1研究与推广低蛋白质日粮的必要性
1．1低蛋白质日粮与环境保护
在中国，猪禽年产粪5－8亿t，粪水60亿t。每头成年猪的生化需氧量（BOD）是人的13倍。如此大量需氧腐败有机物不经处理进入水体，会造成严重的水体污染，水中氧含量下降，硝酸根离子增加，并随畜禽粪便排出大量金属元素、细菌病毒和有害气体（甲烷、硫化氢、甲醇等）。
表1 猪氮、磷的摄入量、排出风和存留量*
仔猪（9-25kg） |
生长猪（25-106kg） |
种母猪（年产19.6头仔猪） |
|
氮摄入/kg |
0．94 |
6．32 |
27．78 |
排出/kg |
0．56 |
4．24 |
22．42 |
存留/% |
40 |
33 |
19 |
磷摄入/kg |
0．21 |
1．22 |
6．55 |
排出/kg |
0．13 |
0．82 |
5．42 |
存留/% |
39 |
33 |
17 |
猪摄入氮和磷的60％～80％由粪尿中排出（表1）。粪氮主要来源为未消化氮、微生物氮和内源氮（脱落上皮，消化道分泌物），饲用消化性低的饲料和含有抗营养因子的饲料会增加粪氮的排出量。已消化而未被利用的氨基酸氮则以尿素/尿酸形式排出，随尿排出的还有尿囊素、马尿酸和肌酐。排出的粪尿在厌氧微生物的作用下，对环境之污染起着推波助澜的作用，粪尿中的含氮物质大量降解，约有60％－70％氮转化为氨。除氨外，粪尿中还发现80多种含氮物质，其中有10种为产生恶臭的主要成分（表2）。
减少厌氧微生物发酵的基质——粪氮，可降低有害气体化合物的产生，降低日粮蛋白质水平，减少氮的食入量，是从源头上减少氮对环境污染的有效方法。低蛋白日粮能降低粪尿氮，特别是尿氮含量。据称（Kerr，1995），日粮蛋白水平每降低1％，尿素和氨气的排放量可降低10％左右。
表2动物排泄物中产生恶臭的主要成分
成分 |
形态 |
气味 |
靶器官 |
乙酸 |
无色液体 |
辛辣的、腐蚀性的 |
呼吸系统 |
丙酸 |
无色油状液体 |
辛辣的 |
皮肤，眼 |
丁酸 |
无色油状液体 |
恶臭的 |
呼吸系统，眼 |
酚 |
无色至粉色结晶 |
有气味的 |
呼吸系统，眼 |
对-甲苯酚 |
无色至粉色结晶 |
酚味的 |
呼吸系统，眼，皮肤，肝肾 |
氨 |
无色气体 |
刺激性的 |
呼吸系统，眼 |
二氧化氮 |
棕红色气体 |
毒性的 |
呼吸系统，肺，眼，皮肤 |
乙硫醇 |
无色液体 |
蒜味的 |
呼吸系统，眼，粘膜 |
甲硫醇 |
无色气体 |
令人恶心的 |
所有器官 |
硫化氢 |
无色气体 |
臭味的 |
呼吸系统，眼 |
注：引自Tamminga等（1992）的资料。
1．2低蛋白日粮与饲料成本
在低蛋白日粮中，价格昂贵的蛋白质饲料减少，价格低廉的江南全站登录增加。
假设日粮粗蛋白质水平降低1％，相当减少豆粕用量 23kg／t（＝10kg／t÷0．43），按常规价格计，直接成本降低50．6元/t。以单体赖氨酸、蛋氨酸和苏氨酸为原料，补充降低1％粗蛋白质带来的上述3种必需氨基酸的不足，按常规价格计需要28．9元/t。结果：日粮蛋白质水平降低1％，饲料原料成本可降低21．7元/t(=50．6－28．9)。
豆粕之空位充以江南全站登录以后，从整体上提高了日粮的能量浓度，提高日粮能量浓度的生产效应是不可低估的。
1．3低蛋白日粮与仔猪腹泻
仔猪对高蛋白日粮的酸化能力较低。较高的pH值和残余的养分使细菌在肠道后部大量增殖，引发严重腹泻（表3）。
控制粗蛋白质水平可减少到达消化道下部的蛋白质残留，并在一定程度上降低食糜pH值。表3仔猪饲料蛋白水平对腹泻率的影响 ％
项目 |
粗蛋白 |
腹泻率 |
资料来源 |
25．4 |
17．0 |
Eggum等，1985 |
|
试验1 |
22．5 |
16．0 |
|
19．2 |
11．0 |
||
26．6 |
14．0 |
Eggum等，1993 |
|
试验2 |
23．1 |
3．0 |
|
19．5 |
4．0 |
||
20．2 |
3．2 |
Bolduan等，1993 |
|
试验3 |
18．4 |
2．4 |
|
16．3 |
0．8 |
||
22．4 |
18．1 |
