建立猪的可消化钙需要量

刘文峰 梁代华 杨洋

摘  要：测定猪日粮中各种原料钙（Calcium，Ca）的标准全消化道消化率（Standardized Total Tract Digestibility，STTD）和微生物植酸酶对猪Ca的STTD的影响，测定体重11 kg～50 kg、25 kg～ 50 kg和100 kg～130 kg的猪对Ca的STTD需要量，就可以根据Ca的STTD值来配制日粮。结果表明：日粮提供超过猪对STTD Ca的需要量会影响动物的生长性能，如果日粮中STTD磷（Phosphorus，P）的含量微乎其微，这种情况會更加严重;然而，如果日粮供应的STTD P超过猪的需求量，则过量Ca的负面影响会减弱。因此，在日粮配方中我们需要考虑微生物植酸酶对STTD Ca的影响。根据目前所掌握的资料，体重小于50 kg的猪其日粮中STTD Ca∶STTD P的比率为1∶1～1.35∶1，体重大于100 kg的猪其日粮中STTD Ca∶STTD P的比率不超过1.1∶1。

关键词：猪;消化率;矿物质;磷

中图分类号：S816 文献标志码：C 文章编号：1001-0769（2019）01-0012-06

过去，猪对日粮中钙（Calcium，Ca）的需要量都以总Ca的形式表示，同时猪对所有饲料的营养需求表包括不同品种猪的总Ca需要量。这与猪对磷（Phosphorus，P）的需要量形成鲜明对比，P的需要量通常表示为全消化道表观可消化（Apparent Total Tract Digestible，ATTD）P或标准全消化道消化率（Standardized Total Tract Digestibility，STTD）P。最新版《猪营养需要》（NRC，2012）则将猪的总Ca需要量按STTD P乘以2.15来计算。而制定《猪营养需要》的美国国家科学院科学研究委员会承认，之所以采用这种方法，仅仅是因为目前没有饲料原料中Ca的消化率数据，同时该委员会也特别指出，“最理想的比率应该是可消化Ca与可消化P的比率，而不是总Ca与STTD P的比率”（NRC，2012）。因此，缺乏饲料原料中Ca的消化率数据使得该委员会无法估计猪对Ca的STTD需要量。然而，在过去的几年中，相关人员已经测定了含大量Ca的饲料原料中Ca的消化率值，因此，我们可以开始估计不同品种猪对所喂饲料的可消化Ca需要量。其目的在于提供目前饲料成分中Ca消化率可用的数据和生长肥育猪对STTD Ca需要量的初步资料。

营养需要量通过阶乘计算（factorial calculations）或经验测量（empirical measurements）获得。由于阶乘计算考虑了多个因素，如可获得性、体内营养物质的流失和沉积，因此，Weremko等（1997）认为使用该方法得到的需要量更精准。使用一个或多个响应标准来确定营养需要量的经验测量已经得到最普遍使用（NRC，2012;Weremko等，1997）。然而，性别和年龄等因素可能会影响猪的营养需要量（NRC，2012）。

肌肉和骨骼是彼此独立生长的，因而Ca和P在肌肉组织和骨骼组织中的沉积不是直接成正比的（Crenshaw，2001）。因此，对于体内Ca和P的比率，体重25 kg的猪介于1.20∶1～1.60∶1，体重50 kg的猪介于1.25∶1～1.70∶1（Hendriks和Moughan，1993;Mahan和Shi，1998;Pettey等，2015;Rymarz等，1982;Wiseman等，2009）。然而，由于体内96%～99%的Ca存在于骨骼组织中（Crenshaw，2001），我们推测可以使骨灰分含量最大化的STTD Ca需要量与使Ca在体内沉积最大化的需要量接近。

1  饲料原料中钙的消化率

测定猪饲料原料中Ca消化率的初步研究表明，猪的Ca基础内源性损失介于干物质摄入量（150 mg/kg～400 mg/kg）之间（Gonzalez-Vega等，2013）。Ca的ATTD受日粮中Ca含量的影响。因此，与较高的Ca摄入水平相比，在低摄取水平下，内源Ca对粪便中Ca含量的影响较大。所以，混合日粮中的ATTD Ca值不是加性的，而且因基础内源性损失Ca的消化率需要校正，且以Ca的STTD值表示。

