磷酸一二鈣對(duì)肉仔雞相對(duì)生物學(xué)利用率的研究

萬敏艷 張保海 王宏博 唐德富

(甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院，蘭州730070)

磷作為家禽營(yíng)養(yǎng)的常量礦物質(zhì)元素，是構(gòu)成骨組織的主要原料。雞體所含磷的80%存在于骨骼中，骨灰分中磷含量高達(dá)70%以上[1]。雞在育成期骨骼生長(zhǎng)迅速，需要從飼糧中攝取足量的磷以保證健康。磷參與機(jī)休內(nèi)能量與多種營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的代謝過程，同時(shí)組成血液中的磷酸鹽緩沖體系，在保持血液酸堿平衡方面起重要作用。肉仔雞飼糧中鈣、磷缺乏，或者比例失調(diào)，均可導(dǎo)致佝僂病，出現(xiàn)長(zhǎng)骨彎曲變形、骨鈣化程度降低、腿部軟弱、生長(zhǎng)發(fā)育受阻、飼料利用率低、死亡率升高等現(xiàn)象[2]。飼糧中磷的來源比較廣泛，如磷酸氫鈣(DCP)(無水、2個(gè)結(jié)晶水)、磷酸二氫鈣(MCP)、磷酸鈣等，其中以DCP的使用量最大，我國(guó)每年DCP的用量接近400萬t，全球超過1 000萬t，由于DCP枸溶性磷的含量相對(duì)較高，致使磷的利用率偏低[3-4]。磷酸一二鈣(MDCP)是MCP與DCP的共晶結(jié)合物，與DCP相比，MDCP水溶性磷的含量高達(dá)17.5%，遠(yuǎn)高于國(guó)標(biāo)10%的標(biāo)準(zhǔn)[5]。早期研究證實(shí)，動(dòng)物飼糧中使用高水溶性磷源，隨糞尿排放到環(huán)境中的磷酸鹽更易于植物吸收利用[6]。目前，MDCP作為一種有別于MCP和DCP的新型磷源產(chǎn)品，市場(chǎng)占有率穩(wěn)步提高，然而現(xiàn)有資料關(guān)于其在肉仔雞飼糧中的生物學(xué)利用率評(píng)定的報(bào)道相對(duì)較少也較早，因此十分有必要重新評(píng)定其生物學(xué)利用率。本試驗(yàn)通過飼養(yǎng)試驗(yàn)、代謝試驗(yàn)對(duì)生長(zhǎng)性能、脛骨指標(biāo)和血清生化指標(biāo)進(jìn)行測(cè)定，旨在評(píng)價(jià)MDCP相對(duì)于DCP的生物學(xué)利用率，為MDCP在肉雞飼糧中的應(yīng)用提供參考數(shù)據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

高水溶性MDCP，飼料級(jí)，鈣、無機(jī)磷含量分別為14.7%和21.4%；DCP純度為99%，鈣、無機(jī)磷含量分別為23.0%和17.7%。

1.2 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

采用2×6雙因子隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，分別以MDCP和DCP為磷源，磷的添加水平分別為0、0.05%、0.10%、0.15%、0.20%和0.25%，基礎(chǔ)飼糧非植酸磷水平為0.15%。選擇990只1日齡健康科寶肉公雞，按各組間平均體重相近原則隨機(jī)分為11個(gè)組(對(duì)照組共用)，每組6個(gè)重復(fù)，每個(gè)重復(fù)15只雞。試驗(yàn)期21 d。

1.3 試驗(yàn)飼糧

試驗(yàn)飼糧為玉米-豆粕-雜粕型，參考中華人民共和國(guó)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)《雞飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》(NY/T 33—2004)[7]營(yíng)養(yǎng)推薦量(有效磷除外)設(shè)計(jì)配方，飼料原料中粗蛋白質(zhì)、鈣、磷的含量為實(shí)測(cè)值，其他指標(biāo)參考中國(guó)飼料數(shù)據(jù)庫(kù)2015年《中國(guó)飼料成分及營(yíng)養(yǎng)價(jià)值表》(第26版)。試驗(yàn)飼糧為粉料，所有飼糧均添加0.40%二氧化鈦?zhàn)鳛橥庠葱灾甘緞?。試?yàn)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平見表1。

