非常規(guī)飼料原料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及其在生豬高效養(yǎng)殖中的應(yīng)用策略

趙金標(biāo) 周行健 李 佳 黃銘逸 張澤宇 王樂(lè)怡 劉 嶺 張 帥 韓丹丹 王軍軍＊

（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科學(xué)技術(shù)學(xué)院動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193）

隨著我國(guó)畜牧業(yè)和飼料工業(yè)的快速發(fā)展，近幾年工業(yè)飼料消耗量持續(xù)增加。玉米和豆粕作為養(yǎng)殖動(dòng)物飼料中主要的原料，其需求量巨大。近幾年我國(guó)大豆進(jìn)口量持續(xù)保持在1億噸左右，玉米進(jìn)口量逐年大幅度增加，2021年達(dá)到2 835萬(wàn)噸，創(chuàng)歷史新高，這對(duì)我國(guó)畜牧業(yè)和飼料工業(yè)自主發(fā)展、糧食安全和成本控制都極為不利。另外，玉米、豆粕價(jià)格的大幅上漲，使飼料成本急劇增加。因此，高效使用非常規(guī)飼料原料合理替代豬飼料中玉米和豆粕，并保證穩(wěn)定的畜產(chǎn)品生產(chǎn)效率，是目前養(yǎng)豬企業(yè)亟需解決的問(wèn)題。

隨著配方技術(shù)的進(jìn)步，多元化飼料配方和氨基酸平衡技術(shù)的研究成果實(shí)現(xiàn)了豬飼料中玉米和豆粕的減量替代。大量研究證明合理使用小麥、大麥等谷物原料替代玉米以及使用菜籽粕、椰子粕和棕櫚粕等雜粕替代豆粕不會(huì)降低豬的生長(zhǎng)性能[1,2]。然而，非常規(guī)飼料原料中往往含有較多不同種類(lèi)的非淀粉多糖、硫甙、單寧等抗?fàn)I養(yǎng)因子，需要添加酶制劑或應(yīng)用飼料加工技術(shù)減少抗?fàn)I養(yǎng)因子的負(fù)面效應(yīng)。另外，非常規(guī)飼料原料氨基酸組成不平衡，需要額外補(bǔ)充晶體氨基酸以滿足豬的氨基酸營(yíng)養(yǎng)需要量[3,4]。因此，充分發(fā)掘并合理利用國(guó)內(nèi)非常規(guī)飼料原料資源，推動(dòng)飼料配方結(jié)構(gòu)多元化，對(duì)于減少玉米和豆粕的飼用消耗量、提高畜禽養(yǎng)殖的飼料報(bào)酬、保障飼料糧安全具有積極的實(shí)際意義。本文概述了非常規(guī)能量飼料原料和蛋白質(zhì)原料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及其變異規(guī)律，以及通過(guò)飼料加工與預(yù)處理技術(shù)、添加酶制劑、補(bǔ)充營(yíng)養(yǎng)素等策略減少非常規(guī)飼料原料抗?fàn)I養(yǎng)因子、真菌毒素和氨基酸不平衡在生豬養(yǎng)殖中的負(fù)面影響，旨在進(jìn)一步推動(dòng)非常規(guī)飼料原料的高效利用，提高生豬養(yǎng)殖效率，降低玉米、豆粕進(jìn)口依存度，以期為養(yǎng)豬場(chǎng)在飼料原料選擇方面，起到降本增效的作用。

1 2021年飼料原料應(yīng)用概況

據(jù)中國(guó)飼料工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)[5]，2021年全國(guó)工業(yè)飼料產(chǎn)量合計(jì)29 344萬(wàn)噸，其中豬工業(yè)飼料產(chǎn)量13 077萬(wàn)噸，占比約44.6%。玉米和豆粕作為豬飼料中主要的能量原料和蛋白質(zhì)原料，其在配方中合計(jì)占比約60%～70%。2021年受玉米價(jià)格高漲和玉米豆粕減量替代相關(guān)政策的影響，玉米和豆粕的添加比例明顯下降，而其他非常規(guī)飼料原料用量增加。全國(guó)飼料生產(chǎn)企業(yè)的玉米用量比上年下降24.7%，在配合飼料中的占比減少15.3%，小麥、稻谷、大麥、高粱等谷物原料和麥麩、米糠等糧食加工副產(chǎn)物用量較快增加。豆粕用量比上年增加5.7%，但小于工業(yè)飼料總產(chǎn)量16.1%的增幅，菜粕、棉粕等其他餅粕用量增長(zhǎng)17.9%。

2 豬日糧中常用非常規(guī)飼料原料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值

非常規(guī)飼料原料含有適量的能量、蛋白質(zhì)、微量元素等其他營(yíng)養(yǎng)素，可以替代豬飼料中部分玉米和豆粕。本文列舉了豬日糧中玉米、豆粕以及常用非常規(guī)飼料原料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值成分（表1和表2）。

