饲料营养浓度和能量供应对肉猪生长和屠体性能的影响

        饲料中各种营养分的用量和肉猪生长和屠体性能间的关系近来深受研究人员的重视。但要将各种营养分的用量要配合的恰到好处并不是一项容易的调配过程，采用某些原料之用量将使调配过程更趋复杂。在不同原料调配成的完全饲料中，可用不同方法去表示其特性。主要是有关饲料中能量营养的含量，特别是营养浓度(nutrient density)和营养平衡(nutrient balance)。营养浓度意指饲料中能量和营养分之含量之数量)，假设能量和营养分相互平衡，及营养分本身之间亦平衡，且为一常数。故考虑营养浓度，亦与营养平衡有关。营养平衡意指各种不同营养分及能量之平衡，不同的营养平衡对肉猪生长和屠体之影响非常重要。

        提到营养浓度，也要了解所采用的饲养方法。在台湾猪只的饲养方法有二种：

        1.任食饲养(ad libitum feeding)意指连续不中断的充分供应猪只以新鲜饲料和水。一般猪只的任意饲料采食量(voluntary feed intake)即假设为任食饲养的饲料采食量。

        2.限食饲养(restricted feeding)意指饲料供应量低於任食饲养之用量。通常按猪只体重每日二次给料。另一种限食饲养的型式为按时每天二次让猪只采食30分钟，采食饲料量因而降低而不能达到与任食饲养之用量相等。

        由於饲料配制技术和育种改良的进步，养猪人工的昂贵和许多国家渐以年青公猪供作肉用，任食饲养渐有取替限食饲养的趋势。

一、改变饲料营养浓度

        欲改变饲料营养浓度，与能量用量和主要营养分之改变有关。饲料中要达到高营养浓度无可避免要额外添加脂肪。

        猪只饲料大多以谷类为主。壳类(非全部)可用来解释营养浓度的改变，举例而言，颜等(1984)采用可消化热能值，大麦为3.54Mcal／公斤，和玉米为3.79Mcal／公斤(风乾)。假设於考虑不同营养分与能量浓度时，为方便饲料配制而仅采用不同的谷类(大麦和玉米)，并固定每头猪只摄取相同能量和蛋白质用量，则猪只之生长以玉米为主要谷类来源之高营养浓度饲料有较佳之趋势，且每单位增重所需饲料量极显着地优於供应大麦为主之低营养浓度饲料者，但猪只屠体品质并没有受到影响。

        减少营养浓度就是要饲料中纤维含量提高，则高纤维性饲料原料就须大量采用。一般相信高量的粗纤维，会减少全部饲料和个别饲料原料之营养分的消化率。例如当饲料中粗纤维量的改变在1.5和13.5％之间，粗蛋白质的消化率降低10～13％(Pond, et al., 1962)，11％(Lloyd and Crampton, 1955)或5％(Cole et al., 1967)。粗纤维的增加可能减少鶤参与作用和营养分通过肠道速率增加而降低消化能力。

        粗纤维具有不确定的特质，故在营养考虑上产生很多问题。粗纤维不仅是一种营养分且在分析定义上使得问题变得更复杂。要更进一步了解猪只对各种饲料原料粗纤维之利用，目前尚无足够资料可资利用。

二、影响饲料采食量的因素

        猪只采食饲料的数量是动物因子(即动物的需要量)及饲料特性二者之间的一种委协。在这种情形下，能量是控制饲料采食量的重要营养分。

1.体   重

        生长猪只饲料采食量和体重有关。这二者关系由ARC (1981)之程式表示如下：

        可消化能摄取量(MJ／日)＝55(1－e^-0.0204W)

        其中MJ＝0.239Mcal，而W为体重。此程式根据许多试验所得之结果，而由ARC(1981)加以整理。体重20至90公斤猪只采食可消化能为3,000Kcal饲料之每日用量(表1)。表1亦采用颜和吴(1986)有关台湾猪只在任食饲养下之饲料采食量作为比较(图2)。很明显地可发现台湾猪只(阉公猪和肉女猪)之平均饲料采食量和每日能量之摄取均低於ARC (1981)之建议用量(表1)。

2.性   别

        现有充分的资料证明阉公猪饲料采食量较肉女猪为高。一般而言阉公猪之饲料采食量高(图2)，以便使其生长迅速，但饲料利用率差及屠体较肥故世界上有些国家尝试在任食饲养下采用年青公猪供作肉用。年青公猪饲料采食量较阉公猪低而和肉女猪相似(图3)，而且不论限食或任食饲养均有较佳的饲料利用效率及屠体品质(颜等，1987)。

