運用豬營養(yǎng)工程技術，高效實施精準營養(yǎng)

張吉鹍

（1湖北博大生物股份有限公司動物繁殖與營養(yǎng)工程技術研究中心，湖北黃石 435000；2江西省農業(yè)科學院畜牧獸醫(yī)研究所，江西南昌 330200）

1 豬精準營養(yǎng)的典型實現形式

1.1 印遇龍院士談精準營養(yǎng)

1.1.1 精準營養(yǎng)的定義

關于精準營養(yǎng)，中國科學院亞熱帶農業(yè)生態(tài)研究所印遇龍院士在畜博論壇（2018）暨中國畜牧科技創(chuàng)新論壇上將其定義為：精確營養(yǎng)也稱精準飼養(yǎng)，是基于群內動物的年齡、體重和生產潛能等方面的不同，以個體不同營養(yǎng)需要的事實為依據，在恰當的時間給群體中的每個個體供給成分適當、數量適宜飼糧的飼養(yǎng)技術。其必需要素有：第一，由于飼料原料產地、批次、加工和儲存方式等的不同使得原料營養(yǎng)成分差異很大，實際生產中基于飼料原料營養(yǎng)數據庫的數據和實驗室的濕法概略養(yǎng)分分析所得數據并不能實時地反映每個批次飼料原料的營養(yǎng)價值。因此，實施精確營養(yǎng)就要準確評定飼料原料中可利用營養(yǎng)物質的含量。第二，由于現行豬的營養(yǎng)需要量標準并不一定適合具體區(qū)域或養(yǎng)殖場（戶）的養(yǎng)殖狀況，而且一些公開發(fā)布的營養(yǎng)需要量并不是豬處于最優(yōu)狀況下取得的維持需要，還可繼續(xù)優(yōu)化。因此，實施精確營養(yǎng)還要精確評估豬的營養(yǎng)需要量，并根據豬的性別、生長階段、環(huán)境條件（季節(jié)、溫度、濕度）等調節(jié)飼料配方，實現豬營養(yǎng)需要量的精細。第三，設計精準的日糧配方，需要使營養(yǎng)平衡，且不過量。其實現要點為：①在精準測定飼料原料可利用養(yǎng)分的基礎上，根據飼料原料的價格波動，恰當地選擇替代原料，這樣既能保障飼料品質，又能控制飼料成本；②通過營養(yǎng)調控，將豬不必要的養(yǎng)分消耗降到最低，以精確精準地評定豬對養(yǎng)分的需要量（必須指出只有當豬的組織和器官細胞中儲存有足量的甜菜堿時，才能實現該目標）。第四，飼喂時要根據豬的消化特點（如：餐后4小時是蛋白質合成的黃金4小時）設置恰當的飼喂次數和飼喂間隔，根據體重分組飼喂，根據群體中每只動物的營養(yǎng)需要量相應地調整日糧中營養(yǎng)成分的濃度。

1.1.2 精準營養(yǎng)的核心要點、測定指標與意義

精準營養(yǎng)的要點在于動物體內合成代謝和分解代謝的動態(tài)變化，只有在保障動物正常生理活動的情況下，將分解代謝降到最小，才能獲得最佳的合成代謝。精確營養(yǎng)的測定指標有：經濟學指標、生產性能指標、營養(yǎng)指標、飲水與采食量指標、環(huán)境指標、其他指標。精準飼喂的意義在于：①通過減少昂貴的營養(yǎng)物質供給，可降低10%～15%的飼養(yǎng)成本，減少2%～3%飼料制備、儲存、管理和運輸成本，減少40%以上氮、磷和其他污染物的排放；②通過使用智能化飼喂設備和動物監(jiān)測設備，降低勞動力需求和勞動力成本；③通過監(jiān)測個體采食量和其他參數，及早識別疾病；④通過精確使用個體獸藥來減少抗生素的使用，從而提高畜群生產性能并降低獸醫(yī)、獸藥成本。

1.2 吳德教授談精準營養(yǎng)

1.2.1 母豬營養(yǎng)新理念——精準營養(yǎng)、協同營養(yǎng)、微生物營養(yǎng)

