自由采食法和排空強飼法評定雞玉米及高粱有效能值的比較研究

李 凱，趙于慶，鐘儒清，劉 蕾，嚴鴻林，周建川，陳 亮*，張宏福

(1.中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所 動物營養(yǎng)學(xué)國家重點實驗室，北京 100193； 2.西南科技大學(xué)生命科學(xué)與工程學(xué)院，綿陽 621010； 3. 四川鐵騎力士食品有限責(zé)任公司，綿陽 621010)

不同產(chǎn)地的飼料原料因營養(yǎng)成分含量的不同，其有效能值存在差異。王超勝[9]自全國各地采集了30份玉米樣品，其總能(gross energy, GE)變異范圍13.98～18.40 MJ·kg-1DM，變異系數(shù)為4.32%，粗蛋白變異范圍為7.60%～11.47%，變異系數(shù)為11.46%，30個玉米的ME變異范圍為11.37～16.91 MJ·kg-1DM，變異系數(shù)為5.68%(P<0.001)。楊霞[10]測定了取自不同地域10個玉米樣品的AME和真代謝能(true metabolizable energy, TME)變異范圍分別為14.19～15.03 MJ·kg-1和15.51～16.90 MJ·kg-1。Lasek等[11]比較了早熟、中早熟、中晚熟玉米的養(yǎng)分含量及氮校正表觀代謝能(N-corrected apparent metabolizable energy, AMEn)，發(fā)現(xiàn)玉米的糖分、粗纖維(crude fiber, CF)、酸性洗滌纖維(acid detergent fiber, ADF)、酸性洗滌木質(zhì)素(acid detergent lignin, ADL)、不可溶膳食纖維(insoluble dietary fiber, IDF)和AMEn存在顯著差異(P<0.05)。

因此，本試驗以不同來源的玉米、高粱為試驗材料，采用FF法和TF法測定其AME和TME，比較產(chǎn)地和評定方法對原料有效能值的影響，為雞飼料原料有效能值評定方法的選擇及不同產(chǎn)地的玉米、高粱飼糧配方設(shè)計提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗材料

試驗所用玉米、高粱原料分別由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所、四川鐵騎力士食品有限責(zé)任公司、金益農(nóng)生物科技(天津)有限公司提供，原料產(chǎn)地信息見表1，養(yǎng)分含量及總能見表2。

表1 玉米、高粱原料及其產(chǎn)地

表2 不同來源玉米和高粱主要養(yǎng)分和總能含量(風(fēng)干基礎(chǔ))

1.2 試驗動物及飼養(yǎng)管理

選取25周齡、健康、體成熟的海蘭褐殼公雞108只(購自華裕家禽育種有限公司)，根據(jù)體重均勻原則將96只公雞分入FF法組和TF法組，每個方法下設(shè)12個飼糧處理組，每個飼糧處理組4只雞，其中FF法組每2只雞為一個重復(fù)，TF法組每1只雞為一個重復(fù)，從剩余雞只中選擇5只以測定內(nèi)源損失。12個飼糧處理包括6種來源的玉米飼糧、玉米-豆粕基礎(chǔ)飼糧和5種來源的高粱飼糧。FF法試驗期共計7 d，包括4 d適應(yīng)期和3 d收集期；TF法組及內(nèi)源組雞于試驗前1周在其肛門處縫上瓶蓋，恢復(fù)1周后，TF組采用“饑餓48 h+強飼50 g試驗飼糧+收集48 h”的試驗程序，內(nèi)源組采用“饑餓48 h+收集48 h”收集程序，收集全部排泄物以測定飼糧及原料的表觀代謝能和真代謝能。

共開展3批次試驗，每批次試驗更換試驗飼糧，以保證每批次試驗雞采食不同的試驗飼糧。所有試驗雞單籠飼養(yǎng)并自由飲水，雞舍自然通風(fēng)和采光，定期打掃雞舍，雞舍相對濕度保持在55%～65%。

1.3 試驗飼糧

玉米試驗飼糧由待測玉米原料加預(yù)混料等直接配制而成。高粱試驗中基礎(chǔ)飼糧參考NRC(1994)和《海蘭褐蛋雞飼養(yǎng)手冊》中的營養(yǎng)需要，選用玉米、豆粕、小麥麩等原料配制而成，高粱試驗飼糧由待測高粱原料替代基礎(chǔ)飼糧中40%的供能部分配制而成。各試驗飼糧組成見表3，所有飼糧以顆粒形式進行飼喂，飼糧營養(yǎng)水平見表4。

