日粮蛋白质水平对生长肥育猪消化代谢的影响

尚秀国，邓 波，朱晓萍，陶 新，袁启志，冯尚连

（1.佛山科学技术学院生命科学与工程学院，广东 佛山 5282252；2.浙江省农业科学院畜牧兽医研究所，杭州 310021）

畜禽日粮中蛋白质含量过高不仅造成资源浪费且多余氮排放加重环境污染。低蛋白日粮可节约蛋白质饲料原料、减少氮排放从而减轻养殖业环境污染压力[1]。建立在“理想氨基酸模式”基础上的低蛋白日粮研究取得一定成效，但目前日粮配制中普遍使用消化能（DE）和代谢能（ME）体系，过高估计蛋白质饲料能量，与动物实际需求存在较大偏差[2-3]。净能（NE）是可在同一基础上表达动物需求量和所有饲料可利用能量的唯一能量体系[4]。受氨基酸生产工艺影响，日粮中常添加赖氨酸（Lys）、苏氨酸（Thr）、色氨酸（Trp）和蛋氨酸（Met），未补充缬氨酸（Val）和异亮氨酸（Ile）等，显著影响动物生长性能[5]。另外，猪机体代谢机能和生长速度受性别影响较大，导致不同性别猪营养需要不同[6]。如与阉公猪相比，母猪所需饲料CP营养水平较高。因此，本试验采用净能体系和标准回肠可消化氨基酸模型配制高、低2种蛋白水平日粮，研究低蛋白日粮对生长肥育期阉公猪和母猪应用效果，为规模养殖场分性别饲养和日粮优化配制提供科学依据。

1 材料与方法

1.1 试验动物和试验设计

试验采用2×2双因素随机设计，选择同一批次、初始体重为（68.33±0.881）kg健康“杜×长×大”生长猪48头，其中阉公猪和母猪各24头。按性别各分为2组（每组12个重复，每个重复1头试验动物），分别为饲喂高、低蛋白日粮的母猪组（HPG和LPG）和阉公猪组（HPB和LPB）。

1.2 日粮配制

参考NRC（2012[6]及理想氨基酸模型，采用净能体系和标准回肠可消化氨基酸配制日粮。分为两阶段：第一阶段日粮饲喂至试验猪体重达80 kg；第二阶段日粮从试验猪80 kg体重饲喂至饲养试验结束。高、低蛋白日粮CP含量实测值第一阶段分别为16.85%和13.10%，第二阶段分别为15.40%和11.45%。试验日粮组成及营养水平见表1。

1.3 饲养管理

饲养试验地点为浙江省农业科学院科研基地安吉绿嘉园牧业有限公司，采用OSBORNE®奥饲本种猪生产性能测定系统（奥饲本牧业设备有限公司，上海）记录每头猪每天采食量和体重。猪舍为水泥地面并设有乳头式饮水器，常规饲养管理。试验猪自由采食饮水，预试期7 d，正式期51 d。

1.4 营养物质的表观消化率测定

饲料样品采集：收集第二阶段高、低蛋白试验日粮各300 g，密封后置于-20℃冰箱保存备用。

粪便样品采集和处理：饲养试验结束前7 d，每组选取6头试验猪，收集新鲜粪便样品约100 g并分为两份，其中一份按照粪便样品重量10%加入稀硫酸固氮，另一份密封后置于-20℃冰箱保存备用。将连续采集7 d粪便样品按照试验动物不同分别混合均匀后，65℃烘干至恒重。

饲料和粪便营养物质包括粗蛋白质（CP）、粗脂肪（EE）、钙（Ca）和磷（P）含量，测定方法均参照《饲料成分及饲料质量检测技术》[7]。营养成分表观消化率计算公式：

营养成分表观消化率（%）=100×[1-(N1/N2)×(Ash1/Ash2)]

式中，N1为粪便样品中该营养成分百分含量，N2为日粮样品中该营养成分百分含量，Ash1和Ash2分别为日粮和粪便中酸不溶灰分百分含量。

表1 试验日粮组成及营养水平（干物质基础）Table 1 Compositions and nutrition levels of experimental diets(Dry matter basis)(%)

1.5 血清生化指标检测

血液样品采集和血清制备：在饲养试验结束前禁食12 h，每组选取接近平均体重的8头试验猪，共32头，前腔静脉采血。血样于3 000 r·min-1离心15 min，吸取血清分装至Eppendorf管并于-80℃冰箱保存备用。

