陳 杰,陳 輝,陳 斌
(湖南農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院,湖南 長(zhǎng)沙 410128)
1999年,以湘西黑豬(桃源黑豬,下同)為母本與以美系杜洛克豬為父本雜交培育而成的新桃源黑豬,經(jīng)湖南省畜禽品種審定委員會(huì)審定,命名為湖南黑豬;2011年,湖南黑豬更名為湘村黑豬;2012年,經(jīng)國(guó)家畜禽遺傳資源委員會(huì)審定,湘村黑豬成為我國(guó)五大生豬品牌之一,是國(guó)家認(rèn)定的新品種[1-2];2016年,湘村黑豬又被評(píng)為“中國(guó)自主品牌百佳”,是當(dāng)時(shí)湖南省唯一通過(guò)國(guó)家品種審定的具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的畜禽新品種[3-4]。
湘村黑豬全身被毛黑色,有光澤,個(gè)別豬鼻、肢、尾會(huì)有少許白毛,體質(zhì)緊湊結(jié)實(shí)。頭大小適中,面部微凹,耳部稍硬,體型中等且呈前傾。背部較寬,體軀較長(zhǎng),背腰平直結(jié)合好,胸較寬深,腹線比較平直,臀部肌肉緊湊豐滿。四肢健壯有力,蹄質(zhì)堅(jiān)硬結(jié)實(shí)。成年湘村黑豬母豬體重可達(dá)160~200 kg,成年湘村黑豬公豬體重可達(dá)180~220 kg,乳頭細(xì)長(zhǎng),排列勻稱,有效乳頭可達(dá)到7對(duì)以上。湘村黑豬屬瘦肉型新品系母系豬,母性好、產(chǎn)仔多、哺育能力強(qiáng)[5-7];彭英林等[2]在2015年對(duì)湘村黑豬進(jìn)行選育,其窩均總產(chǎn)仔數(shù)11.7頭,產(chǎn)活仔數(shù)11.4頭,21日齡窩重48.0 kg,育成仔豬數(shù)10.9頭,育成率96.6%。生長(zhǎng)發(fā)育快,飼料利用率高,具有較好的胴體品質(zhì)和肉品質(zhì),是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)商品瘦肉豬的優(yōu)良豬種。20~90 kg的湘村黑豬,平均日增重可達(dá)690 g,且湘村黑豬雜交組合的“大湘(大白×湘村黑豬)”、“長(zhǎng)湘(長(zhǎng)白×湘村黑豬)”平均日增重分別為780 g、790 g,這說(shuō)明湘村黑豬的雜種豬具有良好的雜種優(yōu)勢(shì)[8]。此外,湘村黑豬本身也具有雜種優(yōu)勢(shì),其抗逆性好、適應(yīng)性強(qiáng)的特點(diǎn)即從母系桃源黑豬而來(lái),耐粗飼,對(duì)飼養(yǎng)環(huán)境要求不高,不易生病,這非常有助于適應(yīng)廣大養(yǎng)殖戶的飼養(yǎng)管理[9]。
湘村黑豬的培育過(guò)程:?1.56%,較1世代的 20.23%大大降低,可穩(wěn)定遺傳。另外還需注意在閉鎖繁育時(shí)的近交衰退情況,應(yīng)盡可能擴(kuò)大基因庫(kù),使用不同的家系進(jìn)行雜交。
湘村黑豬作為地方優(yōu)勢(shì)品種,也值得向外推廣,其生長(zhǎng)生產(chǎn)性能和肉質(zhì)好的特點(diǎn)更是符合現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展的需要。
