3F营养技术助力肉猪全程饲料转化效率实现2.0目标

■陈代文

（四川农业大学动物营养研究所，动物抗病营养教育部重点实验室，国家生猪产业技术体系营养与饲料研究室，四川成都 611130）

高效、安全、生态、优质是养猪业高质量发展的基本要求。随着科技的进步，我国生猪养殖模式和生产水平已有大幅度提升。2021 年全国生猪出栏67 128万头，按2020年年末能繁母猪存栏4 154万头计算，平均每年每头母猪出栏肥猪头数（MSY）16.2头，按生长育肥期平均存活率90%计算，则每头母猪每年所能提供的断奶仔猪头数（PSY）18 头，肉猪平均饲料报酬（F/G）为2.8，加上种猪消耗量，全群F/G超过3.0。我国肉猪品种95%是从国外引进的，主要是杜长大（DLY）杂交猪，与世界上广泛使用的猪种相同，但生产水平差距很大。国外最好的成绩是，母猪PSY 已超过33 头，肉猪F/G 可达到2.4，全群F/G 不超过2.7。差距原因很多，但营养问题无疑是重要原因。如何通过营养变革发挥遗传潜力，提高生产性能，赶上或超过国际先进水平，值得深思和研究。文章拟分析降低生猪全程F/G 的路径和营养措施。

1 全群F/G与市场风险的关系

生猪养殖的综合效益取决于科技水平和市场行情，前者的衡量指标是饲料转化率即饲料报酬（F/G），后者衡量指标是猪料比，即市场猪价与饲料价之比。假设饲料成本占养殖总成本的60%，则饲料利用率（G/F）×猪料比＞1.7，养殖就会盈利。由此可以计算在不同猪料比下，确保养殖盈利所需要的全群F/G，见表1。F/G 越低，抗市场风险的能力就越强。因此，提高饲料利用效率是生猪养殖的根本目标。影响肉猪全程F/G的因素很多，包括遗传基础、营养水平、健康状况、环境质量、管理模式等。种猪的繁殖成绩影响全群F/G，种猪饲料消耗量摊到肉猪头上，全群F/G增加值通常为0.2～0.4。因此，如果肉猪阶段F/G达到2.0，则全群F/G可望不超过2.35，可以防范猪料比4.0的市场风险。

表1 不同猪料比条件下确保盈利的全群F/G阈值(最高值)

2 肉猪生产潜力及低效原因分析

2.1 瘦肉型猪生产潜力

DLY 是当今世界上生产水平和饲料转化效率最高的主流肉猪杂交组合。尽管国际上优秀成绩远远高于国内水平，但是否达到极限，DLY 肉猪的生产潜力到底有多大，没有研究和报道。我们通过优化饲料配方、改变饲料形态、采用人工饲喂、调整营养供给量等方法系统研究了新生仔猪、哺乳猪、断奶猪、生猪育肥猪的代谢能力和生长水平。发现，新生仔猪蛋白质代谢能力随蛋白质摄入量的增加呈线性增加（见图1）。

图1 新生仔猪蛋白质代谢率与摄入量的关系

仔猪饲料利用率和代谢能力很强，但随年龄增加，虽然平均日增重增加，饲料利用效率和蛋白质合成与沉积效率下降（见表2）。给7日龄仔猪实施人工饲喂，无论对出生弱小仔猪或正常初生重仔猪，提高50%营养摄入量可大大提高28日龄的体重（见表3）。

表2 仔猪不同周龄的生产水平及蛋白质代谢沉积率

表3 7～28日龄仔猪提高50%营养摄入量对生长性能影响

通过改进营养管理，70日龄体重可达32.5 kg，80日龄体重达到43.6 kg，70～80日龄的日增重达到了1 100 g（见表4）。出生时正常或弱小仔猪，7 日龄断奶后充分饲养，全程F/G可分别达1.93和2.03（见表5）。

