LIFE-SIM生豬生產(chǎn)模擬模型在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應用

劉進遠，鄒成義，汪林書，屈 東，李 斌

（四川省畜牧科學研究院，四川 成都 610066）

1 LIFE-SIM生豬生產(chǎn)模擬模型簡介

1.1 LIFE-SIM生豬生產(chǎn)模擬模型的結(jié)構(gòu) 主要由輸入部分和輸出部分組成。第一部分是輸入的部分，主要包含以下幾個方面：

1.1.1 豬只情況 豬只起始體重，最小體重需在12kg以上；豬只死亡之前的最大失重不能超過豬只體重的50%；日采食量的變異在1%～12%，豬只蛋白質(zhì)沉積（生長潛力）每天在0.07～0.16 kg之間，需要選擇豬只生長潛力。

1.1.2 圈舍情況 包括圈舍面積和每圈豬只數(shù)量，需要輸入圈舍面積（平方米）和每圈豬只的數(shù)量。

1.1.3 環(huán)境描述 圈舍封閉式情況和地板類型以及圈舍溫度，需要輸入相應的情況。

1.1.4 飼料配方 軟件具有飼料原料數(shù)據(jù)庫和飼料配方配制兩部分，飼料配制需要配方師進行飼料配制，或者輸入已有的全價飼料價格和基本營養(yǎng)指標。

1.1.5 生豬飼養(yǎng)策略 可以選擇自由采食和限制采食，限制采食需要輸入每一階段的采食量，自由采食模型會自動計算。

1.1.6 經(jīng)濟信息 主要有日糧價格、貨幣類型和飼料成本[其他成本按照飼料成本來計算，可選擇飼料成本占總成本的百分比（1%～100%），但不包括仔豬成本]，以及估計生豬出售價格（元/千克）和仔豬價格（元/頭）。

1.1.7 養(yǎng)豬生產(chǎn)情況模擬 主要選擇模擬開始時間、模擬時長和模擬名稱。

第二部分是輸出部分，主要有以下兩部分：

1.1.8 養(yǎng)豬模擬情況文本報告 該報告包括飼料消耗和費用，豬只始重和末重，料肉比、日采食量、毛利、收益花費比等內(nèi)容,可以保存和打印。

1.1.9 養(yǎng)豬模擬情況圖形報告 包括末重（柱形圖、可顯示數(shù)據(jù)），累計生長體重圖，飼料總采食量干物質(zhì)基礎（柱形圖、可顯示數(shù)據(jù)），日采食量（飼料實際采食量、日提供飼料和潛力采食量），毛利（毛利、總收入、總生產(chǎn)成本、飼料成本，可顯示數(shù)據(jù)），生產(chǎn)成本（可顯示數(shù)據(jù)），累計日采食量。所有圖形可旋轉(zhuǎn)、移動、放大、3D處理、編輯、打印、復印和保存。

1.2 LIFE-SIM生豬生產(chǎn)模擬模型的特性 模型軟件主要基于生豬蛋白質(zhì)品質(zhì)，針對生豬外因變量和內(nèi)因變量來確定生豬的日增重。外因變量包括三方面：1.2.1 動物因素 動物體重和動物的遺傳生產(chǎn)潛能，蛋白質(zhì)沉積從70g/d～150g/d。

1.2.2 環(huán)境因素 圈舍面積、每圈養(yǎng)豬數(shù)量、溫度、地板特性和通風情況。

1.2.3 飼料因素 包括能量、干物質(zhì)含量、粗纖維和可消化賴氨酸、蛋氨酸+胱氨酸、蘇氨酸和色氨酸含量。

豬只日增重估計：

1.2.4 飼料采食量估計 飼料采食量（Feed intake，簡稱FI）的估計要根據(jù)生豬潛在采食量（Potential feed intake，簡稱 PFI）來估計，計算公式：

PT=動物蛋白量；ME=代謝能（Mcal/kg）；FCMS=干物質(zhì)校正系數(shù)，通過公式估計：0.3333+0.00833×日糧干物質(zhì)（%）；FCRTCMS=采食量攝取估計方程環(huán)境校正因子=0.001×體重（kg）×（EET-MCT），這兒的 EET 表示有效環(huán)境溫度（℃），MCT表示最高臨界溫度（℃），二者的系數(shù)是通過Whittemore（1986）公式來估計的。

FI是通過PFI的兩個影響因素來確定的，一是日糧密度，基于日糧粗纖維含量，根據(jù)0.5865-0.013 9×CF（%）來估算；二是動物飼養(yǎng)密度，根據(jù)1.5-0.005×動物總重量（kg）÷圈舍面積（m2）（Edmonds et al.，1998）。一旦FI被估算出來，每一種營養(yǎng)成分也就被計算出來了。

