非常规饲料原料营养价值及其在生猪高效养殖中的应用策略

赵金标 周行健 李 佳 黄铭逸 张泽宇 王乐怡 刘 岭 张 帅 韩丹丹 王军军＊

（中国农业大学动物科学技术学院动物营养学国家重点实验室，北京 100193）

随着我国畜牧业和饲料工业的快速发展，近几年工业饲料消耗量持续增加。玉米和豆粕作为养殖动物饲料中主要的原料，其需求量巨大。近几年我国大豆进口量持续保持在1亿吨左右，玉米进口量逐年大幅度增加，2021年达到2 835万吨，创历史新高，这对我国畜牧业和饲料工业自主发展、粮食安全和成本控制都极为不利。另外，玉米、豆粕价格的大幅上涨，使饲料成本急剧增加。因此，高效使用非常规饲料原料合理替代猪饲料中玉米和豆粕，并保证稳定的畜产品生产效率，是目前养猪企业亟需解决的问题。

随着配方技术的进步，多元化饲料配方和氨基酸平衡技术的研究成果实现了猪饲料中玉米和豆粕的减量替代。大量研究证明合理使用小麦、大麦等谷物原料替代玉米以及使用菜籽粕、椰子粕和棕榈粕等杂粕替代豆粕不会降低猪的生长性能[1,2]。然而，非常规饲料原料中往往含有较多不同种类的非淀粉多糖、硫甙、单宁等抗营养因子，需要添加酶制剂或应用饲料加工技术减少抗营养因子的负面效应。另外，非常规饲料原料氨基酸组成不平衡，需要额外补充晶体氨基酸以满足猪的氨基酸营养需要量[3,4]。因此，充分发掘并合理利用国内非常规饲料原料资源，推动饲料配方结构多元化，对于减少玉米和豆粕的饲用消耗量、提高畜禽养殖的饲料报酬、保障饲料粮安全具有积极的实际意义。本文概述了非常规能量饲料原料和蛋白质原料的营养价值及其变异规律，以及通过饲料加工与预处理技术、添加酶制剂、补充营养素等策略减少非常规饲料原料抗营养因子、真菌毒素和氨基酸不平衡在生猪养殖中的负面影响，旨在进一步推动非常规饲料原料的高效利用，提高生猪养殖效率，降低玉米、豆粕进口依存度，以期为养猪场在饲料原料选择方面，起到降本增效的作用。

1 2021年饲料原料应用概况

据中国饲料工业协会统计[5]，2021年全国工业饲料产量合计29 344万吨，其中猪工业饲料产量13 077万吨，占比约44.6%。玉米和豆粕作为猪饲料中主要的能量原料和蛋白质原料，其在配方中合计占比约60%～70%。2021年受玉米价格高涨和玉米豆粕减量替代相关政策的影响，玉米和豆粕的添加比例明显下降，而其他非常规饲料原料用量增加。全国饲料生产企业的玉米用量比上年下降24.7%，在配合饲料中的占比减少15.3%，小麦、稻谷、大麦、高粱等谷物原料和麦麸、米糠等粮食加工副产物用量较快增加。豆粕用量比上年增加5.7%，但小于工业饲料总产量16.1%的增幅，菜粕、棉粕等其他饼粕用量增长17.9%。

2 猪日粮中常用非常规饲料原料营养价值

非常规饲料原料含有适量的能量、蛋白质、微量元素等其他营养素，可以替代猪饲料中部分玉米和豆粕。本文列举了猪日粮中玉米、豆粕以及常用非常规饲料原料营养价值成分（表1和表2）。

