非常規飼料原料營養價值及其在生豬高效養殖中的應用策略

趙金標 周行健 李 佳 黃銘逸 張澤宇 王樂怡 劉 嶺 張 帥 韓丹丹 王軍軍＊

（中國農業大學動物科學技術學院動物營養學國家重點實驗室，北京 100193）

隨著我國畜牧業和飼料工業的快速發展，近幾年工業飼料消耗量持續增加。玉米和豆粕作為養殖動物飼料中主要的原料，其需求量巨大。近幾年我國大豆進口量持續保持在1億噸左右，玉米進口量逐年大幅度增加，2021年達到2 835萬噸，創歷史新高，這對我國畜牧業和飼料工業自主發展、糧食安全和成本控制都極為不利。另外，玉米、豆粕價格的大幅上漲，使飼料成本急劇增加。因此，高效使用非常規飼料原料合理替代豬飼料中玉米和豆粕，并保證穩定的畜產品生產效率，是目前養豬企業亟需解決的問題。

隨著配方技術的進步，多元化飼料配方和氨基酸平衡技術的研究成果實現了豬飼料中玉米和豆粕的減量替代。大量研究證明合理使用小麥、大麥等谷物原料替代玉米以及使用菜籽粕、椰子粕和棕櫚粕等雜粕替代豆粕不會降低豬的生長性能[1,2]。然而，非常規飼料原料中往往含有較多不同種類的非淀粉多糖、硫甙、單寧等抗營養因子，需要添加酶制劑或應用飼料加工技術減少抗營養因子的負面效應。另外，非常規飼料原料氨基酸組成不平衡，需要額外補充晶體氨基酸以滿足豬的氨基酸營養需要量[3,4]。因此，充分發掘并合理利用國內非常規飼料原料資源，推動飼料配方結構多元化，對于減少玉米和豆粕的飼用消耗量、提高畜禽養殖的飼料報酬、保障飼料糧安全具有積極的實際意義。本文概述了非常規能量飼料原料和蛋白質原料的營養價值及其變異規律，以及通過飼料加工與預處理技術、添加酶制劑、補充營養素等策略減少非常規飼料原料抗營養因子、真菌毒素和氨基酸不平衡在生豬養殖中的負面影響，旨在進一步推動非常規飼料原料的高效利用，提高生豬養殖效率，降低玉米、豆粕進口依存度，以期為養豬場在飼料原料選擇方面，起到降本增效的作用。

1 2021年飼料原料應用概況

據中國飼料工業協會統計[5]，2021年全國工業飼料產量合計29 344萬噸，其中豬工業飼料產量13 077萬噸，占比約44.6%。玉米和豆粕作為豬飼料中主要的能量原料和蛋白質原料，其在配方中合計占比約60%～70%。2021年受玉米價格高漲和玉米豆粕減量替代相關政策的影響，玉米和豆粕的添加比例明顯下降，而其他非常規飼料原料用量增加。全國飼料生產企業的玉米用量比上年下降24.7%，在配合飼料中的占比減少15.3%，小麥、稻谷、大麥、高粱等谷物原料和麥麩、米糠等糧食加工副產物用量較快增加。豆粕用量比上年增加5.7%，但小于工業飼料總產量16.1%的增幅，菜粕、棉粕等其他餅粕用量增長17.9%。

2 豬日糧中常用非常規飼料原料營養價值

非常規飼料原料含有適量的能量、蛋白質、微量元素等其他營養素，可以替代豬飼料中部分玉米和豆粕。本文列舉了豬日糧中玉米、豆粕以及常用非常規飼料原料營養價值成分（表1和表2）。

