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母猪的氨基酸营养需要

2013-02-20SoenkeMoehnRonaldBall

饲料工业 2013年20期
关键词:苏氨酸需要量分阶段

■Soenke Moehn Ronald O.Ball

(阿尔伯特大学猪研究技术中心,Edmonton,AB T6G 2P5)

在养猪生产中,尽管母猪饲料成本占总饲料成本的20%左右,但是现阶段我们对母猪营养的关注度还不如生长育肥猪营养那么大。因此,如果我们能改善母猪营养,就能在很大程度上节约养猪饲料成本。在过去15年,我们对母猪营养认识已经不能满足其繁殖性能提高的需求。近几年来,母猪营养的研究已经表明,传统妊娠母猪的饲喂方案需要被修改,尤其是母猪在氨基酸需要量方面有了巨大的改变,包括母猪从妊娠前期到后期,以及随着胎次增加氨基酸需要量的变化。此外,母猪妊娠后期容易出现明显的能量缺乏,这一问题也应该引起我们的重视,尤其对青年母猪。有数据表明,饲养妊娠母猪实行分阶段饲喂方案可能有利于改善以上问题。本文将回顾我们近年来的母猪营养研究和提出新的母猪饲喂方案。

1 母猪妊娠期饲喂的概念

以前我们一直认为母猪妊娠期间的养分和能量需求是不变的(NRC,1998)。尽管新的NRC(2012)导入了母猪模型对以上观念有所改变,然而饲喂高产母猪的实践经验告诉我们:有必要在母猪妊娠后期增加其饲喂量和营养的摄入量,用以维持母猪的繁殖性能。

在整个妊娠期,给母猪提供相同的氨基酸和能量浓度是不正确的,因为这样的供给方式是假定了妊娠期间母猪营养需求是平均分配的。然而,从断奶后机体组织的恢复到妊娠后期胎儿组织的合成,母猪的代谢情况是不相同的。在母猪妊娠的最后45 d,胎儿体重、胎儿蛋白含量和泌乳蛋白含量都会分别比妊娠前期提高5、18和27倍(McPherson等,2004;Ji等,2006)。由于妊娠后期会出现胎儿体重和蛋白质含量急剧增加的情况,说明相对于妊娠前期,妊娠后期氨基酸的需要量必将提高。采用单一阶段的饲喂方案就会忽视这种动态规律,造成母猪妊娠前期的营养过剩和妊娠后期的营养缺乏。妊娠前期的营养过剩会造成饲料和金钱的浪费,而妊娠后期的营养缺乏则会使母猪在泌乳期处在严重的分解代谢状态之中。

2 妊娠期母猪的氨基酸营养需要

基于母猪妊娠期生理学的变化,Kim等(2009)、德国研究小组(GfE,2008)和NRC(2012)都使用营养模型得出母猪妊娠期的氨基酸需要量。尽管这些学者提出的氨基酸摄入量水平彼此不同,但是他们都一致认为妊娠后期的氨基酸需要量要明显高于妊娠前期。GfE(2008)建议在妊娠第85 d更换日粮,用以满足胎儿生长所需的更高的氨基酸量。例如,GfE(2008)提出,2胎母猪妊娠第1 d到第85 d的真回肠可消化赖氨酸摄入量为9.4 g/d,而妊娠85 d至115 d的摄入量应提高到14.6 g/d。根据母猪维持和体组织蛋白质增长所需的氨基酸比值估计,相对应的苏氨酸的摄入量分别为6.6 g/d和9.6 g/d。相比之下,NRC(2012)提出妊娠70 d后的氨基酸需要量呈线性增加。NRC(2012)建议,2胎母猪妊娠第1 d到84 d标准回肠可消化赖氨酸的摄入量为9.2 g/d,而妊娠第84 d和115 d的摄入量则为12.5 g/d。同时,相对应的苏氨酸摄入量分别为6.9 g/d和9.0 g/d。

