李柏浩,梁 浩,馮彩蕊,楊華明,班志彬,李立佳,徐 瑩,閆曉剛*
(1.吉林農(nóng)業(yè)大學動物科學技術(shù)學院,吉林長春 130062;2.吉林省農(nóng)業(yè)科學院動物營養(yǎng)與飼料研究所,吉林公主嶺 136100)
能量是飼料的重要組成部分,飼料中的能量不能被動物全部吸收利用,其中真正用于動物維持生命和生產(chǎn)產(chǎn)品的能量稱為凈能。按照凈能在體內(nèi)的作用,又可分為維持凈能和生產(chǎn)凈能。維持凈能的測定方法主要包括回歸法、絕食替代法以及比較屠宰法?;貧w法是根據(jù)不同代謝能攝入量與對應產(chǎn)熱量的對數(shù)之間的回歸關(guān)系,通過限制飼喂水平控制代謝能攝入量,測得不同飼喂水平下產(chǎn)熱量,進而通過回歸關(guān)系得到維持狀態(tài)下的產(chǎn)熱量。絕食替代法是通過測定絕食狀態(tài)下的產(chǎn)熱情況用以替代基礎(chǔ)代謝產(chǎn)熱。這幾種方法各有利弊,廣大學者分別運用3種方法對肉羊的維持能量需要量進行了探究,但尚未見到不同測定方法之間相關(guān)關(guān)系的報道。因此,本研究以我國的肉羊飼養(yǎng)標準為基礎(chǔ)對肉羊的生長階段進行劃分,采用2種方法分別測定生長期、育肥期2個階段杜泊羊×小尾寒羊雜交肉用羊(杜×寒肉羊)維持凈能的需要量,旨在明確不同維持需要測定方法的異同,為肉羊能量需要量測定方法提供數(shù)據(jù)支持。
1.1 試驗動物及試驗設(shè)計 試驗羊購于吉林省乾羊農(nóng)牧業(yè)有限公司。試驗分為2個階段進行,第1階段選取24只體重(20±3)kg的杜×寒肉羊,第2階段選取24只體重(40±5)kg的杜×寒肉羊。2個階段分別按體重采用完全隨機區(qū)組試驗設(shè)計分為4組,公母各半,每組6個重復。4組分別為自由采食組(AL組)、80%AL組、60%AL組、45%AL組(維持水平飼喂)。記錄每日各組剩余料量。
1.2 飼養(yǎng)管理及試驗日糧 飼養(yǎng)試驗于吉林省農(nóng)業(yè)科學院動物營養(yǎng)與飼料研究所試驗羊舍進行。單籠飼養(yǎng),每日08:00、15:00飼喂2次,自由飲水。第1階段日糧參考《肉羊飼養(yǎng)標準》(NY/T816-2004)20 kg生長期日增重300 g營養(yǎng)需要量配制,第2階段參考40 kg育肥期的日增重300 g營養(yǎng)需要量配制。試驗日糧組成及營養(yǎng)成分見表1。
表1 試驗日糧組成及營養(yǎng)成分(風干基礎(chǔ))
1.3 消化代謝試驗 試驗羊進行限飼7 d后各組隨機選取2只羊,稱重后轉(zhuǎn)入特制代謝籠中適應1 d后進行4 d消化代謝試驗,每天記錄羊的余料量,并清理料槽。采用全收糞尿法收集糞尿,每天稱取并記錄每只羊糞量和尿量,取新鮮糞樣200 g收集后用10%鹽酸進行固氮混合后置于-20℃冰箱保存;使用盛有100 mL 10%硫酸帶濾網(wǎng)的收尿桶收集尿樣,記錄體積后稀釋至5 L后采集50 mL將4 d樣本混合置于-20℃保存。
1.4 呼吸測熱試驗 消化代謝試驗結(jié)束后,將代謝籠直接轉(zhuǎn)入吉林省農(nóng)業(yè)科學院自行研制的中型動物八室并聯(lián)開放回流式呼吸測熱裝置,該裝置能自動記錄代謝艙內(nèi)各組分氣體濃度、環(huán)境溫度、濕度等,并計算耗氧量(O)、二氧化碳產(chǎn)生量(CO)、甲烷產(chǎn)生量(CH)、呼吸熵。AL組、80%AL組、60%AL組飼喂量及方式同消化代謝試驗。45%AL組在消化代謝試驗結(jié)束當天開始禁食。在裝置中適應1 d 后進行3 d 呼吸測熱試驗,測定各組耗O量、CO產(chǎn)生量和CH產(chǎn)生量。
1.5 檢測指標及方法 采用干燥法(103±2)℃測定樣品中干物質(zhì)(DM)含量,凱氏定氮法測定樣品粗蛋白質(zhì)(CP)、氮(N)含量,有機物(OM)通過測定樣品中的粗灰分進而計算得出??偰軠y定參照ISO 9831:1998中推薦動物飼料、動物產(chǎn)品和糞便或尿液總熱值的測定-彈式量熱計法的方法,使用氧彈式量熱儀(IKA C3000)測定。尿能使用定量濾紙進行測定。
