不同能量和蛋白质水平对育肥猪生产性能的影响研究
2023-12-28谢佳峻鲍佳亮郁希龙邹冬彬杨云胜吕仁龙孙进华武洪志
谢佳峻,鲍佳亮,郁希龙,杨 运,邹冬彬,杨云胜,吕仁龙,孙进华 ,武洪志
1.东北农业大学动物科学技术学院,黑龙江哈尔滨 150030;
2.中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所,海南海口 571101;
3.内蒙古呼伦贝尔市农垦集团哈达图农牧场有限公司兽医站,内蒙古呼伦贝尔 021511
2022 年我国生猪出栏量接近7 亿头,猪肉产量5541 万t,生猪产值1.7 万亿元,现阶段我国生猪产业的高产量与高产值依赖于饲料的过量消耗,需要在猪营养与饲料领域进行科研攻坚,减少资源的过度使用,实现生猪养殖业的可持续发展(刘小红和陈瑶生,2023;朱战国等,2023)。我国生猪产业的饲料成本高于丹麦、加拿大、巴西、荷兰、德国、西班牙等农业发达国家,同样生产50 kg胴体重,我国需多支出150 元左右的饲料成本(高海秀等,2020)。在饲料成本控制方面的落后阻碍了养猪业经济效益的提高,可以适当进行限制饲喂以控制成本。但限制饲喂会延长育肥猪达到目标屠宰体重的天数(Font-i-Furnols 等,2020),因此不能盲目限饲,需结合对猪生产性能的影响来调整日粮营养水平。随着动物遗传育种与繁殖技术的进步和应用,育肥猪生产性能已得到很大程度的提高,而在育肥猪的营养需要方面进行研究,可使生产性能得到进一步提高。能量和蛋白质是育肥猪生产性能的直接制约因素,因此以能量和蛋白质水平为衡量指标,分析不同营养水平对育肥猪生产性能的影响具有很强的现实意义。Batorek-Lukač 等(2021)研究表明,降低免疫去势公猪日粮的净能(NE)水平,可提高瘦肉含量,同时使背膘厚度减小。降低饲料粗蛋白质水平并添加游离氨基酸是养猪业可持续发展的趋势,既节约蛋白质饲料资源、减少氮排泄、降低饲料成本和肠道疾病风险,又不损害生长性能(Wang 等,2018)。本文综述了不同能量水平、不同蛋白质水平、能量×蛋白水平的饲料对育肥猪生产性能的影响,旨在为育肥猪饲料配方中营养水平的设计提供参考,也为改善猪的生长速度、饲料报酬和胴体组成提供科学依据。
1 不同能量水平对育肥猪生产性能的影响
1.1 低能量水平
猪能根据日粮能量水平自主适应性调整其采食量。乔凯(2019)发现,降低日粮消化能(DE)水平能显著增加江泉白猪日采食量(ADFI)(P<0.05),其 中DE 水 平 较NRC 降低10% 使60~90 kg 猪ADFI 增 加372 g/d,DE降 低20% 使ADFI 增 加547 g/d。Aymerich 等(2020)在保证赖氨酸摄入充足的前提下,将育肥前期(20~40 kg)猪日粮NE 水平由2550 kcal/kg降低至2360 kcal/kg,发 现ADFI 只 增 加50 g/d(P<0.01)。推测是育肥前期猪胃内容积较小,无法继续增加采食、摄入更多日粮。Liu 等(2021)对60~108 kg 的未去势育肥后期公猪采取每日DE 摄入水平44 MJ/d 梯度减少至26 MJ/d 的饲喂方案,发现公猪DE 摄入每减少1 MJ/d,胴体背膘厚度(标准化胴体为83.7 kg)降低0.125 mm,这可能是过去二十年来该公系低背膘厚度遗传选择的结果。Batorek-Lukač 等(2021)试验结果与之类似,降低85~126 kg 免疫去势公猪日粮NE 水平,8.5 MJ/kg 组的背膘脂肪沉积显著减少(P<0.05)。van den Broeke 等(2022)对 免 疫去势的育肥后期(117~130 kg)猪的研究表明,饲喂NE 水平为8.8 MJ/kg 和10.2 MJ/kg 日粮的猪在ADFI 上无显著差异(P>0.05),而前者的每日NE摄入总量和日增重(ADG)更低(P<0.01)。推测是由于免疫去势阻断了性腺轴,断绝了睾丸产生的雄、雌激素对食欲的抑制作用,采食量增加至最大胃肠容量,难以因能量水平低而继续增加采食。育肥猪饲料中的能量成本是饲料成本的主要组成部分。Smit 等(2021)发现,30~115 kg 育肥猪日粮的NE 水平由9.84 MJ/kg 降低至9.21 MJ/kg,其ADG 无显著差异,饲料成本降低C$ 21.87/t(P<0.01),使每头猪的毛收入(总收入减去饲料成本)增加C$ 1.82(P<0.05)。因此在育肥猪生产中,适当限制日粮中的能量水平,可以降低生产成本,增加养殖效益。崔原年(2020)报道,对35~100 kg 育肥猪进行能量限饲,限饲30%组在限饲期ADG 和料重比显著低于对照组(P<0.05),经45 d 补偿生长后,全期ADG 和F:G 仍显著低于对照组(P<0.05),而能量限饲20%组和10%组在补偿生长过后全期生长性能与对照组无显著差异(P>0.05)。因此,盲目能量限饲无法满足生长育肥猪的营养需要,会导致生产性能下降,必须结合对生产性能的影响调整日粮能量水平。