3.早期营养之影响

        特定生长阶段的饲料采食量受其前一阶段营养给予量之影响。例如，猪只生长期阶段(体重25～50公斤)之饲料采食量被限制在任食饲养饲料量的1／2，而於体重60～90公斤时采任食饲养之饲料量较生长期(即一般任食饲养者)的饲料采食量高约15％(Cole et al., 1968)。在任食饲养的条件下，似乎补偿生长导致饲料采食量的增加而不是饲料利用的显着改善。

4.饲   料

        一般认为猪只每日应可采食固定的可消化能量(在某一范围之能量供应下)，即饲料采食量会随着营养浓度而改变。例如Cole et al. (1967)采用范围在2.57～3.30Mcal DE／kg用乾基饲料(10.8～13.8MJ DE／kg)，发现饲料采食量从低能量饲料的每日3.65公斤降至高能量饲料的每日2.80公斤(乾物质基)。虽然饲料采食量有23％的减少，但可消化能摄取量并无显着性的差异。很明显地，补偿性的机制对於营养浓度过度稀薄的饲料已不起作用，由於物理性的限制而致猪只不再摄取更多的饲料。

        饲料采食的生理控制受饲料物理性状的控制，即猪只对营养分的需要量及使用稀薄饲料的型式和数量等很多因素影响到物理性状的控制。Cole et al. (1968)曾报告有关物理限制的例子。体重59～91公斤猪只供饲2.11Mcal饲料(乾物质基)之平均每日采食量4.05公斤，粪便1.9公斤。基於有关控制饲料采食量的试验而提出图5模式。

        虽然报告称，於一段能量范围的饲料中，猪只对高能量或高营养浓度饲料之采食量减少，但并非表示能量摄取量亦相对减少。最近於台湾养猪科学研究所之报告(颜等，1985)中，能量摄取最近似Cole et al. (1967)之结果。然而，当能量浓度或营养分浓度改变，猪只反应改变了。虽然采食高能量饲料之猪只的饲料采食量减少，但每日能量摄取量反而增加(表2)。对饲料能量浓度缺乏补偿作用，可能表现出控制任食饲养之饲料物理及生理机制之间的对抗和妥协，这情况发生在某些饲养环境下而不在另一环境下出现之理由仍不清楚。

        猪只营养研究中，很少注意到饲料中能量浓度及营养分浓度对任食饲养猪只饲料采食量的影响。蛋白质和胺基酸的角色更少被重视。当饲料中蛋白质量改变时，猪只倾向采食饲料中胺基酸较平衡良好的饲料。有关饲料中胺基酸营养的缺乏、中毒，拮抗和不平衡等问题曾在前年研讨会中提及。饲料中单独提高某一种胺基酸，如精胺酸(Sonthern and Baker, 1982)或离胺酸(Edmonds and Baker, 1985)使猪只饲料采食量下降，此为过量的胺基酸致使拮抗作用的发生，或中毒和不平衡所引起的。最近，利用离乳仔猪(体重8公斤)玉米－大豆粉为主之蛋白质20％饲料，过量添加4％之DL－甲硫胺酸，L－色胺酸，L－羟丁胺酸，L－离胺酸或L－精胺酸之研究中，Edmonds et al. (1987)报告猪只饲料采食量受到影响且增重因不同胺基酸之添加依次生长速率降低52、28、5、16和31％(表3)，甲硫胺酸之毒性似乎高於其他胺基酸。

        总之，任食采食量可以说是动物需要量及饲料特性二者之间的相互妥协之结果，这二者都不是一成不变的。除了各种因素的影响外，动物因素本身也易於改变，例如猪只品种亦会改变需要量。人为的选拔，改变了可供生产的遗传型态如更趋精肉型的选拔。同样地，传统对动物饲养管理的改变将阉公猪的饲养变成年青公猪的肉用均使饲料原料的配合也是同时跟着改变。因为动物与饲料二者关系为饲料采食量之生理及物理的控制所影响，故此关系也会改变。

        另外，环境因素也会影响饲料采食量，特别是猪只周围之外界温度，空气的流通、地面型式和饲养密度，这亦影响能量的测定。

三、肉猪能量需要的评估

        在讨论肉猪之能量需要之前，先介绍几种评估能量需要的方法。评估能量需要的方法可分为二大类：factorial法和empirical法。

        factorial是从几个主要需能的代谢过程来估计能量需要。包括维持、蛋白质蓄积和脂肪蓄积所需的能量。虽然这几个因素都是可变的，而且对许多与能量交换有关的代谢过程也未予以详加说明。但是这种区分方法提供一个可例行使用的预估方法。

        第二种测定能量需要的方法为empirical法，以实验为基础。猪只对不同的饲料能量含量或喂料量的反应，可从其生长性能及屠体品质的变化上加以了解。因此，许多报告均以增重、屠体瘦肉量及背脂厚度作指标，而过去一些能量需要也都是以这种方法建立的。