表1 豬飼料中常用非常規(guī)能量飼料原料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值成分 （飼喂基礎(chǔ)）

表2 豬飼料中常用非常規(guī)蛋白質(zhì)飼料原料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值成分 （飼喂基礎(chǔ)）

豬飼料中高粱一般為美國(guó)低單寧白高粱。高粱的能值和粗蛋白高于玉米，粗脂肪和賴氨酸低于玉米，蘇氨酸、色氨酸等氨基酸含量高于玉米，霉菌毒素含量低，整體營(yíng)養(yǎng)價(jià)值高于玉米[7]。大麥的粗蛋白較高，賴氨酸、蘇氨酸、色氨酸等均高于玉米，但是其有效能值和脂肪含量低于玉米。小麥粗蛋白含量較高，其主要氨基酸含量均高于玉米，有效能值和粗脂肪低于玉米。小麥中支鏈淀粉含量較高，具有較強(qiáng)的粘結(jié)性，使用后會(huì)增加飼料顆粒的硬度，需要調(diào)整粉碎細(xì)度和環(huán)模壓縮比以降低飼料硬度[8]。稻谷營(yíng)養(yǎng)價(jià)值相對(duì)較低，其能值、粗蛋白、粗脂肪含量均低于玉米，但其氨基酸品質(zhì)和結(jié)構(gòu)略優(yōu)于玉米。稻谷加工的副產(chǎn)物碎米淀粉品質(zhì)高且抗?fàn)I養(yǎng)因子少，營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較高。菜粕粗蛋白含量低于豆粕、色氨酸含量相對(duì)偏低，有效能值含量低于豆粕，但是氨基酸結(jié)構(gòu)中蛋氨酸含量較高?？ㄆ纱值鞍缀康陀诙蛊伞⑶屹嚢彼岷枯^低，有效能值含量偏低，但蛋氨酸含量較高、其他氨基酸組成也較好。玉米DDGS脂肪含量和有效能值高于豆粕，但是粗蛋白含量低于豆粕且氨基酸不平衡，缺乏賴氨酸、蘇氨酸、色氨酸。另外，近年的研究表明玉米DDGS可能含有適量的未知活性物質(zhì)，可以改善豬的生長(zhǎng)性能[9]。由于加工工藝差異，棉粕主要有40%～50%的粗蛋白含量，而棉粕有效能值含量較低。另外，棉籽中含有較多的游離棉酚，棉籽在高溫條件下加工成棉粕時(shí)，賴氨酸與游離棉酚形成結(jié)合棉酚，降低賴氨酸生物學(xué)效價(jià)。脫酚棉籽中粗蛋白含量達(dá)到60%以上，棉酚、棉子糖等抗?fàn)I養(yǎng)因子含量較低，同時(shí)降低了賴氨酸因結(jié)合游離棉酚而造成的賴氨酸損失[10]。

3 限制非常規(guī)飼料原料使用的主要因素及其應(yīng)對(duì)策略

3.1 主要限制因素

3.1.1 營(yíng)養(yǎng)價(jià)值變異大，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)匱乏

非常規(guī)飼料原料營(yíng)養(yǎng)成分受農(nóng)作物品種、種植環(huán)境和加工工藝的影響，導(dǎo)致不同來(lái)源的同一種非常規(guī)飼料原料的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值同樣存在較大差異。例如，潘龍等[7]測(cè)定了測(cè)定28種高粱的有效能，總結(jié)出高梁干物質(zhì)基礎(chǔ)消化能范圍為14.55～16.67 MJ/kg、代謝能范圍為14.29～16.32 MJ/kg。馬曉康等[10]測(cè)定了12種棉粕干物質(zhì)基礎(chǔ)消化能和代謝能變異區(qū)間分別為8.72～13.49 MJ/kg和8.05～12.15 MJ/kg。李培麗等[11]測(cè)定了10種雙低菜籽粕干物質(zhì)基礎(chǔ)消化能和代謝能的范圍分別為12.64～15.77 MJ/kg和11.93～14.51 MJ/kg，粗蛋白和賴氨酸的SID范圍分別為65.22%～80.61%和55.43%～86.16%。另外，我國(guó)非常規(guī)飼料原料資源分布具有區(qū)域性，本實(shí)驗(yàn)室研究團(tuán)隊(duì)前期針對(duì)少量的區(qū)域性飼料原料開(kāi)展了營(yíng)養(yǎng)價(jià)值評(píng)價(jià)工作。范元芳等[12]的研究表明辣椒粕在生長(zhǎng)豬上的干物質(zhì)基礎(chǔ)DE和ME值分別為10.48 MJ/kg和9.79 MJ/kg，番茄皮粕的DE和ME值分別為7.94 MJ/kg和7.46 MJ/kg。董文軒等[13]評(píng)價(jià)了青稞、蕎麥、黍子、糜子和莜麥等5種非常規(guī)谷物原料在生長(zhǎng)豬上的有效能值，5種原料的DE和ME值分別為15.97 MJ/kg和 15.38 MJ/kg、16.90 MJ/kg和 15.76 MJ/kg、17.65 MJ/kg和 16.86 MJ/kg、17.87 MJ/kg和 17.34 MJ/kg以及17.57 MJ/kg和16.85 MJ/kg。然而，針對(duì)很多區(qū)域性地方特色飼料原料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值基礎(chǔ)數(shù)據(jù)匱乏，阻礙其在生豬養(yǎng)殖中的高效應(yīng)用，需要進(jìn)一步開(kāi)展動(dòng)物評(píng)價(jià)試驗(yàn)，豐富飼料原料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值數(shù)據(jù)庫(kù)。

