一種飼喂家禽用豆粕中有效磷含量的快速測定方法和應用技術

本發明專利技術涉及飼料檢測技術領域，具體涉及一種飼喂家禽用豆粕中有效磷含量的快速測定方法和應用。該方法利用近紅外光譜技術，首先建立950～1650nm特征波段的近紅外光譜與豆粕有效磷含量之間的定量模型，然后掃描待測樣品的特征波段近紅外光譜，帶入定量模型，得出待測樣品的有效磷含量。利用本發明專利技術方法能夠快速準確測定出飼喂家禽用豆粕中有效磷的含量，并且以該有效磷含量作為指標配制飼喂家禽飼料，能夠保證飼料配合的準確性，有效提高飼料的轉化效率，減少飼料浪費，保障肉雞生產性能的發揮，降低養殖成本。

Rapid determination method and application of effective phosphorus content in soybean meal for poultry

The invention relates to the technical field of feed detection, in particular to a rapid measuring method and application of the effective phosphorus content in the soybean meal for poultry. The method by using near infrared spectroscopy quantitative model is firstly established between 950 ~ 1650nm characteristic band of near infrared spectroscopy and the effective phosphorus content of soybean meal, and then scan the characteristic bands of the sample into the near infrared spectroscopy, quantitative model, the effective phosphorus content of the sample. By using the method of the invention can quickly and accurately determine the feeding of poultry with available phosphorus content in soybean meal, and the effective phosphorus content as indicators of feeding poultry feed, to ensure accuracy of feed, increase feed conversion efficiency, reduce feed waste, ensure the production performance of broilers, reduce farming costs.