1.生长的能量需要

        Kielanowski (1966)最早使用factorial法来评估生长猪的能量需要。他认为代谢能(ME，MJ／天)的摄取，可区分为三个不同的部分如下：维持、蛋白质蓄积、脂肪蓄积所需的能量。

        ME＝MEm＋(1／Kp)P＋(1／Kf)F其中MEm作为维持之能量需要(MJ／天)，P为以蛋白质型蓄积的能量需要(MJ／天)，F为以脂肪型蓄积的能量需要。Kp和Kf则分别蛋白质和脂肪蓄积的能量系数(energetic efficiency)。从Kielanowaki这项最初的建议後，陆续有许多试验估计MEm、Kp和Kf。然而，必须谨记的一点是，这些数字都是用统计步骤分析到的；从生理的观点而言，并没有任何直接的方法能够将维持的热能需要量从生产的热能需要量中区分出来。这种方法还有其他限制：(1)能量系数的估计乃是从实验中所得到的，而在这些实验中，一些独立变数之间均具有相当高的相关性；(2)在试验所涵盖的饲料采食量变异范围内，通常均假设Kp和Kf为常数，且与蛋白质或脂肪的蓄积速率无关；(3)蛋白质和脂肪蓄积速率的估计技术不同，所得的结果也有所差异(Kielanowski, 1976)；(4)对生长家畜而言，维持的概念只是假设的，因维持乃涉及动物处於无热能散失与获得的能量平衡状况下。根据Fuller et al (1976)和Close et al (1978)的结果指出，即使只采食足够维持的能量时，动物体仍然能够蓄积25～30％的蛋白质。因此，由於许多同化和异化的过程乃同时进行。所以，从生理的观点来看，维持的概念并不代表动物处於一种"稳定的状态"。尽管如此，一般仍沿用维持的观念据以评估禽畜的能量需要，进而计算饲料喂量，饲料采食量以代谢能量需要的3.5倍计算。

2.维持之能量需要

        维持的能量需要可从几种不同的试验来测定，包括(1)从绝食时的代谢状况；(2)从能量蓄积(energy retention, ER)和代谢能摄取量之间的线性回归方程式中(当ER＝0时)计算MEm；(3)从代谢能(ME)摄取量与蛋白质(P)和脂肪(F)的蓄积速率之间的关系，经复回归分析的截距来求MEm。

(1)由绝食时的代谢状况来测定

        Breirem (1936, 1939)测定猪只长期绝食後的代谢状况(F)，用假设的维持能量系数(Km)为基础，以F／Km来计算MEm。而稍後发表的报告(Breirem and Homb, 1972)则将此数字增加20％，以供动物在真正的维持状况下可能增加活动之需要。因此，由测定F来估计MEm时，由於必需配合Km的数值、动物的早期营养(Thorbek, 1974；Close and Mount, 1975)和绝食与喂饲动物活动之差异等，所以，这种估计方法仍有其不确定之处。此外，这种估计方法因距离实用情况太远而不甚理想。

(2)从能量蓄积(ER)和代谢能(ME)间的相关来估计

        从多测定MEm的资料均来自於ER和ME间的相关。当动物处於能量平衡时，表示无能量的散失与获得，所以MEm可从当ER＝0时的能量摄取量来估计。然而，动物虽可能处於能量平衡的状态，但未必其蛋白质和脂肪之蓄积量亦为0。如同前面所提，大量的蛋白质蓄积，只有配合相对程度的脂质移动，动物体才可能维持於能量平衡状态。因此，由於不易将蓄积蛋白质与脂肪的能量区分出来，也许这种方法可能出现严重的误差。

(3)从代谢能(ME)、蛋白质(P)和脂肪(F)的关系来估计

        根据Kielanowski的方法，MEm可从复回归方程式的截距来测定，复回归方程式中，ME为因变数，而P和F则为自变数。理论上来说，当P和F均为0时，则可估计MEm。然而，这也是将维持予以统计化的概念，如果喂予此MEm的饲料量，则动物必需移动其体脂肪以供应蓄积蛋白质所需的能量。

        从线性回归和复回归分析所测得之MEm值显示，MEm(以单位代谢体重W^0.75公斤)随动物体重增加而减少。此显示用指数0.75来估计动物之代谢体重并不是很适宜。因此，将所得的估值用於计算动物体在中等体重范围於能量平衡时的热生成量。将MEm对体重(W)求对数回归：

        MEm由线性回归求得：

        MEm＝0.639W^0.67(MJ／天)……(1)

