李德發(fā)院士:中國豬飼料原料凈能體系的研究進(jìn)展
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)。
專家開講啦
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(yùn)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?yàn)槿袊拇笾性盒@镏挥形覀冎行挠?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(yàn)運(yùn)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。
第 1 則
-THE FIRST-
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(shí)際做功的能,實(shí)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(shí)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(yàn),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。
-THE SECOND-
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。
2.2 結(jié)合實(shí)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(yùn)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?yàn)闊嵩龊氖遣煌摹?
2.5 降低成本
近幾年,我爭取能夠帶領(lǐng)我們的團(tuán)隊拿出一個適合中國實(shí)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(jì)(表1)。
表1 用不同能量體系做配方成本比較
原料(%) |
DE | NE |
玉米 | 67.44 | 68.78 |
豆粕 | 24.91 | 15.16 |
麥麩 | 5.00 | 5.00 |
菜粕 | 0.00 | 5.00 |
DDGS | 0.00 | 2.69 |
磷酸氫鈣 | 0.73 | 0.64 |
石粉 | 0.71 | 1.17 |
食鹽 | 0.30 | 0.30 |
預(yù)混料 | 0.50 | 0.50 |
98賴氨酸 |
0.32 | 0.53 |
蛋氨酸 | 0.03 | 0.05 |
蘇氨酸 | 0.02 | 0.10 |
色氨酸 | 0.00 | 0.02 |
纈氨酸 | 0.00 | 0.06 |
營養(yǎng)成分(%) | ||
DE(kcal/kg) | 3,413 | 3,343 |
NE(kcal/kg) | 2,500 | 2,481 |
CP | 17.73 | 16.50 |
SID lys | 0.98 | 0.98 |
SID Met | 0.28 | 0.28 |
SID Thr | 0.59 | 0.59 |
SID Trp | 0.20 | 0.17 |
SID Val | 0.64 | 0.64 |
成本(元/t) | 2,181 |
2,151 |
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。
-THE THIRD-
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(fèi)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(yàn)、豬產(chǎn)熱試驗(yàn)、正式試驗(yàn)15d,每個試驗(yàn)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?,F(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(yàn)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。
-THE FOURTH-
凈能體系建立的難點(diǎn)
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(diǎn)之一。
4.3 原料凈能預(yù)測模型的建立也很艱難。
-THE FIFTH-
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。
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(shí)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。
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。
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(shí)用。因?yàn)椋褂猛粋€方程去評定不同的原料會存在誤差。
表2 原料樣品凈能
-THE SIXTH-
下一步工作
6.1 豬的凈能需要量動態(tài)模型;
6.2 驗(yàn)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(bǔ)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:改變飼界根據(jù)2016年東北養(yǎng)豬論壇李德發(fā)院士講稿整理