虽然我们同意这些研究所推荐的观念,但是我们认为这些用于评估需要量的模型在被大量实验数据确认之前,还应该谨慎应用。

过去10年,有关妊娠母猪氨基酸需要量的研究非常少。Srichana(2006)用氮平衡技术确定了初产母猪妊娠前期、中期和后期的赖氨酸需要量。 Zhong等(2009)报道,在妊娠前84 d初产母猪真回肠可消化赖氨酸需要量占日粮的0.69%,日粮代谢能为12.5 MJ/kg。然而,Dourmad等(2002)并未发现妊娠母猪赖氨酸和苏氨酸的需要量在4个连续的氮平衡时期存在差异。

我们的研究小组得到了相关的实验数据,包括母猪妊娠前期和后期赖氨酸(Samuel等,2010)、苏氨酸(Levesque等,2011a)、异亮氨酸和色氨酸(Moehn等,2012a、b)的需要量。在这些实验中,妊娠前期和后期都设有6种试验日粮。整个妊娠期饲喂量不变,氨基酸需要量采用氨基酸氧化指示剂技术进行测定,同时用间接测热法测量能量消耗,主要参数见表1。

表1 阿尔伯特大学研究母猪妊娠前期和后期氨基酸需要量的实验参数

Srichana(2006)发现,母猪妊娠前期和中期赖氨酸需要量没有差异,都是15.0 g/d,却发现妊娠后期的赖氨酸需要量应提高到18.0 g/d(见表2)。Samuel等(2010)研究表明,第2胎母猪妊娠前期和后期的赖氨酸需要量分别为13.1 g/d和18.4 g/d。第3胎母猪妊娠前期和后期总的赖氨酸需要量则分别为8.1 g/d和13.0 g/d(Samuel等,2010)。Levesque等(2011a)根据氨基酸氧化指示剂技术,发现第2胎母猪妊娠前期(35~53 d)总苏氨酸的需要量为7.0 g/d,而妊娠后期(92~110 d)的需要量为13.6 g/d。对于经产母猪(Levesque等,2011a),妊娠前期总的苏氨酸需要量为5.0 g/d,而最后三分之一阶段的需要量为12.3 g/d,这与前期存在一倍以上的差异。Moehn等(2012a、2012b)的结果表明,第2胎母猪妊娠前期和后期色氨酸的需要量分别为1.7 g/d和2.6 g/d,而第4胎母猪异亮氨酸的需要量则从妊娠前期的3.6 g/d增加到妊娠后期的9.7 g/d。

表2 妊娠母猪总的赖氨酸、苏氨酸、色氨酸和异亮氨酸需要量(g/d)

养分的需要量被认为与母猪的妊娠阶段和年龄有关。妊娠母猪总的营养需要量,包括维持需要、母体生长需要和胎儿生长需要。无论哪个胎次,前期妊娠到后期母猪的体重都会增加(表3),此外,第2胎到第4胎,母猪的体重也会逐渐增加。所有胎次,妊娠后期蛋白沉积量都明显高于前期。3胎后,母猪窝产仔数和窝重都会有所增加。胎儿生长主要在妊娠后期,这一规律反映了所有胎次蛋白的沉积量从妊娠前期到后期都是增加的。因此,妊娠后期,氨基酸的需要主要是胎儿生长的需要,而妊娠前期,氨基酸的需要主要是指母猪维持需要和母体生长需要。与2、3胎相比,第4胎母猪的母体生长会迅速下降,所以成年母猪妊娠前期氨基酸的需要主要是指维持需要量。事实上,妊娠前期异亮氨酸的维持需要(2.2 g/d、35 mg/kgBW0.75,Moehn等 2012c)只略微低于实测的3.6 g/d(见表2)。年轻母猪和成年母猪妊娠前期和后期氨基酸需要的差异,可以用3胎后,相似的胎儿生长需要和显著降低的母体生长需要来解释。

