shí)，所得的ME與實(shí)際測定值最為接近。但隨著研究的深入，研究人員發(fā)現(xiàn)單一的以混合飼糧預(yù)測有效能值可能會因飼糧種類差異較大出現(xiàn)預(yù)測結(jié)果的不準(zhǔn)確；另外，不同精飼料之間也會因能量和蛋白質(zhì)水平的較大差異影響預(yù)測模型的精確性。為此，還需要進(jìn)一步研究利用飼料原料預(yù)測有效能值的精確性。通過將精飼料分類，區(qū)分為能量飼料和蛋白質(zhì)飼料2類來探索建立預(yù)測模型，可建立更適合實(shí)際應(yīng)用的預(yù)測模型。潘曉花等[13]研究證實(shí)，將飼料原料分類預(yù)測可提高預(yù)測模型的準(zhǔn)確性，提高應(yīng)用價(jià)值。因此，本試驗(yàn)將飼料原料分類篩選后，以肉羊常用蛋白質(zhì)飼料原料為研究對象，研究其在動物體內(nèi)的代謝情況，建立蛋白質(zhì)飼料原料中的營養(yǎng)成分或可消化營養(yǎng)成分含量與有效能值之間的相關(guān)關(guān)系，進(jìn)一步建立ME的預(yù)測模型，從而實(shí)現(xiàn)對肉羊蛋白質(zhì)飼料原料ME的準(zhǔn)確預(yù)測，為我國肉用綿羊飼料原料營養(yǎng)價(jià)值評定、合理利用飼料資源以及肉羊飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)的制訂提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)時(shí)間與地點(diǎn)

本試驗(yàn)于2015年12月至2016年1月在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院南口中試基地進(jìn)行。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)與動物

試驗(yàn)選取36只22月齡體重為(52.6±1.4) kg的杜泊×小尾寒羊F1代雜交去勢肉羊，采用完全隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)分為6個(gè)處理，包括1個(gè)基礎(chǔ)飼糧處理和5個(gè)試驗(yàn)飼糧處理。每個(gè)處理6只羊，試驗(yàn)共持續(xù)16 d，其中前8天為預(yù)試期，后8天為糞尿收集期。糞尿收集期的最后3 d進(jìn)行呼吸代謝試驗(yàn)，其中前24 h使動物適應(yīng)呼吸代謝箱，確保動物正常狀態(tài)，后48 h實(shí)測動物甲烷產(chǎn)量[14]。

1.3 試驗(yàn)飼糧

本試驗(yàn)基礎(chǔ)飼糧由羊草、玉米、豆粕和預(yù)混料等組成，采用同一批原料進(jìn)行配制以確保原料的一致性。根據(jù)本團(tuán)隊(duì)前期不同比例的精飼料不同梯度替換試驗(yàn)結(jié)果，單一精飼料替換比例在30%時(shí)，所得的代謝能與實(shí)際測定值最為接近[12]，所以本次試驗(yàn)飼糧分別由豆粕、菜籽粕、棉籽粕、花生粕以及玉米干全酒糟及其可溶物(DDGS)替換基礎(chǔ)飼糧的30%(僅替換基礎(chǔ)飼糧中的羊草、玉米和豆粕)后重新組成。飼糧組成及營養(yǎng)水平見表1。

表1 飼糧組成及營養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))

續(xù)表1項(xiàng)目Items基礎(chǔ)飼糧Basaldiet豆粕飼糧Soybeanmealdiet菜籽粕飼糧Rapeseedmealdiet棉籽粕飼糧Cottonseedmealdiet花生粕飼糧Peanutmealdiet玉米干全酒糟及其可溶物飼糧CornDDGSdiet磷酸氫鈣CaHPO41．401．401．401．401．401．40石粉Limestone0．150．150．150．150．150．15食鹽NaCl0．500．500．500．500．500．50預(yù)混料Premix1)0．240．240．240．240．240．24合計(jì)Total100．00100．00100．00100．00100．00100．00營養(yǎng)水平Nutrientlevels2)干物質(zhì)DM93．0292．8692．6793．0491．9292．45有機(jī)物OM86．7585．4184．7186．2585．4485．87總能GE/(MJ/kg)17．8918．1818．2318．4018．3718．84粗蛋白質(zhì)CP12．0320．0217．5620．6022．3016．71粗脂肪EE2．971．602．041．192．974．64中性洗滌纖維NDF63．2451．5563．1852．6354．9456．13酸性洗滌纖維ADF31．2624．6133．0922．9624．9623．31

