對鈣和磷的進一步研究

小馬哥 · 發表于 2007-3-27 18:46:48

宋建國   譯自《Feed Management》2002，Vol．53，Nos，19～23 賴永清   校
鈣和磷多年來一直被認為是對豬最重要的兩種礦物質。這兩種礦物質受到如此關注的原因之一是,它們與骨的發育密切有關，而舍飼豬經常發生與腿腳有關的疾患。所以,每當豬發生關節腫脹、跛行或骨折時，這時鈣和磷即使事實上根本與此無關，但仍常常成為首先被懷疑的對象。
最近，一位有名的養豬專家指出,養豬業正經歷著上市肉豬高發生率的骨折,因而他提議美國國家科學研究委員會（NRC）對鈣和磷作進一步的研究。
鈣和磷的基本常識 
     NRC的數據究竟能否準確反映當代豬的需要呢？在提出這個問題之前，最好讓我們簡短地回顧一下關于鈣和磷的基本常識。豬需要多種多樣的礦物質,但對鈣和磷的需要量最大。對鈣的日糧需要量在0.45%到0.90%之間,而對磷的需要量則在0.4%到0.7%之間，具體取決于豬的年齡、體重和生理階段（生長期、妊娠期、泌乳期等）。據估計，鈣的需要量為磷需要量的1.1～1.3倍。
豬體內99%以上的鈣和75%以上的磷存在于骨骼中，它們在骨中成結晶態，賦予骨以剛性和強度。骨還是這兩種礦物質的貯存地，所以鈣和磷可在需要時從骨中被輸送到血液、肌肉和其它軟組織中去。
日糧中無論是缺鈣還是缺磷，骨都會變軟，從而都可發生跛行或骨折。由于磷在血液、肌肉和其它軟組織中的含量都很高，所以缺磷就會導致生長遲緩、飼料利用率下降和胴體肌肉減少（見表1）。在母豬，鈣、磷缺乏會導致骨的脫礦化，這會導致后腿骨折和癱瘓，尤其在體重較大的泌乳后期母豬或者給仔豬斷奶后的母豬。在現場條件下，缺磷比缺鈣更常見。表1  磷的供應充足與否和豬的性能1
項    目平均日增重（磅）耗料/增重胴體瘦肉率（％）骨的強度（磅）骨灰分（％）
日糧磷充足
(0.50%) 1.69 3.08 58.5 321 57.4
日糧磷含量低 (0.32%)2 1.19 3.82 55.9 169 52.8

l.美國肯塔基大學的實驗；實驗用豬21頭，體重37～202磅；
2.低磷日糧以玉米和豆粕為基礎，不添加無機磷。

豬對磷的利用率 
谷物和油籽粕是美國豬日糧的兩大主要成分。這些原料中的磷大部分都被“封鎖”在了一種叫作植酸的一種有機絡合物中。若要利用這種形式的磷，就必須首先在腸道中通過叫作植酸酶的一種酶將植酸分解掉。遺憾的是，豬和雞都不具有這種酶。所以，本分解的植酸磷就會原封不動地通過消化道。盡管后段腸道中的一些微生物能夠分解植酸，但磷在這部分腸道中的吸收率是極低的。在反芻動物，比如牛和羊，瘤胃微生物能夠產生豐富的植酸酶，所以這些動物能夠充分利用植酸磷。
谷物和油籽粕中確實也存在一些非植酸的可利用磷，但其量很少。比如，玉米含磷0.25%左右，但其中僅10～15%可被豬利用。所以，玉米僅含0.04%的有效磷。
豆粕含磷0.65%，其中約25%可被利用．所以豆粕基本上含可利用磷0.16%左右。一種典型的生長日糧，其中玉米和豆粕的含量比為80∶20，其總磷含量為0.33%，但有效磷含量僅為0.06%。
在生長階段（體重44～110磅期間），一頭豬需要0.50%總磷以及0.23%左右的可利用磷，所以對玉米-豆粕日糧必須補充0.17%左右的高利用率磷，以滿足豬對可利用磷的需要。一般來說，飼料級的磷酸二鈣（事實上含三分之二磷酸二鈣和三分之一的磷酸一鈣）是豬日糧中最常用的補磷劑。
有些谷物，比如小麥，在一定程度上大麥也是，其中可利用磷的含量高于玉米。大多數其它谷物和大多數油籽粕中，磷的利用率都很低（見表2）。有些富含蛋白質的植物性飼料原料，比如棉籽粕和葵籽粕，其中磷的利用率幾乎為零。相反，動物蛋白質源，比如肉粉、肉骨粉、血粉和奶粉等，其中磷的利用率在90％以上、谷物副產品中磷的利用率相對較低，但小麥副產品例外(比如小麥粗粉)以及那些經過濕磨或發酵的制品（比如玉米面筋飼料和酒精糟）。
表2  磷的生物利用率1
原料磷的的利用率（%）2 原料磷的的利用率（%）2 原料磷的的利用率（%）2
玉米 12 棉粕 1 肉骨粉 90
高粱 20 葵籽粕 3 脫脂奶粉 91
燕麥 22 花生粕 12 血粉 92
大麥 30 低毒菜籽粕 16 魚粉 93
小黑麥 46 去皮豆粕 23 乳清粉 96
小麥 50 豆粕(44%CP) 31 蒸骨粉 82
高水分玉米 53 玉米麩 14 脫氟磷酸鹽 87
碎燕麥 14 玉米蛋白粉 15 磷酸二鈣 100
米糠 25 干啤酒糟 33 小麥粗粉 41
小麥麩 29 玉米蛋白飼料 59 燒酒糟 76