四川農業(yè)大學吳德教授在2018中國智慧養(yǎng)豬（合川）創(chuàng)新發(fā)展論壇上，針對目前我國母豬生產中存在的發(fā)情率低（母豬不發(fā)情或推遲發(fā)情）、產有效活仔數低（死胎、木乃伊和宮內生長限制了仔豬數的增加）、新生和斷奶仔豬的成活率低（生的出，養(yǎng)不活）、母豬淘汰率高等問題（這是個世界性難題，50%母豬僅提供30～40頭斷奶仔豬即被淘汰，丹麥、北美、中國母豬的年淘汰率均高達50%），提出了精準營養(yǎng)、協同營養(yǎng)、微生物營養(yǎng)的母豬營養(yǎng)新理念。

⑴精準營養(yǎng)

精準營養(yǎng)就是在最佳環(huán)境條件下，確保營養(yǎng)物質用于最低維持需要和最高生產效率。對母豬而言，精準營養(yǎng)包括階段精準營養(yǎng)（單個繁殖周期不同生理階段、不同胎次間的營養(yǎng)）和系統精準營養(yǎng)（保證母豬終生繁殖力最佳的營養(yǎng)）兩部分。

⑵協同營養(yǎng)及其對改善母豬發(fā)情和卵泡發(fā)育的影響

協同營養(yǎng)是指飼料的營養(yǎng)素、營養(yǎng)源及營養(yǎng)活性物質相互精確有效地配合、共同增效，滿足動物最優(yōu)生產性能和機體健康。如：能量水平和來源對后備母豬的情期啟動及卵泡發(fā)育有顯著影響，以脂肪為主供能的營養(yǎng)來源，可使后備母豬的初情期提前；以淀粉為主供能的營養(yǎng)來源，可促進卵泡發(fā)育和成熟。不同來源微量元素對母豬繁殖性能也有影響，當飼喂母豬的無機微量元素增加時，可顯著改善仔豬21日齡的斷奶體重；長期給母豬飼喂高劑量的有機微量元素則能顯著改善母豬的活產仔豬數。美國NRC豬營養(yǎng)需要推薦的無機微量元素水平（偏低）雖可提高產仔數，但會增加木乃伊仔豬數。

協同營養(yǎng)的結構關系分別為：①營養(yǎng)素及其相互關系，如：能量、蛋白質、氨基酸、礦物質等及其相互精確關系，如蛋白能量比、氨基酸平衡等。②營養(yǎng)源及其相互關系，如：提供蛋白質的大豆、魚粉及相互關系。③營養(yǎng)素與營養(yǎng)源相互關系，如：當母豬日糧以脂肪為能源時，有機微量元素較無機的效果好；以碳水化合物為能源時，有機微量元素和無機微量元素的效果差距較小。④營養(yǎng)源、營養(yǎng)素和營養(yǎng)活性物質之間的相互關系，如：添加小麥的飼料，再添加非淀粉多糖（NSP）酶制劑，會提高小麥的利用價值。

⑶微生物營養(yǎng)及其對提高產仔數和窩重的影響

由于動物腸道微生物與宿主代謝、生理狀況及健康有密切聯系，動物腸道微生物既影響著飼料的消化、營養(yǎng)物質的吸收和能量供應，又調控著宿主正常生理功能及疾病的發(fā)生與發(fā)展。豬飼料既為豬提供營養(yǎng)物質，又可作為腸道微生物的發(fā)酵底物，調控微生物的生長和繁殖，進而影響豬的生長和健康。微生物營養(yǎng)指的是微生物介導的日糧纖維對腸道屏障功能的調控，在無纖維日糧情況下，微生物以宿主組織為食物來源。膳食纖維復合物有增加活產仔數和仔豬初生重（大于900 g）的趨勢，提高妊娠母豬飼料中可溶性纖維比例，顯著改善母豬的代謝、降低炎癥反應與便秘的發(fā)生。妊娠母豬飼料中添加益生菌能夠改善母豬的繁殖性能，母豬飼料中添加枯草芽孢桿菌能夠改善仔豬腸道微生物的定植模式。研究發(fā)現在母豬妊娠后6周到泌乳期21天的飼料中添加枯草芽孢桿菌（劑量為3.75×105cfu/g），母豬的產仔數可提高1頭、仔豬初始窩重和斷奶窩重分別提高1 kg和3 kg，表明妊娠母豬日糧中添加益生菌可改善母豬的繁殖性能。

