霍啟光 （北京康華遠(yuǎn)景科技有限公司 中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所）
1 研究與推廣低蛋白質(zhì)日糧的必要性
1.1 低蛋白質(zhì)日糧與環(huán)境保護(hù)
在中國(guó)，豬禽年產(chǎn)糞5～8億t，糞水60億t。每頭成年豬的生化需氧量（BOD）是人的13倍。如此大量需氧腐敗有機(jī)物不經(jīng)處理進(jìn)入水體，會(huì)造成嚴(yán)重的水體污染，水中氧含量下降，硝酸根離子增加，并隨畜禽糞便排出大量金屬元素、細(xì)菌病毒和有害氣體（甲烷、硫化氫、甲醇等）。表1 豬氮、磷的攝入量、排出量和存留量＊
仔豬（9～25kg）
生長(zhǎng)豬(25～106kg)
種母豬(年產(chǎn)19.6頭仔豬)
氮攝入/kg
0.94
6.32
27.78
排出/kg
0.56
4.24
22.42
存留/%
40
33
19
磷攝入/kg
0.21
1.22
6.55
排出/kg
0.13
0.82
5.42
存留/%
39
33
17
*Jongbloed等(1993)。
豬攝入氮和磷的60%～80%由糞尿中排出（表1）。糞氮主要來(lái)源為未消化氮、微生物氮和內(nèi)源氮(脫落上皮，消化道分泌物)，飼用消化性低的飼料和含有抗?fàn)I養(yǎng)因子的飼料會(huì)增加糞氮的排出量。已消化而未被利用的氨基酸氮?jiǎng)t以尿素/尿酸形式排出，隨尿排出的還有尿囊素、馬尿酸和肌酐。排出的糞尿在厭氧微生物的作用下，對(duì)環(huán)境之污染起著推波助瀾的作用，糞尿中的含氮物質(zhì)大量降解，約有60%～70%氮轉(zhuǎn)化為氨。除氨外，糞尿中還發(fā)現(xiàn)80多種含氮物質(zhì)，其中有10種為產(chǎn)生惡臭的主要成分（表2）。
減少厭氧微生物發(fā)酵的基質(zhì)——糞氮，可降低有害氣體化合物的產(chǎn)生，降低日糧蛋白質(zhì)水平，減少氮的食入量，是從源頭上減少氮對(duì)環(huán)境污染的有效方法。低蛋白日糧能降低糞尿氮，特別是尿氮含量。據(jù)稱(chēng)(Kerr，1995)，日糧蛋白水平每降低1%，尿素和氨氣的排放量可降低10%左右。表2 動(dòng)物排泄物中產(chǎn)生惡臭的主要成分
成分
形態(tài)
氣味
靶器官
乙酸
無(wú)色液體
辛辣的、腐蝕性的
呼吸系統(tǒng)
丙酸
無(wú)色油狀液體
辛辣的
皮膚，眼
丁酸
無(wú)色油狀液體
惡臭的
呼吸系統(tǒng)，眼
酚
無(wú)色至粉色結(jié)晶
有氣味的
呼吸系統(tǒng)，眼
對(duì)-甲苯酚
無(wú)色至粉色結(jié)晶
酚味的
呼吸系統(tǒng)，眼，皮膚，肝，腎
氨
無(wú)色氣體
刺激性的
呼吸系統(tǒng)，眼
二氧化氮
棕紅色氣體
毒性的
呼吸系統(tǒng)，肺，眼，皮膚
乙硫醇
無(wú)色液體
蒜味的
呼吸系統(tǒng)，眼，粘膜
甲硫醇
無(wú)色氣體
令人惡心的
所有器官
硫化氫
無(wú)色氣體
臭味的
呼吸系統(tǒng)，眼
注：引自Tamminga等(1992)的資料。
1.2 低蛋白日糧與飼料成本
在低蛋白日糧中，價(jià)格昂貴的蛋白質(zhì)飼料減少，價(jià)格低廉的能量飼料增加。
假設(shè)日糧粗蛋白質(zhì)水平降低1%，相當(dāng)減少豆粕用量23kg/t(=10kg/t÷0.43)，按常規(guī)價(jià)格計(jì)，直接成本降低50.6元/t。以單體賴(lài)氨酸、蛋氨酸和蘇氨酸為原料，補(bǔ)充降低1%粗蛋白質(zhì)帶來(lái)的上述3種必需氨基酸的不足，按常規(guī)價(jià)格計(jì)需要28.9元/t。結(jié)果：日糧蛋白質(zhì)水平降低1%，飼料原料成本可降低21.7元/t(=50.6-28.9)。
豆粕之空位充以能量飼料以后，從整體上提高了日糧的能量濃度，提高日糧能量濃度的生產(chǎn)效應(yīng)是不可低估的。
