一种可消化氨基酸需要量动态预测方法

1.本发明涉及氨基酸需要量预测技术领域，更具体地说是一种可消化氨基酸需要量动态预测方法。


背景技术：

2.畜牧业的本质是将普通植物蛋白转化为优质动物蛋白的生物转化过程，因此蛋白质或氨基酸的高效利用是畜牧业的核心内容，当前畜禽饲料蛋白的平均有效利用效率仅为50％，大量饲料蛋白浪费不仅增加了养殖成本，也造成了环境过度氮排放，进而导致环境污染。氨基酸是饲料蛋白质组成的基本单元，蛋白质的营养需要量本质是氨基酸的需要量。因此提高氨基酸需要量评估的精准性尤为重要，然而不同养殖场的生产水平差异很大，很难用一套标准预测氨基酸需要量。基于析因法原理，氨基酸需要量分为沉积的需要量和维持的需要量，此外而氨基酸沉积效率的精准评估也是准确预测可消化氨基酸需要量的关键(可消化氨基酸全称为回肠可消化氨基酸或sid aa)。
3.黄羽肉鸡是我国南方地方品种，其肉质鲜美并且具有良好的种业价值。然而随着国民肉类消费量不断增加，对畜牧生产效率要求也越来越高。由于黄羽肉鸡饲料转化效率较低、饲养周期较长，再加上冰鲜上市政策的推行，曾经在我国与白羽肉鸡各占半壁江山的黄羽肉鸡市场占有率逐年受到挤压。养殖效率低下是制约我国黄羽肉鸡产业生存的重要原因。提高氨基酸营养需要量评估的精准性和动态性，是改善黄羽肉鸡饲养效率的有效举措。黄羽肉鸡氨基酸需要量的官方指南是由本单位于2020年推出的农业行业标准ny/t3645-2020《黄羽肉鸡营养需要量》(以下简称“标准”)。标准里列出了不同饲料原料的可消化氨基酸和不同类型及不同生长阶段的黄羽肉鸡可消化氨基酸需要量。
[0004]“标准”中黄羽肉鸡可消化氨基酸需要量是基于本单位前期对赖氨酸需要量通过综合法研究的结果，然后利用理想蛋白质模式推理出其他可消化氨基酸的需要量。然而此“标准”中列出的黄羽肉鸡可消化氨基酸需要量仍有如下局限性：
[0005]
1)标准中使用的方法忽略了不同氨基酸沉积效率的差异性，所以会导致除赖氨酸以外其他氨基酸需要量预测出现偏差；
[0006]
2)标准中列出的黄羽肉鸡不同氨基酸需要量是固定数值，无法根据不同养殖场具体生产水平对氨基酸需要量进行个性化动态预测。
[0007]
由于饲养条件差异较大，很难用一套需要量标准衡量不同生产水平下的氨基酸需要量，因此需要充分考虑氨基酸需要量预测的动态性。目前预测能量需要量的模型报道较多，但是没有氨基酸需要量预测的成熟模型。因此本发明提出一种可消化氨基酸需要量动态预测方法。


