豬的生長性能計算公式與比較

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豬的生長性能計算公式及比較               
                           李安軍

摘要：準確了解基于飼料本質的認識基礎上的豬的生長性能是營養工作者的首要任務。本文分析比較了可計算豬生長性能的三個公式：豬體成分計算法、美國NRC方法和生長曲線（日增重）公式，認為美國NRC方法實用性最強。作者對NRC方法中的難點即不同品種的胴體無脂瘦肉增重的評估給出了建議值。將建議值用于實踐，即可方便的使用NRC公式計算豬的營養需要、生長性能和飼料營養標準，這將形成一個“實用型”的動態模型。基于此模型的普及和創新，將有利于飼料和養殖行業間新的合作模式的形成。
關鍵詞：豬；生長性能；公式；創新
中國分類號：S8-01 畜牧現代化

動物生長性能、動物營養需要、飼料營養標準之間形成一個閉合環，如圖1所示。所以了解生長性能及其影響因素是動物營養工作者的首要任務。從今天情況來看，我們還缺乏對生長性能清晰、明確和全面的認識。
要全面分析“豬生長性能”，作者建議讀者朋友先精讀兩本書，一本是《豬營養需要》（第十版，美國國家研究委員會，譙仕彥等譯），一本是《實用豬生產學》（第三版，由英國畜牧專家Ilias Kyriazakis教授和Colin Whittemore教授等編著）。我們現在沒有自己的“方法論”來建立一個可以動態的預測基因型（品種）、營養水平、溫度環境和群體環境對豬自由采食量、生長和身體組成的影響效應。而這兩本書從不同的角度，運用不同的方法和公式給我們建立一個“實用型”的模型提供了素材（方法和公式等）。
總體上，本文即是對這兩本書中的公式的運用、比較和分析。另受篇幅所限，僅對其中的難點即品種的評估做總結性分享。



1        生長性能計算方法比較

1.1        生長概述：
豬體成分分為：體蛋白（Pt）、體脂肪（Lt）、體水份（Yt）、和灰分（At）；按屠宰結果可分為：可食用瘦肉、可食用脂肪和骨。豬的生長主要指瘦肉（蛋白）和脂肪的生長。蛋白生長（Pr）受最大蛋白日增長（Prmax）的影響，脂肪的生長受攝入能量和營養平衡的影響；一般營養先滿足維持和生存的需要，再滿足蛋白需要，最后才是脂肪生長。當營養不足時，機體先分解脂肪供能，然后是體蛋白，以保證生存和繁殖需要；這主要發生在斷奶后2-3周和母豬哺乳期，也是體脂肪負增長期。
計算生長的方法主要有：體成分計算法、美國NRC（第十版）推薦方法、生長曲線公式計算法。
計算生長的方法和公式常用的是：美國NRC（第十版）方法和生長曲線公式方法。兩種方法均可得出日增重的結果。NRC的方法更像“正推算”，即根據攝入的營養直接推算蛋白和脂肪日增重（用不同的無脂瘦肉增重表示品種差異，主要因子是品種、飼料能量和體重）；而生長曲線公式是直接的日增重公式，其因子包括不同品種的成熟體重、生長系數。比較計算結果發現，在體蛋白增重相同時二者計算的生長性能數據（到達100公斤體重日齡、平均日增重）幾乎完全相同，但具體到每日的日增重則差異較大（具體參見作者《豬的生長性能影響因素全解析》一書表4-2）；而且因此造成日采食量和料肉比（相差0.2左右）的差異。如何解釋兩者間差異及適當運用兩種方法的問題，還需研究。（作者：其原因之一可能是NRC方法使用體重作為主要因子計算的“日增重”數據實際上是當期體重的日增重，和“當日”的日增重有區別）。
1.2        豬的體成分計算法
1.2.1        公式：
Y=a × X b
Y：體成分；a和b的“經典”值見下表1；X：絕食體重=體重/1.05。
最近的研究證明瘦肉的b值為1.0-1.1，脂肪為1.3-1.6；瘦肉的a值為0.34-0.37，脂肪為0.01-0.03；取決于品種類型。同時也證明了蛋白質的b值為0.87-0.97，油脂的為1.4-1.6；蛋白質的a值為0.19-0.3，油脂的為0.01-0.03；取決于品種類型。
表1   體成分計算
體成分        體重（kg）        空腹體重（kg）        b        a        成分比例（%）
解剖可食用瘦肉        105        100        0.97        0.41        35.7
解剖可使用脂肪        105        100        1.4        0.03        18.9
解剖骨        105        100        0.83        0.16        7.3
三者合計                                                                                 62.0
體蛋白        105        100        0.96        0.19        15.8
體水份        105        100        0.86        0.93        48.8
體脂肪        105        100        1.5        0.02        20.0
體灰分        105        100        0.92        0.049        3.4
四者合計                                                                                 88.0
說明：
1、        瘦肉/體蛋白=2.25
2、        體水份=4.1×體蛋白0.89
3、        空腹體重=體重÷1.05