1)預(yù)混料為每千克飼糧提供The premix provides the following per kg of diets：VA 15 000 IU，VD 2 200 IU，VE 50 IU，F(xiàn)e 55 mg，Cu 12.5 mg，Mn 47 mg，Zn 24 mg，Se 0.5 mg，I 0.5 mg，Co 0.1 mg。

2)營養(yǎng)水平為實(shí)測值。Nutrient levels are measured values.

1.4 飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)前使用伊維菌素對肉羊進(jìn)行驅(qū)蟲，晨飼前稱重并適應(yīng)代謝籠。由于各飼糧的原料存在較大差異，所以自由采食量亦會不同，故試驗(yàn)開始前進(jìn)行預(yù)飼，將采食量最低組的飼喂量定為各組試驗(yàn)期內(nèi)的飼喂量[10]。

預(yù)試期完成飼糧過渡后，開始消化代謝試驗(yàn)和呼吸代謝試驗(yàn)。分別于08:00和18:00進(jìn)行飼喂，每次各飼喂600 g，自由飲水。采用全收糞尿法收集糞、尿，每天稱取并記錄每只羊排糞量，按10%取樣，將每只羊5 d的糞樣混合后-20 ℃冷凍保存待測。用盛有100 mL 10% H2SO4的塑料桶收集尿液，以防止貯存過程中有尿酸沉淀，稀釋至5 L，對稀釋尿液充分混合，用紗布過濾后每天取樣30 mL，將每只羊5 d的尿樣混合后-20 ℃冷凍保存，以備測定尿能(UE)[15]。

1.5 測定指標(biāo)及方法

試驗(yàn)過程中采集具有代表性的飼糧和糞樣，依照《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測技術(shù)》(第3版)[16]的方法測定其營養(yǎng)成分含量。其中：GE采用PARR-6400全自動氧彈量熱儀測定；粗蛋白質(zhì)(CP)含量采用KDY-9830全自動凱氏定氮儀測定；粗脂肪(EE)含量采用ANKOMXT15i全自動脂肪分析儀測定；同時(shí)測定樣品中粗灰分、中性洗滌纖維(NDF)、酸性洗滌纖維(ADF)、鈣(Ca)和磷(P)含量。

對于UE，采用如下方法測定：取5塊定量濾紙分別測定能值，計(jì)算出濾紙的平均能值作為濾紙的能值，將10 mL尿液分多次滴在濾紙上，65 ℃烘干后測定能值，得到濾紙和尿液的總能值，用濾紙和尿液的總能值減去濾紙的能值即得UE。

甲烷產(chǎn)量由密閉呼吸箱連接SABLE開路式循環(huán)氣體測定裝置、LGR氣體分析儀(美國Sable Systems International公司)和配套的計(jì)算機(jī)程序共同完成。試驗(yàn)動物第1天適應(yīng)呼吸代謝箱后，開始連續(xù)24 h的氣體測定，在24 h內(nèi)每0.5 h測定1次呼吸代謝箱內(nèi)甲烷的產(chǎn)量，每只試驗(yàn)動物共得到48個(gè)甲烷產(chǎn)量的試驗(yàn)數(shù)據(jù)，取其平均值作為每天每只試驗(yàn)動物的甲烷產(chǎn)量。

1.6 計(jì)算公式

飼糧及待測飼料原料中營養(yǎng)成分表觀消化率參照Adeola[17]的公式計(jì)算：

飼糧中某種營養(yǎng)成分的表觀消化率(%)=
100×(食入飼糧總量×飼糧中該
營養(yǎng)成分的含量-排糞量×
糞中該營養(yǎng)成分的含量)/(食入
飼糧總量×飼糧中該營養(yǎng)成分的含量)；
待測飼料原料中某種營養(yǎng)成分的表觀消化率
(%)=100×[試驗(yàn)飼糧中某種營養(yǎng)成分的
表觀消化率-(100-待測飼料原料
替代基礎(chǔ)飼糧供能的百分率)×基礎(chǔ)飼糧中
該營養(yǎng)成分的表觀消化率]/待測飼料原料
替代基礎(chǔ)飼糧供能的百分率。

