LIFE-SIM生豬生產模擬模型在養豬生產中的應用

劉進遠，鄒成義，汪林書，屈 東，李 斌

（四川省畜牧科學研究院，四川 成都 610066）

1 LIFE-SIM生豬生產模擬模型簡介

1.1 LIFE-SIM生豬生產模擬模型的結構 主要由輸入部分和輸出部分組成。第一部分是輸入的部分，主要包含以下幾個方面：

1.1.1 豬只情況 豬只起始體重，最小體重需在12kg以上；豬只死亡之前的最大失重不能超過豬只體重的50%；日采食量的變異在1%～12%，豬只蛋白質沉積（生長潛力）每天在0.07～0.16 kg之間，需要選擇豬只生長潛力。

1.1.2 圈舍情況 包括圈舍面積和每圈豬只數量，需要輸入圈舍面積（平方米）和每圈豬只的數量。

1.1.3 環境描述 圈舍封閉式情況和地板類型以及圈舍溫度，需要輸入相應的情況。

1.1.4 飼料配方 軟件具有飼料原料數據庫和飼料配方配制兩部分，飼料配制需要配方師進行飼料配制，或者輸入已有的全價飼料價格和基本營養指標。

1.1.5 生豬飼養策略 可以選擇自由采食和限制采食，限制采食需要輸入每一階段的采食量，自由采食模型會自動計算。

1.1.6 經濟信息 主要有日糧價格、貨幣類型和飼料成本[其他成本按照飼料成本來計算，可選擇飼料成本占總成本的百分比（1%～100%），但不包括仔豬成本]，以及估計生豬出售價格（元/千克）和仔豬價格（元/頭）。

1.1.7 養豬生產情況模擬 主要選擇模擬開始時間、模擬時長和模擬名稱。

第二部分是輸出部分，主要有以下兩部分：

1.1.8 養豬模擬情況文本報告 該報告包括飼料消耗和費用，豬只始重和末重，料肉比、日采食量、毛利、收益花費比等內容,可以保存和打印。

1.1.9 養豬模擬情況圖形報告 包括末重（柱形圖、可顯示數據），累計生長體重圖，飼料總采食量干物質基礎（柱形圖、可顯示數據），日采食量（飼料實際采食量、日提供飼料和潛力采食量），毛利（毛利、總收入、總生產成本、飼料成本，可顯示數據），生產成本（可顯示數據），累計日采食量。所有圖形可旋轉、移動、放大、3D處理、編輯、打印、復印和保存。

1.2 LIFE-SIM生豬生產模擬模型的特性 模型軟件主要基于生豬蛋白質品質，針對生豬外因變量和內因變量來確定生豬的日增重。外因變量包括三方面：1.2.1 動物因素 動物體重和動物的遺傳生產潛能，蛋白質沉積從70g/d～150g/d。

1.2.2 環境因素 圈舍面積、每圈養豬數量、溫度、地板特性和通風情況。

1.2.3 飼料因素 包括能量、干物質含量、粗纖維和可消化賴氨酸、蛋氨酸+胱氨酸、蘇氨酸和色氨酸含量。

豬只日增重估計：

1.2.4 飼料采食量估計 飼料采食量（Feed intake，簡稱FI）的估計要根據生豬潛在采食量（Potential feed intake，簡稱 PFI）來估計，計算公式：

PT=動物蛋白量；ME=代謝能（Mcal/kg）；FCMS=干物質校正系數，通過公式估計：0.3333+0.00833×日糧干物質（%）；FCRTCMS=采食量攝取估計方程環境校正因子=0.001×體重（kg）×（EET-MCT），這兒的 EET 表示有效環境溫度（℃），MCT表示最高臨界溫度（℃），二者的系數是通過Whittemore（1986）公式來估計的。

FI是通過PFI的兩個影響因素來確定的，一是日糧密度，基于日糧粗纖維含量，根據0.5865-0.013 9×CF（%）來估算；二是動物飼養密度，根據1.5-0.005×動物總重量（kg）÷圈舍面積（m2）（Edmonds et al.，1998）。一旦FI被估算出來，每一種營養成分也就被計算出來了。