血清生化指标检测总蛋白（TP）、白蛋白（ALB）、葡萄糖（GLU）、尿素氮（UN）、总胆固醇（TCH）和甘油三酯（TG）等含量。均采用南京建成生物工程研究所提供试剂盒测定，严格按照试剂盒说明操作。

1.6 肝脏代谢指标检测

饲养试验结束，每组屠宰8头。收集肝左内叶相同部位约5 g组织样品置于5 mL冻存管液氮冷冻，屠宰试验结束后移至-80℃冰箱保存待测。

肝脏代谢指标检测游离脂肪酸（NEFA）、丙酮酸（PA）、葡萄糖（GLU）和尿素氮（UN）等含量。均采用南京建成生物工程研究所提供试剂盒测定，严格按照试剂盒说明操作。

1.7 数据统计分析

使用SPSS19.0统计软件一般线性模型（GLM）程序对数据作2×2因子分析，Duncan法作多重比较，结果以平均值和集合标准误（SEM）表示，P＜0.05表示差异显著，P＜0.01表示差异极显著。每组试验猪生长性能n=12，养分表观消化率指标n=6，血清和肝脏指标n=8。

2 结果与分析

2.1 日粮蛋白质水平对生长肥育猪生长性能影响

由表2可知，试验猪平均日增重（ADG）在总处理间差异极显著（P＜0.01）。组间比较结果表明，在不同性别间，与HPG相比，HPB组提高17.40%（P＜0.05）；与LPG相比，LPB组提高16.01%（P＜0.05）。日粮蛋白质水平上，组间比较结果差异不显著（P＞0.05）。主效应分析结果表明，日粮蛋白质水平对ADG无显著影响（P＞0.05）。与母猪相比，阉公猪ADG提高16.69%（P＜0.01）。日粮蛋白质水平和试验猪性别间无显著交互作用（P＞0.05）。

表2 日粮蛋白质水平对生长肥育猪生长性能的影响Table 2 Effects of dietary protein levels on the growth performance of growing-finishing pigs

平均日采食量（ADFI）在总处理间差异极显著（P＜0.01）。组间比较结果表明，不同性别间，与HPG相比，HPB组提高19.65%（P＜0.05）；与LPG相比，LPB组提高13.54%（P＜0.05）。日粮蛋白质水平上，组间比较结果差异不显著（P＞0.05）。主效应分析结果表明，日粮蛋白质水平对ADFI无显著影响（P＞0.05）。与母猪相比，阉公猪ADFI提高16.61%（P＜0.01）。日粮蛋白质水平和试验猪性别间无显著交互作用（P＞0.05）。

料重比（F/G）在总处理间差异不显著（P＞0.05）。主效应分析结果表明，与高蛋白日粮相比，低蛋白日粮可使试验猪F/G降低5.72%（P＜0.05）；母猪和阉公猪间无显著差异（P＞0.05）。日粮蛋白质水平与试验猪性别间无显著交互作用（P＞0.05）。

2.2 日粮蛋白质水平对生长肥育猪养分表观消化率的影响

由表3可知，粗蛋白质表观消化率在总处理间差异极显著（P＜0.01）。不同性别组间比较结果差异不显著（P＞0.05）。日粮蛋白质水平上，与HPG相比，LPG组显著降低（P＜0.05）；与HPB相比，LPB组显著降低（P＜0.05）。主效应分析结果表明，低蛋白日粮极显著降低CP消化率（P＜0.01）；与母猪相比，阉公猪CP消化率显著降低（P＜0.05）。日粮蛋白质水平和试验猪性别间无显著交互作用（P＞0.05）。

粗脂肪（EE）消化率在总处理间差异极显著（P＜0.01）。组间比较结果表明，在不同性别间，与HPG相比，HPB组显著降低（P＜0.05）； LPG和LPB组无显著差异（P＞0.05）。日粮蛋白质水平上，HPG和LPG组无显著差异（P＞0.05）；与HPB相比，LPB组显著增加（P＜0.05）。主效应分析结果表明，低蛋白日粮极显著增加EE消化率（P＜0.01）；母猪和阉公猪间差异不显著（P＞0.05）。日粮蛋白质水平和试验猪性别间呈显著交互作用（P＜0.05），具体表现为日粮蛋白质水平对阉公猪影响较大。

