| 磷由于其独具的消化-吸收-代谢过程以及它在动物营养中不可取代性及其在配合饲料中的重要作用,促使人们100多年来对它的研究从未间断(霍启光)。传统的有关猪用饲料原料中磷的生物学效价概念一直都假定植物性饲料中有1/3的磷对单胃动物具有生物学效价。因为植物性饲料中有1/3的磷以非植酸磷形式存在,而其余2/3是以植酸磷形式存在。由于单胃动物消化道缺乏植酸酶,通常假定植酸磷完全不能被单胃动物利用;反之,非植酸磷则完全能被利用。越来越多的数据表明,猪用饲料原料磷的生物学效价变异很大。随着动物营养研究的不断深入和基础数据的不断积累,研究人员逐渐发现,植物性饲料有效磷含量与饲料总磷、非植酸磷、植酸磷含量和植酸酶活性之间存在密切的相关关系(Rodehutscord等;Jongbloed)。以有效磷来确定饲料中磷的含量和动物磷的需要量,是研究发展的必然趋势。快速、准确预测模型的建立有助于有效磷指标在生产实际中的大量应用,而模型的准确性依赖于饲料原料中有效磷的准确测定。目前有效磷的评定方法主要是采用斜率比法,通过测定被考查磷源相对于标准磷酸盐差异而确定其相对生物学效价;或者通过平衡试验,直接测定磷的消化率(Jongbloed和Kemme)。方法虽然很多,但都存在着各自的局限性,其中以梯度回归法的应用最为广泛,特别是二元梯度回归法以其特有的优势成为了目前最具应用潜力的评定方法,但其应用条件和准确性仍需进一步研究和验证。此外,饲料有效磷的体外评定方法正日趋成熟,体外透析法中的胃蛋白酶+小肠液法表现出较好的可操作性。本文就猪用饲料原料有效磷评定方法的研究综述如下。
1 猪用饲料原料有效磷体内评定方法及存在问题
目前,猪用饲料原料磷的真消化率体内评定方法有很多,基本可以分为以下几种。
1.1 同位素稀释技术
该方法的原理是,标记的同位素32P经连续灌注,在体内达到稳衡状态时,标记有32P的物质在体内各部分与未标记的该物质之比恒定,根据此关系,就可从标记物和可测得的组分的量之比推算出不可测组分的量。
Whittemore和Thompson首次用32P同位素稀释技术测定了猪内源磷和饲料有效磷的含量。但是同位素稀释技术由于示踪同位素在消化道内循环速度快,这样势必造成高估内源磷排泄量,另外此法受到多种条件限制,如需要放射性同位素实验室、训练有素的专门人员、放射性示踪物处理难度大,成本高且存在安全性的问题,因此,至今难以广泛应用。
1.2 差量法
该方法是在Ammerman测定肉羊磷真消化率的方法上提出来的,基本方法是给动物饲喂两组不同磷水平日粮,前后两次摄入量之差减去前后两次粪磷之差,再除以前后两次磷摄入量之差,就为磷的真消化率。
差量法的前提是前后两次喂给动物的磷源的消化率是相等的,或组成磷源的模式相同;同时内源磷的排泄不受前后两次摄入磷差异的影响。理论上将内源磷排泄量分为最小内源排泄量和可变内源排泄量两个部分。后者受饲养水平和日粮中Ca、P水平等因素的影响,而前者相对稳定(Ammerman等)。但“最小”和“可变”两个部分并没有本质区别,从量上的区分是可以通过对试验条件如日粮P水平、Ca/P等因素的控制实现的。前人的研究结果也证明了这一点。Vemmer 和Oslage采用低磷日粮(TP,0.29%)进行试验,发现内源磷排泄量为粪磷的10%左右。Dellaertetal试验表明,日粮总磷含量在3~6g/kg之间,内源磷排泄量变化不大,且不受日粮无机磷来源的影响。Fan等在对其试验结果的进一步分析中发现,当内源磷排泄量用g/kgDMI表示时,在0.11%~0.32%磷水平范围,内源磷的排泄量为0.23~0.32g/kgDMI, 理论上, 在一个很窄的P 水平区间变化, 饲料磷的真消化率是恒定的。方热军采用差量法, 分别以豆粕、次粉为唯一磷源, 设计了TP 水平为0.15%、0.20%、0.30%、0.35%梯度日粮, 按4×4拉丁方试验, 测定了20 kg 生长猪内源磷排泄量以及豆粕、次粉磷的真消化率。结果表明, 当用g/kgDMI表示时, 在0.15%~0.35%磷水平范围, 动物具有稳定的内源磷排泄量,粪磷的排泄量与日粮磷摄入量之间存在明显的线性关系(P<0.05)。生长猪内源磷排泄量为0.65~0.68g/kgDMI, 次粉磷的真消化率显著高于豆粕(P<0.01), 分别为63.7%和52.1%。因此, 从差量法计算的真消化率的变化也可以反映不同磷水平下内源磷排泄增量相对于磷采食增量变化的程度, 从而判断内源磷排泄量的稳定性。从差量法和REG 法的基本假设看, 二者并没有本质的区别, 因此, 通过对二者测定结果的比较, 也可以相互印证结果的准确性。