1.3 低蛋白日糧與仔豬腹瀉
仔豬對(duì)高蛋白日糧的酸化能力較低。較高的pH值和殘余的養(yǎng)分使細(xì)菌在腸道后部大量增殖，引發(fā)嚴(yán)重腹瀉(表3)。
控制粗蛋白質(zhì)水平可減少到達(dá)消化道下部的蛋白質(zhì)殘留，并在一定程度上降低食糜pH值。表3 仔豬飼料蛋白水平對(duì)腹瀉率的影響 %
項(xiàng)目
粗蛋白
腹瀉率
資料來(lái)源
25.4
17.0
Eggum等，1985
試驗(yàn)1
22.5
16.0
19.2
11.0
26.6
14.0
Eggum等，1987
試驗(yàn)2
23.1
3.0
19.5
4.0
20.2
3.2
Bolduan等，1993
試驗(yàn)3
18.4
2.4
16.3
0.8
22.4
18.1
Le Bellego and Noblet，2002
試驗(yàn)4
20.4
18.0
18.4
4.6
1.4 低蛋白日糧提高了豬日糧的凈能值
Noblet等(1987)發(fā)現(xiàn)(表4)，在日糧代謝能不變的前提下，低蛋白日糧組(蛋白15.3%，添加賴(lài)氨酸)與普通粗蛋白日糧組(蛋白17.8%)相比，前者多沉積5.1%～11.2%的能量。顯然，這與尿能，體熱散失減少有關(guān)，客觀上，低蛋白日糧提高了日糧的凈能濃度，對(duì)于提高低能量日糧的能量濃度具有重要的意義。表4 日糧中的粗蛋白含量對(duì)能量利用產(chǎn)生的影響*
項(xiàng)目
處理組
效果
一
二
三
粗蛋白/%
17.8
15.3
15.3+L-賴(lài)氨酸
P<0.01
賴(lài)氨酸攝入量/(g/d)
12.9a
10.8b
12.8
-
代謝能攝入量/(MJ/d)
22
22
22
P<0.01
脂肪沉積/(g/d)
118a
132c
124b
P<0.01
肌肉沉積/(g/d)
338a
294b
337a
P<0.01
增重/(g/d)
700a
649b
699a
P<0.01
*Nobllet等(1987)。
2 必需、非必需及限制性氨基酸
2.1 必需氨基酸
動(dòng)物不能自身合成或合成量不能滿(mǎn)足動(dòng)物需要，必須由飼料外源提供的氨基酸：
精氨酸
組氨酸
異亮氨酸
亮氨酸
賴(lài)氨酸
蛋氨酸
蛋氨酸+胱氨酸
苯丙氨酸
豬
+
+
+
+
+
+
+
+
雞
+
+
+
+
+
+
+
+
蘇氨酸
色氨酸
纈氨酸
苯丙氨酸+酪氨酸
甘氨酸+絲氨酸
脯氨酸
豬
+
+
+
+
－
－
雞
+
+
+
+
+
+
2.2 半必需氨基酸
在一定條件下能代替或部分代替必需氨基酸的氨基酸，蛋氨酸→半胱氨酸/胱氨酸(總含硫氨基酸的一半)，苯丙氨酸→酪氨酸(芳香族氨基酸的一半)，甘氨酸→絲氨酸。
2.3 非必需氨基酸
常用飼料富含或動(dòng)物可自體合成數(shù)量足夠、無(wú)須由飼料外源提供的氨基酸。這些氨基酸亦為動(dòng)物需要。
2.4 限制性氨基酸
與動(dòng)物對(duì)各種必需氨基酸需要量相比，某種飼料或日糧所含必需氨基酸比值偏低的氨基酸。由于這一或這些氨基酸的不足，會(huì)限制動(dòng)物對(duì)其它必需和非必需氨基酸的利用。其中比值最低的稱(chēng)第一限制性氨基酸，依次為第二、第三……限制性氨基酸。不同日糧，不同動(dòng)物，限制性氨基酸的品種和順次不完全相同。以可消化氨基酸為指標(biāo)確定必需氨基酸品種和順次，比以總氨基酸為指標(biāo)，更準(zhǔn)確、更適用。
通常，對(duì)于禽，第一限制性氨基酸為蛋氨酸；對(duì)于豬，第一限制性氨基酸為賴(lài)氨酸，第二、第三……限制性氨基酸受制于日糧類(lèi)型和特定動(dòng)物類(lèi)型。
3 配制低蛋白質(zhì)日糧的基本原則
3.1 低蛋白質(zhì)日糧的賴(lài)氨酸水平必須和高蛋白日糧的賴(lài)氨酸水平一致
