檳榔江牛生長(zhǎng)曲線方程的擬合與生長(zhǎng)分析

檳榔江牛生長(zhǎng)曲線方程的擬合與生長(zhǎng)分析

此外，活水在動(dòng)物分類中的地位如母乳、虛蹄和反芻動(dòng)物、?？坪蚥ubalus。家養(yǎng)水牛屬于亞洲水牛種,又分為河流型水牛(river)和沼澤型水牛(swamp)。沼澤型水牛多為役用,河流型水牛主要為乳用。傳統(tǒng)意義上的中國(guó)水牛屬沼澤型水牛,但近年在云南西部檳榔江流域發(fā)現(xiàn)了我國(guó)第一個(gè)本土河流型水牛類群——檳榔江水牛。該牛具有重要的研究和開發(fā)價(jià)值,是發(fā)展中國(guó)水牛乳業(yè)的寶貴遺傳資源。檳榔江水牛與國(guó)外河流型水牛外貌特征極為相似,如被毛稀短,皮薄黝黑,被毛黑色;角基扁,角型螺旋形,角質(zhì)黑色;乳房發(fā)育良好等,但在體型上該牛比國(guó)外著名的河流型水牛小。該牛產(chǎn)奶量較高,平均泌乳天數(shù)為269.53d,年平均產(chǎn)奶量為2452.20kg,產(chǎn)奶量最高的個(gè)體可達(dá)到3685.80kg;乳中乳脂、乳蛋白、乳糖含量分別為10.80%,5.26%,4.88%。研究家畜的生長(zhǎng)發(fā)育,揭示其生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律,對(duì)家畜的培育和飼養(yǎng)管理具有重要指導(dǎo)意義。通常采用定期稱重和測(cè)量體尺的方法,計(jì)算出家畜不同時(shí)期的累積生長(zhǎng)、絕對(duì)生長(zhǎng)和相對(duì)生長(zhǎng),進(jìn)而擬合出生長(zhǎng)曲線,來分析家畜的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律。生長(zhǎng)曲線可用來描述動(dòng)物體重或器官重量、體尺隨年齡增長(zhǎng)而發(fā)生的規(guī)律性變化過程。近年來,已建立了多種非線性的數(shù)學(xué)模型對(duì)家畜生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律進(jìn)行描述,其中,Brody,Gompertz和Logistic曲線模型對(duì)家畜生長(zhǎng)曲線擬合效果好,在進(jìn)行動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律研究時(shí)被廣泛采用。國(guó)內(nèi)對(duì)牛生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律的研究主要集中在黃牛上,前人已分別對(duì)福建黃牛、湘西黃牛、南陽(yáng)黃牛、中國(guó)荷斯坦牛、徽成盆地黃牛、安格斯雜種后代、三峽庫(kù)區(qū)川南黃牛及雜種后代的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律進(jìn)行了研究,且都建立了合適的生長(zhǎng)曲線的擬合方程[13,14,15,16,17,18,19]。水牛的生長(zhǎng)發(fā)育研究,特別是生長(zhǎng)曲線方程擬合方面的研究很少,有關(guān)檳榔江水牛生長(zhǎng)曲線的研究未見報(bào)道。本研究以檳榔江水牛良種繁育場(chǎng)的檳榔江水牛體尺、體重?cái)?shù)據(jù)為基礎(chǔ),采用Brody,Gompertz和Logistic曲線方程對(duì)該水牛的體尺、體重性狀進(jìn)行擬合和比較,并分析了該牛不同時(shí)期的絕對(duì)生長(zhǎng)和相對(duì)生長(zhǎng)情況,以全面闡明檳榔江水牛的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律,揭示其種質(zhì)特性,為其選育和合理的飼養(yǎng)管理提供依據(jù)。