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畜禽经济型日粮配方设计的理论与实践
尤佩华
饲料中含有多种营养物质用于满足畜禽的维持和生长需要,其中最主要的是能量和蛋白质,而其它的诸如微量元素和维生素的需要量都很少。能量可以看作是机体的能源,而蛋白质可以看作是构造肌肉组织的原料。机体蛋白的沉积是决定氨基酸需要量的最大的影响因子,对于生长肥育猪蛋白质和脂肪沉积所需要的能量占机体能量总需要量的2/3(NRC,1998)。能量和蛋白在饲料日粮中处于非常重要的位置,饲料原料绝大部分都是提供能量与蛋白的,原料行情的变化必然会影响到饲料配方。
近三十年来我国饲料工业快速发展,饲料原料供求经历了几次大的变化,八十年代至九十年代初,刚从计划经济短缺时代过来的中国,人的温饱尚未完全解决,表现为能量原料的严重紧缺,油是很“贵”的是,排在“油、盐、酱、醋”的首位,不足为怪,而豆类属于人类的“杂粮”,更不用说饼粕类原料了,那个时代配制饲料蛋白质很容易满足;而同时期,国外表现蛋白质紧缺,而能量类供应充足,油价低廉。
随着我国饲料业的迅速发展,到九十年代中后期,蛋白质资源日益不能满足需要,豆粕大量进口,到目前年进口大豆3000万吨左右,已经远远超过国内大豆1500万吨的生产总量,进口大豆在某种程度上既缓解了蛋白质资源的紧张,也缓解了能量原料的紧张,从1995-2005这十年,中国饲料业的发展应该说是相当平衡的,价格有涨有落,波幅不大。这期间对理想蛋白质的概念有所应用,但总体上仍不太重视蛋白质的节约,出现了以饲料蛋白质含量作为饲料卖点的“蛋白竞争”,猪浓缩饲料竟然有标示蛋白含量45%的产品。似乎蛋白“比天高”就是最好的产品(某企业浓缩料的品牌就叫“比天高”)。也出现了以大量使用油脂为卖点的高能浓缩料的产品。
近几年在石油价格一路窜升的大背景下,国外低价的能量原料的开发应用有了经济上的可能,生物柴油、燃料乙醇技术日臻成熟。各国从战略的高度考虑生物能源的开发,减少对石油的依赖,我国给予巨量政府补贴,大量生产燃料乙醇,消耗了大量的玉米,消耗了前些年出现的玉米涨库,缓解了卖粮难,却带来了玉米价格的一路攀升。而随着我国饲养量的不断增加,饲料总产品不断提高,蛋白质的资源一路告急,不仅优质蛋白资源如鱼粉、豆粕等价格高企,连菜粕、棉粕甚至椰子粕、蓖麻粕都成了饲料的蛋白源。原料紧缺成了制约饲料工业发展的瓶颈,原料价格一路上升,却依然采购困难。
市场的变化使得饲料企业、饲料企业的配方师无所适从,既要考虑降低成本,又要顾及在市场竞争中不遭淘汰,NRC玉米豆粕型高能高蛋白日粮的路子走不通了,饲料配方的调整不仅仅是替代原料的应用和成本的降低,如果能从理论上找到突破的思路,则配方的调整才更有方向,更有把握。笔者认为低能量低蛋白(双低)日粮是缓解资源紧缺的解决之道,在此将自己的一些思考与同好交流。
一、
饲料中过高的蛋白质含量是很大的浪费且对环境造成污染
浪费表现在:一是蛋白质的消化需要能量;二是过量吸收的氨基酸将会以脱氨基,以尿素的形式排出,而碳架被代谢产生能量,尿素的合成需要能量(尿素合成需要的能值为85Kcal/mol),并且尿素也含有能量(每克尿素中的能量为10.53×10-3 MJ或者每克氮中的能量为22.78×10-3 MJ),以氨基酸脱氨基剩下的碳架来产生能量从能量的成本来看是非常奢侈的。