隨著現(xiàn)代動(dòng)物生產(chǎn)養(yǎng)殖的高度集約化,大批量地生產(chǎn)更讓人們關(guān)注動(dòng)物的生長(zhǎng)生產(chǎn)狀況。因此,動(dòng)物的生長(zhǎng)預(yù)測(cè)模型的建立有助于探究和分析動(dòng)物的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律,這對(duì)養(yǎng)殖行業(yè)具有重要意義。動(dòng)物的生長(zhǎng)具有一定的規(guī)律性,可用一條較為直觀的“生長(zhǎng)曲線”來(lái)表示。該曲線利用動(dòng)物各個(gè)生長(zhǎng)階段的體重?cái)?shù)值求出幾個(gè)參數(shù),建立一個(gè)曲線方程,可用作圖軟件繪出一條“S”型的曲線。由此可看到動(dòng)物的生長(zhǎng)特性,以及生長(zhǎng)拐點(diǎn),這對(duì)于動(dòng)物的飼養(yǎng)管理和選育有很大幫助?,F(xiàn)階段使用的曲線模型主要有 Logistic、Gompertz和 Bertalanffy等[10]。
目前有研究運(yùn)用函數(shù)模型對(duì)湘村黑豬生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)行擬合,也有其他研究運(yùn)用Logistic和Gompertz模型對(duì)其他動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)行擬合,但用于擬合湘村黑豬體重生長(zhǎng)曲線較少。
劉建、李靜如等[11]在2014年運(yùn)用一元高次方程 a(1+x)d=b 為函數(shù)模
劉建等[8]在2012年運(yùn)用毛色測(cè)交方式對(duì)湘村黑豬進(jìn)行毛色表型選擇,加快了毛色選擇的效率。培育至5世代時(shí),湘村黑豬毛色為黑色,黃棕雜毛率型進(jìn)行湘村黑豬生長(zhǎng)曲線統(tǒng)計(jì)分析,提出日增重百分之幾的概念,利用湘村黑豬選育中同胞測(cè)定豬的生長(zhǎng)肥育系統(tǒng)資料。蔡永華等[12]在2016年運(yùn)用Logistic、Bertalanffy、Gompertz 模型對(duì)圈養(yǎng)林麝體質(zhì)量、體尺進(jìn)行生長(zhǎng)曲線擬合,結(jié)果表明3種模型均能很好地?cái)M合周齡與體質(zhì)量之間的回歸關(guān)系,但Bertalanffy 模型對(duì)雄麝(R2=0.966)、雌麝(R2=0.954)體質(zhì)量的擬合優(yōu)于Logistic和Gompertz模型。再娜古麗君居列克等[13]在2014年利用Logistic、Gompertz、Brody 和 Bertallanffy 4種常用的生長(zhǎng)曲線模型對(duì)344頭次新疆褐牛種公牛體重生長(zhǎng)曲線進(jìn)行擬合。結(jié)果表明,4種模型均能較好的擬合新疆褐牛種公牛體重生長(zhǎng),擬合度R2分 別 為 0.9217,0.9263,0.9176 和0.9261,其中Gompertz模型對(duì)新疆褐牛種公牛體重生長(zhǎng)發(fā)育的擬合效果較好,Logistic、Gompertz和 Bertallanffy模型生長(zhǎng)曲線的拐點(diǎn)分別為(0.4937 a、502.10 kg)、(1.316 8a、379.54 kg) 和(1.>8、 a、311.25 kg)。 王 吉 星[14]在2014年用Logistic和Gompertz模型對(duì)中國(guó)實(shí)驗(yàn)用小型豬早期生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)行擬合并比較分析,Gompertz模型生長(zhǎng)曲線估測(cè)的結(jié)果與實(shí)際情況更為接近,且最大體質(zhì)量是31.13 kg,拐點(diǎn)日齡 101.31 d, 拐 點(diǎn) 體 質(zhì) 量 11.45 kg。Nahashon S. N 等[15]在 2006年 運(yùn) 用Logistic和Gompertz模型擬合珍珠雞生長(zhǎng)曲線,發(fā)現(xiàn)Gompertz模型較符合雌性珍珠雞的生長(zhǎng)曲線。