表4 充分饲养对28～84日龄仔猪生长性能影响

表5 初生重不同的7日龄断奶仔猪充分饲养条件下全程生长性能

上述探索充分表明，瘦肉型猪生长潜力很大，全程实现F/G 2.0是完全可能的。

2.2 潜力发挥不够的原因分析

生猪遗传潜力没有充分发挥，根本原因是生猪健康高产的营养需求与饲料营养供给不平衡、不充分、不精准，供需矛盾突出（见图2）。从猪的需求来看，尽管对猪的营养代谢和需求开展了不少研究，也制定了饲养标准，目前掌握的知识仍有限。主要认识包括：第一，遗传是基础，但环境特别是营养影响大；第二，猪年龄越小需求强度越大，但消化吸收能力越弱；第三，能量是影响生长的第一要素，需要量可能超过实际推荐量；第四，蛋白质周转代谢率高，从饲料中摄入的氮量只占总需要量的1/3，沉积量只有合成量的20%～30%；第五，氨基酸的平衡比水平更重要，包括氨基酸与蛋白质的平衡；第六，生长越快，代谢越旺盛，维生素需要量就越高，猪的健康状况和环境也影响维生素需要量；第七，矿物元素的关键是平衡，防止过量是重点；第八，肠道、肝、肾、肌肉、脂肪组织代谢和需求差异很大；第九，胃肠道能量蛋白质消耗量占整体20%～35%，氨基酸供能超过葡萄糖，经口摄入的养分量至少应占总需要量的40%。猪营养生物学规律还有很多认知缺陷。肠—肝—靶组织营养轴的发育及协同机制及其神经—内分泌调控机制还不清楚，组织营养生理学尚未建立；不同健康状况下养分消化、吸收、转化、沉积定量规律与精准需要量及其神经—内分泌调控机制还知之甚少，均有待深入研究（见图2）。

图2 肠—肝—靶组织营养轴及其神经—体液调控

从饲料供给来看，目前认知更少。饲料化学成分繁多，养分存在形式多样，结构复杂，抗营养因子种类多，成分准确检测困难。猪通过宿主与微生物互作来完成饲料消化吸收过程，这一过程就是从复杂的饲料中取其精华、去其糟粕的过程，不但耗能耗时，效率不高，而且本能有限，健康隐患突出。依靠动物自身本领消化利用天然饲料必然存在三大问题：一是吃不进，养分摄入量通常只能达到生长需要量的50%～60%，因而长得慢；二是用不了，能量消化率只有70%～90%，蛋白质70%～88%，磷30%～50%，因而饲料养分排放多，浪费大，环境污染严重；第三，隐患大，疾病多，特别是胃肠道疾病严重。据调查，全国每年死亡生猪上亿头，2/3死于仔猪，2/3死于胃肠道疾患，2/3仔猪发生腹泻，2/3的腹泻与饲料营养有关，造成巨大经济损失。因此，要解决这三大问题，必须深入研究饲料化学和饲料化学生物学，对饲料特别是植物性饲料在饲喂前进行加工改造。

基于上述需求侧和供给侧分析，笔者认为，从饲料供给侧寻求突破口是提高生猪生产性能的最佳路径。从饲料入手，重点需解决两大问题，一是如何提高采食量，确保有效养分的充足供给；二是如何改善营养结构，确保营养平衡，提高健康水平。解决这两大问题，可有效调节遗传和表观遗传表达，提高生产潜力（见图3）。

图3 饲料供给侧应解决的两大问题

3 营养变革的内容及技术要点

动物营养的核心就是解决动物吃什么、吃多少、怎么吃的问题，技术内涵就是把饲料配好用好（见图4）。

图4 动物营养技术目的与内涵

营养变革的基本思路是：遵从生物学规律，从“肠”计议，把饲料供给问题解决在体外。主要变革内容包括：第一，变革营养源。应用生物技术，改造饲料原料化学结构，创制高效优质营养源，提高消化利用率，消除饲料对胃肠道和机体健康的不良影响。第二，变革饲料配方。针对生猪生长阶段和健康状况，应用抗病营养原理，改变营养供给参数，优化养分供给模式，增强抗病力和健康水平；应用精准营养原理，优化饲料营养结构，配制全价饲料，实现营养要素精准平衡。第三，变革饲料饲喂形态。改固态饲喂为液态饲喂，增加采食量，克服固态料的不良影响。第四，变革饲料工业和养殖模式。重塑饲料工业和养殖业的职能，饲料工业主要职能是创制营养源和功能性饲料添加剂，或定制全价配合饲料，避免饲料产品的通用化和普遍化；养殖环节是实现精准营养的关键，养殖场的职能应增加全价配合饲料的配制、加工和调制，科学饲喂，实现精准供给。