表3 基礎(chǔ)飼糧、玉米試驗飼糧和高粱試驗飼糧組成(風(fēng)干基礎(chǔ))

表4 玉米飼糧、基礎(chǔ)飼糧和高粱飼糧主要養(yǎng)分含量(風(fēng)干基礎(chǔ))

1.4 測定指標及其方法

1.4.1 原料、飼糧及糞便樣品的采集和測定 根據(jù)國標(GB/T 14699.1—2005)中的四分法分別采集各玉米原料及其對應(yīng)飼糧并裝于自封袋中，標注樣品信息入-20 ℃冰箱保存待測。

通過概念隱喻，人們不斷挖掘事物間的各種新聯(lián)系，為認識世界提供了一種基本方式。人體詞之所以具有除指示人體部位以外的含義，是因為人們在認知思維中把人體部位作為始源域，將其部分特征或功能映射到目標域，將完全不同的兩個概念域聯(lián)系起來，如此形成了人體詞的隱喻意義，從而使人體詞的語義發(fā)生了轉(zhuǎn)移。

正試期間，F(xiàn)F組每4 h以每個重復(fù)為單位收集排泄物于預(yù)先稱重的錫紙盒中，并先撿出糞板上灑落的飼料，吹出羽毛及皮屑等雜質(zhì)，均勻噴灑10%的鹽酸溶液，于65 ℃鼓風(fēng)烘箱中烘48 h，室溫下回潮24 h，稱盛有風(fēng)干排泄物的錫紙盒重量，差值即為風(fēng)干排泄物重量，整個收集期風(fēng)干排泄物重量相加即為整個試驗期所有排泄物重量。TF組及內(nèi)源組待排泄物收集至收糞袋1/2處，將排泄物倒入預(yù)先稱重的錫紙盒中，并用去離子水沖洗干凈收糞袋，均勻噴灑10%的鹽酸溶液，于65 ℃電熱鼓風(fēng)干燥箱中烘48 h，室溫下回潮24 h，其余操作程序同F(xiàn)F組。所有糞樣粉碎，過40目分析篩，混勻，存放-20 ℃冰箱待測。

原料、飼糧及糞便中的DM參照GB/T 6435—2014方法測定，CP參照GB/T 6432—2018方法測定，EE參照GB/T 6433—2006方法測定，Ash參照GB/T 6438—2007方法測定，NDF參照GB/T 20806—2006方法測定，ADF參照NY/T 1459—2007方法測定，高粱及高粱飼糧中單寧含量參照GB/T 27985—2011方法測定。GE使用Parr 6400氧彈式測熱儀測定。

1.4.2 計算公式 飼糧或原料表觀代謝能和真代謝能參考Kong和Adeola[3]的方法計算：

飼糧表觀代謝能(MJ·kg-1DM)=[食入總能(MJ)-排泄物總能(MJ)]/采食量(kg)；

飼糧真代謝能(MJ·kg-1DM)=飼糧表觀代謝能+內(nèi)源損失總能值(MJ)/采食量(kg)；

玉米表觀代謝能=玉米飼糧表觀代謝能/玉米添加比例；

高粱表觀代謝能=[高粱飼糧表觀代謝能值-(基礎(chǔ)飼糧表觀代謝能*試驗飼糧中基礎(chǔ)飼糧供能比例)]/高粱添加比例；

玉米真代謝能=玉米飼糧真代謝能/玉米添加比例；

高粱真代謝能=[高粱飼糧真代謝能值-(基礎(chǔ)飼糧真代謝能*試驗飼糧中基礎(chǔ)飼糧供能比例)]/高粱添加比例。

1.5 數(shù)據(jù)處理與統(tǒng)計分析

所有試驗數(shù)據(jù)使用Excel 2019軟件進行初步整理，采用SAS 9.4分析軟件的UNIVARIATE程序剔除異常值，本試驗未觀察到異常值。使用ANOVA程序檢驗試驗飼糧及原料來源對其有效能的影響，并使用Duncan氏法進行多重比較，使用T-test程序檢驗評定方法對飼糧及原料有效能值的影響，以P<0.05為差異顯著判斷標準，結(jié)果以平均值表示。