張媛等在2009年用Logistic和Gompertz模型擬合馬頭山羊體重生長(zhǎng)曲線,兩者擬合度(R2)均大于0.99都能很好的擬合馬頭山羊的生長(zhǎng)曲線,但Gompertz的擬合程度更高,預(yù)測(cè)能力更強(qiáng),用Gompertz模型方程擬合的馬頭山羊生長(zhǎng)曲線的拐點(diǎn),公羊?yàn)椋?.75,25.33),母羊?yàn)椋?.60,21.30)[16]。陶志倫,項(xiàng)云[17]在2004年以Logistic和Gompertz方程擬合了90頭金華豬生長(zhǎng)肥育期的生長(zhǎng)曲線,結(jié)果表明,Logistic和Gompertz方程均可擬合金華豬生長(zhǎng)曲線(P<0.0001),但Gompertz方程的擬合度(R2=0.998)比 Logistic方程的擬合度(R2=0.992)更高。肥豬在4.4月齡體重39 kg時(shí)日增重最高達(dá)410.1 g,采食量對(duì)月齡的回歸方程的擬合度R2=0.990,即拐點(diǎn)為(4.4月,39.0 kg)。李慶崗等[10]在2014年運(yùn)用Logistic、Bertalanffy、Gompertz模型對(duì)美系大白豬進(jìn)行生長(zhǎng)曲線擬合分析,發(fā)現(xiàn)Gompertz模型較其他兩種擬合度高(R2=0.9999),其對(duì)公豬的生長(zhǎng)拐點(diǎn)是(137.14 d,88.25 kg),母豬為(138.51 d,81.95 kg)。
本試驗(yàn)將以Logistic和Gompertz兩種模型對(duì)湘村黑豬體重生長(zhǎng)曲線進(jìn)行擬合,找出最優(yōu)者,提供湘村黑豬生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律最適模型,使其為湘村黑豬的選育和飼養(yǎng)管理提供一定參考價(jià)值。
試驗(yàn)材料為湖南某種豬場(chǎng)的2世代湘村黑豬公、母豬各10頭。
分別對(duì)公母豬的體重進(jìn)行跟蹤測(cè)定, 測(cè) 定 其 1 d、21 d、28 d、60 d、90 d、120 d、150 d、180 d的體重,所用電子秤的精度為0.01 kg;其間的飼喂方式為自由采食、自由飲水。
2.3.1 Gompertz函數(shù)模型
Gompertz方程:
模型中Wt為t日齡時(shí)的體質(zhì)量,參數(shù)M為極限體質(zhì)量,k為接近極限體質(zhì)量的生長(zhǎng)速度參數(shù),B為達(dá)到生長(zhǎng)曲線拐點(diǎn)(即增重最快)時(shí)的日齡,exp(n)自然對(duì)數(shù)底e的n次冪,拐點(diǎn)為(InB/k,M/e)[18-20]。
2.3.2 Logistic函數(shù)模型
Logistic方程:
其中Wt,M,B和k同Gompertz方程,拐點(diǎn)為(B,M/2)[18-20]。
2.3.3 擬合度(R2)
其中,correctedSS為校正后的總平方和,residualSS為剩余誤差平方和。R2的值越大,表示擬合度越高[18]。
2.3.4 數(shù)據(jù)處理
本試驗(yàn)采用Excel對(duì)全部數(shù)據(jù)建立數(shù)據(jù)庫(kù),并使用該軟件進(jìn)行繪圖,應(yīng)用SAS統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析和用程序配合模型進(jìn)行曲線擬合,計(jì)算模型參數(shù)M,B,k,得出方程表達(dá)式。
湘村黑豬公、母豬從出生至180日齡的平均體重和日增重變化情況如表1和圖1。
圖1 湘村黑豬公、母豬從出生至180日齡的平均體重變化情況
