畜禽業(yè) 2005年第7期
| 長期以來，飼料配制及各種飼養(yǎng)方式所追求的目標，均是為了使畜禽的生產(chǎn)性能達到最高水平，以生產(chǎn)出更多的肉、禽蛋、魚等畜禽產(chǎn)品來滿足我們還在不斷增長的、眾多的人口的食用需求，其中，尤以在飼料中使用超量營養(yǎng)物質(zhì)為主要技術(shù)手段。隨著大眾健康及環(huán)保意識的加強，飼養(yǎng)中超量使用營養(yǎng)物質(zhì)給環(huán)境帶來的壓力、高營養(yǎng)給飼養(yǎng)動物帶來的疾病以及采用高營養(yǎng)策略所造成的資源浪費等等問題已開始引起人們的重視，同時，由于全球性飼料蛋白資源的匱乏，在飼養(yǎng)中使用高蛋白日糧的傳統(tǒng)技術(shù)方法也開始被動物營養(yǎng)界及飼養(yǎng)界進行重新審視。從重視環(huán)保、控制疾病、節(jié)約飼料蛋白資源且又能保證動物正常生產(chǎn)性能的角度出發(fā)，畜禽低蛋白日糧技術(shù)已受到廣泛關(guān)注。 1 日糧富營養(yǎng)的危害 1.1 高蛋白與環(huán)境壓力 姚軍虎（2000）研究認為，豬只能利用日糧中30%～55%的氮，而60%～80%的氮隨糞便排出；而豬禽攝入的磷中，也只能吸收利用約30%左右，有70%隨糞便排出體外。目前我國光豬禽兩項養(yǎng)殖，1年的產(chǎn)糞量就高達5～8億t、糞水60億t，據(jù)估計，在目前的飼養(yǎng)水平下，國內(nèi)1個萬頭豬場（以中豬計）每年至少向周圍排污3萬t，糞約1.26萬t 、尿約1.74萬t，其中約含有107 t氮和31 t的磷。這些氮和磷進入土壤，將轉(zhuǎn)化為硝酸鹽和磷酸鹽，一旦富積過量將使土地失去價值；直接或滲透進入河流湖泊，將引起水體加富，造成藻類大量繁殖，嚴重影響水質(zhì)和水產(chǎn)養(yǎng)殖業(yè)。進入環(huán)境的含氮物質(zhì)還會在微生物的作用下大量降解，產(chǎn)生大量揮發(fā)性的脂肪酸和氨，揮發(fā)到大氣中增加了大氣中氮的含量，嚴重時可構(gòu)成酸雨，危害農(nóng)作物。畜禽糞便和污水所造成的環(huán)境污染問題已引起全球的關(guān)注，許多畜牧發(fā)達國家已立法對畜牧養(yǎng)殖的糞污中氮、磷的排放加以限制，我國也已分別于2000年和2003年對此做出了相關(guān)規(guī)定。 造成畜禽對氮轉(zhuǎn)換吸收利用率低、糞便氮殘留高的原因除了原料因素制約以外，更主要的原因來自于我們長期沿用的營養(yǎng)模式和飼料配制思路，既為追求飼料的氨基酸平衡，刻意加大飼料蛋白的用量，以保證畜禽發(fā)揮最大的生產(chǎn)性能，而很少或根本不考慮由于過量使用營養(yǎng)物質(zhì)所帶來的環(huán)境污染問題。 1.2 高蛋白與疾病 當日糧蛋白質(zhì)水平超過動物的需要量時，過量的蛋白質(zhì)會被機體降解，加重腎臟負擔，釋放出的氮將轉(zhuǎn)化為尿酸，蛋白質(zhì)大幅度過量時會引起尿酸過多和關(guān)節(jié)痛風，特別是那些在遺傳上敏感的禽類。對于仔豬來講，由于其消化道發(fā)育尚未完成，腸道pH值較高，若日糧蛋白含量高，將造成日糧消化困難，大量未經(jīng)消化的營養(yǎng)素將殘留在仔豬后腸道，較高的pH環(huán)境和營養(yǎng)素的堆積為細菌的滋生、繁殖提供了條件，引起仔豬腹瀉、下痢甚至死亡。 日糧蛋白如果過高也會需要動物消耗掉額外的能量來排泄多余的氨基酸， 這不但浪費蛋白，同時也耗費能量，對畜禽的體能維持和生長發(fā)育均是不利的。 