1.4 飼養(yǎng)管理

試驗(yàn)雞舍為全封閉式，3層重疊式籠養(yǎng)，單籠面積為0.93 m2。各組間重復(fù)的排列考慮位置效應(yīng)。1～3日齡保持舍內(nèi)溫度33～36 ℃，然后每日降低1 ℃，直至14日齡末降至24 ℃并保持到試驗(yàn)結(jié)束。1～3日齡雞舍相對(duì)濕度為70%～75%，之后保持在50%～65%。機(jī)械通風(fēng)，人工光照，23 h連續(xù)光照后黑暗1 h，自由飲水，自由采食。雞舍及時(shí)清糞與清掃、消毒，每周帶雞消毒2次。免疫程序及方法參考商業(yè)公司推薦的方案執(zhí)行。

1.5 樣品采集與制備

在飼養(yǎng)試驗(yàn)的17～20日齡進(jìn)行消化代謝試驗(yàn)，不另設(shè)預(yù)試期。在各重復(fù)試驗(yàn)雞糞盤上鋪塑料臺(tái)布，每天下午定時(shí)收集全部新鮮糞樣(挑出里面的羽毛、飼料、皮屑等雜物)，混合后取20%放于自封袋內(nèi)，噴灑10%鹽酸溶液后4 ℃冰箱保存，最后將4 d收集的糞樣按重復(fù)進(jìn)行充分混合，于65 ℃烘箱中烘干至恒重，再置室溫下回潮24 h，粉碎過40目篩，待測(cè)。

于試驗(yàn)期的第21天末從每組每個(gè)重復(fù)取2只雞，翅靜脈采血5 mL，立即將血液3 000 r/min離心10 min，取上清液于-20 ℃保存，待測(cè)血清鈣、磷含量和堿性磷酸酶活性。采血后的雞通過頸部移位處死，取雞的左腿脛骨，去除肌肉和結(jié)締組織，于105 ℃烘干48 h，以備分析脛骨的抗壓能力。然后脫脂8 h，再于580 ℃茂福爐中煅燒24 h，用于分析脛骨中的灰分、鈣和磷的含量。

1.6 測(cè)定指標(biāo)和方法

1.6.1 生長(zhǎng)性能

于第21日齡末以重復(fù)為單位進(jìn)行稱重，記錄耗料量，計(jì)算采食量、體增重、死淘率及料重比。

1.6.2 養(yǎng)分表觀代謝率

試驗(yàn)飼糧和代謝排泄物均測(cè)定鈣、磷和二氧化鈦含量，并測(cè)定飼糧系酸力，計(jì)算干物質(zhì)、鈣和磷表觀代謝率。其中鈣和磷含量的測(cè)定參考張麗英[8]方法；按照Short等[9]描述的方法進(jìn)行二氧化鈦含量的測(cè)定；系酸力參考屠焰等[10]推薦的方法測(cè)定。

1.6.3 脛骨指標(biāo)和血清生化指標(biāo)

脛骨灰分含量的測(cè)定參照GB 6438—1986方法進(jìn)行。脛骨的抗壓能力采用抗壓強(qiáng)度測(cè)定儀(ZN7-16A型)測(cè)定。血清中的鈣、磷含量和堿性磷酸酶活性使用試劑盒測(cè)定，試劑盒購(gòu)自南京建成生物工程研究所。

1.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)

采用SAS 9.2軟件中GLM程序?qū)λ性囼?yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行雙因子方差分析，統(tǒng)計(jì)模型中包括磷源、磷添加水平和二者間的互作。方差分析差異顯著者，以LSD法比較平均值間的差異顯著性；用SAS程序中的GLM程序中最小二乘法多元線性回歸方程：

Y=b0+b1X(s)+b2X(t)。

式中：Y為所測(cè)指標(biāo)；X(s)、X(t)分別為DCP和MDCP；b0、b1、b2為方程系數(shù)。以DCP為標(biāo)準(zhǔn)(100%)，用多元線性回歸斜率比法計(jì)算MDCP相對(duì)于DCP的生物學(xué)利用率[11]。

表1 試驗(yàn)飼糧組成及營(yíng)養(yǎng)水平(風(fēng)干基礎(chǔ))

1)預(yù)混料為每千克飼糧提供 Premix provided the following per kg of diets：VA 11 000 IU，VD33 025 IU，VE 22 mg，VK32.2 mg，VB11.65 mg，VB26.6 mg，VB63.3 mg，VB1217.6 μg；煙酸 niacinamide 22 mg，泛酸 pantothenate 13.2 mg，葉酸 folic acid 0.33 mg，生物素 biotin 88 μg，F(xiàn)e 48 mg，Zn 96.6 mg，Mn 101.76 mg，Cu 10 mg，Se 0.05 mg，I 0.96 mg。

2)總磷、系酸力為實(shí)測(cè)值，其他營(yíng)養(yǎng)水平為計(jì)算值。TP and acid-binding capacity were measured values, while the other nutrient levels were calculated values.

