建立豬的可消化鈣需要量

劉文峰 梁代華 楊洋

摘? 要：測(cè)定豬日糧中各種原料鈣（Calcium，Ca）的標(biāo)準(zhǔn)全消化道消化率（Standardized Total Tract Digestibility，STTD）和微生物植酸酶對(duì)豬Ca的STTD的影響，測(cè)定體重11 kg～50 kg、25 kg～ 50 kg和100 kg～130 kg的豬對(duì)Ca的STTD需要量，就可以根據(jù)Ca的STTD值來(lái)配制日糧。結(jié)果表明：日糧提供超過(guò)豬對(duì)STTD Ca的需要量會(huì)影響動(dòng)物的生長(zhǎng)性能，如果日糧中STTD磷（Phosphorus，P）的含量微乎其微，這種情況會(huì)更加嚴(yán)重;然而，如果日糧供應(yīng)的STTD P超過(guò)豬的需求量，則過(guò)量Ca的負(fù)面影響會(huì)減弱。因此，在日糧配方中我們需要考慮微生物植酸酶對(duì)STTD Ca的影響。根據(jù)目前所掌握的資料，體重小于50 kg的豬其日糧中STTD Ca∶STTD P的比率為1∶1～1.35∶1，體重大于100 kg的豬其日糧中STTD Ca∶STTD P的比率不超過(guò)1.1∶1。

關(guān)鍵詞：豬;消化率;礦物質(zhì);磷

中圖分類號(hào)：S816 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：C 文章編號(hào)：1001-0769（2019）01-0012-06

過(guò)去，豬對(duì)日糧中鈣（Calcium，Ca）的需要量都以總Ca的形式表示，同時(shí)豬對(duì)所有飼料的營(yíng)養(yǎng)需求表包括不同品種豬的總Ca需要量。這與豬對(duì)磷（Phosphorus，P）的需要量形成鮮明對(duì)比，P的需要量通常表示為全消化道表觀可消化（Apparent Total Tract Digestible，ATTD）P或標(biāo)準(zhǔn)全消化道消化率（Standardized Total Tract Digestibility，STTD）P。最新版《豬營(yíng)養(yǎng)需要》（NRC，2012）則將豬的總Ca需要量按STTD P乘以2.15來(lái)計(jì)算。而制定《豬營(yíng)養(yǎng)需要》的美國(guó)國(guó)家科學(xué)院科學(xué)研究委員會(huì)承認(rèn)，之所以采用這種方法，僅僅是因?yàn)槟壳皼](méi)有飼料原料中Ca的消化率數(shù)據(jù)，同時(shí)該委員會(huì)也特別指出，“最理想的比率應(yīng)該是可消化Ca與可消化P的比率，而不是總Ca與STTD P的比率”（NRC，2012）。因此，缺乏飼料原料中Ca的消化率數(shù)據(jù)使得該委員會(huì)無(wú)法估計(jì)豬對(duì)Ca的STTD需要量。然而，在過(guò)去的幾年中，相關(guān)人員已經(jīng)測(cè)定了含大量Ca的飼料原料中Ca的消化率值，因此，我們可以開始估計(jì)不同品種豬對(duì)所喂飼料的可消化Ca需要量。其目的在于提供目前飼料成分中Ca消化率可用的數(shù)據(jù)和生長(zhǎng)肥育豬對(duì)STTD Ca需要量的初步資料。

營(yíng)養(yǎng)需要量通過(guò)階乘計(jì)算（factorial calculations）或經(jīng)驗(yàn)測(cè)量（empirical measurements）獲得。由于階乘計(jì)算考慮了多個(gè)因素，如可獲得性、體內(nèi)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的流失和沉積，因此，Weremko等（1997）認(rèn)為使用該方法得到的需要量更精準(zhǔn)。使用一個(gè)或多個(gè)響應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)來(lái)確定營(yíng)養(yǎng)需要量的經(jīng)驗(yàn)測(cè)量已經(jīng)得到最普遍使用（NRC，2012;Weremko等，1997）。然而，性別和年齡等因素可能會(huì)影響豬的營(yíng)養(yǎng)需要量（NRC，2012）。

肌肉和骨骼是彼此獨(dú)立生長(zhǎng)的，因而Ca和P在肌肉組織和骨骼組織中的沉積不是直接成正比的（Crenshaw，2001）。因此，對(duì)于體內(nèi)Ca和P的比率，體重25 kg的豬介于1.20∶1～1.60∶1，體重50 kg的豬介于1.25∶1～1.70∶1（Hendriks和Moughan，1993;Mahan和Shi，1998;Pettey等，2015;Rymarz等，1982;Wiseman等，2009）。然而，由于體內(nèi)96%～99%的Ca存在于骨骼組織中（Crenshaw，2001），我們推測(cè)可以使骨灰分含量最大化的STTD Ca需要量與使Ca在體內(nèi)沉積最大化的需要量接近。