套算法測定待測飼料原料有效能值的計(jì)算公式[18]如下：

待測飼料原料的有效能值(包括DE和ME)=
100×[試驗(yàn)飼糧的有效能值-
(100-待測飼料原料替代
基礎(chǔ)飼糧供能的百分率)×基礎(chǔ)
飼糧的有效能值]/待測飼料
原料替代基礎(chǔ)飼糧供能的百分率。
飼糧的DE(MJ/kg)=GE-糞能(FE)；
飼糧的ME(MJ/kg)=GE-[FE+UE+
甲烷能(CH4E)]；
UE(MJ/kg)=濾紙和尿液的總能值-濾紙的能值；
CH4E(kJ)=甲烷產(chǎn)量(L)×39.54 kJ/L[19]。

1.7 數(shù)據(jù)處理

試驗(yàn)數(shù)據(jù)采用Excel 2013進(jìn)行初步處理后，采用SAS 9.2統(tǒng)計(jì)軟件中的Correlate過程對飼料原料中的營養(yǎng)成分、可消化營養(yǎng)成分、能值等進(jìn)行相關(guān)分析，用Regression過程進(jìn)行回歸分析，建立ME的預(yù)測方程。

2 結(jié)果與分析

2.1 5種蛋白質(zhì)飼料原料中的營養(yǎng)成分含量

5種蛋白質(zhì)飼料原料中的營養(yǎng)成分含量見表2。

表2 5種蛋白質(zhì)飼料原料中的營養(yǎng)成分含量(干物質(zhì)基礎(chǔ))

2.2 5種蛋白質(zhì)飼料原料中各營養(yǎng)成分的表觀消化率及有效能值

通過消化代謝試驗(yàn)、呼吸代謝試驗(yàn)實(shí)測飼糧各營養(yǎng)成分的表觀消化率以及FE、UE、CH4-E、DE、ME，結(jié)合經(jīng)典套算法公式得到5種蛋白質(zhì)飼料原料中各營養(yǎng)成分的表觀消化率以及DE、ME(表3)。5種蛋白質(zhì)飼料原料中各營養(yǎng)成分的表觀消化率、DE和ME存在顯著差異(P<0.05)。

2.3 飼料原料中的營養(yǎng)成分含量與DE和ME的相關(guān)關(guān)系

將蛋白質(zhì)飼料原料中各營養(yǎng)成分含量與通過套算法得出的DE和ME進(jìn)行相關(guān)性分析(表4)，得出飼料原料中的OM含量與ME存在極顯著正相關(guān)(P<0.01)。

將飼料原料中的營養(yǎng)成分含量與DE和ME的相關(guān)性分析結(jié)果(表4)引入線性回歸分析，建立飼料原料中的營養(yǎng)成分含量與DE和ME之間的預(yù)測方程(表5)，結(jié)果表明，DE和ME可以用蛋白質(zhì)飼料原料中的營養(yǎng)成分含量進(jìn)行預(yù)測。試驗(yàn)結(jié)果還顯示，不同來源的蛋白質(zhì)飼料組成的預(yù)測模型中DE和ME的最佳預(yù)測因子均為OM含量，通過將OM含量與飼料原料中的其他營養(yǎng)成分含量進(jìn)行搭配，預(yù)測模型的相關(guān)系數(shù)(R2)均有不同程度的提高。

表3 5種蛋白質(zhì)飼料原料中各營養(yǎng)成分的表觀消化率及有效能值(干物質(zhì)基礎(chǔ))

同行數(shù)據(jù)肩標(biāo)無字母或相同字母表示差異不顯著(P>0.05)，不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)。

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

表4 飼料原料中的營養(yǎng)成分含量與消化能和代謝能的相關(guān)性分析

**表示極顯著相關(guān)(P<0.01)，*表示顯著相關(guān)(P<0.05)，NS表示相關(guān)性不顯著(P>0.05)。表7同。

** means extremely significant correlation (P<0.01), and * means significant correlation (P<0.05), while NS mean no significant correlation (P>0.05). The same as Table 7.

