李忠荣 陈婉如 叶鼎承 林 滉 刘 景
(福建省农业科学院畜牧兽医研究所,福州 350013)
随着饲料工业和畜禽养殖业的发展,蛋白质饲料日趋紧缺,养殖排泄物对环境的污染问题也日益受到社会的关注。在成本和环保的双重压力下,20世纪90年代低蛋白质饲粮成为动物营养研究领域的热点,合成氨基酸品种的增加及成本的降低,为低蛋白质饲粮在畜禽养殖中的应用奠定了基础。低蛋白质饲粮在肉猪生产中有着广泛的应用,粗蛋白质降低2~4个百分点对肉猪生长性能无显著影响,并可降低粪氮的排泄[1-4]。低蛋白质饲粮在肉鸡生产中的应用存在争议,不同研究[5-8]结果不一致,饲粮粗蛋白质水平降低幅度有限。低蛋白质饲粮在肉鸭生产中的应用[9-12]文献较少,且未见低蛋白质饲粮在北京鸭上的研究报道。
我国是养鸭大国,年出栏肉鸭30亿只以上,按氮排放系数0.27 kg/只计[13],鸭粪氮年排放量超过81万t,给肉鸭产业的持续发展带来了巨大的环保压力。本试验拟通过研究低蛋白质补充氨基酸饲粮对北京鸭生长性能、血清生化指标及粪氮含量的影响,旨在为低蛋白质饲粮在北京鸭生产中的应用提供科学依据。
选取1日龄北京鸭450只,随机分为3组,每组5个重复,每个重复30只,公母各占1/2,重复之间初始体重接近(P>0.05)。对照组饲喂常规蛋白质水平饲粮,试验Ⅰ组、试验Ⅱ组饲喂在对照组饲粮基础上分别降低1、2个百分点的低蛋白质补充氨基酸饲粮,试验期42d。试验采用网上平养,自由采食,充足饮水,按肉鸭常规免疫程序进行免疫接种。
参考北京白鸭营养需要[14]及北京鸭营养需要有关研究成果[15-16],设定北京鸭 1~14日龄、15~42日龄饲粮的粗蛋白质水平、氨基酸模式及氨基酸水平,饲粮的氨基酸模式及氨基酸水平见表1。对照组、试验Ⅰ组及试验Ⅱ组饲粮1~14日龄粗蛋白质水平分别为20.0%、19.0%、18.0%,15~42日龄粗蛋白质水平分别为18.0%、17.0%、16.0%。各组饲粮除粗蛋白质水平不同外,其他营养水平均一致,饲粮组成及营养水平见表2。
表1 饲粮的氨基酸模式及氨基酸水平Table 1 Amino acid pattern and amino acid level ofdiets %
表2 饲粮组成及营养水平(风干基础)Table 2 Composition and nutrient levels ofdiets(air-dry basis) %
续表2
1.3.1 生长性能测定
以重复为单位,测定试验第1天、第14天及第42天北京鸭空腹体重(栏重),每天记录各重复饲料消耗量,计算1~14日龄、15~42日龄及1~42日龄的平均日采食量(ADFI)、平均日增重(ADG)及料重比(F/G)。
1.3.2 血清生化指标测定
分别于试验第14天、第42天每重复随机抽取2只体重中等的健康北京鸭(1公1母,每组10只)采集血样。14日龄时采用心脏采血、42日龄时采用胫静脉采血,每只采血5 mL,置于离心管内常温静置30 min后,3 000 r/min离心10 min,吸取上清液1 mL于1.5 mL冷冻管中,并存放于-18℃下冷冻备用。用OLYMPUS-AU640全自动生化分析仪测定北京鸭血清总蛋白(TP)、尿素氮(UN)、尿酸(UA)含量以及谷丙转氨酶(ALT)和谷草转氨酶(AST)活性。
1.3.3 粪氮含量测定
分别于试验第11~13天、第39~41天,每天收集各重复09:00—15:00的正常形态鸭粪(鲜粪)500 g左右,鲜粪样立即经65℃烘干24 h后粉碎,第11~13天、第39~41天粪样混匀后分别代表1~14日龄、15~42日龄的粪样。按 GB/T 6432—1994《饲料中粗蛋白测定方法》测定各重复粪样中氮元素含量。
试验数据采用SPSS 13.0软件进行单因素方差分析(one-way ANOVA)、Duncan氏法多重比较,结果以平均值±标准差(mean±SD)表示。