表3 第3胎后妊娠前期和后期母猪繁殖性能的变化

NRC(2012)新模型预测可知,无论哪个胎次母猪妊娠后期氨基酸的需要量都高于妊娠前期。同时,NRC(2012)也指出,随着母猪年龄的增长,氨基酸的需要量是逐渐降低的。事实上,我们发现实验室中得到的实际需要量跟NRC(2012)模型的预测值很接近。然而,我们在实际研究中得到的妊娠前期和后期需要量的差异比NRC(2012)模型预测出的差异更大。由于NRC(2012)模型预测在母猪妊娠的0~50 d,蛋白质的沉积量约为20 g/d,这一预测值大于我们观察到的实际沉积量,因此就导致了妊娠前期NRC(2012)模型预测值较高的结果。我们的研究(Levesque等,2011a、b)发现,妊娠25~46 d和57~65 d这两个阶段苏氨酸的需要量没有差异。因此,在NRC(2012)新评估模型最终确定前,模型预测值和实际观察值之间的差异应该进一步的反复核对和修正。

3 母猪氨基酸的维持需要

随着母猪年龄的增长,维持需要成了影响妊娠前期需要量的重要因素。这说明我们需要重新评估氨基酸的维持需要。先前估计的赖氨酸和苏氨酸维持需要量(NRC,1998)分别为 36 mg/kg⁃BW0.75和55 mg/kgBW0.75,这一公式是由生长猪的数据推导而来(Fuller等,1989),用于母猪并不恰当。此外,由于氮平衡技术本身的误差,高估了氮的沉积,这就可能会导致计算值低于实际需求量。Samuel(2008)和Moehn(2011)的最新研究表明,测量的赖氨酸和苏氨酸的维持需要量明显高于此前的计算值(49 mg/kgBW0.75和98 mg/kgBW0.75)。

4 母猪养分的利用率

饲料原料回肠氨基酸消化率的数据几乎都是在生长肥育猪研究中得到的。尽管年龄和体重长期以来都被认为是影响蛋白质和能量利用的因素,现在却仍然没有研究涉及到母猪养分的消化。Stein等(2001)研究发现,与生长猪相比,母猪对玉米赖氨酸和苏氨酸有更高的真回肠消化率,这一结果在Levesque等(2011b)的研究中也得到了证实。这些结果都表明,与生长猪相比,母猪可以提高6%的玉米苏氨酸利用率。然而,Stein等(2001)发现,生长猪和母猪的小麦、大麦和菜籽粕苏氨酸真回肠消化率没有差异。相反,Levesque等(2011b)报道,母猪大麦的苏氨酸利用率显著高于生长猪。以上结果表明,与生长猪相比,母猪回肠氨基酸消化率的不确定性更大,从而使得母猪回肠氨基酸消化率数据的收集变得更为迫切。在得到更多母猪养分利用率的数据前,比较安全的做法是将生长猪的参数应用到母猪饲料配方中,尽管这样会造成某些营养过剩。

相比生长猪,母猪的能量消化性更高(Le Goff等,2001),意味着相同的饲料原料饲喂母猪时,实际摄入的能量浓度会更高。母猪同一日粮的消化能平均为0.6 MJ/kg,明显高于生长猪,而且这一差异会随着日粮中纤维水平的增加而加大(Le等,2001)。Le Goff等(2001)发现,日粮中的回肠氨基酸平衡可以影响母猪尿中能量的损失,氨基酸平衡越差尿中能量的损失就越大。我们认为修改后的饲喂方案将会有效改善母猪的氨基酸营养,降低能量损失和使得日粮中的能量浓度更有效地被母猪所利用。Noblet等(2003)提出,母猪饲料原料净能含量比生长育肥猪高2%~4%。因此,妊娠母猪应用的高出3%能量浓度的日粮配方或是饲粮配制似乎应该被重新调整。也意味着,将来我们获得的母猪饲料原料氨基酸和能量利用效率的数据越多,也越有利于我们降低母猪的饲养成本。