技术实现要素：

[0008]
为了克服现有技术的上述缺陷，本发明提供一种可消化氨基酸需要量动态预测方法，此方法基于析因法和沉积效率评估动物不同生长阶段各种氨基酸需要量，再通过回归
分析和相关分析，以易评估的变量联系回肠可消化氨基酸需要量，以便对不同生产水平的氨基酸需要量进行动态预测。
[0009]
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种可消化氨基酸需要量动态预测方法，具体步骤如下：
[0010]
s1、氨基酸沉积效率参数的预测：
[0011]
s1.1、体成分测定：建模前通过比较屠宰法测定机体氨基酸、粗蛋白质含量，从而计算粗蛋白质和氨基酸的体沉积量；
[0012]
s1.2、建立不同梯度可消化氨基酸摄入量与氨基酸体沉积量的回归模型，回归直线的斜率即为所评估氨基酸的体沉积效率、回归直线的横截距即为所评估氨基酸在可消化水平的维持需要量；
[0013]
s2、基于析因法建立可消化氨基酸需要量预测模型：
[0014]
可消化氨基酸每日需要量(mg/d)：
[0015][0016]
其中k为回归法所得的斜率，反映氨基酸的体沉积效率；
[0017]
可消化氨基酸日粮需要量(％)：
[0018][0019]
其中intake为每日采食量。
[0020]
s3、关联生产指标和胴体指标预测每日可消化氨基酸需要量：
[0021]
s3.1、预测可消化氨基酸每日维持需要(sid aam，mg/d)：
[0022]
建立可消化氨基酸维持需要量sid aam与日采食量和代谢体重的多元线性回归函数：
[0023]
sid aam＝a
×
intake+b
×
bw
0.75
；
[0024]
其中intake为每日采食量(g/d)，bw
0.75
为代谢体重(kg
0.75
)，a和b为多元线性回归常数。
[0025]
s3.2、预测可消化氨基酸每日沉积需要量(sid aag，mg/d)：
[0026]
s3.2.1、建立体蛋白每日沉积量预测模型：
[0027]
建立体蛋白含量(protein％)与胴体指标的多元线性回归模型：
[0028]
protein％＝a
×
thigh％+b
×
breast％+c
[0029]
然后建立每日体蛋白沉积量与生产指标的预测模型：
[0030]
pd＝adg
×
protein％。
[0031]
s3.2.2、基于体蛋白沉积量预测氨基酸每日沉积量：
[0032]
建立不同氨基酸相对体蛋白沉积的幂函数异速生长模型，关联体蛋白和氨基酸建立幂函数模型如下：
[0033][0034]
其中aag为氨基酸每日沉积量，pd为体蛋白每日沉积量，a和b为异速生长模型的参数。
2019)检测参考国标方法执行，体沉积量具体算法如下：
[0052][0053]
s1.2、建立不同梯度可消化氨基酸摄入量与氨基酸体沉积量的回归模型，回归直线的斜率即为所评估氨基酸的体沉积效率、回归直线的横截距即为所评估氨基酸在可消化水平的维持需要量。
[0054]
示例：
[0055]
以平均日采食量70g/d计，配制不同梯度水平蛋氨酸饲粮进行实验，通过比较屠宰法测定体成分中蛋氨酸含量，结果如下表所示：
[0056]
表1.不同蛋氨酸水平(％)饲粮对黄羽肉鸡体沉积氨基酸(mg/d)的影响
[0057]
[0058]
[0059][0060]
基于上述数据进行回归分析，可以得到回归方程如下：
[0061]
y＝0.789x-35.245；
[0062]
斜率k为蛋氨酸体沉积效率，即79％，横截距为蛋氨酸每日维持需要量44.67mg/d，如图2回归法预测蛋氨酸体沉积效率与维持需要量图所示。
[0063]
s2、基于析因法建立氨基酸需要量预测模型：
[0064]
可消化氨基酸每日需要量(mg/d)：
[0065][0066]
其中k为回归法所得的斜率，反映氨基酸的体沉积效率；
[0067]
可消化氨基酸日粮需要量(％)：
[0068][0069]
其中intake为每日采食量。
[0070]
s3、关联生产指标和胴体指标预测每日可消化氨基酸需要量：
[0071]
s3.1、预测可消化氨基酸每日维持需要(sid aam，mg/d)：
[0072]
建立可消化氨基酸维持需要量sid aam与日采食量和代谢体重的多元线性回归函数：
[0073]
sid aam＝a
×
intake+b
×
bw
0.75
；
[0074]
其中intake为每日采食量(g/d)，bw
0.75
为代谢体重(kg
0.75
)，a和b为多元线性回归常数。
[0075]