表1 猪饲料中常用非常规能量饲料原料营养价值成分 （饲喂基础）

表2 猪饲料中常用非常规蛋白质饲料原料营养价值成分 （饲喂基础）

猪饲料中高粱一般为美国低单宁白高粱。高粱的能值和粗蛋白高于玉米，粗脂肪和赖氨酸低于玉米，苏氨酸、色氨酸等氨基酸含量高于玉米，霉菌毒素含量低，整体营养价值高于玉米[7]。大麦的粗蛋白较高，赖氨酸、苏氨酸、色氨酸等均高于玉米，但是其有效能值和脂肪含量低于玉米。小麦粗蛋白含量较高，其主要氨基酸含量均高于玉米，有效能值和粗脂肪低于玉米。小麦中支链淀粉含量较高，具有较强的粘结性，使用后会增加饲料颗粒的硬度，需要调整粉碎细度和环模压缩比以降低饲料硬度[8]。稻谷营养价值相对较低，其能值、粗蛋白、粗脂肪含量均低于玉米，但其氨基酸品质和结构略优于玉米。稻谷加工的副产物碎米淀粉品质高且抗营养因子少，营养价值较高。菜粕粗蛋白含量低于豆粕、色氨酸含量相对偏低，有效能值含量低于豆粕，但是氨基酸结构中蛋氨酸含量较高。葵花粕粗蛋白含量低于豆粕、且赖氨酸含量较低，有效能值含量偏低，但蛋氨酸含量较高、其他氨基酸组成也较好。玉米DDGS脂肪含量和有效能值高于豆粕，但是粗蛋白含量低于豆粕且氨基酸不平衡，缺乏赖氨酸、苏氨酸、色氨酸。另外，近年的研究表明玉米DDGS可能含有适量的未知活性物质，可以改善猪的生长性能[9]。由于加工工艺差异，棉粕主要有40%～50%的粗蛋白含量，而棉粕有效能值含量较低。另外，棉籽中含有较多的游离棉酚，棉籽在高温条件下加工成棉粕时，赖氨酸与游离棉酚形成结合棉酚，降低赖氨酸生物学效价。脱酚棉籽中粗蛋白含量达到60%以上，棉酚、棉子糖等抗营养因子含量较低，同时降低了赖氨酸因结合游离棉酚而造成的赖氨酸损失[10]。

3 限制非常规饲料原料使用的主要因素及其应对策略

3.1 主要限制因素

3.1.1 营养价值变异大，基础数据匮乏

非常规饲料原料营养成分受农作物品种、种植环境和加工工艺的影响，导致不同来源的同一种非常规饲料原料的营养价值同样存在较大差异。例如，潘龙等[7]测定了测定28种高粱的有效能，总结出高梁干物质基础消化能范围为14.55～16.67 MJ/kg、代谢能范围为14.29～16.32 MJ/kg。马晓康等[10]测定了12种棉粕干物质基础消化能和代谢能变异区间分别为8.72～13.49 MJ/kg和8.05～12.15 MJ/kg。李培丽等[11]测定了10种双低菜籽粕干物质基础消化能和代谢能的范围分别为12.64～15.77 MJ/kg和11.93～14.51 MJ/kg，粗蛋白和赖氨酸的SID范围分别为65.22%～80.61%和55.43%～86.16%。另外，我国非常规饲料原料资源分布具有区域性，本实验室研究团队前期针对少量的区域性饲料原料开展了营养价值评价工作。范元芳等[12]的研究表明辣椒粕在生长猪上的干物质基础DE和ME值分别为10.48 MJ/kg和9.79 MJ/kg，番茄皮粕的DE和ME值分别为7.94 MJ/kg和7.46 MJ/kg。董文轩等[13]评价了青稞、荞麦、黍子、糜子和莜麦等5种非常规谷物原料在生长猪上的有效能值，5种原料的DE和ME值分别为15.97 MJ/kg和 15.38 MJ/kg、16.90 MJ/kg和 15.76 MJ/kg、17.65 MJ/kg和 16.86 MJ/kg、17.87 MJ/kg和 17.34 MJ/kg以及17.57 MJ/kg和16.85 MJ/kg。然而，针对很多区域性地方特色饲料原料营养价值基础数据匮乏，阻碍其在生猪养殖中的高效应用，需要进一步开展动物评价试验，丰富饲料原料营养价值数据库。

3.1.2 抗营养因子和真菌毒素含量高，营养素组成不平衡

使用非常规饲料原料替代猪饲料中玉米和豆粕需要注意其营养特性，比如抗营养因子和真菌毒素等限制因素（见表3）。高粱粗蛋白中醇溶蛋白较多，不易消化，并且单宁是限制高粱使用的最大因素，较高的单宁会严重影响适口性和消化吸收率[14]。国产高粱单宁含量偏高，应限制其在猪料中应用。大麦粗纤维含量较高，缺乏脂肪酸，使用时需额外补充脂肪酸。大麦的主要抗营养因子为非淀粉多糖，尤其是β-葡聚糖。由于大麦β-葡聚糖属于可溶性纤维，其会导致食糜变粘稠，阻碍营养素在肠道内的消化和吸收[15]。小麦粗蛋白中醇溶蛋白比例略高。小麦及其加工副产物非淀粉多糖含量较高，尤其是木聚糖。另外，近年来我国小麦主产区华中、华东、华北等地区的小麦呕吐毒素有升高趋势[16]。米糠是稻谷加工副产物，其营养价值主要与粗脂肪和粗纤维相关。米糠由于加工工艺的不同导致其粗脂肪变异较大，全脂米糠在高温添加下不易储存。另外，米糠的粗纤维和灰分含量较高，降低了其营养价值。菜粕主要抗营养因子是硫葡萄糖苷和异硫氰酸酯，其含量较高会影响适口性。另外，菜粕中磷的主要存在形式是植酸磷，其有效性较低。棉粕在养猪生产中主要限制使用的因素是游离棉酚的含量。很多研究表明游离棉酚主要通过活性醛基和活性羟基产生毒性，大量游离棉酚进入消化道后可刺激胃肠黏膜引起胃肠炎，并能增加血管壁的通透性；进入血液后能损害组织器官，另外在体内能与蛋白质和铁等结合，使体内一些功能蛋白酶失活，与铁结合则易导致缺铁性贫血；同时还能引起母猪流产，降低母猪繁殖性能。

