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环境对商品肥育猪生长性能的影响


环境对商品肥育猪生长性能的影响 The influence of environment on the growth of commercial finisher pigs
译自: Swine Health and Production. 1998, 6(4): 141-149 著者: J. Tyler Holck,Allan P. Schinckel,Jack L.

Coleman,Vincent M. Wilt, Michael K. Senn,Brad J. Thacker,Eileen L. Thacker,Alan L. Grant 译者: 高萍 摘要 目的:量化环境对生长肥育猪生长的影响及评估生长性能的生物学标记。 方法:从保育舍中选择48头11周龄的商品阉公猪,随机分为两组,一组饲养于一般商品猪 场的生长与肥育舍 (COMM 组, n=24) 另一组饲养于本研究的生长与肥育舍 , (UNNRES 组, n=24) 。 从30Kg直到上市屠宰,每两周称重一次;在平均体重约91Kg前,每28天用B型超声波测定仪测定 背膘厚和眼肌面积,约91kg至120Kg则每两周测定一次;全部试验猪屠宰后,用体重、超声波背 膘厚和超声波眼肌面积估计无脂胴体瘦肉与胴体脂肪量;在第11、13、15、19和23周龄,试验 猪采集血清分析α-1酸糖蛋白(AGP)、类胰岛素生长因子(IGF-1)和结合珠蛋白,第11和23 周龄采集全血进行淋巴细胞分型(CD4,CD8)。 结果:UNRES 组的试验猪其平均日增重、无脂瘦肉增重和脂肪增重极显著高于商品猪场环 境下饲养的试验猪(P<0.001);对各种测定方法UNRES组试验猪的日增重与瘦肉增重都比COMM 组试验猪有同样的优势,两组试验环境下猪只的瘦肉增重在30至53Kg体重阶段都随体重增加而 增加,其后则呈下降趋势;与COMM组试验猪比较,第13至23周龄UNRES组试验猪的AGP较低 (P<0.02)、IGF-1较高(P<0.1),CD4则在23周龄UNRES组试验猪显著低于COMM组(P<0.05)。 结论:一般商品猪场的生长与肥育舍环境下饲养的商品猪其体重、瘦肉、脂肪的增重只有 在相对无限制因素下的试验猪舍饲养猪只的70%,不同环境下AGP和CD4测定值的差异暗示其可以 作为商品猪生产肥育阶段的生物学标记。 关键词:猪,环境,生长,胴体质量,生物学标记

美国养猪生产者为维持和扩大生产规模,必须不断改善生产效率,为此而进行的激烈竞争 是美国养猪业的重要特征。大部分生产成本的增加来自肥育阶段,因此,肥育期猪只的生产性 能是养猪生产能否获得经济效益的关键,影响生长性能的因素有三个,一是猪只的生物学潜能, 即遗传性能;二是摄入的营养;三是生长环境。 据Schinckel估计由于生长环境的限制,对美国养猪业来说,商品猪仅发挥了65%~70%的 遗传潜力,限制猪只生长的因素包括物理因素,如温度、饲养密度、饲料槽及饮水器质量与数

