不同类型的大麦和蛋白含量对生长猪的氮、磷排泄量的影响

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　　不同类型的大麦和蛋白含量对生长猪的氮、磷排泄量的影响

　　J.K.Htoo(著)，付建福[1] (译)，饶辉2(校)

　　来自于Journal of Animal science

　　摘要：本试验评价了含有普通大麦(NB)或低植酸大麦(LPB)的日粮(含有18%和15%蛋白质)，对生长猪的氮和磷的排泄量影响。NB含有0.31%的总磷和0.19%的植酸磷;LPB含有0.32% 的总磷和0.01%的植酸磷。日粮营养配方参照NRC(1998)的回肠氨基酸表观消化的需要，补充了Lys、Met、Thr和Try;含有NB的日粮，补充无机磷。试验选择8头平均体重为20.9Kg的公猪，分别饲喂4种日粮。水以2.5：1加入料中，每天饲喂2次，每次饲喂量一样。结果表明：日粮中LPB代替NB，极显著的降低磷的排泄量;含有18%和15%蛋白日粮，分别降低了38% 和43%磷的排泄量(P<0.001)。日粮CP含量从18%降到15%，极显著降低了N的排泄，含有NB和LBP日粮分别降低了29%和32%氮的排泄量(P<0.001)。随着日粮蛋白含量降低，极显著的降低了总氮的保留量(P<0.001)。生长猪饲喂LPB型日粮的粪中的N：P比值比饲喂NB型日粮的高(P<0.001)。总之，降低生长猪磷和氮的排泄量，可以通过LPB代替NB和也可以通过降低日粮中的CP含量。
　　关键词：低植酸大麦、氮、磷、猪
　　1 前言
　　在加拿大西部大麦是常见的生长和肥育猪的日粮成分。世界谷物类粮食中，大麦排在第4，仅次于小麦、大米和玉米(FAO，2002)。在加拿大大麦的产量排在小麦后面，位于第二。植物性饲料中2/3的磷以植酸的形式存在，包括大麦在内(Ravindran等，1995)。对非反刍动物，比如猪和家禽，植酸磷的利用率低，因为它们缺乏内源性的植酸酶(Nelson，1967)。日粮通常添加无机磷(iP)，来满足动物对P的需要。而大部分植酸磷被排出动物体外，导致环境污染。磷在动物粪便中，越来越引起各国的关注(Kornegay，2001)。降低P的排泄量的方法，除使用植酸酶之外，可以在猪日粮中使用低植酸的农作物。近年来，低植酸农作物进一步发展，包括低植酸大麦(LPB)，它的表型和普通的大麦一样，唯一的不同是植酸的含量。
　　植酸可以与蛋白质形成复合物，从而降低日粮蛋白消化率(Selle等，2000)。粪中的氮也是环境的污染物。特别是在集约化养猪的地方(Otto等，2003)。日粮蛋白含量降低3-4%，并补充适当的AA，试验结果表明， N的排泄量下降了24-40%(Sutton等，1999;Shriver等，2003)。
　　本试验旨在确定生长猪饲喂LPB型日粮和饲喂NB型日粮，对总的表观消化道消化率(ATTD)，磷和氮的保留量、排泄量的影响。并且，确定在LPB和NB型日粮中分别降低3%的蛋白含量是否进一步降低N的排泄量。
　　2 材料与方法
　　2.1 动物和日粮
　　试验选择9头(大×长)平均体重为20.9Kg的杂交公猪，自由采食含有18%CP的日粮和自由饮水，室内温度控制在22±1℃，预饲7d。
　　根据动物的采食量情况，从9头公猪中选择8头，分别饲喂4种日粮。试验设计采用4×4拉丁法设计。公猪每天饲喂两次，分别在8：00和15：00。 根据猪的平均体重，ME为维持需要的2.5倍(106kcal/Kg 的BW0.75)。4种日粮分别为NB型日粮(NB-18%CP)，NB-15%CP、LPB-18%CP和LPB-15%CP。日粮中总P含量是相同的，LPB的植酸磷含量比NB的低(0.01：0.18%)，因此LPB含有比较高的有效P(见表1)。
　　根据动物的需要，日粮补充一定量的AA，为了获得相同的Lys(0.83%)，Met(0.53%)、Thr(0.47%)和Try(0.18%)的回肠表观消化率。以NB为基础日粮的补充iP直到达到NRC(1998)推荐的生长猪体重为20-50Kg时的标准，有效P为0.23%。磷酸钙作为iP的来源。在日粮中添加0.3%的三氧化二铬作为一种标记成分。水与日粮2.5：1混合饲喂。
　　表1：试验日粮组成