2 結(jié) 果

2.1 不同來源玉米和高粱主要養(yǎng)分含量和總能

由表2可知，玉米的CP、EE、Ash、NDF、ADF及GE的平均值分別為8.65%、4.01%、1.31%、10.73%、2.51%和16.39 MJ kg-1。不同來源玉米的EE、CP和Ash、NDF及ADF含量的變異系數(shù)較高，分別為16.09%、14.50%、13.84%、9.76%和7.64%； GE的變異系數(shù)較小，為1.35%。高粱的CP、EE、Ash、NDF、ADF、單寧和GE的平均值分別為9.02%、2.94%、1.56%、16.00%、6.19%、1.41%和16.30 MJ kg-1。不同來源高粱的單寧、ADF、EE、NDF、Ash、CP的變異系數(shù)較高，分別為93.39%、30.79%、19.11%、14.08%、12.04%和6.79%， GE的變異系數(shù)較小，為0.75%。

2.2 來源和評定方法對玉米的雞表觀代謝能及真代謝能的影響

由表5可知，玉米來源顯著影響其有效能值(P<0.05)。在FF法中，3號玉米的AME和TME最高，分別為16.23 MJ·kg-1DM、16.36 MJ·kg-1DM；在TF法中，2號玉米的AME和TME最高，分別為15.01 MJ·kg-1DM、16.64 MJ·kg-1DM，然而在FF法和TF法中，3號玉米和2號玉米的有效能值間均差異不顯著。評定方法顯著影響玉米的AME，F(xiàn)F法測定的AME為16.03 MJ·kg-1DM，比TF法測定的14.65 MJ·kg-1DM高9.42%(P<0.05)；FF法和TF法測定的TME分別為16.16和16.29 MJ·kg-1DM，但兩者間差異不顯著。

表5 來源和評定方法對玉米原料有效能值的影響

2.3 來源和評定方法對基礎(chǔ)飼糧和高粱飼糧表觀代謝能及真代謝能的影響

由表6可知，高粱的來源顯著影響飼糧的有效能值，不論使用何種評定方法，5號高粱飼糧的AME和TME均顯著高于BD飼糧和其他高粱飼糧(P<0.05)。評定方法顯著影響B(tài)D飼糧和高粱飼糧的有效能值，F(xiàn)F法測定的AME為13.95 MJ·kg-1DM，比由TF法測定的13.22 MJ·kg-1DM高5.52% (P<0.05)；TF法測定的TME為14.79 MJ·kg-1DM，比FF法測定的TME 14.11 MJ·kg-1DM高4.82%(P<0.05)。

表6 來源和評定方法對基礎(chǔ)飼糧和高粱飼糧有效能值的影響

2.4 來源和評定方法對高粱的雞表觀代謝能及真代謝能的影響

由表7可知，高粱的來源顯著影響其有效能值，不論使用何種評定方法，5號高粱的AME和TME顯著其他高粱(P<0.05)。評定方法顯著影響高粱的有效能值，F(xiàn)F法測定的AME為14.20 MJ·kg-1DM，比由TF法測定的13.44 MJ·kg-1DM高5.65%(P<0.05)；TF法測定的TME為15.02 MJ·kg-1DM，比FF法測定的TME 14.38 MJ·kg-1DM高4.50%(P<0.05)。

表7 來源和評定方法對高粱原料有效能值的影響

3 討 論

3.1 不同來源玉米及高粱主要養(yǎng)分含量

玉米具有“能量飼料之王”的美譽，與其他谷物原料相比，含有較高的淀粉和較少的抗營養(yǎng)因子而被廣泛用于家禽的飼料配方中[12]。由于國家取消臨儲政策及飼料消費占比增加，近年來我國玉米倉儲減少，進口量持續(xù)攀升，價格居高不下，尋找玉米替代原料可保障原料的有效供給，緩解我國常規(guī)飼料資源短缺問題[13]。研究表明，高粱具有與玉米相似的養(yǎng)分含量，因此可在飼料配方中作為玉米的替代品[14]。Yang等[15]從全國10個省采集了10種玉米樣品，并分析了其養(yǎng)分含量，本研究中Ash和NDF含量均值低于其報道值，而CP、EE、ADF及GE含量均值均略大于其報道值。本研究中玉米的EE和GE含量均值略大于Liu等[5]報道的3種玉米均值，而CP和Ash含量均值略低于其報道值。本研究中高粱的CP和Ash含量均值略低于Ebadi等[16]報道的48種高粱樣品均值，而EE含量均值略高于其報道值。本研究中CP、EE和Ash含量也略低于Sedghi等[13]報道的36種高粱相應(yīng)養(yǎng)分含量的均值。本研究中玉米和高粱養(yǎng)分含量與先前報道存在差異，可能與原料品種、產(chǎn)地及實驗室測定方法等因素有關(guān)[11, 17]。