據(jù)Kerr等(1995)報(bào)道：小豬日糧中蛋白降低4%(19%→15%)，賴(lài)氨酸1.04%→0.75%，日增重420g→370g，飼料轉(zhuǎn)化率0.55→0.48；中豬，蛋白降低4%(16%→12%)，賴(lài)氨酸0.82%→0.53%，日增重770g→650g，飼料轉(zhuǎn)化率0.40→0.36；大豬，蛋白降低3%(14%→11%)，賴(lài)氨酸0.67%→0.45%，日增重870g→780g，飼料轉(zhuǎn)化率0.32→0.27。倘降低蛋白水平而賴(lài)氨酸水平不變，其日增重和飼料轉(zhuǎn)化率，同高蛋白日糧相比，都沒(méi)有差異（表5）。
3.2 其它必需氨基酸和賴(lài)氨酸的比例要達(dá)到理想蛋白的標(biāo)準(zhǔn)
所謂理想蛋白質(zhì)，實(shí)質(zhì)上是必需氨基酸之間的最佳平衡，或稱(chēng)最佳配比。表5 低蛋白日糧添加工業(yè)氨基酸對(duì)生長(zhǎng)肥育豬生產(chǎn)性能的影響
原料
小豬
中豬
大豬
HP
LP+AA
LP
HP
LP+AA
LP
HP
LP+AA
LP
玉米
68.25
77.72
78.31
76.40
85.88
86.48
82.12
89.18
89.63
脫殼豆粕
28.78
18.56
18.56
21.04
10.81
10.81
15.74
8.11
8.11
磷酸氫鈣
1.29
1.5
1.5
1.17
1.38
1.38
0.73
0.89
0.89
石粉
0.98
0.93
0.93
0.84
0.78
0.78
0.86
0.82
0.82
藥物預(yù)混料
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
維生素預(yù)混料
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
0.1
微量元素預(yù)混料
0.35
0.35
0.35
0.35
0.35
0.35
0.35
0.35
0.35
L-賴(lài)氨酸鹽酸鹽
－
0.37
－
－
0.37
－
－
0.28
－
DL-色氨酸
－
0.06
－
－
0.06
－
－
0.04
－
L-蘇氨酸
－
0.16
－
－
0.16
－
－
0.13
－
成分/%(計(jì)算值)
粗蛋白質(zhì)
19
15
15
16
12
12
14
11
11
賴(lài)氨酸
1.04
1.04
0.75
0.82
0.82
0.53
0.67
0.67
0.45
色氨酸
0.21
0.21
0.15
0.16
0.16
0.11
0.14
0.14
0.10
蘇氨酸
0.77
0.77
0.61
0.65
0.65
0.49
0.57
0.57
0.45
生產(chǎn)性能指標(biāo)
日增重/（g/只）
420ｂ
420ｂ
370c
780ｂ
770ｂ
650c
850ｂ
870ｂ
780c
日耗料量/（g/只）
720
750
770
1860ｂc
1960ｂ
1820c
2740
2770
2820
增重/飼料消耗
0.58ｂ
0.55ｂ
0.48c
0.42ｂ
0.40ｂ
0.36c
0.31b
0.32b
0.27c
*B.J.Kerr等(1995)。
3.3 單體氨基酸的供給是配制低蛋白質(zhì)日糧的物質(zhì)基礎(chǔ)
所謂低蛋白日糧，系指與高蛋白日糧相比，其蛋白質(zhì)水平較低的日糧，這里的高蛋白質(zhì)日糧通常為典型日糧或按某一飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)配制的日糧。低蛋白日糧與高蛋白日糧相比，前者的限制氨基酸種類(lèi)較多和限制程度較大。日糧限制性氨基酸的滿(mǎn)足程度制約低蛋白日糧的蛋白質(zhì)水平。低蛋白質(zhì)日糧的配制，在很大程度上取決于單體氨基酸的供給和價(jià)格的可接受性。第一限制性氨基酸滿(mǎn)足需要以后，第二或第三限制性氨基酸……，很可能受工業(yè)氨基酸供給或成本限制而無(wú)法滿(mǎn)足動(dòng)物對(duì)這種氨基酸的需要，此時(shí)應(yīng)以這種氨基酸的水平為基準(zhǔn)，確定其它必需氨基酸在日糧中的水平。