1.2.5 潛在蛋白質(zhì)體重增加（Potential protein weight gain，簡稱PPWG） PPWG是動物遺傳增長潛力的體重增加（Genetic growth potential for weight gain，簡稱GENPOT）和日糧蛋白質(zhì)質(zhì)量（Protein quality of the diet，簡稱 PQ） 的函數(shù)，用 PPWG（g）=GENPOT×1/CRPRT公式估算。

GENPOT動物潛在蛋白質(zhì)增加取決于動物遺傳特質(zhì)（見表1），CRPRT是根據(jù)飼料攝入和飼料賴氨酸含量而得到的相對適宜的蛋白質(zhì)攝入。

表1 生豬蛋白質(zhì)遺傳特質(zhì)

日糧蛋白質(zhì)品質(zhì)是通過實際氨基酸攝入量和沉積蛋白質(zhì)中的氨基酸含量估算而得到的（見表2），這些估算是不變的且不受動物遺傳特質(zhì)所影響。

表2 蛋白質(zhì)中部分氨基酸比例

動物攝入飼料后，每一養(yǎng)分和潛在蛋白質(zhì)體重增加會被計算出來，模型通過比較養(yǎng)分攝入和養(yǎng)分消耗來確定可利用養(yǎng)分的數(shù)量沉積。按照動物的遺傳特性，能量包括生態(tài)維持需要（Ecological maintenance requirement，簡稱EMR），包括維持需要、體溫調(diào)節(jié)需要和采食能量耗費、蛋白質(zhì)沉積，剩余的用于脂肪沉積（Fat deposition，簡稱 PFD）。

1.2.6 能量消耗（Energy expenditure，簡稱EE） 能量消耗（Mcal/d）表示成代謝能，通過下列公式進行估算：

維持需要（Energy maintenance requirement，EMM）=0.5584×（0.17×BW0.75）×0.95（Pomar et al.，1991）；

溫度調(diào)節(jié)（Temperature regulation，TR）=0.002 9×BW0.75×（Tc-Te）（Whittemore，1986）。Tc 為最低臨界溫度（℃），按照 27-（0.6×PC）估計，Te為有效溫度，按照T×Ve×Vi估算。

其中，BW=體重（kg）；PC=熱產(chǎn)生量（Mcal），按照EMM+（7.41×PPWG）+（3.35×PFD）估算；T=圈舍溫度（℃）；Ve=風速因素，根據(jù)圈舍暴露的情況，數(shù)值變化范圍從0.6（舍外情況）到1.0（完全關(guān)閉或舍內(nèi)）；Vi=圈舍地板因素，依據(jù)地板材料，數(shù)值從0.7（自然地面）到1.4（稻草地面）不等。

由此，總的環(huán)境維持需要（EMR）被計算出來：

采食消耗（Harvesting cost，HC）是動物獲取食物所消耗的代謝能。本模型中，在限制條件下的自由采食，HC的數(shù)值是固定的，即EMM的10%（Canas et al.，2003）。這個模型還包括每天蛋白質(zhì)沉積、脂肪沉積、蛋白質(zhì)去氨基的耗能；他們被計算通過脂肪和蛋白質(zhì)倉庫。

去氨基耗能：MEDEAM=0.5258Mcal/kg脫氨基蛋白質(zhì)；蛋白質(zhì)沉積耗能：MEPD=10.492Mcal/kg蛋白質(zhì)沉積；脂肪沉積耗能：MEFORFD=12.787Mcal/kg脂肪沉積。

脂肪沉積的有效能量（MEASFA）計算為：MEASFAT=（FI×ME）-EMM-MEDEAM-MEPD-MEFORFD；脂肪組織（kg）：FD=MEASFAT×12.787-1。

1.2.7 蛋白質(zhì)沉積 蛋白質(zhì)沉積是根據(jù)潛在蛋白質(zhì)體重增加和可利用作為生長的蛋白質(zhì)（Protein available for production，PAP）之間的平衡計算出來的，公式如下：

PAP=用于生長的蛋白質(zhì)（g）；PI=蛋白質(zhì)日攝入量；PQ=蛋白質(zhì)質(zhì)量因素，是基于飼料中最低含量的氨基酸（%）；MPR=維持蛋白質(zhì)需要（kg），包括內(nèi)源（ENDPROT）氮代謝排泄物（MFPROT）和表觀蛋白質(zhì)（SURFPROT）；DMI=干物質(zhì)采食量（kg）；DIGDMI=飼料消化率（%）。

1.2.8 瘦肉沉積 瘦肉沉積（Lean deposition，LPD）是瘦肉增重通過蛋白質(zhì)沉積的數(shù)量，取決于動物增重，估算如下：

LPD（kg）=[11.1609+2.2559×ln（BW）]÷100

1.2.9 日增重（Daily weight gain） 日增重是瘦肉蛋白質(zhì)和脂肪沉積之和。日增重（g）=LPD+FD。持續(xù)的日增重之和就是肥育期間增加的體重。

