猪的生长性能计算公式与比较

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猪的生长性能计算公式及比较               
                           李安军

摘要：准确了解基于饲料本质的认识基础上的猪的生长性能是营养工作者的首要任务。本文分析比较了可计算猪生长性能的三个公式：猪体成分计算法、美国NRC方法和生长曲线（日增重）公式，认为美国NRC方法实用性最强。作者对NRC方法中的难点即不同品种的胴体无脂瘦肉增重的评估给出了建议值。将建议值用于实践，即可方便的使用NRC公式计算猪的营养需要、生长性能和饲料营养标准，这将形成一个“实用型”的动态模型。基于此模型的普及和创新，将有利于饲料和养殖行业间新的合作模式的形成。
关键词：猪；生长性能；公式；创新
中国分类号：S8-01 畜牧现代化

动物生长性能、动物营养需要、饲料营养标准之间形成一个闭合环，如图1所示。所以了解生长性能及其影响因素是动物营养工作者的首要任务。从今天情况来看，我们还缺乏对生长性能清晰、明确和全面的认识。
要全面分析“猪生长性能”，作者建议读者朋友先精读两本书，一本是《猪营养需要》（第十版，美国国家研究委员会，谯仕彦等译），一本是《实用猪生产学》（第三版，由英国畜牧专家Ilias Kyriazakis教授和Colin Whittemore教授等编著）。我们现在没有自己的“方法论”来建立一个可以动态的预测基因型（品种）、营养水平、温度环境和群体环境对猪自由采食量、生长和身体组成的影响效应。而这两本书从不同的角度，运用不同的方法和公式给我们建立一个“实用型”的模型提供了素材（方法和公式等）。
总体上，本文即是对这两本书中的公式的运用、比较和分析。另受篇幅所限，仅对其中的难点即品种的评估做总结性分享。



1        生长性能计算方法比较

1.1        生长概述：
猪体成分分为：体蛋白（Pt）、体脂肪（Lt）、体水份（Yt）、和灰分（At）；按屠宰结果可分为：可食用瘦肉、可食用脂肪和骨。猪的生长主要指瘦肉（蛋白）和脂肪的生长。蛋白生长（Pr）受最大蛋白日增长（Prmax）的影响，脂肪的生长受摄入能量和营养平衡的影响；一般营养先满足维持和生存的需要，再满足蛋白需要，最后才是脂肪生长。当营养不足时，机体先分解脂肪供能，然后是体蛋白，以保证生存和繁殖需要；这主要发生在断奶后2-3周和母猪哺乳期，也是体脂肪负增长期。
计算生长的方法主要有：体成分计算法、美国NRC（第十版）推荐方法、生长曲线公式计算法。
计算生长的方法和公式常用的是：美国NRC（第十版）方法和生长曲线公式方法。两种方法均可得出日增重的结果。NRC的方法更像“正推算”，即根据摄入的营养直接推算蛋白和脂肪日增重（用不同的无脂瘦肉增重表示品种差异，主要因子是品种、饲料能量和体重）；而生长曲线公式是直接的日增重公式，其因子包括不同品种的成熟体重、生长系数。比较计算结果发现，在体蛋白增重相同时二者计算的生长性能数据（到达100公斤体重日龄、平均日增重）几乎完全相同，但具体到每日的日增重则差异较大（具体参见作者《猪的生长性能影响因素全解析》一书表4-2）；而且因此造成日采食量和料肉比（相差0.2左右）的差异。如何解释两者间差异及适当运用两种方法的问题，还需研究。（作者：其原因之一可能是NRC方法使用体重作为主要因子计算的“日增重”数据实际上是当期体重的日增重，和“当日”的日增重有区别）。
1.2        猪的体成分计算法
1.2.1        公式：
Y=a × X b
Y：体成分；a和b的“经典”值见下表1；X：绝食体重=体重/1.05。
最近的研究证明瘦肉的b值为1.0-1.1，脂肪为1.3-1.6；瘦肉的a值为0.34-0.37，脂肪为0.01-0.03；取决于品种类型。同时也证明了蛋白质的b值为0.87-0.97，油脂的为1.4-1.6；蛋白质的a值为0.19-0.3，油脂的为0.01-0.03；取决于品种类型。
表1   体成分计算
体成分        体重（kg）        空腹体重（kg）        b        a        成分比例（%）
解剖可食用瘦肉        105        100        0.97        0.41        35.7
解剖可使用脂肪        105        100        1.4        0.03        18.9
解剖骨        105        100        0.83        0.16        7.3
三者合计                                                                                 62.0
体蛋白        105        100        0.96        0.19        15.8
体水份        105        100        0.86        0.93        48.8
体脂肪        105        100        1.5        0.02        20.0
体灰分        105        100        0.92        0.049        3.4
四者合计                                                                                 88.0
说明：
1、        瘦肉/体蛋白=2.25
2、        体水份=4.1×体蛋白0.89
3、        空腹体重=体重÷1.05

