水禽非常规低蛋白日粮的研究进展

肖长峰,许云英,王惠影,杨长锁,吕文纬,李 欣,朱丽慧*

(1 上海市农业科学院畜牧兽医研究所,国家家禽工程技术研究中心,上海 201106;2 上海农好饲料股份有限公司,上海 201501)

我国是世界上最大的水禽生产国,每年为消费者提供大量的禽蛋、禽肉和羽绒制品等。 水禽养殖是促进农村农民致富和乡村振兴战略的重要手段之一,也是农业农村经济发展的重要支柱产业之一。 其中,鸭的饲养总量占到我国水禽饲养量70%以上,而蛋鸭养殖数量占世界总量的90%以上。 然而由于蛋白质饲料资源紧张,特别是随着国际环境的变化,养殖氮排放污染问题已经成为制约水禽业发展的重要因素。 为了畜禽产业持续发展,减少畜禽粪污排放,寻找合适的蛋白原料替代物,降低粪污污染已经成为广大畜牧工作者的重点工作。 近年来在家畜和蛋鸡方面的研究均显示,利用非常规原料替代或部分替代玉米豆粕,减少饲粮粗蛋白含量可有效降低成本、增加效益、减少蛋白原料的使用量、降低粪污氮排放,甚至能改善肠道健康[1-3]。 同时,在推广应用非常规低蛋白日粮时也面临非常规原料的抗营养因子消除、低蛋白日粮的精准配制以及维持鸭、鹅等水禽生长和生产性能等问题。 因此,研究非常规低蛋白日粮技术在水禽养殖方面的相关研究进展,对于促进水禽非常规日粮低蛋白的应用具有重要意义。

1 非常规低蛋白日粮的理论基础

1.1 低蛋白日粮

低蛋白日粮是基于理想氨基酸模式以及能量-蛋白质-氨基酸平衡理论,将饲粮粗蛋白水平降低2%至4%,并补充适宜必需氨基酸配制成的日粮[4]。 该水平下的日粮不会对畜禽的生产性能造成危害,反而有可能改善肠道健康[4-6]。

1.2 非常规日粮

我国非常规饲料资源丰富,发展非常规低蛋白饲料资源来替代或部分替代玉米和豆粕,可在一定程度上缓解我国饲料资源短缺问题[4]。 近年来,我国饲料行业开始对成本相对低廉的农作物、水果和蔬菜加工后的残渣等传统饲料原料进行开发和利用。 这类原料资源丰富、价格低廉,对其再利用可以达到废物利用和减少环境污染的目的。 此类饲料原料主要包括农产品加工糟渣(玉米酒糟、酱油渣、醋渣、豆渣、木薯渣等)、饼粕类作物饲料[花生(饼)粕、棉籽(饼)粕、葵花籽(饼)粕、油菜籽(饼)粕等]、木本类植物饲料原料等[7-9],这类饲料原料中一般存在抗营养因子和有毒因子等副作用,当前一般采用物理、化学、微生物发酵和酶制剂等方法降低其副作用,提高营养利用价值[7,10]。 因此,这类饲料在畜禽养殖生产中具有巨大的发展潜力。 但是,在目前生产上,低蛋白日粮和非常规日粮的运用往往是独立的,随着人们对两种饲料运用效果认识的深入,在平衡AA(氨基酸)的基础上,开发兼顾使用非常规原料和降低粗蛋白含量的非常规低蛋白日粮将更有利于水禽产业的健康发展。

1.3 理想氨基酸模式

非常规低蛋白日粮维持水禽生产性能,发挥有益作用的前提是配制的日粮氨基酸在组成和比例上与水禽所需氨基酸组成和比例相近,即各氨基酸(包括必需氨基酸和非必需氨基酸)之间在组成和比例上处于最佳平衡状态[11-12]。

目前,关于水禽理想氨基酸模式研究的报道较少,康萍[13]研究得出,3—6 周龄北京鸭各氨基酸的需要量(占饲料的百分比)分别为赖氨酸0.59%、蛋氨酸0.15%、苏氨酸0.43%、色氨酸0.078%、异亮氨酸0.43%和精氨酸0.60%。 王旭等[14]研究得出,1—3 周龄骡鸭(四川番鸭♂×花边鸭♀)日粮4 种必需氨基酸赖氨酸∶蛋氨酸∶苏氨酸∶色氨酸的比例为100∶37∶67∶19;4—8 周龄骡鸭赖氨酸∶蛋氨酸∶苏氨酸∶色氨酸的比例为100∶33∶64∶18。 由于水禽种类、品种和生长阶段以及非常规原料种类和来源不同均会导致饲粮氨基酸消化率和利用率的不同,因而理想的氨基酸模式均有所不同。 在饲料生产中,氨基酸平衡饲料的配制基本上依据标准回肠可消化氨基酸体系进行配制,张开心等[15]建立了肉鸭菜籽粕标准回肠可消化氨基酸含量的预测模型。 基于标准回肠可消化氨基酸体系配制的低蛋白日粮可消除尿氮和后肠道微生物发酵产生氨基酸的影响,排除内源性氮损失的干扰[16]。 因此,要用好水禽非常规低蛋白日粮技术,就必须建立水禽常规原料和非常规饲料原料的标准回肠可消化氨基酸数据库。