表5 利用飼料原料中的營養(yǎng)成分含量預(yù)測消化能和代謝能的方程

預(yù)測方程是基于30個(gè)樣品的DE和ME的實(shí)測值。表8同。

Prediction equations are based on the measured values from DE and ME of 30 samples. The same as Table 8.

利用本試驗(yàn)得到的ME與飼料原料中的營養(yǎng)成分含量相關(guān)關(guān)系的三元方程ME=-77.310+2.347OM+1.886EE-6.424GE和四元方程ME=-82.855+2.391OM+1.802EE-6.21GE-0.121ADF對ME進(jìn)行預(yù)測，將預(yù)測值與本試驗(yàn)條件下依托套算法所得的ME的套算值進(jìn)行比較，結(jié)果見表6?？梢钥闯?，由三元方程得出的豆粕、菜籽粕、棉籽粕、花生粕以及玉米干酒糟及其可溶物的ME的預(yù)測值與套算法所得套算值之間的偏差分別為-2.85%、2.68%、1.13%、-1.42%和-0.21%，而采用四元方程得到的ME的預(yù)測值與套算法所得套算值之間的偏差分別為-0.18%、-0.19%、-0.14%、-0.10%和-0.12%。與實(shí)測的套算值相比，四元方程較三元方程的整體偏差小，預(yù)測值更接近于實(shí)測的套算值。

表6 蛋白質(zhì)飼料原料代謝能預(yù)測值與套算值的比較

2.4 飼料原料中的可消化養(yǎng)分含量與DE和ME的相關(guān)關(guān)系

利用飼料原料中各營養(yǎng)成分的含量及其對應(yīng)的表觀消化率，計(jì)算出飼料原料中的可消化干物質(zhì)(DDM)、可消化粗蛋白質(zhì)(DCP)、可消化有機(jī)物(DOM)、可消化粗脂肪(DEE)、可消化酸性洗滌纖維(DADF)、可消化中性洗滌纖維(DNDF)含量，并將其與通過套算法得出的DE和ME進(jìn)行相關(guān)性分析。由表7可知，飼料原料中的DDM、DOM和DCP含量與DE和ME均存在極顯著正相關(guān)(P<0.01)；另外，DADF含量與DE存在極顯著負(fù)相關(guān)(P<0.01)，與ME存在顯著負(fù)相關(guān)(P<0.05)。

表7 飼料原料中的可消化營養(yǎng)成分含量與消化能和代謝能的相關(guān)性分析

將飼料原料中的可消化營養(yǎng)物質(zhì)含量與DE和ME的分析結(jié)果(表7)引入線性回歸分析，建立飼料原料中可消化營養(yǎng)物質(zhì)含量與DE和ME之間的預(yù)測方程(表8)，結(jié)果表明，通過DOM、DEE、DCP以及DADF含量搭配可準(zhǔn)確地預(yù)測DE，R2達(dá)到0.934；通過DOM和DEE含量搭配可準(zhǔn)確地預(yù)測ME，R2達(dá)到0.841。另外，ME也可以通過DE和DEE含量進(jìn)行準(zhǔn)確地預(yù)測，R2達(dá)到0.879(表9)，說明采用多種可消化營養(yǎng)物質(zhì)結(jié)合DE共同預(yù)測ME效果最好，擬合方程具有良好的參考價(jià)值。