【技術實現步驟摘要】
一種飼喂家禽用豆粕中有效磷含量的快速測定方法和應用
本專利技術涉及飼料檢測
，具體涉及一種飼喂家禽用豆粕中有效磷含量的快速測定方法和應用。
技術介紹
磷是家禽必需的礦物元素之一，飼料中磷嚴重不足表現為生產性能低下，幼年動物患佝僂病，成年動物患軟化癥(或稱骨質疏松癥)。家禽對磷的需要量通常采用總磷(TP)、非植酸磷(NPP)和有效磷(AP)表述(NRC,1994；雞飼養標準,2004)。早先認為,植物性原料中總磷的1/3為NPP,另外2/3為不能被單胃動物所利用的植酸磷，所以簡單地將NPP等同于有效磷(NRC,1994)。然而已有一些學者的研究證明,動物在某種程度上可以利用植酸磷，而其利用率因原料種類不同而有較大差異,動物對植物性飼料原料中植酸磷利用率的差異與試驗設計、研究方法、飼料原料和營養組成、加工過程、分析方法、動物日齡和品種等因素有關，而實驗室測得的非植酸磷并不能被動物完全利用。因而總磷和非植酸磷都不能真正反映飼料原料中磷的效價，隨著研究工作的積累，有效磷必然取代非植酸磷作為評價磷利用率的指標。鑒于此，研究開發出一種能夠在家禽飼料生產中應用的簡便、快速、準確評定豆粕中有效磷的方法，對于實現配制家禽精準飼養和飼料原料高效利用具有重要的意義。
技術實現思路
為了克服現有技術的缺陷，本專利技術的目的是提供一種飼喂家禽用豆粕中有效磷含量的快速測定方法，實現快速、準確測定飼喂家禽用豆粕中有效磷的含量，提高飼料配制的準確性，減少磷污染，節省飼料成本。同時，本專利技術還在于提供一種飼喂家禽用豆粕中有效磷含量的快速測定方法在控制家禽豆粕日糧飼料中磷含量方面的應用。為了實現以上目的，本專利技術所采用的技術方案是：一種飼喂家禽用豆粕中有效磷含量的快速測定方法，包括以下操作步驟：1)取已知有效磷含量的標準豆粕樣品，進行近紅外光譜掃描，采集豆粕950～1650nm區間內的光譜信息；2)對光譜信息進行預處理之后，應用化學計量學軟件與已知有效磷含量的標準豆粕樣品的有效磷含量進行關聯，采用偏最小二乘法建立近紅外光譜與豆粕有效磷含量之間的定量模型；3)取待測豆粕樣品進行近紅外光譜掃描，采集豆粕950～1650nm區間內的光譜信息，對光譜信息進行預處理之后，將處理后的待測豆粕樣品近紅外光譜信息導入步驟2)建立的定量模型，得出待測豆粕樣品有效磷含量。進一步的，步驟1)和步驟3)中近紅外光譜掃描的光源為汞燈；參比光源為鹵鎢燈；波長范圍950～1100nm采用硅檢測器，波長范圍110～1650nm采用二極管陣列檢測器，波長精度≤0.3nm，波長穩定性≤0.2nm/a；掃描環境要求：溫度2～40℃，相對濕度0～85％。進一步的，為了防止樣品發生霉變影響光譜采集，將采集到的樣品置于4℃冰箱中保存，掃描樣品前，提前24小時將樣品放置在常溫環境中平衡溫度，掃描開機之后預熱1h。進一步的，步驟2)和步驟3)中采用一階導數法對近紅外光譜信息進行預處理。進一步的，步驟2)中還包括對建立的定量模型的預測性能進行評價，評價參數主要有定量模型決定系數R2cal、校正均方根差RMESS、驗證均方根差RMSEP、驗證決定系數R2val、主成分數Ranks、平均偏差Bias；篩選得到R2cal和R2val接近1、RMESS與RMSEP越小且越接近的定量模型。上述對步驟2)建立的定量模型的預測性能進行評價的具體方法為采用交互留一驗證，即從已知有效磷含量的標準豆粕樣品中剔除一個樣品，用剩余的其他樣品建立數學模型，并用建立的模型預測被剔除樣品中待測組分的濃度，對模型的預測效果進行評價。其中R2cal反應模型的擬合能力，R2cal越接近1，模型的擬合性越好，其計算公式為其中：ym－樣品實際測定值平均值；yi—第i個樣品實際測定值；—采用建立的近紅外光譜定量模型的第i個樣品的預測值；RMSEE計算公式為：其中，—樣品實際測定值平均值。RMSEP表示近紅外預測值與實際測定值之間的相近程度，數值越低準確性越高。其計算公式為：平均偏差是實際測定值與近紅外預測值的系統偏差，其計算公式為：其中：di－第i個樣品實際測定值與預測值之差。進一步的，所述標準豆粕樣品中的有效磷含量采用強飼法測得，作為標準豆粕樣品的已知有效磷含量，具體操作步驟為：A：選用體重1.8kg以上、體重相近、采食正常、強飼后無異常反應、無怪癖的健康海蘭褐公雞若干只，單籠飼養，飼養溫度為15～27℃，光照強度20Lx，每日光照時間為16小時，自由飲水、禁食砂石；B：被試公雞飼喂生長蛋雞全價飼料三天以上，并且最后一段飼喂待測豆粕樣品后，進行禁食排空48小時，禁食期間通過飲水每雞每日補充葡萄糖50g；C：禁食結束后強飼質量為m(40-50克)的待測豆粕樣品，連續收集48小時的排泄物；可以采用在被試公雞的瀉殖腔口外周處縫合60ml塑料瓶蓋，瓶蓋面中央挖一圓孔及對稱的4對小孔，以便糞尿排泄物通過及縫合固定瓶蓋用，在收集排泄物期間，擰上收集排泄物的塑料瓶收集排泄物；或者采用集糞盤收集排泄物；排泄物收集過程中每日收集若干次，每次收集后立即保存在4℃以下，或者直接在60～65℃下烘干至恒重，裝瓶封存；D：按照步驟B同樣的方式飼喂被試公雞，被試公雞禁食結束后強飼與待測豆粕樣品同等質量的無磷日糧，并按照步驟C同樣的方式收集被試公雞48h的排泄物；E：分別測定步驟C中收集的48h的排泄物中磷的含量m1；和步驟D收集的48h的排泄物匯總磷的含量m2；測定質量為m的待測豆粕樣品中的總磷的含量m3；計算單位質量(1g)待測豆粕樣品的有效磷含量m有效磷＝m3-(m1-m2)/m。上述排泄物和待測豆粕樣品中的總磷含量采用楊勝在《飼料分析及飼料質量檢測技術》中公開的方法進行檢測。上述飼喂家禽用豆粕中有效磷含量的快速測定方法在控制家禽豆粕日糧飼料中磷含量方面的應用，具體為以采用上述測定方法檢測飼喂家禽用豆粕中的有效磷含量作為指標，按照家禽日糧中對于磷含量的需求，確定豆粕的用量，可有效提高日糧中磷的轉化效率，減少日糧浪費和磷污染，降低飼養成本。本專利技術飼喂家禽用豆粕中有效磷含量的快速測定方法，采用近紅外光譜技術，采集豆粕950～1650nm區間內的光譜信息，快速準確的測定豆粕中的磷含量，作為豆粕飼喂家禽過程中的有效磷指標，具有操作簡單、準確性高的優點，能夠為飼料配制中的磷含量提供準確的數據指導，提高家禽豆粕日糧中磷的利用率，減少磷的污染，節省飼料成本。進一步的，在近紅外光譜檢測過程中，光譜掃描的分辨率、檢測方式、光譜掃描范圍、掃描環境等均會影響近紅外光譜檢測的準確性，并且針對不同的測定樣品，其影響作用也是不確定的，尤其是光譜的預處理方法有很多種，那么本專利技術中為了提高在檢測飼喂家禽用豆粕中有效磷含量的準確性，創造性的選擇光譜掃描的參數條件，并結合一階導數法對近紅外光譜進行預處理。進一步的，在近紅外光譜掃描過程中，建立的定量模型的準確性在很大程度上決定了最終測定結果的準確性，本專利技術中為了提高定量模型的可靠性、穩定性及動態適應性，采用強飼法測定標準豆粕樣品中的有效磷含量。具體實施方式下面通過具體實施例對本專利技術的技術方案進行詳細說明。實施例一種飼喂家禽用豆粕中有效磷含量的快速測定方法，包括以下操作步驟：1)取10～20份有效磷含量不同的標準豆粕樣品，分別采用強本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種飼喂家禽用豆粕中有效磷含量的快速測定方法，其特征在于，包括以下操作步驟：1)取已知有效磷含量的標準豆粕樣品，進行近紅外光譜掃描，采集豆粕950～1650nm區間內的光譜信息；2)對光譜信息進行預處理之后，應用化學計量學軟件與已知有效磷含量的標準豆粕樣品的有效磷含量進行關聯，采用偏最小二乘法建立近紅外光譜與豆粕有效磷含量之間的定量模型；3)取待測豆粕樣品進行近紅外光譜掃描，采集豆粕950～1650nm區間內的光譜信息，對光譜信息進行預處理之后，將處理后的待測豆粕樣品近紅外光譜信息導入步驟2)建立的定量模型，得出待測豆粕樣品有效磷含量。

