◆作者:陳輝
◆單位:華中農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)動(dòng)物遺傳育種與繁殖教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室農(nóng)業(yè)農(nóng)村部豬遺傳育種重點(diǎn)開放實(shí)驗(yàn)室
飼料成本在現(xiàn)代養(yǎng)豬生產(chǎn)中約占70%,而日糧中的蛋白水平在飼糧成本中占據(jù)很大比例。在傳統(tǒng)的飼養(yǎng)觀念中,認(rèn)為飼糧中蛋白質(zhì)水平越高越好,但許多研究表明并非如此,因?yàn)樾笄輽C(jī)體并不能對(duì)日糧中的蛋白質(zhì)進(jìn)行完全吸收,并且未消化吸收的蛋白質(zhì)經(jīng)腸道排出后會(huì)產(chǎn)生污染環(huán)境(如氮排放增加等)、資源浪費(fèi)等負(fù)作用。因此許多動(dòng)物營養(yǎng)學(xué)家開展了對(duì)低蛋白日糧技術(shù)的研究,低蛋白日糧被認(rèn)為是一種“理想”的氨基酸模式,該技術(shù)是在NRC的推薦水平上將日糧中的粗蛋白(CP)水平降低2~4個(gè)百分點(diǎn),但同時(shí)補(bǔ)充適宜比例的氨基酸(必需氨基酸等)以滿足機(jī)體的營養(yǎng)需要的一種技術(shù)(Le Bellego and van Milgen等,2001)。大量研究表明,降低適宜比例的CP水平對(duì)豬群的生產(chǎn)性能并無負(fù)面作用,反而可以改善豬群的生長等,同時(shí)可以有效地降低日糧CP的成本,從而提高經(jīng)濟(jì)效益。但目前低蛋白日糧技術(shù)的推廣面仍需進(jìn)一步擴(kuò)大,故文章就低蛋白日糧技術(shù)在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應(yīng)用為切入點(diǎn),通過分析大量前人的相關(guān)研究成果,研究表明通過在養(yǎng)豬生產(chǎn)中使用低蛋白日糧技術(shù)可以改善豬的生產(chǎn)性能(Fang and Jin等,2018)、提高豬對(duì)養(yǎng)分的消化利用率(胡琴與朱建平等,2016)、改善肉品質(zhì)(Chen and Su等,2018)、免疫性能(Che and Peng等,2017)以及抗氧化(Wu and Guo等,2016)等。筆者就低蛋白日糧技術(shù)在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應(yīng)用展開綜述,同時(shí)分析了該技術(shù)使用的必要性以及可行性,使低蛋白日糧技術(shù)被更多養(yǎng)豬生產(chǎn)企業(yè)所接受,進(jìn)而使蛋白日糧技術(shù)被更加廣泛地應(yīng)用和推廣,從而有利于我國養(yǎng)豬業(yè)實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)飼養(yǎng)以及綠色高效發(fā)展。
隨著畜牧養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展,同時(shí)也帶來一些弊端,如日糧蛋白質(zhì)未能充分利用會(huì)經(jīng)腸道排出糞氮和氨氣等,給生態(tài)環(huán)境帶來了負(fù)面影響,因而國家在2017年提出了加快推進(jìn)畜禽養(yǎng)殖廢棄物資源化利用的意見(張濤與J.等,2018);其次是我國蛋白原料(豆粕)的相對(duì)缺乏,尤其是中美貿(mào)易戰(zhàn)期間,使得蛋白原料緊缺,成本不斷增加。綜合以上兩點(diǎn),在養(yǎng)豬生產(chǎn)中應(yīng)用低蛋白日糧技術(shù)可以,有效緩解蛋白資源匱乏,同時(shí)有利于生態(tài)環(huán)保,體現(xiàn)養(yǎng)豬生產(chǎn)企業(yè)的社會(huì)責(zé)任與擔(dān)當(dāng),也有效地提高了養(yǎng)豬業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益(王偉明等,2018)。
