減少環境污染的豬隻飼料配方
一、簡介
當討論重要及減少環境污染之農業時，養豬業在結論上不會獲得較優先的順位。但是豬隻不會佔據大片的放牧地，並且因為不是反芻獸所以不能利用大量的纖維性青貯穀料。它們似乎不會對地下水質，土壤保護或農業共通系統有太多的影響。
但更密切的探討，可顯見在世界豬隻密集區 ─ 例如北歐、美國中北部和亞洲部份地區於發展重要農業中應該給予豬隻生產更多的重視。
假如農業的重要目標是要轉變生產農業成為經濟獲利並且更具環境親合力，那時，明顯地，在豬隻密集區的重要性農業議程一定要包括豬隻生產。重要性豬隻生產是許多生產技術的組合藉而提高利潤及改進生態和社會經濟的環境。到了最後，豬隻生產將與減少污染的農產及人類體系融合在一起。
一個具重要性切合環境的豬隻生產系統應該就下列四個方面作長遠的維持或提升：
─ 環境和資源基礎。
─ 生產者和社會的生活品質為一體。
─ 生產者的獲利水準。
─ 生產豬肉的品質。
符合生態原則之豬隻生產強調豬隻及其整個環境的密集管理。這意思為考慮了動物所有的方面：行為，生理，營養，育種，健康，及繁殖。它也意味在心中設計時配合整個農場的系統，包括土壤，地勢，農作，其它家畜，以及農場操作者。最後當這系統組合時，農場及生產者，豬肉消費者也必需與豬隻一起考量。
豬隻生產和飼料 ─ 穀類生產是典型的互補產業。豬隻也能利用副產品飼料以及人類消費上所不接受的癈棄產品。
農家餵豬隻飼料並投入營力及管理以生產高品質及高價值之產品 ─ 豬肉。豬隻在營養保留以及營養份循環中扮演重要的角色。
飼料是豬隻生產中主要的成本。因此在發展與豬隻有關的長期持續性農業系統時考慮豬隻飼料配方為重要因素。
二、利用非傳統性、選擇性及副產品飼料
F.H.King (1911,122頁)於1990年代早期所寫對中國農業的描述中道：
「早期中國人自遠久以來即放棄以牛為乳及肉的生產者注目的；養羊是為其皮裘及羊毛而多於為食用；然而豬停留在將粗物質變成食物的轉移者而為中間人角色是這三等級中之一種。」
的確，現代豬隻就是這般的「中間人」將飼料穀類及黃豆粉轉變成豬肉以為人類之消費。身為多用途的雜食者，豬隻能利用廣範圍的飼料原料。
利用癈棄的物質為飼料原料是切合環境的，否則這些物品就成為癈棄物。一些具選擇之副產品通常是為非傳統飼料原料並多少具地區特異性。在東亞這些飼料一些可能是豬隻蛋白質／胺基酸來源包括下列：
樹薯葉粉*(Manihot esculenta)
椰子粉(Cocos nucifera)
蟹粉及蟹附產品*
魚貯料*
銀合歡粉(Leucaena glauoa)
綠豆(Phaseolus mungo)
橡樹子及粉*(Hevea brasil lensis)
大量飼養豬隻的地方屠宰量必大血粉，快速乾燥*
具有提供豬隻能量潛力的飼料包括：
香蕉及香蕉粉*(Musa sapientum ／paradisiaca)
樹薯粉(Manihot esculenta)
椰子粉或芋頭
製米之附產品*(Oryza sativa)
飼料在出口市場也具有趣的潛在利用價值：
苜蓿粉(Medicago sativa)
菜籽粕*(Brassious napus／compestrius)
玉米或玉米澱粉渣*(Zea mays)
全脂黃豆(Glycine max)
有星號標記(*)的飼料是主要農作物或加工過程中的副產品或癈棄產品。以它們當飼料使用特別可減少對環境之污染。某些特殊地區也許有額外的這些飼料。這些飼料對豬隻飼料配方人員具無比的挑戰。這些飼料係因各種不同特殊組成的緣故而必需小心考慮。我將不會對稍前所提的每一種飼料作評估，但是一般的挑戰包括：