1.2.2        体成分公式的应用
许振英(1983)等根据不同体重定量分析体蛋白含量，认为按方程Y＝axb可确切地描述不同品种猪的体重(X，Kg)与体蛋白(Y，kg)间的关系（表2）：

表2   猪体成分公式中不同品种猪的系数和指数
猪品种        体蛋白        体脂肪
        a        b        a        b
东北民猪        0.147        1.004        0.038        1.48
现代猪        0.178        0.96        0.016        1.622
高脂猪        0.266        0.794        0.03        1.644
低脂猪        0.17        0.967        0.017        1.658
注：表中部分数据源于Tess，1986

根据表2中数据计算的不同品种猪在不同体重阶段时的体蛋白和体脂肪组成比例见表3。

表3  按体重计算不同品种的猪体成分 （%）
体重（kg）        东北民猪        现代猪        高脂猪        低脂猪
        体蛋白        体脂肪        体蛋白        体脂肪        体蛋白        体脂肪        体蛋白        体脂肪
20        14.9        16.0        15.8        10.3        14.4        20.7        15.4        12.2
40        14.9        22.3        15.4        15.9        12.4        32.3        15.1        19.3
60        14.9        27.1        15.1        20.4        11.4        41.9        14.9        25.1
80        15.0        31.1        14.9        24.4        10.8        50.4        14.7        30.4
100        15.0        34.7        14.8        28.1        10.3        58.2        14.6        35.2
120        15.0        37.8        14.7        31.4        9.9        65.5        14.5        39.7
说明：此处体重为空腹体重；

在表3中，若知道各体重阶段间的生长天数即可得期间日蛋白增重。我们假设有两种相近a、b值的猪品种，其20-120公斤体重阶段的生长天数分别为：改良猪99天，未改良猪135天，则据此推算的蛋白日增重及无脂瘦肉日增重结果见表4。
表4  不同品种猪根据体重蛋白计算的蛋白和无脂瘦肉增重
体重（kg）        20        30        40        50        60        70        80        90        100        110        120
体蛋白质 （%）        16.08        15.82        15.64        15.50        15.39        15.30        15.22        15.14        15.08        15.02        14.97
体蛋白质 （kg）        3.22        4.75        6.26        7.75        9.24        10.71        12.17        13.63        15.08        16.53        17.96
期间蛋白增重 （kg）                1.53        1.51        1.49        1.48        1.47        1.46        1.46        1.45        1.44        1.44
改良猪期间天数                15        12        11        10        9        9        9        8        8        8
未改良猪期间天数                19        16        14        13        13        12        12        12        12        12
改良猪蛋白日沉积（kg）                0.102        0.126        0.136        0.148        0.164        0.163        0.162        0.181        0.181        0.180
未改良猪蛋白日沉积（kg）                0.081        0.094        0.107        0.114        0.113        0.122        0.121        0.121        0.120        0.120
改良猪无脂瘦肉日增重（kg）                0.230        0.283        0.306        0.334        0.368        0.366        0.364        0.408        0.406        0.405
未改良猪无脂瘦肉日增重（kg）                0.181        0.212        0.240        0.257        0.255        0.275        0.273        0.272        0.271        0.270
总结
        改良猪（20-120kg）        未改良猪（20-120kg）
生长天数        99        135
蛋白增加 （kg）        14.75        14.75
日蛋白增重（kg）        0.149        0.109
日无脂瘦肉增重（kg）        0.335        0.246

1.2.3        关于体成分公式应用的总结
由体成分公式可以计算猪体不同体重时的体成分比例，但是因为缺少生长日龄，所以并不能计算相关生长性能如日蛋白、日脂肪增重。因此，在计算猪的生长性能时体成分公式局限性较大。表4中的数据可能并不具实际价值，但方法有参考价值。