1? 飼料原料中鈣的消化率

測(cè)定豬飼料原料中Ca消化率的初步研究表明，豬的Ca基礎(chǔ)內(nèi)源性損失介于干物質(zhì)攝入量（150 mg/kg～400 mg/kg）之間（Gonzalez-Vega等，2013）。Ca的ATTD受日糧中Ca含量的影響。因此，與較高的Ca攝入水平相比，在低攝取水平下，內(nèi)源Ca對(duì)糞便中Ca含量的影響較大。所以，混合日糧中的ATTD Ca值不是加性的，而且因基礎(chǔ)內(nèi)源性損失Ca的消化率需要校正，且以Ca的STTD值表示。

近年來(lái)，研究人員為了測(cè)定豬飼料原料中Ca的STTD值進(jìn)行了許多試驗(yàn)（表1）。一般來(lái)說(shuō)，Ca的最大STTD值來(lái)自動(dòng)物源性飼料原料，而大多數(shù)無(wú)機(jī)Ca源中Ca的STTD值小于其在大多數(shù)動(dòng)物蛋白中的值。在谷物和大部分谷物副產(chǎn)品中，Ca的含量很少或沒(méi)有;而油料作物的餅粕可以為日糧提供一定數(shù)量的Ca，其中菜籽粕含有的Ca濃度最高。然而，與P類似，在油料作物的餅粕中，一部分Ca與植酸結(jié)合，結(jié)果Ca的消化率下降。因此，向含有油料作物餅粕的日糧添加微生物植酸酶會(huì)提升Ca的STTD值（Gonzalez-Vega等，2013）。這就可以解釋Ca在添加微生物植酸酶的玉米-豆粕型日糧中的消化率高于其在結(jié)合豆粕中植酸后被釋放出后的消化率（Almeida和Stein，2013）。因此，有人推測(cè)，來(lái)自礦物質(zhì)添加劑的其他日糧Ca可能會(huì)與玉米-豆粕型日糧中的植酸相結(jié)合。事實(shí)上，如果向玉米-豆粕型日糧添加微生物植酸酶會(huì)提高碳酸鈣但不是磷酸二氫鈣或磷酸氫鈣中Ca的STTD值（Gonzalez-Vega等，2015a）。同樣，向玉米型日糧添加微生物植酸酶會(huì)提高魚粉中Ca的STTD值（Gonzalez-Vega等，2015b），但是微生物植酸酶對(duì)于其他動(dòng)物蛋白（如肉骨粉和禽肉粉）中Ca的STTD值影響還不清楚（Merriman等，2016b）。微生物植酸酶也可以提高乳清濃縮蛋白中Ca的STTD值，但對(duì)脫脂奶粉和乳清粉中Ca的STTD值則并不如此（未發(fā)表數(shù)據(jù)）。碳酸鈣的粒度大小對(duì)所含Ca的STTD值沒(méi)有影響，并且豬的生長(zhǎng)性能不受日糧中碳酸鈣粒度大小的影響（Merriman和Stein，待發(fā)表）。

添加微生物植酸酶可使碳酸鈣和一些動(dòng)物蛋白中Ca的STTD值提高的原因很可能是豬胃中植物源性飼料原料中的植酸與豬胃中非植物源性飼料原料中的鈣發(fā)生了螯合反應(yīng)，從而阻止了Ca的吸收。微生物植酸酶能夠降低植酸的螯合能力，與植酸結(jié)合的Ca減少，從而導(dǎo)致Ca的消化率提高。然而，由于日糧中過(guò)量的Ca會(huì)降低P的消化率，從而會(huì)增加糞便中的P排泄量（Stein等，2011）并降低豬的生長(zhǎng)性能（Gonzalez-Vega等，待發(fā)表，2016年;Merriman等，2016a），因此，至關(guān)重要的是在配制生長(zhǎng)豬的日糧時(shí)考慮添加微生物植酸酶來(lái)提高Ca的消化率。

2? 鈣的吸收

豬可以通過(guò)被動(dòng)或主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)吸收Ca（Bronner，2003）。如果給豬提供低水平的日糧Ca，鈣的主要吸收途徑是主動(dòng)吸收;然而，如果提供的日糧Ca水平等于或高于豬的需要量時(shí)，鈣的主要吸收途徑則是被動(dòng)吸收。但是，不論日糧中Ca的濃度如何，這兩種吸收途徑相結(jié)合會(huì)使Ca的吸收率幾乎保持恒定，且Ca的吸收僅在腸道水平上存在有限的調(diào)節(jié)（Stein等，2011）。在腎臟中，Ca可以以主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)途徑從遠(yuǎn)端小管吸收到血液中，但是在發(fā)生這種情況時(shí)，Ca的吸收只采用主動(dòng)轉(zhuǎn)動(dòng)途徑，這意味著只有當(dāng)血漿Ca濃度較低時(shí)Ca才被吸收。因此，如果血漿中Ca濃度足夠高，那么從腎小管吸收的Ca將較少，而更多的Ca將排泄到尿中。因此，豬體內(nèi)Ca的主要平衡調(diào)節(jié)部位是腎臟（Gonzalez Vega等，待發(fā)表）。