成分，%	普通大麦的日粮		低植酸大麦的日粮
	18%CP	15%CP	18%CP	15%CP
普通大麦	70.20	78.44
低植酸大麦			73.08	81.47
豆粕，48%CP	25.30	15.43	22.45	12.35
L-Lys-HCl		0.31	0.08	0.39
DL-Met		0.04	0.02	0.05
L-Thr	0.04	0.14	0.05	0.16
L-Try		0.04	0.01	0.06
菜子油	2.10	3.13	2.16	3.30
石灰石	1.10	1.15	1.35	1.42
磷酸钙	0.46	0.52
食盐	0.25	0.25	0.25	0.25
矿物质预混料	0.10	0.10	0.10	0.10
维生素预混料	0.05	0.05	0.05	0.05
氯化胆碱	0.30	0.30	0.30	0.30

　　2.2 样品的收集与化学分析
　　日粮混合后，取一定量的日粮，作为分析日粮成分。每个试验开始的第8d收集粪便,以8:00和16:00之间收集粪便并马上放在-28℃的冰箱里冰冻。日粮、尿、践踏对粪便污染，将丢弃。尿的总收集，通过在相同的时间，和粪同时收集。尿收集在容器里，并贮藏在-4℃下.在收集前，每个容器中加入5ml的10%甲酸溶液。
　　在化学分析前(见表2)，分别混合所有的粪和尿。粪在55℃烘箱里干燥到恒重。尿样过滤，通过#2滤纸和在分析前烘干。
　　表2：试验日粮的化学组成

项目	NB日粮		LPB日粮
	18%CP	15%CP	18%CP	15%CP
DM，%	91.4	90.3	91.4	91.0
CP，%	18.3	15.2	18.6	15.1
总P，%	0.47	0.45	0.38	0.35
植酸磷，%	0.25	0.22	0.12	0.08
有效磷，%	0.23	0.23	0.26	0.27
必需氨基酸，总的含量，%
Arg	1.20	0.92	1.21	0.90
His	0.46	0.36	0.47	0.36
Iso	0.74	0.58	0.76	0.58
Leu	1.31	1.05	1.35	1.05
Lys	0.96	0.98	1.02	1.01
Met	0.27	0.26	0.29	0.27
Phe	0.91	0.74	0.96	0.76
Thr	0.73	0.69	0.74	0.69
Val	0.86	0.71	0.90	0.71

　　分析日粮和粪中的DM(AOAC，2000)，CP(N×6.25)用Leco FP-428 氮测定仪测量。GE用AC-300Leco 自动热量计测量和氧化铬用分光光度计法测量(Fenton，1979)。日粮、粪、尿中的P的含量参考AOAC(2000)的方法测量。尿样中的N用Kjeldahl方法测量。大麦中的植酸P含量参照Haug和Lantzsch(1983)的方法测量。AA的测量具体的步骤描述在Kaufmann等(2005)里。
　　2.3 统计与分析
　　DM、OM、CP和P的ATTD的计算通过下面的等式计算而来。
　　DD=100%-[(AF×ID)/(AD×IF)] ×100%
　　DD表示日粮的ATTD的参数(%)，AF表示粪中的浓度参数(%)，ID表示日粮中的氧化铬的浓度(%)，AD表示日粮中的浓度参数(%)，IF表示粪中氧化铬的浓度(%)。在粪中总的N和P排泄量的估算是总的N和P摄入量减去它们消化的量(通过氧化铬来确定)。4×4拉丁法设计，用GLM程序(SAS Inst Inc ,Cary NC).主要影响日粮(n=4)，猪(n=8)和试验阶段(n=4)包括在模型中。日粮蛋白含量(C1=18%CP：15%CP)，大麦类型(C2=普通：低植酸大麦)和它们的相互作用(C3=CP含量×日粮类型)进行了对比。P≤0.05表示显著性差异。
　　3. 结果
　　在整个试验期间猪都保持健康和通常在30min内采食完所分配的日粮。1、2、3、4阶段试验开始时，猪的平均体重分别为22.1、27.5、35.1和42.4kg。试验结束时猪的平均体重为50.8kg。各处理组中DM和OM的ATTD无显著性差异(P>0.05)。DM的ATTD为88.6-88.8%。OM的ATTD为90.3-90.7%。
　　磷的分析结果见表3. 饲喂LPB与NB日粮相比，极显著的降低粪和尿中的P排泄量(P<0.001)。因此饲喂LPB与NB相比，极显著的提高了P的ATTD和吸收量(P<0.001)。饲喂LPB与NB日粮相比，显著的提高了P的总吸收量(g/d)(P=0.026). 饲喂15%CP日粮与18%的相比，极显著的降低了粪中P的排泄量(P<0.001)。饲喂15%CP日粮与18%的相比，显著的提高了P的ATTD(P<0.036)和吸收量(P<0.038)。 饲喂15%CP日粮与18%相比，P的总吸收量(g/d)的无显著性差异(P=0.095)。另外，CP含量与大麦类型之间对P的所有指标无协同作用(P=0.208)。
　　表3：试验日粮对生长猪的磷的影响

