仔猪早期断奶能有效减少和阻断一些由母猪向仔猪水平传播的疾病,提高母猪繁殖率和栏舍利用率,提高仔猪后期的生产性能和胴体品质。但仔猪断奶后受营养、心理、环境等应激因素的影响,常出现腹泻、采食量低、生长受阻、免疫力降低、死亡率高等仔猪早期断奶综合征。高品质教槽料是乳仔猪早期断奶成功的重要保障。目前,国内关于教槽料的研究资料不多,市场上的教槽料产品质量参差不齐,应用效果不稳定。本文在简要介绍乳仔猪早期断奶应激的基础上,重点对乳仔猪营养需要和乳猪教槽料配制技术最新研究进展进行综述。
1乳仔猪早期断奶应激反应本课题组历经9年,系统研究了早期断奶(14日龄)对仔猪代谢与内分泌、免疫、体内电解质平衡和胃肠道内容物pH值、消化酶活性、肠道微生物区系和消化道形态结构的影响,探讨仔猪早期断奶应激反应,简要总结如下。
1.1体内代谢与内分泌断奶后第1天仔猪因厌食而处于饥饿或半饥饿状④中圆亳教东志书场凝态,血糖大幅降低,引起T4水平升高,促使仔猪动用肝糖原和体脂肪,使血清总脂含量第1天升高、血糖含量第2天升高;但由于仔猪体内营养储备有限,此后血糖和血脂水平降低,肝脏重降低,血清总蛋白含量则一直维持低水平。尽管断奶第4天后饲料摄入大幅度增加,但由于消化不良,引起仔猪腹泻,胃内容物又减少,血糖、血脂仍然维持较低水平。
1.2免疫由于常规饲料中免疫物质或免疫刺激物含量比母乳少,因此断奶后T淋巴细胞亚群(尤其CDZ/CDs+比值)为指标的细胞免疫机能下降、球蛋白及球蛋白占总蛋白比值也下降。可见,早期断奶应激导致仔猪免疫功能下降,至断奶后第6~7天仔猪免疫功能大致恢复至哺乳仔猪水平。
1.3体内电解质平衡和胃肠道内容物pH值母乳停止供给和仔猪前期饲料采食不足(处于饥饿或半饥饿状态),导致体内电解质平衡值降低和胃肠道内容物pH值升高,后期(第4天后)尽管饲料采食增加,但由于饲料酸结合力高,仔猪自身胃酸分泌能力低,使胃肠道内容物pH值进一步升高,体内电解质平衡值持续低下。
1.4消化酶活性由于胃肠道内容物pH值升高,断奶仔猪蛋白酶和脂肪酶活性降低,此后饲料(酸结合力高)摄人使胃肠pH值进一步升高,使脂肪酶和淀粉酶活性进一步降低。这导致断奶仔猪对饲料消化率降低。
1.5肠道微生物区系上述4个方面的条件变化,进一步使断奶仔猪肠道中的微生物区系失去平衡,大肠杆菌数量增加,乳酸杆菌数量减少,大肠杆菌厚L酸杆菌比例增加,引起腹泻。
1.6消化道形态结构方面上述各项指标,尤其是免疫指标、体内电解质平衡、胃肠道内容物pH值和肠道微生物区系的变化,进一步导致断奶仔猪小肠粘膜绒毛变短,隐窝加深(这种变化在饲料摄入量增加时加剧),消化吸收功能降低。
2乳仔猪营养需要2.1能量需要哺乳期和断奶期仔猪饲养的目标是获得最大的生长速度。断奶体重较大的仔猪具有3个方面的优势:1)体脂肪含量高,有利于克服断奶期采食量不足的问题,且此时的高体脂肪沉积对屠宰时的最终胴体脂肪含量影响很小;2)消化道发育更完善,有利于顺利过渡到断奶饲粮;3)有研究表明,哺乳期和断奶期生长较快的仔猪在生长肥育期的生长速度亦较快,因而屠宰体重更大。哺乳仔猪蛋白质沉积与能量摄人量
成正相关,因而亦需要为哺乳仔猪提供最大的能量摄人,以达到最大的蛋白质沉积。
仔猪出生后,蛋白质和脂肪沉积迅速增加。在出生至21日龄断奶期间,仔猪蛋白质和脂肪含量线性增加,平均增速分别为34~38 g/d和30~35 g/d.哺乳至断奶过渡期间,由于采食量低,蛋白质增长暂时放缓,而脂肪增长通常为负值。在这一时期,蛋白质沉积增长速度既与采食量有关,又与饲粮蛋白质含量有关。体脂肪动员速度与采食量、饲粮蛋白质水平和环境温度有关。