2 非常规低蛋白日粮在水禽中的研究现状

2.1 低蛋白日粮在水禽中的研究现状

在必需氨基酸平衡的前提下,低蛋白日粮不仅能降低水禽养殖过程中的饲料成本,在一定程度上还能提高水禽的产蛋性能。 如Baeza 等[17]研究发现,在补充4 种必需氨基酸(赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸)的前提下,降低育成期番鸭(8—12 周龄)日粮中粗蛋白浓度,对番鸭饲料转化效率和脂肪含量无影响。 随着日粮粗蛋白从17.22%降至13.54%,北京鸭的增重和采食量不受影响,给北京鸭饲喂15%粗蛋白的平衡氨基酸的低蛋白日粮,不会对其生长性能和胴体产量产生不利影响[18]。 补充苏氨酸可将1—21 日龄北京鸭日粮粗蛋白水平降低至190 g∕kg,并且可防止肝脏脂质过多沉积[19]。 将粗蛋白水平降低至16%,对鹅的生长发育无显著负面影响[20],而在种鸭日粮中适当提高蛋氨酸和赖氨酸水平(高于推荐量的1 倍)可提高种蛋的受精率和孵化率[21]。 由此可得出:适当降低饲料粗蛋白水平,同时补充必需氨基酸,尤其是赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸可有效维持鸭的生产性能。

2.2 非常规饲料水禽中的研究现状

水禽饲料氨基酸的消化率一般高于鸡,且其消化道消化酶活性也高于鸡。 因而,非常规原料在水禽饲料中的应用已有较长的历史。 宋建强[22]研究得出,肉鸭日粮中棉籽粕的添加量在10%以内,添加10%和20%的米糠粕对肉鸭的生产性能无显著影响。 陈小连等[23]研究显示,通过微生物发酵及酶制剂等方法处理后,提高这类饲料原料的营养价值和添加比例,可有效降低抗营养因子和毒性等副作用,如添加16%的发酵菜籽粕不会影响番鸭的生长性能。 亚麻籽饼在1—21 日龄樱桃谷肉鸭饲粮中应用不超过10%,发酵亚麻籽饼可显著提高樱桃谷肉鸭盲肠相对重量和相对长度[24]。 饲喂香菇渣发酵饲料可促进肉鸭生长性能和免疫器官发育,添加量为3%—5%为宜[25]。 Wang 等[10]研究了日粮中粗蛋白水平和蛋白酶对北京鸭生长性能、胴体性状、肉质、养分利用和标准化回肠氨基酸消化率的影响,结果显示:13.5%、14.5%和15.5%粗蛋白水平试验组生长性能和胸肉产量指标均低于饲喂16.5%和17.5%试验组,与日粮中是否添加蛋白酶无关;13.5%粗蛋白水平对肉质、日粮能量和氮利用以及标准化回肠氨基酸消化率有积极影响;添加蛋白酶可显著增加14.5%粗蛋白水平试验组胸肌产量。 在不同能量和蛋白质日粮中添加植酸酶和蛋白酶可以增加空肠食糜中的消化酶,改善代谢状态,提高肉鸭的生长性能。 同时,在低能高蛋白日粮中添加植酸酶和蛋白酶后,生长性能可以达到高能高蛋白日粮的水平[26]。 以上结果均显示出非常规原料在水禽生产中的广阔应用前景。

3 非常规低蛋白日粮配制的注意事项

3.1 主要问题

3.1.1 非常规饲料原料的副作用

非常规饲料原料来源广泛、粗蛋白含量高,但是存在成分复杂、适口性差、含有多种抗营养因子或毒性、氨基酸比例不合理、营养价值较低等缺点,导致其利用率较低,过量添加则会影响水禽的生产性能。研究显示,日粮添加10%菜籽粕会降低蛋鸭重量,并影响蛋黄质量;此外,较高浓度的菜籽粕会导致毒力因子在蛋黄中过量沉积[27]。 如何合理利用非常规饲料原料,因地制宜对其研究利用,针对非常规饲料原料的特性,采用特定并不断丰富和研究新的消除抗营养因子和毒性的方法,才能达到提高其利用价值、降低副作用和有效推进非常规饲料原料合理利用的目的。