•變異性及／或極端營養份的組成
•不穩定及不可靠的供應
•餵飼豬隻這些飼料的資訊、研究、知識及經驗均不足
•胺基酸不平衡
•纖維素含量高
•乾物質含量低
•黴菌毒素的存在
•含有抗營養因子及／或不良的組成份
假如能對應並且克服這些挑戰，就能掌握環境的利益。當使用此種飼料飼餵豬隻時也必需對飼餵於其它種類家畜作相關的評估。經常，這些非傳統飼料較適合年齡大的豬而非年齡小的豬，例如，較適合肥育豬而不是保育豬。母豬，尤其是懷孕母豬，因為能量需求較低與任食相比及大的消化道有關而能利用廣泛的各種飼料原料，特別是高纖維飼料。
有關這些飼料原料廣泛最新的資訊可由下書Thacker and Kirkwook(1990)的「豬隻生產中使用非傳統飼料資源」。
三、配製減少豬隻排泄物中某些複合物之飼料配方
豬排泄物及糞泥的產生伴隨豬隻生產而來的。本報告中所指，排泄物定義為排出動物體外之糞、尿混合物。豬隻癈棄物包含排出之糞、尿、浪癈之飼料、墊料、脫落的毛髮、皮膚、及癈水所組成。糞泥在排出後立刻開始發生微生物各種不同時期作用而此作用非常依賴組成份與環境。本報告中，將以豬排泄物為主而非變異非常高的豬場排泄物。
必需注意豬隻排泄物由數種成份組成，包括不消化飼料成份(以豬而言包括纖維素性纖維)，胃腸道脫落細胞、分泌液、腸內微生物、生理癈棄產品或癈棄品攜帶者(如尿中尿酸)和消化過程中不能吸收的代謝物所組成。
每1000磅活重之豬每天平均排出50磅包括氮5.8％，磷2.5％及砷1.4％(Miner, 1971)。排泄物之癈物中糞所含氮佔33％而尿佔67％(Smith, 1971)。
排泄物組成由飼糧中四個主要方面所影響：
1)飼糧組成，例如，飼糧中飼料原料的含量以及它們所代表的營養成份。
2)飼糧添加物，例如，酵素。
3)飼料加工過程，例如，打粒或擠壓的熱處理。
4)餵飼量，例如，豬隻消耗多少飼料。
主要考量且與第一項有關的，是組成飼糧的飼料原料所提供養份(礦物質，胺基酸，等)之生物利用率。去殼黃豆粉為例其胺基酸生物利用率高和胺基酸平衡之飼料。
當豬隻生產和飼料配方變得更複雜時，有證據顯示下列的因素影響豬隻養份需求並且因而影響排泄物的組成：
•豬隻的年齡和體重
•豬隻的健康狀況
•豬隻的生產狀況
•豬隻飼養的環境
•豬隻腸內微生物菌數
•豬隻性別
•豬隻基因組成或表現型
•每天攝食量
(Pearce, 1974；美國國家研究協會，1988)
為了同時獲得飼料養份利用最大及養份排出最小的兩個目標，精確的飼料配方很重要。豬隻能最有效利用飼料中養份才可達到最大獲利因為飼料成本佔豬隻生產成本非常大(＞60％)。養份排泄少對自然環境，特別在豬隻密集區是有益的，因為豬隻排除養份少則豬場排出養份就少。氮和磷特別有趣，因為它們各代表豬隻飼糧中的第二及第三最貴之蛋白質及無機磷供應成份。此外，氮及氮源複合物對地上及地下水皆為潛在污染源。氮之硝酸鹽及阿摩尼亞形式為高水溶性。磷不具高溶水性而粘附於土壤顆粒，豬隻排泄物的磷質主要經由土壤運動(浸蝕)造成環境污染。改進的飼料配方有希望減少豬隻氮及磷的排泄。
(一)分段飼餵以減少氮排泄
藉飼料組成配合豬隻各時段需要，能減少氮排泄而增加氮儲留。Koch(1990)的一個簡單例子有助於解釋這個概念。