根據肯塔基大學的研究；
相對于磷酸一鈉或磷酸一鈣中磷的利用率（這兩種磷酸鹽中的磷利用率為100％）

鈣的生物利用率在日糧配合中沒有磷那么重要。谷物和大多數其它飼料原料中的鈣含量都極低，所以無論其利用率高或低都不會產生多大影響。此外，豬對大多數無機鈣源中鈣的利用率基本上都達到100%。必須考慮的因素  表3   NRC關于豬對鈣、磷需要量的估計值1
項
目生長豬2 妊娠
母豬泌乳
母豬繁殖
公豬
3-5kg 5-10kg 10-20kg 20-50kg 50-80kg 80-100kg
總鈣 0.90 0.80 0.70 0.60 0.50 0.45 0.75 0.75 0.75
總磷 0.70 0.65 0.60 0.50 0.45 0.40 0.60 0.60 0.60
有效磷 0.55 0.40 0.32 0.23 0.19 0.15 0.35 0.35 0.35
NRC《豬營養需要量》第10版，1998；
需要量估計值是每一體重范圍內的平均值。
必須記住的要點是，NRC營養標準中所列營養需要量都是最低標準，并非推薦量（見表3）。換句話說，其中所列的鈣、磷需要量都不包括任何安全系數。營養標準是動物在一般條件下采用一般飼料原料時最低需要量的平均值。
另一個要點是，NRC對生長-肥育豬提出的鈣、磷標準是為達到對高生長率和生長效率所需的日糧中鈣、磷水平，并未考慮最大骨礦化的需要。
由于以上兩點，大學營養學家和飼料廠營養師多年來一直推薦采用的鈣、磷飼喂水平都比NRC標準高得多。這一較高的水平為豬達到最佳生長和最佳骨強度提供了一定的安全系數。
這種做法在最近發生了改變。如今，磷被確認為潛在的環境污染物，會降低水質。此外，豬和家禽的廄糞與其它牲畜的廄糞相比，也有較高的磷含量。豬被飼喂高磷日糧時，其糞中的磷水平也會大大升高。在許多地區都已制定了關于磷的法規，限制了可施加于農田的磷量。這些法規強烈地推動著養豬業減少磷的排泄量。
降低磷排泄量的努力帶來了兩大變化。首先，大學和飼料公司提出的日糧磷推薦水平已被降低，以便減少糞中的磷；第二，現已有商品植酸酶可供應用，采用植酸酶就可進一步降低日糧磷水平，從而大大降低磷的排泄量。在有些情況下，肥育后期的日糧中可完全不添加磷。這些日糧中如果添加了足量的植酸酶，就可如我們站內所作的研究中見到的那樣，豬的生產性能和骨的礦化程度都可得到保持（見表4）。我們站的其它研究表明了，不添加磷的低磷肥育日糧中添加植酸酶，可使磷的排泄量降低34～40％（見表5）。

表4  植酸酶和肥育豬的磷排泄量1
組別 1 2 3 4
鈣(%) 0.50 0.40 0.40 0.40
磷(%)2 0.40 0.30 0.30 0.30
植酸酶(單位/kg)3 - - 250 500
日糧磷攝取量(克/天) 11.17 8.43 8.53 8.27
磷存留量(克/天) 3.68 2.03 3.36 3.78
糞磷排泄量(克/天) 7.23 6.31 4.86 4.03
尿磷排泄量(克/天) 0.26 0.09 0.31 0.46
總磷排泄量(克/天) 7.49 6.40 5.16 4.49
總磷排泄減少(%) 31% 40%
美國肯塔基大學平衡實驗，每一處理6頭豬（體重192 磅），平均日采食量5.8磅；
低磷日糧中所有的磷都由玉米和豆粕提供；
植酸酶制劑由BASF公司出品，商品名Natuphos－600（R）

