■ 杨 运 胡诚军 吕仁龙 周汉林,3*
(1.华中农业大学动物科学技术学院,湖北武汉 430070;2.中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所,海南海口 571101;3.中国热带农业科学院湛江试验站,广东湛江 524013)
近年来随着消费者对猪肉品质要求的不断升高,我国地方猪的养殖也迎来了新契机。相较于外来商品猪,我国地方猪普遍存在生长速度慢、饲料报酬低等问题,一定程度上导致养殖成本高。饲料能量水平是影响饲料质量关键因素之一,但关于我国地方猪的能量需要研究较少,造成对地方猪能量需要缺乏足够的认识,严重影响了地方猪日粮配方的设计。日粮能量主要以脂肪、蛋白质以及碳水化合物形式存在,是维持猪生长发育、繁殖、泌乳的关键因素[1]。有研究表明,当摄入的日粮能量无法满足机体维持需要时,猪将分解机体自身储备能量,造成能量的流失;而当猪摄入的日粮能量大于其维持需要和生产需要时,多余的能量则以脂质的形式留在体内或者被猪排出体外,造成日粮能量的浪费[2-3],可见日粮能量水平过高或过低均不利于猪生长性能的发挥[4]。因此,精准的能量供应不仅有利于提高地方猪的生长,同时对于降低养殖成本具有十分重要的意义。目前,我国地方猪日粮设计通常是依据美国国家研究委员会(NRC,2012)或者猪营养需要量国家推荐标准(GB/T 39235—2020),但由于品种、生理代谢等差异,参考外来猪种的能量推荐水平并不能完全满足地方猪能量的需要。鉴于此,文章结合近年来我国地方猪能量需要的研究进行综述,旨在为实现我国地方猪精准能量供给提供理论参考。
猪在维持自身代谢、生长发育、生殖等方面都需要能量,能量的摄入保证了猪细胞和组织的正常功能。猪营养学研究的主要目标之一就是将猪所需的能量和营养需要与日粮中的能量与营养的含量相匹配,尽可能在保证猪正常生长发育的情况下,降低猪的饲料成本。但在猪利用饲料能量的过程中,并不是所有的能量都会被完全利用,因而根据能量在猪利用过程的损耗以及猪的能量需求,定义了饲料的能量值为总能(Gross energy,GE)、消化能(Digestive energy,DE)、代谢能(Metabolism energy,ME)以及净能(Net energy,NE)。
研究猪能量需要的方法有综合法和析因法,国外多采用析因法,我国一般采用综合法。
析因法是从维持和剖析增重的角度出发,把能量需要分成不同的需要,对猪不同需要(维持需要、增重需要、妊娠需要、泌乳需要等)分别进行定量。最后,根据不同生产水平确定综合需要量。使用析因法探究猪营养需要量,观察到的需求差异主要归因于遗传和体重的变化。与综合法不同的是,析因法是在特定时间点去评估猪营养需求,并且不考虑在研究期间发生的维持和生长的需求及代谢效率的差异[5]。例如,生长育肥猪ME 摄入量可剖分为标准维持ME 和生长ME两部分或标准维持ME、蛋白质沉积能量需要量和脂肪沉积能量需要量三部分。并在大量试验数据的基础上建立回归方程,预测猪在一定日增重及体重情况下日能量的需要量。
综合法根据猪生长速度和饲料利用率来估计总的需要,不需分别考虑生长、维持等各部分的需要,常通过生长试验,或者与屠宰试验相结合确定猪对能量的需要。一般采用不同能量水平的日粮,以最大日增重、最佳饲料利用率和胴体品质时的能量水平作为需要量。在大量试验数据的基础上,也可建立回归方程预测猪的能量需要量,综合法评估的最佳群体营养水平,即生长期内观察到的群体对能量的需求[6]。综合法相对简单易行,但群体对营养的最大需求在本质上是动态的,容易受很多因素的制约,如试验动物、试验环境、试验设计,变异性较大[7]。