目前歐洲從30~100公斤活重豬隻大部份餵飼一種飼糧。藉利用一生長飼料(30~60公斤)和一肥育飼糧(80~100公斤)兩段飼糧，全部氮排泄可減少10~14％。表1顯示的範例中，氮排泄減少13％。這個概念能夠藉利用更多段飼糧以更密切配合豬隻養份需求而更廣泛的應用。後勤補充及管理為豬隻生產單元中供飼日糧飼養分段數目的限制因子。
表1. 豬隻生產分段飼餵範例a
| 一段 | 兩段 | 兩段 全部 |
||
| 生長 | 肥育 | |||
| 粗蛋白，％ | 16 | 16.5 | 14 | ─ |
| 飼料轉換率 | 3.0 | 2.5 | 3.3 | ─ |
| 飼料攝入／時段 公斤 | 210 | 75 | 132 | 207 |
| 氮攝入 公斤 | 5.38 | 1.98 | 2.95 | 4.93 |
| 氮排出 公斤 | 3.48 | 1.16 | 1.86 | 3.02 |
ａ來自Koch, 1990。
(二)飼料原料配合豬隻的胺基酸需求
配製減少污染環境的豬隻飼糧以減少氮排泄可以由飼料中提供豬隻需要之胺基酸。要走到此目的並不簡單。下列幾個重要資訊必需知道，包括：
•豬隻胺基酸需要
•飼料原料胺基酸組成
•飼料原料中胺基酸消化能力及利用能力
•豬隻採食量
傳統上飼糧一直以粗蛋白為準來配製以迎合豬隻之第一限制胺基酸需求，其餘胺基酸可能過剩。這步驟不能減少氮排泄。這是合理的情形。然而利用飼料原料的可利用性，最近，結晶胺基酸─例如離胺酸，色胺酸，甲硫胺酸，以及羥丁胺酸─在市面上可買得到並供用於飼料配方如此可更精確迎合豬隻胺基酸需要。Lenis(1989)顯示在荷蘭減少豬隻飼糧蛋白質含量2％並且補充合成─結晶胺基酸能減少25％氮排泄。
當以胺基酸為準配製豬隻飼糧時考慮飼料原料提供的胺基酸生物有效性是很重要(Sauer and Ozimek, 1986)。胺基酸生物有效性最普通的數值是迴腸消化率。迴腸消化率是目前所採用就豬隻胺基酸最好的測量方法並且其數值已經發展於普通的飼料原料。當飼糧以消化性為準而不以總限制胺基酸，特別是低蛋白品質的飼料為準來配製(Fuller and Wang, 1990)時能改進豬隻飼糧精確性。
當遵行這方法以減少氮排泄時，良好胺基酸平衡的蛋白質補充，高品質與高消化能力對豬飼料配方都有價值。黃豆粉，特別去殼黃豆粉為最早豬隻在量、平衡及消化能力中的蛋白質補充。此外，豬隻在飼餵黃豆粉方面有充份的研究及經驗。
(三)理想蛋白質的概念
在各模式中供應飼糧胺基酸以配合動物胺基酸需要的概念已經發展成為「理想蛋白質」概念。最先企圖勾劃出豬隻理想蛋白質需要的是在「豬隻營養需要」(英國農業研究協會，1981)。自此以後相當的工作已經完成以詳細區分那些需要(Fuller等；1989Wang and Fuller, 1989；Fuller and Wang,1990)。這些推薦的胺基酸平衡顯示於表2。
表2. 胺基酸平衡推薦量
| 英國農業研究協會蛋白質％或 克／16克氮a |
英國農業研究協會離胺酸％ | 推薦的蛋白質％或 克／16克氮a |
推薦的離胺酸％ | |
| 離胺酸 | 7.0 | 100 | 6.5 | 100 |
| 甲硫胺酸及胱胺酸 | 3.5 | 50 | 4.2 | 63 |
| 羥丁胺酸 | 4.2 | 60 | 4.7 | 72 |
| 色胺酸 | 1.0 | 14 | 1.2 | 18 |
| 異亮胺酸 | 3.8 | 54 | 3.9 | 60 |
| 亮胺酸 | 7.0 | 100 | 7.2 | 110 |
