高粱在肉鸡中表观代谢能和氨基酸表观代谢率预测模型的研究

沈兆艳，郭军，聂 伟*，呙于明*

（1.中国农业大学动物科技学院，动物营养学国家重点实验室，北京100193；2.中国乡镇企业总公司，北京 100125）

高粱在肉鸡中表观代谢能和氨基酸表观代谢率预测模型的研究

沈兆艳1，郭军2，聂 伟1*，呙于明1*

（1.中国农业大学动物科技学院，动物营养学国家重点实验室，北京100193；2.中国乡镇企业总公司，北京 100125）

本试验旨在通过肉鸡代谢试验建立高粱常规营养成分与表观代谢能（AME）和氨基酸表观代谢率的回归方程，为生产提供高粱AME和氨基酸表观代谢率估算方法。试验选择单宁含量差异较大的美国高粱和阿根廷高粱，配制成4种不同单宁含量的高粱样品，按不同比例（25%、50%）替代基础饲粮组成代谢饲粮。选用270只21日龄AA+商品雄性肉鸡，随机分为9个处理，每个处理6个重复，每个重复5只鸡。用全收粪法和回归法测定高粱AME和氨基酸表观代谢率，并采用逐步回归法建立AME和氨基酸表观代谢率与常规营养成分的回归方程。结果表明：4种高粱的AME分别为13.41、12.92、12.60、12.72 MJ/kgDM；异亮氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸的表观代谢率均值分别为0.59%、59.77%、49.01%。按逐步回归法建立高粱在21日龄AA+雄性肉鸡的AME和氨基酸表观代谢率的最佳预测方程分别为：AME = 9.345 + 1.536 × EE（R2=0.957，P=0.022）；异亮氨酸表观代谢率 = 127.317 - 32.600 × Ash（R2=0.948，P=0.026）；亮氨酸表观代谢率 = - 878.663 + 10.695 × DM（R2=0.995，P=0.002）；天门冬氨酸表观代谢率 =45.160 + 6.185 × CF（R2=0.943，P=0.029）；酪氨酸表观代谢率 = 194.381 - 81.143 × Ash（R2=0.914，P=0.044）。方程计算所得高粱AME和氨基酸表观代谢率的预测值与实测值差异不显著，方程可用。本试验条件下，可通过高粱常规营养成分对高粱的AME和氨基酸表观代谢率进行有效预测。

高粱；表观代谢能；氨基酸表观代谢率；肉鸡；预测方程

高粱是一种可以替代玉米的能量饲料[1]，尤其是近年来，国外进口高梁数量猛增，高粱越来越多的被应用于畜牧饲料行业[2]，建立高粱在肉鸡中表观代谢能和氨基酸表观代谢率预测方程，对于快速有效地评定高粱生物学效价和精准配制饲料具有重要的意义。对于家禽玉米表观代谢能（AME）等相关预测方程的研究很多3-4]，高粱方面的研究相对较少[5-6]，由于高粱的产地[7]、种植环境、出口标准[2]和储存加工条件等不同，其营养成分含量和抗营养成分均有较大差异。单宁是高粱中一种重要的抗营养因子，其含量的高低是限制高粱利用的关键性制约因素之一。单宁含量过高会降低饲料的适口性、养分利用率和表观代谢能等[8]。因此，高粱单独饲喂会阻碍营养物质的吸收利用，但仅用待测高粱替代基础饲粮，测定结果可能会受到二者潜在的协同或拮抗效应的影响[9]。将待测饲料分别以不同的比例添加，用回归法来估测饲料原料的AME和氨基酸表观代谢率，会得到更准确的测定值[10]。

目前，关于高粱能值预测方程大多是基于猪[11]和肉羊[12]等动物的试验结果，这些方程用于肉鸡日粮配制的针对性较差。因此，本试验旨在通过肉鸡代谢试验，测定不同单宁含量的高粱在肉鸡中AME和氨基酸表观代谢率，并构建以高粱常规营养成分为基础预测肉仔鸡AME和氨基酸表观代谢率的线性回归方程，为生产提供高粱AME和氨基酸表观代谢率估算方法。