Le Bellego and Noblet,2002 |
|
试验4 |
20．4 |
18．0 |
|
18．4 |
4．6 |
1．4低蛋白日粮提高了猪日粮的净能值
Noblet等（1987）发现（表4），在日粮代谢能不变的前提下，低蛋白日粮组（蛋白15.3%，添加赖氨酸）与普通粗蛋白日粮组（蛋白17．8％）相比，前者多沉积5．l％－11．2％的能量。显然，这与尿能，体热散失减少有关，客观上，低蛋白日粮提高了日粮的净能浓度，对于提高低能量日粮的能量浓度具有重要的意义。
表4日粮中的粗蛋白含量对能量利用产生的影响*
项目 |
处理组
|
效果 |
||
粗蛋白/% |
17．8 |
15．3 |
15．3+L-赖氨酸 |
P＜0.01 |
赖氨酸摄入量(g/d) |
12．9a |
10.8b |
12.8 |
- |
代谢能摄入量(MJ/d) |
22 |
22 |
22 |
P＜0.01 |
脂肪沉积（g/d） |
118a |
132c |
124b |
P＜0.01 |
肌肉沉积（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
动物不能自身合成或合成量不能满足动物需要，必须由饲料外源提供的氨基酸：
精氨酸 |
组氨酸 |
异亮氨酸 |
亮氨酸 |
赖氨酸 |
蛋氨酸 |
蛋氨酸+胱氨酸 |
苯丙氨酸 |
猪+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
苏氨酸 |
色氨酸 |
缬氨酸 |
苯丙氨酸+酷氨酸 |
甘氨酸+丝氨酸 |
脯氨酸 |
||
猪+ |
+ |
+ |
+ |
- |
- |
||
鸡+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
+ |
||
2．2半必需氨基酸
在一定条件下能代替或部分代替必需氨基酸的氨基酸，蛋氨酸→半脱氨酸／跳氨酸（总含硫氨基酸的一半），苯丙氨酸→酪氨酸（芳香族氨基酸的一半），甘氨酸→丝氨酸。
2．3非必需氨基酸
常用饲料富含或动物可自体合成数量足够。无须由饲料外源提供的氨基酸。这些氨基酸亦为动物需要。
2．4限制性氨基酸
与动物对各种必需氨基酸需要量相比，某种饲料或日粮所含必需氨基酸比值偏低的氨基酸。由于这一或这些氨基酸的不足，会限制动物对其它必需和非必需氨基酸的利用。其中比值最低的称第一限制性氨基酸，依次为第二、第三……限制性氨基酸。不同日粮，不同动物，限制性氨基酸的品种和顺次不完全相同。以可消化氨基酸为指标确定必需氨基酸品种和顺次，比以总氨基酸为指标，更准确、更适用。
通常，对于禽，第一限制性氨基酸为蛋氨酸；对于猪，第一限制性氨基酸为赖氨酸，第二、第三…… 限制性氨基酸受制于日粮类型和特定动物类型。
3配制低蛋白质日粮的基本原则
3．1低蛋白质日粮的赖氨酸水平必须和高蛋白日粮的赖氨酸水平一致
据Kerr等（1995）报道：小猪日粮中蛋白降低4％（19％→15％），赖氨酸1.04％－0．75%，日增重420g→370g，饲料转化率0.55→0．48；中猪，蛋白降低4％（16％→12％），赖氨酸0．82%→053％，日增重770g→650g，饲料转化率0．40→0.36；大猪，蛋白降低3％（14％→11%），赖氨酸0．67％→0．45％，日增重870g→780g，饲料转化率0.32→0．27。倘降低蛋白水平而赖氨酸水平不变，其日增重和饲料转化率，同高蛋白日粮相比，都没有差异（表5）。
3.2其它必需氨基酸和赖氨酸的比例要达到理想蛋白的标准
所谓理想蛋白质，实质上是必需氨基酸之间的最佳平衡，或称最佳配比。
表5 低蛋白日粮添加工业氨基酸对生长肥育猪生产性能的影响
原料 |
小猪 HP LP+AA LP |
中猪 HP LP+AA LP |
大猪 HP LP+AA LP |
||||||
玉米 |
68.25 |
77.72 |
78.31 |
76.40 |
85.88 |
86.48 |
82.12 |
89.18 |
89.63 |
脱壳豆粕 |
28.78 |
18.56 |
18.56 |
21.04 |
10.81 |
10.81 |
15.74 |
8.11 |