| 組胺酸 | 2.3 | 33 | NA | NA |
| 苯基丙胺酸及酪胺酸 | 5.7 | 96 | 7.8 | 120 |
| 纈胺酸 | 4.9 | 70 | 4.9 | 75 |
| 重要胺基酸 | 40.4 | 45 | ||
| 非重要胺基酸 | 59.6 | 55 |
ａ英國農業研究協會，1981。
ｂWang and Fuller, 1989。
表3中美國國家研究協會(1988)推薦的胺基酸值也顯示，其內各項都低於表2中的值。這也許因為美國國家研究協會沒有提出理想蛋白質而能夠解釋。美國國家研究協會的評估以美國閹公豬(去勢公豬)及女豬任食高能量飼糧的數據為準，相較於歐洲(英國農業研究協會)的數據則為公豬(全公豬)及女豬以較低能量飼糧和半限飼狀況下訂定。
表3. 美國國家研究協會推薦的胺基酸平衡
| 美國國家研究協會蛋白質％或克／16克氮a | 美國國家研究協會離胺酸％ | |
| 離胺酸 | 5.3 | 100 |
| 甲硫胺酸及胱胺酸 | 2.7 | 51 |
| 羥丁胺酸 | 3.1 | 58 |
| 色胺酸 | 0.8 | 15 |
| 異亮胺酸 | 2.9 | 56 |
| 亮胺酸 | 3.9 | 74 |
| 組胺酸 | 1.4 | 26 |
| 苯基丙胺酸及酪胺酸 | 4.3 | 81 |
| 纈胺酸 | 3.1 | 59 |
| 重要胺基酸 | 27.5 | |
| 非重要胺基酸 | 72.5 |
ａ美國國家農業研究協會，1988。
Fuller (1989，1990)描述理想蛋白質為：
─飼糧中胺基酸最佳的平衡。
─豬隻需要的胺基酸皆為精確比例的平衡。
─ 一個飼糧胺基酸模式能提供飼糧蛋白質最高利用。
─胺基酸平衡而不能被任何胺基酸的添加或取代而改變。
─飼糧任何粗蛋白均可完全利用。
這個定義以數種方式陳述，藉以幫助了解理想蛋白質概念。但必需注意這理想蛋白質或生長動物的胺基酸需求模式，均近似並且由形成瘦肉組織的胺基酸組成來決定。
(四)理想蛋白質對氮平衡的影響
配合豬隻需要使用飼糧能增加氮儲留。例如，Weich及其同事(1986)在餵飼體重50~90kg閹公豬之玉米 ─ 黃豆粉飼糧中補充離胺酸及色胺酸而改進氮儲留20％。
Chung和Baker(1991)利用粗蛋白14.77％的「化學─定義」胺基酸飼糧餵飼10公斤豬產生與粗蛋白20％的玉米 ─ 黃豆粉 ─ 乳粉飼糧相當的成績以及氮儲留值。在這兩個例子中氮排泄均顯著減少。
Chung和Baker(1991)最近的研究以10公斤豬就改良氮儲留為準而推薦一種新的較美國國家研究協會(1988)或Wang和Fuller(1989)胺基酸模式更優良理想蛋白質。此理想蛋白質顯示於表4。
表4. 改良的10kg仔豬理想蛋白質a
| 離胺酸％ | |
| 離胺酸 | 100 |
| 羥丁胺酸 | 65 |
| 甲硫胺酸及胱胺酸 | 60 |
| 色胺酸 | 18 |
| 苯基丙胺酸及酪胺酸 | 95 |
| 白胺酸 | 100 |
| 異亮胺酸 | 60 |
| 纈胺酸 | 75 |
| 精胺酸 | 42 |
| 組胺酸 | 32 |
a Chung and baker, 1992。