由表3可知,14日龄、42日龄平均体重各组间均差异不显著(P>0.05),1~14日龄、15~42日龄及1~42日龄平均日采食量、平均日增重及料重比各组间亦均差异不显著(P>0.05)。随着饲粮粗蛋白质水平的降低,1~42日龄平均日采食量、平均日增重均有上升的趋势,试验Ⅰ组、试验Ⅱ组的1~42日龄平均日采食量分别比对照组提高了2.08%、3.98%,1~42日龄平均日增重分别比对照组提高了 2.64%、2.74%。
由表4可知,14日龄、42日龄血清总蛋白、尿素氮、尿酸含量以及谷丙转氨酶及谷草转氨酶活性各组间均无显著差异(P>0.05)。试验Ⅰ组、试验Ⅱ组的14日龄、42日龄血清尿素氮、尿酸含量均较对照组有所降低,42日龄血清谷丙转氨酶及谷草转氨酶活性均较对照组有所上升。
表3 低蛋白质补充氨基酸饲粮对北京鸭生长性能的影响Table 3 Effects of low-protein amino acid-supplementeddiets on growth performance of Beijingducks
表4 低蛋白质补充氨基酸饲粮对北京鸭血清生化指标的影响Table 4 Effects of low-protein amino acid-supplementeddiets on serum biochemical indices of Beijingducks
2.3 低蛋白质补充氨基酸饲粮对北京鸭粪氮含量的影响
由表5可知,1~14日龄及15~42日龄阶段,试验Ⅰ组、试验Ⅱ组粪氮含量均显著低于对照组(P<0.05)。其中,1~14日龄试验Ⅰ组、试验Ⅱ组分别比对照组下降了4.60%、15.71%;15~42日龄试验Ⅰ组、试验Ⅱ组分别比对照组下降了10.77%、15.82%。随着饲粮粗蛋白质水平的降低,1~14日龄北京鸭粪氮含量显著下降(P<0.05)。
表5 低蛋白质补充氨基酸饲粮对北京鸭粪氮含量的影响Table 5 Effects of low-protein amino acid-supplementeddiets on fecal nitrogen content of Beijingducks %
蛋白质的营养实质上是氨基酸的营养,理想蛋白质的氨基酸模式是低蛋白质饲粮的营养学基础,主要有以总氨基酸、可消化氨基酸为依据的氨基酸模式。低蛋白质饲粮在肉猪和肉鸡上研究报道较多,在肉鸭方面研究较少。许多研究表明[1-2,17-18],在添加合成氨基酸的情况下,肉猪饲粮粗蛋白质水平降低2~4个百分点对猪的生长性能无显著影响。低蛋白质饲粮在肉鸡上的应用结果不一致,Corzo 等[5]、Kerr等[6]研究认为肉仔鸡低蛋白质饲粮的生长性能与传统饲粮相似,但Bregendahl等[7]、Rezaei等[8]研究认为肉仔鸡低蛋白质饲粮的生长性能显著低于传统饲粮。崔玉铭等[19]报道了爱拔益加(AA)肉仔鸡饲粮中粗蛋白质水平降低1.5个百分点对生长性能无显著影响,但饲粮粗蛋白质水平降低3.0个百分点时平均日增重和平均日采食量极显著下降。
张辉华等[9-10]研究报道,在低蛋白质(粗蛋白质水平降低1.5~2.0个百分点)饲粮中添加合成蛋氨酸对“仙湖”肉鸭生长性能无显著影响;赵健楠等[11]研究表明,20.5% 与 17.5% 的饲粮蛋白质水平对1~21日龄北京鸭体重、日增重及料重比均无显著影响;张佳兰等[12]研究认为,饲粮蛋白质水平从18.5%降至16.5%对3~6周龄樱桃谷肉鸭的生长性能无显著影响。本试验结果显示,采用本试验设定的北京鸭氨基酸模式并降低饲粮粗蛋白质水平1~2个百分点,对北京鸭的生长性能无显著影响,与上述报道相一致。