⑷精準營養(yǎng)與協同營養(yǎng)、微生物營養(yǎng)的關系

協同營養(yǎng)和微生物營養(yǎng)是實現精準營養(yǎng)的有效途徑。在精準營養(yǎng)理念下，需配套采用精準營養(yǎng)的新技術。這些新技術包括建立精準原料數據庫、設計精準日糧配方、應用精準飼料加工技術和精準飼喂技術、運用協同營養(yǎng)理念設計種豬日糧配方。如：利用膳食纖維與油脂對母豬繁殖性能的協同效應設計的日糧配方可提高母豬泌乳性能；用微生物營養(yǎng)技術，可溶性纖維比例高的日糧可改善母豬的繁殖性能。

1.2.2 母豬的精細化管理

中國母豬養(yǎng)殖水平與發(fā)達國家的養(yǎng)豬水平差距越來越小。2016年調查表明，中國與美國、丹麥的養(yǎng)豬業(yè)差距的縮小得益于新技術的應用和精細化的管理。母豬的精細化管理，是通過規(guī)范化管理、個性化管理以及細節(jié)上的精細化管理來實現的，具體內容如下。

⑴精：營養(yǎng)精準、協同營養(yǎng)、微生物營養(yǎng)

后備母豬的精準營養(yǎng)對繁殖性能的影響較大，如果營養(yǎng)供給導致母豬初情體重過高或過低均會影響母豬的產仔數，因此適度限制母豬后備期日增重可提高母豬的繁殖成績。母豬初情日齡與淘汰率有關，母豬初情日齡差異會導致淘汰率的波動。初情體重影響母豬的終身繁殖成績，適度限制母豬初情體重有利于提高母豬各胎次的分娩率。因此，推薦后備母豬不同生理階段的營養(yǎng)需求：①20～75 kg階段，原始卵泡大量激活、生長卵泡募集，此階段需防止營養(yǎng)不當導致原始卵泡不激活、過度激活或凋亡。②75 kg至初情期，大卵泡形成、卵母細胞成熟、初情啟動階段，重點是降低雌激素的負反饋作用，增強FSH/LH信號。③初情至配種階段，卵巢周期性排卵、卵母細胞周期性成熟，應進行短期（配種前10～14天）優(yōu)飼。

母豬進入繁殖周期后的營養(yǎng)需求：①空懷至配種階段，短期優(yōu)飼增強繁殖代謝信號。②配種至妊娠，適宜營養(yǎng)維持孕酮水平和適宜體況，防止過肥、過瘦。③妊娠至泌乳，適度限飼保證乳腺發(fā)育，改善腸道健康、防止便秘、降低體內毒素。④泌乳至空懷，提高母豬采食量以維持泌乳需要、確保卵泡發(fā)育。

在實際母豬養(yǎng)殖中，常存在片面追求階段營養(yǎng)的誤區(qū)：一是追求后備母豬最大生長速度以促進初情發(fā)動，結果導致卵泡發(fā)育與體成熟發(fā)育不匹配；二是妊娠母豬片面使用高纖維日糧（但忽視纖維類型）防止便秘、追求泌乳最大化，結果造成母豬斷奶后發(fā)情率和受胎率降低。此外，淘汰母豬中有30%～40%是因為骨骼，骨代謝不僅影響肢蹄健康，還影響下丘腦-垂體-性腺功能。

⑵準：背膘管理和精準飼喂

“準”具體指日糧配方準、原料數據庫準、飼料加工技術準、飼喂技術準的綜合集成；營養(yǎng)“不準”則會導致母豬初情體重過高或過低，影響母豬的產仔數。母豬初情體重以110～120 kg為最佳，通過精準的營養(yǎng)適度限制母豬后備期日增重和初情體重，有利于提高母豬各胎次的分娩率。