钙（Ca）消化率在总处理间差异极显著（P＜0.01）。组间比较结果表明，不同性别间，与HPG相比，HPB组显著降低（P＜0.05）；与LPG相比，LPB组显著降低（P＜0.05）。日粮蛋白质水平上，与HPG相比，LPG组显著降低（P＜0.05）；与HPB相比，LPB组显著降低（P＜0.05）。主效应分析结果表明，低蛋白日粮极显著降低Ca消化率（P＜0.01）；与母猪相比，阉公猪Ca消化率极显著降低（P＜0.01）。日粮蛋白质水平和试验猪性别间，无显著交互作用（P＞0.05）。

磷（P）消化率在总处理间差异极显著（P＜0.01）。不同性别组间比较结果差异不显著（P＞0.05）。日粮蛋白质水平上，与HPG相比，LPG组显著降低（P＜0.05）；与HPB相比，LPB组显著降低（P＜0.05）。主效应分析结果表明，低蛋白日粮极显著降低Ca消化率（P＜0.01）；与母猪相比，阉公猪P消化率极显著降低（P＜0.01）。日粮蛋白质水平和试验猪性别间无显著交互作用（P＞0.05）。

表3 日粮蛋白质水平对生长肥育猪表观消化率的影响Table 3 Effects of dietary protein levels on the nutrient apparent digestibility of growing-finishing pigs (%)

2.3 日粮蛋白质水平对生长肥育猪血清生化指标的影响

结果见表4。

由表4可知，血清总蛋白（TP）含量在总处理间差异显著（P＜0.05）。组间比较结果表明，不同性别间，与HPG相比，HPB组显著降低（P＜0.05）；LPG和LPB组无显著差异（P＞0.05）。日粮蛋白质水平上，与HPG相比，LPG组显著降低（P＜0.05）；HPB和LPB组无显著差异（P＞0.05）。主效应分析结果表明，日粮蛋白质水平和试验猪性别对TP含量均无显著影响（P＞0.05），但两者间呈极显著交互作用（P＜0.01），具体表现为饲喂低蛋白日粮母猪组TP含量降低，而阉公猪组增加。

血清葡萄糖（GLU）含量在总处理间差异不显著（P＞0.05）。主效应分析结果表明，日粮蛋白质水平对GLU含量无显著影响（P＞0.05）；阉公猪GLU含量显著高于母猪（P＜0.05）。日粮蛋白质水平和试验猪性别间无显著交互作用（P＞0.05）。

血清尿素氮（UN）含量在总处理间差异不显著（P＞0.05）。主效应分析结果表明，低蛋白日粮显著降低UN含量（P＜0.05）；阉公猪和母猪间无显著差异（P＞0.05）。日粮蛋白质水平和试验猪性别间无显著交互作用（P＞0.05）。

血清白蛋白（ALB）、总胆固醇（TCH）和甘油三酯（TG）含量在总处理间均差异不显著（P＞0.05）。主效应分析结果表明，日粮蛋白质水平和试验猪性别对ALB、TCH和TG含量均无显著影响（P＞0.05），两者间无显著交互作用（P＞0.05）。

表4 日粮蛋白质水平对生长肥育猪血清生化指标的影响Table 4 Effects of dietary protein levels on serum biochemical indices of growing-finishing pigs

2.4 日粮粗蛋白质水平对不同性别生长肥育猪肝脏代谢指标的影响

结果见表5。

由表5可知，肝脏GLU含量在总处理间差异极显著（P＜0.01）。组间比较结果表明，不同性别间，与HPG相比，HPB组显著降低51.47%（P＜0.05）；与LPG相比，LPB组显著降低60.0%（P＜0.05）。日粮蛋白质水平上，组间比较结果差异不显著（P＞0.05）。主效应分析结果表明，与母猪相比，阉公猪GLU含量极显著降低（P＜0.01），日粮蛋白质水平对GLU含量无显著影响（P＞0.05），两者间无显著交互作用（P＞0.05）。

肝脏游离脂肪酸（NEFA）含量在总处理间差异显著（P＜0.05）。组间比较结果表明，在不同性别间，与HPG相比，HPB组显著增加34.12%（P＜0.05）； LPG和LPB组无显著差异（P＞0.05）。日粮蛋白质水平上，组间比较结果差异不显著（P＞0.05）。主效应分析结果表明，母猪和阉公猪NEFA含量无显著差异（P＞0.05）；低蛋白日粮极显著增加NEFA含量（P＜0.01），两者间无显著交互作用（P＞0.05）。