近年来，研究人员为了测定猪饲料原料中Ca的STTD值进行了许多试验（表1）。一般来说，Ca的最大STTD值来自动物源性饲料原料，而大多数无机Ca源中Ca的STTD值小于其在大多数动物蛋白中的值。在谷物和大部分谷物副产品中，Ca的含量很少或没有;而油料作物的饼粕可以为日粮提供一定数量的Ca，其中菜籽粕含有的Ca浓度最高。然而，与P类似，在油料作物的饼粕中，一部分Ca与植酸结合，结果Ca的消化率下降。因此，向含有油料作物饼粕的日粮添加微生物植酸酶会提升Ca的STTD值（Gonzalez-Vega等，2013）。这就可以解释Ca在添加微生物植酸酶的玉米-豆粕型日粮中的消化率高于其在结合豆粕中植酸后被释放出后的消化率（Almeida和Stein，2013）。因此，有人推测，来自矿物质添加剂的其他日粮Ca可能会与玉米-豆粕型日粮中的植酸相结合。事实上，如果向玉米-豆粕型日粮添加微生物植酸酶会提高碳酸钙但不是磷酸二氢钙或磷酸氢钙中Ca的STTD值（Gonzalez-Vega等，2015a）。同样，向玉米型日粮添加微生物植酸酶会提高鱼粉中Ca的STTD值（Gonzalez-Vega等，2015b），但是微生物植酸酶对于其他动物蛋白（如肉骨粉和禽肉粉）中Ca的STTD值影响还不清楚（Merriman等，2016b）。微生物植酸酶也可以提高乳清浓缩蛋白中Ca的STTD值，但对脱脂奶粉和乳清粉中Ca的STTD值则并不如此（未发表数据）。碳酸钙的粒度大小对所含Ca的STTD值没有影响，并且猪的生长性能不受日粮中碳酸钙粒度大小的影响（Merriman和Stein，待发表）。

添加微生物植酸酶可使碳酸钙和一些动物蛋白中Ca的STTD值提高的原因很可能是猪胃中植物源性饲料原料中的植酸与猪胃中非植物源性饲料原料中的钙发生了螯合反应，从而阻止了Ca的吸收。微生物植酸酶能够降低植酸的螯合能力，与植酸结合的Ca减少，从而导致Ca的消化率提高。然而，由于日粮中过量的Ca会降低P的消化率，从而会增加粪便中的P排泄量（Stein等，2011）并降低猪的生长性能（Gonzalez-Vega等，待发表，2016年;Merriman等，2016a），因此，至关重要的是在配制生长猪的日粮时考虑添加微生物植酸酶来提高Ca的消化率。

2  钙的吸收

猪可以通过被动或主动转运吸收Ca（Bronner，2003）。如果给猪提供低水平的日糧Ca，钙的主要吸收途径是主动吸收;然而，如果提供的日粮Ca水平等于或高于猪的需要量时，钙的主要吸收途径则是被动吸收。但是，不论日粮中Ca的浓度如何，这两种吸收途径相结合会使Ca的吸收率几乎保持恒定，且Ca的吸收仅在肠道水平上存在有限的调节（Stein等，2011）。在肾脏中，Ca可以以主动转运途径从远端小管吸收到血液中，但是在发生这种情况时，Ca的吸收只采用主动转动途径，这意味着只有当血浆Ca浓度较低时Ca才被吸收。因此，如果血浆中Ca浓度足够高，那么从肾小管吸收的Ca将较少，而更多的Ca将排泄到尿中。因此，猪体内Ca的主要平衡调节部位是肾脏（Gonzalez Vega等，待发表）。

3  生长猪对可消化钙的需要量

为了确定生长猪对可消化Ca的需求量，研究人员进行了三项试验。在第一项试验中，6种日粮中的STTD P浓度均为0.36%，但可消化Ca的水平各不相同，介于0.32%～0.72%（Gonzalez-Vega等，待发表）。另外，研究人员还配制了两种日粮，日粮中的Ca含量为0.72%、STTD P的浓度为0.33%或0.40%。试验开始时，这8种日粮分别喂给体重（11.39±1.21）kg的猪22 d，每个处理设8个重复猪圈，每个猪圈饲养4头猪。每头猪在试验开始和结束时进行称重。在试验的最后一天，研究人员从每个猪圈选出一头猪进行宰杀，并取出右股骨。在试验结束时，研究人员计算试验猪的平均日增重（Average Daily Gain，ADG）、平均日采食量（Average Daily Feed Intake，ADFI）和平均增重耗料比（Average Gain To Feed，G∶F），并对宰杀猪的股骨进行灰化，并分析Ca和P的含量。这些日粮还饲喂80头猪，试验猪分别饲养在代谢笼中，每笼一头，每种日粮设有10头重复猪。收集所有试验猪的粪便和尿液，计算Ca和P的平衡。

第二项试验采用4×5因子设计，共使用20种日粮，日粮中的STTD P浓度分别为0.15%、0.31%、0.39%和0.47%，STTD Ca的浓度分别为0.13%、0.27%、0.42%、0.57%和0.72%。这20种日粮分别饲喂240头初始体重为（24.70±1.27）kg的猪，每种日粮设置6个重复猪圈，每个猪圈饲养2头猪（Gonzalez-Vega等，2016）。试验猪饲喂该试验日粮28 d，在试验最后一天，选取每个猪圈中的一头宰杀，并取出右股骨。这些日粮还饲喂120头猪，试验猪分别饲养在代谢笼中，每笼一头。本试验所测指标与试验一相同。