项目	NB日粮		LPB日粮		SEM	比较
	18%CP	15%CP	18%CP	15%CP		C1	C2	C3
ADFI	1.092	1.092	1.092	1.092
P的摄入量	4.91	4.66	3.97	3.70
粪中的P	2.19	2.02	1.35	1.15	0.042	<0.001	<0.001	0.692
尿中的P	9.3	10.3	7.3	6.2	0.001	0.992	<0.001	0.208
吸收的P	2.72	2.64	2.61	2.54	0.044	0.094	0.022	0.894
总的P的排泄量	2.20	2.03	1.36	1.16	0.042	<0.001	<0.001	0.676
消化的P	55.2	56.6	65.7	68.8	1.015	0.036	<0.001	0.430
P的保留	55.0	56.4	65.5	68.6	1.021	0.038	<0.001	0.421
P的保留，g/d	2.71	2.63	2.60	2.53	0.044	0.095	0.026	0.876

　　注：C1表示18%CP：15%CP;C2表示NB：LPB;C3表示CP水平×大麦类型
　　N的结果见表4 。饲喂18%CP与15%CP日粮相比，显著的提高了粪中N的排泄量(P=0.048)和极显著的提高了尿中N的排泄量(P<0.001)。因此，饲喂18%CP与15%CP相比，极显著的提高了总N的排泄量(P<0.001),显著的提高N 的ATTD(P=0.004)。饲喂18%CP与15%CP相比，极显著的提高了N的吸收量(%)(P<0.001)。但是，饲喂15%CP日粮，极显著的降低了N的每天吸收量(P<0.001)。饲喂NB和LPB对N的吸收量(g/d)无显著性差异(P=0.062)。甚至，CP含量与日粮类型对N的指标无相互作用。饲喂15%与18%CP日粮相比，极显著的降低了N：P的比值(P<0.001)(见表4)。饲喂NB与LPB日粮相比，极显著的降低了N：P的比值(P<0.001)。当猪饲喂18%CP的LPB日粮时，N：P比值最大。
　　表4：试验日粮对生长猪的氮的影响

项目	NB日粮		LPB日粮		SEM	比较
	18%CP	15%CP	18%CP	15%CP		C1	C2	C3
N的摄入量	30.70	25.14	31.28	25.17
粪中的N	3.86	3.69	3.82	3.40	0.142	0.142	0.259	0.375
尿中的N	8.89	5.32	8.97	5.20	0.297	<0.001	0.944	0.749
吸收的N	26.84	21.45	27.45	21.77	0.188	<0.001	0.020	0.449
总的N的排泄量	12．75	9.01	12.79	8.60	0.331	<0.001	0.580	0.504
消化的N	87.1	85.1	87.7	86.1	0.561	0.004	0.167	0.729
N的保留	58.7	64.1	59.9	66.0	0.954	<0.001	0.126	0.683
N的保留，g/d	17.95	16.13	18.49	16.57	0.249	<0.001	0.026	0.848
排泄N：P	5.77	4.50	9.25	7.40	0.260	<0.001	<0.001	0.270

