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用主成分分析法和聚类分析法确定AA肉鸡生产指标

2022-06-15马发顺牛月琳邢安琪赵梦雪王莫含元雪浈梁秀丽

安阳工学院学报 2022年4期
关键词:周龄贡献率肉鸡

马发顺,牛月琳,邢安琪,赵梦雪,王莫含,元雪浈,梁秀丽

(1.安阳工学院 生物与食品工程学院,河南 安阳 455000;2.安阳文峰区宝莲寺镇人民政府,河南安阳 455000;3.河南省兽药饲料监察所,郑州 450000)

AA肉鸡是美国艾拔益加种鸡公司培育的四系配套白羽肉用杂交鸡,作为引入品种在我国各地均有分布,特别是豫北地区饲养量较大。在AA肉鸡饲养实践中,原始生产记录繁多,生产指标间存在错综复杂的关系,造成生产力综合评定的困难。目前还没有AA肉鸡生产力综合评定的统一标准,关于AA肉鸡生产性能综合评定的研究还较少。若能在众多原始生产记录中筛选出具有代表性的主要生产指标,根据主要生产指标对其生产力进行快速准确评价,将在指导AA肉鸡饲养管理实践上发挥重要作用。

目前关于AA肉鸡的研究主要有不同锌水平、大蒜素和中草药等对其屠宰性能和肌肉品质的影响[1-3];芦丁、锌水平和饲养方式等对其生产性能的影响[1,4-7];马发顺等曾分析了AA肉鸡的生产性能和指标间的相关性,并建立了最佳生长模型[8-10]。在多指标研究方面,王钱保等[11]和杨朝武等[12]对肉鸡性状进行过主成分分析;赵振华等[13]基于主成分和聚类分析建立了优质肉鸡评价模型;马发顺等曾进行了AA肉鸡的饲养环境与生产性能间的典型相关分析,并依据9项生产指标建立了生产性能评定模型[14-15]。

虽然主成分分析和聚类分析已应用于众多领域,但在AA肉鸡生产指标研究方面的运用还很少。马发顺等曾进行过AA肉鸡生产力评价指标的筛选,但只涉及9项生产指标,原始生产记录还不够全面[16]。本试验以AA肉鸡16项原始生产记录为依据,分别进行主成分分析和聚类分析,最后综合二者的分析结果筛选出具有代表性的生产指标,以作为生产力快速评价的理论依据,也可作为进一步建立生产性能评价模型的参考。

1 材料与方法

1.1 试验材料

以河南省滑县某肉鸡场4栋鸡舍1~5周龄93 636只AA肉鸡为材料,按鸡舍和周龄依次统计原始生产记录;以每栋鸡舍每周龄为统计单元,构成1个统计样本,共获得20个统计样本。采用地面平养饲养方式,使用优质配合饲料,自由饮水;按AA肉鸡饲养规范组织饲养。

1.2 测定项目

每个统计样本均测定16项原始生产记录。入栏数(x1):鸡舍新进仔鸡数(只);死淘数(x2):周死淘合计数(只);成活率(x3):存栏数/入栏数(%);周耗料量(x4):每栋鸡舍周消耗饲料总量(kg);累计周耗料量(x5):从1周龄开始周耗料累计量(kg);日耗料量(x6):平均每日耗料量(kg);累计日耗料量(x7):从1周龄开始日耗料累计量(kg);只耗料量(x8):每只肉鸡一周消耗饲料总量(g);累计只耗料量(x9):从1周龄开始只耗料累计量(g);只日耗料量(x10):平均每只肉鸡每日消耗饲料量(g);累计只日耗料量(x11):从1周龄开始只日耗料累计量(g);体质量(x12):每只肉鸡周末空腹重(g);周增重(x13):本周体质量与上周体质量之差(g);日增重(x14):平均每日肉鸡增重(g);周效率(x15):每周饲料转化率,即:存栏数×周增重/周耗料量×100 %;累计效率(x16):从1周龄开始总饲料转化率,即存栏数×体质量/累计周耗料量×100 %。

1.3 数据的统计分析

首先按周龄对16项原始生产记录进行描述统计,计算平均值、标准误和变异系数等;生产指标以“平均值±标准误”表示。其次对16项生产指标进行主成分分析和聚类分析。主成分分析包括指标相关系数矩阵、总方差解释和成分得分系数矩阵等;根据特征值和方差贡献率确定入选主成分数,由主成分得分系数写出入选主成分信息表达式,再根据各主成分得分系数绝对值大小对主成分进行命名,并筛选主要生产指标。采用系统聚类法对16项生产指标进行分类,得到集中计划表和聚类谱系图;结合生产实际确定分类数,并在每一类中根据每个指标与其他指标相关指数均值大小选出典型生产指标。最后将主成分分析与聚类分析结果相结合确定AA肉鸡的主要生产指标。使用Excel 2010进行描述统计,使用SPSS 24.0进行主成分分析和聚类分析。

2 结果与分析

2.1 AA肉鸡各周龄生产指标描述统计

AA肉鸡1~5周龄16项生产指标的描述统计,见表1。

表1 (续)

表1 AA肉鸡生产指标的描述统计

由表1可知,AA肉鸡1~5周龄x1为不变量,x2、x4、x5、x6、x7、x8、x9、x10、x11、x12、x13、x14呈上升态势,x3、x15、x16呈下降态势;从变异程度看,x2、x12~x16变异程度较大,x3~x11变异程度较小;1~5周龄各指标变异程度均具有波动性,但具体表现不一致。