1.2.5 潛在蛋白質體重增加（Potential protein weight gain，簡稱PPWG） PPWG是動物遺傳增長潛力的體重增加（Genetic growth potential for weight gain，簡稱GENPOT）和日糧蛋白質質量（Protein quality of the diet，簡稱 PQ） 的函數，用 PPWG（g）=GENPOT×1/CRPRT公式估算。

GENPOT動物潛在蛋白質增加取決于動物遺傳特質（見表1），CRPRT是根據飼料攝入和飼料賴氨酸含量而得到的相對適宜的蛋白質攝入。

表1 生豬蛋白質遺傳特質

日糧蛋白質品質是通過實際氨基酸攝入量和沉積蛋白質中的氨基酸含量估算而得到的（見表2），這些估算是不變的且不受動物遺傳特質所影響。

表2 蛋白質中部分氨基酸比例

動物攝入飼料后，每一養分和潛在蛋白質體重增加會被計算出來，模型通過比較養分攝入和養分消耗來確定可利用養分的數量沉積。按照動物的遺傳特性，能量包括生態維持需要（Ecological maintenance requirement，簡稱EMR），包括維持需要、體溫調節需要和采食能量耗費、蛋白質沉積，剩余的用于脂肪沉積（Fat deposition，簡稱 PFD）。

1.2.6 能量消耗（Energy expenditure，簡稱EE） 能量消耗（Mcal/d）表示成代謝能，通過下列公式進行估算：

維持需要（Energy maintenance requirement，EMM）=0.5584×（0.17×BW0.75）×0.95（Pomar et al.，1991）；

溫度調節（Temperature regulation，TR）=0.002 9×BW0.75×（Tc-Te）（Whittemore，1986）。Tc 為最低臨界溫度（℃），按照 27-（0.6×PC）估計，Te為有效溫度，按照T×Ve×Vi估算。

其中，BW=體重（kg）；PC=熱產生量（Mcal），按照EMM+（7.41×PPWG）+（3.35×PFD）估算；T=圈舍溫度（℃）；Ve=風速因素，根據圈舍暴露的情況，數值變化范圍從0.6（舍外情況）到1.0（完全關閉或舍內）；Vi=圈舍地板因素，依據地板材料，數值從0.7（自然地面）到1.4（稻草地面）不等。

由此，總的環境維持需要（EMR）被計算出來：

采食消耗（Harvesting cost，HC）是動物獲取食物所消耗的代謝能。本模型中，在限制條件下的自由采食，HC的數值是固定的，即EMM的10%（Canas et al.，2003）。這個模型還包括每天蛋白質沉積、脂肪沉積、蛋白質去氨基的耗能；他們被計算通過脂肪和蛋白質倉庫。

去氨基耗能：MEDEAM=0.5258Mcal/kg脫氨基蛋白質；蛋白質沉積耗能：MEPD=10.492Mcal/kg蛋白質沉積；脂肪沉積耗能：MEFORFD=12.787Mcal/kg脂肪沉積。

脂肪沉積的有效能量（MEASFA）計算為：MEASFAT=（FI×ME）-EMM-MEDEAM-MEPD-MEFORFD；脂肪組織（kg）：FD=MEASFAT×12.787-1。

1.2.7 蛋白質沉積 蛋白質沉積是根據潛在蛋白質體重增加和可利用作為生長的蛋白質（Protein available for production，PAP）之間的平衡計算出來的，公式如下：

PAP=用于生長的蛋白質（g）；PI=蛋白質日攝入量；PQ=蛋白質質量因素，是基于飼料中最低含量的氨基酸（%）；MPR=維持蛋白質需要（kg），包括內源（ENDPROT）氮代謝排泄物（MFPROT）和表觀蛋白質（SURFPROT）；DMI=干物質采食量（kg）；DIGDMI=飼料消化率（%）。