8.11 |
磷酸氢钙 |
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 |
药物预混料 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
维生素预混料 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
0.1 |
微量元素预混料 |
0.35 |
0.35 |
0.35 |
0.35 |
0.35 |
0.35 |
0.35 |
0.35 |
0.35 |
L-赖氨酸盐酸盐 |
- |
0.37 |
- |
- |
0.37 |
- |
- |
0.28 |
- |
DL-色氨酸 |
- |
0.06 |
- |
- |
0.06 |
- |
- |
0.04 |
- |
L-苏氨酸 |
- |
0.16 |
- |
- |
0.16 |
- |
- |
0.13 |
- |
成分/%（计算值 |
|||||||||
粗蛋白值 |
19 |
15 |
15 |
16 |
12 |
12 |
14 |
11 |
11 |
赖氨酸 |
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 |
苏氨酸 |
0.77 |
0.77 |
0.61 |
0.65 |
0.65 |
0.49 |
0.57 |
0.57 |
0.45 |
生产性能指标 |
|||||||||
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/饲料消耗 |
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单体氨基酸的供给是配制低蛋白质日粮的物质基础
所谓低蛋白日粮，系指与高蛋白日粮相比，其蛋白质水平较低的日粮，这里的高蛋白质日粮通常为典型日粮或按某一饲养标准配制的日粮。低蛋白日粮与高蛋白日粮相比，前者的限制氨基酸种类较多和限制程度较大。日粮限制性氨基酸的满足程度制约低蛋白日粮的蛋白质水平。低蛋白质日粮的配制，在很大程度上取决于单体氨基酸的供给和价格的可接受性。第一限制性氨基酸满足需要以后，第二或第三限制性氨基酸……，很可能受工业氨基酸供给或成本限制而无法满足动物对这种氨基酸的需要，此时应以这种氨基酸的水平为基准，确定其它必需氨基酸在日粮中的水平。
3．4杂粮型日粮的必需氨基酸水平，应以氨基酸回肠真消化率（猪）或氨基酸真消化率（鸡）进行校正
现有的猪、鸡必需氨基酸需要量及理想蛋白质推荐值多以玉米一豆粕型日粮为基础，总氨基酸为指标测得的。而仅有的、以可消化氨基酸为指标的需要量推荐值有待进一步研究推敲。为此，以总氨基酸为指标配制日粮时，建议对豆粕以外的杂饼（粕）的氨基酸含量，以其氨基酸真消化率进行豆粕当量值校正，其校正方法如下（表6）。
表6棉粕氨基酸含量的豆粕当量值校正 %
CP |
Lys |
Met |
Cys |
Thr |
Trp |
Val |
Ile |
|
氨基酸的回肠真消化率 |
||||||||
豆粕 |
44 |
91 |
92 |
82 |
88 |
91 |
88 |
92 |
棉粕 |
43 |
65 |
74 |
77 |
74 |
73 |
77 |
73 |
棉粕氨基酸豆粕 |
0．71 |
0．80 |
0．94 |
0．84 |
0．80 |
0．88 |
0．79 |
|
当量值校正系数* |
||||||||
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 |
|
经校正** |
1.41 |
0.47 |
0.64 |
1.05 |
0.41 |
1.67 |
1.02 |
|
*棉粕氨基酸的豆粕当量值校正系数一棉籽的氨基酸回肠真消化率/豆粕的氨基酸回肠真消化率。
＊＊棉粕的氨基酸经校正值=棉粕的未校正氨基酸含量×棉粕氨基酸的豆粕当量校正系数。
4猪的低蛋白日粮
仔猪对饲料粗蛋白质水平不敏感，在满足猪对赖氨酸的需要，且保持必需氨基酸平衡的原则下，其生产水平不会受到影响(表7、表8)。