1 材料与方法

1.1 试验材料 选用由美国高粱（单宁含量为0.16%）和阿根廷高粱（单宁含量为1.19%）按不同比例配制而成的4种单宁含量不同的高粱，根据国家标准（GB/T15686—2008）测定单宁含量，具体复配方案和单宁含量见表1。

表1 高粱复配方案和单宁含量 %

试验基础饲粮为玉米基础粮，试验饲粮为4种单宁含量不同的高粱分别替代基础饲粮的25%、50%。各处理组分组情况和饲粮见表2，基础饲粮组成及营养成分见表3。颗粒料饲喂。

1.2 试验动物及饲养管理 选用270只体重和健康状况一致的21日龄AA+商品雄性肉鸡，随机分为9个处理，每个处理6个重复，每个重复5只鸡，试验期为7 d。试验在中国农业大学动物科技学院涿州试验基地进行。采用笼养方式进行饲养，乳头式饮水器供水，每天08：00、17：00各饲喂1次，保证肉鸡自由采食和饮水。

1.3 试验设计 采用全收粪法，试验饲粮设2个替代比例（高粱分别替代基础饲粮的25%和50%），根据基础饲粮和2个替代比例试验饲粮的AME和氨基酸表观代谢率，用回归法计算4种高粱的AME和氨基酸表观代谢率，并建立高粱常规营养成分与肉鸡AME、氨基酸表观代谢率的回归方程。

1.4 样品的采集与分析

1.4.1 排泄物的收集与处理 预试期3 d使试验鸡适应试验笼和各处理组饲粮；空腹24 h后进入正试期，正试期3 d，准确收集、记录各重复鸡每日（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、皮屑等杂物，喷上少许10%稀盐酸，置于-20℃冰箱保存，将3 d粪便混匀、烘干、称重、粉碎、过筛，测定排泄物干物质（DM）、总能（GE）和氨基酸含量。

1.4.2 饲料样及粪样的分析 分析饲料样和粪样的DM、GE和氨基酸含量，分析4个高粱样品的DM、粗蛋白（CP）、粗脂肪（EE）、粗灰分（Ash）、粗纤维（CF）、中性洗涤纤维（NDF）、酸性洗涤纤维（ADF）、GE。GE用氧弹式测定计测定，其他成分依照相应的国标测定。

1.5 计算公式

1.5.1 饲粮AME和氨基酸表观代谢率的计算

其中，AME表示饲料的表观代谢能（MJ/kg DM）；I表示采食量（kg DM）；GE表示饲料的能量（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表示饲料氨基酸表观代谢率（%）；NF表示饲料中各氨基酸量（kg）；Nf表示排泄物中各氨基酸量（kg）。

1.5.2 高粱AME和氨基酸表观代谢率的计算（回归法） 建立饲粮AME和氨基酸表观代谢率与基础饲粮中高粱替代比例之间的回归方程：Y=m+n.X，其中，Y表示饲粮在肉鸡中的AME（MJ/kg DM）或氨基酸表观代谢率（%），X表示高粱替代基础饲粮的比例（%），m、n为常数。当高粱在饲料中的替代比例达到100%时，可以根据回归方程估测出高粱的AME和氨基酸表观代谢率。

1.5.3 线性回归预测方程的建立 数据采用SPSS 21.0统计软件对高粱单宁、常规营养成分含量与AME、氨基酸表观代谢率进行相关性分析和回归分析，建立预测方程。回归系数（R2）和P值作为挑选回归预测方程的标准，R2数值越大，P值越小表明方程越适宜。

1.6 统计分析 采用SPSS 21.0 One-Way ANOVA进行方差分析，对差异显著的数据进行Duncan's多重比较检验，显著性水平为P<0.05。并采用逐步回归法建立AME和氨基酸表观代谢率回归预测方程。