量等,群体因素,如每栏饲养猪数量、运动场等,微生物环境因素,如卫生防疫、隔离情况等, 这些因素都可能引起猪只的生理学和免疫学应激,但目前商品猪场的环境对猪只生长以及猪只 胴体组成的影响仍未有定量分析的报告。 寻找能标定环境对猪只影响的生理学标记,或者说生物标记的研究目前正在进行,由于生 物标记可通过量化猪只对其生长环境的反应及提供瘦肉增重的估计方法而可能影响商品养猪 业,但生物标记在不同环境下预期有差异必须具备在精确测定中具有效的数量级和一定的持续 性。 应激期蛋白是由肝脏在高温、疾病感染、组织损伤或发生肿瘤时对细胞浆的反应而产生的 一簇蛋白质,其功能是恢复机体在损伤或疾病感染时生物学的动态平衡,应激期蛋白认为对应 激原敏感但非特异,有人建议将其作为猪只生长性能的标记。日本也进行了评估α-1酸糖蛋白 (AGP)、类胰岛素生长因子(IGF-1)和结合珠蛋白作为生物学标记的研究,但只有AGP在无特 定病原(SPF)猪中有显著差异。类胰岛素生长因子(IGF-1)是一种调节生长激素对蛋白和脂 肪代谢的蛋白质,类胰岛素生长因子能促进细胞有丝分裂,有研究者评估了其作为蛋白质沉积 的生物学标记,研究发现30Kg、60Kg、90Kg体重的猪只,其IGF-1与蛋白质沉积间有显著相关。 决定簇(CD)抗原是淋巴细胞中与细胞膜有关的一类分子,其中CD4抗原认为存在于T-淋巴细胞 上,是与细菌感染有关的二类组织相容性复合体分子,这类T-淋巴细胞又称T-助细胞;而CD8则 存在于称为细胞毒素T-细胞的T-淋巴细胞上,是与病毒感染有关的一类组织相容性复合体分子。 本试验测定了生长性能的有关参数—活体重、超声波背膘厚、超声波眼肌面积和四类可能 的生物学标记—AGP、IGF-1、结合珠蛋白、CD4和CD8,据此研究一般商品猪生产环境对猪只生 长性能的影响程度。

