一种饲喂家禽用菜粕中有效磷含量的快速测定方法和应用技术

本发明专利技术涉及饲料检测技术领域，具体涉及一种饲喂家禽用菜粕中有效磷含量的快速测定方法和应用。该方法利用近红外光谱技术，首先建立950～1650nm特征波段的近红外光谱与菜粕有效磷含量之间的定量模型，然后扫描待测样品的特征波段近红外光谱，带入定量模型，得出待测样品的有效磷含量。利用本发明专利技术方法能够快速准确测定出饲喂家禽用菜粕中有效磷的含量，并且以该有效磷含量作为指标配制饲喂家禽饲料，能够保证饲料配合的准确性，有效提高饲料的转化效率，减少饲料浪费，保障肉鸡生产性能的发挥，降低养殖成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及饲料检测
，具体涉及一种饲喂家禽用菜粕中有效磷含量的快速测定方法和应用。
技术介绍
磷是家禽必需的矿物元素之一，饲料中磷严重不足表现为生产性能低下，幼年动物患佝偻病，成年动物患软化症(或称骨质疏松症)。家禽对磷的需要量通常采用总磷(TP)、非植酸磷(NPP)和有效磷(AP)表述(NRC,1994；鸡饲养标准,2004)。早先认为,植物性原料中总磷的1/3为NPP,另外2/3为不能被单胃动物所利用的植酸磷，所以简单地将NPP等同于有效磷(NRC,1994)。然而已有一些学者的研究证明,动物在某种程度上可以利用植酸磷，而其利用率因原料种类不同而有较大差异,动物对植物性饲料原料中植酸磷利用率的差异与试验设计、研究方法、饲料原料和营养组成、加工过程、分析方法、动物日龄和品种等因素有关，而实验室测得的非植酸磷并不能被动物完全利用。因而总磷和非植酸磷都不能真正反映饲料原料中磷的效价，随着研究工作的积累，有效磷必然取代非植酸磷作为评价磷利用率的指标。鉴于此，研究开发出一种能够在家禽饲料生产中应用的简便、快速、准确评定菜粕中有效磷的方法，对于实现配制家禽精准饲养和饲料原料高效利用具有重要的意义。
技术实现思路
为了克服现有技术的缺陷，本专利技术的目的是提供一种饲喂家禽用菜粕中有效磷含量的快速测定方法，实现快速、准确测定饲喂家禽用菜粕中有效磷的含量，提高饲料配制的准确性，减少磷污染，节省饲料成本。同时，本专利技术还在于提供一种饲喂家禽用菜粕中有效磷含量的快速测定方法在控制家禽菜粕日粮饲料中磷含量方面的应用。为了实现以上目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种饲喂家禽用菜粕中有效磷含量的快速测定方法，包括以下操作步骤：1)取已知有效磷含量的标准菜粕样品，进行近红外光谱扫描，采集菜粕950～1650nm区间内的光谱信息；2)对光谱信息进行预处理之后，应用化学计量学软件与已知有效磷含量的标准菜粕样品的有效磷含量进行关联，采用偏最小二乘法建立近红外光谱与菜粕有效磷含量之间的定量模型；3)取待测菜粕样品进行近红外光谱扫描，采集菜粕950～1650nm区间内的光谱信息，对光谱信息进行预处理之后，将处理后的待测菜粕样品近红外光谱信息导入步骤2)建立的定量模型，得出待测菜粕样品有效磷含量。进一步的，步骤1)和步骤3)中近红外光谱扫描的光源为汞灯；参比光源为卤钨灯；波长范围950～1100nm采用硅检测器，波长范围110～1650nm采用二极管阵列检测器，波长精度≤0.3nm，波长稳定性≤0.2nm/a；扫描环境要求：温度2～40℃，相对湿度0～85％。