1.3 驗證 模型經(jīng)過了19個不同的飼養(yǎng)試驗，包括了不同的動物體重、遺傳生長潛力和環(huán)境條件，同時也覆蓋了日糧不同干物質(zhì)、代謝能、粗纖維和賴氨酸的含量。這些結(jié)果與模擬精度的絕對誤差變化在0～12%。

2 LIFE-SIM生豬生產(chǎn)模擬模型在養(yǎng)豬生產(chǎn)中的應用研究

2.1 LIFE-SIM生豬生產(chǎn)模擬模型的驗證 2008年3～6月我們在安岳縣惠民養(yǎng)豬專業(yè)合作社開展了養(yǎng)豬模擬驗證試驗。選擇4個養(yǎng)豬場，每個養(yǎng)豬場選擇同一窩豬，分成2組進行試驗。一組為控制組（C），另一組為試驗組（T），控制組和試驗組使用不同的日糧。在飼養(yǎng)開始時，使用LIFE-SIM軟件對豬只日增重、末重和經(jīng)濟效益進行模擬，通過飼養(yǎng)試驗驗證其模擬結(jié)果與實際飼養(yǎng)結(jié)果的擬合度。豬只試驗結(jié)果和模擬結(jié)果見表3。然后對豬只實際末重、實際日增重與模擬日增重的數(shù)據(jù)進行卡方檢驗，結(jié)果顯示差異不顯著。由于仔豬價格變化較大，對豬只毛利沒有進行卡方檢驗，總的趨勢與模擬結(jié)果和飼喂結(jié)果一致。

表3 安岳縣養(yǎng)豬模擬結(jié)果與試驗結(jié)果比較表 kg

2.2 LIFE-SIM生豬生產(chǎn)模擬模型的模擬結(jié)果與飼喂結(jié)果示范 表4、表5和表6是安岳縣惠民養(yǎng)豬專業(yè)合作社某養(yǎng)豬場應用模擬軟件模擬與飼喂的詳細結(jié)果。表4顯示了豬只基本情況，主要對養(yǎng)豬生產(chǎn)的基本情況進行描述，包括豬只肥育天數(shù)、每圈豬只數(shù)量、始重、末重、60d增重、日增重、生長效率（增重/末重，其中包括脂肪比例和蛋白質(zhì)比例）、每頭和每圈累計采食量（飼喂基礎和干物質(zhì)基礎）、料肉比（干物質(zhì)基礎）、豬只出售價格和飼料成本。

表5顯示了基于豬只末重和增重的收益情況，包括兩部分。第一部分基于豬只末重：豬只末重、肥育天數(shù)、每頭和每圈豬只總收入（末重×出售單價），每頭和每圈總花費（主要指這階段的花費情況）、毛利（總收入-總花費）、生產(chǎn)成本（總花費/總增重）、收益（出售價格-生產(chǎn)成本）；第二部分基于豬只增重：增重、肥育天數(shù)、每頭和每圈總收入（增重×出售單價），每頭和每圈總花費（主要指這階段的花費情況），每頭和每圈毛利（總收入-總花費）、生產(chǎn)成本（總花費/總增重）、收益（出售價格-生產(chǎn)成本）和B/C（單位收益/單位花費成本）。

表4 養(yǎng)豬場模擬結(jié)果和試驗結(jié)果基本情況

表5 養(yǎng)豬場基于豬只末重和增重的收益情況

表6顯示了養(yǎng)豬場全期效益情況，主要包括仔豬價格、仔豬體重、仔豬單價、末重、肥育天數(shù)、每頭和每圈總收入（末重×出售價格）、總花費（仔豬費用+飼料費用和其他費用）、每頭和每圈毛利（總收入-總花費）、生產(chǎn)成本（總花費/總增重）、收益（出售價格-生產(chǎn)成本）和B/C。

表6 養(yǎng)豬場全期效益情況

2.3 LIFE-SIM生豬生產(chǎn)模擬模型圖形報告示范LIFE-SIM模型軟件具有圖形報告的功能，可以對豬只生產(chǎn)和花費情況有個更直觀的顯示，本文僅列出圖1和圖2，它們分別是對照組和試驗組生產(chǎn)期間毛利的模擬情況，包括這階段飼料花費、豬只增重收入和總生產(chǎn)成本。

圖1 對照組模擬階段毛利

圖2 試驗組模擬階段毛利

3 研究應用LIFE-SIM生豬生產(chǎn)模擬模型的結(jié)論

LIFE-SIM軟件模型得到了拉丁美洲、亞洲和非洲等19個不同地區(qū)的試驗數(shù)據(jù)的驗證，擬合度好，適合不同的地理條件。本次在四川省安岳縣養(yǎng)豬專業(yè)合作社進行的模擬驗證試驗，證明了該軟件具有很好的模擬作用，擬合度高，可以在四川省推廣應用。