3.4 雜粕型日糧的必需氨基酸水平，應(yīng)以氨基酸回腸真消化率(豬)或氨基酸真消化率(雞)進(jìn)行校正
現(xiàn)有的豬、雞必需氨基酸需要量及理想蛋白質(zhì)推薦值多以玉米-豆粕型日糧為基礎(chǔ)，總氨基酸為指標(biāo)測(cè)得的。而僅有的、以可消化氨基酸為指標(biāo)的需要量推薦值有待進(jìn)一步研究推敲。為此，以總氨基酸為指標(biāo)配制日糧時(shí)，建議對(duì)豆粕以外的雜餅(粕)的氨基酸含量，以其氨基酸真消化率進(jìn)行豆粕當(dāng)量值校正，其校正方法如下（表6）。表6 棉粕氨基酸含量的豆粕當(dāng)量值校正 %
CP
Lys
Met
Cys
Thr
Trp
Val
Ile
氨基酸的回腸真消化率
豆粕
44
91
92
82
88
91
88
92
棉粕
43
65
74
77
74
73
77
73
棉粕氨基酸的豆粕
0.71
0.80
0.94
0.84
0.80
0.88
0.79
當(dāng)量值校正系數(shù)*
棉粕的氨基酸含量
未校正
1.97
0.58
0.68
1.25
0.51
1.91
1.29
經(jīng)校正**
1.41
0.47
0.64
1.05
0.41
1.67
1.02
* 棉粕氨基酸的豆粕當(dāng)量值校正系數(shù)=棉粕的氨基酸回腸真消化率/豆粕的氨基酸回腸真消化率。
** 棉粕的氨基酸經(jīng)校正值=棉粕的未校正氨基酸含量×棉粕氨基酸的豆粕當(dāng)量校正系數(shù)。
4 豬的低蛋白日糧
仔豬對(duì)飼料粗蛋白質(zhì)水平不敏感，在滿(mǎn)足豬對(duì)賴(lài)氨酸的需要，且保持必需氨基酸平衡的原則下，其生產(chǎn)水平不會(huì)受到影響（表7、表8）。表7 降低日糧粗蛋白質(zhì)水平不影響仔豬生產(chǎn)性能的實(shí)例*
體重/kg
粗蛋白質(zhì)水平/%
低蛋白組補(bǔ)充的氨基酸
文獻(xiàn)來(lái)源
對(duì)照組
低蛋白組
5～15
22.1
19.0
Lys，Met，Thr，Trp
Clinq-Mars等(1988)
5～20
21.0
17.0
Lys，Met，Thr
Hansen等(1983)
8～21
19.0
15.0
Lys，Thr，Trp
Kerr等(1985)
14～28
21.8
18.3
Lys，Met，Thr，Trp
Jin等(1988a)
12～27
22.4
16.9
Lys，Met，Thr，Trp，Ile，Leu
LeBellego和Noblet(2002)
*喬巖瑞(2003)。
由表7可見(jiàn)，日糧粗蛋白質(zhì)水平降低的幅度和添加到飼料中的氨基酸種類(lèi)有一定的關(guān)系。低蛋白日糧中缺乏的氨基酸比高蛋白日糧多。高蛋白仔豬料普遍缺乏賴(lài)氨酸，低蛋白日糧尚須補(bǔ)充蘇氨酸、蛋氨酸和色氨酸的不足；極端低蛋白日糧，須進(jìn)一步補(bǔ)充異亮氨酸和纈氨酸。
在Le Bellego和Noblet的試驗(yàn)中，粗蛋白質(zhì)水平由22.4%降到16.9%，即降低5.5%，未見(jiàn)對(duì)增重造成不利的影響。表8 添加各種氨基酸的低蛋白日糧對(duì)豬生長(zhǎng)的影響*
處理組
一
二
三
效果
蛋白水平(生長(zhǎng)期/肥育期)/%
18/16
15/13
12/10
賴(lài)氨酸/%
0.94/0.86
0.94/0.86
0.94/0.86
－
蘇氨酸/賴(lài)氨酸/%
71
60
60
－
含硫氨基酸/賴(lài)氨酸/%
63
60
60
－
色氨酸/賴(lài)氨酸/%
23
19
19
－
采食量(生長(zhǎng)期+肥育期)/(g/d)
2023
1989
2017
NS
氮保留(生長(zhǎng)期)/(g/d·kg0.75)
1.22
1.11
1.04
NS
氮保留(肥育期)/(g/d·kg0.75)
1.08
1.10
0.94
NS
增重/(g/d)
845
840
820
NS