血清中固形物主要为蛋白质(白蛋白、球蛋白等)及非蛋白质含氮物(尿素、尿酸等)。血清总蛋含量主要反映体内蛋白质合成及丢失(如肾病)情况,血清中非蛋白质含氮物含量可以反映体内蛋白质分解代谢和肾功能情况,当饲粮氨基酸平衡时,血清尿素氮及尿酸含量下降。董志岩等[17]、何欣等[18]均报道,低蛋白质饲粮可以降低猪血清尿素氮的含量;廖玉英等[20]报道,随着饲粮蛋白质水平的降低,合浦灰鹅血清中尿素氮含量相应降低;闵育娜等[21]报道,饲粮蛋白质水平对肉仔鹅血清总蛋白无显著影响,血清尿酸含量随饲粮蛋白质水平下降而降低;李忠荣等[22]报道,低蛋白质饲粮可以降低河田鸡血清尿素氮及尿酸含量。本试验结果与相关文献报道相似,说明本试验设定的低蛋白质补充氨基酸饲粮的氨基酸处于平衡状态。
谷丙转氨酶和谷草转氨酶是动物体内最主要的2个转氨酶,参与氨基酸的转氨基作用,也是体内非必需氨基酸的重要合成途径。谷丙转氨酶主要存在于肝细胞浆内,当肝细胞膜损伤时谷丙转氨酶释放到血液中,只要有1%的肝细胞坏死就可使血清中谷丙转氨酶活性增高1倍。谷草转氨酶主要分布在心脏的肌肉中以及肝细胞的线粒体内,只有当肝细胞受到严重损伤引起线粒体膜明显损伤后,血清谷草转氨酶活性才会明显升高。本试验中,3个组的谷丙转氨酶和谷草转氨酶活性差异均不显著,但试验Ⅰ组、试验Ⅱ组的42日龄血清谷丙转氨酶及谷草转氨酶活性均较对照组有所上升,是否是由于降低了饲粮粗蛋白质水平而导致非必需氨基酸摄入量的减少,机体通过增强转氨基作用来满足非必需氨基酸的需要量有待进一步探讨。
畜禽排泄物中的氮主要来源于饲料中未被消化利用的粗蛋白质及氨基酸的降解,其含量受饲粮粗蛋白质水平的影响较大。Carter等[3]报道,降低肉猪饲粮粗蛋白质水平4个百分点,粪氮排出量可减少29.7%;董志岩等[17]报道,降低生长猪饲粮粗蛋白质水平2~4个百分点,可减少排泄物中总氮排出量 9.62% ~11.96%;You 等[23]报道,每降低饲粮粗蛋白质水平1个百分点,可显著降低肉鸡氮排泄量 10% ~12%;Hernández等[24]报道,饲粮蛋白质水平降低1.5%和3.0%,可分别减少9.5%和17.0%的公鸡氮排泄及11.8%和14.6%的母鸡氮排泄。本试验结果显示,降低北京鸭饲粮粗蛋白质水平1~2个百分点可显著降低粪氮含量,与上述报道相一致。
在添加合成氨基酸满足北京鸭氨基酸需要的前提下,降低饲粮粗蛋白质水平1~2个百分点,对北京鸭生长性能、血清生化指标(总蛋白、尿素氮、尿酸含量及谷丙转氨酶、谷草转氨酶活性)无显著影响,并可显著降低粪氮含量。
[1] KERR B J,SOUTHERN L L,BIDNER T D,et al.Influence ofdietary protein level,amino acid supplementation,anddietary energy levels on growing-finishing pig performance and carcass composition[J].Journal of Animal Science,2003,81(12):3075-3087.
[2] TUITOEK K,YOUNG L G,DE LANGE C F,et al.The effect of reducing excessdietary amino acids on growing-finishing pig performance:an elevation of the ideal protein concept[J].Journal of Animal Science,1997,75(6):1575-1583.
[3] CARTER S D,CROMWELL G L,LNDEMANN M D,et al.Reducing N and P excretion bydietary manipulation in growing and finishing pigs[J].Journal of Animal Science,1996,74(Suppl.1):59.