材料与方法 试验动物选择:本研究试验猪来自东北部密苏里州一个单点、三阶段、自繁自养的商品猪 场,母猪群血清学检查为蓝耳病(PRRSV)、猪流感(SIV)、萎缩性鼻炎(AP)和枝原体肺炎 (MH)阴性。试验猪母本为PIC公司Camborough15系,父本为326系,生产模式为全进全出,日 龄约11周龄,试验起始平均体重约30Kg,范围23~37Kg。 试验处理:试验猪按体重大小分成不同区组,并随机分至饲养于商品生产环境组下的COMM 组(n=24)和饲养于良好试验环境下的UNRES组(n=24),所有试验猪均打上耳牌号。 所有COMM组的试验猪在试验开始的第一天即移入商品场生长舍内的一栏中,生长舍内抽风 机送风,全漏缝网上饲养,一栋生长舍共16个栏,按全进全出流水式生产,一次性分群并栏, 每栋舍含两个年龄组的猪只,相差4周。生长舍试验栏规格为3.7m×4.0m,每头平均约0.6m ,一
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个6格饲料槽和两个乳头式饮水器,在8周的生长期中室温为18~30℃;当19周龄时试验猪转入 商品场肥育舍继续饲养,同样以一般的商品猪场饲养管理,自然通风,肥育舍两边安装掉帘, 部分漏缝,肥育舍试验栏规格为2.4m×7.0m,每头平均约0.74m ,一个直径为0.8m圆形饲料槽和 两个乳头式饮水器。 UNRES组的试验猪在分好组后即在当天早上用5小时的时间运至衣阿华大学的研究试验猪 舍, 试验舍包括8个猪栏, 栏间用铁栏栅间隔, 地面每天冲洗干净。 有通风设备, 每栏规格为2.4m ×2.7m, 每头平均约2.23m , 一个2格饲料槽和一个乳头式饮水器。 在试验期猪舍的室温保持16~ 21℃。为了使每栏猪平均体重相等,猪只按体重大小逐只被分到8个栏中,一直到试验结束。 表1:日粮配方 组成 玉米 大豆粉(48%粗蛋白) Akey grow 90 Akey grow 65 豆油 合计(kg) 营养成分(%) 粗蛋白 赖氨酸 粗脂肪 粗纤维 钙 磷 锌(ppm) 硒(ppm) 消化能(kCal/kg) 其他 泰乐菌素(g/吨) 每组饲喂量(kg) 44 908 44 1816 44 1816 UNRES: COMM: 1500 2292 44 17.86 1.13 7.01 2.25 0.66 0.62 115 0.3 3363.8 15.27 0.91 6.14 2.51 0.66 0.57 80 0.3 3330.8 13.77 0.81 6.25 2.48 0.65 0.55 80 0.3 3335.2 12.05 0.68 5.41 2.47 0.64 0.54 80 0.3 3291.2 80 2000 日粮1 1350 480 90 65 60 2000 65 60 2000 65 40 2000 日粮2 1495 380 日粮3 1570 305 日粮4 1680 215
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生长性能和胴体组成:试验猪分组当天称初始重,此后在试验期每两周称重一次。背膘厚 和眼肌面积用实时超声波仪测定(Pie Medical 2000, Maastricht, the Netherlands),试验开始至各 组平均体重大约91kg期间每4周测定一次,91kg至试验结束每两周测定一次。各组试验猪估计平 均体重大约120kg时, 结束试验并进行屠宰, 用线性超声波测定仪 (Fat-O-Meter, SFK technologies, Copenhagen, Denmark)测定背膘厚与眼肌面积,并估计无脂瘦肉指数(FFLI)。 饲喂:两组试验猪都自由采食,两组饲喂总量大致相等的日粮1,2和3(表1)。然后用第4 种日粮饲喂至目标上市体重120kg。饲料在两个试验场分别加工,同时取样进行主要营养成分的 大致分析。 健康监测 在共8栏的UNRES组试验猪中每栏在分组当天、第11、第13、第15、第19和第23周龄随机抽 样检测蓝耳病、猪流感、萎缩性鼻炎和枝原体肺炎的血清学情况,血清学检查在Oxford试验室 完成,屠宰时各检查试验猪的肺病变(肺炎的百分数)和鼻甲骨萎缩(内测弯曲mm)。 生物学标记:第11、第13、第15、第19和第23周龄随机抽样血清检查如下指标: AGP:放射免疫扩散法测定(Saikin Kagaku Institute Co. Ltd., Sendai, Japan); IGF-1:按Buonomo和Dahl推荐的人IGF-1放射免疫扩散法测定(Austra Biogical,San Romon,California); 兔抗IGF-1(UB3–189; National Hormone and Pituitary Program, Rockville, Maryland) 和结合珠蛋白(Purina Mills, St. Louis, Missouri)用immunoturbidonetric方法测定。 第11、23周龄抽取全血样本用荧光活性细胞筛选法测定淋巴细胞表型(FACS,Iowa State University,Ames,Iowa)。 统计分析:各个体的测定资料用于统计分析,通过选择使试验猪按体重分为24个区组并随 机分至各组,UNRES组每栏作为一个重复(每栏3头),而COMM组24头试验猪全部饲养于同一栏, 这两组分别代表无限制猪生长因素环境与商品生产环境。 计算了耗料量与饲料利用率, 但因COMM 组无重复组而未作统计分析。用活体重、超声波背膘厚和眼肌面积测定资料采用回归方程估计 胴体无脂瘦肉量和胴体总脂肪量,假设在线性关系下,计算各个体胴体重、背膘厚、眼肌面积、 总脂肪量、无脂瘦肉量对日龄和体重的决定系数(R >0.75)。用SAS(1990)的GLM过程对各个 体的斜率进行方差分析。对第13、第19和第23周龄采样测定的AGP、结合珠蛋白、IGF采用有重 复测定资料的SAS统计分析。对第11、13周龄试验猪淋巴细胞表型用方差分析比较。 两种饲养环境下的测定资料用一系列非线性方程进行统计分析。测定期猪只活体日增重用 以下含3个参数的方程配合:
2

WTG = MW 1 ? e ? mt

(

a

)

