生猪动态营养需求研究现状及发展路径探讨

黄瑞林 丁 婧 冯泽猛 印遇龙*

(1.中国科学院亚热带农业生态研究所，中国科学院亚热带农业生态重点实验室，动物营养生理与代谢过程湖南省重点实验室，湖南省畜禽健康养殖工程技术研究中心，长沙 410125；2.中国科学院大学，北京 100049)

我国是全球最大的肉、奶、蛋等养殖产品生产国和消费国，养殖业的健康可持续发展关乎国计民生。饲料在养殖成本中有着重要的比例，是养殖业的基础。养殖业的迅猛发展，使得我国“人畜争粮”矛盾日益突出，已危及国家粮食战略安全。除了开发非常规饲料原料进行“开源”外，进一步提高养殖动物饲料利用率进行“节流”也具有迫切的现实意义。提高饲料利用率不仅涉及到节省饲料原料，还关系到生态保护。饲料供给不足将不能满足养殖动物的营养需求，影响其生长；供给过多则造成饲料的浪费，并且未被消化利用的营养物质随着粪便排出体外，若得不到有效管理，还将给生态保护带来负担[1]。生猪是我国的主要养殖畜种，年出栏量达7亿头。生猪养殖业也应积极响应国家政策，积极做好生猪养殖过程中的节源减排工作，在饲粮配制的源头上做到营养的精准供给，主要是对饲料配方进行精细化调整，如采取玉米、豆粕替代方案以及推广低蛋白质饲粮等，并做到饲料配方的动态化与精细化，使得生猪营养需求与饲粮的营养供应能精准衔接。为达到此要求，需要全面把握生猪对各种营养物质的消化吸收规律以及生猪动态生长曲线，构建生猪动态营养需求模型及研发精准供给技术。2021年科技部部署了“十四五”国家重点研发计划项目“猪禽饲料营养价值精准评定”和“猪禽动态营养需求与营养精准供给技术研究”以推动营养的精准与动态供给研究。生猪动态营养正是通过研究不同条件下的生猪动态营养需求，开发出特定生产目标导向的营养精准供给技术，为我国生猪养殖行业饲料养分利用率的提升提供基础理论支撑和实现途径引导。

1 生猪动态营养的概念

营养需求的深化研究是生猪养殖行业发展的关键。生猪营养研究已有200多年历史，从饲料原料的发现到饲料原料营养价值评定，再到生猪饲粮的配制，逐步完善生猪的营养需求，得到现在以中国“猪营养需要”、美国“猪营养需要”(NRC)等为参考的通用生猪营养需求参考体系。在生猪营养领域科技工作者多年研究推动下，生猪养殖也从最开始的粗放养殖转向现在的集约化规模养殖，从而实现了猪肉供给量的保障。随着消费者对猪肉品质要求的提高，对生猪养殖也有了更高的要求。标准化生产、精细化管理已成为养殖业发展的主旋律，来实现以最大动物生产性能为标准的精准营养供给。我们通常所说的精准营养有2方面的含义，即饲料营养价值的准确评估和动物对营养需求的精细化管理(亦即动态营养需求)。但整体来说，由于国内外现行的猪饲养标准中营养需求量是特定生理阶段下群体需求量的平均值，是该特定条件下的一个固定的静态参考值，而生猪的生长发育是连续的、变化的、动态的。因此，通过模型化探究猪动态营养需求是实现生猪精准营养的重要研究方向。动态营养是以某一生产目标导向，基于生猪遗传因素、生长阶段、生理状态、所处生长环境、养殖规模、市场行情、猪肉品质等因素而提供的精准动态的营养供给方案。生猪动态营养需求研究是精准营养研究的进一步发展，通过拟合建立系列适用于准确预测不同状态下生猪营养需求和生产性能的动态模型，指导制定最佳生猪营养供给方案，进行生猪营养需求的动态精准供给，实现经济效益的最大化。

2 生猪动态营养需求的影响因素

生猪营养需求并非一成不变，从生猪自身来看，遗传因素、生长阶段、生理状态营养需求已有较系统的研究；养殖环境的不同对生猪营养需求也有较大影响，例如，由环境温湿度、养殖密度、空气质量、疾病等产生的不同应激状态会使营养需求发生改变，对于这方面的研究较多，其定性分析较为完善，但在定量分析层面无统一标准；不同养殖企业猪舍基础设施的差异以及对肉品质差异化追求也会使得生猪营养需求有所差异；在市场调控与环保政策的影响下，也需要对生猪营养需求进行调整。影响生猪营养需求的主要因素总结如下。