1材料和方法1.1體尺和體重分布本文82頭公牛、114頭母牛的初生、6月齡、12月齡、18月齡、24月齡和30月齡的體尺、體重?cái)?shù)據(jù)由云南騰沖縣巴福樂檳榔江水牛良種繁育有限公司提供。初生只測(cè)量了體重,體尺未進(jìn)行測(cè)量。1.2累積生長(zhǎng)曲線利用SPSS16.0軟件,根據(jù)檳榔江水牛各月齡的平均體尺、體重,運(yùn)用Brody,Gompertz和Logistic模型建立月齡與體尺、體重的回歸方程,對(duì)累積生長(zhǎng)曲線進(jìn)行擬合。用殘差平方和與相關(guān)指數(shù)r2(擬合度)的大小評(píng)價(jià)擬合的結(jié)果。若殘差平方和越小或r2越大,說明此曲線方程越能反映檳榔江水牛的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律,同時(shí),根據(jù)曲線方程推算出拐點(diǎn)的體重和月齡。1.2.1y模型y=a1，be，kt式中y為t月齡的體尺或體重,A為成熟體尺或體重極限值,B為未知參數(shù),k為生長(zhǎng)速率參數(shù)。1.2.2y=ea-kt模型式中y為預(yù)測(cè)t月齡時(shí)的體重,A為極限體重生長(zhǎng)量,B為待定參數(shù),k為瞬時(shí)相對(duì)生長(zhǎng)率。拐點(diǎn)月齡為(lnB)/k,拐點(diǎn)體重為A/e。1.2.3體尺或體重增長(zhǎng)極限值y=A1+(Be?kt)式中y為t月齡時(shí)的體尺或體重,A為體尺或體重增長(zhǎng)極限值,k為生長(zhǎng)速率,B為待定參數(shù)。拐點(diǎn)月齡為(lnB)/k,拐點(diǎn)體重為A/2。1.3計(jì)算水牛體重絕對(duì)生長(zhǎng)及曲線圖絕對(duì)生長(zhǎng)指用以描述某個(gè)時(shí)期家畜生長(zhǎng)發(fā)育的絕對(duì)速度。本文采用日增重描述檳榔江水牛的絕對(duì)生長(zhǎng)規(guī)律。利用Excel2003軟件計(jì)算出檳榔江水牛體重的絕對(duì)生長(zhǎng),然后根據(jù)結(jié)果作出相應(yīng)的曲線圖。G=W1?W030×(t1?t0)式中G為日增重,W1,W0分別為末重(后一次測(cè)定的重量或體尺)和始重(前一次測(cè)定的重量或體尺),t1為后一次測(cè)定的月齡,t0為前一次測(cè)定的月齡。1.4加樣曲線圖利用Excel2003軟件計(jì)算出檳榔江水牛體重的相對(duì)生長(zhǎng),然后根據(jù)結(jié)果作出相應(yīng)的曲線圖。相對(duì)生長(zhǎng)表示生長(zhǎng)發(fā)育的強(qiáng)度,本文采用改進(jìn)的方法計(jì)算相對(duì)生長(zhǎng)。R=W1?W0(W1+W0)2R表示相對(duì)生長(zhǎng),W1,W0分別為末重(后一次測(cè)定的重量或體尺)和始重(前一次測(cè)定的重量或體尺)。2結(jié)果與分析2.1不同年份、不同性別體尺模型的年生時(shí)期模型分析見表1不同性別檳榔江水牛0～30月齡的體重和體尺各項(xiàng)指標(biāo)的平均值及標(biāo)準(zhǔn)差見表1。除管圍外,公、母牛各月齡的體重、體尺都增長(zhǎng)明顯。公、母牛體重在0～6月齡增長(zhǎng)最快,分別增長(zhǎng)了85.20和81.25kg。由于缺乏出生時(shí)的體尺資料,只能進(jìn)行6月齡到30月齡體尺資料的分析。表1顯示,在6～12月齡間,體尺增長(zhǎng)較快,公牛和母牛體高、體斜長(zhǎng)、胸圍、腹圍、管圍分別增長(zhǎng)了14.57,16.05,20.02,17.61,0.94cm和14.51,17.65,23.28,20.62,1.24cm,之后增長(zhǎng)趨于緩慢,在24～30月齡間增長(zhǎng)最慢。