精准饲料营养价值的评定是实现地方猪精准营养供给的前提。现行的饲料能量评价系统包括DE、ME 及NE 体系,其中NE 体系是最能准确评估饲粮成分真实能量的能量系统。饲料NE的测定一般有两种途径:一是通过DE或ME来计算NE,这种方法需要测定动物的热增耗,即摄入饲料时动物总的机体产热量减去动物绝食产热量;另一种途径是直接测定维持净能(NEm)和沉积净能(NEp)[8]。NE 值还与动物所处的环境、温度等密切相关,给NE 的测定增加了难度,造成NE 体系并未在全球范围内采用[9]。随着技术的发展,Paternostre 等[10]通过研究比较了使用表格、经验模型和近红外光谱法预测饲料NE,发现基于化学参数及体外消化率的经验模型是一种比较合适的预测方法,这为NE的快速测定提供了可行方案。
猪的能量需要量将随着时间和生理变化而发生改变,预测不同阶段猪的精准营养需求,并对猪供给精准的饲料能量,将有效提高饲料利用效率,减少营养物质的流失。基于析因法来模拟猪能量需要量的模型无法考虑到猪个体的变化,因此需要在此模型中引入随机性,以模拟猪个体或群体的变化,并制订更个性化的饲喂策略[11]。随着技术发展,已经开发出系统监控记录猪饲料进食、体重变化的传感器,对数据实时收集处理并可以快速决策,以达到精准预测猪营养需求的目的[12]。
精准饲喂是以头或者群体为单位,通过实时模型、智能化技术相结合的精准饲喂系统向猪或猪群提供准确的日粮能量。精准饲喂可以有效提高动物的饲料利用效率和经济效益[13]。国外针对猪精准饲喂的研究起步较早,较为成熟的智能化精准饲喂系统有Nedap Velos 母猪电子饲喂站、Gestal F2 母猪自动饲喂系统、动态饲喂系统Compident Ⅶ和静态饲喂系统Compident Smart 等,而国内关于猪群精准饲喂的研究和使用较为落后,尤其在理论研究、体况识别等方面,且前期投入及维护成本较高,使用条件严苛[14-15]。
现如今,猪的精准饲喂研究已经向动态营养需求研究发展,通过建立实时模型预测不同阶段、不同状态下猪的营养需求[16]。实时模型通过早期识别个别猪典型饲养模式偏差,并在此基础上建立基于经验的采食量建模方法,最终将实证方法集成到数学模型中用以实时估计猪的个体营养需求[17-18]。实时模型可以考虑到猪的每日变化,根据猪的实际采食量和生长模式估计猪的实际能量需要量,因此在提高猪的精准饲喂有效性方面具有巨大潜力[19]。
4.1.1 断奶仔猪
我国地方猪种类较多,由于体型、生理代谢等差异,不同品种的断奶仔猪能量需要量差异较大。例如,谭占坤等[20]通过综合法研究了以不同水平玉米(41.20%、48.10%、55.00%、61.90%、68.80%)及小麦麸(43.00%、34.25%、25.50%、16.75%、8.00%)配制的不同能量水平日粮(11.72、12.13、12.55、12.97、13.39 MJ/kg)对断奶藏仔猪生产性能的影响,发现随着日粮能量水平逐渐升高, 断奶藏仔猪日增重在DE达到12.97 MJ/kg,CP 为16.04%时最高,达到239 g。Zeng 等[21]在断奶荣昌仔猪上的研究表明,当以玉米(57.73%)及豆粕(12.10%)为日粮,DE水平为15.06 MJ/kg、CP为18.01%时,猪平均日增重达到322.63 g,荣昌仔猪可获得较好的生长性能。另外,研究表明,巴马香猪断奶仔猪饲喂DE 为14.22 MJ/kg、CP 为20.06%的日粮,仔猪平均日增重优于饲喂DE 为13.46 MJ/kg、CP 为18.03%的日粮[22]。上述的研究结果提示,尽管品种不同,中国地方猪断奶仔猪能量需要量大致为12.5~15.0 MJ/kg。在设计饲料配方时,应根据仔猪的品种、所处环境等进行单独分析,因地制宜,探索出适合我国地方猪断奶仔猪阶段的能量供给方案。
