水禽非常規(guī)低蛋白日糧的研究進展

肖長峰,許云英,王惠影,楊長鎖,呂文緯,李 欣,朱麗慧*

(1 上海市農(nóng)業(yè)科學院畜牧獸醫(yī)研究所,國家家禽工程技術研究中心,上海 201106;2 上海農(nóng)好飼料股份有限公司,上海 201501)

我國是世界上最大的水禽生產(chǎn)國,每年為消費者提供大量的禽蛋、禽肉和羽絨制品等。 水禽養(yǎng)殖是促進農(nóng)村農(nóng)民致富和鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略的重要手段之一,也是農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱產(chǎn)業(yè)之一。 其中,鴨的飼養(yǎng)總量占到我國水禽飼養(yǎng)量70%以上,而蛋鴨養(yǎng)殖數(shù)量占世界總量的90%以上。 然而由于蛋白質(zhì)飼料資源緊張,特別是隨著國際環(huán)境的變化,養(yǎng)殖氮排放污染問題已經(jīng)成為制約水禽業(yè)發(fā)展的重要因素。 為了畜禽產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展,減少畜禽糞污排放,尋找合適的蛋白原料替代物,降低糞污污染已經(jīng)成為廣大畜牧工作者的重點工作。 近年來在家畜和蛋雞方面的研究均顯示,利用非常規(guī)原料替代或部分替代玉米豆粕,減少飼糧粗蛋白含量可有效降低成本、增加效益、減少蛋白原料的使用量、降低糞污氮排放,甚至能改善腸道健康[1-3]。 同時,在推廣應用非常規(guī)低蛋白日糧時也面臨非常規(guī)原料的抗營養(yǎng)因子消除、低蛋白日糧的精準配制以及維持鴨、鵝等水禽生長和生產(chǎn)性能等問題。 因此,研究非常規(guī)低蛋白日糧技術在水禽養(yǎng)殖方面的相關研究進展,對于促進水禽非常規(guī)日糧低蛋白的應用具有重要意義。

1 非常規(guī)低蛋白日糧的理論基礎

1.1 低蛋白日糧

低蛋白日糧是基于理想氨基酸模式以及能量-蛋白質(zhì)-氨基酸平衡理論,將飼糧粗蛋白水平降低2%至4%,并補充適宜必需氨基酸配制成的日糧[4]。 該水平下的日糧不會對畜禽的生產(chǎn)性能造成危害,反而有可能改善腸道健康[4-6]。

1.2 非常規(guī)日糧

我國非常規(guī)飼料資源豐富,發(fā)展非常規(guī)低蛋白飼料資源來替代或部分替代玉米和豆粕,可在一定程度上緩解我國飼料資源短缺問題[4]。 近年來,我國飼料行業(yè)開始對成本相對低廉的農(nóng)作物、水果和蔬菜加工后的殘渣等傳統(tǒng)飼料原料進行開發(fā)和利用。 這類原料資源豐富、價格低廉,對其再利用可以達到廢物利用和減少環(huán)境污染的目的。 此類飼料原料主要包括農(nóng)產(chǎn)品加工糟渣(玉米酒糟、醬油渣、醋渣、豆渣、木薯渣等)、餅粕類作物飼料[花生(餅)粕、棉籽(餅)粕、葵花籽(餅)粕、油菜籽(餅)粕等]、木本類植物飼料原料等[7-9],這類飼料原料中一般存在抗營養(yǎng)因子和有毒因子等副作用,當前一般采用物理、化學、微生物發(fā)酵和酶制劑等方法降低其副作用,提高營養(yǎng)利用價值[7,10]。 因此,這類飼料在畜禽養(yǎng)殖生產(chǎn)中具有巨大的發(fā)展?jié)摿Α?但是,在目前生產(chǎn)上,低蛋白日糧和非常規(guī)日糧的運用往往是獨立的,隨著人們對兩種飼料運用效果認識的深入,在平衡AA(氨基酸)的基礎上,開發(fā)兼顧使用非常規(guī)原料和降低粗蛋白含量的非常規(guī)低蛋白日糧將更有利于水禽產(chǎn)業(yè)的健康發(fā)展。