2.1.1维持能量需要哺乳仔猪的维持代谢能需要为470 kJ/kg·BW075·d(Jentsch等,1992)。仔猪断奶(4周龄)后第1周的维持代谢能需要为453 kJ/kg·BW0 75'd,第2周为423 kJ/kg·BW“75'd(Gentry等,1997)。仔猪的维持代谢能需要还与环境温度有关。当环境温度分别为18℃、23℃和28℃时,两周龄仔猪的维持代谢能需要分别为739、615和550 kJ/kg·Bw伽·d(Close和Stanier,1984)。环境温度分别为32-26℃、28~22.c和22~18℃时,4~9周龄仔猪维持代谢所消耗能量分别为443、510和652 kJ/kg·B酽75.d(Le Dividich和Noblet,1982)。
2.1.2蛋白质和脂肪沉积能量需要母猪初乳代谢能用于仔猪生长的效率为0.91(LeDividich等,1994),常乳代谢能用于仔猪生长的效率介于0.70~0.73(Jentsch等,1992;Motion和Le Dividich,1999)。在哺乳仔猪中,脂肪沉积主要由吸收的乳脂直接结合脂肪组织(Gerfault等,2000),因而母乳代谢能用于沉积脂肪的效率(Ⅺ)理论上为1.0,且得到试验证实(Morion和Le Dividich,1999)。母乳代谢能用于蛋白质沉积的效率(Kp)为0.56(Jentsch等,1992;Motion和k Dividich,1999 o在断奶仔猪中,摄入代谢能用于生长、蛋白质能量沉积和脂肪能量沉积的效率分别为0.72、0.66和0.77,与生长猪的相应值接近(ARC,1981)。
2.1.3我国有关仔猪能量需要的研究近20年来,国内有关仔猪能量需要的研究报道极少。杨嘉实等(1986)采用呼吸测热和碳氮平衡法测得了瘦肉型三元杂仔猪在哺乳前、后期的绝食代谢产热量,并确定仔猪在哺乳前、后期的维持代谢能分别为669.4和610.9 kJ/kg·BW075·d.国内其它有关仔猪能量需要的研究多采用综合法,且研究对象多为我国地方品种仔猪或地方品种与外种杂交仔猪。本课题组(林映才等,2002 ab)对目前我国普遍饲养的杜×大X长三元杂交仔猪研究表明,8~22 kg以上仔猪采食量与饲粮消化能浓度呈较强负相关(R2=0.79),并且不同饲粮消化能浓度的各组消化能、代谢能摄入量均无显著差异,而4~8 k仔猪以上两指标相关性较弱(R2=0.27 o表明8 kg以上仔猪具有依饲粮消化能浓度调节采食量维持较恒定能量摄入量的能力,但8 kg以下仔猪这种调节能力较差。因此,配制4~8 k仔猪饲粮应适当提高仔猪消化能日摄入量。
2.2蛋白质和氨基酸需要2.2.1蛋白质需要仔猪出生后快速生长、生理急剧变化,对蛋白质和氨基酸营养需要高。但仔猪消化系统发育不完善,断奶后营养源从母乳转向固体饲料,饲粮中高蛋白质水平往往导致仔猪腹泻和生长抑制(蒋宗勇,1994)。因此,确定仔猪饲粮适宜蛋白质水平尤为重要。过去20年来国内外对仔猪蛋白质需要进行了大量研究,其评价指标包括生长性能、氮沉积、腹泻情况及消化道形态结构等。对相关研究报道进行综合,18%~20%的粗蛋白水平可满足4~20 kg仔猪的需要,建议4~10 kg阶段采用20%,10~20 kg阶段采用18%.