由表1和圖1可知,湘村黑豬的體重隨著日齡的增加而增加,1~21日齡的日增重和相對(duì)生長(zhǎng)率大于21~28日齡的,可能是由于仔豬斷奶引起的,而1~21日齡的相對(duì)生長(zhǎng)率最大,并且此階段母豬的日增重和相對(duì)生長(zhǎng)率略高于公豬;28~120日齡,日增重和相對(duì)生長(zhǎng)率均逐漸增加,并于120日齡時(shí)達(dá)到最大;28~120日齡,公豬的日增重和相對(duì)生長(zhǎng)率高于母豬的;90~120日齡,母豬的日增重和相對(duì)生長(zhǎng)率高于公豬的;120~150日齡,公豬的日增重和相對(duì)生長(zhǎng)率高于母豬的;150~180日齡,母豬的日增重和相對(duì)生長(zhǎng)率高于公豬的;總體上看,公豬的日增重(455.54 g)和相對(duì)生長(zhǎng)率(55.61%)略大于母豬的(448.90 g,55.05%),但其中有波動(dòng)情況,公母豬的生長(zhǎng)曲線有交叉,這可能是公母豬本身生理特性上的差異造成的,也可能是由于飼養(yǎng)管理引起的,再者就是稱重時(shí)豬只的饑餓狀態(tài)不一致,引起稱量誤差。
表1 湘村黑豬公、母豬從出生至180日齡的平均體重、日增重、相對(duì)生長(zhǎng)率的變化情況
3.2.1 模型參數(shù)及其表達(dá)式
用Logistic和Gompertz模型對(duì)湘村黑豬的體重生長(zhǎng)擬合的情況見(jiàn)表2。
表2 兩種模型對(duì)湘村黑豬公、母豬的擬合度、參數(shù)估計(jì)、近似標(biāo)準(zhǔn)差和近似95%置信區(qū)間
由表2可知,Logistic模型對(duì)湘村黑豬公豬生長(zhǎng)曲線的擬合(R2=0.9987)較優(yōu)于對(duì)湘村黑豬母豬的擬合(R2=0.9973),且其整體的近似標(biāo)準(zhǔn)誤和近似95%置信區(qū)間也更小,說(shuō)明Logistic模型與湘村黑豬公豬的生長(zhǎng)規(guī)律更吻合;Gompertz模型對(duì)湘村黑豬公豬生長(zhǎng)曲線的擬合度(R2=0.9986)大于湘村黑豬母豬的擬合度(R2=0.9968),且其整體的近似標(biāo)準(zhǔn)誤和近似95%置信區(qū)間也更小,說(shuō)明Gompertz模型與湘村黑豬公豬的生長(zhǎng)規(guī)律更吻合。
Logistic和Gompertz模型的表達(dá)式和湘村黑豬的生長(zhǎng)拐點(diǎn)見(jiàn)表3。
表3 Logistic和Gompertz模型的表達(dá)式和生長(zhǎng)拐點(diǎn)
根據(jù)表3可得出,Logistic模型對(duì)湘村黑豬母豬的函數(shù)表達(dá)式:
Wt=94.93/[1+32.88exp(- 0.033t)]
Logistic模型對(duì)湘村黑豬公豬的函數(shù) 表 達(dá) 式 :Wt=97.37/[1+32.00exp(-0.033t)];
Gompertz模型對(duì)湘村黑豬母豬 的 函 數(shù) 表 達(dá) 式 :Wt=119.60exp[-4.663exp(-0.016t)];
表4 湘村黑豬體重實(shí)測(cè)值與模型理論值比較
Gompertz模型對(duì)湘村黑豬公豬的 函 數(shù) 表 達(dá) 式:Wt=120.60exp[-4.686exp(- 0.016t)]。
Logistic模型中,湘村黑豬公、母豬拐點(diǎn)日齡為 32.00 d、32.88 d,而拐點(diǎn)體重為 48.68 kg、47.46 kg,這與事實(shí)相差甚遠(yuǎn);在Gompertz模型,湘村黑豬公、母豬拐點(diǎn)日齡為97.76 d、99.33 d, 而 拐 點(diǎn) 體 重 為 44.37 kg、44.00 kg,更接近實(shí)際情況。
3.2.2 試驗(yàn)豬實(shí)測(cè)體重與生長(zhǎng)曲線擬合
湘村黑豬的實(shí)測(cè)體重與理論值的比較結(jié)果見(jiàn)圖2、圖3、圖4、圖5和表4。
圖2 湘村黑豬母豬生長(zhǎng)曲線與Logistic擬合曲線比較
圖3 湘村黑豬母豬生長(zhǎng)曲線與Gompertz擬合曲線比較