1.2.2        體成分公式的應用
許振英(1983)等根據不同體重定量分析體蛋白含量，認為按方程Y＝axb可確切地描述不同品種豬的體重(X，Kg)與體蛋白(Y，kg)間的關系（表2）：

表2   豬體成分公式中不同品種豬的系數和指數
豬品種        體蛋白        體脂肪
        a        b        a        b
東北民豬        0.147        1.004        0.038        1.48
現代豬        0.178        0.96        0.016        1.622
高脂豬        0.266        0.794        0.03        1.644
低脂豬        0.17        0.967        0.017        1.658
注：表中部分數據源于Tess，1986

根據表2中數據計算的不同品種豬在不同體重階段時的體蛋白和體脂肪組成比例見表3。

表3  按體重計算不同品種的豬體成分 （%）
體重（kg）        東北民豬        現代豬        高脂豬        低脂豬
        體蛋白        體脂肪        體蛋白        體脂肪        體蛋白        體脂肪        體蛋白        體脂肪
20        14.9        16.0        15.8        10.3        14.4        20.7        15.4        12.2
40        14.9        22.3        15.4        15.9        12.4        32.3        15.1        19.3
60        14.9        27.1        15.1        20.4        11.4        41.9        14.9        25.1
80        15.0        31.1        14.9        24.4        10.8        50.4        14.7        30.4
100        15.0        34.7        14.8        28.1        10.3        58.2        14.6        35.2
120        15.0        37.8        14.7        31.4        9.9        65.5        14.5        39.7
說明：此處體重為空腹體重；

在表3中，若知道各體重階段間的生長天數即可得期間日蛋白增重。我們假設有兩種相近a、b值的豬品種，其20-120公斤體重階段的生長天數分別為：改良豬99天，未改良豬135天，則據此推算的蛋白日增重及無脂瘦肉日增重結果見表4。
表4  不同品種豬根據體重蛋白計算的蛋白和無脂瘦肉增重
體重（kg）        20        30        40        50        60        70        80        90        100        110        120
體蛋白質 （%）        16.08        15.82        15.64        15.50        15.39        15.30        15.22        15.14        15.08        15.02        14.97
體蛋白質 （kg）        3.22        4.75        6.26        7.75        9.24        10.71        12.17        13.63        15.08        16.53        17.96
期間蛋白增重 （kg）                1.53        1.51        1.49        1.48        1.47        1.46        1.46        1.45        1.44        1.44
改良豬期間天數                15        12        11        10        9        9        9        8        8        8
未改良豬期間天數                19        16        14        13        13        12        12        12        12        12
改良豬蛋白日沉積（kg）                0.102        0.126        0.136        0.148        0.164        0.163        0.162        0.181        0.181        0.180
未改良豬蛋白日沉積（kg）                0.081        0.094        0.107        0.114        0.113        0.122        0.121        0.121        0.120        0.120
改良豬無脂瘦肉日增重（kg）                0.230        0.283        0.306        0.334        0.368        0.366        0.364        0.408        0.406        0.405
未改良豬無脂瘦肉日增重（kg）                0.181        0.212        0.240        0.257        0.255        0.275        0.273        0.272        0.271        0.270
總結
        改良豬（20-120kg）        未改良豬（20-120kg）
生長天數        99        135
蛋白增加 （kg）        14.75        14.75
日蛋白增重（kg）        0.149        0.109
日無脂瘦肉增重（kg）        0.335        0.246

1.2.3        關于體成分公式應用的總結
由體成分公式可以計算豬體不同體重時的體成分比例，但是因為缺少生長日齡，所以并不能計算相關生長性能如日蛋白、日脂肪增重。因此，在計算豬的生長性能時體成分公式局限性較大。表4中的數據可能并不具實際價值，但方法有參考價值。