表7降低日根粗蛋白质水平不影响仔猪生产性能的实例*
体重/kg |
粗蛋白质水平/% |
低蛋白组补充的氨基酸 |
文献来源 |
|
对照组 |
低蛋白组 |
|||
5-15 |
22.1 |
19.0 |
Lys,Met,Thr,Trp |
Clinq-Mars |
5-20 |
21.0 |
17.0 |
Lys,Met,Thr |
Hansen |
8-21 |
19.0 |
15.0 |
Lys,Thr,Trp |
Kerr |
14-28 |
21.8 |
18.3 |
Lys,Met,Thr,Trp |
Jin |
12-27 |
22.4 |
16.9 |
Lys,Met,Thr,Trp,Ile,Leu |
Le Bellego Noblet(2002) |
*乔岩瑞（2003）。
由表7可见，日粮粗蛋白质水平降低的幅度和添加到饲料中的氨基酸种类有一定的关系。低蛋白日粮中缺乏的氨基酸比高蛋白日粮多。高蛋白仔猪料普遍缺乏赖氨酸，低蛋白日粮尚须补充苏氨酸、蛋氨酸和色氨酸的不足；极端低蛋白日粮，须进一步补充异亮氨酸和额氨酸。
在Le Bellego和 Noblet的试验中，粗蛋白质水平由 22．4％降到16．9％，即降低5．5%，未见对增重造成不利的影响。
表8 添加各种氨基酸的低蛋白日粮对猪生长的影响*
处理组 |
一 |
二 |
三 |
效果 |
蛋白水平（生长期/肥育期）/% |
18/16 |
15/13 |
12/10 |
|
赖氨酸/% |
0．94/0.86 |
0.94/0.86 |
0.94/0.86 |
- |
苏氨酸/赖氨酸/% |
71 |
60 |
60 |
- |
含硫氨基酸/赖氨酸/% |
63 |
60 |
60 |
- |
色氨酸/赖氨酸/% |
23 |
19 |
19 |
- |
采食量（生长期+肥育期）/（g/d） |
2023 |
1989 |
2017 |
MS |
氮保留（生长期）/（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 |
*Kiss等（1992），生长期26-60kg，肥育期60-95kg，根据体重而调节采食量
由表8可见，中、大猪日粮粗蛋白质水平最多降低 6％，在保证氨基酸供给的情况下，采食量和日增重均不受影响。
表9日粮中的必需氨基酸和非必需氨基酸*％
日粮粗蛋白质/% |
||||
生长期 |
育肥期 |
|||
20．1 |
15．6 |
17．5 |
13．3 |
|
小麦 |
32．74 |
38．46 |
35．5 |
41．43 |
玉米 |
34．96 |
40．80 |
37．9 |
43．21 |
豆粕 |
2．50 |
2．50 |
2．50 |
2．50 |
麦麸 |
0．43 |
0．41 |
||
L-赖氨酸盐酸盐 |
0．10 |
0．07 |
||
L-蛋氨酸 |
0．17 |
0．15 |
||
L-苏氨酸 |
0．04 |
0．04 |
||
L-色氨酸 |
0．03 |
0．04 |
||
L-异亮氨酸 |
0．08 |
0．07 |
||
L-缬氨酸 |
3．25 |
3．85 |
3．20 |
3．95 |
可消化赖氨酸/（%，日粮） |
0．87 |
0．86 |
0．71 |
0．69 |
总赖氨酸（%，日粮） |
1．02 |
0．97 |
0．84 |
0．79 |
氮含量/(g/kg日粮) |
||||
日粮 |
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/总氮/% |
||||
必需氨基酸 |
45 |
46 |
44 |
45 |
非必需氨基酸 |
55 |
54 |
56 |
55 |
*Le Bellego等（2001）。
猪低蛋白日粮的成功，显示猪理想蛋白质模型的日臻完善，已达到了可以实际应用的程度。通常认为，按照理想蛋白质的概念，必需氨基酸的总量要达到总氮的45％以上，赖氨酸在粗蛋白中的比例应在65％以上。然而，由表9可见必需氨基酸和非必需氨基酸在总氮中的比例以及非必需氨基酸的供给，似乎与日粮粗蛋白质水平无关。看来，降低粗蛋白质同时，通过增加工业氨基酸达到提高必需氨基酸在日粮总氮中的比例，是行之有效的方法。
