基于Meta分析的生猪氮排泄量预测模型构建.pdf

动物营养学报，（）：基于 分析的生猪氮排泄量预测模型构建唐 超 孔维嵩 王晓鹃 赵景鹏 林 海 焦洪超（山东农业大学动物科技学院，非粮饲料资源高效利用重点实验室（部省共建），泰安）摘 要：本试验旨在利用 分析探究常规饲粮下生猪氮排泄量及其变异范围，并建立不同生长阶段生猪氮排泄量的预测模型。检索 年中外文数据库（、中国知网、维普和万方）中相关文献，以文献中不同阶段生猪的摄入氮（）、粪氮（）、尿氮（）和总氮排泄量（）数据为基础，使用倒方差法对生猪氮排泄量进行 分析，建立不同阶段生猪氮排泄量的预测模型。结果表明：保育猪、育肥前期猪和育肥后期猪的 与、和 均有较强的相关性（），不同生长阶段生猪基于 的氮排泄量预测模型为：保育猪 ，；育肥前期猪 ，；育肥后期猪 ，。本试验通过 分析建立了基于生猪 的各生长阶段的、和 预测模型，可用于预测不同生长阶段生猪的氮排泄量，为养殖粪污资源化利用提供基础参数和方法支撑。关键词：生猪；摄入氮；氮排泄；分析中图分类号：文献标识码：文章编号：（）收稿日期：基金项目：山东省农业重大应用技术创新项目（）；山东省重点研发计划项目（）作者简介：唐 超（），男，山东济南人，硕士研究生，从事养殖废弃物资源化利用研究。：通信作者：焦洪超，教授，硕士生导师，：在实际生产中为了保持较高的生长或生产性能，饲粮蛋白质水平一般较高。较高的饲粮蛋白质水平和氨基酸组成的不平衡导致蛋白质资源的低效利用，使养殖中氮排泄增加，环境面临很大挑战。生猪对饲粮中氮的利用率较低，头仔猪从出生到 屠宰时，共消耗 的氮，其中被吸收沉淀后成为瘦肉的氮不超过 ，其他氮会通过粪、尿排出。粪氮（，）约占总氮排泄量（，）的，尿 氮（，）约 占 的，排出的氮进入周围水体、土壤和空气中，会对环境造成较大危害。年环保部公布了第一次全国污染源普查后的产污系数，在各大区尺度上有较高代表性，但是 随饲粮营养成分组成发生改变，使用固定的产污系数计算 是不准确的。因此，通过影响 的指标开发预测模型是准确评估氮排放的有效方法，有助于提高 预测的准确性。而且，鉴于生猪各生长阶段对氮的利用率不同，分阶段计算 更有意义。关于生长育肥猪 的预测模型已有报道，等研究发现，生长育肥猪 摄入氮（，）屠 宰 体 重（，）平均日增 重；美 国给出了生长育肥猪 的推荐算法，即 平均屠宰率平均胴体瘦肉率）初始体重平均屠宰率（初始体重）平均胴体瘦肉率（初始体重）；杨增玲基于饲粮基础数据建立了生长育肥猪的快速预测模型，但样本量小且未分阶段进行预测。分析是一种综合同一领域所有类型研究成果的统计方法。分析消除了研究之间的差异，使校正后的数据具有可比性，产生动 物 营 养 学 报 卷更客观和令人信服的结论。因此，本研究拟利用 分析的方法建立不同生长阶段猪的氮排泄量预测模型，旨在为养殖粪污资源化利用提供基础参数和方法支撑。材料与方法 文献检索策略 文献检索范围包括 、中国知网、维普和万方 个数据库，文献发表时间为 年 月至 年 月，按表 列出的关键词进行全文检索，获取不同阶段生猪在不同蛋白质水平饲粮下氮代谢及氮排放的有关文献。表 文献检索策略 序号 检索关键词 “猪”“氮代谢”“猪”“氮排放”“”“”“”“”“”“”“”“”文献纳入标准 文献的纳入标准包括：）有明确描述饲粮成分和排泄数据的文献，满足是玉米豆粕型常规饲粮，同时包括粗蛋白质含量和采食量，排泄数据包括、和；）有常规饲粮对照组的猪代谢试验的文献；）有试验猪重复头数（）、标准差（）或标准误（），数据齐全的文献；）有明确体重阶段的文献；）试验猪为没有疾病、生长正常的猪的文献。按检索标准进行筛选后，本研究最终纳入分析的文献共 篇，包括中文文献 篇，英文文献 篇，共计 个处理 头生猪的数据。文献筛选流程图如图 所示。文献数据的基本特征如表 所示。数据筛选和提取 将符合筛选标准的文献确认无误后下载，提取以下信息和指标：作者、发表时间、生长阶段、试验生 猪 头 数（）、及 其 或 等。