1.3 理想氨基酸模式

非常規(guī)低蛋白日糧維持水禽生產(chǎn)性能,發(fā)揮有益作用的前提是配制的日糧氨基酸在組成和比例上與水禽所需氨基酸組成和比例相近,即各氨基酸(包括必需氨基酸和非必需氨基酸)之間在組成和比例上處于最佳平衡狀態(tài)[11-12]。

目前,關于水禽理想氨基酸模式研究的報道較少,康萍[13]研究得出,3—6 周齡北京鴨各氨基酸的需要量(占飼料的百分比)分別為賴氨酸0.59%、蛋氨酸0.15%、蘇氨酸0.43%、色氨酸0.078%、異亮氨酸0.43%和精氨酸0.60%。 王旭等[14]研究得出,1—3 周齡騾鴨(四川番鴨♂×花邊鴨♀)日糧4 種必需氨基酸賴氨酸∶蛋氨酸∶蘇氨酸∶色氨酸的比例為100∶37∶67∶19;4—8 周齡騾鴨賴氨酸∶蛋氨酸∶蘇氨酸∶色氨酸的比例為100∶33∶64∶18。 由于水禽種類、品種和生長階段以及非常規(guī)原料種類和來源不同均會導致飼糧氨基酸消化率和利用率的不同,因而理想的氨基酸模式均有所不同。 在飼料生產(chǎn)中,氨基酸平衡飼料的配制基本上依據(jù)標準回腸可消化氨基酸體系進行配制,張開心等[15]建立了肉鴨菜籽粕標準回腸可消化氨基酸含量的預測模型。 基于標準回腸可消化氨基酸體系配制的低蛋白日糧可消除尿氮和后腸道微生物發(fā)酵產(chǎn)生氨基酸的影響,排除內(nèi)源性氮損失的干擾[16]。 因此,要用好水禽非常規(guī)低蛋白日糧技術,就必須建立水禽常規(guī)原料和非常規(guī)飼料原料的標準回腸可消化氨基酸數(shù)據(jù)庫。

2 非常規(guī)低蛋白日糧在水禽中的研究現(xiàn)狀

2.1 低蛋白日糧在水禽中的研究現(xiàn)狀

在必需氨基酸平衡的前提下,低蛋白日糧不僅能降低水禽養(yǎng)殖過程中的飼料成本,在一定程度上還能提高水禽的產(chǎn)蛋性能。 如Baeza 等[17]研究發(fā)現(xiàn),在補充4 種必需氨基酸(賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸和色氨酸)的前提下,降低育成期番鴨(8—12 周齡)日糧中粗蛋白濃度,對番鴨飼料轉(zhuǎn)化效率和脂肪含量無影響。 隨著日糧粗蛋白從17.22%降至13.54%,北京鴨的增重和采食量不受影響,給北京鴨飼喂15%粗蛋白的平衡氨基酸的低蛋白日糧,不會對其生長性能和胴體產(chǎn)量產(chǎn)生不利影響[18]。 補充蘇氨酸可將1—21 日齡北京鴨日糧粗蛋白水平降低至190 g∕kg,并且可防止肝臟脂質(zhì)過多沉積[19]。 將粗蛋白水平降低至16%,對鵝的生長發(fā)育無顯著負面影響[20],而在種鴨日糧中適當提高蛋氨酸和賴氨酸水平(高于推薦量的1 倍)可提高種蛋的受精率和孵化率[21]。 由此可得出:適當降低飼料粗蛋白水平,同時補充必需氨基酸,尤其是賴氨酸、蛋氨酸、蘇氨酸和色氨酸可有效維持鴨的生產(chǎn)性能。