2.1 遗传因素

遗传因素包括猪的品种、品系、基因型等。国外引进品种猪和中国地方品种猪在营养需求上存在较大差异。目前我国商品猪生产中的主要品种是国外引进品种杜大长(杜长大)三元杂交商品猪，具有生长速度快、饲料转化率高、胴体瘦肉率高、胴体脂肪率低、生产成本小等特点[2]。市面上常根据种猪的引种来源，将杜长大三元杂交猪分为多个品系，如美系、加系、台系、法系等。从生长速度来看，加系、丹系、美系、法系依次减慢[3-5]，生长速度的差异说明不同品系猪的营养需求存在差异。同时，国内地方猪种在国家养猪业建设与发展中起到关键性作用，国内地方猪种具有产仔数较多、耐粗饲、抗寒、抗病、适应性强、肉质好的优点，对地方优良猪种进行合理的开发利用具有广阔前景[6]。

目前规模化养殖在各个方面已经充分优化，养殖成本很难进一步降低，因而未来生猪养殖的出路将不仅仅通过饲养生长速度快、瘦肉率高、饲料转化率高的杜长大三元杂猪来达到利润的最大化，也可结合我国地方猪种的优势实现对差异化肉品质的需求，针对不同生产需求提供不同的营养需求，实现猪肉风味和品质的提升，以及不同功能猪肉如烤乳猪、腊肉等的规模化与精准化养殖，而支撑其发展的是不同猪种和不同生产需求下营养需求的确定。

根据中国《猪营养需要量》(GB/T 39235—2020)[7]，瘦肉型猪如杜长大商品猪饲粮消化能需要量在14.22～14.81 MJ/kg、赖氨酸代谢能比在0.52～1.10 g/MJ，而脂肪型猪如中国地方猪种饲粮消化能需要量在13.81～14.95 MJ/kg，比杜长大商品猪低0.5 MJ/kg左右，蛋白质需要量也较低，其赖氨酸代谢能比在0.37～0.81 g/MJ。

2.2 生长阶段

目前国际上常用的猪饲养标准是根据日龄或体重将生猪的生长分为特定阶段，进而根据各阶段的营养需求配制出教槽料、保育料和育肥料等若干种饲粮。例如，中国《猪营养需要量》(GB/T 39235—2020)[7]将饲粮供给按照养分浓度基础划分为6个体重阶段(3～8 kg、8～25 kg、25～50 kg、50～75 kg、75～100 kg、100～120 kg)；美国NRC(2012)《猪营养需要量》[8]将饲粮供给按照养分浓度基础划分为7个体重阶段(5～7 kg、7～11 kg、11～25 kg、25～50 kg、50～75 kg、75～100 kg、100～135 kg)。每个阶段根据猪对各类营养素的需求变化提供不同的饲粮配比，以达到较好的饲喂效果和经济效益。但各国猪营养需要标准由于饲养品种品系以及饲养条件等不同，其划分阶段以及营养水平不完全一致，如表1所示，与美国NRC(2012)《猪营养需要量》[8]相比，中国《猪营养需要量》(GB/T 39235—2020)[7]规定的消化能水平相对偏低，而赖氨酸水平相对偏高。总体来说，不同生长阶段营养需要不一致。例如，仔猪断奶阶段常发生断奶应激，并因为代谢旺盛，对饲粮营养水平要求较高，蛋白质主要用于机体体重的增加，碳水化合物、维生素和矿物元素主要是用于增强机体代谢，预防疾病[9]；生长猪主要是骨骼的发育和肌肉的生长，对蛋白质和矿物元素的需求量较高[10]；而育肥前期以脂肪沉积为主，对能量的需求量增加，以提高日增重，而对蛋白质的需求量相对减少[10]；育肥后期需适当降低饲粮中蛋白质和能量水平，防止脂肪堆积，改善胴体品质[11]。

表1 中国《猪营养需要量》(GB/T 39235—2020)与美国NRC(2012)《猪营养需要量》对比Table 1 Comparison of Nutrient Requirements of Swine in China (GB/T 39235—2020) and in United States NRC (2012)

