高粱在肉雞中表觀代謝能和氨基酸表觀代謝率預測模型的研究

沈兆艷，郭軍，聶 偉*，咼于明*

（1.中國農(nóng)業(yè)大學動物科技學院，動物營養(yǎng)學國家重點實驗室，北京100193；2.中國鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)總公司，北京 100125）

高粱在肉雞中表觀代謝能和氨基酸表觀代謝率預測模型的研究

沈兆艷1，郭軍2，聶 偉1*，咼于明1*

（1.中國農(nóng)業(yè)大學動物科技學院，動物營養(yǎng)學國家重點實驗室，北京100193；2.中國鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)總公司，北京 100125）

本試驗旨在通過肉雞代謝試驗建立高粱常規(guī)營養(yǎng)成分與表觀代謝能（AME）和氨基酸表觀代謝率的回歸方程，為生產(chǎn)提供高粱AME和氨基酸表觀代謝率估算方法。試驗選擇單寧含量差異較大的美國高粱和阿根廷高粱，配制成4種不同單寧含量的高粱樣品，按不同比例（25%、50%）替代基礎飼糧組成代謝飼糧。選用270只21日齡AA+商品雄性肉雞，隨機分為9個處理，每個處理6個重復，每個重復5只雞。用全收糞法和回歸法測定高粱AME和氨基酸表觀代謝率，并采用逐步回歸法建立AME和氨基酸表觀代謝率與常規(guī)營養(yǎng)成分的回歸方程。結果表明：4種高粱的AME分別為13.41、12.92、12.60、12.72 MJ/kgDM；異亮氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸的表觀代謝率均值分別為0.59%、59.77%、49.01%。按逐步回歸法建立高粱在21日齡AA+雄性肉雞的AME和氨基酸表觀代謝率的最佳預測方程分別為：AME = 9.345 + 1.536 × EE（R2=0.957，P=0.022）；異亮氨酸表觀代謝率 = 127.317 - 32.600 × Ash（R2=0.948，P=0.026）；亮氨酸表觀代謝率 = - 878.663 + 10.695 × DM（R2=0.995，P=0.002）；天門冬氨酸表觀代謝率 =45.160 + 6.185 × CF（R2=0.943，P=0.029）；酪氨酸表觀代謝率 = 194.381 - 81.143 × Ash（R2=0.914，P=0.044）。方程計算所得高粱AME和氨基酸表觀代謝率的預測值與實測值差異不顯著，方程可用。本試驗條件下，可通過高粱常規(guī)營養(yǎng)成分對高粱的AME和氨基酸表觀代謝率進行有效預測。

高粱；表觀代謝能；氨基酸表觀代謝率；肉雞；預測方程

高粱是一種可以替代玉米的能量飼料[1]，尤其是近年來，國外進口高梁數(shù)量猛增，高粱越來越多的被應用于畜牧飼料行業(yè)[2]，建立高粱在肉雞中表觀代謝能和氨基酸表觀代謝率預測方程，對于快速有效地評定高粱生物學效價和精準配制飼料具有重要的意義。對于家禽玉米表觀代謝能（AME）等相關預測方程的研究很多3-4]，高粱方面的研究相對較少[5-6]，由于高粱的產(chǎn)地[7]、種植環(huán)境、出口標準[2]和儲存加工條件等不同，其營養(yǎng)成分含量和抗營養(yǎng)成分均有較大差異。單寧是高粱中一種重要的抗營養(yǎng)因子，其含量的高低是限制高粱利用的關鍵性制約因素之一。單寧含量過高會降低飼料的適口性、養(yǎng)分利用率和表觀代謝能等[8]。因此，高粱單獨飼喂會阻礙營養(yǎng)物質(zhì)的吸收利用，但僅用待測高粱替代基礎飼糧，測定結果可能會受到二者潛在的協(xié)同或拮抗效應的影響[9]。將待測飼料分別以不同的比例添加，用回歸法來估測飼料原料的AME和氨基酸表觀代謝率，會得到更準確的測定值[10]。