2.2.2氨基酸需要仔猪氨基酸需要仍是最近国内外研究的重点之一。对近20年来的相关
研究报道进行分析:1)仔猪赖氨酸需要量,1990年至今的结果为:体重小于10 kg仔猪(均重7.70 kg)需要量为1.47%,大于10 kg者(均重14.20 kg)为1.18%;1990年之前的结果为:体重小于10 kg仔猪(均重7.75 kg)需要量为1.29%,大于10 kg者(均重13.92 kg)为1.15%.可见,1990年以来研究得到的体重小于10 kg仔猪的赖氨酸需要量高于1990年之前得出的结果,而两时间段对体重大于10 kg仔猪赖氨酸需要量的研究结果较接近。2)关于仔猪蛋氨酸需要量的研究报道较少,总含硫氨基酸需要量的研究结果差异较大。差异原因可能有如下3方面:①仔猪所需的总含硫氨基酸可由胱氨酸提供40%~50%(Chung,1992b;Shoveller,2001),不同试验所用饲粮中蛋氨酸与胱氨酸的比例不同,胱氨酸过量导致得出的总含硫氨基酸需要量偏高,胱氨酸不足则导致得出的蛋氨酸需要量偏高;②饲料中含硫氨基酸测定易产生误差;③各试验饲粮中赖氨酸水平存在差异。因此,尚需加强仔猪含硫氨基酸需要量研究。综合近20年来的相关研究报道,体重小于10 kg仔猪(均重6-58 kg)总含硫氨基酸需要量为0.75%,大于10 kg者(均重14.30 kg)为0.59%,低于NRC(1998)相应推荐量。按此结果,8~20 kg仔猪常用玉米~豆粕型基础饲粮中的总含硫氨基酸已可满足其需要,无需另外添加蛋氨酸。这与林映才、蒋宗勇等(1995a)于8~20 kg仔猪玉米一豆粕型饲粮中添加蛋氨酸,未观察到对生长性能有添加效应的结果相符。但实际生产的乳猪料中仍普遍添加蛋氨酸,因此这一问题值得进一步探讨。3)苏氨酸和色氨酸方面,1994年至今的研究结果:体重小于10 kg仔猪苏氨酸需要量0.92%(均重7.54奴)、色氨酸需要量0.26%(均重6.33 kg);大于10kg仔猪苏氨酸需要量0.70%(均重13.61奴)、色氨酸需要量0.22%(均重14.23 kg);1994年之前的结果为:体重小于10 kg仔猪苏氨酸需要量0.69%(均重6.73 kg)、色氨酸需要量0.21%(均重7.50 kg);大于10妇仔猪苏氨酸需要量0.61%(均重13.18妇)、色氨酸需要量0.17%(均重14.30 kg)。可见,近10年来对仔猪苏氨酸和色氨酸的研究结果高于以前得到的结果,这可能有3个原因:①猪的遗传改良,生长潜力提高;②饲粮中赖氨酸水平提高,相应的需要量增加;③仔猪早期断奶伴随免疫异常、过氧化损伤、炎症、应激等反应,苏氨酸和色氨酸的需求增加(Nathalie,2003)。已知炎症反应和免疫系统活动中,对包括色氨酸在内的芳香族氨基酸需求增加(Reads,1994),苏氨酸对免疫和维持肠道功能至关重要(Li,1999;Ball,1999)。4)关于仔猪异亮氨酸、缬氨酸、精氨酸、组氨酸和酪氨酸需要量的研究报道还相当少。这些氨基酸对于仔猪尤其断奶仔猪蛋白质合成、免疫功能、解毒、抗应激等都有重要作用(Ewtushik,2000;Nathalie,2003),有必要加强相关研究。5)研究表明,断奶引起仔猪小肠粘膜绒毛萎缩的原因之一是母乳中谷氨酰胺(Gln)的供给停止(Pluske,1997),而21日龄以前仔猪肠道消化饲料中结合态Gin的酶系尚未发育完善(Madej,1999)。早期断奶仔猪饲粮中补充Gin可防止空肠绒毛萎缩,提高抗氧化能力、小肠吸收功能和消化酶活性,增强免疫功能,促进肌肉中RNA和蛋白质合成,从而提高生产性能和减少腹泻(Wu,1996;Lee,2002,2003a,b;刘涛,1999,2003;张军民,2001,2002abc,2003ab)。从已有的研究结果看来,1%的Gin水平可满足早期断奶仔猪的需要。