公母牛比較顯示,除24月齡的腹圍外,公牛各階段的體重和體尺都大于母牛。2.2植物生長(zhǎng)和成活率各指標(biāo)的擬合度采用Brody、Gompertz和Logistic3種曲線模型對(duì)檳榔江水牛體重和體尺各項(xiàng)指標(biāo)的擬合的結(jié)果見表2。3種曲線方程對(duì)公、母牛各性狀的擬合度r2均大于0.95,表明以上3種模型都能很好地描述檳榔江水牛的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律。但Brody模型的r2值最大,其次為Gompertz模型,Logistic模型的r2值最小。2.3brody模型擬合由表2可知,比較各個(gè)性狀的擬合度,Brody模型的r2最大,最適合用于檳榔江水牛的生長(zhǎng)發(fā)育研究。由此得到檳榔江水牛各項(xiàng)觀察指標(biāo)的生長(zhǎng)曲線方程,見表3。根據(jù)Brody曲線方程做出的檳榔江水牛公、母牛體重的生長(zhǎng)曲線見圖1。公、母牛的生長(zhǎng)曲線形狀相似,前期體重增長(zhǎng)明顯,后期趨于緩慢,公牛各年齡階段的體重都高于母牛。從擬合的結(jié)果來看,Brody的擬合效果最佳,但由于Brody模型不能計(jì)算拐點(diǎn)月齡和拐點(diǎn)體重,因此,利用擬合效果較好的Gompertz曲線方程計(jì)算拐點(diǎn)月齡和拐點(diǎn)體重。結(jié)果顯示,檳榔江水牛公牛和母牛分別在7.1月齡和6.0月齡時(shí)體重出現(xiàn)拐點(diǎn),拐點(diǎn)體重分別為122.4和107.9kg。在拐點(diǎn)之前,生長(zhǎng)曲線顯示體重增長(zhǎng)速度快;在拐點(diǎn)之后,體重增長(zhǎng)速度趨于緩慢。由于缺乏出生時(shí)的體尺資料,可由曲線方程估算,當(dāng)t=0,可算出初生重的體尺,t→∞,y值趨于成熟體尺。根據(jù)Brody曲線方程做出的檳榔江水牛公、母牛體尺的生長(zhǎng)曲線見圖2,3。胸圍和腹圍生長(zhǎng)曲線的形狀相似,表明兩性狀在不同月齡間的生長(zhǎng)規(guī)律相近;體斜長(zhǎng)和體高曲線相似,兩曲線幾乎重疊,表明兩者在同一階段增長(zhǎng)的幅度幾乎相同。從總的趨勢(shì)來看,在18月齡前,除管圍外,其他體尺指標(biāo)均有較快增長(zhǎng),之后趨于緩慢。公、母牛相同體尺指標(biāo)的生長(zhǎng)曲線較一致,前期檳榔江牛的體尺增長(zhǎng)較快,特別在0～6月齡,體尺增長(zhǎng)最快;后期變緩,趨于穩(wěn)定。2.4不同年份、不同濕地、相同微生物品種,平均最小日增重檳榔江水牛絕對(duì)生長(zhǎng)結(jié)果及曲線見表4和圖4。公、母牛都在6月齡達(dá)到絕對(duì)生長(zhǎng)速度高峰,而18月齡生長(zhǎng)速度最低。公牛的日增重呈現(xiàn)先下降后上升的過程。母牛的日增重較復(fù)雜,出現(xiàn)兩個(gè)峰,一個(gè)在6月齡,另一個(gè)在24月齡。公、母牛平均最大日增重都出現(xiàn)在0～6月齡,分別為0.4736和0.4514kg,而公、母牛平均最小日增重分別在12～18月齡和24～30月齡,分別為0.1670和0.1160kg。據(jù)估算,在0～8月齡、14～21月齡和26～30月齡公牛的生長(zhǎng)速度大于母牛,而8～14月齡和21～26月齡則相反。檳榔江水牛相對(duì)生長(zhǎng)結(jié)果及曲線見表4和圖5。公、母牛的相對(duì)生長(zhǎng)曲線較一致,后期生長(zhǎng)強(qiáng)度明顯不如前期,整條曲線大致上呈下降趨勢(shì)。公牛和母牛在0～6月齡生長(zhǎng)強(qiáng)度最大。