[4] 董志岩,方桂友,陈婉如,等.日粮粗蛋白质、可消化赖氨酸水平对生长猪生长性能和氮排泄量的影响[J].福建农业学报,2012,27(3):142-146.
[5] CORZO A,KIDD M T,BURNHAM D J,et al.Dietary glycine needs of broiler chicks[J].Poultry Science,2004,83(8):1382-1384.
[6] KERR B J,KIDD M T.Amino acid supplementation of low-protein broilerdiets:2.Formulation on an ideal amino acid basis[J].Journal of Applied Poultry Research,1999,8(3):310-320.
[7] BREGENDAHL K,SELL J L,ZIMMERMAN D R.Effect of low-proteindiets on growth performance and body composition of broiler chicks[J].Poultry Science,2002,81(8):1156-1167.
[8] REZAEI M,MOGHADDAM H N,REZA J P,et al.The effects ofdietary protein and lysine levels on broiler performance,carcass characteristics and N excretion[J].International Journal of Poultry Science,2004,3(2):148-152.
[9] 张辉华,杨承忠,严霞,等.低蛋白日粮中添加不同来源与水平的蛋氨酸对肉仔鸭生长性能的影响[J].广东饲料,2009,18(6):21-23.
[10] 张辉华,黄俊文,杨承忠,等.低蛋白日粮中不同来源与水平的蛋氨酸对肉鸭后期(15~44天)生长性能的影响[J].广东饲料,2010,19(5):18-20.
[11] 赵健楠,高玉鹏,侯水生,等.不同能量与蛋白质水平对生长前期北京鸭生产性能的影响[J].中国饲料,2009,(13):18-21.
[12] 张佳兰,肖立新,吴力专,等.日粮蛋白水平对樱桃谷肉鸭生产性能的影响[J].长江大学学报:自然科学版,2010,7(2):21-23.
[13] 卞有生.生态农业中废弃物的处理与再生利用[M].2 版.北京:化学工业出版社,2005:257.
[14] 蔡辉益,文杰,杨禄良,译.家禽营养需要(NRC,1994)[M].北京:中国农业科技出版社,1994:46-47.
[15] 王勇生,侯水生,刘福柱,等.0~3周龄北京鸭氨基酸理想模式的研究[J].畜牧兽医学报,2005,36(3):230-234.
[16] 康平.3~6周龄北京鸭理想氨基酸模式的研究[D].硕士学位论文.杨凌:西北农林科技大学,2005:48-50.
[17] 董志岩,刘景,叶鼎承,等.不同低蛋白日粮添加氨基酸对生长猪生长性能及血液生化指标的影响[J].福建农业学报,2009,24(4):341-344.
[18] 何欣,马秋刚,梁福广,等.氨基酸平衡日粮中不同蛋白质水平对生长猪生长性能及血清生化指标的影响[J].中国畜牧杂志,2010,46(21):65-68.
[19] 崔玉铭,齐利枝,胡大君,等.低蛋白日粮对肉仔鸡生长性能和屠宰性能的影响[J].饲料工业,2010,31(2):42-45.
[20] 廖玉英,杨家晃,何仁春,等.日粮蛋白质水平对鹅生长性能及肉质的影响[J].广西科学,2007,14(4):411-414.
[21] 闵育娜,侯水生,高玉鹏,等.日粮能量蛋白水平对肉仔鹅胴体性能和血液生化指标的影响[J].西北农林科技大学学报:自然科学版,2005,33(6):40-44.
[22] 李忠荣,陈婉如,叶鼎承,等.低蛋白质日粮对河田鸡生长性能及血清生化指标的影响[J].福建农业学报,2011,26(3):338-344.
[23] YOU J M,WANG Z R,QIAO S Y,et al.Effects of low-protein amino acid-supplementeddiets on growth performance,nitrogen excretion and carcass quality of broilers[J].Chinese Journal of Animal Nutrition,2010,22(5):1226-1236.
[24] HERNÁNDEZ F,LÓPEZ M,MARTÍNEZ S,et al.Effect of low-proteindiets and single sex on production performance,plasma metabolites,digestibility,and nitrogen excretion in 1-to 48-day-old broilers[J].Poultry Science,2012,91(3):683-692.