s3.2、预测可消化氨基酸每日沉积需要量(sid aag，mg/d)：
[0076]
s3.2.1、建立体蛋白每日沉积量预测模型：
[0077]
建立体蛋白含量(protein％)与胴体指标的多元线性回归模型：
[0078]
protein％＝a
×
thigh％+b
×
breast％+c
[0079]
然后建立每日体蛋白沉积量与生产指标的预测模型：
[0080]
pd＝adg
×
protein％。
[0081]
s3.2.2、基于体蛋白沉积量预测氨基酸每日沉积量：
[0082]
建立不同氨基酸相对体蛋白沉积的幂函数异速生长模型，关联体蛋白和氨基酸建立幂函数模型如下：
[0083][0084]
其中aag为氨基酸每日沉积量，pd为体蛋白每日沉积量，a和b为异速生长模型的参
数。
[0085]
s3.2.3、基于氨基酸每日沉积量和沉积效率预测可消化氨基酸沉积需要量：sid aag＝aag/k。
[0086]
综合以上步骤预测的可消化氨基酸每日沉积量(sid aag，mg/d)，氨基酸体沉积效率(k，％)和可消化氨基酸维持需要量(sid aam，mg/d)，基于析因法模型预测可消化氨基酸需要量如下：
[0087]
可消化氨基酸每日需要量(mg/d)：
[0088][0089]
其中k为回归法所得的斜率，反映氨基酸的体沉积效率；
[0090]
可消化氨基酸日粮需要量(％)：
[0091][0092]
其中intake为每日采食量。
[0093]
实施例二
[0094]
构建模型预测养殖场日粮氨基酸需要量
[0095]
——以可消化蛋氨酸sid met为例
[0096]
s1、建立预测模型：
[0097]
推算清远麻鸡(母鸡)养殖场，第一月龄日粮蛋氨酸需要量(％)，从而指导该养殖场饲料配方的制作。假设清远麻鸡第一月龄日粮蛋氨酸需要量预测模型如下：
[0098]
1、建立体蛋白含量(％)与每日沉积量(g/d)预测模型：
[0099]
通过比较屠宰法，测定该阶段平均体蛋白含量(protein％)。基于多元线性回归关联体蛋白含量与胸肌率和腿肌率，建立模型如下：
[0100]
protein％＝0.35
×
thigh％+0.65
×
breast％+0.019
[0101]
protein＝adg
×
protein％；
[0102]
其中protein为清远麻鸡每日体蛋白沉积量(g/d)，adg为日增重(g/d)，protein％为体蛋白含量，thigh％为腿肌率，breast％为胸肌率。
[0103]
2、建立sidmetg每日沉积量和体蛋白每日沉积量的异速生长模
[0104]
型如下：
[0105]
sidmetg＝0.031
×
protein
0.88
；
[0106]
其中protein为清远麻鸡每日体蛋白沉积量(g/d)，sidmetg为可消化蛋氨酸每日沉积量(g/d)。
[0107]
3、测定蛋氨酸体沉积效率(k)：
[0108]
分别设置不同蛋氨酸(met)梯度日粮，基于线性回归法关联sid met每日摄入量与met每日体沉积量，斜率即为met体沉积效率，假设求得k＝0.67。
[0109]
基于多元线性回归获得sid met每日维持需要量为预测模型为：
[0110]
sidmetm＝0.28
×
intake+0.01
×
bw
0.75
(mg/d)；
[0111]
其中intake为日均采食量(g/d)，bw为体重(g)。
[0112]
s2、汇总该养殖场第一月龄清远麻鸡(母鸡)实际生产数据，包括平均体重(bw)、平均日增重(adg)和平均日采食量(adfi)。
[0113]
假设该阶段群体平均体重为125g，则平均日增重为6.8g/d，平均日采食量为16.6g/d。
[0114]
s3、选中间阶段(15日龄左右)，体重与群体接近的健康肉鸡2～3只，屠宰测定胸肌率(breast％)和腿肌率(thigh％)。假设平均胸肌率、腿肌率分别为14％和20％。
[0115]
s4、预测sid met每日维持需要量：
[0116]
sidmetm＝0.28
×
intake+0.01
×
bw
0.75
(mg/d)＝0.28
×
16.6+0.01
×
125
0.75
[0117]
＝5(mg/d)
[0118]
s5、基于已建立的模型，预测体蛋白每日沉积量并关联met每日沉积量：
[0119]
体蛋白含量为：
[0120]
protein％＝0.35
×
thigh％+0.65
×
breast％+0.019
[0121]
＝0.35
×
20％+0.65
×