表8 利用飼料原料中的可消化營養(yǎng)成分含量預(yù)測消化能和代謝能的方程

表9 利用飼料原料中的可消化營養(yǎng)成分含量和消化能預(yù)測代謝能的方程

3 討 論

3.1 飼料原料中的營養(yǎng)成分含量對其表觀消化率的影響

飼料中各營養(yǎng)成分的消化率可作為評定其營養(yǎng)價(jià)值的重要參數(shù)，而不同飼料原料之間的營養(yǎng)成分含量和飼料自身的差異也直接影響其在動物體內(nèi)的消化利用情況。另外，飼料中各營養(yǎng)成分的消化率還受動物種類、飼料組成、飼料的加工制作方法、飼養(yǎng)水平等的影響。本試驗(yàn)條件下，除了基礎(chǔ)飼糧中替代的部分，各飼糧中其他部分均可視為一致，通過套算法計(jì)算各個(gè)飼料原料的營養(yǎng)成分表觀消化率，發(fā)現(xiàn)不同飼料原料之間存在顯著差異。主要表現(xiàn)為：第一，豆粕作為反芻動物飼糧蛋白質(zhì)的主要來源，其CP的表觀消化率高于其他幾種原料，說明豆粕源的蛋白質(zhì)更容易被動物機(jī)體吸收，而棉籽粕和花生粕的CP含量雖高于豆粕，但其表觀消化率不及豆粕，可能原因在于豆粕中易被降解的小分子蛋白質(zhì)和多肽類物質(zhì)高于棉籽粕和花生粕，因此其CP表觀消化率高于后兩者；第二，菜籽粕NDF和ADF的表觀消化率均高于其他幾種原料，可能是由于菜籽粕飼糧的適口性較差，試驗(yàn)羊每天均為多次采食才完成所有飼糧的采食，而粗纖維的降解主要依靠動物瘤胃內(nèi)纖維分解菌完成，進(jìn)而導(dǎo)致瘤胃降解菌對其消化較完全，因此其NDF和ADF的表觀消化率高于其他幾種原料。Tafaj等[20]研究也表明，營養(yǎng)成分的消化率和采食量存在密切關(guān)系，采食量降低，營養(yǎng)成分的消化率提高，且每日多次采食比單次采食可提高動物對營養(yǎng)成分的消化率。