2.3 生理状态

生猪在不同生理状态下的营养需求存在差异。后备母猪需要适当限制能量摄入，其目的是限制相对于体重的脂肪沉积，但不严重影响肌肉发育，过度限饲如能量限制为自由采食量的75%会延缓母猪发情时间，同时影响母猪排卵数，使产仔数下降[12]。母猪配种后在妊娠前期、中期和后期的营养需求有所不同，初产母猪和经产母猪的体况又各有差别，故营养需求存在较大差异。妊娠母猪如不限饲使其体况较肥，会导致其出现食欲差、输卵管不通、乳房通乳性低、产程长等生产机能下降的问题；但过度限饲则造成母猪肠胃空虚，会带来一系列的不良反应，故应提高饲粮中粗纤维含量，适当降低玉米及油脂含量，保持母猪胃肠的饱腹感。同时，配种后适当的饲粮营养水平有利于猪胚胎的存活，过高或过低的能量水平均会造成母猪体内激素浓度的改变，不利于早期妊娠期间的胚胎发育和存活[13-14]。临产母猪和哺乳母猪需增加饲粮能量摄入以改善母猪生产性能、提高仔猪的活力和生长、增加断奶时的产仔数和体重[15-19]。空怀母猪则需要增强体质以及恢复膘情，所以需合理搭配饲粮以获取足够的能量、蛋白质、赖氨酸、维生素、矿物质等[20]。对于种公猪，需要提供充足的营养进行科学饲养以确保其精液品质及繁殖性能，其中赖氨酸和维生素对公猪睾丸发育及提高精液质量有重要意义[20]。

2.4 应激状态

猪的营养需要量都是根据理想的养猪生产条件设计的，是猪生活在最适宜的环境条件下的营养需要。但在实际养猪生产中，养殖环境的变化会使猪产生各类应激影响猪的生长发育，例如温度、养殖密度、环境质量、疾病和免疫强化状态、生产以及运输屠宰过程产生的刺激等，在不同的应激状态下猪的营养需要会发生变化。营养不足会造成猪的生长受限，不均衡的营养和过多的营养同样影响猪的生长性能，影响饲料利用效率。因此，需依据猪不同的生长状态及时调整饲料配方，以找到能正好满足猪最佳生长速度的饲粮供应量，提供最佳营养需要。

2.4.1 冷、热应激

准确控制猪舍环境参数是规模化养猪场生产中必不可少的环节，但季节以及区域气候差异造成猪舍内温度很难统一化管理，如何根据舍温的变化提供最适宜的营养需要成为重要的研究课题。猪不同阶段最适舍内温度存在差异。研究表明，猪舍温度在10～31 ℃时，各体重阶段猪平均日采食量随温度的升高先减小后缓慢增大最后减小[21]。生长猪在常温(18～21 ℃)下其平均日增重最大，料重比最低，其次为低温(8～11 ℃)下，高温(28～31 ℃)下最差；低温组猪平均日采食量最大，但料重比低于常温组[22]。与饲养在20 ℃下的生长猪相比，饲养在5 ℃低温下的生长猪的平均日采食量增加，平均日增重减少，料重比增加[23]。环境温度由23 ℃升高至29 ℃时，生长育肥猪的平均日增重显著降低17%；再升高至35 ℃，平均日增重显著降低40%[24]。

猪对热应激尤为敏感，热应激下猪采食量减少、生长速度减慢，故对营养物质的需要也随之改变。首先，热应激情况下，随着猪采食量的降低，能量的摄入不能满足生长需求，因此需要适当提高饲粮中能量水平，提高猪能量绝对摄入量，以促进生长。饲粮能量水平的提高可以提高25～45 kg阶段生长猪的生长性能，缓解热应激状况[25]。饲粮能量水平的提高可降低泌乳母猪分娩至断奶后的体重损失及断奶至发情间隔[26]。同时，猪对脂肪的消化率高于其他营养物质，在猪饲粮中使用油脂替代部分碳水化合物可获得较高的生产净能。饲粮中油脂的添加也有助于改善适口性，提高猪只采食量，进而提高生长性能。饲粮添加2%～3%混合脂肪或添加乳糖、蔗糖等均能显著提高饲粮能量水平，缓解应激期间的能量摄入不足问题[27]。热应激下猪的饲粮摄入量减少，故需提高饲粮中蛋白质或游离氨基酸水平，但饲粮中蛋白质的消化、吸收与代谢产生的热量会进一步增加体热负荷，加重机体的热应激反应。据报道，将饲粮蛋白质水平由19%降低至16%，并添加一定比例的游离氨基酸(0.88%赖氨酸、0.29%苏氨酸、0.18%蛋氨酸、0.03%色氨酸、0.08%苯丙氨酸、0.18%亮氨酸、0.07%异亮氨酸、0.14%缬氨酸、0.05%组氨酸)，可改善猪的生长性能，以减少热应激带来的负面影响[28-30]。发生热应激时猪体内酸碱平衡遭到破坏，血清钾浓度降低，尿中钾排泄量增加，电解质失衡。饲粮中补充具有缓冲作用的电解质如氯化钾、氯化铵或碳酸氢钠等可以有效调节机体pH，缓解电解质失衡[31-32]。此外，热应激条件下猪对维生素的需要也发生改变。正常生理状态下，猪自身合成的维生素C能满足生理需求，但热应激条件下维生素C合成能力降低，需求量增加，在肥育猪饲粮中添加适量维生素C和维生素E也可提高机体的免疫力，降低自由基对细胞的损伤程度，提高机体抗热应激的能力[27,32-33]。