1.3        猪的生长曲线（日增重）计算法

1.3.1        生长曲线（日增重）公式
Whittemore和Green(2001)提出的 “猪从生长到成年的S形曲线”可用下公式表示：
日增重（dw/dt）=B×W×loge(A/W)      
A:成熟体重，改良猪300公斤，未改良250公斤；B:生长系数，改良0.011，未改良0.009；W：体重，公斤。
使用此公式得出的曲线即是著名的猪生长的“S形曲线”。
1.3.2        生长曲线（日增重）公式的应用

使用日增重公式计算的改良猪和未改良猪的生长性能数据的比较结果见表5。
表5  根据日增重公式计算不同品种猪的生长性能 （kg，天）
体重        日增重        日龄
        未改良        改良        日增重差异        未改良        改良
3        0.119        0.152        0.033        7        7
6        0.201        0.258        0.057        26        22
10        0.290        0.374        0.084        42        34
20        0.455        0.596        0.141        69        55
30        0.572        0.760        0.187        89        70
40        0.660        0.887        0.227        105        82
50        0.724        0.985        0.261        119        93
60        0.771        1.062        0.292        133        102
70        0.802        1.121        0.319        145        112
80        0.820        1.163        0.343        158        120
90        0.828        1.192        0.364        170        129
100        0.825        1.208        0.384        182        137
110        0.813        1.214        0.401        194        145
120        0.793        1.210        0.417        206        154
说明：
日增重（dw/dt）=B×W×loge(A/W)      
A:成熟体重，改良猪300公斤，未改良250公斤；B:生长系数，改良0.011，未改良0.009；W：体重，公斤。

1.4        美国NRC（第十版）方法

1.4.1        主要思路
        在计算营养需要的同时计算生长性能；
        先不考虑环境的影响（假设处于等温区），从“猪”的角度，计算其需要量。方法是假设营养先供应蛋白质生长，多余的能量转化成脂肪，日增重=蛋白（瘦肉）增长+脂肪增长。影响蛋白质增长的主要因素是品种（以胴体无脂瘦肉增重表示）；
        引入日采食量（体重为计算因子，实质是维持需要的倍数）和饲料消化能，计算脂肪增长的同时，得到日增重和料肉比；
        饲料中真可消化赖氨酸（%）由公式计算得来。

1.4.2        公式
公式参见《猪营养需要》（第十版，谯仕彦等译）附录1中的公式，本文略。具体过程可参考拙作《基于NRC公式的猪“动态配方”的制作》。
        
1.4.3        使用NRC公式的计算结果
当猪的胴体无脂瘦肉增重为380克/天，饲料消化能为3400kcal/kg（6-15公斤体重）和3250 kcal/kg（15-120公斤体重）时，计算的猪的能量需要量和主要生长性能如表6所示。（胴体无脂瘦肉增重代表品种差异）

表6 根据NRC公式计算的生长猪主要营养需要量和生长性能数据表
体重公斤        胴体无脂瘦肉增重（克/天）        饲料消化能 kcal/kg        日采食量 a  公斤        日增重 克        料肉比        日能量需要（摄入） 消化能 kcal/kg        饲料中真可消化赖氨酸%b
                        推荐值        最大值                               
6        380        3400        0.25                367        0.96        861        1.25
10        380        3400        0.61                490        1.25        2078        1.12
20        380        3250        0.95        1.23        619        1.53        3074        0.92
30        380        3250        1.28        1.67        739        1.74        4166        1.33
40        380        3250        1.59        2.07        834        1.91        5169        1.16
50        380        3250        1.88        2.44        910        2.07        6111        1.03
60        380        3250        2.16        2.80        968        2.23        7006        0.92
70        380        3250        2.42        3.15        1012        2.39        7865        0.82
80        380        3250        2.67        3.48        1045        2.56        8694        0.73
90        380        3250        2.92        3.8        1070        2.73        9497        0.65
100        380        3250        3.16        4.11        1088        2.91        10277        0.58
110        380        3250        3.4        4.42        1102        3.08        11039        0.52
120        380        3250        3.63        4.71        1115        3.25        11783        0.46
说明：a、体重小于15公斤猪日采食量：[-1531+（455.5*BW）-（9.46*BW2）] ÷3400；体重大于15公斤猪日采食量：0.1×体重0.75（推荐值）和0.13×体重0.75（最大值）。
b 、体重小于20公斤和大于20公斤时的饲料中真可消化赖氨酸%的公式不同。