3.2 利用飼料原料中的營養(yǎng)成分含量建立蛋白質(zhì)飼料原料DE的預(yù)測模型

蛋白質(zhì)飼料(CP含量>20%)作為動物營養(yǎng)需要首要必須滿足的要素之一，一直被作為熱門研究對象，不少學(xué)者均試圖通過研究動物對蛋白質(zhì)的最適需要量去探究蛋白質(zhì)飼料在動物瘤胃和小腸內(nèi)的消化代謝規(guī)律，并發(fā)現(xiàn)單純的飼糧營養(yǎng)水平與動物的真實(shí)營養(yǎng)需要量存在差異[21]，而目前國際普遍應(yīng)用ME作為評價(jià)飼糧在肉羊體內(nèi)的代謝利用情況[6]。對于反芻動物而言，目前大多采用飼料原料中的營養(yǎng)成分含量或可消化營養(yǎng)成分預(yù)測有效能值這一研究方法[22-23]，由于預(yù)測因子可通過實(shí)驗(yàn)室常規(guī)分析后獲得，再通過計(jì)算公式得到有效能的估測值，可以保證預(yù)測模型的客觀性和合理性。這無論是對生產(chǎn)中飼糧配方的制訂還是對肉羊營養(yǎng)需要的研究，都具有重要意義。我國可作為反芻動物采食的蛋白質(zhì)源飼料種類較多，無法將每一種蛋白質(zhì)飼料原料飼喂肉羊，通過消化代謝試驗(yàn)和呼吸代謝試驗(yàn)去評價(jià)飼料在動物體內(nèi)的真實(shí)利用情況，并計(jì)算ME，因此需要研究蛋白質(zhì)飼料原料中的營養(yǎng)成分含量與ME的相關(guān)關(guān)系，通過建立預(yù)測模型對蛋白質(zhì)飼料原料在肉羊體內(nèi)的消化情況進(jìn)行估測。在本試驗(yàn)條件下，發(fā)現(xiàn)DE和ME均和飼料原料中的OM含量存在極顯著正相關(guān)，這和前人研究飼糧有效能值和飼糧營養(yǎng)成分含量的相關(guān)關(guān)系[10]以及粗飼料有效能植和飼料原料中的營養(yǎng)成分含量的相關(guān)性[24]所得結(jié)果一致，說明飼料原料中的OM含量均可作為飼糧、粗飼料以及蛋白質(zhì)飼料原料有效能值預(yù)測模型的預(yù)測因子。目前關(guān)于預(yù)測模型建立的報(bào)道多見于單胃動物[25-26]及奶牛[23]，而對肉羊ME預(yù)測模型的研究不多，且研究報(bào)道不一。趙明明等[24]采用套算法估測肉羊粗飼料的ME，發(fā)現(xiàn)粗飼料原料中的營養(yǎng)成分含量和ME之間存在顯著相關(guān)性，故可用飼料原料中的營養(yǎng)成分含量建立粗飼料ME的預(yù)測模型，并分別以三元方程和五元方程列出ME的預(yù)測模型：ME=-31.002-0.097NDF+0.474OM+0.154CP(R2=0.953)，ME=6.943-0.101NDF+0.704GE-0.101ADF+0.138OM+0.032CP(R2=0.994)。從最佳預(yù)測因子和組合因子比較，利用粗飼料原料中的營養(yǎng)成分含量和利用蛋白質(zhì)飼料原料中的營養(yǎng)成分含量預(yù)測ME的最佳預(yù)測因子不同，但預(yù)測方程中R2均高于混合飼糧ME預(yù)測模型的R2[10]，并且均發(fā)現(xiàn)隨著預(yù)測因子的增多，預(yù)測值更接近于套算法測定值。另外，趙江波等[27]采用采用同樣方法估測肉羊精飼料的ME，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，精飼料原料中的營養(yǎng)成分含量和ME之間無顯著相關(guān)性，故無法用飼料原料中的營養(yǎng)成分含量建立精飼料ME的預(yù)測模型，結(jié)合本試驗(yàn)結(jié)果，分析其原因主要是由于精飼料范圍較大，能量飼料和蛋白質(zhì)飼料存在著差異，將二者放在一起預(yù)測ME，可能會出現(xiàn)預(yù)測模型R2偏小或無法建立預(yù)測模型。而潘曉花等[13]將NRC(2012)推薦豬的ME需要量和飼料原料中的營養(yǎng)成分含量進(jìn)行預(yù)測模型的建立，結(jié)果發(fā)現(xiàn)以飼料原料的常規(guī)營養(yǎng)成分含量為自變量時(shí)，難以建立適用于所有類型飼料原料的ME預(yù)測模型，而通過將飼料原料分類后可構(gòu)建ME預(yù)測模型。本試驗(yàn)中利用飼料原料中的營養(yǎng)成分含量成功構(gòu)建ME預(yù)測模型也在一定程度上說明分類構(gòu)建的可行性。

從本試驗(yàn)所得的利用飼料原料中的營養(yǎng)成分含量預(yù)測有效能值的模型中發(fā)現(xiàn)，最佳預(yù)測因子均為OM，與先前試驗(yàn)采用能量飼料預(yù)測ME最佳預(yù)測因子不同，能量飼料有效能值的最佳預(yù)測因子是CP[28]，故推測不同飼料類型所得的預(yù)測模型中最佳預(yù)測因子不同。這也間接驗(yàn)證了潘曉花等[13]提出的將飼料分類后可預(yù)測ME的可行性。另外，研究發(fā)現(xiàn)，利用OM結(jié)合其他營養(yǎng)成分指標(biāo)預(yù)測ME，隨著預(yù)測因子的增多，預(yù)測模型中R2均有不同程度的提高，最高達(dá)到0.910。比較其他國家飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)建立的預(yù)測模型，我們發(fā)現(xiàn)，NRC(2001)[29]提出脂肪DE轉(zhuǎn)化為ME的效率接近100%，可建立以EE和DE為預(yù)測因子的ME預(yù)測模型，推薦的飼糧ME預(yù)測模型為ME=(1.01DE-0.45)+0.046×(EE-3)，其中EE指的是飼糧總的EE含量(高于3%)。其推薦的ME預(yù)測模型針對的是整個(gè)飼糧，本試驗(yàn)研究得出，蛋白質(zhì)飼料原料的EE仍可作為ME的預(yù)測因子之一，另外，本試驗(yàn)更深層次的意義是以飼料原料為研究手段，以建立飼料原料ME的預(yù)測模型為研究目標(biāo)，使建立的模型更符合生產(chǎn)實(shí)際需求。