2.4.2 养殖密度

猪的养殖密度直接影响猪舍环境，如温度、湿度、气体组成、微生物数量等变化，也会影响猪的采食、饮水、活动、休息等行为，间接影响猪的生长性能，同时影响其营养需求[34]。在同一饲养条件下，随着饲养密度的增加，猪的平均日采食量及平均日增重均显著下降，料重比显著增加[35]。断奶仔猪饲养密度从0.25 m2/头提高至0.16 m2/头时，平均日增重显著降低[36]；夏季生长猪(25～45 kg)饲养密度从1.52 m2/头提高至0.76 m2/头时，平均日采食量和平均日增重均显著降低，料重比显著升高[37]。冬季生长猪(25～45 kg)饲养密度从0.91 m2/头提高至0.51 m2/头时，平均日采食量显著降低，平均日增重先提高后降低，料重比先降低后提高[38]。生长猪(40～75 kg)的饲养密度从0.85 m2/头提高至0.55 m2/头时，平均日增重显著降低，料重比显著增加；育肥猪(75～110 kg)的饲养密度从1.00 m2/头提高至0.85 m2/头时，平均日增重、平均日采食量均显著降低[39]。

2.4.3 空气质量

随着工厂化高密度饲养模式的发展，猪舍内环境发生了较大变化，不同猪舍环境也不尽相同，而猪舍内环境以及空气质量对猪的生产性能也会产生较大影响。例如，在夏季高温高湿的环境下，氨气(NH3)和二氧化碳(CO2)浓度明显低于其他季节，母猪生产性能中窝健仔数、窝死胎数和窝总仔数明显高于秋冬两季，出生窝重明显高于秋季[40]；于冬季密闭猪舍运行新风系统使保育猪舍内空气中NH3、CO2、粉尘(PM1、PM2.5、PM4、PM10、PM15)和需氧菌浓度显著下降后，平均日增重呈升高趋势[41]；一般猪舍相对湿度以60%～80%为宜，超出适宜范围会导致猪采食量降低[21]。随着不同环境下猪生产性能的变化，营养需求也需根据不同的猪舍环境进行调整。

2.4.4 疾病与免疫强化

疾病会对猪的生产性能产生消极影响，营养需要也随之发生变化，同时通过营养调控也可以提高猪只的免疫状态及抗病能力。饲粮中添加如椰子油和鱼油这类脂肪可从脂肪酸吸收及肠道屏障方面发挥对大肠杆菌攻毒仔猪的保护效应[42]。免疫应激会加快整体蛋白质周转，增加蛋白质降解，降低蛋白质和能量利用效率[43]。在免疫应激期，仔猪蛋白质合成速率降低，对饲粮蛋白质的需求降低；在恢复期，仔猪蛋白质合成速率增加，对饲粮蛋白质的需求升高[44]。仔猪在免疫应激条件下的理想氨基酸模式也发生变化，其中可消化蛋氨酸和苏氨酸需要降低，可消化色氨酸需要增加[45]。同时，在免疫应激条件下猪对氨基酸的需要量增加，以缓解免疫应激，如提高饲粮中苏氨酸、色氨酸水平可缓解免疫应激对生长猪造成的生长抑制[46]；提高饲粮中苏氨酸、精氨酸、异亮氨酸水平可提高仔猪的免疫功能，保证生长性能最优化[47-48]。在免疫应激下，仔猪对维生素和矿物质的需要也发生变化，例如，仔猪在免疫应激期间及其后继恢复过程中对叶酸的需要量增加，但随着仔猪日龄、体重与采食量增加或免疫应激恢复期的延长，对叶酸的需要量逐步减少[49]；在饲粮中添加酵母硒可缓解仔猪因免疫应激引起的生长抑制，提高仔猪的抗病力，其机理可能与酵母硒的抗氧化功能相关[50]；此外，免疫应激下仔猪对生物素、锌等的需要量也高于健康仔猪[51-52]。

