徐运杰 周先文 李彦猛 周利杰
动物营养学家对保育猪和生长猪的理想氨基酸模式已有深入广泛的研究 (Fuller等,1989;Tuitoek等,1997和Kim等,2001)。用低蛋白氨基酸平衡技术配制畜禽日粮,有利于提高蛋白质的利用效率,降低N排泄对环境的污染程度。但是,母猪在妊娠期和泌乳期,由于胚胎生长、乳腺发育、乳汁形成和母体自身营养代谢的复杂性,导致对妊娠母猪和泌乳母猪的理想氨基酸模式研究的较少。近年来,部分动物营养学家开始对妊娠母猪胎儿和乳腺发育的氨基酸需要特点进行了初步研究。本文结合不同学者的研究结果,详细阐述了妊娠母猪和泌乳母猪日粮的理想氨基酸模式。
妊娠母猪日粮的能量状态直接影响母猪的泌乳性能。过高的能量会导致母猪体况偏肥,从而使母猪在泌乳期的自由采食量降低,体重损失增加。与成熟母猪相比,这对第一和第二胎次母猪体况和生产性能的影响更大(Sinclair等,1998)。相反,过低的能量或能量不足会导致母猪体况偏瘦,从而降低母猪的泌乳量、窝重、断奶重,甚至产弱仔。为了控制母猪能量的摄入量,通常采取限制采食、单栏饲养的措施。然而,限饲可能会导致蛋白质摄入不足,特别是在妊娠后期和哺乳期,容易引发“蛋白质缺乏综合症”。因此,添加外源氨基酸,平衡母猪日粮的氨基酸模式,提高蛋白质的消化吸收率在母猪日粮配制中尤其重要。
McPherson等(2004)用33头母猪的不同妊娠日龄,但同一子宫位置的320头胚胎研究表明,与妊娠的第60、75、90、102和112 d相比, 第45 d的窝重变化较小,差异显著。同时发现,在妊娠的第30 d和60 d,胎儿重和胎儿在子宫中的位置没有相关性,但是,在妊娠的第102和112 d,胎儿重量从子宫前部到子宫颈部呈线性降低趋势,且有明显差异。主要原因是母猪不能通过血液提供足够的养分来支持胎儿的最大生长(Wu等,2006)。这暗示,母猪(特别是妊娠后期)的饲养状况并不理想。为支持此观点,Mateo等(2007)研究表明,日粮添加Arg可显著提高仔猪的初生窝重、成活率和断奶重。
在传统的饲养管理条件下,新生仔猪的生长潜能无法充分发挥,影响了养猪的经济效益。因此,母猪营养,特别是母猪氨基酸营养的重要性越来越引起动物营养学家的关注。哺乳期乳腺发育是否正常影响母猪泌乳的质量,最终影响仔猪的生长发育。由此可知,母猪饲养管理的主要目标就是确保乳腺生长发育的最大化。Kim等(1999a和2000)研究报道,乳腺软组织中蛋白质和总DNA量的多少是乳腺发育好坏和泌乳潜力大小的重要指标,日粮氨基酸是否平衡和能量高低是影响乳腺生长发育的两个重要营养素。母猪哺乳期,每天摄入55 g总赖氨酸和70.642 MJ ME,乳腺生长发育就可达到最大化,大于NRC(1998)的推荐量。另外,乳腺组织吸附氨基酸的量受产仔数的影响,21 d哺乳期间,每增产一头仔猪,乳腺对Lys或EAA的需要量以 0.13 g/d或 1.20 g/d增长 (Kim等,1999b)。这与 Nielsen等(2002)的研究结果类似。综合分析 Kim 等(1999c)和 Nielsen等(2002)的研究结果表明,目前哺乳期母猪氨基酸的营养状况并不理想。
母猪(尤期是初产母猪)在妊娠后期,由于胎儿(McPherson 等,2004)、母体自身组织(Ji等,2005)和乳腺组织(Ji等,2006)的生长发育快,与前期相比,对氨基酸的需求量更大。母猪妊娠的第0~70 d,每头胎儿需要获得蛋白质17.5 g,平均每天每头胎儿需蛋白质0.25 g,而妊娠的第71~114 d分别是203.7 g和4.63 g。如果一头母猪每胎的产仔数是14头,那么妊娠前期和后期每天分别需要蛋白质3.5 g和64.8 g,后期是前期的 18.5 倍(McPherson 等,2004)。 Wu 等(1999)测定了不同妊娠阶段胎儿的氨基酸组成,结果发现,随着妊娠时间的延长,氨基酸组成模式的变化较大。以此为依据,按胎儿体蛋白总量计算,估测母猪妊娠前期和后期胎儿对蛋白质和氨基酸的需要量见表1。