2 結(jié) 果

2.1 不同磷源和磷添加水平對(duì)肉仔雞生長(zhǎng)性能的影響

不同磷源和磷添加水平對(duì)肉仔雞生長(zhǎng)性能影響的結(jié)果見表2。由表可知，MDCP添加組肉仔雞

采食量和體增重均顯著高于DCP添加組(P<0.05)，隨著磷添加水平提高，肉仔雞采食量、體增重均顯著增加(P<0.05)，而料重比和死淘率顯著降低(P<0.05)。磷源和磷添加水平互作對(duì)肉仔雞生長(zhǎng)性能各指標(biāo)均無顯著影響(P>0.05)。

表2 不同磷源和磷添加水平對(duì)肉仔雞生長(zhǎng)性能的影響

同列數(shù)據(jù)肩標(biāo)不同小寫字母表示差異顯著(P<0.05)，相同或無字母表示差異不顯著(P>0.05)。下表同。

In the same column, 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 不同磷源和磷添加水平對(duì)肉仔雞養(yǎng)分表觀代謝率的影響

不同磷源和磷添加水平對(duì)肉仔雞養(yǎng)分表觀代謝率影響的結(jié)果見表3。由表可見，磷源對(duì)肉仔雞鈣、磷表觀代謝率無顯著影響(P>0.05)。0.25%添加組的鈣表觀代謝率顯著高于對(duì)照組和0.05%添加組(P<0.05),且磷表觀代謝率顯著高于對(duì)照組和0.05%、0.10%添加組(P<0.05)。

表3 不同磷源和磷水平對(duì)肉仔雞養(yǎng)分表觀代謝率的影響

2.3 不同磷源和磷添加水平對(duì)肉仔雞脛骨指標(biāo)的影響

不同磷源和磷添加水平對(duì)肉仔雞脛骨指標(biāo)影響的結(jié)果見表4。由表可見，MDCP添加組肉仔雞脛骨灰分含量顯著高于DCP組(P<0.05)。隨著磷添加水平的提高，肉仔雞脛骨灰分、鈣、磷含量和脛骨強(qiáng)度均有所改善，0.25%添加組脛骨灰分含量和脛骨強(qiáng)度顯著高于對(duì)照組和0.05%、0.10%添加組(P<0.05)，且脛骨磷含量顯著高于對(duì)照組(P<0.05)；0.20%和0.25%添加組脛骨鈣含量顯著高于對(duì)照組和0.05%添加組(P<0.05)；對(duì)照組和0.05%添加組脛骨灰分含量顯著低于0.15%和

0.20%添加組(P<0.05)；0.20%添加組脛骨強(qiáng)度顯著高于對(duì)照組和0.05%、0.10%添加組(P<0.05)。

2.4 不同磷源和磷添加水平對(duì)肉仔雞血清鈣、磷含量和堿性磷酸酶活性的影響

不同磷源和磷添加水平對(duì)肉仔雞血清鈣、磷含量和堿性磷酸酶活性影響的結(jié)果見表5。由表可見，MDCP添加組肉仔雞血清磷含量和堿性磷酸酶活性顯著高于DCP添加組(P<0.05)。隨著磷添加水平的提高，肉仔雞血清磷含量顯著提高(P<0.05)，而血清堿性磷酸酶活性顯著降低(P<0.05)。

表4 不同磷源和磷水平對(duì)肉仔雞脛骨指標(biāo)的影響

表5 不同磷源和磷水平對(duì)肉仔雞血清鈣、磷含量和堿性磷酸酶活性的影響

續(xù)表5項(xiàng)目 Items磷添加水平P supplemental level/%鈣 Ca/(mmol/L)磷 P/(mmol/L)堿性磷酸酶 ALP/(U/dL) 磷酸一二鈣 MDCP02.071.841 083.10.052.092.05956.40.102.052.30819.90.152.062.43724.40.202.032.67615.90.252.093.15572.2SEM0.010.0521.4磷源 P source磷酸氫鈣 DCP2.032.31b818.1a磷酸一二鈣 MDCP2.062.41a795.3b磷添加水平 P supplemental level/%02.071.84d1 083.1a0.052.061.98d965.6a0.102.042.26c831.7b0.152.032.38c735.6c0.202.022.64b636.2d0.252.093.05a588.2eP值 P-value磷源 P source0.735<0.0010.012磷添加水平 P supplemental level0.524<0.0010.040磷源×磷添加水平 P source×P supplemental level0.6320.5240.830