公牛在0～18月齡,生長(zhǎng)強(qiáng)度逐漸下降,18月齡時(shí)生長(zhǎng)強(qiáng)度最小,之后生長(zhǎng)強(qiáng)度趨于穩(wěn)定。母牛在0～18月齡,曲線逐漸下降,在6月齡生長(zhǎng)強(qiáng)度最大,18月齡時(shí)生長(zhǎng)強(qiáng)度到達(dá)低谷,之后又有個(gè)上升的趨勢(shì),在24月齡達(dá)到另一個(gè)高峰,后逐漸下降。經(jīng)估算,在0～15月齡和21～26月齡間母牛的生長(zhǎng)強(qiáng)度大于公牛,而在15～21月齡和26～30月齡,則相反。由此可見,在初生后的幾個(gè)月,公牛的生長(zhǎng)速度比母?？?但是生長(zhǎng)強(qiáng)度不如母牛。3四、草牛在飼養(yǎng)過程中累積生長(zhǎng)規(guī)律本文通過檳榔江水牛生長(zhǎng)曲線方程擬合分析,發(fā)現(xiàn)Brody,Gompertz和Logistic3種曲線方程都能較好地反映檳榔江水牛的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律。相比較而言,Brody曲線模型擬合度最高,擬合效果最好,其次是Gompertz模型,最后是Logistic模型。所以,可采用Brody模型進(jìn)行檳榔江水牛的生長(zhǎng)發(fā)育研究。從體重的累積生長(zhǎng)來看,基本呈“S”形,揭示檳榔江水牛公、母牛均為前期體重增長(zhǎng)較快,后期趨于緩慢的趨勢(shì)。由Gompertz方程計(jì)算出該水牛公牛和母牛的生長(zhǎng)拐點(diǎn)的月齡和體重,分別為7.1月齡、122.4kg和6.0月齡、107.9kg。在拐點(diǎn)之前,體重累積增長(zhǎng)速度快,而在拐點(diǎn)之后,體重累積增長(zhǎng)速度趨于緩慢。所以,在飼養(yǎng)過程中,注意加強(qiáng)拐點(diǎn)前后的營(yíng)養(yǎng)水平,以保證獲得理想的增重效果。另外,本文分析結(jié)果還揭示出公牛的拐點(diǎn)月齡和體重都比母牛的大,因此,在飼養(yǎng)過程中應(yīng)考慮公、母牛在體重增長(zhǎng)規(guī)律上的差異,按性別實(shí)施科學(xué)的飼養(yǎng)管理。從檳榔江水牛體尺指標(biāo)累積生長(zhǎng)來看,除管圍外,其他各項(xiàng)指標(biāo)在18月齡前增長(zhǎng)明顯,其中,0～12月齡的體尺增長(zhǎng)較快,之后增長(zhǎng)趨于緩慢。這揭示出與體重基本一致的規(guī)律,即早期該水牛生長(zhǎng)發(fā)育快,后期生長(zhǎng)變緩。絕對(duì)生長(zhǎng)是檢查家畜營(yíng)養(yǎng)水平的重要指標(biāo),一般在其性成熟之前,絕對(duì)生長(zhǎng)隨著年齡增長(zhǎng)逐漸增加,到達(dá)性成熟之后,隨著年齡增長(zhǎng)逐漸下降。從檳榔江水牛體重的絕對(duì)生長(zhǎng)曲線來看,公、母牛都在6月齡達(dá)到絕對(duì)生長(zhǎng)速度高峰,但該牛絕對(duì)生長(zhǎng)曲線與一般家畜的絕對(duì)生長(zhǎng)的變化規(guī)律和趨勢(shì)存在一定的差異,明顯的未呈現(xiàn)出典型的“鐘形”曲線。特別是在6月齡到性成熟之前,該牛的絕對(duì)生長(zhǎng)基本呈下降趨勢(shì),這揭示該牛在飼養(yǎng)管理過程中可能存在一些問題。其絕對(duì)生長(zhǎng)曲線出現(xiàn)異常,可能與犢牛斷奶后,飼料供給不充分,營(yíng)養(yǎng)水平跟不上有關(guān)。檳榔江水牛體重的生長(zhǎng)強(qiáng)度隨著月齡的增長(zhǎng)而下降,盡管公、母牛表現(xiàn)略有差異,但兩者均表現(xiàn)出在0～6月齡生長(zhǎng)強(qiáng)度最大。這與家畜一般的生長(zhǎng)發(fā)育規(guī)律基本一致,即在幼年時(shí)由于新陳代謝旺盛,生