1.3 蛋白資源 我國是蛋白資源極度匱乏的國家，目前飼用蛋白原料年缺口已高達1 500萬t，幾種主要飼用蛋白長期依賴于進口，據(jù)統(tǒng)計，目前我國用于飼料生產(chǎn)的魚粉的70%以上、用于生產(chǎn)豆粕的大豆的70%、肉骨粉用量的22%以及氨基酸用量的70%均靠進口提供，每年我們僅從美國就進口大豆粕400萬t、大豆200萬t、魚粉100萬t、肉骨粉30萬t。隨著世界性魚類資源的減少以及國外使用動物性蛋白而引發(fā)的諸如“瘋牛病”等問題，魚粉、肉骨粉等的進口和使用將受到制約，而隨著人口數(shù)量持續(xù)增長以及生活水平的不斷提高，國內(nèi)對動物蛋白的需求還將繼續(xù)擴大，進口減少和需求增長這一矛盾將進一步加大飼用蛋白資源的短缺量。有專家估計，如果我國人均攝入動物蛋白質(zhì)達到世界平均水平，畜牧業(yè)總需求蛋白質(zhì)原料將達6 000萬t，屆時短缺50%，即3 000萬t。蛋白資源短缺將成為影響我國養(yǎng)殖業(yè)和飼料工業(yè)成本、農(nóng)民增收的決定性因素。 由于能量不容易檢測，而蛋白檢測很容易，目前還有不少飼料廠還有意將其飼料產(chǎn)品做成高蛋白，以標榜其產(chǎn)品質(zhì)量水平，由于高蛋白帶來高生產(chǎn)成本，又往往以降低飼料能量水平來控制生產(chǎn)成本。這樣的產(chǎn)品不但對動物生長并不見得有益，而且浪費蛋白資源、增加生產(chǎn)成本，同時對環(huán)保不利。 2 低蛋白日糧優(yōu)勢 2.1 利于環(huán)保 Kerr和Easter（1995）報道，將仔豬、生長豬、育肥豬日糧粗蛋白水平分別由19%、16%和14%降至15%、12%和11%，如果補充適量的、包括賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸、色氨酸等合成氨基酸，豬的生產(chǎn)性能均未見有影響，且蛋白質(zhì)每降低1個百分點，總氮（糞氮和尿氮）排出量降低約8%，排尿量減少11%，同時還可降低糞尿中氮含量、減少豬舍中氨氣濃度及釋放速度；Cromwell等(1996)將生長期和肥育期豬日糧的蛋白質(zhì)水平由16%和14%分別降低至12%和10%，結(jié)果氮的排出量降低了35%；Kay和Lee(1997)的研究表明，補充合成氨基酸的低蛋白日糧可使尿中氮的濃度降低17%，排尿量降低28%，兩項總計可降低尿中總氮41%；此外還可降低豬舍中氨的濃度(59%)及釋放速度(47%)；林映才等（1995）對0～3和4～6周齡雛雞的玉米豆粕型日糧分別添加0.1％的晶體氨基酸，使有效氨基酸滿足需要的同時將粗蛋白水平降低2.5％和2％，結(jié)果使肉雞增重和飼料轉(zhuǎn)化率略有改善，干物質(zhì)、氮和磷的排泄量分別降低了9.69％～784％，22.49％～23.73％和12.46％～14.84％。綜合國內(nèi)外的研究表明（表1），以平衡氨基酸為前提，適當降低日糧蛋白含量不但不會影響畜禽的生產(chǎn)性能，同時對減少糞便排除量和糞便中的氮含量有極大幫助。  2.2 增加日糧氮的沉積、提高日糧凈能濃度 Yano報道，添加和平衡了氨基酸的低蛋白質(zhì)日糧可增加氮的沉積，在低蛋白質(zhì)日糧中氮消化率為77.8％，而在低蛋白質(zhì)加氨基酸（Lys、Met、Thr）日糧中氮消化率為82.1％，以氨基酸加低蛋白質(zhì)日糧飼喂豬與低蛋白質(zhì)日糧飼喂豬相比，氮的沉積增加5％，且尿氮每天減少2.3 g，在低蛋白質(zhì)日糧中補充合成氨基酸，表現(xiàn)生物學價值提高17％。Noblet等(1987)研究發(fā)現(xiàn)，在日糧代謝能不變的前提下，低蛋白日糧組(蛋白15.3%，添加賴氨酸)與普通粗蛋白日糧組(蛋白17.8%)相比，前者多沉積5.1%～11.2%的能量，分析認為，這與尿能、體熱散失減少有關(guān)。