3? 生長(zhǎng)豬對(duì)可消化鈣的需要量

為了確定生長(zhǎng)豬對(duì)可消化Ca的需求量，研究人員進(jìn)行了三項(xiàng)試驗(yàn)。在第一項(xiàng)試驗(yàn)中，6種日糧中的STTD P濃度均為0.36%，但可消化Ca的水平各不相同，介于0.32%～0.72%（Gonzalez-Vega等，待發(fā)表）。另外，研究人員還配制了兩種日糧，日糧中的Ca含量為0.72%、STTD P的濃度為0.33%或0.40%。試驗(yàn)開始時(shí)，這8種日糧分別喂給體重（11.39±1.21）kg的豬22 d，每個(gè)處理設(shè)8個(gè)重復(fù)豬圈，每個(gè)豬圈飼養(yǎng)4頭豬。每頭豬在試驗(yàn)開始和結(jié)束時(shí)進(jìn)行稱重。在試驗(yàn)的最后一天，研究人員從每個(gè)豬圈選出一頭豬進(jìn)行宰殺，并取出右股骨。在試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，研究人員計(jì)算試驗(yàn)豬的平均日增重（Average Daily Gain，ADG）、平均日采食量（Average Daily Feed Intake，ADFI）和平均增重耗料比（Average Gain To Feed，G∶F），并對(duì)宰殺豬的股骨進(jìn)行灰化，并分析Ca和P的含量。這些日糧還飼喂80頭豬，試驗(yàn)豬分別飼養(yǎng)在代謝籠中，每籠一頭，每種日糧設(shè)有10頭重復(fù)豬。收集所有試驗(yàn)豬的糞便和尿液，計(jì)算Ca和P的平衡。

第二項(xiàng)試驗(yàn)采用4×5因子設(shè)計(jì)，共使用20種日糧，日糧中的STTD P濃度分別為0.15%、0.31%、0.39%和0.47%，STTD Ca的濃度分別為0.13%、0.27%、0.42%、0.57%和0.72%。這20種日糧分別飼喂240頭初始體重為（24.70±1.27）kg的豬，每種日糧設(shè)置6個(gè)重復(fù)豬圈，每個(gè)豬圈飼養(yǎng)2頭豬（Gonzalez-Vega等，2016）。試驗(yàn)豬飼喂該試驗(yàn)日糧28 d，在試驗(yàn)最后一天，選取每個(gè)豬圈中的一頭宰殺，并取出右股骨。這些日糧還飼喂120頭豬，試驗(yàn)豬分別飼養(yǎng)在代謝籠中，每籠一頭。本試驗(yàn)所測(cè)指標(biāo)與試驗(yàn)一相同。

第三項(xiàng)試驗(yàn)共有90頭初始體重為? ?（99.89±3.34）kg的生長(zhǎng)豬，這些豬采用個(gè)體飼養(yǎng)，并隨機(jī)分配到15種日糧中，每種日糧飼喂6頭豬（Merriman等，2016a）。試驗(yàn)日糧按3×5因子配制，即STTD P濃度為0.11%、0.21%和0.31%三種日糧，STTD Ca濃度為0.08%、0.18%、0.29%、0.38%和0.49%五種日糧，共飼喂28 d。記錄試驗(yàn)豬的初始體重和結(jié)束體重，記錄它們的每日飼料消耗量，計(jì)算ADG、ADFI和G∶F。試驗(yàn)結(jié)束時(shí)，所有試驗(yàn)豬均被處死，并取出右股骨，以測(cè)定骨灰分、Ca和P含量。