表3 猪饲料中主要非常规原料推荐上限量及其限制因素 （%）

3.2 提高非常规饲料原料高效利用的策略

3.2.1 营养价值精准评价

准确评价非常规饲料原料营养价值有利于饲料配方的精准配制，主要包括常规养分、氨基酸、矿物质及微量元素、脂肪酸和维生素含量，以及有效能和氨基酸的表观及标准回肠消化率等基础数据，同时评价饲料原料品种、产地、加工工艺、储存条件等因素对原料营养价值的影响。另外，近年来很多研究团队根据营养物质消化和发酵速率将饲料原料常规营养成分进一步划分为快速、慢速消化淀粉和蛋白质以及快速发酵、慢速发酵和抗性纤维。不同消化、发酵速率的营养素会改变日粮营养素在猪体内的供能规律，从而影响生猪养殖效率[17,18]。综上所述，饲料原料营养价值的精准评价有利于实现猪精准营养，减少日粮营养物质的浪费。

3.2.2 保证营养素平衡

基于非常规饲料原料配制日粮需要关注其他营养素的平衡，通过额外补充油脂、亚油酸或不饱和脂肪酸等营养素满足包括日粮能氮平衡、脂肪酸平衡、维生素平衡、微量元素平衡、电解质平衡等。此外，还要兼顾考虑营养素来源、能量饲料组合、蛋白饲料组合等。小麦中生物素含量低，需要额外补充生物素；而豆粕含有的钾离子较多，选择其他杂粕原料时要关注钠、钾、氯、钾的含量，保持电解质平衡。

3.2.3 应用饲料加工与预处理技术

采用生物发酵或体外酶解等方式对杂粕和糟渣类副产物等非常规饲料原料进行预处理，能够有效降解抗营养因子，同时增加有益微生物及代谢产物，可提高其在饲料中的添加比例及其营养价值。另外，不同谷物原料中淀粉构成不同导致熟化温度存在一定差异，需调整制粒温度，如小麦调制温度应低于玉米。高粱颗粒小，粉碎晒网孔径应适当缩小，否则饲料中完整高粱无法被动物消化利用。生产猪饲料时，谷物原料应选择细粉碎工艺，使用变频电机可提高粉碎粒径。配方中添加油脂和杂粕会增加饲料制粒难度，应灵活调整配方结构，适当增加环模压缩比，提高饲料颗粒质量，保证饲喂效果。

3.2.4 添加酶制剂等饲料添加剂

针对玉米、豆粕以外非常规饲料原料的抗营养因子种类和含量，选择适宜的酶制剂及其组合以保障饲喂效果，如植酸酶以及木聚糖酶、β-葡聚糖酶等非淀粉多糖酶和纤维素酶等。小麦能值低于玉米，且木聚糖含量高，小麦替代玉米需补充油脂，添加木聚糖酶[19]。小麦中的呕吐毒素、花生粕中的黄曲霉毒素很容易超过原料标准的上限要求，并因此会损害动物的健康，通过筛选和添加霉菌毒素脱毒剂或降解剂消除、缓解毒素对动物的损伤。粮食储存过程中由于发生氧化反应，导致其养分消化率降低，会影响有效能值和营养素效价，需要适当添加抗氧化剂予以预防。

4 小结

总之，扩大非常规饲料原料的种类配制多元化饲料配方，可以获得更均衡的氨基酸组成，从而减少玉米和豆粕添加比例，并降低饲料成本。另外，由于不同原料理化性质存在较大差异，使用小麦、大麦、高粱、稻谷和杂粕等非常规饲料原料配制日粮时需要充分考虑其营养特性。因此，利用多元化饲料配方与饲料加工技术，同时补充酶制剂等饲料添加剂可以减少非常规饲料原料中抗营养因子、真菌毒素、氨基酸不平衡的负面影响，从而实现其在养猪生产中降本增效的目标。