目前，關于高粱能值預測方程大多是基于豬[11]和肉羊[12]等動物的試驗結果，這些方程用于肉雞日糧配制的針對性較差。因此，本試驗旨在通過肉雞代謝試驗，測定不同單寧含量的高粱在肉雞中AME和氨基酸表觀代謝率，并構建以高粱常規(guī)營養(yǎng)成分為基礎預測肉仔雞AME和氨基酸表觀代謝率的線性回歸方程，為生產(chǎn)提供高粱AME和氨基酸表觀代謝率估算方法。

1 材料與方法

1.1 試驗材料 選用由美國高粱（單寧含量為0.16%）和阿根廷高粱（單寧含量為1.19%）按不同比例配制而成的4種單寧含量不同的高粱，根據(jù)國家標準（GB/T15686—2008）測定單寧含量，具體復配方案和單寧含量見表1。

表1 高粱復配方案和單寧含量 %

試驗基礎飼糧為玉米基礎糧，試驗飼糧為4種單寧含量不同的高粱分別替代基礎飼糧的25%、50%。各處理組分組情況和飼糧見表2，基礎飼糧組成及營養(yǎng)成分見表3。顆粒料飼喂。

1.2 試驗動物及飼養(yǎng)管理 選用270只體重和健康狀況一致的21日齡AA+商品雄性肉雞，隨機分為9個處理，每個處理6個重復，每個重復5只雞，試驗期為7 d。試驗在中國農(nóng)業(yè)大學動物科技學院涿州試驗基地進行。采用籠養(yǎng)方式進行飼養(yǎng)，乳頭式飲水器供水，每天08：00、17：00各飼喂1次，保證肉雞自由采食和飲水。

1.3 試驗設計 采用全收糞法，試驗飼糧設2個替代比例（高粱分別替代基礎飼糧的25%和50%），根據(jù)基礎飼糧和2個替代比例試驗飼糧的AME和氨基酸表觀代謝率，用回歸法計算4種高粱的AME和氨基酸表觀代謝率，并建立高粱常規(guī)營養(yǎng)成分與肉雞AME、氨基酸表觀代謝率的回歸方程。

1.4 樣品的采集與分析

1.4.1 排泄物的收集與處理 預試期3 d使試驗雞適應試驗籠和各處理組飼糧；空腹24 h后進入正試期，正試期3 d，準確收集、記錄各重復雞每日（24 h）的耗料量和排泄物量。其中排泄物每隔24 h收集1次，共收集72 h，最后1次收集之前12 h清除余料，每次收集都要小心去除羽毛、皮屑等雜物，噴上少許10%稀鹽酸，置于-20℃冰箱保存，將3 d糞便混勻、烘干、稱重、粉碎、過篩，測定排泄物干物質(zhì)（DM）、總能（GE）和氨基酸含量。

1.4.2 飼料樣及糞樣的分析 分析飼料樣和糞樣的DM、GE和氨基酸含量，分析4個高粱樣品的DM、粗蛋白（CP）、粗脂肪（EE）、粗灰分（Ash）、粗纖維（CF）、中性洗滌纖維（NDF）、酸性洗滌纖維（ADF）、GE。GE用氧彈式測定計測定，其他成分依照相應的國標測定。

1.5 計算公式

1.5.1 飼糧AME和氨基酸表觀代謝率的計算

其中，AME表示飼料的表觀代謝能（MJ/kg DM）；I表示采食量（kg DM）；GE表示飼料的能量（MJ/kg）；FE表示排泄物的能量（MJ/kg）；F表示排泄物量（kg DM）。

其中，IDC表示飼料氨基酸表觀代謝率（%）；NF表示飼料中各氨基酸量（kg）；Nf表示排泄物中各氨基酸量（kg）。

1.5.2 高粱AME和氨基酸表觀代謝率的計算（回歸法） 建立飼糧AME和氨基酸表觀代謝率與基礎飼糧中高粱替代比例之間的回歸方程：Y=m+n.X，其中，Y表示飼糧在肉雞中的AME（MJ/kg DM）或氨基酸表觀代謝率（%），X表示高粱替代基礎飼糧的比例（%），m、n為常數(shù)。當高粱在飼料中的替代比例達到100%時，可以根據(jù)回歸方程估測出高粱的AME和氨基酸表觀代謝率。

