李德发院士：中国猪饲料原料净能体系的研究进展

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中国猪饲料原料净能体系的研究进展

李德发院士

　　李德发
　　中国工程院院士。中国农业大学动物科技学院教授、农业部饲料工业中心主任、饲料与动物营养学家、博士生导师。长期从事饲料资源高效利用的基础理论研究与应用技术研发。

　　众所周知，全世界都在研究如何使用净能体系。目前养猪行情比较好，养猪成本的70%~80%都是饲料，讲净能的概念、理论，主要是告诉大家，如何运用净能理论在饲粮配制方面做得更精准，做得更好，降低成本就相当于提高利润。

　　为什么讲净能体系？因为全中国的大中院校里只有我们中心有9台呼吸测热器。所以，我们这几年累计的工作，特别是和法国专家合作，很多想法都是我们一起合作的结晶。我们想把法国专家20年来在净能工作方面的经验运用到我们中国的净能研究工作上，对中国建设单一原料的净能体系建设会有很大帮助。

　　1 何为净能？

　　净能是饲料中用于维持生命和生产产品的能量，即饲料的代谢能去除饲料在体内的热增耗后剩余的那部分能量。也就是实际做功的能，实际增长脂肪的能量。

　　现在很多企业都号称使用净能在配制日粮，实际大家使用的净能的方程都是1994年发表的11个方程中的1、2个。

　　NRC（2012）是用其中的两个方程的平均数发表的营养数据成分对照表。但是其中还存在误差。

　　所以我想通过我们的试验，把这些误差解决掉。使我们能够使用中国自己的净能体系更加精准地配制日粮。我除了要讲净能重要的意义，另外还要告诉大家我们都做了什么以及我们正在做什么。

　　2 为什么用净能？

　　2.1 更精确地评价饲料的有效能值

　　从图1中可见，纵向来看，如果大豆粕的净能是100的话，玉米的净能值就是124。不同原料由于蛋白质、纤维、淀粉等含量的不同，它们的净能值是不一样的，改变了大家一个传统的概念。玉米净能相当于豆粕的124%。所以用净能值去做配方应该是更准确的，成本会更低。

图1  不同能量体系对饲料原料有效能值评价

　　2.2 结合实际生产

　　同时测定维持、生产和热增耗，使供需在同一基础上

　　2.3预测生长性能

　　另外就是运用净能预测生产性能更加准确。

　　2.4 更加合理地利用副产物

　　还有用净能时对推测农产品和轻工业产品的副产物，包括DDGS，比消化能和代谢能更加准确。因为热增耗是不同的。

　　2.5 降低成本

　　近几年，我争取能够带领我们的团队拿出一个适合中国实际情况的净能推算方程，以期降低成本。当豆粕的价格越高时，用净能做配方越经济(表1)。

表1  用不同能量体系做配方成本比较

　　低蛋白日粮能减少氮排放，增加合成氨基酸，但是这时大家一定要注意它的热增耗是不一样的，所以低蛋白日粮的单一原料的净能值是不一样的。净能为合理利用副产物和低蛋白日粮提供了理论支撑。

　　3 如何测定净能

　　3.1 净能的两个主要测定方法

　　那么如何测定净能呢？最常用的方法是间接测热法，比较屠宰法花费太高。所以我们用呼吸测热的方式采用间接测热法。农业部给我们投入了900多万建设了呼吸测热室，使我们的工作能够坚持下来，也获得了一些国家专利。

　　我们采用自动喂料，并且能够记录猪的活动时间。大家知道，猪每次动一下都要耗能，现在我们能够记录猪的活动次数和活动时间，原来是不能记录的。所以，活动对净能测定的影响还是挺大的。从图2可见，站立时间和耗能存在一定的相关关系。

　　我们现在有9台呼吸测热室，我觉得在原来的基础上再用2~3年的时间，应该能够拿出一套适合于中国养猪业推测单一原料的方程来。还有就是数据量是非常大的。每5min分别记录室内、外气体、气压、温湿度、风速等大量原始数据，每天产生9,504个原始数据(不包括粪尿数据)。