2.2 AA肉鸡16项生产指标主成分分析

AA肉鸡16项生产指标间存在错综复杂的相关关系,并且大部分相关系数达到了极显著水平(P<0.01),这是主成分分析的良好基础。主成分分析中,前9个主成分的特征值、方差贡献率和累计贡献率,见表2。

表2 主成分的特征值、方差贡献率和累计贡献率

由表2可知,前4个主成分的特征值和方差贡献率均相对较大,其余5个主成分所占比率相对较小,所以,选取前4个主成分较为合适。前4个主成分的方差贡献率分别为82.579%、8.584%、4.318%和3.726%,累计贡献率为99.207%,即包含了原16项生产指标99.207%的信息量。

由主成分得分系数矩阵可得出4个主成分的信息表达式:

从主成分信息表达式中各变量系数绝对值的大小来看,F1中x8、x10、x12的系数较大,其次是x4~x7、x9,主要综合了饲料消耗和体质量方面的信息,可命名为“耗料与体质量因子”;F2中x1、x2的系数较大,其次是x3,主要综合了入栏数和死淘数方面的信息,可命名为“饲养规模因子”;F3中x1、x2、x3的系数较大,其次是x16,主要综合了成活率和累计效率等方面的信息,可命名为“成活与总效率因子”;F4中x15的系数最大,其次是x13、x14,主要综合了周效率和增重方面的信息,可命名为“增重与周效率因子”。

2.3 AA肉鸡16项生产指标聚类分析

采用组间连接法进行系统聚类,以卡方度量计数,可得到AA肉鸡16项生产指标聚类分析谱系,见图1。

由图1可见,16项生产指标聚为5类较合适。其中x5、x7、x9、x11、x12聚为一类,x12为典型指标;x13、x14、x4、x6、x8、x10聚为一类,x10为典型指标;x2单独为一类;x1、x3聚为一类,x1为典型指标;x15、x16聚为一类,x15为典型指标。

图1 16项生产指标聚类分析谱系图

3 讨论

AA肉鸡的各项生产性能指标间存在着错综复杂的关系,在1~5周龄的动态变化中,有些指标呈上升态势,有些指标呈下降态势,但这些指标之间大多存在着极显著的正相关关系或极显著的负相关关系,这与马发顺等[9]针对11个生产指标的研究结果基本一致。本研究16项生产指标按照其在生产实际中的关系可区分为因类指标(x1~x11)和果类指标(x12~x16),从变异程度看,果类指标变异程度普遍大于因类指标,这正符合回归分析对因变量和自变量的客观要求。虽然马发顺等[9]建立的4个回归方程R2均在0.95以上,回归效果良好,但若能在主成分和聚类分析的基础上建立回归方程,可能会有更好的回归效果。

本研究选取的4个主成分累计贡献率为99.207%,包含了原有16项生产指标99.207%的信息量。王钱保等[11]选取的5个主成分累计贡献率为92.64%,杨朝武等[12]选取的3个主成分累计贡献率为88.42%。可见,本研究选取4个主成分累计贡献率是最高的。从4个主成分表达式来看,F1主要综合了饲料消耗和体重方面的信息,以x10、x12为代表;F2主要综合了进鸡数与死淘数等信息,以x1、x2为代表;F3主要综合了成活率与累计效率等信息,以x2、x16为代表;F4主要综合了周效率与增重等信息,以x15为代表。马发顺等[16]对9项生产指标提取了3个主成分并分别进行了命名,本研究结果除了与其相似的3个因子外,还增加了“成活与总效率因子”,使累计贡献率达到99.207%的水平,对原生产指标的概括力更强。本研究4个主成分概括了16项生产指标几乎全部的信息,将繁杂的生产指标归结为较为明晰的4个方面,并对每个主成分赋予特定的实际含义,使其正好与饲养管理目标相衔接,所以,运用主成分因子可以监测和预警肉鸡生产的运行状态,从而提高生产管理的针对性。

AA肉鸡的16项生产指标聚为5类,这充分考虑了生产实际情况。5类中的典型生产指标分别为 x12、x10、x2、x1、x15。聚类分析与主成分分析的结果基本吻合。从主成分综合指标信息可知,16项生产指标中代表性指标为x1、x2、x10、x12、x15、x16,其中x15和x16都属于效率指标,且x16在F3中排位较靠后,所以可以x15代替。综合考虑主成分分析与聚类分析的结果,最终确定x1、x2、x10、x12、x15为AA肉鸡的主要生产指标。本研究确定的5项主要生产指标与马发顺等[16]从9项指标中选取4个代表性指标的本质基本一致,但较之更具体、明确。

4 结论

本研究选取的4个主成分包含了原有16项生产指标99.207%的信息量。4个主成分中,F1主要综合了饲料消耗和体质量方面的信息,命名为“耗料与体质量因子”;F2主要综合了进鸡数与死淘数等信息,命名为“饲养规模因子”;F3主要综合了成活率与累计效率等信息,命名为“成活与总效率因子”;F4主要综合了周效率与增重等信息,命名为“增重与周效率因子”。AA肉鸡的16项生产指标聚为5类,5类中的典型生产指标分别为 x12、x10、x2、x1、x15。综合考虑主成分分析与聚类分析的结果,最终确定x1、x2、x10、x12、x15为AA肉鸡的主要生产指标。确定的5项主要生产指标不仅可以用于AA肉鸡实际生产过程中生产力的快速综合评价,也可作为生产指标间回归分析时的参考。

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