1.5.3 線性回歸預測方程的建立 數(shù)據(jù)采用SPSS 21.0統(tǒng)計軟件對高粱單寧、常規(guī)營養(yǎng)成分含量與AME、氨基酸表觀代謝率進行相關性分析和回歸分析，建立預測方程。回歸系數(shù)（R2）和P值作為挑選回歸預測方程的標準，R2數(shù)值越大，P值越小表明方程越適宜。

1.6 統(tǒng)計分析 采用SPSS 21.0 One-Way ANOVA進行方差分析，對差異顯著的數(shù)據(jù)進行Duncan's多重比較檢驗，顯著性水平為P<0.05。并采用逐步回歸法建立AME和氨基酸表觀代謝率回歸預測方程。

2 結果與分析

2.1 高粱的單寧、常規(guī)營養(yǎng)成分及總能 高粱的單寧、常規(guī)營養(yǎng)成分及總能見表4。

2.2 不同試驗飼糧對肉雞AME和氨基酸表觀代謝率的影響 由表5可知，除脯氨酸表觀代謝率外，不同處理的AME和氨基酸表觀代謝率值差異極顯著（P<0.001），且隨著飼糧中高粱替代比例的提高，飼糧的AME和氨基酸表觀代謝率都逐步降低，其中AME值從14.33 MJ/kg DM降至13.48 MJ/kg DM，但高粱4的天門冬氨酸、絲氨酸和谷氨酸的表觀代謝率除外。本試驗測得的其他氨基酸表觀代謝率數(shù)據(jù)出現(xiàn)異常未列出。

表4 高粱的單寧、常規(guī)營養(yǎng)成分及總能

2.3 回歸法測定不同高粱AME和氨基酸表觀代謝率的結果 由表6可知，通過回歸法測得的4種高粱的AME分別為13.41、12.92、12.60、12.72 MJ/kg DM，均值為12.91 MJ/kg DM；異亮氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸的表觀代謝率均值分別為70.59%、59.77%、49.01%，其中變異系數(shù)最大的為苯丙氨酸表觀代謝率，為20.75%。

2.4 高粱各常規(guī)成分與其AME和氨基酸表觀代謝率的相關分析及線性回歸分析 根據(jù)表7高粱單寧、營養(yǎng)成分與其肉雞AME和氨基酸表觀代謝率相關系數(shù)的分析結果，采用SPSS的逐步回歸分析法建立高粱AME和氨基酸表觀代謝率回歸方程如表8?？梢钥闯?，高粱AME回歸方程的最佳預測因子為EE，異亮氨酸表觀代謝率和酪氨酸表觀代謝率回歸方程的最佳預測因子為Ash，亮氨酸表觀代謝率回歸方程的最佳預測因子為DM，天門冬氨酸表觀代謝率的回歸方程的最佳預測因子為CF，這些預測方程的R2>0.900，P<0.05，預測方程可用。

從而，得出高粱在21日齡AA+雄性肉雞的AME和氨基酸表觀代謝率的最佳預測方程分別為AME= 9.345 + 1.536 × EE（R2=0.957，P=0.022）；異亮氨酸表觀代謝率= 127.317 -32.600 × Ash（R2=0.948，P=0.026）；亮氨酸表觀代謝率= -878.663 + 10.695 × DM（R2=0.995，P=0.002）；天門冬氨酸表觀代謝率=45.160 + 6.185 × CF

（R2=0.943，P=0.029）； 酪 氨 酸 表觀 代 謝 率=194.381 - 81.143 × Ash（R2=0.914，P=0.044）。2.5 線性回歸方程的驗證 利用SPSS 21.0 將最佳預測方程計算所得高粱AME和氨基酸表觀代謝率的預測值與實測值進行配對樣本t檢驗（表9），兩者顯著相關（R=0.900，P＞0.05）。

表5 不同試驗飼糧在AA肉雞中的表觀代謝能和氨基酸的表觀代謝率

表6 不同高粱的AME和氨基酸表觀代謝率

?