1.3        豬的生長曲線（日增重）計算法

1.3.1        生長曲線（日增重）公式
Whittemore和Green(2001)提出的 “豬從生長到成年的S形曲線”可用下公式表示：
日增重（dw/dt）=B×W×loge(A/W)      
A:成熟體重，改良豬300公斤，未改良250公斤；B:生長系數，改良0.011，未改良0.009；W：體重，公斤。
使用此公式得出的曲線即是著名的豬生長的“S形曲線”。
1.3.2        生長曲線（日增重）公式的應用

使用日增重公式計算的改良豬和未改良豬的生長性能數據的比較結果見表5。
表5  根據日增重公式計算不同品種豬的生長性能 （kg，天）
體重        日增重        日齡
        未改良        改良        日增重差異        未改良        改良
3        0.119        0.152        0.033        7        7
6        0.201        0.258        0.057        26        22
10        0.290        0.374        0.084        42        34
20        0.455        0.596        0.141        69        55
30        0.572        0.760        0.187        89        70
40        0.660        0.887        0.227        105        82
50        0.724        0.985        0.261        119        93
60        0.771        1.062        0.292        133        102
70        0.802        1.121        0.319        145        112
80        0.820        1.163        0.343        158        120
90        0.828        1.192        0.364        170        129
100        0.825        1.208        0.384        182        137
110        0.813        1.214        0.401        194        145
120        0.793        1.210        0.417        206        154
說明：
日增重（dw/dt）=B×W×loge(A/W)      
A:成熟體重，改良豬300公斤，未改良250公斤；B:生長系數，改良0.011，未改良0.009；W：體重，公斤。

1.4        美國NRC（第十版）方法

1.4.1        主要思路
        在計算營養需要的同時計算生長性能；
        先不考慮環境的影響（假設處于等溫區），從“豬”的角度，計算其需要量。方法是假設營養先供應蛋白質生長，多余的能量轉化成脂肪，日增重=蛋白（瘦肉）增長+脂肪增長。影響蛋白質增長的主要因素是品種（以胴體無脂瘦肉增重表示）；
        引入日采食量（體重為計算因子，實質是維持需要的倍數）和飼料消化能，計算脂肪增長的同時，得到日增重和料肉比；
        飼料中真可消化賴氨酸（%）由公式計算得來。

1.4.2        公式
公式參見《豬營養需要》（第十版，譙仕彥等譯）附錄1中的公式，本文略。具體過程可參考拙作《基于NRC公式的豬“動態配方”的制作》。
        
1.4.3        使用NRC公式的計算結果
當豬的胴體無脂瘦肉增重為380克/天，飼料消化能為3400kcal/kg（6-15公斤體重）和3250 kcal/kg（15-120公斤體重）時，計算的豬的能量需要量和主要生長性能如表6所示。（胴體無脂瘦肉增重代表品種差異）

表6 根據NRC公式計算的生長豬主要營養需要量和生長性能數據表
體重公斤        胴體無脂瘦肉增重（克/天）        飼料消化能 kcal/kg        日采食量 a  公斤        日增重 克        料肉比        日能量需要（攝入） 消化能 kcal/kg        飼料中真可消化賴氨酸%b
                        推薦值        最大值                               
6        380        3400        0.25                367        0.96        861        1.25
10        380        3400        0.61                490        1.25        2078        1.12
20        380        3250        0.95        1.23        619        1.53        3074        0.92
30        380        3250        1.28        1.67        739        1.74        4166        1.33
40        380        3250        1.59        2.07        834        1.91        5169        1.16
50        380        3250        1.88        2.44        910        2.07        6111        1.03
60        380        3250        2.16        2.80        968        2.23        7006        0.92
70        380        3250        2.42        3.15        1012        2.39        7865        0.82
80        380        3250        2.67        3.48        1045        2.56        8694        0.73
90        380        3250        2.92        3.8        1070        2.73        9497        0.65
100        380        3250        3.16        4.11        1088        2.91        10277        0.58
110        380        3250        3.4        4.42        1102        3.08        11039        0.52
120        380        3250        3.63        4.71        1115        3.25        11783        0.46
說明：a、體重小于15公斤豬日采食量：[-1531+（455.5*BW）-（9.46*BW2）] ÷3400；體重大于15公斤豬日采食量：0.1×體重0.75（推薦值）和0.13×體重0.75（最大值）。
b 、體重小于20公斤和大于20公斤時的飼料中真可消化賴氨酸%的公式不同。