圖4 湘村黑豬公豬生長(zhǎng)曲線與Logistic擬合曲線比較
圖5 湘村黑豬公豬生長(zhǎng)曲線與Gompertz擬合曲線比較
由表4可知,從整體上看,在Logistic模型中,湘村黑豬公豬體重的實(shí)測(cè)值與理論值之差小于湘村黑豬母豬的。1日齡時(shí),Logistic模型對(duì)公豬的擬合值為 3.05 kg,而實(shí)測(cè)值為 1.35 kg,差值1.70 kg,結(jié)果大于母豬的差值(1.51 kg);在21日齡至180日齡生長(zhǎng)階段時(shí),公豬的差值均小于母豬的,說(shuō)明Logistic模型對(duì)公豬體重增長(zhǎng)比母豬更加接近。由圖2和圖4可知,湘村黑豬公、母豬的實(shí)際生長(zhǎng)曲線與Logistic模型擬合的生長(zhǎng)曲線在100日齡時(shí)出現(xiàn)明顯分離,說(shuō)明Logistic模型更適合擬合湘村黑豬前期的生長(zhǎng)。同理,在Gompertz模型中,也具有類似于Logistic模型的試驗(yàn)結(jié)果,即Gompertz模型的擬合結(jié)果更加接近湘村黑豬公豬的體重生長(zhǎng)規(guī)律。
在家畜的選育和生產(chǎn)中,體重是反映各類家畜生長(zhǎng)情況、健康狀態(tài)、生產(chǎn)性能以及品種好壞的重要指標(biāo),體重的變化體現(xiàn)了家畜本身與環(huán)境的互作。記錄體重,利用其變化情況建立生長(zhǎng)曲線,以研究家畜生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律,這在家畜的選育工作中具有重要意義。在畜群選育過(guò)程中,就動(dòng)物早期體重或其他性狀與選育目標(biāo)進(jìn)行比較,評(píng)估其性能,提早做出判斷,有助于減少無(wú)效培育,同時(shí)減少選育成本。此外,還可根據(jù)生長(zhǎng)曲線,了解到家畜的生長(zhǎng)模式,可以就此制定出合理飼養(yǎng)方案,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)養(yǎng)殖。
在非限制飼養(yǎng)條件下,動(dòng)物的體重生長(zhǎng)曲線一般呈“S”型[19],這就表示在動(dòng)物整個(gè)生長(zhǎng)過(guò)程中會(huì)出現(xiàn)一個(gè)生長(zhǎng)最迅速的時(shí)間點(diǎn),即生長(zhǎng)拐點(diǎn)(日齡,體重)。處于該點(diǎn)的動(dòng)物新陳代謝旺盛,相對(duì)生長(zhǎng)率高,日增重大,營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)需求大。生長(zhǎng)拐點(diǎn)不是絕對(duì)的,同一品種在不同的飼養(yǎng)條件下有不同的表現(xiàn),這就能為不同地區(qū)的飼養(yǎng)方式做預(yù)測(cè),同時(shí)讓養(yǎng)殖者要因地制宜,充分了解動(dòng)物的生長(zhǎng)規(guī)律。拐點(diǎn)日齡小體重大的家畜成熟快,若為商品畜,則可提前出欄[20]。
本試驗(yàn)選用的是Logistic和Gompertz模型,兩種模型是擬合動(dòng)物生長(zhǎng)曲線常用的模型,另外還有Richards[21]、Bertalanffy[13]、Brody 模型。章勝喬等在2001年用Logistic模型對(duì)長(zhǎng)白豬進(jìn)行生長(zhǎng)曲線擬合,其擬合度都高于0.998[2]。關(guān)紅民等2010年對(duì)舍飼型合作豬進(jìn)行生長(zhǎng)曲線研究,其Logistic模型的最高擬合度為0.9882,Gompertz 模 型 為 0.9996,Richards模型為0.9794,前面兩者的擬合度都較高[23]。本次試驗(yàn)所用的兩個(gè)模型的擬合度都在0.996以上,都具有較高的擬合度。至于其他模型是否會(huì)有更高的擬合度,有待進(jìn)一步研究。
