仔猪低蛋白日粮的应用研究
张涛博士等
仔猪是猪生长过程中最关键的阶段，仔猪出生后生长快速、生理变化急剧，对蛋白质和氨基酸营养需要高，但此时仔猪消化器官的结构和功能发育尚不完善，同时要应对环境变化应激(离开母猪、转群、转圈)、日粮转换应激(由液态母乳转为固体饲料)和免疫疾病应激等挑战，因此常常发生仔猪营养性腹泻，进而可能继发病原性腹泻。饲粮中高蛋白质水平往往是导致仔猪腹泻和生长抑制的重要原因。我国猪饲料以玉米-豆粕型日粮为主。豆粕蛋白质含量丰富，氨基酸组成适宜，在仔猪料中使用普遍而且用量较高，但豆粕含有抗胰蛋白酶抑制因子、致甲状腺肿因子、皂素、植物血凝素等抗营养因子，会引起仔猪肠道暂时过敏，破坏小肠形态结构，导致营养吸收不良，加剧仔猪腹泻和生长抑制，甚至造成二次病原菌的感染。当前，限制抗生素和氧化锌使用并日趋规范，仔猪腹泻及断奶应激问题亟待解决。 低蛋白日粮根据“理想氨基酸”理论提出，添加晶体氨基酸来保证日粮的氨基酸平衡， 从而在降低日粮蛋白水平的情况下，满足仔猪氨基酸营养需求，同时减轻仔猪代谢负担，减少仔猪腹泻，促进肠道健康。
1．低蛋白日粮在仔猪日粮中的应用
仔猪发生断奶应激时，其消化系统发生显著变化，主要表现为小肠绒毛萎缩、腺窝变深、吸收障碍、肠黏膜淋巴细胞增生和隐窝细胞有丝分裂速度加快。如果仔猪饲料中蛋白质水平高，同时蛋白原料消化率低，抗营养因子含量高，往往导致仔猪腹泻和生长抑制。 Wen等[1]报道，与19%和23.7%粗蛋白质(CP)的饲料比较，仔猪断奶后饲喂2周CP含量为17%的饲料后粪便得分较低，粪便得分低意味粪便含水率低，粪便成型更好，仔猪腹泻率低。Nyachoti等[2]、Htoo等[3]、Yue等[4]、Heo等[5]的研究也得出相同结论，低蛋白日粮有利于改善仔猪腹泻。 早期断奶仔猪胃酸产生不足是导致胃肠道疾病的原因之一。有报道称，降低食糜pH可抑制肠道有害菌群生长，促进乳酸菌增殖，进而促进宿主健康。Nyachoti 等[2]报道，日粮CP含量由23%降至17%可以降低回肠食糜pH。 Wen等[1]研究发现，饲喂低蛋白日粮可以降低仔猪结肠近端食糜pH，同时还与蛋白质原料种类有关。添加鱼粉的饲料处理较添加大豆浓缩蛋白的处理其结肠食糜pH要高，原因可能是含鱼粉高的饲料在仔猪肠道中发酵更充分，产生更多的挥发性脂肪酸、多胺和氨等代谢产物。然而，Htoo等[3]的研究表明，饲喂仔猪不同CP水平的饲料对仔猪回肠和盲肠食糜pH均没有影响。 近几年，大多数研究发现，降低仔猪日粮4~6个百分点的CP含量对仔猪的生长性能没有影响，同时还能改善仔猪的肠道健康，减少腹泻，改善健康状态。从表1中研究结果可见: 仔猪体重在10kg左右的前7个试验中，仔猪日粮标准回肠可消化赖氨酸(SID Lys)含量在1.30%水平以上时，高蛋白和低蛋白处理的仔猪平均日增重(ADG)都在335g以上；而仔猪日粮 SID Lys含量在1.10%水平左右时，仔猪ADG在129~226g。 将这7个试验的SID Lys含量分别与高蛋白组和低蛋白组的ADG进行相关分析，其相关系数都大于0.93，高蛋白组的CP含量与ADG相关系数为-0.72，低蛋白组的CP含量和ADG相关系数为0.31。 虽然这些数据有限且非同一试验得出，但再次证明蛋白质营养的本质是氨基酸营养，高CP水平并不能保证好的生长性能。SID Lys 水平和平衡氨基酸营养才是关键。 表1 低蛋白日粮在仔猪日粮中的应用 注：H-CP为高蛋白处理组，L-CP为低蛋白处理组；DE为消化能，ME为代谢能，NE为净能；Lys为赖氨酸，Thr为色氨酸，Met为蛋氨酸，Trp为苏氨酸，Val为缬氨酸，Ile 为异亮氨酸；* 表示与对照相比差异显著(P<0.05)；+ 表示L-CP降低回肠中氨和胺的浓度；++ 表示L-CP显著改善仔猪腹泻； #表示在大多数试验中，H-CP和L-CP的能量浓度和SID Lys的浓度相同，当不同时，取L-CP的数值。