2.2.3”理想蛋白质“氨基酸模式NRC(1998)将生长猪的氨基酸需要分为维持需要和蛋白质沉积需要,维持和蛋白质沉积的理想氨基酸比例不同。由于仔猪维持需要的氨基酸所占比例与生长猪的不同,不同阶段体组织蛋白质的氨基酸组成不同,仔猪尤其断奶仔猪免疫、抗氧化、抗应激、维持肠道功能等对某些氨基酸的特殊需要,因此,仔猪的理想氨基酸模式不同于生长肥育猪阶段。对近20年来的相关研究报道进行分析:1)以总氨基酸表示,各模式间差异很大,以可消化氨基酸表示,则各模式间相对较为接近。这说明,可消化氨基酸平衡模式更精确反映仔猪的实际需要。2)NRC(1998)的仔猪氨基酸平衡模式基本上是参考体蛋白沉积的氨基酸模式,而且仔猪与生长肥育猪的模式相同。对于苏氨酸、含硫氨基酸和异亮氨酸,NRC(1998)模式与Chung(1992)、Baker(1995)和Kim(1995)模式差异较
大,这可能是由于NRC(1998)未充分考虑仔猪维持对这3种氨基酸的高需求。因为这3种氨基酸的维持需要比例远高于蛋白质沉积所需的比例。3)ARC(1981)给出的色氨酸、苏氨酸、含硫氨基酸比例偏低。(4)Rhone-Poulenc(1993)推荐的仔猪氨基酸平衡模式中精氨酸和组氨酸比例需进一步探讨。
2.3矿物质需要最近20年来,国外关于仔猪矿物质需要的研究报道较少。NRC(1998)中除钠和氯之外的其余矿物元素推荐量与NRC(1988)一样。张振斌、蒋宗勇等(2001)已对我国矿物元素的营养研究进展进行了综述。
断奶仔猪对含有乳清粉或血浆粉的饲粮(钠、氯含量高)添加食盐有积极反应(Mahan,1996;Kisiel,1998),因此,NRC(1998)调高了仔猪钠和氯的需要量。
饲粮中的钾、钠、氯是相互作用的,应考虑电解质平衡,尤其实用猪饲粮中往往钾含量较高。对近20年的相关研究报道进行综合,仔猪适宜电解质平衡值为200~300 meq/kg.
不同研究得出的铜、铁、锌、锰需要量差异较大。分析可能原因:1)动物体内微量元素吸收、利用互相影响,不同研究者设计的基础饲粮中其它微量元素水平不同,影响目标元素的需要量研究结果;2)部分研究的试验动物偏少,仅以生长性能评价得出的需要量不准确;3)部分试验设计梯度偏少,影响结果的精确性。微量元素不仅影响仔猪的生长,还涉及安全和环保问题。
尤其当前仔猪饲料普遍使用高铜、高锌,其微量元素含量普遍高于仔猪营养需要(农英相,2003),进一步深入研究仔猪对铜、铁、锌、锰的需要及其比例仍很重要。
高剂量铜(250 mg/kg)促进仔猪的作用已被大量研究证实,蒋宗勇(1988)、程忠刚和林1央才(2001)已对此综述。然而,饲喂含260 mg/kg铜饲粮30天比10 mg/kg使肝铜含量增加8倍(胡国良,2000)。饲喂含210 mg/kg铜饲粮30 d比10 mg/kg使肝铜含量增加5倍,肾铜含量增加2倍(李杰,1996)。添加200 mg/kg铜饲粮较12 mg/kg使粪铜含量提高8.5倍(1 396 mg/kg对165 mg/kg)(余德谦,林映才等,2003)。因此,高铜带来的残留和污染问题应引起重视。Coffey(1994)进行的8个试验1 301头断奶仔猪的研究,结果表明,100 mg/kg赖氨酸螯合铜的促生长效果优于高剂量硫酸铜。Ward(1997)总结系列研究也得到相同结论。国内的研究结果与此相似(周桂莲,1996,2002;余德谦,2003)。可见,使用有机铜,可降低铜的用量,达到高剂量硫酸铜的效果,从而降低组织残留和对环境的压力。
自Poulsen(1989)发现饲粮添加2 500 mg/kg锌(ZnO)可降低断奶仔猪腹泻率以来,国内外针对高锌的应用效果和作用机理开展了大量研究。计峰(2003)统计了33次高氧化锌的试验结果,其中80%对断奶仔猪有促生长作用。美国12所大学合作试验(12个州试验共1 356头仔猪),结果表明,3 000 mg/kg锌(ZnO)22日龄断奶仔猪4周内日增重可提高12.5%、饲料利用率4.3%,其效果优于使用250 mg/kg铜(Hill,2000)。
Carlson和Hill(1999)试验结果表明,对于14日龄和25日龄断奶仔猪,断奶后两周连用3 000 mg/kg锌,可分别提高日增重8%和16%、提高饲料利用率5%和6%.Takaeh(2000)对1 400头母猪所产仔猪的生产统计表明,饲喂含3 000 mg/kg锌(ZnO)饲粮比另两种锌含量饲粮(100 mg/kg和612 rag/ks锌),可提高仔猪日增重(436 g/d对394 g/d)、降低死亡