本次試驗(yàn)的飼養(yǎng)時(shí)間180 d,測(cè)定的湘村黑豬的體重為92.00 kg(公)、89.95 kg(母),根據(jù)湘村黑豬的生物學(xué)特性,其最大體重可達(dá)160~200 kg( 母)、180 ~220 kg( 公)[6], 說(shuō)明 本次試驗(yàn)發(fā)生在湘村黑豬生長(zhǎng)前期。劉建、李靜如等[11]在2014年運(yùn)用一元高次方程a(1+x)d=b為函數(shù)模型進(jìn)行湘村黑豬生長(zhǎng)曲線統(tǒng)計(jì)分析,運(yùn)用顯著性檢驗(yàn),發(fā)現(xiàn)實(shí)測(cè)值與理論值差異不顯著,證明該函數(shù)模型能很好擬合湘村黑豬生長(zhǎng)曲線;本次試驗(yàn)用的是Logistic、Gompertz模型,擬合度R2均大于0.995(P <0.05),也可以擬合湘村黑豬生長(zhǎng)曲線。李慶崗等在2014年對(duì)美系大白豬生長(zhǎng)曲線擬合分析,用Gompertz模型擬合出了大白豬的極限體重,且在實(shí)際體重范圍內(nèi);由表2得知,本次試驗(yàn)擬合出的極限體重與實(shí)際體重存在一定差異,可能是120日齡后日增重下降引起。
在整個(gè)飼養(yǎng)期間,由表1可知,從出生至28日齡,日增重出現(xiàn)先上升后下降的情況,原因可能是仔豬斷奶,仔豬需要一定適應(yīng)期,使消化系統(tǒng)適應(yīng)新的飼料;在28日齡至120日齡,仔豬處于發(fā)育階段,新陳代謝旺盛,日增重逐漸上升;120日齡至180日齡,日增重又出現(xiàn)先減后增的現(xiàn)象,這可能是在120~150日齡的飼養(yǎng)管理出現(xiàn)問(wèn)題,也證明此時(shí)的仔豬有生長(zhǎng)潛力,對(duì)于下一階段的日增重是否還會(huì)增加,還有待進(jìn)一步探究。王吉星[14]在2014年用Logistic和Gompertz模型對(duì)中國(guó)實(shí)驗(yàn)用小型豬早期生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)行擬合,發(fā)現(xiàn)小型豬在112日齡之后,日增重出現(xiàn)穩(wěn)定下降;而本次試驗(yàn)并未見(jiàn)這類結(jié)果,可延長(zhǎng)飼養(yǎng)期,再予以觀察。
本次試驗(yàn)的兩個(gè)模型的擬合度均高于0.995,即能較好地?cái)M合湘村黑豬的體重生長(zhǎng)曲線,對(duì)飼養(yǎng)管理提供一個(gè)良好的參照,及時(shí)調(diào)整飼養(yǎng)水平。飼養(yǎng)管理方面,飼糧應(yīng)及時(shí)補(bǔ)充,仔豬生長(zhǎng)過(guò)程需要大量的能量和蛋白質(zhì),如果日糧的養(yǎng)分不足,就會(huì)影響仔豬的生長(zhǎng)發(fā)育;同時(shí)應(yīng)注意公母豬生理特性的不同,應(yīng)根據(jù)其具體情況給予恰當(dāng)?shù)娘曃狗绞健4送?,還要做好疾病防控,豬只保健等等。
本試驗(yàn)用Logistic和Gompertz模型對(duì)湘村黑豬體重生長(zhǎng)曲線進(jìn)行擬合,其擬合度(R2)均大于0.995,能較好地?cái)M合湘村黑豬的體重生長(zhǎng)曲線,對(duì)飼養(yǎng)管理提供一個(gè)良好的參照,及時(shí)調(diào)整飼養(yǎng)水平,其中Logistic模型對(duì)湘村黑豬公豬的擬合度(R2=0.9987)較湘村黑豬母豬高,但由于其拐點(diǎn)不符合實(shí)際情況,所以該模型不予采用;Gompertz模型對(duì)湘村黑豬公豬的擬合度(R2=0.9986)較優(yōu)于湘村黑豬母豬。