2 结果与分析

2.1 高粱的单宁、常规营养成分及总能 高粱的单宁、常规营养成分及总能见表4。

2.2 不同试验饲粮对肉鸡AME和氨基酸表观代谢率的影响 由表5可知，除脯氨酸表观代谢率外，不同处理的AME和氨基酸表观代谢率值差异极显著（P<0.001），且随着饲粮中高粱替代比例的提高，饲粮的AME和氨基酸表观代谢率都逐步降低，其中AME值从14.33 MJ/kg DM降至13.48 MJ/kg DM，但高粱4的天门冬氨酸、丝氨酸和谷氨酸的表观代谢率除外。本试验测得的其他氨基酸表观代谢率数据出现异常未列出。

表4 高粱的单宁、常规营养成分及总能

2.3 回归法测定不同高粱AME和氨基酸表观代谢率的结果 由表6可知，通过回归法测得的4种高粱的AME分别为13.41、12.92、12.60、12.72 MJ/kg DM，均值为12.91 MJ/kg DM；异亮氨酸、亮氨酸和苯丙氨酸的表观代谢率均值分别为70.59%、59.77%、49.01%，其中变异系数最大的为苯丙氨酸表观代谢率，为20.75%。

2.4 高粱各常规成分与其AME和氨基酸表观代谢率的相关分析及线性回归分析 根据表7高粱单宁、营养成分与其肉鸡AME和氨基酸表观代谢率相关系数的分析结果，采用SPSS的逐步回归分析法建立高粱AME和氨基酸表观代谢率回归方程如表8。可以看出，高粱AME回归方程的最佳预测因子为EE，异亮氨酸表观代谢率和酪氨酸表观代谢率回归方程的最佳预测因子为Ash，亮氨酸表观代谢率回归方程的最佳预测因子为DM，天门冬氨酸表观代谢率的回归方程的最佳预测因子为CF，这些预测方程的R2>0.900，P<0.05，预测方程可用。

从而，得出高粱在21日龄AA+雄性肉鸡的AME和氨基酸表观代谢率的最佳预测方程分别为AME= 9.345 + 1.536 × EE（R2=0.957，P=0.022）；异亮氨酸表观代谢率= 127.317 -32.600 × Ash（R2=0.948，P=0.026）；亮氨酸表观代谢率= -878.663 + 10.695 × DM（R2=0.995，P=0.002）；天门冬氨酸表观代谢率=45.160 + 6.185 × CF

（R2=0.943，P=0.029）； 酪 氨 酸 表观 代 谢 率=194.381 - 81.143 × Ash（R2=0.914，P=0.044）。2.5 线性回归方程的验证 利用SPSS 21.0 将最佳预测方程计算所得高粱AME和氨基酸表观代谢率的预测值与实测值进行配对样本t检验（表9），两者显著相关（R=0.900，P＞0.05）。

表5 不同试验饲粮在AA肉鸡中的表观代谢能和氨基酸的表观代谢率

表6 不同高粱的AME和氨基酸表观代谢率

?

表8高粱肉鸡AME和氨基酸表观代谢率的线性回归预测方程

将不同文献中高粱的各营养成分含量值带入本试验的预测方程计算AME值与文献中AME实测值相比较（表10）。可以看出，叶小飞[13]的美国高粱和内蒙古高粱AME计算值在实测值范围内，湖南高粱的AME计算值高于实测值；Batonon-Alavo[14]和中国饲料成分及营养价值表[15]的高粱AME计算值均高于实测值；而李筱倩等[16]的高粱AME计算值低于实测值。