统计分析 使用 进行文献数据信息的录入和整理。使用 软件（）软件包（）进行 分析。利用 和 值对统计学异质性进行判断：当 且 时，认为异质性较小，采用固定效应模型进行分析；当 且 时，则认为存在实质的统计学异质性，采用随机效应模型（，）进行分析。通过倒方差法计算氮排泄量合并预测值和置信区间（）。采用 检验进行文献发表偏倚评估，认为存在显著发表偏倚，即采用单项文献逐项剔除方法进行敏感性分析，若剔除单项文献后导致合并效应量的变化小于，则认为敏感性低，合并效应量结果具有稳定性。使用 软件（）对整理后的数据进行相关性分析、回归分析、创建模型和图表制作。预测模型的精度按韩鲁佳的方法，以预测模型的标准误差与预测变量均值的比值计算和分析。结果与分析 保育猪氮排泄量 纳入保育猪氮排泄量预测的文献共 篇，包含 条数据，头生猪，分析结果如表 所示。异质性检验结果显示，说明研究结果之间存在实质的统计学异质性，使用 进行分析。各研究结果合并后，预测值为 （头）：（头），预测值为 （头）：（头），预测值为 （头）：（头），预测值为 （头）：（头）。检验表明，保育猪的、存在显著发表偏倚（），、无发表偏倚（）。敏感性分析表明，当去除任一单项研究后，预测值的改变量均低于，表明本结果具有稳健性。基于 和 建立保育猪的、和 的预测模型。对各指标进行皮尔森相关系数分析，均呈极显著正相关（），其中 与 的相关系数（），与 的 ，与 的 ，与 的 ，与 的，与 的。通过显著性检验（检验）的回归模型如表 所示。检验结果表明，各回归模型均在 水平处高度显 期唐 超等：基于 分析的生猪氮排泄量预测模型构建著；检验结果表明，以 和 为自变量来预测、和 的二元线性回归模型中，的 检验均不显著。综合分析、和 的各预测模型，最佳因子均为，因此保育猪的、和 均基于 进行预测，相关关系如图 所示。图 文献筛选流程图 表 基本特征 生长阶段参数文献数量 数据量 平均值标准误最大值最小值保育猪 育肥前期猪 育肥后期猪 ：摄入氮 ；：粪氮 ；：尿氮 ；：总氮排泄量 。下表同 。动 物 营 养 学 报 卷表 保育猪氮排泄量倒方差法 分析结果 分析指标异质性检验 值 分析结果 （头）预测值 置信区间 检验 值敏感性 表 保育猪氮排泄量的预测模型与检验 因变量（头）自变量预测模型判定系数 检验 检验 预测值的标准误差 模型精度 （头）（头）（头）、（头）：（头）（头）、（头）：（头）（头）（头）、（头）：屠宰体重 。表 和表 同 。：摄入氮 ；：总氮排泄量 ；：粪氮 ；：尿氮 。图 和图 同 。图 基于 的保育猪氮排泄量预测模型 期唐 超等：基于 分析的生猪氮排泄量预测模型构建 育肥前期猪氮排泄量 纳入育肥前期猪氮排泄量预测的文献共 篇，包含 条数据，头生猪，分析结果如表 所示。异质性检验结果显示 ，说明研究结果之间存在实质的统计学异质性，使用 进行分析。各研究结果合并后，预测值 为 （头）：（头），预测值为 （头）：（头），为 （头）：（头），预测值为 （头）：（头）。检验表明，育肥前期猪的、存在显著发表偏倚（），无发表偏倚（）。敏感性分析表明，当去除任一单项研究后，预测值的改变量均低于，表明本结果具有稳健性。表 育肥前期猪氮排泄量倒方差法 分析结果 分析指标异质性检验 值 分析结果 （头）预测值 置信区间 检验 值敏感性 基于 和 建立育肥前期猪的、和 的预测模型。皮尔森相关系数分析显示各指标均呈极显著正相关（），其中 与 的，与 的 ，与 的 ，与 的 ，与 的 ，与 的。通过 检验的回归模型如表 所示。检验结果表明，各回归模型均在 水平处高度显著；检验结果表明，以 和 为自变量来预测、和 的二元线性回归模型中，的 检验均不显著。综合分析、和 的各预测模型，最佳因子均为，因此育肥前期猪、和 均基于 来进行预测，相关关系见图 所示。