低蛋白日糧提高了日糧的凈能濃度，對于提高低能量日糧的能量濃度具有重要的意義。 2.3 優(yōu)化飼料配方、降低飼料成本 日糧降低1%的粗蛋白，相當于減少23 kg/(t·飼料)的豆粕用量，該23 kg豆粕空位可以添加適量合成氨基酸及價格較低的能量飼料予以填補，這不但降低了飼料配制成本，同時為能量飼料的選擇和飼料中能量的保障提供了條件。目前國內(nèi)的飼料生長中，較多考慮的是如何保證和提高蛋白含量，很少考慮能量，而在由于使用大量蛋白使飼料成本升高時，又往往以降低能量作為手段。如實際生產(chǎn)中，我國的育肥豬飼料就往往表現(xiàn)為能量不足，育肥豬飼料提高蛋白量只是增加蛋白的浪費，而增加能量卻不會浪費能量，反而還會節(jié)約蛋白，這對保證飼養(yǎng)效果是極其有利的。同時，由于能量予于了考慮，一些雜粕等成為可添加原料，能量不夠時還可添加部分脂肪，這對優(yōu)化飼料配方、降低飼料成本提供了途徑。 2.4 減少動物疾病 研究證實，低蛋白日糧可有效避免和減少禽類尿酸過多和關(guān)節(jié)痛風等的發(fā)病率；Le Bellego and Noblet(2002)研究表明（表2），低蛋白日糧的高酸化（低pH值）利于提高蛋白消化率、減少仔豬后腸道營養(yǎng)素殘留，抑制有害病菌的繁殖，有效控制仔豬腹瀉，研究結(jié)果同時提示，過低的蛋白含量也并不能降低仔豬下痢率。  3 低蛋白日糧技術(shù) 3.1 低蛋白日糧的技術(shù)原則 低蛋白日糧的設(shè)計原則應(yīng)是按照理想蛋白質(zhì)模式的可消化氨基酸含量為基礎(chǔ)，以添加合成氨基酸為主來保持日糧中主要必須氨基酸的平衡，以滿足動物氨基酸需要，同時滿足動物對能量的需要。國內(nèi)外的動物營養(yǎng)研究表明，動物利用游離氨基酸的效率等同于利用蛋白中氨基酸效率，只要保持氨基酸平衡，在日糧中添加游離氨基酸并無生物學上的限制。低蛋白日糧的配制正是以此為依據(jù)，利用合成氨基酸來保證日糧的氨基酸平衡，而適當減少日糧中的蛋白用量，從而在不影響動物正常生產(chǎn)性能的基礎(chǔ)上，減少動物糞便排放量及糞便中氮含量，保護環(huán)境，同時節(jié)約了蛋白資源、降低了飼料成本。 Canh等（1998）使用合成的賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸和色氨酸對育肥豬日糧的氨基酸進行平衡，發(fā)現(xiàn)育肥豬日糧蛋白由16.5%降低到12.5%時，對育肥豬消化率、日增重、背膘厚以及瘦肉率等并無影響（表3）。這一結(jié)果表明，利用添加合成氨基酸來平衡日糧，達到降低日糧蛋白含量的技術(shù)是完全可行的，低蛋白日糧在保證動物生產(chǎn)性能方面與高蛋白日糧具有同等效果；同時提示，低蛋白日糧并不會導致畜禽胴體過肥。  但值得注意的是，目前也有些研究結(jié)果表明，當生長豬日糧中粗蛋白水平低于11％，或生長雞日糧蛋白水平低于18％時，無論如何平衡氨基酸都無法達到高蛋白日糧的生產(chǎn)水平。說明降低日糧蛋白含量必須以保證動物蛋白需要及氨基酸需要以及日糧氨基酸平衡為前提，否則將影響動物的正常生長發(fā)育，更無法達到高蛋白日糧的生產(chǎn)水平。一般在設(shè)計低蛋白日糧時，通常的考慮是在正常的蛋白需要基礎(chǔ)上，將豬日糧的蛋白含量降低2%～4%，由于仔豬對蛋白不太敏感，仔豬日糧的蛋白可降低4%～6%；禽日糧的蛋白含量可降低2%～3%，對高產(chǎn)蛋雞來講，由于其產(chǎn)蛋需要耗用大量蛋白質(zhì)，故不建議使用低日糧蛋白日糧。