下表同。 2．低蛋白日粮在仔猪日粮中应用需要注意的问题 近年来，一些应用低蛋白日粮仔猪试验中，仔猪的生长性能出现负面效果，如ADG和饲料转化效率(FCR)(表2)。 Opapeju等[13]研究发现，与对照(CP 21.3%)相比，在2个低蛋白处理组(CP 18.7%，17.0%)中分别添加5种和6种限制性氨基酸，6~12kg仔猪的ADG分别下降29g和26g，FCR增加0.18和0.26。 Opapeju等[14]发现，断奶后7天，饲喂CP 22%日粮的断奶仔猪其小肠重大于饲喂低蛋白日粮(CP 17%)，但不同CP水平没有对空肠蔗糖酶、乳糖酶、亮氨酸氨肽酶、氨基肽酶A、氨基肽酶N和二肽基氨基肽酶Ⅳ的酶活产生影响。 Yue等[4]研究表明，23.1%、21.2%、18.9%、17.2% CP处理间的平均日采食量(ADFI)没有显著差异，同时随着CP降低，仔猪粪便成型得到显著改善；与CP 23.1%处理组(对照)相比，CP 17.2%处理组的ADG显著降低57g, FCR显著增加0.14；CP 17.2%处理组的十二指肠和空肠的绒毛高度显著小于其他3个处理组，空肠乳糖酶和蔗糖酶活性显著低于其余3个处理组，其非必需氨基酸谷氨酰胺和谷氨酸含量可能不足。 Htoo[15]建议在设计低蛋白日粮时应该遵循SID Lys: CP 比值最大值为6.9%，或总Lys: CP 最大值为7.4%。低蛋白饲料中降低的CP来自富余的非限制性氨基酸。设计低蛋白日粮时，CP水平降低并非没有限制和底线，必需保证SID Lys含量没有降低，同时满足氨基酸平衡。如果CP水平降低过多，会使一些必需氨基酸甚至非必需氨基酸缺乏，影响动物生长性能和健康状况。Gloaguen等[16]的试验饲料 SID Lys: CP 比值为7.4%，即使日粮中添加了Lys、Thr、Met、Trp、Val、Ile、Leu、Phe、Arg、Glu、Gly、Pro等12种氨基酸，低蛋白处理组(CP 12.5%)ADG比较对照组(CP 17.4%)降低30g，FCR增加0.23，其生长性能的降低可能是由于一些非必需氨基酸含量不足所致。 表2 低蛋白日粮在仔猪日粮中的应用 分析低蛋白日粮在商业生产和试验中失败的原因： 配制饲料时仍使用总氨基酸指标，而非标准回肠可消化(SID)氨基酸。在此参考指标下配制低蛋白饲料，虽降低了蛋白原料用量和饲料CP水平，但不能根据氨基酸平衡概念和SID氨基酸需求来科学补充限制性氨基酸，其饲料使用效果无法保障。 配制低蛋白日粮时使用DE或ME，其饲料NE含量未知。在配制低蛋白饲料时，降低蛋白原料用量，相应增加了能量原料用量。虽然配制低蛋白全价配合饲料的DE或ME含量变化不大，但低蛋白饲粮的NE含量提高很多。尽管玉米和豆粕的ME相似(玉米为15.28MJ/kg，豆粕为15.32MJ/kg)，但玉米的NE(12.43MJ/kg )大大高于豆粕(8.08MJ/kg)，仅通过增加玉米用量降低豆粕用量，降低日粮蛋白水平不能很好平衡日粮NE，这也是饲喂低蛋白日粮的猪生长性能不佳、喂猪过肥、背膘过厚的根本原因。 低蛋白商品饲料中仅添加Lys和Thr。中小企业受生产成本限制，价格较高的Met、Try添加量不足，造成SID含硫氨基酸(Met+Cys)和SID Try含量难以满足动物营养需求。如果CP水平进一步降低，Val、Ile等氨基酸含量也会缺乏。 日粮CP含量降低过多，如降低4个百分点，甚至6个百分点以上。尽管试验饲料中添加了多种必需氨基酸，但是随着CP水平的进一步降低，一些非必需氨基酸，如甘氨酸(Gly)、谷氨酸(Glu)，甚至整个日粮的氮含量不足，会对一些非必需氨基酸的合成以及一些生理作用物质的合成产生影响，如粘液蛋白和消化酶的合成，进一步影响营养物质的消化利用，进而影响生产性能。 