Franze與其同事(1988)在德國的研究證實當以其結晶胺基酸及小麥的20％粗蛋白飼糧取代50％黃豆粉時能減少閹公豬及女豬37％的氮排泄。換肉率皆相似。這減少飼糧蛋白質含量並且補充結晶胺基酸步驟是有理論根據的以達到減少豬隻氮排泄。Koch(1990)利用這個顯示於附圖中的模式而達到，藉從15.5％粗蛋白飼糧補充甲硫胺基酸及離胺酸轉換成13％粗蛋白飼糧補充甲硫胺基酸、離胺酸、羥丁胺酸及色胺酸而理論減少26％氮排泄。
但應該注意到其公豬比女豬精肉多而女豬比閹公豬精肉多，其反應出增加胺基酸需要。並且新改良的豬隻基因增加了豬隻潛在精肉獲得亦因而增加豬隻對胺基酸的需求。使用豬隻生長荷爾蒙或腎上腺激β受體激素有相似的效果。16％粗蛋白之玉米─黃豆粉飼糧提供的理想蛋白質計算過程顯示於表5(摘自Hardy, 1989)。在生長階段以限食餵養具高潛力瘦肉獲得豬隻藉飼糧中添加18％合成離胺酸能矯正過來。關於離胺酸(100)的胺基酸平衡是甲硫胺酸加胱胺酸57，色胺酸21，羥丁胺酸65，其非常接近理想蛋白質。現在飼料的理想蛋白質含量為138克／公斤，即當消耗1.9公斤／天時每天則要提供263克蛋白質。這個提供量足夠最大蛋白質堆積(Hardy, 1989)。
表5. 理想蛋白質供應的計算
| 蛋白質 | 離胺酸 | 甲硫胺酸及胱胺酸 | 羥丁胺酸 | 色胺酸 | ||
| 飼糧 | 克／公斤 | (克) | (克) | (克) | (克) | (克) |
| 玉米 | 760 | 64.6 | 1.9 | 3.0 | 2.7 | 0.7 |
| 黃豆44 | 220 | 96.8 | 6.4 | 2.6 | 3.7 | 1.4 |
| 礦物質／維它命 | 20 | ─ | ─ | ─ | ||
| ＴＯＴＡＬ | 1000 | 161.4 | 8.3 | 5.6 | 6.4 | 2.1 |
蛋白質中胺基酸濃度
離胺酸能量 8.3／161.4 ×1000＝51.4
蛋白質分數
離胺酸能量 51.4／70.0 ＝0.73
甲硫胺酸及胱胺酸 ＝0.90
羥丁胺酸 ＝0.87
色胺酸 ＝1.03
提供理想蛋白質
161.4 ×0.73＝118克／公斤
來自Hardy, 1989。
四、藉飼糧配方減少磷排泄
在油仔及禾穀類中自然變化的磷超過一半以上成為植酸。植酸中之磷為有機複合物在豬隻因為缺乏植酸𠕇的消化酵素故不能利用(Peeler, 1962；Crmwell, 1979；Jongbloed, 1987)。
Cromwell(1989)已經顯示磷在玉米中只有約10％，黃豆粉中25~35％是可為豬隻所利用。總磷及有效磷在諸多飼料原料中具變異性，小麥中有效磷利用範圍高到50％(表6)。
表6. 豬隻選擇性飼料原料的磷和植酸a
| 總磷b ％ |
總磷之c植酸％ | 磷之生d物利用能力％ | 可利用e磷％ | |
| 玉米(玉蜀黍) | .28 | 66 | 12 | .11 |
| 小麥 | .37 | 67 | 50 | .18 |
| 黃豆粉(粗蛋白44％) | .65 | 61 | 35 | .23 |
| 去殼黃豆粉(粗蛋白48％) | .64 | 61 | 25 | .16 |
| 肉骨粉 | 4.58 | NA | 68 | 3.11 |
| 乳清粉 | .76 | NA | 76 | .58 |
| 魚粉 | 2.88 | NA | 102 | 2.88 |
| 米糠 | 1.37 | NA | 25 | .34 |
| 苜蓿粉 | .23 | .0 | 100 | .23 |
| 玉米澱粉渣 | .99 | NA | 59 | .58 |
ａ來自Cromwell, 1990.