2.2 非常規(guī)飼料水禽中的研究現(xiàn)狀

水禽飼料氨基酸的消化率一般高于雞,且其消化道消化酶活性也高于雞。 因而,非常規(guī)原料在水禽飼料中的應用已有較長的歷史。 宋建強[22]研究得出,肉鴨日糧中棉籽粕的添加量在10%以內(nèi),添加10%和20%的米糠粕對肉鴨的生產(chǎn)性能無顯著影響。 陳小連等[23]研究顯示,通過微生物發(fā)酵及酶制劑等方法處理后,提高這類飼料原料的營養(yǎng)價值和添加比例,可有效降低抗營養(yǎng)因子和毒性等副作用,如添加16%的發(fā)酵菜籽粕不會影響番鴨的生長性能。 亞麻籽餅在1—21 日齡櫻桃谷肉鴨飼糧中應用不超過10%,發(fā)酵亞麻籽餅可顯著提高櫻桃谷肉鴨盲腸相對重量和相對長度[24]。 飼喂香菇渣發(fā)酵飼料可促進肉鴨生長性能和免疫器官發(fā)育,添加量為3%—5%為宜[25]。 Wang 等[10]研究了日糧中粗蛋白水平和蛋白酶對北京鴨生長性能、胴體性狀、肉質(zhì)、養(yǎng)分利用和標準化回腸氨基酸消化率的影響,結果顯示:13.5%、14.5%和15.5%粗蛋白水平試驗組生長性能和胸肉產(chǎn)量指標均低于飼喂16.5%和17.5%試驗組,與日糧中是否添加蛋白酶無關;13.5%粗蛋白水平對肉質(zhì)、日糧能量和氮利用以及標準化回腸氨基酸消化率有積極影響;添加蛋白酶可顯著增加14.5%粗蛋白水平試驗組胸肌產(chǎn)量。 在不同能量和蛋白質(zhì)日糧中添加植酸酶和蛋白酶可以增加空腸食糜中的消化酶,改善代謝狀態(tài),提高肉鴨的生長性能。 同時,在低能高蛋白日糧中添加植酸酶和蛋白酶后,生長性能可以達到高能高蛋白日糧的水平[26]。 以上結果均顯示出非常規(guī)原料在水禽生產(chǎn)中的廣闊應用前景。

3 非常規(guī)低蛋白日糧配制的注意事項

3.1 主要問題

3.1.1 非常規(guī)飼料原料的副作用

非常規(guī)飼料原料來源廣泛、粗蛋白含量高,但是存在成分復雜、適口性差、含有多種抗營養(yǎng)因子或毒性、氨基酸比例不合理、營養(yǎng)價值較低等缺點,導致其利用率較低,過量添加則會影響水禽的生產(chǎn)性能。研究顯示,日糧添加10%菜籽粕會降低蛋鴨重量,并影響蛋黃質(zhì)量;此外,較高濃度的菜籽粕會導致毒力因子在蛋黃中過量沉積[27]。 如何合理利用非常規(guī)飼料原料,因地制宜對其研究利用,針對非常規(guī)飼料原料的特性,采用特定并不斷豐富和研究新的消除抗營養(yǎng)因子和毒性的方法,才能達到提高其利用價值、降低副作用和有效推進非常規(guī)飼料原料合理利用的目的。

3.1.2 當前水禽低蛋白日糧存在的問題

Wang 等[28]最新研究顯示,低蛋白日糧可能會破壞腸道完整性,從而誘導全身炎癥反應,最終抑制北京鴨的生長性能,而補充蛋白酶可以部分減輕北京鴨低蛋白飲食對腸道健康的負面影響。 因此,在使用低蛋白日糧時,應注意酶制劑的添加以提高飼料蛋白消化利用率。 此外,低蛋白日糧對蛋鴨飼養(yǎng)的研究報道較少,且因生產(chǎn)用途不同而存在差異。 研究顯示,給每千克體重的龍巖蛋種鴨飼喂8.6 g 賴氨酸日糧可促進蛋種鴨的蛋白質(zhì)周轉(zhuǎn)和脂質(zhì)代謝,這對生產(chǎn)力和繁殖性能有積極影響[29];而給龍巖蛋種鴨飼喂19%的粗蛋白日糧,其繁殖性能和孵化率要低于飼喂17%和18%粗蛋白的龍巖蛋種鴨[30],表明需要針對不同品種的鴨、不同的生產(chǎn)用途(商品用和繁殖用)進行精準營養(yǎng)調(diào)控研究。