為了使低蛋白日糧技術(shù)的推廣應(yīng)用有據(jù)可循、促進(jìn)低蛋白日糧技術(shù)體系的建立與完善,我國飼料工業(yè)協(xié)會(huì)在2018年10月26日批準(zhǔn)發(fā)布聚焦于降低日糧CP水平的《仔豬、生長育肥豬配合飼料》標(biāo)準(zhǔn),這一標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布,為低蛋白日糧技術(shù)的應(yīng)用提供有效的標(biāo)準(zhǔn)(芷樺,2018)。其次是我國氨基酸工業(yè)發(fā)展迅速,必需氨基酸(賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、色氨酸等)生產(chǎn)供應(yīng)主動(dòng)性高,因而降低了添加的氨基酸的成本,有效地推動(dòng)了低蛋白日糧技術(shù)的廣泛應(yīng)用(王偉明與張立泰等,2018)。
近年的研究發(fā)現(xiàn),給豬飼喂低蛋白日糧對(duì)其生產(chǎn)(生長)性能具有改善作用。在改善仔豬生長性能方面,F(xiàn)ang等(2018)研究了日糧不同CP水平對(duì)仔豬生長性能的影響,以240頭“杜×長×大”斷奶仔豬為研究對(duì)象,在設(shè)置了3個(gè)日糧CP水平(高CP組:23.7%;中CP組:21.7%;低CP組:19.7%),飼喂6周后比較了仔豬的平均日增重(ADG)、料重比(F/G)等指標(biāo),結(jié)果表明,ADG隨著CP水平的降低而顯著增加(P<0.05),F(xiàn)/G(比值的二次方)隨著CP水平降低而顯著降低(P<0.05)。相似的研究表明日糧CP水平為16%與19%相比,低CP可使哺乳期末重、凈增重、ADFI以及 ADG顯著增加(P<0.05),顯著降低F/G值(P<0.05),表明低CP水平可以促進(jìn)仔豬的采食量以及改善其生長性能(王忠剛與朱芳,2018)。高哺乳期和斷奶后仔豬的采食量和生長性能。在生長育肥豬中,張遷(2018)以“杜×長×大”生長育肥豬為研究對(duì)象,為其設(shè)置了3種CP水平的日糧,分別為對(duì)照組(CP水平為18%)、試驗(yàn)1組(CP水平為15%,補(bǔ)充0.5%精氨酸)、試驗(yàn)2組(CP水平為12%,補(bǔ)充1%精氨酸),飼喂35天后,比較了3組育肥豬的平均日增重、料肉比等指標(biāo),結(jié)果表明,試驗(yàn)1組和2組料肉比與對(duì)照組相比顯著降低(0.293 vs 0.269 vs 0.248),但各組間ADG無顯著差異。申超超(2017)發(fā)現(xiàn)給3月齡生長豬飼喂低CP水平(14%)與正常CP日糧相比,低CP組生長豬的ADG與ADFI顯著增加,而F/G顯著降低(P<0.05),表明飼喂低CP日糧后可以改善生長豬的生長性能。也有研究表明低CP日糧不會(huì)對(duì)生長豬的生產(chǎn)性能產(chǎn)生顯著影響(朱建平與胡琴等,2014),據(jù)報(bào)道飼喂低蛋白日糧(CP水平為12.59%)與飼喂基礎(chǔ)日糧(CP水平為15.49%)相比,不會(huì)對(duì)育肥豬的生產(chǎn)性能產(chǎn)生顯著影響,但低CP日糧組降低了飼料成本和育肥豬的增重成本,提高了經(jīng)濟(jì)效益。低蛋白日糧技術(shù)在母豬中也有應(yīng)用,張光磊等(2018)研究了低蛋白日糧(CP水平為16%)哺乳母豬生產(chǎn)性能的影響,飼喂4周后,發(fā)現(xiàn)飼喂低CP日糧的哺乳母豬與飼喂正常CP(18.33%)日糧的哺乳母豬相比,低CP日糧母豬的窩增重和泌乳量分別顯著增加了8.39%和8.38%(P<0.05),同時(shí)提高了斷奶窩重和斷奶頭數(shù),但差異不顯著,表明飼喂低CP日糧可以有效改善母豬的生產(chǎn)性能。綜合本段,低CP日糧在仔豬、生長豬以及母豬方面均有應(yīng)用,可以有效改善其生長(生產(chǎn))性能。