ｂ美國國家農業研究協會，1988.
ｃ摘自Nalson等., 1988.
ｄ以肯德基大學研究為準，Lexington引述Cromwell, 1990.
ｅ總磷(第一列)×磷生物利用能力(第三列).
在豬隻飼糧配方中使用有效磷之值允許無機磷最大使用以減少配製飼料時造成過多或不足磷的飼糧。以有效磷為準配製飼糧，則豬隻對可利用磷需求必須知道。Cromwell(1990)已經從美國國家研究協會(1988)總磷需要量之玉米或黃豆粉非利用磷中導算有效磷需要量。有效磷需要量顯示於表7。以有效磷及總磷配製對玉米─黃豆粉飼糧沒有特別的好處。然而在小麥─黃豆粉飼糧中因為小麥中較高的磷利用能力所以需要補充較少的磷。因為美國國家研究協會(1988)的數值很小，所以Cromwell就實際豬飼糧推薦稍微較高(約20％)之飼糧允計量。
表7. 豬隻可利用磷需要量a
| 可利用磷％ | |
| 豬隻： 1-5公斤 5-10公斤 10-20公斤 20-50公斤 50-100公斤 |
.55 .40 .32 .23 .15
|
| 發育女豬： 20-50公斤 50-110公斤 |
.28 .20 |
| 發育公豬： 20-50公斤 50-110公斤 |
.33 .25 |
| 配種女豬及母豬，公豬，泌乳女豬及母豬 | .35 |
ａ來自Cromwell(1990)以美國國家農業研究協會為準，1988.
令人與奮的研究是進行豬隻飼糧中補充植酸𠕇。最初在豬飼糧中補充植酸𠕇研究已經顯示能增加植酸的利用而減少磷的排泄。植酸𠕇的補充能減少磷排泄50％(Cromwell, 1989, 1991)。植酸𠕇補充在目前沒有廣泛實施，其能導致豬飼糧中減少無機磷的補充。這新發現也已經應用於家禽飼糧中。
最近的研究從Aspergillus niger微生物植酸的補充(每公日飼料1500單位)減少糞中以乾物質為準的總磷濃度35％Jongbloed et al., 1992)。這試驗利用37公斤閹公豬飼餵不含無機磷補充之玉米─黃豆粉飼糧。總共磷消化能力藉植酸𠕇添加從13％改進到43％或增加超過3倍以上。
以下的概念的利用具減少豬排泄中磷含量的潛力：
•使用低植酸磷飼料原料。
•以可利用磷配製飼料。
•使用植酸𠕇成份以改進植酸磷利用能力。
五、結論
前述提到數種方法以生產切合環境飼料配方，包括：
•使用副產品飼料。
•分段餵飼。
•以胺基酸需要配製而不是粗蛋白。
•使用可消化胺基酸值。
•補充結晶胺基酸。
•使用有效磷值配製。
接下來附加的方法也許未來有可能實行：
•使用「理想蛋白質」概念配製飼糧。
•補充植酸𠕇以增加有機磷利用。
使用上述一些方法將會幫助經濟獲利以及切合環境的豬隻飼糧使用的發展。
☆參考文獻略(轉載自八十一年度飼料製造技術研習會專輯)
飼料營養雜誌(p.75~86)－夏良宙、李玉龍．九二年第十二期
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