表8高粱肉雞AME和氨基酸表觀代謝率的線性回歸預測方程

將不同文獻中高粱的各營養(yǎng)成分含量值帶入本試驗的預測方程計算AME值與文獻中AME實測值相比較（表10）。可以看出，葉小飛[13]的美國高粱和內(nèi)蒙古高粱AME計算值在實測值范圍內(nèi)，湖南高粱的AME計算值高于實測值；Batonon-Alavo[14]和中國飼料成分及營養(yǎng)價值表[15]的高粱AME計算值均高于實測值；而李筱倩等[16]的高粱AME計算值低于實測值。

3 討 論

3.1 高粱在肉仔雞中的AME和氨基酸表觀代謝率的研究 本研究發(fā)現(xiàn)，隨著飼糧中高粱替代比例的提高，飼糧的AME和氨基酸表觀代謝率都逐步降低。而這4種高粱的單寧含量逐步降低，可見單寧含量的高低是影響高粱利用的關鍵性因素之一，單寧含量與AME兩者呈強負相關，單寧含量過高會降低氨基酸和能量的利用率[8]，這與本試驗結果一致。李曉華等 研究表明，當高粱單寧含量為0.08%時，AME為17.09 MJ/kg。李曉倩等[16]也表明，單寧含量為0.96%時，AME為11.05 MJ/kg；而單寧含量為1.34%時，AME為11.09 MJ/kg。RavindRa等[17]研究表明，高粱單寧含量從0.9 μg/kg增加到1.9 μg/kg時，16種氨基酸的平均代謝率降低9.8%。王晶晶[18]研究發(fā)現(xiàn)，當單寧含量占日糧3% ～7%時，肉雞會出現(xiàn)高死亡率。本試驗測得的4種高粱的表觀代謝能范圍（12.60～ 13.41 MJ/kg DM）低于聶大娃等[4]報道，玉米在肉雞中的表觀代謝能15.76 MJ/kg。因此，當高粱替代比例增加時，玉米的比例隨之降低，可能導致飼糧的營養(yǎng)水平不符合肉雞的最佳營養(yǎng)需要水平，而營養(yǎng)水平過高或過低均會降低肉雞的AME和氨基酸表觀代謝率[10]。綜上研究結果說明，高粱在肉仔雞上應用時要注意其單寧含量及添加比例。

表9 肉雞AME、氨基酸表觀代謝率實測值與計算值對比

表10 不同文獻高粱的AME實測值與本試驗預測模型計算AME的比較

3.2 高粱AME和氨基酸表觀代謝率預測方程的建立 本試驗結果表明，高粱的AME回歸方程的最佳預測因子為EE，這與LessiRe 、趙峰等[20]、田河山等 報道的結果相類似。Sedghi等[5]對36個不同的高粱樣品進行分析發(fā)現(xiàn)，TME = 3 960.80 + 15.15× Ash + 57.76 × EE - 85.30 × CF - 23.90 × CP - 469 ×總單寧（R2= 0.71）。AlvaRenga等[22]和MaRiano等[23]對不同飼糧的AMEn預測方程為AMEn = 4 164.187+ 51.006 EE-197.663 Ash - 35.689 CF - 20.593 NDF（R2= 0.75），這些方程內(nèi)均有EE，驗證了本試驗結果的可靠性。高粱氨基酸表觀代謝率的預測因子有Ash、DM、CF，這可能是因為Ash和纖維成分對飼料原料氨基酸代謝率的影響較大[24]。Ash含量多，可減少食糜中營養(yǎng)成分的消化時間和與酶接觸時間，降低營養(yǎng)物質(zhì)消化。但CF對天門冬氨酸表觀代謝率有正向作用，與以往研究結果不同，可能是本試驗高粱的CF含量不足以對天門冬氨酸表觀代謝率產(chǎn)生不利影響所致，具體原因還需要進一步驗證。本研究得出的方程計算所得高粱AME和氨基酸表觀代謝率的預測值與實測值差異不顯著。將不同文獻中高粱的各營養(yǎng)成分含量值帶入本試驗的預測方程計算AME值與文獻中AME實測值基本一致，但葉小飛[13]的湖南高粱、Batonon-Alavo等、中國飼料成分及營養(yǎng)價值表[15]的高粱AME計算值均高于實測值，而李筱倩等[16]的高粱AME計算值低于實測值，可能是因為文獻中試驗動物大多為成年肉雞或蛋雞，而運用本試驗選用肉仔雞得出的AME預測方程計算的AME值與實測值有略微的差異?？傮w而言，本研究所建立的回歸方程可以準確地預測肉仔雞高粱的AME和氨基酸表觀代謝率。