由表6可知，使用NRC公式可較全面的計算豬的營養需要和生長性能。

1.5        使用NRC公式和生長曲線（日增重）公式的比較結果（表7）

   
表7  使用NRC公式和生長曲線（日增重）公式計算的豬生長性能數據的比較（天，kg）
體重        日增重公式（改良豬）        NRC        日增重差異（A-B）
        日齡        日增重A        日齡        日增重B       
6        22        0.258        21        0.367        -0.109
10        34        0.374        30        0.49        -0.116
20        55        0.596        48        0.619        -0.023
30        70        0.76        63        0.739        0.021
40        82        0.887        75        0.834        0.052
50        93        0.985        87        0.91        0.076
60        102        1.062        97        0.968        0.094
70        112        1.121        107        1.012        0.108
80        120        1.163        117        1.028        0.135
90        129        1.192        127        1.05        0.142
100        137        1.208        136        1.067        0.142
110        145        1.214        146        1.08        0.134
120        154        1.210        155        1.091        0.188
注：NRC公式中胴體無脂瘦肉增重為380克/天，生長曲線公式中：A=300公斤，B=0.011。
從表7中的比較看來，NRC公式和生長曲線（日增重）公式間似乎有某種內在聯系。更進一步的計算發現其聯系如表8所示：

表8  NRC公式和生長曲線公式（日增重）公式的內在聯系
改良豬不同B值和成熟體重時的生長性能表現
B值        0.011        0.0105        0.01        0.0095        0.009        0.009
成熟體重（A值 kg）        300        300        300        300        300        280
100kg時日齡        137        143        150        158        166        172
日增重（5-120kg體重）        0.845        0.807        0.768        0.73        0.691        0.664
日采食量（5-120kg體重）        1.79        1.79        1.79        1.79        1.79        1.81
料肉比        2.12        2.22        2.33        2.46        2.59        2.73
NRC公式計算的生長性能表現
無脂瘦肉增長率（g/天）        380        350        325        300        270        250
100kg時日齡        136        143        148        155        163        170
日增重（6-120kg體重）        0.846        0.804        0.769        0.734        0.692        0.664
日采食量（6-120kg體重）        1.936        1.929        1.922        1.914        1.905        1.897
料肉比        2.29        2.4        2.5        2.61        2.75        2.86

使用NRC公式的難點在于如何評估不同品種的胴體無脂瘦肉增重。而使用生長曲線（日增重）公式的難點在于如何知道：成熟體重（或成熟體重時的蛋白含量）、生長系數B值（或蛋白沉積系數Bp值），另外計算脂肪增重也不容易。因此相對而言，作者更愿意推薦大家使用NRC中的方法和公式。

2        使用NRC公式時確定胴體無脂瘦肉增重的方法（具體內容請參看《豬的生長性能影響因素全解析》第三章：品種，李安軍等編著）

2.1        屠宰法（略）
2.2        公式法（略）
2.3        作者推薦（表9）

表9  國內不同品種豬的胴體無脂瘦肉增重推薦值
品種分類        胴體無脂瘦肉增重（克/天）
土雜豬        270-300
內三元        325-340
外三元        350-395
說明：如有屠宰廠實際的屠宰數據，則以其為準。

影響豬的生長性能的其他因素（如溫度、群體環境、疾病）的公式的確定、分析將在以后與大家分享。我們的最終目的是建立一個動態的模型，以計算豬的營養需要、飼料的營養標準和評估生長性能。要完成這項任務，最基本的是我們要從今天的以經驗論為主的思維模式轉向以“方法論+經驗論”為主的思維和行為模式。這個轉變可分為三步：方法（公式）準備、模型建立和實踐改進。
借用彼得•蒂爾在《從0到1》中的觀點，技術的實質是直達本質，銷售則是將本質隱形，訴之表象，以傳達給客戶；技術和銷售因其能力模式均可形成壟斷。在變革的今日，從產業鏈的高度反思，作者認為我們應該回歸營養學的基本層面，建立“方法論”，形成對動物生長和營養需要的行業共識，并在此基礎上創新合作模式。這個新合作模式將是技術與銷售的統一，是本質和表象的統一。