5肉鸡低蛋白日粮
成功的肉鸡低蛋白日粮和猪日粮一样，其赖氨酸水平和其它必需氨基酸水平应满足需要，即不低于高蛋白日粮的必需氨基酸水平。
Kidd等（2002）的试验，使小、中、大鸡的粗蛋白质水平分别降低了l．46％、0．66%和1．28％。
Fancher等（1989），使日粮粗蛋白质水平降低了1．8％，即引起体重降低，尽管日粮氨基酸水平补充到高蛋白日粮水平。
刁其玉等（2000），使 14-35日龄的肉中鸡日粮粗蛋白质水平降低 4％，对体增重无明显影响；当降低6％时，显著地影响了生长。
Deschepper等（1995），在3－6周龄肉仔鸡日粮，除了补加必需氨基酸，还添加了谷氨酸胺（作为非必需氨基酸源），结果日粗粗蛋白质水平降低了7％，生长未见受阻。看来低蛋白日粮，不仅要考虑必需氨基酸的平衡，同时必须考虑非必需氨基酸的总量。
迄今为止，肉鸡不同于猪，其日粗粗蛋白质水平有时降低2％－3％亦难以成功。看来，肉鸡的理想蛋白质模型尚未成熟，其非必需氨基酸的需要亦有待进一步研究。
6产蛋鸡低蛋白日粮
由表10数据可见：采食低蛋白日粮的产蛋鸡生产性能，随限制性氨基酸品种补充数增加而增加；产蛋率 80％以上时，低蛋白日粮即使补充氨基酸亦不能达到常规蛋白水平时的生产性能；日粮粗蛋白质水平在补充赖氨酸和蛋氨酸的前提下，有可能降低2％－3％，降低3％－4％是很困难的。
表10低蛋白日粮添加氨基酸对产蛋鸡生产性能的影响*
蛋白质水平/% |
产蛋率/% |
蛋重/(g/枚) |
产蛋重/(g/只，d) |
饲料采食量/(g/只，d) |
料蛋比（g/g） |
22-34周龄 |
|||||
18 |
84.5a |
52.1a |
44.0a |
100.5a |
2.29b |
14 |
71.5c |
49.2d |
35.2d |
97.8bc |
2.78a |
14+Met |
81.8b |
50.2c |
41.1c |
97.1bc |
2.37b |
14+Met+Lys |
81.5b |
50.9bc |
41.5bc |
96.5c |
2.32b |
14+Met+Lys+Trp+Ile |
82.0ab |
51.4ab |
42.2bc |
97.1c |
2.30b |
15+Met+Lys |
82.6ab |
51.6ab |
42.6b |
98.8b |
2.32b |
34-50周龄 |
|||||
16.5 |
80.0a |
57.4a |
45.9a |
106a |
2.31c |
13 |
63.9c |
52.6c |
33.6d |
96.7c |
2.88a |
13+Met |
76.8ab |
55.5b |
42.6c |
101.0bc |
2.37bc |
13+Met+Lys |
76.7ab |
56.1ab |
43.0bc |
101.8ab |
2.36bc |
13+Met+Lys+Trp+Ile |
78.5a |
56.7ab |
44.5ab |
101.0bc |
2.27c |
14+Met+Lys |
74.1a |
57.0a |
45.0a |
102.5ab |
2.28c |
50-66周龄 |
|||||
15 |
71.7a |
62.4a |
44.7a |
115.7a |
2.59c |
12 |
61.3b |
57.5d |
35.3b |
115.3a |
3.28a |
12+Met |
63.5b |
59.2c |
37.6bc |
112.3a |
3.01abc |
12+Met+Lys |
66.1ab |
60.5bc |
40.0b |
114.4a |
2.87bc |
13+Met+Lys+Trp+Ile |
66.4ab |
61.4ab |
40.8ab |
113.7a |
2.80c |
13+Met+Lys |
65.1ab |
60.8b |
39.6bc |
112.6a |
2.84bc |
*摘自Kavous Keshavrz(1992),商品白来航鸡；玉米-豆粕型日粮。