3.3 利用飼料原料中的可消化營養(yǎng)成分含量建立蛋白質(zhì)飼料原料ME的預(yù)測模型

研究表明，飼糧可消化營養(yǎng)成分含量可用于反芻動物ME的預(yù)測[24]。本試驗(yàn)采用套算法結(jié)合體內(nèi)法解釋各個(gè)蛋白質(zhì)飼料原料在肉羊體內(nèi)的真實(shí)代謝規(guī)律，并得出蛋白質(zhì)飼料原料的DE、ME及可消化營養(yǎng)成分含量，通過相關(guān)性分析建立有效能值的預(yù)測模型。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，與飼料原料中的營養(yǎng)成分含量預(yù)測ME比較，通過可消化營養(yǎng)成分含量建立的ME預(yù)測模型R2更高，說明可消化營養(yǎng)成分含量不僅可預(yù)測ME，而且方法準(zhǔn)確性更高。其主要可能有以下幾個(gè)原因：第一，可消化營養(yǎng)成分含量是通過套算法得到的，是動物對飼料原料的真實(shí)消化利用情況，而飼料原料中的營養(yǎng)成分含量是經(jīng)過實(shí)驗(yàn)室分析得到的實(shí)測值，二者有一定區(qū)別；第二，一些蛋白質(zhì)飼料原料自身存在抗?fàn)I養(yǎng)因子，單純的以飼料原料中的營養(yǎng)成分含量預(yù)測ME可能會導(dǎo)致預(yù)測結(jié)果跟動物實(shí)際ME有偏差，造成營養(yǎng)素的浪費(fèi)或由于營養(yǎng)攝入量不足抑制動物生長性能的完全發(fā)揮。本試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，ME的最佳預(yù)測因子是DOM含量，Alderman[30]同樣推薦以DOM含量為預(yù)測因子建立ME的預(yù)測模型，這和本試驗(yàn)研究結(jié)果一致。本試驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)DOM含量與其他因子結(jié)合后預(yù)測ME，R2值更高，最高達(dá)到0.841，說明利用可消化營養(yǎng)成分含量建立的ME預(yù)測模型的可行性強(qiáng)、準(zhǔn)確性較高。另外，DE可通過消化代謝試驗(yàn)進(jìn)行準(zhǔn)確測定，而ME還須考慮氣體裝置的使用，并非所有試驗(yàn)點(diǎn)都具備此條件，因此利用DE建立ME的預(yù)測模型可廣泛地被應(yīng)用。本試驗(yàn)研究表明，用DE與可消化營養(yǎng)成分含量共同預(yù)測ME，預(yù)測方程的R2最高，可達(dá)0.879，說明預(yù)測模型的準(zhǔn)確性更高。另外，本試驗(yàn)實(shí)測的有效能值中ME/DE的平均值為0.81，與NRC(2007)[31]推薦的ME=0.82DE比較，略低于推薦值，究其原因在于NRC(2007)[31]給出的只是推薦值，與實(shí)際情況可能存在一定差異，而本試驗(yàn)所得數(shù)據(jù)均為實(shí)測值。另外，不同蛋白質(zhì)飼料原料的抗?fàn)I養(yǎng)因子不同，因而其在動物體內(nèi)的消化代謝率也存在一定差異，最終造成和推薦值有所差異。

4 結(jié) 論

① 利用飼料原料中的營養(yǎng)成分含量可預(yù)測蛋白質(zhì)飼料原料的ME，且隨著預(yù)測因子的增加，預(yù)測方程的準(zhǔn)確性有所提高，ME的預(yù)測方程為：ME(MJ/kg)=-82.855+2.391OM+1.802EE-6.21GE-0.121ADF(R2=0.910，n=30，P<0.01)。

② 利用飼料原料中的可消化營養(yǎng)成分含量可預(yù)測蛋白質(zhì)飼料原料的ME，ME的預(yù)測方程為：ME=-5.564+30.526DOM+55.402DEE(R2=0.841，n=30，P<0.01)；此外，還可利用飼料原料中的可消化營養(yǎng)成分含量和DE共同建立ME的預(yù)測方程，ME的預(yù)測方程為：ME(MJ/kg)=-5.787+1.126DE+20.769DEE(R2=0.879，n=30，P<0.01)。