　　注：C1表示18%CP：15%CP;C2表示NB：LPB;C3表示CP水平×大麦类型
　　4. 讨论
　　饲喂LPB与NB日粮相比，提高了P的ATTD和吸收量。这是由于日粮中含有低植酸磷和高含量的有效磷。Thacker等(2003，2004)也报道，在肥育猪饲喂LPB与NB日粮相比，提高了P的ATTD。尽管提高了P的ATTD和吸收量，但是饲喂LBP与NB日粮相比，总的磷吸收量(g/d)稍偏低。同样的结果也报道在Veum等(2002)，生长猪饲喂16.8%CP的LPB与NB日粮相比。Veum等(2002)和Liao等(2006)报道，尿中P的排泄量微小的影响。用LPB代替NB，降低了总P的排泄量，对18%和15%CP日粮，下降了38和43%。这个结果得到了先前的研究报道的支持，在家禽和猪日粮，评价了低植酸玉米(Spencer等，2000;Veum等，2001;Bohleke等，2005)，SBM(Sands等，2003)，和大麦(Li等，2001a,b;Veum等，2002)。在我们的报道中，猪是限制采食的。因此，P的每天摄入量和有效P(g/d)范围分别为NRC(1998)推荐的摄入量44-59%和56-69%。
　　15%CP与18%CP的日粮相比，提高了P的ATTD和吸收量。P的ATTD高可能是由于低植酸磷含量和高的有效P含量。大麦与豆粕相比，植酸磷在大麦的含量比豆粕的低。日粮CP含量从18%降低到15%，降低了P的排泄量(NB和LPB 分别为7.7和14.7%)。当猪饲喂15%CP的LPB日粮， P的排泄量最少。
　　15%CP与18%CP的日粮相比，降低了CP的ATTD。可能是由于直接改变了日粮成分而造成的。15%CP与18%CP的日粮相比，豆粕的含量低和大麦的含量高。豆粕与大麦相比，提高了CP的ATTD(CVB，1994)。同样得到了其他的研究的支持(Zervas和Zijlatra，2002a;Otto等，2003)，降低日粮蛋白含量，提高N的吸收量。这主要是减少了尿中N的排泄量。饲喂CP含量从18降低到15%的NB日粮，尿中N的排泄量降低40%。我们的结果与Otto等(2003)和Shriver等(2003)报道一样。猪饲喂低CP日粮补充AA，大约减少了50%的尿中N的排泄量。日粮CP的含量从18%降低到15%，降低总的N排泄量。
　　日粮的CP含量从18%降低到15%并补充必需AA，降低了每天N的总的吸收量(g/d)。这些结论与Zervas和Zijlstra(200b)和Shriver等(2003)所报道的一致。Zervas和Zijlstra(2002a)报道，在30kg的猪饲喂15.6%CP限制日粮与18.5%CP相比，降低了12%的N的吸收量;但是，当猪自由采食时，N的吸收量降低了7%。Kerr和Easter(1995)研究表明，猪饲喂12%CP日粮，补充Lys、Try和Thr与饲喂16%CP日粮相比，降低了N的吸收量。在12%CP日粮中，进一步的添加必需AA，增加了N的吸收量。Shriver等(2003)也报道，在36kg猪提供自由采食，日粮CP含量从18%降低到15%，并适当的补充AA，N的吸收量降低了15%，但是，对猪的生产性能无影响。
　　在我们的研究中，日粮的配方达到NRC(1998)推荐生长猪的AA回肠表观消化率，然而，由于限制猪的采食量，猪饲喂15%和18%CP日粮，每天Lys、Met和Thr的总量(g/d)，只有62、60和66% ;62，67和72%的NRC(1998)推荐的摄入量。降低N的吸收量，可能是由于不同的AA消化水平、AA不平衡(Kerr和Easter，1995)，或在日粮中不同的AA利用率造成的(Zervas和Zijlstra，2000b)。Oto等(2003)研究表明，内源性的N的损失由于相对增加CP浓度而降低。因此，猪饲喂低蛋白日粮，增加内源性N的损失可能导致降低N的吸收量(g/d)。
　　降低日粮蛋白，并补充AA，将降低氮的排泄量(Kerr和Esater，1995;Shriver等，2003)。Kerr和Easter(1995)报道，每降低1%的日粮CP，将降低10%氮的总排泄量。Shriver等(2003)研究表明，每降低1%CP，将降低8%氮的中排泄量.在我们的研究中每降低1%CP，将降低9%氮的总排泄量。猪饲喂LPB日粮，不管日粮蛋白含量，与饲喂NB日粮相比，提高了粪中的N：P比值。Spencer等(2000)报道，饲喂低植酸玉米也增加了粪中N：P比值，这种粪对环境有更有利和更加适合做肥料。
　　总结：在生长猪中用LPB代替NB ，降低了磷的排泄量。当猪饲喂15%CP日粮并适当的补充AA代替18%CP日粮，显著的降低N的排泄量，和进一步降低磷的排泄量，然而，降低N的吸收量。

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