4 3F营养技术及其应用

3F 是Formulation、Fermentation 和Fluid feeding三项技术英文词首的简称，分别代表饲料配制技术、饲料发酵技术和液态饲喂技术，每项技术均有其核心内容和目的，三项技术融合使用，可达到增效目的，最终实现肉猪全程F/G 2.0的目标（见图5）。

图5 3F营养技术内容及目标

4.1 饲料配制技术

3F技术最难的是饲料配制技术。传统饲料配制技术只强调营养素的供给水平及营养素平衡，其缺陷是不能很好地满足猪的生理和生物学需求。营养素水平和平衡程度完全相同而原料组成和配方比例不同的两个饲料配方，其应用效果差异很大，说明饲料的营养内涵不仅仅是营养素问题，而是包括营养素、营养源、功能性饲料添加剂和营养水平四大要素在内的营养结构问题[6]。因此，3F技术中饲料配制技术是以营养结构平衡为目的的全价饲料配制技术。

应用营养结构平衡理念配制全价饲料的基本步骤和要求见图6。

图6 应用营养结构平衡理念配制饲料的步骤与要求

营养源的选择应遵循营养价值和保健价值高、性价比优、无霉变质变、易于采购贮存等原则。添加剂的作用是条件性的，条件适宜时，用好添加剂可以起到保障肠道健康、促进消化、调控代谢、增强免疫、缓解应激、抵御病原，或有利于饲料加工调制的功效，否则，添加剂的效果是有限的。营养水平的确定取决于生产目的和病原感染情况（见图7），不能无条件照搬饲养标准参数。特别是在健康水平差、应激严重的情况下，应调整养分供给水平才有利于提高抗病力或缓解应激危害[7]（见图8）。

图7 猪营养需要量与生产目的(A)和病原感染(B)的关系

图8 增强抗病力、减轻应激危害的营养需求特点

理想营养结构包括：第一，能量源平衡，碳水化合物、蛋白质、脂肪种类及其比例适宜；第二，碳水化合物平衡，淀粉、NSP、寡糖种类与比例适宜；第三，蛋白质氨基酸平衡，蛋白质、小肽、氨基酸种类与比例适宜；第四，脂肪平衡，长链、短链、饱和、不饱脂肪（酸）种类与比例适宜；第五，矿物元素平衡，有机与无机之间、各元素之间比例适宜；第六，维生素平衡，天然与合成来源之间、各维生素之间比例适宜；第七，添加剂平衡，种类组合与添加量适宜。由于猪的需要随遗传背景、生长阶段、养殖环境、健康状况、管理水平而异，因此，营养结构平衡是条件性的、动态性的，没有标准，只有参考。绝不能把饲料配方的实用性扩大化，普遍化。

4.2 饲料发酵技术

发酵是在饲料物料上接种微生物，按照一定工艺参数处理饲料的过程。在这一过程中，微生物利用饲料养分进行增殖与代谢，释放能量，产生各种代谢产物，分解抗营养因子，有利于提高动物对饲料的消化利用效率，或改善动物健康，这也是饲料发酵的目的（见图9）。但发酵是一把双刃剑，可消耗饲料养分，释放能量，导致能量和养分损失。所以，发酵后物质总量只会减少，不会增加，只是物质结构发生了变化。因此，发酵的综合效益需要评估，不是所有饲料都值得发酵处理。本身消化利用率较高的优质饲料原料除非用于生产专用功能性物质（如有机酸、氨基酸），一般不进行发酵，或需控制发酵程度；本身利用价值不大的副产物饲料通过发酵可以改善饲用价值。

图9 饲料发酵的物质代谢方向

饲料发酵的核心技术（见图10）包括发酵底物的选择和配比、微生物菌种选择（野生菌或基因工程菌，必须是国家允许使用的微生物），发酵工艺参数（如水分、温度、pH、发酵时间等），有些发酵可能需要添加外源酶制剂，则添加酶制剂种类、配比、添加时间均很重要。发酵后的产物包括四类物质，可以混合使用，作为发酵饲料原料，也可以分离或分离后复配作为功能性饲料添加剂。