进一步的，为了防止样品发生霉变影响光谱采集，将采集到的样品置于4℃冰箱中保存，扫描样品前，提前24小时将样品放置在常温环境中平衡温度，扫描开机之后预热1h。进一步的，步骤2)和步骤3)中采用一阶导数法结合标准正态变量转换法对近红外光谱信息进行预处理。进一步的，步骤2)中还包括对建立的定量模型的预测性能进行评价，评价参数主要有定量模型决定系数R2cal、校正均方根差RMESS、验证均方根差RMSEP、验证决定系数R2val、主成分数Ranks、平均偏差Bias；筛选得到R2cal和R2val接近1、RMESS与RMSEP越小且越接近的定量模型。上述对步骤2)建立的定量模型的预测性能进行评价的具体方法为采用交互留一验证，即从已知有效磷含量的标准菜粕样品中剔除一个样品，用剩余的其他样品建立数学模型，并用建立的模型预测被剔除样品中待测组分的浓度，对模型的预测效果进行评价。其中R2cal反应模型的拟合能力，R2cal越接近1，模型的拟合性越好，其计算公式为其中：ym－样品实际测定值平均值；yi—第i个样品实际测定值；—采用建立的近红外光谱定量模型的第i个样品的预测值；RMSEE计算公式为：其中，—样品实际测定值平均值。RMSEP表示近红外预测值与实际测定值之间的相近程度，数值越低准确性越高。其计算公式为：平均偏差是实际测定值与近红外预测值的系统偏差，其计算公式为：其中：di－第i个样品实际测定值与预测值之差。进一步的，所述标准菜粕样品中的有效磷含量采用强饲法测得，作为标准菜粕样品的已知有效磷含量，具体操作步骤为：A：选用体重1.8kg以上、体重相近、采食正常、强饲后无异常反应、无怪癖的健康海兰褐公鸡若干只，单笼饲养，饲养温度为15～27℃，光照强度20Lx，每日光照时间为16小时，自由饮水、禁食砂石；B：被试公鸡饲喂生长蛋鸡全价饲料三天以上，并且最后一段饲喂待测菜粕样品后，进行禁食排空48小时，禁食期间通过饮水每鸡每日补充葡萄糖50g；C：禁食结束后强饲质量为m(40-50克)的待测菜粕样品，连续收集48小时的排泄物；可以采用在被试公鸡的泻殖腔口外周处缝合60ml塑料瓶盖，瓶盖面中央挖一圆孔及对称的4对小孔，以便粪尿排泄物通过及缝合固定瓶盖用，在收集排泄物期间，拧上收集排泄物的塑料瓶收集排泄物；或者采用集粪盘收集排泄物；排泄物收集过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，装瓶封存；D：按照步骤B同样的方式饲喂被试公鸡，被试公鸡禁食结束后强饲与待测菜粕样品同等质量的无磷日粮，并按照步骤C同样的方式收集被试公鸡48h的排泄物；E：分别测定步骤C中收集的48h的排泄物中磷的含量m1；和步骤D收集的48h的排泄物汇总磷的含量m2；测定质量为m的待测菜粕样品中的总磷的含量m3；计算单位质量(1g)待测菜粕样品的有效磷含量m有效磷＝m3-(m1-m2)/m。上述排泄物和待测菜粕样品中的总磷含量采用杨胜在《饲料分析及饲料质量检测技术》中公开的方法进行检测。上述饲喂家禽用菜粕中有效磷含量的快速测定方法在控制家禽菜粕日粮饲料中磷含量方面的应用，具体为以采用上述测定方法检测饲喂家禽用菜粕中的有效磷含量作为指标，按照家禽日粮中对于磷含量的需求，确定菜粕的用量，可有效提高日粮中磷的转化效率，减少日粮浪费和磷污染，降低饲养成本。本专利技术饲喂家禽用菜粕中有效磷含量的快速测定方法，采用近红外光谱技术，采集菜粕950～1650nm区间内的光谱信息，快速准确的测定菜粕中的磷含量，作为菜粕饲喂家禽过程中的有效磷指标，具有操作简单、准确性高的优点，能够为饲料配制中的磷含量提供准确的数据指导，提高家禽菜粕日粮中磷的利用率，减少磷的污染，节省饲料成本。