3.1.2 抗?fàn)I養(yǎng)因子和真菌毒素含量高，營(yíng)養(yǎng)素組成不平衡

使用非常規(guī)飼料原料替代豬飼料中玉米和豆粕需要注意其營(yíng)養(yǎng)特性，比如抗?fàn)I養(yǎng)因子和真菌毒素等限制因素（見(jiàn)表3）。高粱粗蛋白中醇溶蛋白較多，不易消化，并且單寧是限制高粱使用的最大因素，較高的單寧會(huì)嚴(yán)重影響適口性和消化吸收率[14]。國(guó)產(chǎn)高粱單寧含量偏高，應(yīng)限制其在豬料中應(yīng)用。大麥粗纖維含量較高，缺乏脂肪酸，使用時(shí)需額外補(bǔ)充脂肪酸。大麥的主要抗?fàn)I養(yǎng)因子為非淀粉多糖，尤其是β-葡聚糖。由于大麥β-葡聚糖屬于可溶性纖維，其會(huì)導(dǎo)致食糜變粘稠，阻礙營(yíng)養(yǎng)素在腸道內(nèi)的消化和吸收[15]。小麥粗蛋白中醇溶蛋白比例略高。小麥及其加工副產(chǎn)物非淀粉多糖含量較高，尤其是木聚糖。另外，近年來(lái)我國(guó)小麥主產(chǎn)區(qū)華中、華東、華北等地區(qū)的小麥嘔吐毒素有升高趨勢(shì)[16]。米糠是稻谷加工副產(chǎn)物，其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值主要與粗脂肪和粗纖維相關(guān)。米糠由于加工工藝的不同導(dǎo)致其粗脂肪變異較大，全脂米糠在高溫添加下不易儲(chǔ)存。另外，米糠的粗纖維和灰分含量較高，降低了其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。菜粕主要抗?fàn)I養(yǎng)因子是硫葡萄糖苷和異硫氰酸酯，其含量較高會(huì)影響適口性。另外，菜粕中磷的主要存在形式是植酸磷，其有效性較低。棉粕在養(yǎng)豬生產(chǎn)中主要限制使用的因素是游離棉酚的含量。很多研究表明游離棉酚主要通過(guò)活性醛基和活性羥基產(chǎn)生毒性，大量游離棉酚進(jìn)入消化道后可刺激胃腸黏膜引起胃腸炎，并能增加血管壁的通透性；進(jìn)入血液后能損害組織器官，另外在體內(nèi)能與蛋白質(zhì)和鐵等結(jié)合，使體內(nèi)一些功能蛋白酶失活，與鐵結(jié)合則易導(dǎo)致缺鐵性貧血；同時(shí)還能引起母豬流產(chǎn)，降低母豬繁殖性能。

表3 豬飼料中主要非常規(guī)原料推薦上限量及其限制因素 （%）

3.2 提高非常規(guī)飼料原料高效利用的策略

3.2.1 營(yíng)養(yǎng)價(jià)值精準(zhǔn)評(píng)價(jià)

準(zhǔn)確評(píng)價(jià)非常規(guī)飼料原料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值有利于飼料配方的精準(zhǔn)配制，主要包括常規(guī)養(yǎng)分、氨基酸、礦物質(zhì)及微量元素、脂肪酸和維生素含量，以及有效能和氨基酸的表觀及標(biāo)準(zhǔn)回腸消化率等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，同時(shí)評(píng)價(jià)飼料原料品種、產(chǎn)地、加工工藝、儲(chǔ)存條件等因素對(duì)原料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的影響。另外，近年來(lái)很多研究團(tuán)隊(duì)根據(jù)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)消化和發(fā)酵速率將飼料原料常規(guī)營(yíng)養(yǎng)成分進(jìn)一步劃分為快速、慢速消化淀粉和蛋白質(zhì)以及快速發(fā)酵、慢速發(fā)酵和抗性纖維。不同消化、發(fā)酵速率的營(yíng)養(yǎng)素會(huì)改變?nèi)占Z營(yíng)養(yǎng)素在豬體內(nèi)的供能規(guī)律，從而影響生豬養(yǎng)殖效率[17,18]。綜上所述，飼料原料營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的精準(zhǔn)評(píng)價(jià)有利于實(shí)現(xiàn)豬精準(zhǔn)營(yíng)養(yǎng)，減少日糧營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)的浪費(fèi)。