2.5 MDCP的相對(duì)生物學(xué)利用率

MDCP相對(duì)于DCP的生物學(xué)利用率見表6。由表可知，以1～21日齡肉仔雞體增重、鈣表觀代謝率、磷表觀代謝率、脛骨灰分、脛骨鈣含量、脛骨磷含量、脛骨強(qiáng)度、血清磷含量和血清堿性磷酸酶活性為效應(yīng)指標(biāo)，MDCP相對(duì)于DCP的生物學(xué)利用率分別為124.7%、96.7%、131.2%、106.7%、108.7%、118.1%、105.3%、114.5%和106.4%。經(jīng)檢驗(yàn)，上述效應(yīng)指標(biāo)多元線性回歸方程系數(shù)均顯著(P<0.05),表明均適合判定生物學(xué)效價(jià)，即所得生物學(xué)利用率的平均值(112.5%)為MDCP相對(duì)于DCP的生物學(xué)利用率。

3 討 論

3.1 不同磷源和磷水平對(duì)肉仔雞生長(zhǎng)性能的影響

全球磷資源有限，且磷是不可再生資源[12]。據(jù)統(tǒng)計(jì)，美國(guó)有33%的磷通過畜禽糞便排放到土壤中，造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染[13]。因此，降低畜禽排泄物中磷的排放刻不容緩。目前，對(duì)動(dòng)物而言，降低磷的排放量主要有2種策略：一是通過添加外源性植酸酶，提高飼糧中植酸磷的利用，進(jìn)而降低無機(jī)磷的添加量以達(dá)到磷減排目的[14-15]；二是選擇使用生物學(xué)效價(jià)更高的磷源或通過營(yíng)養(yǎng)調(diào)控技術(shù)改善磷的有效利用率以及動(dòng)物生長(zhǎng)速度來實(shí)現(xiàn)磷減排[16]。前者因飼糧中植酸磷的含量有限，在不影響畜禽生長(zhǎng)性能的前提下添加植酸酶飼糧有效磷可降低至0.20%～0.25%，而尋求高效價(jià)的磷源才能最大幅度降低糞污中磷的排放。當(dāng)前飼料工業(yè)使用最多的磷源為DCP，DCP屬于枸溶性磷酸鹽，難溶于水，溶與鹽酸或檸檬酸，動(dòng)物對(duì)其利用率低。MDCP是DCP和MCP的共晶結(jié)合物，是一種水溶性磷酸鹽和枸溶性磷酸鹽相結(jié)合的飼料添加劑，其中MCP是水溶性磷酸鹽，約占60%。早期研究結(jié)果表明，MDCP作為磷源比DCP更具優(yōu)勢(shì)。伍愛民等[17]研究表明，與DCP相比，MDCP改善了肉雞的體重和體增重。類似的結(jié)果萬榮等[18]、夏良宙等[19]均有報(bào)道。此外，陳曉春等[20]在蛋雞上的研究顯示，以磷酸二氫鉀(MPP)為標(biāo)準(zhǔn)，磷源的相對(duì)生物學(xué)效價(jià)從大到小依次為：MDCP、DCP、MCP、MPP，表明MDCP較DCP是家禽飼糧更好的磷源。本試驗(yàn)也觀測(cè)到MDCP添加組肉仔雞在1～21日齡體增重和采食量均顯著高于DCP添加組，再次證實(shí)了MDCP的應(yīng)用價(jià)值。

表6 MDCP的相對(duì)生物學(xué)利用率

磷缺乏易造成畜禽出現(xiàn)骨生長(zhǎng)緩慢，佝僂病和骨軟癥[2]。我國(guó)國(guó)標(biāo)中規(guī)定肉用仔雞飼糧1～2周齡和3～6周齡總磷和非植酸磷含量分別為0.68%、0.50%和0.65%、0.40%[7]。早期關(guān)于飼糧磷水平對(duì)肉仔雞生長(zhǎng)性能影響的報(bào)道較多。Liu等[21]在愛拔益加肉仔雞玉米-豆粕型飼糧中分別設(shè)置0.10%、0.15%、0.25%、0.30%、0.35%、0.40%、0.45%和0.50%共8個(gè)非植酸磷水平(磷源CaHPO4·2H2O，基礎(chǔ)飼糧非植酸磷和鈣含量分別為0.08%和1.00%)，研究飼糧非植酸磷需要量，結(jié)果發(fā)現(xiàn)磷水平顯著影響肉仔雞體增重，呈顯著線性增加趨勢(shì),建議1～21日齡飼糧適宜非植酸磷含量為0.39%。這與本試驗(yàn)結(jié)果基本一致。以21日齡體增重等為效應(yīng)指標(biāo)，本試驗(yàn)得到MDCP相對(duì)于DCP的生物學(xué)利用率為112.5%，接近于伍愛民等[17]報(bào)道的113.2%，再次證實(shí)了MDCP作為家禽飼糧磷源的優(yōu)勢(shì)。