图10 饲料发酵的核心技术

由于发酵技术环节多，工艺复杂，时间一般都较长（2～3 d），发酵饲料质量很难控制，甚至产生一定负面影响。因此，饲料发酵技术还有待深入研究完善。

4.3 液态饲喂技术

固态饲料按一定料水比调制成均匀的流体形态，再供给生猪[8]。液态饲喂有如下优点。第一，增加采食量10%～50%，缩短采食时间；第二，减少胃肠损伤，降低腹泻；第三，减少饲料浪费5%～10%；第四，减少呼吸道疾病，空气粉尘降至1/5～1/10，空气微生物降至1/3～1/5，改善猪舍环境，降低有害气体；第五，减少猪的应激，血液皮质醇和热应激蛋白水平降低；睡觉时间增加，夏季效果更明显；第六，拓展饲料资源，副产物饲料特别是含水量高的副产物的利用更方便更有效；第七，是发酵饲料的最佳使用方法；第八，生物活性物质如益生菌、酶制剂、维生素、酸化剂的使用更方便更高效。

在规模化养殖模式下，实施液态饲喂必须开发配套设施设备。目前，国内已有专业化液态饲喂成套设备生产企业，但还需要不断优化改进。

4.4 3F技术应用效果

根据我们的研究结果，实现全程2.0的目标，各阶段的预期生产性能见表6。

表6 实现全程2.0的阶段预期成绩

从表5可知，尽管我们在小规模控制试验中基本能实现2.0 目标，但要在大群中实现此目标难度还比较大。近期研究表明，40～80 kg 阶段玉米-豆粕型饲粮的全程平均日增重达到1.17 kg，F/G 2.12，杂粕替代50%豆粕，其效果完全达到玉米-豆粕组，酶解发酵后替代50%，效果超过玉米-豆粕组，F/G达到了2.09，且已经实现表6的预期目标。

表7 是30～120 kg 全程液态饲喂的效果，全程日增重超过1 kg，达到了预期生长速度，液态饲喂效果显著优于固态饲喂。该试验中，杂粮杂粕没有经过发酵或酶解处理，所以F/G还偏高。

表7 30～120 kg生长育肥猪全程液态饲喂的效果

表8 显示，大白×长白猪改进饲料配方后，9～123 kg 全程F/G 可达2.18，如果考虑9 kg 前的生产性能，就更接近2.0了。

表8 改进饲料配方对肉猪生产性能的影响

上述结果显示，实现2.0目标，主要难度在于80日龄前的仔猪阶段。2周龄前、2～4周龄、4～7周龄、7周龄后日增重分别应不低于300、400、500、900 g。要实现这一目标，必须实行超早期断奶（如表2所示）或哺乳期进行营养强化。

近期研究发现，给哺乳仔猪从7日龄开始额外补充液态人工料，可以大幅度提高日增重，补充料的转化率可以达到F/G 0.7，与表2结果一致。断奶后使用3F技术，生产性能也可大幅提升，优于添加抗生素的效果（表9）。

表9 断奶仔猪使用发酵液态饲喂的效果

5 结语

生猪养殖的瓶颈问题是如何大幅度提高生产水平和效率，这是解决资源、环境、安全问题的关键。肉猪生长的遗传潜力很大，吃不够发挥潜力的营养物质或营养供给模式不适应猪的生物学特征是当前生产成绩不高的根本原因。F/G是体现养猪科技水平的敏感指标。因此，在深入研究猪营养生物学和饲料化学生物学基础上，从饲料供给模式入手实现变革是提高生产成绩、肉猪全程F/G 迈向2.0 的可行路径。3F 营养技术的核心就是应用现代营养生理理论和饲料生物技术，以改造饲料养分化学结构和优化配合饲料营养结构为突破口，调整饲料形态，使饲料的组成和形态与猪生物学特征相匹配，从而增强生猪健康水平，提高采食量和养分利用效率，发挥遗传潜力，实现高效生产。目前，应用3F 技术可以使肉猪阶段生产成绩或小规模猪群全程成绩实现突破，但全面实现2.0目标还有距离，最大难度在于生长早期，如何发挥早期的生长潜力是今后的研究重点。研究完善3F营养技术可保障猪只健康，充分发挥生产潜力，瘦肉型猪全程F/G降到2.0指日可待。