率(0.96%对8.0%)。赵昕红、李德发(1999)和杨立彬、李德发(2000)研究表明,3 000 mg/kg锌比250 mg/kg铜,对35日龄断奶仔猪有促生长、防下痢效果更好,其体液免疫和抗氧化能力也较好。可见,高锌对断奶仔猪的促生长作用已确定。然而,由于添加的高锌基本全部排泄而污染环境,已引起各国的关注。辜玉红(2004)研究表明,饲喂2 916 mg/kg锌饲粮与95.6 mg/kg饲粮比较,粪样中锌含量增加27倍,锌排出量增加33倍。从环境保护角度考虑,控制好高锌的添加量和添加时间很有必要。Dove(2003)根据试验结果,建议21日龄断奶后1~1ld使用3 000 mg/kg锌,12~21 d使用2000 mg,kg锌,22-35 d使用1 500 mg/kg.上述美国12所大学合作试验表明,3 000 mg/kg锌对仔猪断奶后增重的作用在第2周最明显,3周内有效,第4周无作用;对饲料利用率的作用主要在前两周(Hill,2000)。Carlson和Hill(1999)研究表明,无论是14日龄早期断奶还是传统的25日龄断奶仔猪,添加高锌的作用都是在断奶后两周最明显。
冷静、戴志明(2003,aS,2004)研究表明,7~20 kg断奶仔猪饲粮添加1 000 mg/kg锌(ZnO),与添加3 000 mg/kg和5 000 mg/kg锌相比,仔猪生产性能、腹泻率、免疫功能、抗氧化能力等方面指标较佳。因此,建议断奶仔猪饲粮使用3 000 mg/kg锌两周后,应降低锌的用量。使用250 ms/ks甚至80 ms/ks的蛋氨酸锌对断奶仔猪与2000-3000 mg/kg锌(ZnO)同样有效(Ward,1997;程忠刚,2004),值得进一步研究。此外,高锌条件下微量元素的平衡尚待研究。
2.4仔猪的维生素需要20世纪40~70年代,国外对猪维生素需要量开展了大量研究,之后的研究则很少。NRC(1998)未对NRC(1988)的维生素需要量作修改。对近10年来相关研究结果进行分析:1)NRC(1998)对脂溶性维生素的推荐量可满足仔猪正常生长的需要,但要获得最佳免疫功能和抗氧化能力需要2~5倍于NRC(1998)需要量。2)为满足仔猪最佳生长的需要,2倍于NRC(1998)推荐的水溶性维生素量是必要的,特殊情况下还需更高。3)本课题组(林映才等,2002cd)研究表明,在胆碱含量较高的玉米一豆粕型饲粮上添加胆碱仍可提高仔猪的生长性能和外观经济性状,得出的需要量明显高于NRC(1998)推荐量。说明仔猪对胆碱的需要量较高。4)仔猪阶段添加维生素C对生长性能、造血和免疫功能有促进作用,其需要量随饲养条件、生产目标而异。
NRC(1998)对维生素的推荐量是基于不出现缺乏症的最低需要量,未能考虑到快速生长、断奶、免疫、应激等需要,而这些对于饲养仔猪非常关键。国内外近30年来对猪维生素需要量的研究很少,我国修订瘦肉型猪饲养标准仍只能参考NRC等标准,这对生产实践的指导作用明显不够。另一方面,实际生产中仔猪饲料往往添加高于NRC标准推荐量5~10倍的维生素,不同饲料中添加量也相差达8倍(张若寒,1995)。因此,系统研究仔猪的维生素需要量显得重要而迫切。
2.5我国仔猪营养需要量编制说明我国1987年版瘦肉型猪饲养标准将仔猪分为1~5 kg、5-10 kg和10一20 kg 3个阶段。NRC(1998)将仔猪分为3~5 kg、5~10 kg和10~20 kg 3个阶段。1993年7月在太原召开的第二届全国猪营养学术研讨会上,许振英教授、杨胜教授建议仔猪划分为1~8 kg、8~20 kg两阶段。综合考虑养猪生产水平、仔猪生长发育规律和我国生产实践情况,2004年版我国瘦肉型猪饲养标准将仔猪体重阶段分为3~8 kg和8~20 kg两阶段。
2004年版我国瘦肉型猪饲养标准同时列出了总磷和非植酸磷的需要量,其中非植酸磷