3.2 不同磷源和磷水平對(duì)肉仔雞脛骨指標(biāo)的影響

鈣和磷是構(gòu)成骨骼及牙齒的主要原料，正常的骨中儲(chǔ)有大量磷和鈣，占雞體內(nèi)礦物質(zhì)總重量的65%～70%[22]。骨組織也同其他器官組織一樣不斷進(jìn)行著新陳代謝，起著調(diào)節(jié)血液中鈣、磷含量的作用，當(dāng)飼糧中鈣和磷不能滿足機(jī)體需要時(shí)，則必須從骨骼中動(dòng)用，在一定限度內(nèi)，貯存鈣、磷的消耗并不危及生命[23]，但臨床脛骨癥狀較明顯，脛骨質(zhì)量是衡量機(jī)體鈣、磷水平和平衡程度的重要靶標(biāo)。王晉晉等[24]研究表明，飼糧中鈣、磷水平對(duì)肉仔雞的脛骨灰分以及脛骨中鈣、磷的沉積有顯著影響，提高飼糧鈣、磷水平可增加脛骨灰分含量，非植酸磷水平增加能夠顯著提高脛骨強(qiáng)度，這與Liu等[21]、Wilkinson等[25]、Bradbury等[26]以及本試驗(yàn)結(jié)果相一致。分析認(rèn)為這可能是由于低鈣、磷水平的飼糧導(dǎo)致鈣、磷未得到滿足,或是由于鈣、磷比例嚴(yán)重失調(diào),在動(dòng)物消化道中形成不可溶、難以被吸收利用的鈣磷復(fù)合物,從而減少了骨骼中灰分的沉積。同時(shí),骨骼在前3周生長(zhǎng)速度較快,對(duì)鈣、磷的需要量較大,而飼糧中的磷又不能滿足肉雞生長(zhǎng)發(fā)育的需要,因此必須動(dòng)用骨骼中沉積的磷以彌補(bǔ)飼糧磷不足,骨礦化程度下降,最終造成骨強(qiáng)度降低[27]。

3.3 不同磷源和磷水平對(duì)肉仔雞血清生化指標(biāo)的影響

堿性磷酸酶是一類非特異性磷酸單酯酶，在堿性環(huán)境中可水解磷酸單酯化合物生成無機(jī)磷酸、糖類、醇和酚。它定位于生物膜上，是基質(zhì)小泡和質(zhì)膜的標(biāo)記酶，廣泛存在于細(xì)菌、真菌和動(dòng)物生物體內(nèi)。在動(dòng)物體的各組織中也廣泛分布，主要分布于肝臟、骨骼、腎臟、胎盤、小腸、血細(xì)胞、乳腺上皮細(xì)胞和膽汁中[28]。通常，骨骼中含有50%的血清堿性磷酸酶[21]。本試驗(yàn)也發(fā)現(xiàn)，隨著飼糧中磷水平升高，血清堿性磷酸酶的活性呈線性降低趨勢(shì)，這可能是由于肉仔雞骨骼從其他代謝反應(yīng)中吸收獲得磷源，如能量代謝、細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、細(xì)胞膜修復(fù)等。堿性磷酸酶和非特異性堿性磷酸酶(TNAP)活性呈正相關(guān)關(guān)系，而低磷水平誘導(dǎo)的TNAP活性下降直接影響骨骼的礦化程度[29-31]。此外，機(jī)體內(nèi)磷平衡主要受腸道吸收磷含量、腎臟磷重吸收能力、細(xì)胞外和骨骼中磷的交換作用共同調(diào)控[32]。飼糧低磷水平能夠下調(diào)機(jī)體Ⅱb型鈉磷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(NaPi-Ⅱb)和Ⅱa型鈉磷轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(NaPi-Ⅱa)2種鈉磷協(xié)同轉(zhuǎn)運(yùn)載體的表達(dá)[33-34]，這可能是導(dǎo)致磷平衡失調(diào)的根本原因。

4 結(jié) 論

綜合考慮肉仔雞1～21日齡體增重、脛骨質(zhì)量和血清生化指標(biāo)，相對(duì)于DCP(100%)，MDCP對(duì)肉仔雞的生物學(xué)利用率是112.5%。