        MEm由复回归求得：

        MEm＝W^0.56(MJ／天)…………(2)

变方分析的结果显示这二组资料能够合并分析，5～90kg猪只之MEm和W的总关系如下：

        MEm＝0.719W^0.63(MJ／天)……(3)

        根据方程式(3)可计算出不同体重动物之MEm值，并已成为生长猪维持之能量需要的最佳估值(表4)。方程式中，指数0.63可使资料最符合统计分析，另一方程式则取指数0.75，其关系式如下：

        MEm＝0.458W^0.75(MJ／天)……(4)

表4为二方程式所得估值之比较。

(4)蛋白质(P)和脂肪(F)合成所需之能量

        关於Kp和Kf的估值，其间变异相当大。估计Kp和Kf时，也和MEm同样面临了一个理论上的矛盾现象；以能量平衡时的ME摄取量来计算，或以复回归分析的截距来计算，方法不同所得估值也有差异。所以文献上所发表的Kf和Kp值通常都有二种。而通常只有用复回归方法所得之估值较常用於估计Kp和Kf。猪只Kf之较佳估值为0.74，相当於每蓄积1kg的脂肪需消耗53.5MJ的能量。

        有一些估计值并不适於测定Kp值，其原因报告中亦曾讨论过(ARC, 1981)。而从其馀较适用的资料当中，取Kp之平均值为0.56，可用於估计体重90公斤以下的猪只。此相当於每蓄积1kg的蛋白质需消耗43.9MJ的能量。

        从Kp和Kf的估值中，能够计算出，体重60公斤的猪只每天蓄积100g蛋白质和200g脂肪时，其能量蓄积之平均利用效率(Kw)为0.69。

3.Empirical法能量摄取之变异

        应用factorial法来估计生长猪只於某特定增重速率下之能量需要，乃是将需能的代谢步骤以统计方法予以分别计算。而另一个替代方法则是喂饲猪只以含有特定能量之饲粮，再测定猪只之生长和屠体性能，及饲粮变动时计算猪只生长速率的变化情形。这种方法一般称为Empirical法。

        因此，有许多试验开始研究能量摄取量之变化对猪只生长性能和屠体品质之影响程度。这类的试验大多局限於体重20kg～100kg之猪只，一典型的试验，试验结果显示每日增重与每日DE摄取量具有相关性，然而各国试验间的结果具有相当大的变异。造成这种差异的原因之一为各试验饲粮之能量值不同。此外，饲粮蛋白质浓度、猪只之年龄、性别与品种以及环境因素等均是影响因素。要消除这些试验条件之差异并不容易，严格说来这些回归系数也不能合并分析。不过，最理想的估值为体重20～100kg之猪只，每增加DE 1MJ，增重之变化约为25g。屠体品质方面，每增加1MJ之DE，则肩背脂和中背脂分别增加0.89和0.62mm。

        然而，生长速率和背脂厚度之类的参考，其变化是否能够适当地反映出组织生长或屠体品质的变化，仍值得怀疑。由於造成整体生长速率者为瘦肉组织之增加，而且瘦肉组织也是最受消费者欢迎的屠体成分。所以很重要的一点是预估饲料采食量的变化对瘦肉组织增加速率的影响。诸如这类的预估，虽然各资料组间的变异相当大，但是其反应似乎都呈线性变化，而当体重较重和饲料采食量较高时，则有呈曲线反应之趋势。

四、结   论

        提高对能量代谢的了解，factorial法提供了相当具有建设的资料，使我们能够估计肉猪在各种不同状况下的能量需要。利用这个方法亦可预估饲料采食量与猪只生长之间的关系，而Empirical法和factorical法结果一致。

        对饲料厂而言，问题的重点在於提供实际饲料用量的应用，及获得最佳的饲养结果。在这方面的首要步骤为选择一个能表达能量需要的系统。尽管其中有诸多争议，用在猪只方面仍推荐可消化能(DE)的系统。

        使用系统一旦获得合理解决後，剩下来的问题就是饲料配方及饲料营养分价值的测定。虽然这主要是属於饲料评估方法的问题，但仍与营养需要量息息相关。举例来说，目前仍不十分了解猪只饲料之各种原料的营养分价值，以及当与其他成分混合後，营养分价值是否有所改变。因此，在家畜饲养以达最佳生产效能的复杂课题上，营养需要量的评估只是其中的一部份。此外，这些需要量的应用推广也具有同等的重要性。未来有关肉猪饲料采食量的影响因素，各种营养分的利用价值和需要量均是应考虑的方向。有完整而可立即应用资料的依据才能经济有效地饲养禽畜。

                                                                                                          (台湾氰胺技术资料)

                                                                    饲料营养杂志(3~16)－颜宏达．八八年三期

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