差量法存在以下缺点: 两种不同磷水平日粮, 磷含量都较少时, 其差值就更小, 因此很容易引入误差,并且相除以后会导致误差的扩大。
1.3 梯度回归法
受梯度回归法(Regression analysis technique,REG)评定内源氨基酸方法的启示,Fan和Shen等采用梯度回归法测定了内源磷排泄量。其基本假设是:消化道食糜或排泄物中磷的总流量与其摄入量之间呈线性关系,并假设日粮磷水平在一定范围内,其内源磷的排泄量不随磷摄入的变化而变化,此时外推至摄入量为零时磷的排泄量即为内源磷排泄量。梯度回归法能否用来准确评定猪内源磷排泄量及饲料磷的真消化率,关键要看其假设是否成立。
Jongbloed等、Dellaert等、苏琪和余顺祥的研究表明,在低于和接近实际需要量时,最小内源磷排泄量小且相对稳定,可变内源排泄量部分可以趋向于零。因此,在内源磷排泄量测定时,设计适当的日粮钙、磷水平是关键。Rodehutscord等研究表明,在饲喂低磷日粮时,磷的摄入量与排泄量之间存在显著的线性相关关系。Fan等提出并采用梯度回归法研究了断奶仔猪(5~20 kg)内源磷的排泄,试验用豆粕作为唯一磷源,设计了0.11%、0.21%、0.32%和0.43%4个磷梯度的日粮,结果表明,当粪磷的排泄量用“g/kgDMI”表示时,磷的排泄量与摄入量之间存在显著的线性关系(r=0.87,,P<0.05);由此测得仔猪回肠末端内源磷排泄量为0.86g/kgDMI,显著(P<0.05)高于全消化道内源磷排泄量(0.31g/kgDMI); 但豆粕磷的回肠末端真消化率与全消化道真消化率之间差异不显著(P>0.05),分别为50.7%和48.5%。Shen等采用梯度回归法,以玉米作为日粮的唯一磷源,分别设0.067%、0.146%、0.220%和0.283%4个磷梯度水平,研究了25kg生长猪内源磷排泄量和玉米磷的真消化率,结果表明,磷的排泄量与摄入量之间存在显著的线性关系(r=0.78, P<0.05);生长猪回肠末端内源磷排泄量为0.693g/kg, 全消化道内源磷排泄量为0.67g/kgDMI, 二者差异不显著(P>0.05); 玉米磷的回肠末端真消化率与全消化道真消化率之间差异也不显著( P>0.05),分别为54.0%和59.8%。方热军等采用梯度回归法,以豆粕和次粉作为日粮磷唯一来源,分别设计了4组总磷水平为0.15% 、0.20%、0.30%、0.35%的梯度日粮,测定了20kg生长猪全消化道内源磷排泄量和豆粕、次粉磷的全消化道真消化率。结果表明,在0.15%~0.35%总磷水平范围内,磷的排泄量与摄入量之间存在显著的线性关系,动物具有稳定的内源磷排泄量;不同饲料条件下梯度回归法测定的内源磷排泄量无显著差异(P>0.05),生长猪内源磷排泄量为0.65~0.68g/kgDMI;次粉磷的真消化率显著高于豆粕(P<0.01),分别为63.7%和52.1%。左建军采用梯度回归法,以待测原料和豆粕为磷唯一来源,分别设6个总磷水平,大麦-豆粕“模型”日粮为:0.09%、0.17%、0.26%、0.34%、0.43%、0.53%;高梁-豆粕“模型”日粮为0.08%、0.15%、0.23%、0.30%、0.38%、0.53%;花生粕-豆粕“模型”日粮为0.09%、0.17%、0.26%、0.35%、0.43%、0.53%;菜粕-豆粕“模型”日粮为0.11%、0.22%、0.33%、0.44%、0.55%、0.53%。其梯度范围分别为0.95~5.85(大麦-豆粕“模型”日粮消化试验)、1.08~5.85(高梁-豆粕“模型”日粮消化试验)、1.12~5.85(花生粕-豆粕“模型”日粮消化试验)和1.62~5.85g/kgDMI(菜粕-豆粕“模型”日粮消化试验)。