1.2 高能量水平
van der Meer 等(2020)试验发现,通过施加低卫生条件(SC)对育肥前期的猪进行慢性、低级别的免疫刺激,可使绝食产热增加,ADFI 和ADG减少,蛋白质表观消化率和机体蛋白沉积也降低(P<0.05);对于ADG,SC 与日粮之间存在交互作用(P<0.05),其中基础日粮和补充蛋氨酸、苏氨酸、色氨酸日粮对低SC 猪的影响为正,对高SC 猪的影响为负。因此,在卫生条件较差的养殖环境中,应适当提高日粮能量水平,以抵消环境刺激对育肥效果的不良影响。Matsui 等(2018)以56 kg 育肥猪为试验对象,分别饲喂不同能量水平日粮,结果表明,高能日粮组育肥猪的平均体重显著高于低能日粮组(P<0.05),猪大肠产甲烷菌的组成明显受不同能量水平影响(P<0.05)。有研究报道,消化道产甲烷菌可能通过上调过氧化物酶体增殖物激活型受体γ(PPARγ)、禁食诱导脂肪因子(Fiaf)、脂蛋白酯酶(LPL)、蛋白磷酸酶2A(PP2A)、固醇调节元件结合蛋白-1c(SREBP-1c)、碳水化合物反应元件结合蛋白(ChREBP)和脂肪酸合酶(FASN)等基因的相对表达量,促进能量代谢和脂肪沉积(罗玉衡,2010)。Park 等(2020)试验发现,日粮ME 较NRC 提升150 kcal/kg,猪在育肥前期和育肥后期的生长性能和营养物质消化率均明显提高,这种促生长效果在夏季更为明显。推测是由于高温环境下饲料转化率高于低温环境,故饲料因素的影响效果在夏季比冬季明显。但是Curtasu 等(2018)研究表明,以30 kg 小型尤卡坦猪为模型,随意摄入总能(GE)为19.24 MJ/kg 的高能日粮,明显加重了猪的肥胖,同时导致其氧化水平增加,有代谢失衡和代谢综合征的迹象。提示日粮能量水平不宜过高,否则会损害动物福利,通过兽医投入增加、产品品质下降、猪只死亡率升高等多方面影响养殖业可持续发展。
2 不同蛋白质水平对育肥猪生产性能的影响
2.1 低蛋白质水平
蛋白质补充剂是最贵和最具限制性的饲料成分之一,全球饲料蛋白供应短缺,不足以支持目前的动物生产水平(Kim 等,2019)。因此可以通过降低饲料蛋白质水平节约饲料成本。Liu 等(2023)研究发现,与正常日粮(13.5%)相比,平衡氨基酸的低蛋白(10.8%)和极低蛋白(8%)日粮均不影响育肥猪的生长性能和胴体性状(P>0.05),但显著改善背最长肌脂肪酸和氨基酸组成(P<0.05),降低盲肠生物胺含量(P<0.05)。表明降低日粮粗蛋白质可以减少后肠蛋白质发酵产生的有害物质,降低对环境的污染。张俊杰等(2023)试验表明,将日粮粗蛋白质水平降低1%~2 %并补充限制性氨基酸,对育肥前期和后期猪的生长性能和肉品质基本无显著负面影响,且增强肌肉抗氧化能力。此外,马倩倩(2021)发现,将正常日粮蛋白水平降低1.5%并额外添加必需氨基酸,育肥后期猪的ADG、ADFI 和F:G 均不受影响(P>0.05),同时粗蛋白质(P<0.01)、钙(P<0.01)和磷(P<0.05)的消化率显著提高。夏季高温是育肥猪生产必然会经历的环境应激,Wang 等(2022)报道,在夏季,与正常蛋白日粮相比,将日粮的粗蛋白质水平由12%降低至10%,同时补饲限制性氨基酸,对育肥后期猪的ADG、ADFI 和F:G 等生长性能指标均无负面影响(P>0.05)。此外,易琼等(2021)试验表明,在高温环境中,与未补饲氨基酸的低蛋白(12%)日粮相比,补饲氨基酸的低蛋白日粮,能提高育肥后期猪的蛋白质消化率,促进体内蛋白质合成,改善低蛋白引起的生长受阻。在低蛋白(10.7%)日粮中,与仅添加限制性氨基酸相比,添加异亮氨酸和限制性氨基酸,显著降低了75~100 kg 育肥猪的料重比,提示育肥后期猪对异亮氨酸的需求量较大(Zhao 等,2019a)。