4.1.2 生长育肥猪
日粮能量水平影响生长育肥猪生长性能、背膘厚和眼肌面积等指标,同时对肉品质、脂肪沉积也有着重要影响[22-24]。因此,合理的日粮能量水平有利于提高地方猪的各项性能指标。李海霞等[25]研究表明,90日龄德江复兴猪饲喂以玉米(65.00%)及麦麸(10.53%)为主要原料配制的DE 水平为13.7 MJ/kg、CP 为14%的日粮,猪的平均日增重相对于13.1、13.7、14.3 MJ/kg三个DE水平达到最大。在15~30 kg江泉白猪上的研究表明,饲喂以玉米(49.70%)及豆粕(33.00%)为主要原料配制的DE水平为15.67 MJ/kg、CP为20.88%的日粮,江泉白猪可获得较好的生长性能[26]。15~35 kg 的巴马香猪饲喂日粮DE 水平为14.22 MJ/kg、CP 为18.01%时,巴马香猪平均日增重可显著提高,而在35~55 kg阶段时,饲喂DE为13.40 MJ/kg、CP为13.46%的日粮可显著提高巴马香猪平均日增重[22];Zhang等[27]以玉米(73.79%、71.84%、66.44%、59.00%、48.40%)及麦麸(7.00%、12.00%、20.00%、27.62%、42.00%)为主要原料设置14.22、13.60、12.98、12.36 MJ/kg 和11.74 MJ/kg五个DE梯度,发现60~100 kg阶段的乌金猪饲喂日粮DE水平为14.22 MJ/kg、CP为14.28%的平均日增重要高于饲喂其他水平的日粮;另外,在43 kg左右的宁乡猪上的研究表明,饲喂主要原料玉米及豆粕占比分别为57.10%、5.60% 配 制 的DE 为15.22 MJ/kg、CP 为12.01%的日粮,宁乡猪的平均日增重高于玉米及豆粕占比分别为54.90%、8.20%配制的DE 为10.84 MJ/kg和玉米及豆粕占比分别为47.90%、8.20%配制的DE为13.02 MJ/kg 的日粮[28]。可见,不同品种、不同体重的猪对能量的需要存在明显差异,对于地方猪生长育肥也应根据阶段、体重以及猪本身的生长特性等进行探究,研究出适合地方猪在不同生长阶段的日粮。
4.2.1 妊娠母猪
对于妊娠母猪,妊娠前、中期的母猪应给予能量适宜的饲料,以保证胎猪的正常发育,同时饲料能量的供应量应使母猪保持正常的体况。而对于体重过高或者背膘厚过高的母猪,应减少其饲料的摄入量;妊娠后期的母猪,应在保持饲料营养物质平衡的同时,控制饲料的摄入,避免因摄入过多能量造成母猪肥胖和胎猪体积过大。Hu 等[29]以玉米(32.09%、47.89%、59.39%)及豆粕(10.00%、12.80%、14.20%)为主要原料设置11.50、12.41、13.42 MJ/kg 三个能量水平研究广东小耳花猪妊娠中后期能量需要量,发现DE 为13.42 MJ/kg、CP 为13.44%组的母猪的体重增加显著高于11.50 MJ/kg 和12.41 MJ/kg 组,而仔猪初生重低于11.50 MJ/kg 和12.41 MJ/kg 组。从上述研究结果不难发现,妊娠中期后能量水平过高不利于母猪繁殖性能的发挥。