【技術特征摘要】
1.一種飼喂家禽用豆粕中有效磷含量的快速測定方法，其特征在于，包括以下操作步驟：1)取已知有效磷含量的標準豆粕樣品，進行近紅外光譜掃描，采集豆粕950～1650nm區間內的光譜信息；2)對光譜信息進行預處理之后，應用化學計量學軟件與已知有效磷含量的標準豆粕樣品的有效磷含量進行關聯，采用偏最小二乘法建立近紅外光譜與豆粕有效磷含量之間的定量模型；3)取待測豆粕樣品進行近紅外光譜掃描，采集豆粕950～1650nm區間內的光譜信息，對光譜信息進行預處理之后，將處理后的待測豆粕樣品近紅外光譜信息導入步驟2)建立的定量模型，得出待測豆粕樣品有效磷含量。2.如權利要求1所述的飼喂家禽用豆粕中有效磷含量的快速測定方法，其特征在于，步驟1)和步驟3)中近紅外光譜掃描的光源為汞燈；參比光源為鹵鎢燈；波長范圍950～1100nm采用硅檢測器，波長范圍110～1650nm采用二極管陣列檢測器，波長精度≤0.3nm，波長穩定性≤0.2nm/a；掃描環境要求：溫度2～40℃，相對濕度0～85％。3.如權利要求1所述的飼喂家禽用豆粕中有效磷含量的快速測定方法，其特征在于，步驟2)和步驟3)中采用一階導數法對近紅外光譜信息進行預處理。4.如權利要求1所述的飼喂家禽用豆粕中有效磷含量的快速測定方法，其特征在于，步驟2)中還包括對建立的定量模型的預測性能進行評價，評價參數主要有定量模型決定系數R2cal、校正均方根差RMESS...

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳志敏，劉國華，鄒志恒，蔡輝益，陳桂蘭，
申請(專利權)人：中國農業科學院飼料研究所，
類型：發明
國別省市：北京,11