4 結 論

高粱在21日齡AA+ 雄性肉雞的AME和氨基酸表觀代謝率的最佳預測方程分別為：AME = 9.345+ 1.536 × EE（R=0.957，P=0.022）；異亮氨酸表觀代謝率 = 127.317 - 32.600 × Ash（R=0.948，P=0.026）；亮氨酸表觀代謝率= - 878.663 +10.695 × DM（R=0.995，P=0.002）；天門冬氨酸表觀代謝率= 45.160 + 6.185 × CF（R=0.943，P=0.029）；酪氨酸表觀代謝率= 194.381 - 81.143 ×Ash（R=0.914，P=0.044）。

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Study on the Prediction Model of Apparent Metabolizable Energy and Amino Acid Apparent Metabolic Rate of Sorghum in Broilers

SHEN Zhao-yan1,GUO Jun2, NIE Wei1*, GUO Yu-ming1*

(1. State Key Laboratory of Animal Nutrition, College of Animal Science and Technology, China Agricultural University,Beijing 100193, China;2. China National township enterprises corporation, Beijing 100125, China)

The experiment aimed to establish prediction equation to estimate the apparent metabolizc energy (AME) and amino acid metabolic rate of sorghum for broilers. American sorghum and Argentina sorghum with different tannin content were chosen to formulate 4 different gradient tannin content sorghum samples, metabolic diet was formulated by sorghum samples according to the different ratio (25%, 50%) substitution. 270 21-day-old AA+ male broilers were randomly divided into 9 treatments with 6 replicates of 5 birds each. The AME and amino acid metabolic rate were measured by the total collection method, and the stepwise way was used to predict the regression equations. The results show that the AMEof 4 kinds of sorghum were measured respectively: 13.41, 12.92, 12.60, 12.72 MJ/kg DM; the isoleucine, leucine and phenylalanine apparent metabolic rate were measured ,70.59%, 59.77%, 49.01% respectively. Through stepwise regression method,the optimal prediction equation of sorghum AME and amino acid apparent metabolic ratein 21-day-old AA+ male broilers were respectively: AME= 9.345 +1.536×EE(R2=0.957, P=0.022); Apparent metabolic rate of isoleucine = 127.317- 32.600 × Ash(R2=0.948, P=0.026); Apparent metabolic rate ofleucine = - 878.663 + 10.695 × DM (R2=0.995, P=0.002);Apparent metabolic rate ofaspartic = 45.160 + 6.185 × CF (R2=0.943,P=0.029); Apparent metabolic rate oftyrosine =194.381 - 81.143 × Ash (R2=0.914, P=0.044). The predicted values of sorghum AME and amino acids apparent metabolic rates calculated by these equations were not significantly different from the measured values, and the equation is available.Under the experimental conditions, the AME and amino acids apparent metabolic rate of sorghum can be predicted by the conventional nutrients.

Sorghum; AME; Amino acid apparent metabolic rate; Broiler; The regression equation

S831.5

A

10.19556/j.0258-7033.2017-10-062

2017-05-04；

2017-06-28

教育部創(chuàng)新團隊計劃項目（IRT0945）

沈兆艷（1991-），女，山東臨沂人，碩士研究生，研究方向為家禽營養(yǎng)與飼料科學，E-mail：shenzhaoyan@foxmail.com；并列第一作者：郭軍（1974-），男，E-mail：g_tingshoo28@sina.com

* 通訊作者：聶偉，講師，碩士生導師，E-mail：caunw@163.com；咼于明，教授，博士生導師，E-mail：guoyum@cau.edu.cn