WTG为测定期活体重; MW为预期成熟体重; t 测定日龄; m与a为生长参数(如日增重、背膘厚等)。 在利用SAS的NLIN过程对活体重进行通常的非线性方程最小二乘分析前对每个称重资料进 行加权最小二乘法标准化。 估计无脂瘦肉量和胴体脂肪量用以下扩展的分化生长率方程配合:

Y = aX b (c ? X )

d

Y为部分组织重; X为活体重; a、b、c、d为有关参数(如生长、血清抗体、生物标记的浓度等)。 这一扩展分化生长率方程可通过对数转换而线性化:

log Y = log a + b log X + d log(c ? X )
无脂瘦肉生长速率及脂肪生长速率可通过活体重对时间求导及部分组织重对活体重求导得 到:

?c ?LWC ?c = × ?t ?t ?LWT
采食量(FI,kg/日)用活体重指数方程配合:

FI = e b0 +b1 ? LWT +b2 ? LWT

2

该方程可通过线化后用线性回归求解:

ln Y = b0 + b1 ? LWT + b2 ? LWT 2

结果 生长性能(线性分析):饲养在二种环境下试验猪的体增重差异极为显著(P<0.0001), UNRES组试验猪30~120kg体重的平均日增重显著高于COMM组(图1),UNRES组试验猪的体重在 分组2周后即显著大于COMM组,这一差异持续整个试验期间。 UNRES组的试验猪达上市体重日龄比COMM组快32天;二组试验猪的活体重,包括脂肪与瘦肉 增重(P<0.001)、背膘厚(cm)和眼肌面积(cm )差异都显著(图1),同样每天的胴体无脂 瘦肉量和总脂肪量组间差异也极显著(P<0.001)。 生长性能(非线分析):平均日增重在二个组中随着体重的增加而有少许增加,达最大值 后,又慢慢减少直至上市(图2)。COMM组试验猪在59kg体重时达到780g的最达平均日增重,而 UNRES组的试验猪则在42kg体重时达到1070g最大平均日增重。UNRES组试验猪的生长速度在试验
2

一开始就立即比COMM组快, 并在整个试验期的不同称重 时间保持期体重增加的优势。 无脂瘦肉生长率高峰在二个组中都当猪只体重为 52kg时出现,然后下降(图3)。COMM组在50~120kg 体重阶段的无脂瘦肉生长率的下降程度(从每天311g 降至162g)比UNRES组的大(从每天382g降至282g), 在120kg体重时,COMM组的无脂瘦肉生长率降至其高峰 时的52%, 而UNRES组则仍有其高峰时的72%, UNRES组试 验猪的无脂瘦肉生长率在110日龄时就完全大于COMM组 (试验其第35天) 但由于生长早期体增重较COMM组的 , 大,因而随着日龄的增加其下降速度也比COMM组的大。 二种环境下饲养的猪只, 其脂肪生长率都表现为随体重 增加而增加(图4),UNRES组的脂肪生长率持续保持比 COMM组大50~60g/天。 饲料消耗: UNRES组试验猪的平均日耗料量 (平均 每天每头3kg)比COMM组的高(平均每天每头2.46kg), 虽然二组均饲喂同样的日粮,但UNRES组的试验猪平均 日摄入25g赖氨酸和10兆卡的能量,而COMM组的试验猪 则只摄入20g赖氨酸和8.2兆卡的能量, 饲料消耗在试验 前4周二组间有明显差异,UNRES组平均每天每头消耗 2.36kg,COMM组则平均每天每头消耗1.84kg(图5), 对UNRES组饲料消耗在试验结束屠宰前2周几乎呈线性增加,达平均每天每头3.74kg,而COMM组 试验猪的饲料消耗则变化较大,特别是在自然通风的猪舍。经计算,UNRES组与COMM组的料重比 分别为2.85和3.29,料肉比分别为9.17和10.44,这些资料由于商品生产环境组无重复组设计而 未能进行统计学检验。 健康状况:UNRES环境组的试验猪在整个试验期间都表现健康,因而未作任何治疗处理;但 COMM组环境的试验猪在试验期间有4头作过个别治疗处理,2头有肺炎,2头关节炎,其中还有一 头在分组试验4周后因严重的关节肿大而退出试验,其余16头猪其蓝耳病、猪流感和枝原体肺炎 呈阴性(图6),有一头COMM组的试验猪伪狂犬病阳性,但后来转为阴性,其中8头PRRSV阴性试 验猪中有7头在第13周龄时血清学转为阳性,并在此后的抽样中仍然表现血清学阳性,此外也有 少量COMM组试验猪猪流感、伪狂犬病、枝原体肺炎血清学(血清学7型)转为阳性。虽然在UNRES