肝脏丙酮酸（PA）含量在总处理间差异显著（P＜0.05）。组间比较结果表明，在不同性别间，HPG和HPB组无显著差异（P＞0.05）；与LPG相比，LPB组显著降低19.31%（P＜0.05）。日粮蛋白质水平上，HPG和LPG组差异不显著（P＞0.05），与HPB组相比，LPB组显著降低23.87%（P＜0.05）。主效应分析结果表明，与母猪相比，阉公猪PA含量显著降低（P＜0.05）；低蛋白日粮极显著降低PA含量（P＜0.01），两者间无显著交互作用（P＞0.05）。

肝脏UN含量在总的处理间差异不显著（P＞0.05）。主效应分析结果表明，日粮蛋白质水平和试验猪性别对UN含量均无显著影响（P＞0.05），但两者具有显著交互作用（P＜0.05），具体表现为饲喂低蛋白日粮母猪组UN降低，阉公猪组增加。

表5 日粮蛋白质水平对生长肥育猪肝脏代谢指标的影响Table 5 Effects of dietary protein levels on hepatic metabolism indices of growing-finishing pigs

3 讨论与结论

畜禽日粮蛋白质需要实际为氨基酸需要，因此在满足必需氨基酸和氮需要前提下适当降低日粮CP水平不影响动物生长[8]。但日粮CP含量过低，导致动物摄入支链氨基酸、非必需氨基酸或总氮量不足，此时某些非必需氨基酸成为“必需”氨基酸，显著影响动物健康和生产性能[9-10]。与DE/ME评估体系相比，NE体系可更精确评估饲料能量，预测猪性能表现更准确，尤其适用于配制低蛋白日粮[11]。与表观回肠可消化氨基酸相比，标准回肠可消化氨基酸可有效消除机体后端消化道发酵影响和内源氮干扰，更符合动物对饲料氨基酸实际需要量[12]。以往低蛋白日粮配制多采用DE/ME或仅添加Lys、Met、Thr和Trp等4种氨基酸，显著降低生长肥育猪ADG和ADFI[13-14]。本试验基于净能和标准回肠可消化氨基酸体系配制的低蛋白氨基酸平衡日粮，其CP水平前期分别从16.85%降至13.10%、后期从15.40%降至11.45%，不仅不影响阉公猪和母猪日增重，还可提高饲料转化率。低蛋白日粮配制中结合净能和标准回肠可消化氨基酸体系的综合应用，可在一定程度上改善猪生长性能。

研究表明日粮CP降低3个百分点，生长肥育猪粗蛋白质、钙和磷表观消化率均显著降低[15]。Qiu等研究发现，低蛋白日粮对母猪粗蛋白质表观消化率无显著影响，且随着日粮CP水平降低，除Arg和His，多数必需氨基酸消化率呈线性提高，多数非必需氨基酸消化率呈线性降低[16]。本试验中低蛋白日粮降低母猪粗蛋白质表观消化率，但降低幅度较小且未影响其生长性能，表明日粮蛋白质摄入量可满足机体维持健康和生长对外源氨基酸需要，通过降低多数非必需氨基酸消化率影响粗蛋白质消化率，但尚需进一步分析。本研究还发现低蛋白日粮显著改善阉公猪粗脂肪表观消化率，可能因低蛋白质水平减少机体氮周转代谢所需消耗能量，提高能量利用效率[17]。因此配制低蛋白日粮时，可适当降低能量水平，可能是低蛋白日粮易导致猪肉背膘厚度增加的潜在原因[1]。本试验中磷表观消化率降低与日粮中赖氨酸和磷比例有关，提示在配制低蛋白日粮时可通过适当提高植酸酶添加量改善机体对总磷的消化吸收。

本试验结果表明，低蛋白日粮对生长肥育猪蛋白质代谢的影响存在性别差异。即低蛋白日粮可导致母猪血清总蛋白含量显著降低，对阉公猪无显著影响。因此，配制日粮时，与同等体重阉公猪相比，母猪日粮蛋白质水平需提高0.88～1.06%（NRC，2012）[6]。血清尿素氮是动物机体中蛋白质、氨基酸代谢终产物，其含量与体内氮沉积和蛋白利用率呈负相关，被视为衡量氮排放量的特异性指标[18]。本试验结果中饲喂低蛋白日粮显著降低猪血清尿素氮含量，与体内氨基酸沉积增加有关[19]，与前人研究结果一致[20-21]。本试验还证实低蛋白日粮除影响蛋白质代谢外，还可通过调节机体糖类代谢和脂类代谢促进营养成分的利用，提高饲料转化率。综上，在规模养猪生产中，针对不同性别育肥猪，应配制不同蛋白水平日粮，以发挥其最佳生产性能。