單寧是高粱中的主要抗營養(yǎng)因子，根據(jù)單寧含量可將高粱分為低單寧高粱(單寧≤0.4%)、中單寧高粱(0.66%≤單寧)和高單寧高粱(1.51%≤單寧)[12]，本研究中1號高粱(0.18%)和5號高粱(0.16%)屬于低單寧高粱，3號高粱屬于中單寧高粱，2號高粱和4號高粱屬于高單寧高粱。Pan等[18]測定了28種高粱包括8種低單寧高粱、10種中單寧高梁和10種高單寧高粱的單寧含量，其單寧含量依次為0.08%(0.02%～0.16%)，0.84%(0.67%～0.98%)、1.29%(1.11%～1.51%)。單寧結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，定量分析較為困難，本研究采用GB/T 27985—2011方法，以單寧酸作為標準品繪制標準曲線，使用丙酮溶液提取飼料中的單寧類化合物，取濾液加鎢酸鈉-磷鉬酸混合物和碳酸鈉溶液顯色后，利用分光光度計測定吸光度進而測定單寧的含量。而Pan等[18]基于Price等[19]的方法測定單寧含量，方法的差異或造成了單寧含量測值的差異。王旭娟[20]對高粱中單寧的測定方法進行了研究，提出“香草醛法”具有較好的特異性且采用原花青素作為標準品提高了方法的準確性。

本研究中，高粱CP含量比玉米的CP含量高4.28%，但EE含量比玉米低26.7%，此結(jié)果與Rodriguez等[21]報道相似，在其報道中，玉米和高粱的CP分別為7.8%、9.49%，EE的含量分別為3.41%、3.13%，表明高粱可替代玉米使用在畜禽飼料配方中，同時可減少相應(yīng)的蛋白飼料原料的比例，亦可通過高粱的加工改善其對畜禽的營養(yǎng)價值[22]。

3.2 不同來源玉米和高粱有效能值

飼料原料有效養(yǎng)分含量及能值是飼料配方形成的基礎(chǔ)，要實現(xiàn)精準的飼料配方，需準確評定動物的需要量及飼料原料的營養(yǎng)價值，目前有許多的數(shù)據(jù)庫為配方師提供了所需的數(shù)據(jù)，如中國飼料數(shù)據(jù)庫、FEEDSAAS、美國的FEEDSTUFF、法國的INRA等，這些數(shù)據(jù)多源于公認的研究機構(gòu)總結(jié)自發(fā)表的文獻中，如中國飼料數(shù)據(jù)庫提供了4個玉米的雞AME，分別為15.47、15.66、15.77和15.81 MJ·kg-1DM，變異系數(shù)為0.97%；FEEDSTUFF中玉米AME 為16.40 MJ·kg-1DM。本研究中由FF法測定的6種玉米AME范圍為15.82～16.23 MJ·kg-1DM，在飼料數(shù)據(jù)庫顯示的能值范圍內(nèi)。中國飼料數(shù)據(jù)庫中高粱的ME為14.30 MJ·kg-1DM，Sedghi等[13]使用TF法測定了36個高粱的氮校正真代謝能(N-corrected true metabolizable energy, TMEn)變異范圍為12.56～16.31 MJ·kg-1DM，本研究中FF法測定的高粱AME范圍為13.43～15.37 MJ·kg-1DM，由TF法測定5種高粱的TME變異范圍為14.08～16.45 MJ·kg-1DM，與飼料數(shù)據(jù)庫和先前研究相似。不同來源原料有效能的變異或與其養(yǎng)分含量的變異有關(guān)，是多種養(yǎng)分綜合作用的結(jié)果，一般與CP和EE含量正相關(guān)，與NDF和ADF含量負相關(guān)[23]，本研究中1號、2號和3號玉米，具有較高含量的CP和EE，但1號玉米的NDF含量高于2號和3號玉米，故1號玉米的AME、TME低于2號和3號玉米。單寧作為高粱中主要的抗營養(yǎng)因子，會影響飼糧的適口性和養(yǎng)分消化率[24]，其含量與有效能呈負相關(guān)，本研究中5號高粱單寧含量最低為0.16%，其有效能值最大，且顯著高于2號高粱和4號高粱，此結(jié)果與胡貴麗等[25]報道的內(nèi)蒙古高粱(單寧含量1.10%)AME顯著高于湖南高粱(單寧含量1.38%)AME相一致。