根據母豬生理階段和狀態(tài)（卵泡發(fā)育、卵母細胞質量、子宮、乳腺健康等）選擇營養(yǎng)來源（考慮營養(yǎng)源作用），優(yōu)化營養(yǎng)結構（各種營養(yǎng)素適宜水平、組合比例等），篩選出與營養(yǎng)源匹配的可滿足母豬各生理階段營養(yǎng)需要的添加劑，最后計算和優(yōu)化母豬日糧配方（可根據飼料原料成本進行調整）。例如，在母豬妊娠飼料中添加菊粉，一是能夠增加胎盤重量、提高胎盤養(yǎng)分轉運能力、縮短母豬產程、增加產活仔數、提高母豬泌乳性能、改善初生仔豬均勻度、降低宮內仔豬的發(fā)育遲緩（Intrauterine growth retardation，IUGR）等；二是提高了與揮發(fā)性脂肪酸（Volatile fatty acid，VFA）生成相關的微生物含量，微生物組成的改變對胎兒發(fā)育有重要作用。此外，消化產物為葡萄糖、脂肪酸的日糧可通過瘦素 /類胰島素 1號增長因子 （leptin/IGF-1） 激活mTORC1信號通路，造成原始卵泡過度激活。飼喂含適當纖維（如菊粉）比例的飼料，其消化產物包括葡萄糖以及短鏈脂肪酸（Short-chain fatty acids，SCFAs）和血清素，這些物質通過AMPK（AMP依賴的蛋白激酶）信號通路防止原始卵泡的過度激活。

精準飼喂技術是指要合理利用（美國NRC豬營養(yǎng)需要）模型，結合種豬實際生產和管理目標，調整營養(yǎng)參數和管理制度以調整母豬背膘或體況，從而實現母豬的高效繁殖。為確保后備母豬性成熟與體成熟同步，在后備母豬20～50 kg階段，讓豬自由采食高蛋白、高鈣飼料；母豬50～100 kg（初情啟動體重）階段，在飼料中添加適量纖維素類原料，適當控制母豬生長速度，將母豬日均增重（Average daily gain，ADG）控制在700～750 g；100～140 kg（初配體重）階段，主要是調節(jié)母豬體況，飼料中要添加共軛亞油酸（Conjugated Linoleic Acid，CLA）以減少脂肪沉積，補飼催情飼料。

⑶細：流程和管理

豬場規(guī)范化管理，遵循“六化”原則，即考核定量化、權責明晰化、員工獎懲有據化、管理目標清晰化、養(yǎng)殖操作流程化、改進措施具體化。后備母豬不同階段的飼養(yǎng)管理目標為：①7～20 kg階段以促進骨骼發(fā)育、保證母豬快速生長、防止優(yōu)秀遺傳基因丟失、保證免疫系統充分發(fā)育為主要飼養(yǎng)目標；②20～50 kg以促進母豬骨骼發(fā)育、肌肉發(fā)育及保證卵巢發(fā)育為主要飼養(yǎng)目標；③50～110 kg配種前應側重以促進卵泡發(fā)育、及時啟動母豬初情期為飼養(yǎng)目標。

⑷實：執(zhí)行落實

種豬精細化管理是豬場的核心工程，母豬的精準營養(yǎng)是目標，協同營養(yǎng)、微生物營養(yǎng)是途徑，母豬的精準飼喂和管理是保障。

1.3 彭健教授談精準營養(yǎng)

華中農業(yè)大學彭健教授在2018中國智慧養(yǎng)豬（合川）創(chuàng)新發(fā)展論壇上提出用大數據分析和精準飼養(yǎng)提升母豬生產水平。基于實踐數據驅動的母豬精準飼養(yǎng)內涵為：不同品種、不同來源、不同組合、不同階段、不同環(huán)境、不同體況實現不同的生產性能，在這個過程中，從精準背膘管理到精準飼喂模式，最后到精準營養(yǎng)供給。其有關數據驅動的母豬精準飼養(yǎng)管理方案要點有4個方面。

⑴母豬分娩時背膘厚對繁殖和泌乳性能具有關鍵影響，一是分娩前背膘過厚會顯著增加產弱仔率；二是母豬妊娠期背膘過厚引起胎盤脂質異位沉淀，導致胎盤血管生成障礙。

⑵利用大數據分析制定母豬妊娠期精細化背膘管理，母豬妊娠期背膘是影響繁殖性能的關鍵指標，利用大數據分析方法建立數據驅動的母豬背膘精準管理目標，是提高母豬繁殖性能的關鍵管理控制點。