降低日糧蛋白水平后可以提高豬對(duì)養(yǎng)分(粗蛋白等)的消化利用率。低蛋白日糧技術(shù)對(duì)仔豬養(yǎng)分利用率方面,有研究表明,給仔豬飼喂低CP(由CP水平為23.7%降低4個(gè)百分點(diǎn)為19.7%)后可以顯著提高仔豬對(duì)CP的消化率 (Fang and Jin等,2018)。任繼民(2011)發(fā)現(xiàn),與飼喂正常CP(19.52%)水平日糧相比,飼喂低CP日糧(CP水平為18.48%)的斷奶仔豬對(duì)CP的表觀消化率顯著提高(P<0.05)、不會(huì)對(duì)粗脂肪和粗纖維的消化率產(chǎn)生負(fù)面影響,同時(shí)降低了仔豬的腹瀉指數(shù),表明給斷奶仔豬飼喂低CP日糧可以改善仔豬對(duì)CP的消化率,從而降低腹瀉率;竇勇等(2014)報(bào)道,給斷奶仔豬飼喂低CP日糧(CP水平為16%,標(biāo)準(zhǔn)日糧CP為19%)后,與標(biāo)準(zhǔn)日糧組相比,低CP組仔豬對(duì)CP的消化率增加了12.99%(P<0.01),同時(shí)料肉比顯著降低了 7.30%(P<0.05)。在生長育肥豬對(duì)養(yǎng)分利用率的研究方面,胡琴等(2016)給 90kg左右的“杜×長×大”雜交豬飼喂低CP日糧(12.59%)30天,以探討低蛋白日糧對(duì)豬的養(yǎng)分消化利用率的影響,結(jié)果表明,與飼喂正常日糧(CP水平為15.49%)相比,飼喂低CP日糧的雜交豬對(duì)干物質(zhì)、粗脂肪的表觀消化率極顯著提高(P<0.01),粗蛋白的表觀消化率提高(85.64%vs 83.01%),但差異不顯著;也有研究發(fā)現(xiàn),育肥豬采食CP水平從NRC推薦的標(biāo)準(zhǔn)(15.38%)下降3個(gè)百分點(diǎn)(12.33%)的日糧后顯著提高了對(duì)粗脂肪的消化率(P<0.05),對(duì)粗蛋白、鈣和磷的消化率增加(P>0.05)(黃健與鄧紅,2017);相似的研究表明當(dāng)日糧CP水平較NRC推薦的水平降低3.1個(gè)百分點(diǎn)后,可顯著提高“杜×長×大”生長豬對(duì)粗脂肪、粗蛋白、部分氨基酸(賴氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸)的消化率(P<0.05)(譚本宏與楊強(qiáng),2010)。綜上表明,通過降低日糧CP水平,可以有效改善仔豬以及生長豬對(duì)養(yǎng)分的消化利用率。
給肥育豬飼喂低蛋白日糧后對(duì)其肉品質(zhì)的改善具有積極作用。肌內(nèi)脂肪(IMF)含量是評(píng)價(jià)豬肉品質(zhì)的重要指標(biāo),大量研究發(fā)現(xiàn)飼喂低CP日糧有助于IMF 含量的增加,Li等 (2016)探討了飼喂兩種不同CP水平(H組CP水平為20%,L組CP水平為17%)對(duì)肉品質(zhì)的影響,結(jié)果表明L組肌肉中具有更高的IMF含量(P=0.07),同時(shí)顯著上調(diào)了脂肪沉積相關(guān)基因的表達(dá)量(P<0.05),研究認(rèn)為低 CP 日糧對(duì)IMF的含量具有促進(jìn)作用。