此外,母猪妊娠的第0~80 d,每个乳腺需要蛋白质 11.2 g,平均 0.14 g/d;第 81~114 d,每个乳腺需要蛋白质115.9 g,平均3.41 g/d。如果一头母猪有16个乳腺,则妊娠的前期和后期每天分别需要蛋白质2.2 g和 54.6 g,后期是前期的 24.4倍(Ji等,2006)。 Kim 等(1999c)测定了妊娠母猪和哺乳母猪乳腺实质组织的氨基酸组成,结果表明,两者氨基酸的总量不同,但组成模式较一致, 即 Lys、Thr、Trp、Met、Val、Leu、Ile 和Arg分别占乳腺实质组织蛋白质总量的7.5%、4.25%、1.17%、1.98%、5.7%、8.37%、4.13%和 6.13%。按此推算,要保证乳腺的正常发育,母猪妊娠前期和后期每个乳腺每天需要获得氨基酸的量见表2。
表1 母猪妊娠前期和后期胎儿对蛋白质和氨基酸的需要量
目前,NRC(1998)推荐妊娠母猪日粮中理想氨基酸比率是以生长肥育猪的研究数据为基础,且整个妊娠期一致(Mahan等,1998)。然而,随着猪胚胎氨基酸代谢动力学的深入研究,发现NRC(1998)的推荐量远远不能满足妊娠母猪对氨基酸的需要。McPherson等(2004)和 Wu等(2005)报道,包括胎盘在内的母体组织的N沉积率与妊娠时间呈正比,综合考虑胎儿体蛋白氨基酸组成和量的变化,整个妊娠期用同样的氨基酸比率配制日粮是不合理的。综合分析Wu等(1999)、Kim 等 (2001)、McPherson 等 (2004)、Ji 等(2005)和 Mateo 等(2007)的研究结果,妊娠母猪日粮中氨基酸的理想比率见表3。Kim等(2008)按此比率配制日粮对20头妊娠母猪研究表明,实验组的体增重[(49.9±2.1) kg]极显著高于对照组[(39.2±2.1) kg],血清尿素N显著低于对照组,分别是1.97 mmol/l和2.33 mmol/l,同时,实验组母猪所产仔猪的整齐度好,变异系数CV明显小于对照组,分别是(14.4±1.3)%和(18.5±1.4)%。
表2 母猪妊娠前期和后期每个乳腺每天需要获得氨基酸的量
表3 妊娠母猪蛋白质维持和增长每天所需氨基酸的量和相对比率
泌乳和乳腺组织生长是哺乳母猪摄食氨基酸的两个主要目的。由于NRC(1998)所推荐的理想氨基酸模式在整个哺乳期不变,这就不能满足不同泌乳阶段母猪的营养需要。Kim等(2001)进一步证实了NRC(1998)所推荐模式的局限性,他建议哺乳母猪日粮的理想氨基酸模式见表4。Trottier等(1997)报道,哺乳期间,乳腺每天吸收EAA 188.5 g,其中139.5 g用于产乳,49 g存留于乳腺中,而49 g存留的EAA中,大约14%用于乳腺组织增长,其余86%代谢转变成其它非必需氨基酸和含氮物质或氧化供能。Renaudeau等(2001)报道,成熟母猪的乳汁中大约有5.2%的粗蛋白。但是,有相当一部分是尿素和氨氮,每升脱脂乳中约6 mmol和1.4 mmol。有研究发现,母猪血清的氨基酸组成 (Wu等,1999)与乳腺或乳汁中氨基酸组成(Trottier等,1997)之间的差异很大,这就表明乳腺中氨基酸的代谢转运相当旺盛。在缺食或蛋白质不足的情况下,肌肉是氨基酸的主要来源。Dourmad等(1998)报道,高产哺乳母猪每天至少需要55 g Lys才能确保体组织分解最小化。
表4 哺乳母猪的理想氨基酸模式及限制顺序
总之,由于母猪生理的特殊性,其理想氨基酸模式的研究是一项很复杂的系统工程,虽然已有所研究,但还不够深入和完善,如支链氨基酸对母猪的特殊生理作用,精氨酸对母猪繁殖性能、乳腺蛋白质代谢和泌乳的影响等。在实际生产中,为了充分发挥母猪的生产性能,以最低的生产成本使每头母猪的效益最大化,就要在不同的阶段采用不同的氨基酸模式来配制日粮,以持续保证母猪良好的体况。