目前歐洲國家的畜禽日糧蛋白水平如表4。  3.2 低蛋白日糧配制技術(shù) 合理的低蛋白日糧其氨基酸含量和必須氨基酸平衡應(yīng)能滿足畜禽的生長發(fā)育需要，為此，在制定了日糧蛋白含量和基礎(chǔ)配方指標后，應(yīng)查出基礎(chǔ)配方中氨基酸的缺乏值，以可利用的合成氨基酸進行補充并平衡氨基酸。通常蛋氨酸為禽的第一限制性氨基酸，賴氨酸為豬的第一限制性氨基酸。氨基酸平衡的意義在于以第一限制性氨基酸為100，以其他類氨基酸（主要是必須氨基酸）與第一限制性氨基酸的比值作為其他類氨基酸的添加參考，既目前所稱的理想蛋白氨基酸模式。但需要注意的是，現(xiàn)有的豬、雞必需氨基酸需要量及理想蛋白質(zhì)推薦值多以玉米-豆粕型日糧為基礎(chǔ)，總氨基酸為指標測得的。而僅有的、以可消化氨基酸為指標的需要量推薦值有待進一步研究推敲。為此，以總氨基酸為指標配制日糧時，應(yīng)對豆粕以外的雜餅(粕)的氨基酸含量，以其氨基酸真消化率進行豆粕當量值校正。 低蛋白日糧配制的本質(zhì)實際就是以合成氨基酸的添加來減少蛋白的含量，掌握和運用畜禽氨基酸需求及理想蛋白氨基酸模式對配制低蛋白日糧具有決定意義。目前畜禽必須氨基酸中，工業(yè)合成的可供利用的單體氨基酸主要有賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸和色氨酸，這4種氨基酸正好是畜禽最主要的必須氨基酸，實際生產(chǎn)中，也往往是以合理使用這4種氨基酸來配制低蛋白日糧。 3.2.1 豬的低蛋白日糧：由于乳豬對日糧中的粗蛋白含量并不敏感，低蛋白日糧在減少仔豬腹瀉上有具有特別意義，因此在生產(chǎn)中運用低蛋白仔豬日糧更具實際意義。Chung和Baker（1992）經(jīng)研究提出的仔豬理想氨基酸配置（表5）對配制低蛋白仔豬日糧具有指導意義。  通常高蛋白仔豬日糧普遍缺乏賴氨酸，低蛋白日糧尚須補充蘇氨酸、蛋氨酸和色氨酸的不足；極端低蛋白日糧，須進一步補充異亮氨酸和纈氨酸。Kerr等(1995)報道，當仔豬日糧中蛋白降低4%，既由19%降至15%時，賴氨酸將由1.04%降低到0.75%，如以合成賴氨酸補足所降低部分，并在理想蛋白氨基酸配置基礎(chǔ)上添加平衡其他必須氨基酸，既使日糧粗蛋白水平下降，也不會影響生長性能。同時，有研究認為，當日糧中蘇氨酸是平衡時，蘇/賴 = 65%（以標準可消化氨基酸為基礎(chǔ)）或蘇/賴 = 67%（以總氨基酸為基礎(chǔ)）時，仔豬的生長和飼料轉(zhuǎn)化率為最優(yōu)；最近的研究推薦色/賴為22%時，仔豬增重最快。 Kerr等(1995)又報道，當中豬日糧蛋白降低4%(由16%降至12%)，賴氨酸將由0.82%降至0.53%；大豬日糧蛋白降低3%(由14%降至11%)，賴氨酸將由0.67%降至0.45%。1992年Kies等通過試驗提出了生長豬（26～60 kg）和育肥豬（60～95 kg）低蛋白日糧的氨基酸配置（表6）。目前歐洲國家在畜禽日糧中主要氨基酸的添加量如表7。   3.2.2雞的低蛋白日糧：目前肉雞的理想蛋白模式被認為尚不成熟，有時日糧粗蛋白水平降低2%～3%亦難以成功。Fancher等(1989)，使日糧粗蛋白質(zhì)水平降低了1.8%，即引起體重降低，盡管日糧氨基酸水平補充到高蛋白日糧水平。對高峰蛋雞來講，低蛋白日糧即使補充氨基酸亦不能達到常規(guī)蛋白水平時的生產(chǎn)性能；同時有研究認為，當對肉雞使用高能低蛋白日糧時，會使雞脂肪沉積加快，造成體重增加而影響產(chǎn)蛋。實際生產(chǎn)中雞的低蛋白日糧的使用還很慎重。 