朱玉萍等(2017)研究也表明,飼喂CP水平為12%的平衡日糧與CP水平為16%的日糧相比,低CP日糧組肌肉中IMF含量顯著增加,剪切力值顯著降低,同時(shí)脂肪合成的基因的表達(dá)量顯著上調(diào)(P<0.05),脂肪降解的基因表達(dá)量顯著下調(diào)(P<0.05),研究表明低CP日糧通過對(duì)脂肪合成和降解的基因的表達(dá)進(jìn)行調(diào)控,從而改善肌肉中IMF的含量,進(jìn)而改善肉質(zhì);相似的研究發(fā)現(xiàn)飼喂低CP(14%)日糧后,與對(duì)照組相比(CP水平為17%),貴州香豬肌肉的嫩度、IMF含量顯著增加(P<0.05),同時(shí) H-FABP(心臟型脂肪酸結(jié)合蛋白基因)基因的表達(dá)量極顯著提高(P<0.05)(曹龍凱等,2012)。Madeira 等(2017)研究表明,飼喂低CP(13.1%,補(bǔ)充0.4%賴氨酸)日糧與正常CP日糧相比,低CP日糧組中肌肉的IMF含量增加了15.7%。低CP日糧也有助于改善肉質(zhì)的風(fēng)味,有研究發(fā)現(xiàn),飼喂低CP(17%,標(biāo)準(zhǔn)CP水平為20%,補(bǔ)充1%α-酮戊二酸)日糧有助于增加肌肉中游離氨基酸的含量,進(jìn)而改善風(fēng)味(Chen and Su等,2018)。也有研究發(fā)現(xiàn),給生長育肥豬飼喂極低CP水平(VLP,CP水平為12%,補(bǔ)充氨基酸)日糧有助于增加風(fēng)味物質(zhì)?;撬岷惋L(fēng)味氨基酸的含量,同時(shí)顯著降低了肌肉的剪切力值以及顯著提高IMF含量和單不飽和脂肪酸(MUFA)含量(P<0.05)(Li等,2018)。綜上表明飼喂低蛋白日糧可以通過增加肌肉IMF含量以及風(fēng)味物質(zhì)的含量來有效改善豬肉品質(zhì)。
研究發(fā)現(xiàn)飼喂低蛋白日糧可以有效提高豬只血清中免疫因子水平來有效改善豬的免疫性能。在改善生長豬免疫性能的研究方面,張遷等(2018)研究發(fā)現(xiàn),通過給生長育肥豬飼喂低蛋白日糧(CP水平為12%,補(bǔ)充1%精氨酸)35天后,育肥豬血清中免疫球蛋白G(IgG)水平顯著增加(P<0.05),IgA和 IgM水平提高(P>0.05)。許遲等(2017)研究了低蛋白日糧(從NRC2012生長豬推薦CP水平降低4個(gè)百分點(diǎn))對(duì)生長豬血清免疫球因子水平的影響,飼喂36天后分析測定血清免疫因子(IgA、IgG和IgM,補(bǔ)體4等),結(jié)果表明,飼喂低蛋白日糧后生長豬血清中IgA和補(bǔ)體4水平顯著增加(P<有0.05),IgG 和 IgM水平增加(P>0.05);但有研究顯示,當(dāng)日糧蛋白水平由20.0%降低至13.9%時(shí)會(huì)顯著降低生長豬血清中IgG以及外周CD3+T細(xì)胞百分比(P<0.05)(Peng a 等,2016),這表明日糧蛋白水平下降幅度并非越大越好,在合理的下降幅度(3%左右)才對(duì)生長豬的免疫性能具有改善作用。在改善仔豬免疫性能方面,辛小召等(2014)以斷奶仔豬為研究對(duì)象,探討了日糧不同CP水平(對(duì)照組CP水平為21.5%,試驗(yàn)組CP水平為17.5%)對(duì)仔豬免疫性能的影響,飼喂21天后測定血清免疫球蛋白水平,結(jié)果表明,與對(duì)照組相比,試驗(yàn)組仔豬血清IgG和IgA水平顯著增加,同時(shí)仔豬的腹瀉率顯著下降,表明飼喂低蛋白日糧后可以提高仔豬血清免疫球蛋白水平,進(jìn)而提高其抗病力。但也有相反的研究報(bào)道,Che等(2017)研究發(fā)現(xiàn)將日糧CP水平由17%降低至13%會(huì)顯著降低核因子κB的mRNA的表達(dá)、IL-1β濃度、腫瘤壞死因子-α以及Toll樣受體4等免疫因子水平,從而對(duì)仔豬的免疫性能產(chǎn)生不利影響,但該研究還顯示,通過在低CP日糧補(bǔ)充酪蛋白可以使上述指標(biāo)正?;?。綜合本段,合理的CP下降幅度可通過提高生長豬和仔豬血清中免疫球蛋白水平來改善豬群的免疫性能。