試驗(yàn)一的結(jié)果表明，降低日糧中的STTD Ca濃度對(duì)試驗(yàn)豬沒(méi)有明顯的負(fù)面影響，但日糧中的STTD Ca濃度超過(guò)0.54%或0.50%時(shí)，對(duì)試驗(yàn)豬的ADG和G∶F會(huì)產(chǎn)生負(fù)面影響。相比之下，骨灰分含量隨日糧中STTD Ca濃度的提高而提高，當(dāng)STTD Ca濃度為0.48%時(shí)，骨灰分含量達(dá)到最佳狀態(tài)。日糧中STTD Ca濃度分別為0.56%和0.50%時(shí)，骨中P和Ca的含量最高。同樣，當(dāng)日糧中STTD Ca濃度為0.60%和0.49%時(shí)，Ca和P在體內(nèi)的沉積量最大。本試驗(yàn)結(jié)果表明，在此試驗(yàn)條件下，將日糧中的Ca濃度降至豬需要水平下時(shí)不會(huì)對(duì)豬的ADG和G∶F產(chǎn)生不良影響，但向日糧添加過(guò)量的Ca則會(huì)對(duì)豬的ADG和G∶F產(chǎn)生不利影響。由于骨灰分和Ca的含量在日糧的STTD Ca含量為0.48%～0.50%時(shí)可使達(dá)到最大，而日糧Ca含量在較高水平時(shí)豬的ADG和G∶F會(huì)降低，因此這些水平應(yīng)該被考慮為可用于飼喂體重11 kg～25 kg豬的日糧中Ca的最大水平。這些水平對(duì)應(yīng)的STTD Ca和STTD P比率約為1.35∶1，并且當(dāng)STTD Ca和STTD P的比率介于1∶1～1.35∶1時(shí)，體重11 kg～ 25 kg的豬似乎可以獲得最佳的生長(zhǎng)性能和骨灰分含量，1.35∶1這一比值是應(yīng)該被使用的最大絕對(duì)值。

試驗(yàn)二結(jié)果表明，日糧中過(guò)量的Ca對(duì)豬生長(zhǎng)性能有害。如果日糧中的P含量偏低或低于豬的需要量，這種情況尤為嚴(yán)重（表2）。然而，試驗(yàn)結(jié)果也表明，日糧含有低濃度的Ca不會(huì)影響豬的生長(zhǎng)性能。相反，提高日糧中STTD Ca和STTD P的濃度會(huì)改善試驗(yàn)豬的骨灰分、骨Ca和骨P含量以及Ca和P的沉積量。然而，試驗(yàn)結(jié)果表明使Ca沉積最大化所需Ca的濃度遠(yuǎn)大于使Ca在骨灰分中最大化沉積所需的Ca濃度，這與體內(nèi)所有96%～99%的Ca儲(chǔ)存在骨中的設(shè)想相矛盾（Crenshaw，2001）。試驗(yàn)二的結(jié)果表明，如果日糧中STTD Ca與STTD P比率在1.16∶1～1.43∶1，則豬的ADG、G∶F和骨灰分含量可達(dá)到最佳水平。日糧中STTD Ca與STTD P的比例越大，則豬的生長(zhǎng)性能越差。

實(shí)驗(yàn)三的結(jié)果也證實(shí)了日糧中過(guò)量Ca會(huì)對(duì)豬的性能產(chǎn)生負(fù)面影響，并且表明豬的ADFI和ADG都隨著日糧中Ca含量的增加而減少，而日糧中STTD P濃度對(duì)豬的ADG和ADFI沒(méi)有影響（表3）。但是，在本試驗(yàn)中，日糧中Ca或P的含量對(duì)G∶F沒(méi)有連續(xù)的影響。日糧中STTD Ca的濃度對(duì)描述豬ADG最大值的模型有負(fù)面影響，而日糧中STTD P的濃度對(duì)描述豬ADG最大值的模型無(wú)影響。然而，隨著日糧中STTD Ca或STTD P的含量增加，試驗(yàn)豬骨灰分含量呈線性增加，日糧中STTD Ca和STTD P的濃度對(duì)描述該骨灰分響應(yīng)的模型也有影響。

4? 結(jié)論

（1）對(duì)體重11 kg～25 kg、25 kg～50 kg和100 kg～130 kg的豬進(jìn)行的三個(gè)試驗(yàn)結(jié)果表明，短期內(nèi)降低日糧中的STTD Ca濃度不會(huì)降低豬的生長(zhǎng)性能。

（2）相比之下，向日糧中加入過(guò)量的STTD Ca會(huì)降低豬的ADG和G∶F，如果日糧中的STTD P水平處于豬需要的臨界水平或者低于需要水平，這種效果會(huì)更明顯。

（3）使骨灰分、骨Ca和骨P的含量以及Ca與P在體內(nèi)沉積量最大化所需的日糧中STTD Ca的水平遠(yuǎn)大于使豬生長(zhǎng)性能最大化所需要的水平。

（4）基于這些結(jié)果，體重小于50 kg的豬其日糧中的STTD Ca與STTD P比率建議應(yīng)在1∶1～1.35∶1，而體重超過(guò)100 kg的豬其日糧中的STTD Ca與STTD P比率建議不超過(guò)1.1∶1。

（5）由于日糧含有微生物植酸酶時(shí)其所含的STTD Ca濃度會(huì)增加，因此，重要的是在制定日糧配方時(shí)應(yīng)該考慮微生物植酸酶對(duì)STTD Ca的影響。