隨著對雞氨基酸需求和理想蛋白模式研究的深入，有關(guān)雞的氨基酸配置正逐步清晰并已開始引入到雞低蛋白日糧的的配制中來，如在以總氨基酸為基礎(chǔ)表達的理想蛋白模式下，NRC（1994）建議肉雞的蘇/賴為：0～21日齡時73%、21～42日齡時74%；；陳正寧、王康寧（2002）建議69%；如以可消化氨基酸體系為基礎(chǔ)表達的理想蛋白模式下，Baker(1996)建議肉雞在0～21日齡和21～42日齡時的蘇/賴分別為67%和70%。Kidd等（2002）分別在肉小雞、肉中雞和肉大雞日糧中分別添加蘇氨酸600 g/t、272 g/t和600 g/t，日糧蛋白水平分別由21.92%、20.73%和17.53%降低到20.46%、20.07%和16.25%，發(fā)現(xiàn)對肉雞日增重和飼料轉(zhuǎn)化率并無影響。試驗提示，利用添加合成氨基酸仍能降低雞日糧蛋白。隨著雞的理想蛋白模式的日漸成熟，相信對雞實現(xiàn)低蛋白日糧技術(shù)將會變的更容易。 4 結(jié)語 以理想蛋白模式為基礎(chǔ)，以添加合成氨基酸來補充和平衡日糧氨基酸是實現(xiàn)低蛋白日糧技術(shù)的基礎(chǔ)，低蛋白日糧在控制畜禽疾病、減少環(huán)境污染上都具有較為重要的意義。近年來的研究認為，除了利用合成氨基酸可實現(xiàn)日糧低蛋白化外，使用酶制劑，如在雞日糧中使用植酸酶也可在一定程度上降低日糧蛋白含量而又不影響畜禽正常的生產(chǎn)性能。隨著對動物理想蛋白模式研究的深入，相信會有更多的技術(shù)能使日糧的低蛋白化得以應(yīng)用于實際生產(chǎn)。 主要參考文獻 〔1〕易良貴，張書賢. 在肉雛雞低蛋白日糧中添加賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸的適宜量的實驗探討.畜禽業(yè)，2004（3）：16 〔2〕張紅. 豬低蛋白質(zhì)日糧添加蘇氨酸的效果. 中國飼料，1999（5） 〔3〕曾正清，孫振鈞 . 通過日糧調(diào)控降低豬排泄物中臭氣. 中國畜牧雜志，2003（4） 〔4〕劉學劍 . 生態(tài)營養(yǎng)飼料及其配制技術(shù). 廣東飼料，1999（2） 〔5〕張玲 ，王志躍. 生態(tài)營養(yǎng)飼料的研究與開發(fā). 中國畜牧獸醫(yī)，2003（4） 〔6〕鄭春田，李德發(fā)，譙仕彥，等. 補充異亮氨酸改善血球粉對仔豬飼用價值的研究. 中國畜牧雜志，2003（9） 〔7〕陳正玲，王康寧. 家禽理想蛋白氨基酸模式. 畜牧與獸醫(yī)，2002，增刊（34）：85～93 〔8〕Austic, R.E. Update on amino acid requirements and ratios for broiler. In: Proc.Maryland Nutrition Conf., pp.1994，114～130. 〔9〕Baker, D.H.. Advances in aminoa cid nutrition and metabolsim of swine and poultry. In:Nutrient mamangement of food animals to enhance and protect the environment, Kornegay, E.T. (ed), Lewis Publishing, New York, pp. 1996，41～53. 〔10〕Brengendahl, K., J. L. Sell, and D.R. Zimmerman. Effect of low-protein diets on growth performance and body composition of broiler chicks. Poultry Sci. , 2002（ 81）:1156～1167. |