低蛋白日糧技術(shù)除上述功能外,也可有效改善豬的抗氧化性能。研究表明,飼喂低蛋白日糧后可以提高豬血清中抗氧化酶活性以改善抗氧化性。Wu等(2016)以“杜×長×大”生長豬為研究對(duì)象,探究日糧不同CP水平對(duì)其血液抗氧化指標(biāo)的影響,設(shè)置了兩種不同CP水平的日糧(對(duì)照組CP水平為17.01%,LH組CP水平為15.70%),飼喂30天后檢測兩組豬血清抗氧化指標(biāo),結(jié)果表明,LH組豬血清超氧化物歧化酶(SOD)水平顯著增加。許遲等(2017)報(bào)道,將日糧CP水平由NRC(2012)推薦的CP水平基礎(chǔ)上降低4%,將該日糧飼喂“杜×長×大”生長豬36天,結(jié)果發(fā)現(xiàn)生長豬血清中谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)、超氧化物歧化酶(SOD)濃度及血清總抗氧化能力(T-AOC)顯著增加(P<0.05),血清丙二醛(MDA)濃度顯著降低(P<0.05)。相似的研究發(fā)現(xiàn),給“杜×長×大”生長豬飼喂低CP日糧(CP水平為12%,補(bǔ)充1%精氨酸)35天,測定血清抗氧化指標(biāo),結(jié)果發(fā)現(xiàn)生長豬血清中GSH-Px、SOD以及T-AOC水平分別增加了74.63%、10.44%以及 19.48%(P<0.05),而血清中MDA濃度下降了 66.88%(P< 0.05)(張 遷 ,2018)。綜上表明,飼喂低蛋白日糧后,豬血清抗氧化酶活性增加,從而改善豬的抗氧化性能。
綜上所述,在養(yǎng)豬業(yè)中應(yīng)用低蛋白日糧技術(shù)(補(bǔ)充氨基酸)是必要且可行的,在CP的推薦水平基礎(chǔ)上降低2-4個(gè)百分點(diǎn)不會(huì)對(duì)豬只的生長性能產(chǎn)生負(fù)面影響,相反,通過給豬只飼喂低蛋白日糧,可以有效改善豬只的生產(chǎn)性能、提高豬只對(duì)養(yǎng)分的消化利用率、改善肉品質(zhì)、免疫性能以及抗氧化性能,從而提高養(yǎng)豬經(jīng)濟(jì)效益(降低了日糧的成本,同時(shí)提高了豬只的生產(chǎn)成績)。但低蛋白日糧技術(shù)運(yùn)用體系仍需進(jìn)一步完善。首先,缺乏配套的飼料原料營養(yǎng)價(jià)值數(shù)據(jù)庫;其次是日糧CP水平的確定應(yīng)根據(jù)不同的豬品種、性別以及年齡等因素進(jìn)行確定,并非可以大幅度降低,同時(shí)在降低過程補(bǔ)充適宜的比例氨基酸以實(shí)現(xiàn)平衡,在今后低蛋白日糧技術(shù)的推廣應(yīng)用中應(yīng)開展相應(yīng)的研究;最后是低蛋白日糧技術(shù)在繁殖性能中的研究鮮有報(bào)道,今后可開展低蛋白日糧對(duì)母豬產(chǎn)仔數(shù)、乳汁性狀等繁殖性能影響的研究,以擴(kuò)大該技術(shù)在養(yǎng)豬生產(chǎn)中應(yīng)用的全面性。相信隨著動(dòng)物營養(yǎng)與飼料科學(xué)以及電子計(jì)算機(jī)等技術(shù)的發(fā)展,上述不足將會(huì)得到很好的解決,從而使低蛋白日糧技術(shù)更好地應(yīng)用于養(yǎng)豬生產(chǎn)中,實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)飼養(yǎng),提高養(yǎng)殖效益。總而言之,低蛋白日糧技術(shù)在養(yǎng)豬生產(chǎn)中將會(huì)有著更好的應(yīng)用前景,通過低蛋白日糧技術(shù)的運(yùn)用,可以更好地促進(jìn)我國養(yǎng)豬業(yè)朝著可持續(xù)、綠色高效發(fā)展的方向邁進(jìn)!