3 讨 论

3.1 高粱在肉仔鸡中的AME和氨基酸表观代谢率的研究 本研究发现，随着饲粮中高粱替代比例的提高，饲粮的AME和氨基酸表观代谢率都逐步降低。而这4种高粱的单宁含量逐步降低，可见单宁含量的高低是影响高粱利用的关键性因素之一，单宁含量与AME两者呈强负相关，单宁含量过高会降低氨基酸和能量的利用率[8]，这与本试验结果一致。李晓华等 研究表明，当高粱单宁含量为0.08%时，AME为17.09 MJ/kg。李晓倩等[16]也表明，单宁含量为0.96%时，AME为11.05 MJ/kg；而单宁含量为1.34%时，AME为11.09 MJ/kg。RavindRa等[17]研究表明，高粱单宁含量从0.9 μg/kg增加到1.9 μg/kg时，16种氨基酸的平均代谢率降低9.8%。王晶晶[18]研究发现，当单宁含量占日粮3% ～7%时，肉鸡会出现高死亡率。本试验测得的4种高粱的表观代谢能范围（12.60～ 13.41 MJ/kg DM）低于聂大娃等[4]报道，玉米在肉鸡中的表观代谢能15.76 MJ/kg。因此，当高粱替代比例增加时，玉米的比例随之降低，可能导致饲粮的营养水平不符合肉鸡的最佳营养需要水平，而营养水平过高或过低均会降低肉鸡的AME和氨基酸表观代谢率[10]。综上研究结果说明，高粱在肉仔鸡上应用时要注意其单宁含量及添加比例。

表9 肉鸡AME、氨基酸表观代谢率实测值与计算值对比

表10 不同文献高粱的AME实测值与本试验预测模型计算AME的比较

3.2 高粱AME和氨基酸表观代谢率预测方程的建立 本试验结果表明，高粱的AME回归方程的最佳预测因子为EE，这与LessiRe 、赵峰等[20]、田河山等 报道的结果相类似。Sedghi等[5]对36个不同的高粱样品进行分析发现，TME = 3 960.80 + 15.15× Ash + 57.76 × EE - 85.30 × CF - 23.90 × CP - 469 ×总单宁（R2= 0.71）。AlvaRenga等[22]和MaRiano等[23]对不同饲粮的AMEn预测方程为AMEn = 4 164.187+ 51.006 EE-197.663 Ash - 35.689 CF - 20.593 NDF（R2= 0.75），这些方程内均有EE，验证了本试验结果的可靠性。高粱氨基酸表观代谢率的预测因子有Ash、DM、CF，这可能是因为Ash和纤维成分对饲料原料氨基酸代谢率的影响较大[24]。Ash含量多，可减少食糜中营养成分的消化时间和与酶接触时间，降低营养物质消化。但CF对天门冬氨酸表观代谢率有正向作用，与以往研究结果不同，可能是本试验高粱的CF含量不足以对天门冬氨酸表观代谢率产生不利影响所致，具体原因还需要进一步验证。本研究得出的方程计算所得高粱AME和氨基酸表观代谢率的预测值与实测值差异不显著。将不同文献中高粱的各营养成分含量值带入本试验的预测方程计算AME值与文献中AME实测值基本一致，但叶小飞[13]的湖南高粱、Batonon-Alavo等、中国饲料成分及营养价值表[15]的高粱AME计算值均高于实测值，而李筱倩等[16]的高粱AME计算值低于实测值，可能是因为文献中试验动物大多为成年肉鸡或蛋鸡，而运用本试验选用肉仔鸡得出的AME预测方程计算的AME值与实测值有略微的差异。总体而言，本研究所建立的回归方程可以准确地预测肉仔鸡高粱的AME和氨基酸表观代谢率。

4 结 论

高粱在21日龄AA+ 雄性肉鸡的AME和氨基酸表观代谢率的最佳预测方程分别为：AME = 9.345+ 1.536 × EE（R=0.957，P=0.022）；异亮氨酸表观代谢率 = 127.317 - 32.600 × Ash（R=0.948，P=0.026）；亮氨酸表观代谢率= - 878.663 +10.695 × DM（R=0.995，P=0.002）；天门冬氨酸表观代谢率= 45.160 + 6.185 × CF（R=0.943，P=0.029）；酪氨酸表观代谢率= 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

教育部创新团队计划项目（IRT0945）

沈兆艳（1991-），女，山东临沂人，硕士研究生，研究方向为家禽营养与饲料科学，E-mail：shenzhaoyan@foxmail.com；并列第一作者：郭军（1974-），男，E-mail：g_tingshoo28@sina.com

* 通讯作者：聂伟，讲师，硕士生导师，E-mail：caunw@163.com；呙于明，教授，博士生导师，E-mail：guoyum@cau.edu.cn