进一步的，在近红外光谱检测过程中，光谱扫描的分辨率、检测方式、光谱扫描范围、扫描环境等均会影响近红外光谱检测的准确性，并且针对不同的测定样品，其影响作用也是不确定的，尤其是光谱的预处理方法有很多种，那么本专利技术中为了提高在检测饲喂家禽用菜粕中有效磷含量的准确性，创造性的选择光谱扫描的参数条件，并结合一阶导数法结合标准正态变量转换法对近红外光谱进行预处理。进一步的，在近红外光谱扫描过程中，建立的定量模型的准确性在很大程度上决定了最终测定结果的准确性，本专利技术中为了提高定量模型的可靠性、稳定性及动态适应性，采用强饲法测定标准菜粕样品中的有效磷含量。具体实施方式下面通过具体实施例对本专利技术的技术方案进行详细说明。实施例一种饲喂家禽用菜粕中有效磷含量的快速测定方法，包括以下操作步骤：1)取10～20份有效磷含量不同的标准菜粕样品，分别采用本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种饲喂家禽用菜粕中有效磷含量的快速测定方法，其特征在于，包括以下操作步骤：1)取已知有效磷含量的标准菜粕样品，进行近红外光谱扫描，采集菜粕950～1650nm区间内的光谱信息；2)对光谱信息进行预处理之后，应用化学计量学软件与已知有效磷含量的标准菜粕样品的有效磷含量进行关联，采用偏最小二乘法建立近红外光谱与菜粕有效磷含量之间的定量模型；3)取待测菜粕样品进行近红外光谱扫描，采集菜粕950～1650nm区间内的光谱信息，对光谱信息进行预处理之后，将处理后的待测菜粕样品近红外光谱信息导入步骤2)建立的定量模型，得出待测菜粕样品有效磷含量。

【技术特征摘要】
1.一种饲喂家禽用菜粕中有效磷含量的快速测定方法，其特征在于，包括以下操作步骤：1)取已知有效磷含量的标准菜粕样品，进行近红外光谱扫描，采集菜粕950～1650nm区间内的光谱信息；2)对光谱信息进行预处理之后，应用化学计量学软件与已知有效磷含量的标准菜粕样品的有效磷含量进行关联，采用偏最小二乘法建立近红外光谱与菜粕有效磷含量之间的定量模型；3)取待测菜粕样品进行近红外光谱扫描，采集菜粕950～1650nm区间内的光谱信息，对光谱信息进行预处理之后，将处理后的待测菜粕样品近红外光谱信息导入步骤2)建立的定量模型，得出待测菜粕样品有效磷含量。2.如权利要求1所述的饲喂家禽用菜粕中有效磷含量的快速测定方法，其特征在于，步骤1)和步骤3)中近红外光谱扫描的光源为汞灯；参比光源为卤钨灯；波长范围950～1100nm采用硅检测器，波长范围110～1650nm采用二极管阵列检测器，波长精度≤0.3nm，波长稳定性≤0.2nm/a；扫描环境要求：温度2～40℃，相对湿度0～85％。3.如权利要求1所述的饲喂家禽用菜粕中有效磷含量的快速测定方法，其特征在于，步骤2)和步骤3)中采用一阶导数法结合标准正态变量转换法对近红外光谱信息进行预处理。4.如权利要求1所述的饲喂家禽用菜粕中有效磷含量的快速测定方法，其特征在于，步骤2)中还包括对建立的定量模型的预测性能进行评价，评价参数主要有定量模型决定系数R2cal、校正均方根差...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈志敏，刘国华，杨桂芹，蔡辉益，陈桂兰，
申请(专利权)人：中国农业科学院饲料研究所，
类型：发明
国别省市：北京;11