1.2.8 瘦肉沉積 瘦肉沉積（Lean deposition，LPD）是瘦肉增重通過蛋白質沉積的數量，取決于動物增重，估算如下：

LPD（kg）=[11.1609+2.2559×ln（BW）]÷100

1.2.9 日增重（Daily weight gain） 日增重是瘦肉蛋白質和脂肪沉積之和。日增重（g）=LPD+FD。持續的日增重之和就是肥育期間增加的體重。

1.3 驗證 模型經過了19個不同的飼養試驗，包括了不同的動物體重、遺傳生長潛力和環境條件，同時也覆蓋了日糧不同干物質、代謝能、粗纖維和賴氨酸的含量。這些結果與模擬精度的絕對誤差變化在0～12%。

2 LIFE-SIM生豬生產模擬模型在養豬生產中的應用研究

2.1 LIFE-SIM生豬生產模擬模型的驗證 2008年3～6月我們在安岳縣惠民養豬專業合作社開展了養豬模擬驗證試驗。選擇4個養豬場，每個養豬場選擇同一窩豬，分成2組進行試驗。一組為控制組（C），另一組為試驗組（T），控制組和試驗組使用不同的日糧。在飼養開始時，使用LIFE-SIM軟件對豬只日增重、末重和經濟效益進行模擬，通過飼養試驗驗證其模擬結果與實際飼養結果的擬合度。豬只試驗結果和模擬結果見表3。然后對豬只實際末重、實際日增重與模擬日增重的數據進行卡方檢驗，結果顯示差異不顯著。由于仔豬價格變化較大，對豬只毛利沒有進行卡方檢驗，總的趨勢與模擬結果和飼喂結果一致。

表3 安岳縣養豬模擬結果與試驗結果比較表 kg

2.2 LIFE-SIM生豬生產模擬模型的模擬結果與飼喂結果示范 表4、表5和表6是安岳縣惠民養豬專業合作社某養豬場應用模擬軟件模擬與飼喂的詳細結果。表4顯示了豬只基本情況，主要對養豬生產的基本情況進行描述，包括豬只肥育天數、每圈豬只數量、始重、末重、60d增重、日增重、生長效率（增重/末重，其中包括脂肪比例和蛋白質比例）、每頭和每圈累計采食量（飼喂基礎和干物質基礎）、料肉比（干物質基礎）、豬只出售價格和飼料成本。

表5顯示了基于豬只末重和增重的收益情況，包括兩部分。第一部分基于豬只末重：豬只末重、肥育天數、每頭和每圈豬只總收入（末重×出售單價），每頭和每圈總花費（主要指這階段的花費情況）、毛利（總收入-總花費）、生產成本（總花費/總增重）、收益（出售價格-生產成本）；第二部分基于豬只增重：增重、肥育天數、每頭和每圈總收入（增重×出售單價），每頭和每圈總花費（主要指這階段的花費情況），每頭和每圈毛利（總收入-總花費）、生產成本（總花費/總增重）、收益（出售價格-生產成本）和B/C（單位收益/單位花費成本）。

表4 養豬場模擬結果和試驗結果基本情況

表5 養豬場基于豬只末重和增重的收益情況

表6顯示了養豬場全期效益情況，主要包括仔豬價格、仔豬體重、仔豬單價、末重、肥育天數、每頭和每圈總收入（末重×出售價格）、總花費（仔豬費用+飼料費用和其他費用）、每頭和每圈毛利（總收入-總花費）、生產成本（總花費/總增重）、收益（出售價格-生產成本）和B/C。

表6 養豬場全期效益情況

2.3 LIFE-SIM生豬生產模擬模型圖形報告示范LIFE-SIM模型軟件具有圖形報告的功能，可以對豬只生產和花費情況有個更直觀的顯示，本文僅列出圖1和圖2，它們分別是對照組和試驗組生產期間毛利的模擬情況，包括這階段飼料花費、豬只增重收入和總生產成本。

圖1 對照組模擬階段毛利

圖2 試驗組模擬階段毛利

3 研究應用LIFE-SIM生豬生產模擬模型的結論

LIFE-SIM軟件模型得到了拉丁美洲、亞洲和非洲等19個不同地區的試驗數據的驗證，擬合度好，適合不同的地理條件。本次在四川省安岳縣養豬專業合作社進行的模擬驗證試驗，證明了該軟件具有很好的模擬作用，擬合度高，可以在四川省推廣應用。