1.6 統(tǒng)計分析 試驗數(shù)據(jù)使用Excel 2010進行初步整理,采用SPSS 24.0軟件進行單因素方差分析,并采用Duncan′s法進行多重比較,試驗結(jié)果用平均值和標準誤表示。采用SPSS線性回歸進行回歸分析。
2.1 回歸法測定生長期的維持氣體代謝及養(yǎng)分消化率 由表2可知,隨著限飼比例降低生長期日采食量降低(<0.05),AL組和80%AL組O消耗量高于60%AL組(<0.05);CO產(chǎn)生量各組之間差異極顯著;CH產(chǎn)量隨采食量下降而下降(<0.05)。由表3可知,在該日糧配方下,80%AL組DM、OM、N的表觀消化率均高于其余兩組(>0.05);食入總能、糞能、甲烷能均顯著下降(<0.05);各組之間尿能無顯著差異;各組之間能量轉(zhuǎn)化效率方面無顯著差異。
表2 生長期(20 kg)羊不同飼喂量的代謝氣體產(chǎn)量
表3 生長期(20 kg)羔羊不同飼喂量的養(yǎng)分消化率及能量代謝規(guī)律
2.2 生長期維持凈能需要量測定
2.2.1 回歸法測定的維持凈能需要量 根據(jù)Lofgreen等建立的呼吸代謝產(chǎn)熱量對數(shù)與代謝能攝入量回歸方程:LogHP=a+b×MEI,計算得到生長期產(chǎn)熱量與代謝能攝入量的回歸方程公式:
方程(1)中截距的反對數(shù)102.350 4即為維持凈能需要量224.08 kJ/kg BW。
2.2.2 絕食法測定的維持凈能需要量 由八室并聯(lián)呼吸測熱裝置實時監(jiān)控系統(tǒng)可知在絕食72 h后羊只達到禁食狀態(tài),因此,采用72~96 h的呼吸數(shù)據(jù)和尿氮含量計算維持凈能。絕食法測的絕食期間O消耗量為(115.80±7.09)L/d,CO產(chǎn)量(81.05±5.20)L/d,根據(jù)公式(2)計算得到絕食法測定的維持凈能需要量為232.84 kJ/kg BW。
2.3 回歸法測定育肥期羊的維持氣體代謝及養(yǎng)分消化率由表4可知,隨著限飼比例降低試驗羊日采食量降低(<0.05),AL組O消耗量高于60%AL組(<0.05);CO產(chǎn)生量呈下降趨勢(>0.05);CH產(chǎn)量隨采食量下降而下降(<0.05)。由表5可知,在該日糧配方下,80%AL組DM、OM、N的表觀消化率均高于其余兩組(>0.05);食入總能、糞能、甲烷能均下降(<0.05);各組之間尿能無顯著差異;各組之間總能消化率、總能代謝率無顯著差異。
表4 育肥期(40 kg)不同飼喂量代謝氣體產(chǎn)量
表5 育肥期(40 kg)不同飼喂量的養(yǎng)分消化率及能量代謝規(guī)律
2.4 育肥期肉羊的維持凈能需要量測定
2.4.1 回歸法測定的維持凈能需要量 根據(jù)Lofgreen等建立的呼吸代謝產(chǎn)熱量對數(shù)與代謝能攝入量回歸方程:LogHP=a+b×MEI,計算得到育肥期產(chǎn)熱量與代謝能攝入量的回歸方程公式:
方程(3)中截距的反對數(shù)102.433 5即為維持凈能需要量271.33 kJ/kg BW。
2.4.2 絕食法測定的維持凈能需要量 由八室并聯(lián)呼吸測熱裝置實時監(jiān)控系統(tǒng)可知在絕食72 h后羊只達到禁食狀態(tài),因此,采用72~96 h的呼吸數(shù)據(jù)和尿氮含量計算維持凈能。絕食法測的絕食期間O消耗量為(251.60±29.22)L/d,CO產(chǎn) 量(185.98±8.13)L/d,根據(jù)公式(2)計算得到絕食法測定的維持凈能需要量為279.20 kJ/kg BW。
3.1 回歸法測定的生長肥育羔羊期維持氣體代謝及養(yǎng)分消化率 本研究結(jié)果表明,在杜×寒肉羊生長期隨著限飼組日采食量的下降,O消耗量、CO產(chǎn)生量和CH產(chǎn)生量均有下降趨勢,其中CH產(chǎn)生量有顯著下降。這與許貴善的研究結(jié)果相一致。反芻動物獲取能量維持生命是通過采食活動完成。采食量和OM消化率能夠衡量反芻動物對飼料的消化特性和生產(chǎn)狀況。本試驗結(jié)果表明,80%AL組DM、OM和N的消化率高于其余兩組,這是由于隨著動物生產(chǎn)水平的提高,飼料利用率逐漸下降。Tyrrell等、Ibrahim等報道指出,糞能、尿能隨著總能攝入量的減少而減少,與本研究結(jié)果相一致,表明飼喂水平會影響動物機體能量分配。