结果表明以大麦-豆粕为“模型”试验日粮测得生长猪内源磷排泄量为0.95 g/kgDMI,豆粕磷的真消化率为52.31%;以高梁-豆粕为“模型”试验日粮测得生长猪内源磷排泄量为0.29g/kgDMI,高梁和豆粕磷的真消化率分别为56.05%和39.41%;以花生粕-豆粕为“模型”日粮测得生长猪内源磷排泄量为0.53g/kgDMI,花生粕和豆粕磷的真消化率分别为28.00%和38.87%;以菜粕-豆粕为“模型”日粮测得生长猪内源磷排泄量为0.21g/kgDMI,菜粕和豆粕磷的真消化率分别为10.21%和32.94%。其中,内源磷排泄量因为试验日粮“模型”不同,结果存在差异,但豆粕磷真消化率与前面几位所取得的试验结果很好的吻合。由于梯度回归法是在相对正常的饲养条件下测定的结果,它既克服了无磷日粮法的非正常生理条件下动物的不适应性,又避免了同位素稀释技术所存在的安全隐患,是目前相对可靠的一种测定方法。但与梯度回归法测定氨基酸内源排泄量和真消化率类似,这种方法至少存在以下两个方面不足:①假定内源磷排泄量是恒值,不受日粮钙、磷等因素的影响,显然与事实不符;②日粮磷摄入量与粪磷排泄量之间有时不呈线性关系,因此无法按这种方法求得内源磷的排泄量。针对这些缺点,可通过严格的试验条件控制来达到相对可靠的试验结果。现在常用的梯度回归法可以分为一元梯度回归法和二元梯度回归法,下面分别说明。
1.3.1 一元梯度回归法
此方法是近年来Fan等借鉴测定内源氨基酸方法提出的。该方法的基本前提假设是:日粮磷水平在一定范围内,其内源磷排泄量和真消化率不随磷食入量的变化而变化;日粮表观可消化磷的量(g/kgDMI)与其摄入量之间呈线性关系,此时外推至摄入量为零时,日粮表观可消化磷的量(即回归截距)即为内源磷排泄量,再根据公式计算磷的真消化率。先后又有Shen、Ajakaiy、方热军、张艳玲用一元线性梯度回归法,分别估测了不同生长阶段猪对多种植物饲料磷的真消化率和内源排泄量,并都取得了较满意的结果。但前人的研究主要是对单一植物饲料豆粕、玉米等组成的半纯合日粮作一元线性回归,而对于菜粕、花生粕等饲料,由于抗营养因子含量较多、适口性差,如采用一元回归法,会引起动物采食量和生产性能下降、消化机能紊乱等有害作用, 这样会严重影响回归法估测的真消化率的可靠性。其估测日粮内源磷和饲料磷真消化率一元回归公式如下:
NAi=NDi×DAi
NAi=-NE+[(DTi/100)×NDi]
式中:NE——粪中所含的内源P排泄量(g/kgDMI);
NAi——第i组日粮表观可消化P含量(g/kgDMI);
NDi——第i组日粮P的含量(g/kgDM);
DAi——第i组日粮总P表观消化率(%);
DTi——第i组日粮中基础饲料、待测饲料P真消化率(%);
NDi——第i组日粮中基础饲料、待测饲料P的含量(g/kgDMI)。
1.3.2 二元梯度回归法
此方法是在一元回归法的基础上建立起来的,它的基本假设同一元回归法,但是需要在简单线性回归的基础上增加一个假设,即日粮中待测原料和基础原料消化率之间存在可加性。二元回归法既可克服一元回归法的局限性,又可同时测定两种饲料磷的真消化率。巫径、祝晓燕首次尝试性的以豆粕为基础日粮,分别以用菜籽粕、棉籽粕等比例替代豆粕,用二元线性回归法来预测菜籽粕、棉籽粕磷的内源排泄量和真消化率。结果表明:混合日粮的表观可消化磷量(g/kgDMI)与摄入磷的量(g/kgDMI)之间存在显著的线性关系,采用二元线性回归法测定混合日粮中菜粕和豆粕、棉籽粕和豆粕磷真消化率的基本假设成立。此后,左建军选用非常规饲料原料——花生粕结合豆粕配制试验日粮,通过二元梯度回归法测定生长猪内源磷及钙排泄量以及花生粕磷的真消化率。结果表明:在接近磷需要量水平范围内,粪磷的排泄量(以g/kgDMI为计量单位)与磷的摄入量之间存在显著的线性关系,内源磷排泄量基本稳定,基础原料和待测原料之间具有可加性。因此,二元线性回归法可以有效测定生长猪内源磷排泄量和饲料磷真消化率。估测日粮内源磷和饲料磷真消化率二元回归公式如下:
NAi=NDi×DAi
NAi=-NE+[(DT1/100)×N1Di]+[(DT2/100)×N2Di]
式中:NE——粪中所含的内源P排泄量(g/kgDMI);
NAi——第i组日粮表观可消化P含量(g/kgDMI);
NDi——第i组日粮P的含量(g/kgDM);
DAi——第i组日粮总P表观消化率(%);
DT1、DT2——第i组日粮中基础饲料、待测饲料 |