* Kies等(1992)，生長(zhǎng)期26～60kg，肥育期60～95kg，根據(jù)體重而調(diào)節(jié)采食量
由表8可見(jiàn)，中、大豬日糧粗蛋白質(zhì)水平最多降低6%，在保證氨基酸供給的情況下，采食量和日增重均不受影響。表9 日糧中的必需氨基酸和非必需氨基酸* %
項(xiàng)目
日糧粗蛋白質(zhì)/%
生長(zhǎng)期
育肥期
20.1
15.6
17.5
13.3
小麥
32.74
38.46
35.5
41.43
玉米
34.96
40.80
37.9
43.21
豆粕
26.55
13.55
20.78
8.15
麥麩
2.50
2.50
2.50
2.50
L-賴(lài)氨酸鹽酸鹽
0.43
0.41
L-蛋氨酸
0.10
0.07
L-蘇氨酸
0.17
0.15
L-色氨酸
0.04
0.04
L-異亮氨酸
0.03
0.04
L-纈氨酸
0.08
0.07
維生素和礦物質(zhì)
3.25
3.85
3.20
3.95
可消化賴(lài)氨酸/(%，日糧)
0.87
0.86
0.71
0.69
總賴(lài)氨酸/(%，日糧)
1.02
0.97
0.84
0.79
氮含量/(g/kg日糧)
日糧
32.0
24.4
27.8
20.6
必需氨基酸
14.5
11.2
12.3
9.2
非必需氨基酸
17.5
13.2
15.5
11.4
氮/總氮/%
必需氨基酸
45
46
44
45
非必需氨基酸
55
54
56
55
* Le Bellego等(2001)。
豬低蛋白日糧的成功，顯示豬理想蛋白質(zhì)模型的日臻完善，已達(dá)到了可以實(shí)際應(yīng)用的程度。通常認(rèn)為，按照理想蛋白質(zhì)的概念，必需氨基酸的總量要達(dá)到總氮的45%以上，賴(lài)氨酸在粗蛋白中的比例應(yīng)在6.5%以上。然而，由表9可見(jiàn)必需氨基酸和非必需氨基酸在總氮中的比例以及非必需氨基酸的供給，似乎與日糧粗蛋白質(zhì)水平無(wú)關(guān)。看來(lái)，降低粗蛋白質(zhì)同時(shí)，通過(guò)增加工業(yè)氨基酸達(dá)到提高必需氨基酸在日糧總氮中的比例，是行之有效的方法。
5 肉雞低蛋白日糧
成功的肉雞低蛋白日糧和豬日糧一樣，其賴(lài)氨酸水平和其它必需氨基酸水平應(yīng)滿(mǎn)足需要，即不低于高蛋白日糧的必需氨基酸水平。
Kidd等(2002)的試驗(yàn)，使小、中、大雞的粗蛋白質(zhì)水平分別降低了1.46%、0.66%和1.28%。
Fancher等(1989)，使日糧粗蛋白質(zhì)水平降低了1.8%，即引起體重降低，盡管日糧氨基酸水平補(bǔ)充到高蛋白日糧水平。
刁其玉等(2000)，使14-35日齡的肉中雞日糧粗蛋白質(zhì)水平降低4%，對(duì)體增重?zé)o明顯影響；當(dāng)降低6%時(shí)，顯著地影響了生長(zhǎng)。
Deschepper等(1995)，在3-6周齡肉仔雞日糧，除了補(bǔ)加必需氨基酸，還添加了谷氨酰胺(作為非必需氨基酸源)，結(jié)果日糧粗蛋白質(zhì)水平降低了7%，生長(zhǎng)未見(jiàn)受阻?？磥?lái)低蛋白日糧，不僅要考慮必需氨基酸的平衡，同時(shí)必須考慮非必需氨基酸的總量。
迄今為止，肉雞不同于豬，其日糧粗蛋白質(zhì)水平有時(shí)降低2%～3%亦難以成功?？磥?lái)，肉雞的理想蛋白質(zhì)模型尚未成熟，其非必需氨基酸的需要亦有待進(jìn)一步研究。
6 產(chǎn)蛋雞低蛋白日糧
由表10數(shù)據(jù)可見(jiàn)：采食低蛋白日糧的產(chǎn)蛋雞生產(chǎn)性能，隨限制性氨基酸品種補(bǔ)充數(shù)增加而增加；產(chǎn)蛋率80%以上時(shí)，低蛋白日糧即使補(bǔ)充氨基酸亦不能達(dá)到常規(guī)蛋白水平時(shí)的生產(chǎn)性能；日糧粗蛋白質(zhì)水平在補(bǔ)充賴(lài)氨酸和蛋氨酸的前提下，有可能降低2%～3%，降低3%～4%是很困難的。