表 育肥前期猪氮排泄量的预测模型与检验 因变量（头）自变量预测模型判定系数 检验 检验 预测值的标准误差 模型精度 （头）（头）（头）、（头）：（头）（头）、（头）：（头）（头）（头）、（头）：动 物 营 养 学 报 卷图 基于 的育肥前期猪氮排泄量的预测模型 育肥后期猪氮排泄量 纳入育肥后期猪氮排泄量预测的文献共 篇，包含 条数据，头生猪，分析结果如表 所示。异质性检验结果显示 ，说明研究结果之间存在实质的统计学异质性，使用 进行分析。各研究结果合并后，预测值 为 （头）：（头），预测值为 （头）：（头），预测值为 （头）：（头），预测值为 （头）：（头）。检验表明，育肥后期猪的、存在显著发表偏倚（），、无发表偏倚（）。敏感性分析表明，当去除任一单项研究后，预测值的改变量均低于，表明本结果具有稳健性。表 育肥后期猪氮排泄量倒方差法 分析结果 分析指标异质性检验 值 分析结果 （头）预测值 置信区间 检验 值敏感性 基于 和 建立育肥后期猪的、和 的预测模型。皮尔森相关系数分析显示各指标均呈极显著正相关（），其中 与 的，与 的 ，与 的 ，与 的 ，与 的 。通过 检验的回归模型如表 所示。检验结果表明，各回归模型均在 水平处高度显著；检验结果表明，以 和 为自变量来预测 和 的二元线性回归模型中，的 检验均不显著。综合分析、和 的各预测模型，最佳因子均为，因此育肥后期猪、和 均基于 进行预测，相关关系如图 所示。讨 论 猪场粪肥氮养分产生量 国内外关于粪肥氮养分产生量的研究已有报道，。汪开英等测定的产污系数中，保育猪 为 （头）；苏文幸测定的产污系数中，保育猪 为 （头）；何志平等测定的产污系数中，保育猪 为 （头）；谢飞等测定的产污系数中，保育猪 为（）（头）；董红敏等测定的产污系数中，保育猪 为（）（头）；第一次全国污染源普查畜禽养 期唐 超等：基于 分析的生猪氮排泄量预测模型构建殖业源产排污系数手册推荐的保育猪 为 （头）。本研究中，保育猪 预测值为 （头），与前人，分析和测定的 数值基本一致。谢飞等测定的产污系数中，育肥猪 为（）（头）；董红敏 等测 定 的 产 污 系 数 中，育 肥 猪 为（）（头）；汪开英等测定的产污系数中，育肥猪 为 （头）；苏文幸测定的产污系数中，育肥猪 为 （头）；何志平测定的产污系数中，育肥猪 为 （头）；杨金升等测 定 的 产 污 系 数 中，育 肥 猪为 （头）；美国 推荐的育肥猪 为 （头）；第一次全国污染源普查畜禽养殖业源产排污系数手册推荐的育肥猪 为 （头）。本研究中，育肥前期猪 预测值为 （头），育肥后期猪 预测值为 （头），育肥前期猪 与前人分析和测定的 数值，基本一致，育肥后期猪 也与前人，分析和测定的 数值基本一致。各研究之间的差异可能与生猪体重阶段和环境条件等因素有关。表 育肥后期猪氮排泄量预测模型与检验 因变量（头）自变量预测模型判定系数 检验 检验 预测值的标准误差 模型精度 （头）（头）、（头）：（头）（头）、（头）：（头）（头）、（头）：图 基于 的育肥后期猪氮排泄量预测模型 粪肥氮养分产生量预测模型 关 于 生 长 育 肥 猪 的 预 测 模 型 已 有 报道，但基于生猪各生长阶段摄入指标的预测模型还未见报道。保育猪阶段，本研究用 与 作为输入变量，基于 预测 精度最高（，模型精度为），基于 预测 精度最高（，模型精度为），基于 预测 精 度 最 高（，模 型 精 度 为），预测值均在第一次全国污染源普查畜禽养殖业源产排污系数手册公布的 范围动 物 营 养 学 报 卷内。本研究所得保育猪阶段预测值较杨增玲所得预测值高，原因是其模型中生猪体重均在 以上，更适用于生长育肥猪，生猪保育阶段比育肥阶段的消化率低，本研究更符合保育猪的代谢预测。育肥猪 和 之间存在显著相关关系，这与杨增玲的发现一致。育肥前期阶段，本研究用 与 作为输入变量，基于 预测 精度最高（，模型精度为），基于 预测 精度最高（，模型精度为），基于 预测 精度最高（，模型精度为）；育肥后期阶段，本研究用 与 作为输入变量，基于 预测 精度最高（，模型精度为），基于 预测 精