3.3 自由采食法和排空強飼法測定玉米和高粱有效能值

飼料成本在豬、禽養(yǎng)殖成本中占比60%以上，其中能量飼料的成本占飼料總成本的70%，在與人類口糧及生物燃料原料競爭激烈的當(dāng)下，準確評定飼料有效能值，可提高飼料原料的使用效率，促進畜牧業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，然而飼料有效能值的測定需依賴穩(wěn)健、可靠及準確的方法[26]。FF法及TF法各有優(yōu)缺點，是目前評定家禽飼料有效能主要方法，為避免強飼操作給試雞帶來的應(yīng)激，保證試驗雞受試時與生產(chǎn)條件下相似，應(yīng)避免長時間的禁食，推薦以FF法開展試驗[8]。周克[6]比較了TF法及FF法肉雞玉米有效能值的差異，發(fā)現(xiàn)TF法測得有效能值顯著低于FF法，然而該研究中FF法試驗動物為28 日齡肉仔雞，TF法中試驗動物為23周齡AA肉種公雞，比較方法時不可避免地引入了周齡的影響。劉聰?shù)萚27]分別使用TF法和外源指示劑法測定了公雞、母雞的有效能值，發(fā)現(xiàn)在日糧相同時，公雞的AME低于產(chǎn)蛋母雞，但與產(chǎn)蛋母雞的AMEn無顯著差異。玉米有較好的適口性，可直接配制成試驗飼糧，本研究在相同飼糧下比較了FF法和TF法對雞代謝能的影響，由FF法測定的6種玉米原料AME值顯著高于由TF法測定的AME值，而兩種方法卻在TME間不存在顯著差異。聶大娃等[28]研究了套算法測定肉仔雞玉米代謝能的玉米適宜替代比例為40%～70%。替代比例是否會影響本研究結(jié)果，需在不同替代比例飼糧下進一步研究。

高粱由于含有單寧等抗營養(yǎng)因子，一般采用套算法測定其有效能值，但Ebadi等[16]和Sedghi等[13]使用TF法直接飼喂高粱原料分別測定了高粱的氨基酸消化率和TMEn。Mandal等[29]以20%和40%高粱添加比例配制成飼糧，飼喂雄性白來航雞、珍珠雞、鵪鶉，并未發(fā)現(xiàn)添加比例和禽種對飼糧的能量代謝率產(chǎn)生顯著的影響。本研究采用40%的替代比例配制成試驗飼糧，比較了FF法和TF法對高粱代謝能的影響，由FF法測定的高粱飼糧和原料AME均高于由TF法測定值，而由FF法測定的高粱飼糧和原料TME低于由TF法測定的TME，此結(jié)果可能由于FF法和TF法使用同一內(nèi)源能量損失進行校正有關(guān)，由TME計算公式可知，在相同內(nèi)源損失下，采食量越大，AME所加值越小，而FF法的試雞采食量遠高于TF法。內(nèi)源能量損失通過收集饑餓期間試禽的排泄物而獲得，但與自由采食相比，長時間的饑餓可能會改變其生理機能，如增加胃液的分泌，導(dǎo)致腸道和黏液細胞的萎縮[8]，所以在比較測定方法間的差異時，應(yīng)考慮以AME為參考。

4 結(jié) 論

4.1評定方法顯著影響玉米的AME，由自由采食法和排空強飼法測定玉米的AME分別為16.03和14.65 MJ·kg-1DM；由自由采食法和排空強飼法測定玉米的TME分別為16.16和16.29 MJ·kg-1DM。

4.2評定方法顯著影響高粱的AME和TME，由自由采食法和排空強飼法測定高粱的AME分別為14.20和13.44 MJ·kg-1DM；由自由采食法和排空強飼法測定高粱的TME分別為14.38和15.02 MJ·kg-1DM。