仍存在CP含量的高低是评价饲料好坏的重要标准的误区。低质蛋白原料虽然CP含量高，但其消化利用率低、富含抗营养因子，同时其SID氨基酸的数据并不完善，日粮配制时难以保证其SID氨基酸平衡和饲料品质。 3. 我国仔猪饲料中粗蛋白和氨基酸含量调查和建议 业内通常认为，每降低1个百分点的日粮CP水平可以减少3%的水使用量、5%的粪便量、10%的粪便氮，降低10%的氨排放，提高饲料蛋白质利用率，减少动物代谢负担，降低饲料成本，提高养殖户收益。 国内外对仔猪蛋白质需要进行了大量研究，其评价指标包括生长性能、氮沉积、腹泻情况及消化道形态结构等。 蒋宗勇等[19]建议4~10、10~20 kg仔猪日粮CP水平分别为20%、18%。 丹麦养猪研究中心[20]建议在高腹泻风险阶段(6~15 kg)，日粮钙和SID CP水平含量不能超过0.76%和17.7%。 当断奶仔猪发生腹泻时，猪场会调整营养配方。以9~20kg仔猪为例，日粮SID CP水平由17.7%降至16.8%，SID Lys水平由1.13%降至1.07%，钙水平由0.76%降至0.70%，同时采取相应管理措施，如增加饲喂次数(4次/天，每次15分钟内采食完成)及限制饲喂量等。 2015—2017年赢创在全国范围内采集猪全价商品饲料样品，采用湿化学分析方法检测CP、总氨基酸和游离氨基酸含量(表3)。我国教槽料CP含量由2015、2016年的20.41%、20.47%下降到2017年的19.77%，降低了0.64~0.70个百分点，降幅明显。同时随着教槽料CP含量的降低，饲料中晶体Lys、Met和Thr的添加量都呈现增加趋势，如游离Lys含量由2015年的0.30%增加到2017年的0.37%，游离Met含量由0.11%提高到0.16%。另外添加晶体氨基酸的饲料占整个饲料样品数量的比例也在提高，2015年教槽料的3种晶体氨基酸的添加比例都为81%，而2017年98个调查样品中，有98个饲料样品添加晶体赖氨酸(100%)，94个饲料样品添加晶体Met和晶体Thr(95%)。降低CP含量的同时增加晶体氨基酸添加量，可保持教槽料中总氨基酸含量稳定。教槽料中的这些变化同样出现在保育料和小猪料中。可见低蛋白日粮应用和合成氨基酸添加已普遍被厂家所接受和认可。2017年我国教槽料的平均CP为19.77%，保育料CP为18.81%，小猪料CP为17.49%，建议猪体重小于10kg时的饲料CP水平为为8%，10~20kg的CP水平为为17%，20~40 kg的CP水平为为16%。与赢创推荐的CP水平相比，我国仔猪料CP水平有1.5~1.8个百分点的降低空间。 表3 2015—2017 中国猪教槽料、保育料和小猪料氨基酸和CP含量% 注:当检测游离Lys值<0.02，游离Met和游离Thr值<0.01时，数据不计入统计，即默认为小于这个值时是原料自带的流离氨基酸；Leu为亮氨酸，Arg为精氨酸，Phe为苯丙氨酸，His为组氨酸 4. 小结 近年来我国生猪养殖规模不断扩大，在疾病防控、饲料供应和粪污处理等环节面临更高的要求和挑战。低蛋白日粮通过补充合成氨基酸降低猪日粮蛋白质水平，在保持甚至提高猪的生产性能的同时，可降低饲料成本、改善饲料转化效率、减少氮排放、缓解和减少仔猪断奶应激和腹泻、提高仔猪肠道健康，是实现生猪养殖可持续发展的重要手段。低蛋白日粮应用的进一步深化提高需要更精准的动物营养需要量模型和饲料原料营养价值数据库，任重道远，但前途光明，意义重大。 1.源自中国畜牧杂志和赢创动物营养，作者：张涛， Htoo J K，高俊，王龙昌 ，叶江莉。 2.本文发表在《中国畜牧杂志》2018年第11期11-16页。
