李德發(fā)院士：中國豬飼料原料凈能體系的研究進展

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中國豬飼料原料凈能體系的研究進展

李德發(fā)院士

　　李德發(fā)
　　中國工程院院士。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院教授、農(nóng)業(yè)部飼料工業(yè)中心主任、飼料與動物營養(yǎng)學(xué)家、博士生導(dǎo)師。長期從事飼料資源高效利用的基礎(chǔ)理論研究與應(yīng)用技術(shù)研發(fā)。

　　眾所周知，全世界都在研究如何使用凈能體系。目前養(yǎng)豬行情比較好，養(yǎng)豬成本的70%~80%都是飼料，講凈能的概念、理論，主要是告訴大家，如何運用凈能理論在飼糧配制方面做得更精準(zhǔn)，做得更好，降低成本就相當(dāng)于提高利潤。

　　為什么講凈能體系？因為全中國的大中院校里只有我們中心有9臺呼吸測熱器。所以，我們這幾年累計的工作，特別是和法國專家合作，很多想法都是我們一起合作的結(jié)晶。我們想把法國專家20年來在凈能工作方面的經(jīng)驗運用到我們中國的凈能研究工作上，對中國建設(shè)單一原料的凈能體系建設(shè)會有很大幫助。

　　1 何為凈能？

　　凈能是飼料中用于維持生命和生產(chǎn)產(chǎn)品的能量，即飼料的代謝能去除飼料在體內(nèi)的熱增耗后剩余的那部分能量。也就是實際做功的能，實際增長脂肪的能量。

　　現(xiàn)在很多企業(yè)都號稱使用凈能在配制日糧，實際大家使用的凈能的方程都是1994年發(fā)表的11個方程中的1、2個。

　　NRC（2012）是用其中的兩個方程的平均數(shù)發(fā)表的營養(yǎng)數(shù)據(jù)成分對照表。但是其中還存在誤差。

　　所以我想通過我們的試驗，把這些誤差解決掉。使我們能夠使用中國自己的凈能體系更加精準(zhǔn)地配制日糧。我除了要講凈能重要的意義，另外還要告訴大家我們都做了什么以及我們正在做什么。

　　2 為什么用凈能？

　　2.1 更精確地評價飼料的有效能值

　　從圖1中可見，縱向來看，如果大豆粕的凈能是100的話，玉米的凈能值就是124。不同原料由于蛋白質(zhì)、纖維、淀粉等含量的不同，它們的凈能值是不一樣的，改變了大家一個傳統(tǒng)的概念。玉米凈能相當(dāng)于豆粕的124%。所以用凈能值去做配方應(yīng)該是更準(zhǔn)確的，成本會更低。

圖1  不同能量體系對飼料原料有效能值評價

　　2.2 結(jié)合實際生產(chǎn)

　　同時測定維持、生產(chǎn)和熱增耗，使供需在同一基礎(chǔ)上

　　2.3預(yù)測生長性能

　　另外就是運用凈能預(yù)測生產(chǎn)性能更加準(zhǔn)確。

　　2.4 更加合理地利用副產(chǎn)物

　　還有用凈能時對推測農(nóng)產(chǎn)品和輕工業(yè)產(chǎn)品的副產(chǎn)物，包括DDGS，比消化能和代謝能更加準(zhǔn)確。因為熱增耗是不同的。

　　2.5 降低成本

　　近幾年，我爭取能夠帶領(lǐng)我們的團隊拿出一個適合中國實際情況的凈能推算方程，以期降低成本。當(dāng)豆粕的價格越高時，用凈能做配方越經(jīng)濟(表1)。

表1  用不同能量體系做配方成本比較

　　低蛋白日糧能減少氮排放，增加合成氨基酸，但是這時大家一定要注意它的熱增耗是不一樣的，所以低蛋白日糧的單一原料的凈能值是不一樣的。凈能為合理利用副產(chǎn)物和低蛋白日糧提供了理論支撐。

　　3 如何測定凈能

　　3.1 凈能的兩個主要測定方法

　　那么如何測定凈能呢？最常用的方法是間接測熱法，比較屠宰法花費太高。所以我們用呼吸測熱的方式采用間接測熱法。農(nóng)業(yè)部給我們投入了900多萬建設(shè)了呼吸測熱室，使我們的工作能夠堅持下來，也獲得了一些國家專利。

　　我們采用自動喂料，并且能夠記錄豬的活動時間。大家知道，豬每次動一下都要耗能，現(xiàn)在我們能夠記錄豬的活動次數(shù)和活動時間，原來是不能記錄的。所以，活動對凈能測定的影響還是挺大的。從圖2可見，站立時間和耗能存在一定的相關(guān)關(guān)系。

　　我們現(xiàn)在有9臺呼吸測熱室，我覺得在原來的基礎(chǔ)上再用2~3年的時間，應(yīng)該能夠拿出一套適合于中國養(yǎng)豬業(yè)推測單一原料的方程來。還有就是數(shù)據(jù)量是非常大的。每5min分別記錄室內(nèi)、外氣體、氣壓、溫濕度、風(fēng)速等大量原始數(shù)據(jù)，每天產(chǎn)生9,504個原始數(shù)據(jù)(不包括糞尿數(shù)據(jù))。