脱氨基形成的氮对环境造成的污染也不可小觑,在中国,猪禽年产粪5-8亿t,粪水60亿t。每头成年猪的生化需氧量(BOD)是人的13倍。如此大量需氧腐败有机物不经处理进入水体,会造成严重的水体污染,水中氧含量下降,硝酸根离子增加,并随畜禽粪便排出大量金属元素、细菌病毒和有害气体(甲烷、硫化氢、甲醇等)。猪摄入氮和磷的60%~80%由粪尿中排出(表1)。粪氮主要来源为未消化氮、微生物氮和内源氮(脱落上皮,消化道分泌物),饲用消化性低的饲料和含有抗营养因子的饲料会增加粪氮的排出量。已消化而未被利用的氨基酸氮则以尿素/尿酸形式排出,随尿排出的还有尿囊素、马尿酸和肌酐。排出的粪尿在厌氧微生物的作用下,对环境之污染起着推波助澜的作用,粪尿中的含氮物质大量降解,约有60%-70%氮转化为氨。除氨外,粪尿中还发现80多种含氮物质,其中有10种为产生恶臭的主要成分。
减少厌氧微生物发酵的基质——粪氮,可降低有害气体化合物的产生,降低日粮蛋白质水平,减少氮的食入量,是从源头上减少氮对环境污染的有效方法。低蛋白日粮能降低粪尿氮,特别是尿氮含量。据称(Kerr,1995),日粮蛋白水平每降低1%,尿素和氨气的排放量可降低10%左右。
二、
高能量饲料的成本高企,导致养殖效益低下。
使用高能量饲料畜禽会降低采食量因而必需提高饲料的蛋白质含量才能保证足够的蛋白食入量,这就必然增加饲料的成本。最近很多研究都一致表明,如果必要的日粮营养物质与能量保持一致,日增重和饲料转化效率会随着日粮能量水平的提高而逐渐得到改善(Waldroup,1981;Leeson等,1996)。一方面,高能量水平能够使动物在较短的时间内生产出较多的肉,因此建筑、设备和劳动力的资金成本能够减少;另一方面,高能原料和高能饲料的生产成本可能会抵消生产性能改善所带来的效益(Waldroup,1981)。
以产蛋鸡饲料为例,饲料成本与能量水平的变化在2.4-2.55Mcal/kg的范围内,成本的增加是的幅度是近线性的,在2.55-2.65Mcal/kg的范围内,线性的斜率是加大的,到了2.65Mcal/kg以上则直线上升(见图)。
图表 1产蛋鸡料不同能量水平的配方成本
这种成本的增加到了一定的限度以后,虽然可以带来养殖效果的提高,却会伴随着经济效益的下滑,因此选择适宜的营养浓度,给养殖业带来最大的经济效益,是饲料行业必须研究的课题。
三、
低能低蛋白日粮的可行性
日粮的能量水平高低,只是日粮本身的问题,而动物从日粮中获得多少能量,则有赖于动物的采食量。动物,尤其是单胃动物,特别是 家禽,它们有一种根据日粮的能量浓度调节采食量的本能,它们采食的能量(可利用的能量)总是以满足它们的营养需要为度。这是低能低蛋白日粮可以实现的前提条件。
双低日粮意味着在饲料配方中鱼粉、豆粕等高价的优质原料的使用不会很高,而选用一些氨基酸比例不是很好的原料,这就会带来原来非限制性氨基酸也会出现不足,而单体氨基酸的市场化供应已经为低蛋白日粮提供了物质基础,目前市领售的饲料级氨基酸有赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、色氨酸等,其他的如精氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸等也可以采购到。
四、
低能低蛋白日粮的实践效果
双低日粮不仅是停留在理论阶段,有很多实验结果支持这一思路。
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仔猪对高蛋白日粮的酸化能力较低。较高的pH值和残余的养分使细菌在肠道后部大量增殖,引发严重腹泻(表1)。控制粗蛋白质水平可减少到达消化道下部的蛋白质残留,并在一定程度上降低食糜pH值。表1仔猪饲料蛋白水平对腹泻率的影响 %
表1 低蛋白质含量可以降低仔猪的腹泻率
项目
| 粗蛋白
| 腹泻率
| 资料来源
| 试验1
| 25.4
| 17.0
| Eggum等,1985
| 22.5