表1 豬飼料中常用非常規能量飼料原料營養價值成分 （飼喂基礎）

表2 豬飼料中常用非常規蛋白質飼料原料營養價值成分 （飼喂基礎）

豬飼料中高粱一般為美國低單寧白高粱。高粱的能值和粗蛋白高于玉米，粗脂肪和賴氨酸低于玉米，蘇氨酸、色氨酸等氨基酸含量高于玉米，霉菌毒素含量低，整體營養價值高于玉米[7]。大麥的粗蛋白較高，賴氨酸、蘇氨酸、色氨酸等均高于玉米，但是其有效能值和脂肪含量低于玉米。小麥粗蛋白含量較高，其主要氨基酸含量均高于玉米，有效能值和粗脂肪低于玉米。小麥中支鏈淀粉含量較高，具有較強的粘結性，使用后會增加飼料顆粒的硬度，需要調整粉碎細度和環模壓縮比以降低飼料硬度[8]。稻谷營養價值相對較低，其能值、粗蛋白、粗脂肪含量均低于玉米，但其氨基酸品質和結構略優于玉米。稻谷加工的副產物碎米淀粉品質高且抗營養因子少，營養價值較高。菜粕粗蛋白含量低于豆粕、色氨酸含量相對偏低，有效能值含量低于豆粕，但是氨基酸結構中蛋氨酸含量較高。葵花粕粗蛋白含量低于豆粕、且賴氨酸含量較低，有效能值含量偏低，但蛋氨酸含量較高、其他氨基酸組成也較好。玉米DDGS脂肪含量和有效能值高于豆粕，但是粗蛋白含量低于豆粕且氨基酸不平衡，缺乏賴氨酸、蘇氨酸、色氨酸。另外，近年的研究表明玉米DDGS可能含有適量的未知活性物質，可以改善豬的生長性能[9]。由于加工工藝差異，棉粕主要有40%～50%的粗蛋白含量，而棉粕有效能值含量較低。另外，棉籽中含有較多的游離棉酚，棉籽在高溫條件下加工成棉粕時，賴氨酸與游離棉酚形成結合棉酚，降低賴氨酸生物學效價。脫酚棉籽中粗蛋白含量達到60%以上，棉酚、棉子糖等抗營養因子含量較低，同時降低了賴氨酸因結合游離棉酚而造成的賴氨酸損失[10]。

3 限制非常規飼料原料使用的主要因素及其應對策略

3.1 主要限制因素

3.1.1 營養價值變異大，基礎數據匱乏

非常規飼料原料營養成分受農作物品種、種植環境和加工工藝的影響，導致不同來源的同一種非常規飼料原料的營養價值同樣存在較大差異。例如，潘龍等[7]測定了測定28種高粱的有效能，總結出高梁干物質基礎消化能范圍為14.55～16.67 MJ/kg、代謝能范圍為14.29～16.32 MJ/kg。馬曉康等[10]測定了12種棉粕干物質基礎消化能和代謝能變異區間分別為8.72～13.49 MJ/kg和8.05～12.15 MJ/kg。李培麗等[11]測定了10種雙低菜籽粕干物質基礎消化能和代謝能的范圍分別為12.64～15.77 MJ/kg和11.93～14.51 MJ/kg，粗蛋白和賴氨酸的SID范圍分別為65.22%～80.61%和55.43%～86.16%。另外，我國非常規飼料原料資源分布具有區域性，本實驗室研究團隊前期針對少量的區域性飼料原料開展了營養價值評價工作。范元芳等[12]的研究表明辣椒粕在生長豬上的干物質基礎DE和ME值分別為10.48 MJ/kg和9.79 MJ/kg，番茄皮粕的DE和ME值分別為7.94 MJ/kg和7.46 MJ/kg。董文軒等[13]評價了青稞、蕎麥、黍子、糜子和莜麥等5種非常規谷物原料在生長豬上的有效能值，5種原料的DE和ME值分別為15.97 MJ/kg和 15.38 MJ/kg、16.90 MJ/kg和 15.76 MJ/kg、17.65 MJ/kg和 16.86 MJ/kg、17.87 MJ/kg和 17.34 MJ/kg以及17.57 MJ/kg和16.85 MJ/kg。然而，針對很多區域性地方特色飼料原料營養價值基礎數據匱乏，阻礙其在生豬養殖中的高效應用，需要進一步開展動物評價試驗，豐富飼料原料營養價值數據庫。

3.1.2 抗營養因子和真菌毒素含量高，營養素組成不平衡

使用非常規飼料原料替代豬飼料中玉米和豆粕需要注意其營養特性，比如抗營養因子和真菌毒素等限制因素（見表3）。高粱粗蛋白中醇溶蛋白較多，不易消化，并且單寧是限制高粱使用的最大因素，較高的單寧會嚴重影響適口性和消化吸收率[14]。國產高粱單寧含量偏高，應限制其在豬料中應用。大麥粗纖維含量較高，缺乏脂肪酸，使用時需額外補充脂肪酸。大麥的主要抗營養因子為非淀粉多糖，尤其是β-葡聚糖。由于大麥β-葡聚糖屬于可溶性纖維，其會導致食糜變粘稠，阻礙營養素在腸道內的消化和吸收[15]。小麥粗蛋白中醇溶蛋白比例略高。小麥及其加工副產物非淀粉多糖含量較高，尤其是木聚糖。另外，近年來我國小麥主產區華中、華東、華北等地區的小麥嘔吐毒素有升高趨勢[16]。米糠是稻谷加工副產物，其營養價值主要與粗脂肪和粗纖維相關。米糠由于加工工藝的不同導致其粗脂肪變異較大，全脂米糠在高溫添加下不易儲存。另外，米糠的粗纖維和灰分含量較高，降低了其營養價值。菜粕主要抗營養因子是硫葡萄糖苷和異硫氰酸酯，其含量較高會影響適口性。另外，菜粕中磷的主要存在形式是植酸磷，其有效性較低。棉粕在養豬生產中主要限制使用的因素是游離棉酚的含量。很多研究表明游離棉酚主要通過活性醛基和活性羥基產生毒性，大量游離棉酚進入消化道后可刺激胃腸黏膜引起胃腸炎，并能增加血管壁的通透性；進入血液后能損害組織器官，另外在體內能與蛋白質和鐵等結合，使體內一些功能蛋白酶失活，與鐵結合則易導致缺鐵性貧血；同時還能引起母豬流產，降低母豬繁殖性能。