3.2 解決途徑及應對措施

3.2.1 非常規(guī)原料處理

非常規(guī)飼料原料由于粗纖維含量高、適口性差、含有抗營養(yǎng)因子等缺點,因此在用于水禽飼料時一般要經(jīng)過物理方法、化學方法和生物方法處理,才能提高其價值和添加比例,達到有效利用的目的。 物理方法主要包括粉碎、脫皮、浸泡、擠壓、膨化、水解、微波處理等;化學方法主要有氨化、堿化等;生物方法主要利用微生物發(fā)酵和酶解等途徑提高飼料的利用價值。 糟渣類、林業(yè)副產(chǎn)品及谷物等原料多采用干燥、粉碎等加工方法;農(nóng)作物秸稈多用氨化、青貯等處理方法。 而酶解和發(fā)酵等新型生物技術則是未來飼料行業(yè)發(fā)展的必然趨勢。 飼料發(fā)酵可以使原料中的纖維素、淀粉、蛋白質(zhì)等復雜的大分子有機物在一定程度上降解為動物容易消化吸收的單糖、雙糖、低聚糖和氨基酸等小分子物質(zhì),降解飼料中的抗營養(yǎng)因子和有毒物質(zhì),從而提高飼料的消化吸收率,降低副作用,同時在飼料發(fā)酵的過程中還會產(chǎn)生并積累大量營養(yǎng)豐富的微生物菌種細胞及可利用的代謝產(chǎn)物,如:氨基酸、有機酸、維生素、活化的微量元素、特殊糖類物質(zhì),并使飼料變軟變香,營養(yǎng)增加,從而改變飼料的物理化學性質(zhì),提高其適口性、消化率、吸收率和營養(yǎng)價值[26,31-33]。 因此,經(jīng)酶解或發(fā)酵處理的植物蛋白被認為是動物飼料的理想蛋白來源。

3.2.2 改進配方技術

設計低蛋白日糧配方時,應根據(jù)非常規(guī)飼料原料的營養(yǎng)成分和特點,考慮這類原料的抗營養(yǎng)因子和毒性物質(zhì),結合不同品種水禽的營養(yǎng)需求和特性,確定非常規(guī)飼料原料在飼料中的添加比例。 此外,非常規(guī)低蛋白日糧的配制除了需要對非常規(guī)原料進行加工處理,還需針對不同品種、不同飼養(yǎng)階段研究理想氨基酸平衡模式,尤其是重要限制性氨基酸的比例,調(diào)整維生素和微量元素的用量。 因此,非常規(guī)低蛋白水禽飼料的配制需要考慮諸多因素,需要前期對水禽和使用的非常規(guī)原料進行系統(tǒng)研究、配合、調(diào)試和試驗。

4 展望

基于理想氨基酸模式,利用非常規(guī)原料替代或部分替代常規(guī)原料配制水禽的非常規(guī)低蛋白日糧,可提高飼糧粗蛋白利用率,節(jié)約飼料成本,降低氮排放,改善水禽生產(chǎn)性能。 配制水禽非常規(guī)低蛋白日糧時,要針對不同品種不同生產(chǎn)階段,合理選擇非常規(guī)原料,添加一些功能性氨基酸或者結合使用益生菌或酶制劑,以有效減少低蛋白日糧的負面影響。 但是由于水禽的理想氨基酸模式和非常規(guī)原料的飼用價值缺乏系統(tǒng)的開發(fā)和利用,限制了非常規(guī)原料的利用。 因此,需要進一步促進產(chǎn)學研合作,升級飼料加工技術和設施設備,完善飼料原料的標準回腸可消化氨基酸數(shù)據(jù)庫和飼料營養(yǎng)數(shù)據(jù)庫,系統(tǒng)開發(fā)利用非常規(guī)飼料資源,全面推動新型非常規(guī)低蛋白日糧的應用。