14％+0.019
[0122]
＝18％
[0123]
体蛋白每日沉积量为：
[0124]
protein＝adg
×
protein％＝6.8
×
18％＝1.22(g/d)；
[0125]
关联sidmet每日沉积量：
[0126]
sidmetg＝0.031
×
protein
0.88
＝0.031
×
1.22
0.88
＝0.037(g/d)。
[0127]
s6、基于met体沉积效率(k)将met每日体沉积量转化为sid水平的met沉积每日需要量：
[0128][0129]
s7、基于析因法原理，推算sidmet每日需要量为：
[0130]
sidmet
daily
＝sidmetg+sidmetm＝0.055+0.005＝0.06(g/d)。
[0131]
s8、用该阶段平均日采食量，将每日需要量(g/d)转化为日粮需要量(％)：
[0132][0133]
本发明为基于黄羽肉鸡的可消化氨基酸需要量动态预测方法，由于方法学对其他禽类(白羽肉鸡、肉鸭、肉鹅、肉鸽、种禽、蛋禽等)通用，因此采用本方法对其他禽类的应用也属于本发明的保护范围。
[0134]
最后：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种可消化氨基酸需要量动态预测方法，其特征在于，具体步骤如下：s1、氨基酸沉积效率参数的预测：s1.1、体成分测定：建模前通过比较屠宰法测定机体氨基酸、粗蛋白质含量，从而计算粗蛋白质和氨基酸的体沉积量；s1.2、建立不同梯度可消化氨基酸摄入量与氨基酸体沉积量的回归模型；s2、基于析因法建立可消化氨基酸需要量预测模型；s3、关联生产指标和胴体指标预测每日可消化氨基酸需要量：s3.1、预测可消化氨基酸每日维持需要量sid aa
m
：建立可消化氨基酸维持需要量sid aa
m
与日采食量和代谢体重的多元线性回归函数：sid aa
m
＝a
×
intake+b
×
bw
0.75
；s3.2、预测可消化氨基酸每日沉积需要量sid aa
g
：s3.2.1、建立体蛋白每日沉积量预测模型：建立体蛋白含量protein％与胴体指标的多元线性回归模型：protein％＝a
×
thigh％+b
×
breast％+c然后建立每日体蛋白沉积量与生产指标的预测模型：p
d
＝adg
×
protein％；s3.2.2、基于体蛋白沉积量预测氨基酸每日沉积量：建立不同氨基酸相对体蛋白沉积的幂函数异速生长模型，关联体蛋白和氨基酸建立幂函数模型如下：s3.2.3、基于氨基酸每日沉积量和沉积效率预测可消化氨基酸沉积需要量：sid aa
g
＝aa
g
/k。2.根据权利要求1所述的一种可消化氨基酸需要量动态预测方法，其特征在于：步骤s2中基于析因法建立氨基酸需要量预测模型为：可消化氨基酸每日需要量：其中k为回归法所得的斜率，反映氨基酸的体沉积效率；可消化氨基酸日粮需要量：其中intake为每日采食量。3.根据权利要求1所述的一种可消化氨基酸需要量动态预测方法，其特征在于：在步骤s3.1中，intake为每日采食量，bw
0.75
为代谢体重，a和b为多元线性回归常数。4.根据权利要求1所述的一种可消化氨基酸需要量动态预测方法，其特征在于：在步骤s3.2.1中关联胴体指标为腿肌率thigh％和胸肌率breast％，生产指标为日增重adg。5.根据权利要求1所述的一种可消化氨基酸需要量动态预测方法，其特征在于：在步骤
s3.2.2中，aa
g
为氨基酸每日沉积量，p
d
为体蛋白每日沉积量，a和b为异速生长模型的参数。

技术总结
本发明公开了一种可消化氨基酸需要量动态预测方法，具体涉及氨基酸需要量预测技术领域，具体步骤如下：S1、氨基酸沉积效率参数的预测：S1.1、体成分测定，S1.2、建立不同梯度可消化氨基酸摄入量与氨基酸体沉积量的回归模型；S2、基于析因法建立氨基酸需要量预测模型；S3、关联生产指标预测每日可消化氨基酸需要量：S3.1、预测可消化氨基酸每日维持需要量，S3.2、预测可消化氨基酸每日沉积需要量。本发明基于析因法和沉积效率评估动物不同生长阶段可消化氨基酸需要量，通过回归分析和相关分析，以生产指标联系可消化氨基酸需要量，能够对不同生产水平的需要量进行动态预测，为精准养殖提供重要技术基础，提高养殖场综合收益，降低环境污染。境污染。境污染。


技术研发人员：张赛 蒋守群 蒋宗勇 苟钟勇 王一冰 阮栋 林厦菁
受保护的技术使用者：广东省农业科学院动物科学研究所
技术研发日：2023.06.19
技术公布日：2023/9/22