3.2.2 保證營(yíng)養(yǎng)素平衡

基于非常規(guī)飼料原料配制日糧需要關(guān)注其他營(yíng)養(yǎng)素的平衡，通過(guò)額外補(bǔ)充油脂、亞油酸或不飽和脂肪酸等營(yíng)養(yǎng)素滿足包括日糧能氮平衡、脂肪酸平衡、維生素平衡、微量元素平衡、電解質(zhì)平衡等。此外，還要兼顧考慮營(yíng)養(yǎng)素來(lái)源、能量飼料組合、蛋白飼料組合等。小麥中生物素含量低，需要額外補(bǔ)充生物素；而豆粕含有的鉀離子較多，選擇其他雜粕原料時(shí)要關(guān)注鈉、鉀、氯、鉀的含量，保持電解質(zhì)平衡。

3.2.3 應(yīng)用飼料加工與預(yù)處理技術(shù)

采用生物發(fā)酵或體外酶解等方式對(duì)雜粕和糟渣類(lèi)副產(chǎn)物等非常規(guī)飼料原料進(jìn)行預(yù)處理，能夠有效降解抗?fàn)I養(yǎng)因子，同時(shí)增加有益微生物及代謝產(chǎn)物，可提高其在飼料中的添加比例及其營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。另外，不同谷物原料中淀粉構(gòu)成不同導(dǎo)致熟化溫度存在一定差異，需調(diào)整制粒溫度，如小麥調(diào)制溫度應(yīng)低于玉米。高粱顆粒小，粉碎曬網(wǎng)孔徑應(yīng)適當(dāng)縮小，否則飼料中完整高粱無(wú)法被動(dòng)物消化利用。生產(chǎn)豬飼料時(shí)，谷物原料應(yīng)選擇細(xì)粉碎工藝，使用變頻電機(jī)可提高粉碎粒徑。配方中添加油脂和雜粕會(huì)增加飼料制粒難度，應(yīng)靈活調(diào)整配方結(jié)構(gòu)，適當(dāng)增加環(huán)模壓縮比，提高飼料顆粒質(zhì)量，保證飼喂效果。

3.2.4 添加酶制劑等飼料添加劑

針對(duì)玉米、豆粕以外非常規(guī)飼料原料的抗?fàn)I養(yǎng)因子種類(lèi)和含量，選擇適宜的酶制劑及其組合以保障飼喂效果，如植酸酶以及木聚糖酶、β-葡聚糖酶等非淀粉多糖酶和纖維素酶等。小麥能值低于玉米，且木聚糖含量高，小麥替代玉米需補(bǔ)充油脂，添加木聚糖酶[19]。小麥中的嘔吐毒素、花生粕中的黃曲霉毒素很容易超過(guò)原料標(biāo)準(zhǔn)的上限要求，并因此會(huì)損害動(dòng)物的健康，通過(guò)篩選和添加霉菌毒素脫毒劑或降解劑消除、緩解毒素對(duì)動(dòng)物的損傷。糧食儲(chǔ)存過(guò)程中由于發(fā)生氧化反應(yīng)，導(dǎo)致其養(yǎng)分消化率降低，會(huì)影響有效能值和營(yíng)養(yǎng)素效價(jià)，需要適當(dāng)添加抗氧化劑予以預(yù)防。

4 小結(jié)

總之，擴(kuò)大非常規(guī)飼料原料的種類(lèi)配制多元化飼料配方，可以獲得更均衡的氨基酸組成，從而減少玉米和豆粕添加比例，并降低飼料成本。另外，由于不同原料理化性質(zhì)存在較大差異，使用小麥、大麥、高粱、稻谷和雜粕等非常規(guī)飼料原料配制日糧時(shí)需要充分考慮其營(yíng)養(yǎng)特性。因此，利用多元化飼料配方與飼料加工技術(shù)，同時(shí)補(bǔ)充酶制劑等飼料添加劑可以減少非常規(guī)飼料原料中抗?fàn)I養(yǎng)因子、真菌毒素、氨基酸不平衡的負(fù)面影響，從而實(shí)現(xiàn)其在養(yǎng)豬生產(chǎn)中降本增效的目標(biāo)。