表5  采用植酸酶時豬的生產性能和骨強度1
鈣(%)2 磷(%)2 植酸酶(單位/千克)3 日增重(磅) 耗料/增重骨強度(磅)
0.50 0.40 - 1.96 3.23 414
0.40 0.30 - 1.89 3.45 359
0.40 0.30 250 1.88 3.33 394
0.40 0.30 500 1.89 3.26 403
0.40 0.30 700 2.00 3.29 419
l. 美國肯塔基大學實驗，每一處理4圈，每圈6頭豬，初重125磅，末重243磅；
2. 實驗頭4周體重125～175 磅期間鈣、磷水平高0.05％  （鈣0．55%和0.45%；磷0.45％和0．35%）；表中所列水平是最后5周內（體重175～243磅）的飼喂水平；在含磷0.30％的日糧中，所有的磷均由玉米和豆粕提供；
3. 植酸磷制劑由BASF公司出品，商品名Natuphos－600（R）

是審視NRC標準的時候了嗎?
有人觀察到豬活體和胴體中骨折發生率增高，這是什么原因引起的呢？是NRC標準太低了因而需要更新了嗎？是不是遺傳改良的豬對鈣和磷的需要量高于NRC所列的量嗎？或者，這個問題是不是因為要降低磷排泄量而飼喂低磷日糧才發生的呢？
沒有人確切地知道問題的答案。但是，我們的意見是，NRC關于日糧鈣、磷的標準是準確的、并不需要加以更新。制定了1998年版《豬營養需要量標準》的NRC豬營養委員會沒有從過去10～15年間進行的研究（有些是用遺傳優良的豬種進行的）中發現證據說明需要提高鈣、磷需要量標準。但是，要記住，NRC給出的數據實際最低需要量，沒有包含安全系數在內，并且其數據并不會導致最大的骨礦化。
如果上市肉豬中過多的骨折真的是一個現實問題，那么這很可能是因為擔心糞便中磷含量過高會造成環境污染而飼喂了磷含量臨界不足或過低的日糧造成的。過去很多年間，大多數養豬者都沒有真正擔心過磷飼喂過量的問題。學術界和業界被告知，世界的磷供應量并不是無限的，但至少可以飼喂高磷日糧。有些調查結果表明，豬日糧中鈣和磷的添加率常常比豬的需要量高0.1～0.3％。
現在情況不同了，由于對環境污染的關心，大大減少了鈣、磷的超額使用。在對環境問題的關注中我們不可以讓事情走向極端而使得動物的健康受到危害。骨骼問題的報告表明，有些飼料配方摳得太緊，以至于有些豬群可能沒有得到足夠的鈣和磷來滿足自身的代謝需要。
現在，日糧配合適當與否的問題比以往任何時候更顯得重要。日糧必須精確配合，以便滿足豬對生物可利用磷的需要只能將日糧磷水平稍許提高0.05%，一般來說提高量不超過0.10%，以便保證骨骼的健康發育。對于鈣的供應量也可以這么說。必須避免日糧磷超量過多。低磷日糧中使用植酸酶是降低磷排泄量而同時保持生長性能和骨強度的一種有效手段，但是我們應該確保日糧中的植酸酶添加量必須足夠。
另一個有關礦物質營養的概念也必須加以說明。早期生長階段內骨中的礦物質儲備是否充足，可對生長后期產生影響。例如，一個人給肉豬在肥育期最后50磅增重期間飼喂低磷日糧，沒有見到有任何問題。他可能就會冒險在豬的肥育早期，甚至在生長期就飼喂低磷日糧。如果在肥育后期發生了骨折問題，或者在加工廠中發現胴體發生肋骨或脊椎骨的骨折，他可能就會認為肥育飼料不是問題所在，因為肥育飼料并沒有改變。在這種情況下，早期階段的問題延遲到肥育后期表現出來，可能就是造成肥育豬中和加工廠中所見問題的原因。
NRC出版物《豬營養需要量》仍然是配合豬日糧和制定飼喂方案的優良起點。說到底，日糧鈣磷水平一般都應該根據每個豬場的具體情況來確定，即應該根據豬場中豬的遺傳背景、采食量、所用的飼料原料、原料中的養分含量情況以及場內其它的特殊情況。沒有哪一種出版物能夠完全解決一切有關的問題。
原題名：Taking a Closer look at calcium and Phosphorus（英文）
原作者：Gary L.  Cromwell博士和Merlin D. Lindemann博士
（豬營養學家，美國肯塔基大學動物科學系教授）