3.1.2 当前水禽低蛋白日粮存在的问题

Wang 等[28]最新研究显示,低蛋白日粮可能会破坏肠道完整性,从而诱导全身炎症反应,最终抑制北京鸭的生长性能,而补充蛋白酶可以部分减轻北京鸭低蛋白饮食对肠道健康的负面影响。 因此,在使用低蛋白日粮时,应注意酶制剂的添加以提高饲料蛋白消化利用率。 此外,低蛋白日粮对蛋鸭饲养的研究报道较少,且因生产用途不同而存在差异。 研究显示,给每千克体重的龙岩蛋种鸭饲喂8.6 g 赖氨酸日粮可促进蛋种鸭的蛋白质周转和脂质代谢,这对生产力和繁殖性能有积极影响[29];而给龙岩蛋种鸭饲喂19%的粗蛋白日粮,其繁殖性能和孵化率要低于饲喂17%和18%粗蛋白的龙岩蛋种鸭[30],表明需要针对不同品种的鸭、不同的生产用途(商品用和繁殖用)进行精准营养调控研究。

3.2 解决途径及应对措施

3.2.1 非常规原料处理

非常规饲料原料由于粗纤维含量高、适口性差、含有抗营养因子等缺点,因此在用于水禽饲料时一般要经过物理方法、化学方法和生物方法处理,才能提高其价值和添加比例,达到有效利用的目的。 物理方法主要包括粉碎、脱皮、浸泡、挤压、膨化、水解、微波处理等;化学方法主要有氨化、碱化等;生物方法主要利用微生物发酵和酶解等途径提高饲料的利用价值。 糟渣类、林业副产品及谷物等原料多采用干燥、粉碎等加工方法;农作物秸秆多用氨化、青贮等处理方法。 而酶解和发酵等新型生物技术则是未来饲料行业发展的必然趋势。 饲料发酵可以使原料中的纤维素、淀粉、蛋白质等复杂的大分子有机物在一定程度上降解为动物容易消化吸收的单糖、双糖、低聚糖和氨基酸等小分子物质,降解饲料中的抗营养因子和有毒物质,从而提高饲料的消化吸收率,降低副作用,同时在饲料发酵的过程中还会产生并积累大量营养丰富的微生物菌种细胞及可利用的代谢产物,如:氨基酸、有机酸、维生素、活化的微量元素、特殊糖类物质,并使饲料变软变香,营养增加,从而改变饲料的物理化学性质,提高其适口性、消化率、吸收率和营养价值[26,31-33]。 因此,经酶解或发酵处理的植物蛋白被认为是动物饲料的理想蛋白来源。

3.2.2 改进配方技术

设计低蛋白日粮配方时,应根据非常规饲料原料的营养成分和特点,考虑这类原料的抗营养因子和毒性物质,结合不同品种水禽的营养需求和特性,确定非常规饲料原料在饲料中的添加比例。 此外,非常规低蛋白日粮的配制除了需要对非常规原料进行加工处理,还需针对不同品种、不同饲养阶段研究理想氨基酸平衡模式,尤其是重要限制性氨基酸的比例,调整维生素和微量元素的用量。 因此,非常规低蛋白水禽饲料的配制需要考虑诸多因素,需要前期对水禽和使用的非常规原料进行系统研究、配合、调试和试验。

4 展望

基于理想氨基酸模式,利用非常规原料替代或部分替代常规原料配制水禽的非常规低蛋白日粮,可提高饲粮粗蛋白利用率,节约饲料成本,降低氮排放,改善水禽生产性能。 配制水禽非常规低蛋白日粮时,要针对不同品种不同生产阶段,合理选择非常规原料,添加一些功能性氨基酸或者结合使用益生菌或酶制剂,以有效减少低蛋白日粮的负面影响。 但是由于水禽的理想氨基酸模式和非常规原料的饲用价值缺乏系统的开发和利用,限制了非常规原料的利用。 因此,需要进一步促进产学研合作,升级饲料加工技术和设施设备,完善饲料原料的标准回肠可消化氨基酸数据库和饲料营养数据库,系统开发利用非常规饲料资源,全面推动新型非常规低蛋白日粮的应用。