　　燃烧试验、猪产热试验、正式试验15d，每个试验饲养时间3个月以上。原来我们只有20~30个笼子，可加性非常差，而且生物规律不准确。现在我们有120个笼子，样本量更大了，所得的数据应该是可以说明一些问题了。但是现在来看，我们这9台呼吸测热室同时工作应该相当于120个笼子测定消化代谢能工作量的13倍。

　　所有原料的生物学效价很难直接测定。如果给猪只喂玉米，测定的生物学效价还比较接近。但是只喂豆粕、棉粕、高粱，猪吃不下去。只能饲喂基础日粮，但是基础日粮就存在原料之间的互作问题，很难解决。

　　对此，我们制定了《间接测热法测定猪饲料原料净能试验技术规程》，相当于一把尺子，以最低误差的思路，用同一把尺子衡量各种原料的能值。比如，以大豆粕净能值为100时，玉米的净能就是124。各种原料都以豆粕为标准衡量时，就能综合考量其好坏。

　　4 净能体系建立的难点

　　4.1 产热的剖分。

　　维持需要能效是多少？然后增长肌肉的时候，能效是多少？增长脂肪时，能效是多少？产热的剖分是很难的一项工作。

　　4.2 从日粮到原料，更加复杂。

　　典型的全价日粮最能说明问题，但是单一原料的营养值是我们最渴望得到的。所以，两者存在一定的误差，我们如何将误差降到最低也是难点之一。

　　4.3 原料净能预测模型的建立也很艰难。

　　5 已做的工作

　　5.1 猪能量分配规律

　　维持需要净能研究我们做了大量的工作。评估维持净能的经典方法是直线回归(图3中的黑色部分)。如图所示，黑色部分是线性关系，根据回归方程来推测净能。但是维持代谢能水平以下产热和采食代谢能(图3中的红色部分)并不一定是直线关系。

图3  直线回归评估维持净能

　　5.2 维持需要的研究

　　图4是维持需要的效率和生长需要的效率，二者又有所不同。实测FHP＞回归得到的HP0，说明能量用于维持的效率km＞用于生长的效率kg。

图4  维持需要的效率和生长需要的效率

　　于是我们增加营养水平的梯度，随着采食量水平的变化产热呈指数变化(图5)。但是图5中的红色部分也不一定就是曲线的变化。从大梯度到小梯度，我们不断地去摸索零采食时的能效，但是还是会存在一些误差。所以，我们现在也在想更好的解决办法。

图5  指数回归评估维持净能

　　总结现有的工作，维持的效率大于生长(Km＞Kg)；指数回归更能反映维持与生长的区别；生长猪维持净能需要为759kJ/kgBW0.6，维持代谢能需要为1,016kJ/kgBW0.6；下一步要研究维持能量的用途，即从呼吸熵，血液组学中找到能代表维持的标记底物。

　　5.5 原料净能

　　我们所测定的原料能值(表2)与法国测定的非常接近。所以，我们还是很有信心将来能提供适合中国使用的净能回归方程。将来的回归方程我们计划分成脂肪性、蛋白型、纤维型。目前，蛋白原料我们做了16个，谷物原料做了3个，纤维原料做了3个。随着时间的推移，我们用单一原料的净能推算方程可能会更加实用。因为，使用同一个方程去评定不同的原料会存在误差。

　　6 下一步工作

　　6.1  猪的净能需要量动态模型；
　　6.2  验证净能的推算方程；
　　6.3  添加氨基酸后对玉米净能的影响；
　　6.4  猪净能需要量模型建立目的；
　　6.5  填补母猪及体重大于120kg猪的净能空白；
　　6.6  蛋白水平、纤维水平、环境对净能值的影响；
　　6.7  猪的数量对产热和生长性能的影响；
　　6.8  在最佳的时间测定绝食产热量(FHP)；
　　6.9  测定不同采食量猪的产热量。

　　来源：根据2016年东北养猪论坛李德发院士讲稿整理