2.5 猪舍基础设施

在环保监管和非洲猪瘟疫情影响下，小养殖户大量退出，推动养殖行业进一步向规模化、集约化养殖发展，同时出现“公司+农户”家庭农场的新模式，以及楼房养猪模式，而动态营养的提出与研究为不同的养殖模式给予实施基础。同时，不同猪场建设的现代化程度以及设施更新速度不一致，导致在不同养殖模式和猪舍结构下猪的生长性能也不一致。例如，发酵床技术是以农作物纤维为发酵垫料接种益生菌对猪粪进行原位降解、消纳粪尿的生态畜禽饲养法，与传统水泥地面猪舍相比，发酵床猪舍猪的平均日增重提高7.35%，料重比降低8.30%[53]；与传统的固定猪舍模式养殖相比，应用可拆迁式猪舍及其配套技术进行种养轮换生态养殖，其平均日增重、平均日采食量分别提高18.75%、7.35%，料重比降低10.42%[54]；地道通风猪舍与自然通风类型猪舍和机械通风类型猪舍相比冬季保温效果最佳，猪只平均日增重提高56.50～93.91 g，有利于生长[55]；湿帘负压风机与风扇、冷风机相比夏季降温效果最佳，能显著提高夏季猪只的生长性能[56]。故不同养殖模式和猪舍结构下猪的生长状态不同，从而对各类营养物质的需求也不同，需根据猪舍情况对营养需求进行调整。

2.6 猪肉品质差异化

随着生活质量的提高，人们对猪肉品质要求发生改变，更多地追求猪肉的口感和风味，畜禽养殖由数量型向质量型转变已成为必然发展趋势，同时非洲猪瘟等因素引发的猪价大幅升降下生猪养殖行业需要开始找新的出路。一方面，规模化养殖提供居民猪肉消费的基础需求；另一方面，趋向于对猪肉品质差异化的追求，除了通过育种改善，营养供给也成为关注的重点，以达到生产优质猪肉的目标。饲粮中营养组成，如能量中脂肪类型、蛋白质、氨基酸、维生素、矿物质等都对猪肉品质有影响，其中研究最多的是氨基酸对肉品质的影响。例如，在断奶仔猪饲粮中降低蛋氨酸水平可促进骨骼肌中的脂质沉积和慢肌纤维的形成，并提高生长育肥期肌内脂肪含量[57]；在肥育猪饲粮中降低赖氨酸水平可提高肌内脂肪含量[58]；亮氨酸可促进猪肌纤维类型从快肌纤维向慢肌纤维的转化[59]；提高饲粮中缬氨酸水平可提高肥育猪肌肉剪切力与大理石花纹评分，降低滴水损失[60]；提高饲粮中异亮氨酸水平可提高骨骼肌肌内脂肪和单不饱和脂肪酸含量，降低滴水损失和剪切力，但不影响猪的生长性能[61]；提高饲粮中精氨酸水平可提高育肥猪肌肉大理石花纹评分，降低蒸煮损失和滴水损失[62]。

2.7 市场调控

生猪养殖存在明显的周期性问题，主要原因是供求失衡。生猪的繁育周期为180～200 d，产能变化到市场存在明显的滞后性。当生猪市场出现短暂性供需偏紧状态时，养殖场压栏增加，在生猪已经达到出栏体重后继续饲养，以期获得更高的利润；而市场严重供给过剩时，养殖场抛售增加，用低于市场价格大量出售达到或未达到出栏体重的猪，以降低损失。据计算，猪价在11～12元/kg时，建议在猪体重为125 kg前出栏，猪价在9～10元/kg时，建议在猪体重为100 kg前出栏[63-64]。同时要着重关注生猪期货的价格波动曲线，如果价格处于周期高位，就要及时调节养殖规模，降低存栏数量；如果价格处于周期低位，就要及时增加养殖规模，加大投入，提高养殖数量，以对抗周期性[65]。故在市场行情以及猪周期的变化下，需依据其产生的生猪抛售与压栏特定条件进行营养供给的调整，改变猪生长速度和日增重，以做到利润最大化和损失最小化。