石宝明等(2019)将正常日粮粗蛋白质水平(14.52%)降低至12.52%,平衡氨基酸并添加1.0%酪氨酸,对60~100 kg 育肥猪的生长性能无显著影响(P>0.05),蛋白质表观生物学价值和净蛋白利用率显著提高(P<0.05),肉色红度值也显著升高(P<0.05)。提示酪氨酸可能有改善肉色和氮排放的作用。Wang 等(2018)报道,当猪日粮中的粗蛋白质减少量不超过4%时,应补充赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苏氨酸;粗蛋白质低于标准需要量达6%时,补充支链氨基酸不会对生长性能造成显著影响;粗蛋白质含量减少6%以上,则需要加入足够的非必需氨基酸以抵消蛋白过度缺乏对生长的阻碍作用。
2.2 高蛋白质水平
环境应激是影响育肥猪生产的重要因素,如热应激可提高猪的体温(Cervantes 等,2017),并通过影响肠道及下丘脑的采食因子的表达降低采食量(刘帅,2022),对猪的健康和生长性能产生负面影响。Morales 等(2019)研究表明,与10.8%粗蛋白质的日粮相比,提升蛋白质水平至21.6%可明显提高60 kg 育肥猪的ADG 和G:F(P<0.01),纠正热应激引起的氨基酸摄入减少(P<0.01),但可能进一步提高体温。章杰等(2017)试验发现,低蛋白日粮(10.5%)组相比,高蛋白日粮(16.5%)能显著改善荣昌猪的ADG(P<0.05)。郎芯蕊(2020)以114 kg 左右“杜×长×大”三元杂交育肥猪为试验对象,发现日粮蛋白水平由12%增加至16%,猪的ADG 提高了6.21%(P<0.05),F:G 降低了6.56%(P<0.05),ADFI 无明 显 变化(P>0.05)。但是不能过度提高蛋白含量,长期过度摄入蛋白质会损害肾脏功能,加重机体负担,严重影响机体健康 状 况(Snelson 等,2021;Ko 等,2020;Kamper和Strandgaard,2017)。可改变饲喂方式,有选择地使用高蛋白日粮,以实现最优化生产。Wu 等(2018)发现,早晨饲喂高蛋白日粮并逐渐减少蛋白质水平(每日8:00~12:00~18:00 分别饲喂日粮蛋白水平21%、18%、15%),可以显著提高育肥前期猪的ADG(P<0.05),降低F:G(P<0.05),改善肌肉质量特征,并降低饲料成本。
3 能量×蛋白水平对育肥猪生产性能的影响
蛋白质的热效应比碳水化合物和脂肪高(温昀斐等,2020),可通过适当降低蛋白质水平,减少蛋白质脱氨相关的能量损失以及泌尿和后肠发酵的能量损失(Pomar 等,2021),节省能量饲料的添加。陈佳亿等(2021)发现,相较于正常日粮,低营养水平(DE 降低1.25 MJ/kg、粗蛋白质降低2%)和超低营养水平(DE 降低2.5 MJ/kg、粗蛋白质降低3%)在前期(17~30 kg)会显著降低宁乡猪的ADG 和F:G(P< 0.05),而全期生长性能无显著差异(P>0.05),推测低蛋白质水平减少了氮周转代谢对能量的消耗,并且在中后期发生补偿生长。Fang 等(2019)研究发现,13.82 MJ/kg 的高ME×13.2% 的高蛋白水平日粮可以提高育肥猪的生长性能,并改善脂肪酸组成。但是Zhao 等(2019b)试验结果表明,在各阶段和全周期内,高能量× 高蛋白、高能量× 低蛋白、低能量× 低蛋白3 种能量蛋白水平日粮处理的育肥猪ADG、ADFI 和F :G 均无显著差异(P>0.05)。此外,在日循环高温条件下,高能量× 低粗蛋白质日粮可显著提高猪的生长性能,但是每日能量摄入和每千克增重耗能均有所增加(Fraga 等,2019)。日粮能量具有节约蛋白质作用,即当碳水化合物和脂肪供能充足时,蛋白质仅发挥自身作用,而不作为能源物质被消耗,因此蛋白质需求与能量密切相关,综合能量水平与蛋白水平对育肥猪生长性能的影响仍有待进一步研究。
4 小结与展望
能量和蛋白质对育肥猪生产性能的发挥具有重要影响作用。营养水平过高或过低都可能阻碍育肥猪的正常生长发育,影响健康。因此,在日粮配方中,应严格把控各营养物质的添加量。目前仍存在许多未解决的问题,例如育肥猪在不同环境和不同阶段的营养需求,在不同营养水平下的生产性能、饲料成本和效益等,需要进行更全面和深入的研究,使猪达到最佳的生长性能和健康状态,从而实现育肥猪生产的最佳化。