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*Corresponding author, professor, E-mail: diaoqiyu@caas.cn

(責(zé)任編輯 菅景穎)

Establishment of Prediction Model of Metabolizable Energy of Common Protein Feedstuffs for Mutton Sheep Using Nutrient and Digestible Nutrient Contents of Feedstuffs

WAN Fan1,2ZHAO Jiangbo1MA Tao1ZANG Changjiang2MA Chen2YANG Kailun2DIAO Qiyu1*
(1.KeyLaboratoryofFeedBiotechnologyoftheMinistryofAgriculture,FeedResearchInstitute,ChineseAcademyofAgriculturalSciences,Beijing100081,China; 2.XinjiangAgriculturalUniversity,Urumqi830052,China)

This experiment aimed to investigate the effects of nutrient and digestible nutrient contents of common protein feedstuffs for mutton sheep on effective energy values using substitution method, and to establish the prediction model for metabolizable energy (ME) of protein feedstuffs based on nutrient contents and digestible nutrients of feedstuffs. Thirty-six castrated Dorper×thin-tailedHanF1crossbred rams with the body weight of (52.6±1.4) kg and the age of 22 months were randomly assigned to 6 treatments (each treatment had 6 rams) with one treatment fed basal diet and the other 5 treatments fed experimental diets. Digestion and metabolism experiment and respiration and metabolism experiment were conducted combined with substitution method to measure and calculate the digestible energy (DE) and ME of individual protein feedstuffs. Correlation analysis was conducted between the contents of nutrients including dry matter (DM), organic matter (OM), gross energy (GE), crude protein (CP), ether extract (EE), neutral detergent fiber (NDF), acid detergent fiber (ADF), and digestible nutrients including digestible dry matter (DDM), digestible organ matter (DOM), digestible crude protein (DCP), digestible ether extract (DEE), digestible neutral detergent fiber (DNDF), digestible acid detergent fiber (DADF) and DE or ME of protein feedstuffs. The results showed as follows: the OM, DDM, DOM and DCP contents of feedstuffs had extremely significant positive correlations with DE or ME (P<0.01); moreover, the DADF content had an extremely significant negative correlation with DE (P<0.01), and had a significant negative correlation with ME (P<0.05). The prediction equation of ME using nutrient contents of feedstuffs was: ME (MJ/kg)=-82.855+2.391OM (%)+1.802EE(%)-6.21GE (MJ/kg)-0.121ADF (%) (R2=0.910,n=30,P<0.01). The prediction equation of ME using digestible nutrient contents of feedstuffs was: ME (MJ/kg)=-5.564+30.526DOM (%)+55.402DEE (%) (R2=0.841,n=30,P<0.01). The prediction equation of ME using digestible nutrient contents and DE of feedstuffs was: ME (MJ/kg)=-5.787+1.126DE (MJ/kg)+20.769DEE (%) (R2=0.879,n=30,P<0.01). In conclusion, in this experiment, some nutrient and digestible nutrient contents of protein feedstuffs significantly correlated with ME, and they can be effectively used to predict the ME of protein feedstuffs for mutton sheep.[ChineseJournalofAnimalNutrition, 2017, 29(5)：1774-1784]

mutton sheep; metabolizable energy; digestible energy; protein feedstuffs; digestible nutrients; prediction model

10.3969/j.issn.1006-267x.2017.05.038

2016-11-15

國家肉羊產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系(CARS-39)；國家“十二五”支撐計(jì)劃“肉羊健康養(yǎng)殖模式構(gòu)建與示范”(2011BAZ01734)

萬 凡(1990—)，男，陜西潼關(guān)人，碩士研究生，從事動物營養(yǎng)與飼料科學(xué)研究。E-mail: wanfanfw@126.com

*通信作者：刁其玉，研究員，博士生導(dǎo)師，E-mail: diaoqiyu@caas.cn

S826

A

1006-267X(2017)05-1774-11