2.8 生态发展导向

为响应国家“双碳”和环保政策的号召，养殖业对碳、氮、磷等营养需要的推荐值也有了一些变化，以减少粪便以及气体中碳、氮、磷的排放。在低蛋白质饲粮模式下，降低猪饲粮中氮含量能降低11%粪氮和22%粪磷含量，改善粪便中氮、磷对环境的污染[66-68]。仔猪饲粮粗蛋白质水平降低至18%左右(降低3%)，并通过添加限制性氨基酸(赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苏氨酸)，可维护仔猪肠道健康、降低腹泻率和改善其生长性能[69]。有关低蛋白质饲粮补充合成氨基酸的研究已不限于4种限制性氨基酸[69]，一些功能性氨基酸也可改善仔猪的肠道功能[70]和生长性能[71]，使其达到正常蛋白质饲粮的效果。上述研究表明，低蛋白质饲粮可以在不影响甚至提高动物生长性能的条件下降低蛋白质原料用料，并减少氮排放，因此，低蛋白质饲粮是解决畜禽养殖污染和蛋白质饲料资源短缺问题的有效手段[69]。另外，有研究表明，饲粮中添加含高直/支链淀粉比的豌豆淀粉能够改变粪便中微生物发酵模式，降低粪便pH，最终减少粪便中氨态氮(NH3-N)、生物胺、吲哚和粪臭素的排放[72]。

3 生猪动态营养的实施路径

3.1 深化科学研究：生猪动态营养的数学模型基础

长久以来，国内外学者致力于通过数学模型估算动物生长及体成分组成的研究。Gompertz模型因对试验数据模型拟合效果好、参数具有显著的生物学意义而被广泛使用。Gompertz模型其数学公式如下：x(t)=ae-b×ct,其中t为时间变量，a、b和c是调节S曲线陡度的可调系数。该数学模型能够有效描述动物生长曲线和体成分组成，为预测模型和动态营养需求的构建奠定了理论基础[73]。徐子伟等[74]通过解析生长绵羊毛纤维与体组织之间(毛-体)营养分配机制，测定毛纤维与体组织沉积对机体摄入养分的利用效率，建立营养需求估测方程，从而在此基础上提出绵羊生长期动态营养需求体系的初步思路。随着计算机技术的发展，动物生产的数学模型研究转向了用于预测营养需要和生产决策的模型。以色列Hebrew大学开发构建的动态线性规划模型可动态计算出在动物生长变化下饲粮中主要营养素(能量、蛋白质和氨基酸)需要量的变化，同时分析出最低成本饲料配方[75]。法国国家农业科学研究院(INRA)于2008年发布了生长猪和母猪的消化能和代谢能需要量模型，该模型是基于消化代谢法、间接测热法和比较屠宰法等一系列试验数据通过析因法建立而成[76-77]。Saintilan等[78]使用INRAPRC®软件获得猪只个体生长和采食量模型参数，并记录体重、每日采食量，计算个体营养需求，以评估饲料效率的选择对生长猪采食量和生长动态的影响。而根据INRAPRC®改编的营养模型建立可预测母猪妊娠期个体养分需求的动态变化的模型[79]。美国NRC也于2012年推出新版《猪营养需要量》，NRC(2012)采用数学建模的方法，应用仔猪、生长育肥猪、妊娠母猪和哺乳母猪4种模型预测其营养需要[8,80]。Strathe等[81]和Gauthier等[82]通过结合产仔母猪个体生产性能数据，构建母猪个体营养需要动态模型。也有大量研究者使用经验和机械模型通过考虑动物摄入和生长的变化实时估计猪群中每日每头生长肥育猪的营养需求和最佳饲粮营养水平[83-85]。Gonçalves等[86]构建了用于评估25～45 kg猪的标准化回肠可消化缬氨酸∶赖氨酸(SID-Val∶Lys)剂量反应效应的回归方程。Hauschild等[83]针对暴露于应激源下的猪只个体，实时估计显示出与典型饲养模式偏差的猪的个体营养需求。