⑶實現背膘精準管理的飼養(yǎng)新技術：①根據階段，制定精準飼喂模式：妊娠0～30天，飼喂日糧2.5～3.0 kg/天；妊娠30～90天，飼喂日糧2.0～2.5 kg/天；妊娠90～115天，飼喂日糧3.0 kg/天。②根據體況，精準調整飼喂量：體況瘦弱的母豬，每天飼喂日糧3.2kg至體況恢復，然后飼喂1.8 kg/天，這種飼喂方式可使瘦小母豬在妊娠后30天恢復到正常體重；體況較肥的母豬，飼喂日糧1.8 kg/天，體況肥的母豬，飼喂日糧1.6 kg/天直至體況恢復，然后飼喂1.8 kg/天。

⑷建立全繁殖周期的采食量調控方法，實現“低”妊娠—“高”泌乳，即母豬自妊娠期的低采食量到泌乳期的高采食量。

總之，通過精準飼喂模式、精準背膘調節(jié)日糧和功能性日糧纖維為核心的精準飼喂技術，實現母豬全繁殖周期的采食量調控和背膘厚精準管理，從而顯著提高母豬的生產性能和經濟效益。實踐證明，新配方新模式與老配方老模式相比，每頭母豬每年所提供的斷奶仔豬頭數（PSY）增加了3.16頭；與老配方新模式相比，PSY增加1.61頭。若5萬頭母豬采用該項新技術，則可增加效益1 056萬元，綜合效益1 746萬元。

2 盧德勛教授 （2004）提出的豬營養(yǎng)工程技術

2.1 豬營養(yǎng)工程技術的定義

豬營養(yǎng)工程技術是動物營養(yǎng)工程技術在養(yǎng)豬生產中的具體應用，其定義為：針對豬的生理特點和飼養(yǎng)模式，圍繞一定飼養(yǎng)目標，將多種營養(yǎng)調控技術加以系統集成（以充分發(fā)揮各種技術的整體優(yōu)勢），而組織實施的豬營養(yǎng)調控的系統工程，最終達到理想的飼養(yǎng)決策目標。簡而言之，豬營養(yǎng)工程技術就是圍繞豬特定的飼養(yǎng)決策目標，以系統工程方式組織實施的系統集成型成套營養(yǎng)調控技術體系[1,2]。盧德勛（2004）豬營養(yǎng)工程技術概括為營養(yǎng)決策技術（S技術）、日糧優(yōu)化技術（M1技術）、營養(yǎng)管理技術（M2技術）和營養(yǎng)檢測技術（M3）4個方面，具體內容如下。

第一，營養(yǎng)決策技術（S技術）：圍繞特定的飼養(yǎng)決策目標（既要注重豬場養(yǎng)殖效益，還要兼顧豬的健康、環(huán)境保護及豬肉品質和安全4個方面統籌的營養(yǎng)決策目標），結合當地的飼養(yǎng)條件和飼料資源，優(yōu)化設計相應的飼養(yǎng)模式，確定所在地區(qū)和飼養(yǎng)場的豬的實時營養(yǎng)需要量。第二，日糧優(yōu)化設計技術（M1技術）：利用日糧營養(yǎng)素平衡技術、飼料正組合效應應用技術、特殊營養(yǎng)調控劑使用技術和飼料加工調制技術等，優(yōu)化設計營養(yǎng)素平衡并具有營養(yǎng)調控功能的日糧。第三，營養(yǎng)管理技術（M2技術）：使用具有營養(yǎng)調控功能的營養(yǎng)管理技術，包括階段飼養(yǎng)、分群飼養(yǎng)和飼喂技術（飼喂次數、順序、數量、方式等），與M1技術相配套，進行系統集成，以提高M1技術和M2技術的整體效果。這里需要特別指出營養(yǎng)管理技術與傳統豬飼養(yǎng)管理技術的區(qū)別，盡管豬傳統飼養(yǎng)管理也考慮了豬在不同階段營養(yǎng)需求的特性，但更多考慮的是生產管理中“人”的方便，即以人為中心。一般人們在設計配方時，往往優(yōu)先考慮管理是否方便、生產人員能否適應，這就導致日糧配方設計首先要適應養(yǎng)殖場飼養(yǎng)管理，造成很多營養(yǎng)學新技術難以快速應用于生產，致使飼養(yǎng)與營養(yǎng)嚴重脫節(jié)。隨著動物營養(yǎng)學研究的不斷進步和養(yǎng)殖企業(yè)競爭的日益加劇，人們開始認識到，要想更好地發(fā)揮飼料的營養(yǎng)功效，獲得母豬最佳的生產成績，設計和優(yōu)化日糧配方應優(yōu)先考慮豬的階段性營養(yǎng)需求，飼養(yǎng)管理需要與日糧配方的設計相吻合，以使豬獲得最佳的生產成績。第四，營養(yǎng)檢測技術（M3）：該技術是根據不同的營養(yǎng)檢測指標評估，將M1技術和M2技術系統集成后的整體效果是否達到營養(yǎng)目標，它是衡量豬營養(yǎng)工程技術體系中各種技術措施系統集成化程度的根本手段。依靠此項技術可以衡量營養(yǎng)工程技術體系中各項技術內部和相互之間的系統集成化程度，全面監(jiān)控和評估形成的技術方案，且還可依據檢測結果不斷進行動態(tài)優(yōu)化。