5 实际饲喂母猪的启示

母猪妊娠期新的研究数据,即不同氨基酸需要量,对饲喂母猪有很重要的影响。首先,母猪妊娠期间需要量的改变表明单一阶段日粮几乎不可能满足其营养需要。其次,这些数据也表明,氨基酸之间的比例也会随着妊娠天数和母猪年龄的变化而改变。妊娠前期和后期,色氨酸和赖氨酸的比值几乎没有变化,而苏氨酸和异亮氨酸相对于赖氨酸的需要量却在增加。妊娠前期和后期,第3胎母猪苏氨酸和赖氨酸的比值明显高于第2胎的母猪。母猪理想氨基酸模式的比值可能会随着维持、母体和胎儿生长的总氨基酸需要的变化而改变。由于影响母猪理想氨基酸模式的因素发生了变化,使每日摄入的总氨基酸的理想比例也被改变。这对成年母猪来说,意味着赖氨酸可能不是第一限制性氨基酸。这一观点得到了很多专家进一步的认同,这也意味着生长育肥猪日粮的氨基酸限制性顺序不应该应用到妊娠母猪的日粮上。事实上,Levesque等(2010)基于氨基酸氧化指示剂和蛋白周转率,发现经产母猪妊娠后期苏氨酸可能是第一限制性氨基酸,色氨酸是第二限制性氨基酸,而赖氨酸和支链氨基酸为第三限制性氨基酸。因此,妊娠母猪的日粮配方必须满足区别于生长猪的理想氨基酸比例,同时也要顾及妊娠母猪玉米豆粕型日粮的第一限制性氨基酸。

6 饲喂母猪的实际推荐方案

由于母猪妊娠阶段能量和氨基酸需要的改变,采用单一阶段饲喂方案会导致妊娠前期的营养过剩和后期的营养缺乏。妊娠前期的营养过剩会造成我们不愿意看到的脂肪沉积而蛋白沉积却得不到满足;相反,妊娠后期营养缺乏则会导致母猪在泌乳阶段处于严重的分解代谢状态中。因此,妊娠母猪的分阶段饲喂方案是一种在合适时间提供合适养分的好方案。

为了更好地保持体况,妊娠母猪采用限食饲喂的方法来防止母猪超重。因此,能量的摄入量就成了妊娠母猪的限制因素;当母猪的饲喂方案确定后,每日摄入的能量需要量就成了首先要考虑的问题。一般来说,母猪的饲喂量是根据母猪的体重和体况确定的,以便调节母猪的体况和重量,使更胖的母猪少采食以及更瘦的母猪多采食。推荐这些饲喂方案的目的都是为了让母猪能保持一种理想体况。

采用阿尔伯特大学的母猪饲喂方案时,第1胎母猪在整个妊娠期会被提供2.0 kg/d的玉米日粮摄入量。而第2胎母猪和成年母猪饲喂量应分别为2.4 kg/d和2.5 kg/d。这样的饲喂量足够满足妊娠期间每头母猪保持一种良好体况的需求。然而,妊娠期间提供恒定不变的饲喂量时,妊娠前期和中期沉积的脂肪可以被动员作为后期能量摄入不足的补偿;但是这样做在代谢和能量意义上是一种浪费,因为脂肪沉积和脂肪动员的效率均低于100%。相对于单一阶段饲喂方案,分阶段饲喂的方案可以略微减少整个妊娠期母猪的饲喂量;这样的摄入量同样可以满足母猪的维持需要、母体和胎儿的生长需要。

分阶段饲喂会降低妊娠前期和中期的采食量和养分摄入(0~85 d),提高妊娠后期的采食量(第86~114 d),同时也会降低整个妊娠期总采食量。我们建议提高饲喂量,即在妊娠的最后4周,1胎、2胎和成年母猪采食量分别提高0.6、0.5和0.4 kg/d。如果妊娠前四分之三阶段的饲喂量被降低了,与单一阶段饲喂相比,分阶段饲喂会略微降低妊娠期的日采食量。妊娠后期提高母猪饲粮的饲喂量不会影响泌乳期的采食量,相反还可以改善窝重(Miller等,2000)。母猪采食玉米-豆粕型日粮,分阶段饲喂方案的总采食量可见表4。这些饲粮的采食总量必须与母猪的平均体重和体况相对应,当母猪太瘦或是太胖,太重或是太轻,养分利用率或高或低,都将对其进行调整。