对于动态营养需要数学模型的研究，在国内主要集中于根据析因法建立一个预测模型，对暂无统一标准的中国地方猪种的营养需要进行动态估计，通过在不同阶段根据不同日增重的需要可计算得出各个阶段猪的各项营养需要。如通过饲养试验、消化代谢试验和屠宰对比试验，建立15～30 kg、30～60 kg和60～90 kg 3个阶段沂蒙黑猪、江泉白猪能量和蛋白质需要量析因模型[87-90]。

这些模型是相对动态的，能够估测动物在某一阶段中的状态，并根据猪只状况的描述来估测营养需要和机体组成，确定会影响动物生产性能的因素[73]。但目前的研究较为零散，没有覆盖生猪养殖全生产周期的系统性的生猪动态营养需求研究，同时遗传因素、生长阶段、生理状态、应激、养殖模式、政策性行业要求、市场投资环境、肉品质差异化等因素对猪只营养需要都会产生影响，特别是应激和环境等难以控制的因素。在自然条件下各个因素是密不可分的整体，要做精准且动态的营养需要就需综合考虑所有因素，现阶段也没有能考虑到所有因素的营养预测模型，所以我们需要构建一个能基于新一代信息技术和智能装备的动态营养需要体系。

3.2 集成示范应用：生猪营养的精准供给技术

精准供给技术是在准确评估饲料营养成分、精准配制饲粮基础上，基于动物品种、年龄、性别、生理状态、体重、生产要求等信息，设定饲喂决策模型和算法，通过智能饲喂系统适时适量地为动物提供适宜饲粮的饲养技术。

3.2.1 动态饲喂

饲粮状态、饲喂时间以及饲喂频率都可对生猪营养需要的满足产生影响。例如，哺乳母猪每天饲喂3～4次为宜，饲喂次数的增加可以提高母猪采食量，改善营养物质消化率，提高泌乳性能，从而增加仔猪断奶重，并缩短母猪发情间隔[91]。但在育肥猪采食期间，日饲喂2次比日饲喂3、4次有更强的采食动机，行为规癖较少[92]。同时，按昼夜节律顺序饲喂并调整饲粮氨基酸水平，在前12 h提供较低水平的氨基酸、在后12 h提供较高水平的氨基酸有助于改善生长猪的生长性能[93]。湿料和干料的饲喂效果也有差异，与干料相比，湿料显著提高了哺乳期仔猪、保育猪以及育肥猪的平均日增重、平均日采食量，且可改善保育猪的健康状况[94-96]。

3.2.2 精准饲喂

与传统饲喂方式相比，精准饲喂可以降低赖氨酸和磷的摄入量，并降低哺乳期过度饲喂母猪的采食量[80,82]。随着智能设备和智能养殖技术的发展，电子识别系统、电子自动称量系统、微型计算机、大数据、云计算等在生猪养殖业得到初步应用[80]。通过传感器、图像、声音等检测技术获得猪采食、饮水、体重、体尺、行为等个体信息，同时结合智能测重、可编程逻辑控制器(PLC)养殖环境生态环境控制、智喂精准控制等相关技术设计基于无线射频识别(RFID)的智能化养猪系统，可实现猪只身份自动采集识别，采食过程信息、猪只生长信息的自动采集存储以及养殖环境参数和管理信息的记录管理、数据的统计分析等功能，对规模化养猪实现了全程智能管控[97]。智能化饲喂系统可以根据猪的生产阶段制定不同的饲养曲线，有利于减少因人工喂养或过渡换料对保育猪和育肥猪造成的应激[98]。智能化饲喂系统还可以促进商品猪在保育阶段的生长发育，提高平均增重和饲料利用率，降低料重比和饲料浪费[99]。

4 小结与展望

在饲料原料紧缺和生态环境保护的双重压力下，为实现生猪养殖的可持续发展，必须深化生猪营养研究，进行生猪动态营养需求研究，准确满足不同生产条件的各品种、各生长阶段的生猪营养供应。生猪动态营养需求是在特定生产目标导向下，综合考虑遗传因素、所处生长阶段、生理状态、生长环境、养殖规模、市场行情、肉品质等多种生猪生产影响因素，建立动态数学模型，进行生猪营养需求的动态精准供给，实现经济效益的最大化。而生猪智能养殖的发展为生猪生产环节多因素的动态监测提供了实现路径[100]，进一步推进了基于大量多元异构数据的生猪动态营养相关模型的构建，同时还将提供智能与精准化硬件设备，为生猪动态营养的示范实施提供手段。