由表6可知，使用NRC公式可较全面的计算猪的营养需要和生长性能。

1.5        使用NRC公式和生长曲线（日增重）公式的比较结果（表7）

   
表7  使用NRC公式和生长曲线（日增重）公式计算的猪生长性能数据的比较（天，kg）
体重        日增重公式（改良猪）        NRC        日增重差异（A-B）
        日龄        日增重A        日龄        日增重B       
6        22        0.258        21        0.367        -0.109
10        34        0.374        30        0.49        -0.116
20        55        0.596        48        0.619        -0.023
30        70        0.76        63        0.739        0.021
40        82        0.887        75        0.834        0.052
50        93        0.985        87        0.91        0.076
60        102        1.062        97        0.968        0.094
70        112        1.121        107        1.012        0.108
80        120        1.163        117        1.028        0.135
90        129        1.192        127        1.05        0.142
100        137        1.208        136        1.067        0.142
110        145        1.214        146        1.08        0.134
120        154        1.210        155        1.091        0.188
注：NRC公式中胴体无脂瘦肉增重为380克/天，生长曲线公式中：A=300公斤，B=0.011。
从表7中的比较看来，NRC公式和生长曲线（日增重）公式间似乎有某种内在联系。更进一步的计算发现其联系如表8所示：

表8  NRC公式和生长曲线公式（日增重）公式的内在联系
改良猪不同B值和成熟体重时的生长性能表现
B值        0.011        0.0105        0.01        0.0095        0.009        0.009
成熟体重（A值 kg）        300        300        300        300        300        280
100kg时日龄        137        143        150        158        166        172
日增重（5-120kg体重）        0.845        0.807        0.768        0.73        0.691        0.664
日采食量（5-120kg体重）        1.79        1.79        1.79        1.79        1.79        1.81
料肉比        2.12        2.22        2.33        2.46        2.59        2.73
NRC公式计算的生长性能表现
无脂瘦肉增长率（g/天）        380        350        325        300        270        250
100kg时日龄        136        143        148        155        163        170
日增重（6-120kg体重）        0.846        0.804        0.769        0.734        0.692        0.664
日采食量（6-120kg体重）        1.936        1.929        1.922        1.914        1.905        1.897
料肉比        2.29        2.4        2.5        2.61        2.75        2.86

使用NRC公式的难点在于如何评估不同品种的胴体无脂瘦肉增重。而使用生长曲线（日增重）公式的难点在于如何知道：成熟体重（或成熟体重时的蛋白含量）、生长系数B值（或蛋白沉积系数Bp值），另外计算脂肪增重也不容易。因此相对而言，作者更愿意推荐大家使用NRC中的方法和公式。

2        使用NRC公式时确定胴体无脂瘦肉增重的方法（具体内容请参看《猪的生长性能影响因素全解析》第三章：品种，李安军等编著）

2.1        屠宰法（略）
2.2        公式法（略）
2.3        作者推荐（表9）

表9  国内不同品种猪的胴体无脂瘦肉增重推荐值
品种分类        胴体无脂瘦肉增重（克/天）
土杂猪        270-300
内三元        325-340
外三元        350-395
说明：如有屠宰厂实际的屠宰数据，则以其为准。

影响猪的生长性能的其他因素（如温度、群体环境、疾病）的公式的确定、分析将在以后与大家分享。我们的最终目的是建立一个动态的模型，以计算猪的营养需要、饲料的营养标准和评估生长性能。要完成这项任务，最基本的是我们要从今天的以经验论为主的思维模式转向以“方法论+经验论”为主的思维和行为模式。这个转变可分为三步：方法（公式）准备、模型建立和实践改进。
借用彼得•蒂尔在《从0到1》中的观点，技术的实质是直达本质，销售则是将本质隐形，诉之表象，以传达给客户；技术和销售因其能力模式均可形成垄断。在变革的今日，从产业链的高度反思，作者认为我们应该回归营养学的基本层面，建立“方法论”，形成对动物生长和营养需要的行业共识，并在此基础上创新合作模式。这个新合作模式将是技术与销售的统一，是本质和表象的统一。