由表4可知,无论谁推荐的分阶段饲喂方案都可以降低每头妊娠母猪的饲料成本。这部分节约的成本是每头妊娠母猪总采食量降低带来的,同时也意味着与NRC(1998)相比,分阶段饲喂提高了氨基酸的需要量。与NRC(2012)和我们的推荐量相比,GfE(2008)推荐的采食量更高,说明GfE(2008)模型预测的胎儿生长能量利用率更低;推荐的赖氨酸含量更低,这可能是造成窝仔数较小的原因;推荐了较低的氨基酸含量日粮,导致了母猪饲料成本的增加。与单一阶段饲喂方案相比,日粮氨基酸浓度对饲料成本的影响较小。为了得到最低的饲料成本,采食总量最少,而又能使母猪在分娩时达到标准体况的饲喂方案应该被推荐。同时,日粮氨基酸浓度的增加也并没有增加饲料成本。唯有如此,母猪才会在理想体况下进行分娩,并以最佳状态渡过泌乳期的考验。

表4 玉米-豆粕型日粮,2胎母猪日粮满足NRC(1998,2012)、GfE(2008)和我们的推荐量

7 母猪妊娠期分阶段饲喂策略

为了给推荐的饲喂量提供必要的氨基酸,一些可行的饲喂策略供我们选择。第一种方案我们需要选择的日粮包括最高氨基酸含量的日粮(高日粮)和最低氨基酸含量的日粮(低日粮)。可以将高氨基酸含量日粮和低氨基酸含量日粮按适当的比例混合,得到一个中间含量的氨基酸日粮。高氨基酸浓度日粮需要添加一种蛋白饲料原料,豆粕或菜粕,而低氨基酸浓度没有任何蛋白原料,氨基酸仅来源于日粮中的谷物。比如,低氨基酸浓度日粮只有大麦、微量元素和维生素预混料混合而成。根据每头母猪妊娠期特定氨基酸的需要量,采用电脑来控制或采用分开饲喂的方式来控制高低氨基酸日粮的混合比例和饲喂量。这样的处理方式能充分发挥“分胎次分阶段饲喂系统”的优势。虽然从营养和饲料成本来看,高低含量日粮是一种最佳的选择,不过真正实施起来却会受到不断更新饲养设备的成本之影响。

第二种可行的方案是饲喂母猪时将需要补充的养分或原料直接撒在饲料上。因为胎次和妊娠阶段对氨基酸的影响比对能量的影响大,所以作为蛋白原料的豆粕就成了一种比较合适的氨基酸补充料。由于氨基酸的需要量小于先前基础日粮的需要量以及营养补充后氨基酸含量的变化,使得我们需要对日粮中氨基酸的量进行重新计算。如果豆粕被添加到玉米-豆粕型日粮后,这些有相似代谢能的饲料原料就能确保母猪能量的摄入量接近实际需要量。由于这种将原料抛撒在饲料上的方式需要人工操作,所以这种人工操作可能会造成饲料在加料过程中的损失,使得我们的实际饲喂量少于理想值。尽管如此,这种将补充料抛撒在饲料上的好处还是显而易见的,那就是能节约用以购买采食设备的成本。

如果以上方案都不行的话,母猪可以根据相似的需要分组饲喂。在这种情况下,就需要确定如何分开饲喂不同的日粮。一种方法是分日粮饲喂,初产母猪妊娠的前期和后期以及第二胎的后期饲喂一种日粮,第二种日粮用于第二胎和成年母猪的妊娠前期。第二种方法是分胎次饲喂,初产母猪和第二胎母猪饲喂一种日粮,而成年母猪则饲喂第二种日粮。然而,不管哪种方案都不能达到分胎次分阶段的饲喂方案所产生的效益。

8 小结

近年来对氨基酸和能量营养需要量的研究表明,分胎次、分阶段的母猪妊娠期饲喂方案是最佳的。分阶段饲喂方案是由满足最高和最低氨基酸需要量的两种日粮组成,可以根据妊娠的阶段和胎次来确定两种日粮适合的混合比例。在妊娠的最后4周,饲喂量应该提高以满足这个时期胎儿的生长需要。与单一阶段的饲喂方案相比,这样一个分阶段、分胎次的饲喂方案不仅能减少饲料的总消耗量,还能在合适的时间给母猪添加合适的氨基酸和能量需要量。

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