| 16.0
| 19.2
| 11.0
| 试验2
| 26.6
| 14.0
| Eggum等,1993
| 23.1
| 3.0
| 19.5
| 4.0
| 试验3
| 20.2
| 3.2
| Bolduan等,1993
| 18.4
| 2.4
| 16.3
| 0.8
| 试验4
| 22.4
| 18.1
| Le Bellego and Noblet,2002
| 20.4
| 18.0
| 18.4
| 4.6
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低蛋白日粮提高了猪日粮的净能值
Noblet等(1987)发现(表4),在日粮代谢能不变的前提下,低蛋白日粮组(蛋白15.3%,添加赖氨酸)与普通粗蛋白日粮组(蛋白17.8%)相比,前者多沉积5.l%-11.2%的能量。显然,这与尿能,体热散失减少有关,客观上,低蛋白日粮提高了日粮的净能浓度,对于提高低能量日粮的能量浓度具有重要的意义。
表2日粮中的粗蛋白含量对能量利用产生的影响*
项目
| 处理组
一
二
三
| 效果
| 粗蛋白/%
| 17.8
| 15.3
| 15.3+L-赖氨酸
| P<0.01
| 赖氨酸摄入量(g/d)
| 12.9a
| 10.8b
| 12.8
| -
| 代谢能摄入量(MJ/d)
| 22
| 22
| 22
| P<0.01
| 脂肪沉积(g/d)
| 118a
| 132c
| 124b
| P<0.01
| 肌肉沉积(g/d)
| 338a
| 294b
| 337a
| P<0.01
| 增重(g/d)
| 700a
| 649b
| 699a
| P<0.01
|
*Nobllet等(1987)。
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肉鸡和蛋鸡的低蛋白日粮蛋白可以降2-3%
产蛋率 80%以上时,低蛋白日粮即使补充氨基酸亦不能达到常规蛋白水平时的生产性能;日粮粗蛋白质水平在补充赖氨酸和蛋氨酸的前提下,有可能降低2%-3%,降低3%-4%是很困难的。
成功的肉鸡低蛋白日粮和猪日粮一样,其赖氨酸水平和其它必需氨基酸水平应满足需要,即不低于高蛋白日粮的必需氨基酸水平。
五、
双低日粮的配方实务
首先要有比较完整全面的营养模板,包括合适的蛋白能量的比例关系,还要有较全的氨基酸需要量,不仅要有必需氨基酸、还要有非必需氨基酸的需要量。理想氨基酸模式是一个不错的选择,各种氨基酸之间的比例关系很重要。在降低能量的时候,蛋白随之降低,所有的氨基酸都可以降低,反之亦然。
其次得要不断积累您所熟悉的原料的各项营养成分指标,能够积累到净能和可消化氨基酸的指标那就非常棒了
第三能量水平的确定要合理,畜禽采食量的调整不是无限度的,尤其在夏天高热季节的热应激状态下食欲不好,如果营养浓度过低会大幅影响生产性能。能量的计算如果采用净能体系,配方的理论数据与实际生产表现会更为接近。
最后得有一个能计算足够数量的营养指标的配方软件,因为配方的计算不能还像用玉米豆粕型日粮那样,计算到赖氨酸、蛋氨酸、至多算到苏氨酸就可以了,做低蛋白日粮得考虑必需和非必需氨基酸,任何一种氨基酸的缺乏都会影响养殖效果,建议使用可消化氨基酸含量参与计算,这样的应用效果更为可靠。
另外,由于双低日粮常规原料用量少,采用的替代原料较多,增加一些饲料酶制剂会有较好的效果,当然最好能计算到饲料中含具体的非淀粉多糖的含量,再确定使用多少数量的酶则更好。
能够成功地解决双低日粮的问题,能够缓解我国当前饲料原料紧缺、降低饲料成本、减低环境污染,是饲料行业的发展方向,值得业内人士探索、应用。 |