3.2 生長期羔羊的維持凈能需要量測定 維持凈能是凈能體系下動物處于維持狀態(tài)時對能量的需要量。維持的能量需要包括基礎(chǔ)代謝、隨意運動及體溫調(diào)節(jié)的能量消耗三部分。本研究通過間接測熱中回歸法和絕食法分別測得杜×寒肉羊2個階段維持凈能需要量,即生長育肥期杜×寒肉羊羔羊維持凈能需要量為224.08 kJ/kgBW(回歸法)、232.84 kJ/kgBW(絕食替代法)。許貴善采用比較屠宰法得出同階段杜×寒公羔羊維持凈能需要量為231.19 kJ/kgBW、母羔羊維持凈能需要量247.74 kJ/kg BW,略高于本研究的結(jié)果。絕食替代法較回歸法維持凈能需要量高3.91%,這是由于動物在絕食代謝中饑餓感使動物神經(jīng)緊張、覓食活動增加使得動物絕食代謝水平略高于基礎(chǔ)代謝。
3.3 回歸法測定的育肥期維持氣體代謝及養(yǎng)分消化率日糧能量水平的變化影響著營養(yǎng)物質(zhì)在反芻動物胃腸道的消化和吸收利用。本研究中在育肥期隨著采食量的降低杜×寒肉羊的代謝氣體量呈下降趨勢,這是由于試驗動物熱增耗隨采食量的降低而降低導致的。不同飼喂水平對營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率有一定影響,氮目前關(guān)于飼喂水平對營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的研究結(jié)果不一致。許貴善的研究表明,限飼DM、OM的表觀消化率無顯著影響,但本研究中限飼組的DM、OM和N的表觀消化率相比于AL組呈升高趨勢,這與杜×湖雜交肉羊、35~50 kg杜泊×晉中公羊能量需要量研究中結(jié)果相一致。營養(yǎng)物質(zhì)消化率受采食量、瘤胃微生物等多方面的影響,飼喂水平會影響營養(yǎng)物質(zhì)的過瘤胃時間,能量水平會影響瘤胃微生物區(qū)系穩(wěn)定。目前關(guān)于限飼對營養(yǎng)物質(zhì)表觀代謝率的影響結(jié)果不一致,還有待進一步研究。
3.4 育肥期杜×寒肉羊的維持凈能需要量測定 本研究中,育肥期杜×寒肉羊在時維持凈能需要量為271.33 kJ/kg BW(回歸法)、279.20 kJ/kg BW(絕食替代法)。Deng等報道也指出,杜×寒公羊育肥期維持凈能需要量為263 kJ/kg BW。絕食替代法較回歸法維持凈能需要量高2.90%,但2種測定方法結(jié)果差異不顯著,說明回歸法和絕食法均可用于肉羊維持經(jīng)能需要量測定。而杜衛(wèi)佳研究表明,道×寒雜交母羔羊的維持凈能需要量為216.27 kJ/kg BW;彭津津等報道中道×寒雜交公羊育肥期的維持凈能需要量為286.88 kJ/kg BW;聶海濤等測定杜×湖雜交公羊的維持凈能需要量為272 kJ/kg BW,說明維持凈能需要量受性別、生長階段、環(huán)境、體重等影響,其中環(huán)境因素是最為難以控制的變量。本試驗采用吉林省農(nóng)業(yè)科學院研發(fā)的呼吸測熱裝置能夠自動調(diào)節(jié)環(huán)境條件,極大地降低了外界環(huán)境對試驗結(jié)果的影響。
3.5 回歸法和絕食法測定維持凈能的比較 綜上試驗結(jié)果可知,絕食法測得維持凈能需要量略高于同期試驗回歸法試驗結(jié)果。由于機體不同組織耗氧量有區(qū)別,消化系統(tǒng)、神經(jīng)系統(tǒng)、肌肉系統(tǒng)等的能量消耗組成了維持凈能需要,因此影響上述系統(tǒng)的因素均能導致動物的維持能量發(fā)生改變,這些因素主要包括品種、年齡、性別、生理狀態(tài)、飼喂水平、飼養(yǎng)環(huán)境等。本試驗結(jié)果表明,絕食法測定結(jié)果高于回歸法2.90%~3.91%,且隨著試驗動物體重的增長其測定結(jié)果差異有減小趨勢,這是由于隨著試驗動物生長階段變化其抗應激能力逐漸加強。
本研究中,生長期杜×寒肉羊維持凈能需要量為224.08 kJ/kg BW(回歸法)、232.84 kJ/kg BW(絕食替代法);育肥期杜×寒肉羊維持凈能需要量為271.33 kJ/kg BW(回歸法)、279.20 kJ/kg BW(絕食替代法);絕食法測定維持凈能需要量略高于回歸法,2種方法無顯著差異,可根據(jù)試驗條件選取適宜的測定方法。