2.2 豬營養(yǎng)工程技術的詳細分類

豬營養(yǎng)工程技術分為種豬營養(yǎng)工程技術、仔豬營養(yǎng)工程技術和生長育肥豬營養(yǎng)工程技術。種豬營養(yǎng)工程技術進一步細分為后備母豬營養(yǎng)工程技術、妊娠母豬營養(yǎng)工程技術、哺乳母豬營養(yǎng)工程技術、種公豬營養(yǎng)工程技術。生長育肥豬營養(yǎng)工程技術進一步細分為獲得最快生長速度的育肥豬專項營養(yǎng)工程技術、獲得最佳經濟效益的育肥豬專項營養(yǎng)工程技術以及獲得最佳胴體和肉品質的育肥豬專項營養(yǎng)工程技術。可見，2004年盧德勛[1]提出的豬營養(yǎng)工程技術就包含當今提出的精準營養(yǎng)理念，而且比精準營養(yǎng)更先進的是豬營養(yǎng)工程技術還包含營養(yǎng)檢測技術。

3 運用豬營養(yǎng)工程技術，高效實施精準營養(yǎng)

以上3位動物營養(yǎng)專家對精準營養(yǎng)的闡述，說明精準營養(yǎng)是多種技術的集成，具有相對性、動態(tài)性和整體性。

精準營養(yǎng)的整體性體現在精準營養(yǎng)是多種技術的集成技術，而精準營養(yǎng)的相對性與動態(tài)性體現在2個方面：首先，就動物營養(yǎng)學自身發(fā)展而言，以前的營養(yǎng)是針對現時的飼養(yǎng)標準、固定的營養(yǎng)參數、飼料原料數據庫等設計的配方；現在的精準營養(yǎng)是在對豬營養(yǎng)研究的深入、營養(yǎng)模型的建立與完善、養(yǎng)豬企業(yè)大數據的深入挖掘與利用、飼料加工技術的發(fā)展、新的營養(yǎng)參數的使用、新型調控劑的應用等基礎上提出的；以后可能會被更為“精準”的精準營養(yǎng)所代替，這樣循環(huán)往復，無限地接近“精準”。其次，就精準營養(yǎng)在某個特定地區(qū)實施而言，需依據營養(yǎng)檢測結果，對現行的精準營養(yǎng)方案不斷進行動態(tài)優(yōu)化調整。由上述的比較分析可知，盧德勛（2016）[2]提出的豬營養(yǎng)工程技術較為科學、完整地闡述了豬精準營養(yǎng)的整體性、相對性和動態(tài)性，并使得精準營養(yǎng)在養(yǎng)豬實踐中更具操作性。因此，將精準營養(yǎng)置于豬的營養(yǎng)工程技術框架下討論，會更加清晰。同時，也只有在運行豬的營養(yǎng)工程技術體系下，才能高效實施精準營養(yǎng)。