　　燃燒試驗、豬產(chǎn)熱試驗、正式試驗15d，每個試驗飼養(yǎng)時間3個月以上。原來我們只有20~30個籠子，可加性非常差，而且生物規(guī)律不準(zhǔn)確。現(xiàn)在我們有120個籠子，樣本量更大了，所得的數(shù)據(jù)應(yīng)該是可以說明一些問題了。但是現(xiàn)在來看，我們這9臺呼吸測熱室同時工作應(yīng)該相當(dāng)于120個籠子測定消化代謝能工作量的13倍。

　　所有原料的生物學(xué)效價很難直接測定。如果給豬只喂玉米，測定的生物學(xué)效價還比較接近。但是只喂豆粕、棉粕、高粱，豬吃不下去。只能飼喂基礎(chǔ)日糧，但是基礎(chǔ)日糧就存在原料之間的互作問題，很難解決。

　　對此，我們制定了《間接測熱法測定豬飼料原料凈能試驗技術(shù)規(guī)程》，相當(dāng)于一把尺子，以最低誤差的思路，用同一把尺子衡量各種原料的能值。比如，以大豆粕凈能值為100時，玉米的凈能就是124。各種原料都以豆粕為標(biāo)準(zhǔn)衡量時，就能綜合考量其好壞。

　　4 凈能體系建立的難點

　　4.1 產(chǎn)熱的剖分。

　　維持需要能效是多少？然后增長肌肉的時候，能效是多少？增長脂肪時，能效是多少？產(chǎn)熱的剖分是很難的一項工作。

　　4.2 從日糧到原料，更加復(fù)雜。

　　典型的全價日糧最能說明問題，但是單一原料的營養(yǎng)值是我們最渴望得到的。所以，兩者存在一定的誤差，我們?nèi)绾螌⒄`差降到最低也是難點之一。

　　4.3 原料凈能預(yù)測模型的建立也很艱難。

　　5 已做的工作

　　5.1 豬能量分配規(guī)律

　　維持需要凈能研究我們做了大量的工作。評估維持凈能的經(jīng)典方法是直線回歸(圖3中的黑色部分)。如圖所示，黑色部分是線性關(guān)系，根據(jù)回歸方程來推測凈能。但是維持代謝能水平以下產(chǎn)熱和采食代謝能(圖3中的紅色部分)并不一定是直線關(guān)系。

圖3  直線回歸評估維持凈能

　　5.2 維持需要的研究

　　圖4是維持需要的效率和生長需要的效率，二者又有所不同。實測FHP＞回歸得到的HP0，說明能量用于維持的效率km＞用于生長的效率kg。

圖4  維持需要的效率和生長需要的效率

　　于是我們增加營養(yǎng)水平的梯度，隨著采食量水平的變化產(chǎn)熱呈指數(shù)變化(圖5)。但是圖5中的紅色部分也不一定就是曲線的變化。從大梯度到小梯度，我們不斷地去摸索零采食時的能效，但是還是會存在一些誤差。所以，我們現(xiàn)在也在想更好的解決辦法。

圖5  指數(shù)回歸評估維持凈能

　　總結(jié)現(xiàn)有的工作，維持的效率大于生長(Km＞Kg)；指數(shù)回歸更能反映維持與生長的區(qū)別；生長豬維持凈能需要為759kJ/kgBW0.6，維持代謝能需要為1,016kJ/kgBW0.6；下一步要研究維持能量的用途，即從呼吸熵，血液組學(xué)中找到能代表維持的標(biāo)記底物。

　　5.5 原料凈能

　　我們所測定的原料能值(表2)與法國測定的非常接近。所以，我們還是很有信心將來能提供適合中國使用的凈能回歸方程。將來的回歸方程我們計劃分成脂肪性、蛋白型、纖維型。目前，蛋白原料我們做了16個，谷物原料做了3個，纖維原料做了3個。隨著時間的推移，我們用單一原料的凈能推算方程可能會更加實用。因為，使用同一個方程去評定不同的原料會存在誤差。

　　6 下一步工作

　　6.1  豬的凈能需要量動態(tài)模型；
　　6.2  驗證凈能的推算方程；
　　6.3  添加氨基酸后對玉米凈能的影響；
　　6.4  豬凈能需要量模型建立目的；
　　6.5  填補母豬及體重大于120kg豬的凈能空白；
　　6.6  蛋白水平、纖維水平、環(huán)境對凈能值的影響；
　　6.7  豬的數(shù)量對產(chǎn)熱和生長性能的影響；
　　6.8  在最佳的時間測定絕食產(chǎn)熱量(FHP)；
　　6.9  測定不同采食量豬的產(chǎn)熱量。

　　來源：根據(jù)2016年東北養(yǎng)豬論壇李德發(fā)院士講稿整理