表3 豬飼料中主要非常規原料推薦上限量及其限制因素 （%）

3.2 提高非常規飼料原料高效利用的策略

3.2.1 營養價值精準評價

準確評價非常規飼料原料營養價值有利于飼料配方的精準配制，主要包括常規養分、氨基酸、礦物質及微量元素、脂肪酸和維生素含量，以及有效能和氨基酸的表觀及標準回腸消化率等基礎數據，同時評價飼料原料品種、產地、加工工藝、儲存條件等因素對原料營養價值的影響。另外，近年來很多研究團隊根據營養物質消化和發酵速率將飼料原料常規營養成分進一步劃分為快速、慢速消化淀粉和蛋白質以及快速發酵、慢速發酵和抗性纖維。不同消化、發酵速率的營養素會改變日糧營養素在豬體內的供能規律，從而影響生豬養殖效率[17,18]。綜上所述，飼料原料營養價值的精準評價有利于實現豬精準營養，減少日糧營養物質的浪費。

3.2.2 保證營養素平衡

基于非常規飼料原料配制日糧需要關注其他營養素的平衡，通過額外補充油脂、亞油酸或不飽和脂肪酸等營養素滿足包括日糧能氮平衡、脂肪酸平衡、維生素平衡、微量元素平衡、電解質平衡等。此外，還要兼顧考慮營養素來源、能量飼料組合、蛋白飼料組合等。小麥中生物素含量低，需要額外補充生物素；而豆粕含有的鉀離子較多，選擇其他雜粕原料時要關注鈉、鉀、氯、鉀的含量，保持電解質平衡。

3.2.3 應用飼料加工與預處理技術

采用生物發酵或體外酶解等方式對雜粕和糟渣類副產物等非常規飼料原料進行預處理，能夠有效降解抗營養因子，同時增加有益微生物及代謝產物，可提高其在飼料中的添加比例及其營養價值。另外，不同谷物原料中淀粉構成不同導致熟化溫度存在一定差異，需調整制粒溫度，如小麥調制溫度應低于玉米。高粱顆粒小，粉碎曬網孔徑應適當縮小，否則飼料中完整高粱無法被動物消化利用。生產豬飼料時，谷物原料應選擇細粉碎工藝，使用變頻電機可提高粉碎粒徑。配方中添加油脂和雜粕會增加飼料制粒難度，應靈活調整配方結構，適當增加環模壓縮比，提高飼料顆粒質量，保證飼喂效果。

3.2.4 添加酶制劑等飼料添加劑

針對玉米、豆粕以外非常規飼料原料的抗營養因子種類和含量，選擇適宜的酶制劑及其組合以保障飼喂效果，如植酸酶以及木聚糖酶、β-葡聚糖酶等非淀粉多糖酶和纖維素酶等。小麥能值低于玉米，且木聚糖含量高，小麥替代玉米需補充油脂，添加木聚糖酶[19]。小麥中的嘔吐毒素、花生粕中的黃曲霉毒素很容易超過原料標準的上限要求，并因此會損害動物的健康，通過篩選和添加霉菌毒素脫毒劑或降解劑消除、緩解毒素對動物的損傷。糧食儲存過程中由于發生氧化反應，導致其養分消化率降低，會影響有效能值和營養素效價，需要適當添加抗氧化劑予以預防。

4 小結

總之，擴大非常規飼料原料的種類配制多元化飼料配方，可以獲得更均衡的氨基酸組成，從而減少玉米和豆粕添加比例，并降低飼料成本。另外，由于不同原料理化性質存在較大差異，使用小麥、大麥、高粱、稻谷和雜粕等非常規飼料原料配制日糧時需要充分考慮其營養特性。因此，利用多元化飼料配方與飼料加工技術，同時補充酶制劑等飼料添加劑可以減少非常規飼料原料中抗營養因子、真菌毒素、氨基酸不平衡的負面影響，從而實現其在養豬生產中降本增效的目標。