第三项试验共有90头初始体重为   （99.89±3.34）kg的生长猪，这些猪采用个体饲养，并随机分配到15种日粮中，每种日粮饲喂6头猪（Merriman等，2016a）。试验日粮按3×5因子配制，即STTD P浓度为0.11%、0.21%和0.31%三种日粮，STTD Ca浓度为0.08%、0.18%、0.29%、0.38%和0.49%五种日粮，共饲喂28 d。记录试验猪的初始体重和结束体重，记录它们的每日饲料消耗量，计算ADG、ADFI和G∶F。试验结束时，所有试验猪均被处死，并取出右股骨，以测定骨灰分、Ca和P含量。

试验一的结果表明，降低日粮中的STTD Ca浓度对试验猪没有明显的负面影响，但日粮中的STTD Ca浓度超过0.54%或0.50%时，对试验猪的ADG和G∶F会产生负面影响。相比之下，骨灰分含量随日粮中STTD Ca浓度的提高而提高，当STTD Ca浓度为0.48%时，骨灰分含量达到最佳状态。日粮中STTD Ca浓度分别为0.56%和0.50%时，骨中P和Ca的含量最高。同样，当日粮中STTD Ca浓度为0.60%和0.49%时，Ca和P在体内的沉积量最大。本试验结果表明，在此试验条件下，将日粮中的Ca浓度降至猪需要水平下时不会对猪的ADG和G∶F产生不良影响，但向日粮添加过量的Ca则会对猪的ADG和G∶F产生不利影响。由于骨灰分和Ca的含量在日粮的STTD Ca含量为0.48%～0.50%时可使达到最大，而日粮Ca含量在较高水平时猪的ADG和G∶F会降低，因此这些水平应该被考虑为可用于饲喂体重11 kg～25 kg猪的日粮中Ca的最大水平。这些水平对应的STTD Ca和STTD P比率约为1.35∶1，并且当STTD Ca和STTD P的比率介于1∶1～1.35∶1时，体重11 kg～ 25 kg的猪似乎可以获得最佳的生长性能和骨灰分含量，1.35∶1这一比值是应该被使用的最大绝对值。

试验二结果表明，日粮中过量的Ca对猪生长性能有害。如果日粮中的P含量偏低或低于猪的需要量，这种情况尤为严重（表2）。然而，试验结果也表明，日粮含有低浓度的Ca不会影响猪的生长性能。相反，提高日粮中STTD Ca和STTD P的浓度会改善试验猪的骨灰分、骨Ca和骨P含量以及Ca和P的沉积量。然而，试验结果表明使Ca沉积最大化所需Ca的浓度远大于使Ca在骨灰分中最大化沉积所需的Ca浓度，这与体内所有96%～99%的Ca储存在骨中的设想相矛盾（Crenshaw，2001）。试验二的结果表明，如果日粮中STTD Ca与STTD P比率在1.16∶1～1.43∶1，则猪的ADG、G∶F和骨灰分含量可达到最佳水平。日粮中STTD Ca与STTD P的比例越大，则猪的生长性能越差。

实验三的结果也证实了日粮中过量Ca会对猪的性能产生负面影响，并且表明猪的ADFI和ADG都随着日粮中Ca含量的增加而减少，而日粮中STTD P浓度对猪的ADG和ADFI没有影响（表3）。但是，在本试验中，日粮中Ca或P的含量对G∶F没有连续的影响。日粮中STTD Ca的浓度对描述猪ADG最大值的模型有负面影响，而日粮中STTD P的浓度对描述猪ADG最大值的模型无影响。然而，随着日粮中STTD Ca或STTD P的含量增加，试验猪骨灰分含量呈线性增加，日粮中STTD Ca和STTD P的浓度对描述该骨灰分响应的模型也有影响。

4  结论

（1）对体重11 kg～25 kg、25 kg～50 kg和100 kg～130 kg的猪进行的三个试验结果表明，短期内降低日粮中的STTD Ca浓度不会降低猪的生长性能。

（2）相比之下，向日粮中加入过量的STTD Ca会降低猪的ADG和G∶F，如果日粮中的STTD P水平处于猪需要的临界水平或者低于需要水平，这种效果会更明显。

（3）使骨灰分、骨Ca和骨P的含量以及Ca与P在体内沉积量最大化所需的日粮中STTD Ca的水平远大于使猪生长性能最大化所需要的水平。

（4）基于这些结果，体重小于50 kg的猪其日粮中的STTD Ca与STTD P比率建议应在1∶1～1.35∶1，而体重超过100 kg的猪其日粮中的STTD Ca与STTD P比率建议不超过1.1∶1。

（5）由于日粮含有微生物植酸酶时其所含的STTD Ca浓度会增加，因此，重要的是在制定日粮配方时应该考虑微生物植酸酶对STTD Ca的影响。