祝倩等[30]将初产环江香猪分别饲喂以玉米(58.20%)、豆粕(11.00%)、麦麸(11.50%)及玉米(57.20%)、麦麸(11.00%)为主要原料配制的高低营养水平日粮(14.73 MJ/kg 和12.24 MJ/kg),发 现 日 粮DE 为14.73 MJ/kg、CP 为13.11%时,妊娠45、75、110 d 环江香猪的窝重、胎儿个体重均高于12.24 MJ/kg 组;而在初产眉山母猪上的 研 究 表 明,母 猪 饲 喂DE 为12.90 MJ/kg、CP 为13.92%的日粮可提高母体体重和胎儿体重,能获得较好的繁殖性能[31]。
4.2.2 哺乳母猪
哺乳母猪需要消耗大量自身营养物质用于乳汁的分泌,因此需要向母猪提供充足的能量物质,避免母猪因能量摄入不足导致断奶时母猪体脂过低,引起母猪返情延迟等负面效应。东北民猪和莱芜猪哺乳期的推荐DE、CP 水平分别为13.19 MJ/kg、15.24%和12.50 MJ/kg、17.00%[32-33]。吴买生等[34]将湘沙配套系母猪分为9 组,在猪哺乳期以玉米(44.83%、55.74%、57.20%)、豆粕(18.16%、22.82%、25.86%)及麦麸(21.60%、12.00%、11.59%)为主要原料分别设置12.24、12.92、13.60 MJ/kg 3 种不同能量的营养日粮,发现在哺乳期饲喂DE 为12.92 MJ/kg、CP 为16.63%的日粮,21 日龄和35 日龄仔猪窝重均要高于其他两组。可见,由于品种、体型和产仔性能的差异,不同地方品种猪日粮能量需要量存在较大差异,因此探索适合我国不同地方猪母猪的能量需要量对于提高母猪哺乳、降低养殖成本具有重要意义。
我国不同地方猪日粮能量水平推荐量见表1。
表1 不同地方猪日粮能量水平推荐量
4.2.3 种公猪
种公猪的健康状况直接决定着配种的成功率以及产仔数。由于在配种时所需要的精液量大,会造成较大的营养损失,这时饲喂过低能量含量的日粮会使公猪消耗自身的脂肪、蛋白质,影响精液质量,因此需要饲喂能量水平较高的日粮;然而,能量水平较高会造成公猪肥胖,增加血尿素浓度、异常精子数量和血清粪臭素浓度,影响精液质量[35]。因此,探索不同品种种公猪的日粮能量需要量,保证种公猪的合理营养摄入,对于提高精液品质和猪场繁殖计划的正常进行都有重大意义。然而,目前关于我国地方种公猪的能量需要量的相关研究还较少,主要集中在长白猪、大白猪、杜洛克等国外优质公猪品种。莱芜后备公猪配种期的推荐DE 为12.50 MJ/kg,CP 为16%;非配种期的推荐DE 为10.50 MJ/kg,CP 为12%[33]。配种期沙子岭公猪推荐DE 为11.43 MJ/kg,CP 为13%;而非配种期的公猪推荐DE 为10.04 MJ/kg,CP 为12%[36]。发展和利用我国地方猪种质资源,最重要的是培育属于我国的地方种公猪,而探究地方种公猪的营养需要,有利于获取更高质量的精液品质,为种猪的培育繁殖奠定基础。
能量摄入直接关系到地方猪的胴体重、瘦肉率、生长速度、肉品质等性能,但关于我国地方猪的能量需要量研究较少且缺乏研究深度。虽然我国已制定2020 版的《猪营养需要量》,但我国地方猪种类繁多,不同品种和不同生长阶段地方猪能量需要量存在明显差异,这意味着地方猪日粮的多样化,采用同一个标准饲养并不合理。因此,加快我国地方猪能量需要量的科学研究,探究如何通过调控日粮能量水平提高地方猪的生长速度、瘦肉率等性状,对提高我国地方猪的发展具有重要意义。