组试验猪中未有猪流感临床症 状,但在第19、第23周时也观 察到猪流感血清学转为阳性。 屠宰时猪只肺部病变发生 的百分比在两组中有明显差异 (P<0.01),COMM组的比例为 6.83%, UNRES组为0.04% 图7) ( 。 COMM组环境组的试验猪其发生 肺部病变比例在0%~61%间, 而 UNRES组则只有一头有1%肺部 病变。鼻甲骨弯曲程度也差异 显著(P<0.01),COMM组弯曲 8.86mm,UNRES组弯曲5.94mm。 生物标记:两组试验猪的AGP水平在分组试验开始后即有显著差异(P<0.05)(图8),两 组都表现随时间下降的趋势,COMM组试验猪的ADP水平在试验期间持续高于UNRES组。结合珠蛋 白在分组试验后的多次测定中两组都无差异(图9),但除刚分组时外,COMM组有高于RNRES组 的趋势。IGF-1值在分组试验后在两组试验猪中趋于显著(P=0.09),并在分组后第2、第12周 可以观察到有最大的差异(图10)。COMM组试验猪第23周龄的CD4值较高,与UNRES组比较有显 著差异(P<0.05)(图11)。第23周龄试验猪第23周龄CD8值无差异。

讨论 无约束环境组的设计 目的是提供对试验猪在物 理学(温度、群体密度、饲 料与饮水供给) 猪只群体 、 行为学 (每栏猪只数、 运动) 和微生物学 (卫生设施、 隔 离情况) 等方面条件以使猪 只在物理和免疫应激最小 化。饲养于UNRES组环境试 验猪的生长性能提供了这 种基因类型猪只生长肥育 期的遗传潜能,UNRES组与 COMM组试验猪的生长速度 显著差异, 并在许多研究中 都存在, 其中隔离早期断奶 技术的应用可以使猪只的 生长性能达到本研究的差 异水平, 然而应注意到本研 究的猪只直到第11周龄才 进行隔离。 健康状况: 以前的两个 研究在猪只健康状况方面 有相似的差异, 并与肥育环 境有关,Straw曾在一个肺 炎严重流行的猪群进行研 究试验,生长肥育猪(20~ 100kg)饲养于商品生产环 境与饲养于改善了的饲养 环境比较可显著减少其生 长速度(日增重639g对

765g),与本试验比较,虽然严重的肺炎在两组中都显著影响猪只的生长,但对两组试验猪在 屠宰时评估肺炎对猪只个体的损害程度并不显著。

生长:Black与Carr的试验数据量化了饲养于商品生产 环境对猪只生长性能的影响,在商品生产环境下饲养的 20~87.5kg阶段商品猪,其生长速度只有饲养于公猪测定 站商品猪的79%,公猪测定站的地面宽敞、通风良好、每栏 饲养数量较少,但在商品猪场完全按公猪测定站的条件饲 养猪只并不能改善其生长性能,他们认为其生产性能的降 低与整个猪场的建筑环境等有关,诸如空气质量、疾病、 群体行为学环境以及这些因素间可能的互作 本试验观察到的COMM组试验猪瘦肉与蛋白沉积的降低 可能与瘦肉沉积能力降低有关,而与采食量下降无关。 Chapple用不同的栏舍面积饲养猪只,观察到20~100kg体重范围猪只的性能差异:

单栏饲养的猪只,其日增重为0.89kg,预计日蛋白质沉积率为132g,背膘厚为18.7mm, 预计日脂肪沉积率为251g; 对三头为一栏的猪只,其日增重降至0.87kg,预计日蛋白质沉积率也降为125g,背膘厚 为20.1mm,预计日脂肪沉积率仍为252g; 对5头为一栏的猪只,其日增重继续降至0.84kg,预计日蛋白质沉积率也降为119g,显 而易见其P2点背膘厚增至21.7mm,预计日脂肪沉积率仍为251g; Brumm与Miller认为减少日增重或瘦肉沉积与有限的饲养面积有关,它独立于赖氨酸和能量 摄入,三个试验的结果都说明饲养面积与日粮营养浓度对日增重、饲料利用率及瘦肉生长率无 互作。 本研究所得到两种环境在猪生产性能上的差异与Williams等的结果一致,Williams等的结 果表明猪只在一定日龄隔离饲养,其瘦肉生长率(0.33kg/天)明显高于传统饲养方式猪只的瘦 肉生长率(0.24kg/天),不同的是Williams等的研究结果表明传统饲养方式的猪胴体较肥,而 本研究的结果则两组试验猪的胴体脂肪量相似,这两个研究结果的差异可能是因选择屠宰上市 的时间(全群同时选择或根据各个体是否达上市体重选择)、日粮能量高低、采食量及试验猪 品种(系)而造成的。 本研究清楚的说明COMM组试验猪瘦肉沉积未达其最大潜能,尽管每天摄入20g赖氨酸与8.2 兆卡能量不可能限制瘦肉的生长性能,但它仍然可能与饲料采食量较少有关,通过与UNRES组试 验猪的瘦肉沉积率比较,COMM组试验猪的生长潜能可立即得到。此外,当成熟时,UNRES组的试 验猪过量消耗能量,因而导致较高的脂肪沉积,结果UNRES组试验猪比COMM组的脂肪瘦肉沉积比 较高(UNRES组为1.05,COMM组为1.00),这使得UNRES组试验猪在屠宰时胴体较肥,进一步的工 作将通过对猪生长无限制因素的环境评估商品生产环境对饲料采食量的影响,它将提供另外的 资料确认猪只的瘦肉生长潜能,了解猪只在这两种环境下的维持需要差异。 生物学标记:本研究的观察结果表明两组试验猪的AGP浓度都随时间而减小,UNRES组试验 猪的AGP浓度显著低于COMM组,这与Itoh的结果一致,他也发现小猪出生时的AGP浓度较高,随 着日龄的增加而降低,并在16~20周龄达到成熟水平的浓度。 许多研究表明结合珠蛋白可预测猪日增重及指示猪只疾病亚临床症状,本研究COMM组试验 猪的结合珠蛋白水平较高;在本试验中其组内结合珠蛋白浓度也有很大的变异,并在试验开始 后两组间即有显著差异。 IGF-1是一种含氮激素,且为许多具合成代谢作用生长激素的介质,但可能独立调节生长激 素,与前人研究结果一致,UNRES组试验猪的IFG-1浓度是升高的;但本研究也注意到,两组试 验猪在分组试验开始后的四次测定结果都表明其平均值相似,进一步对在猪生长无限制因素的

环境下对试验猪实行限饲研究,将有助于了解环境和营养摄入对它的影响。 与前人结果一样, COMM组与UNRES组比较, 其23周龄CD4浓度升高, 而CD8浓度无差异。 Walker 等发现了断奶至上市期间的猪只在高水平或低水平免疫刺激时,其CD4浓度有差异;最近的研究 尽管有CD4及CD8浓度与其年龄有关,但因猪只断奶后46天的T淋巴细胞百分数这一环境原因而并 未发现差异。

结论 传统的商品猪场饲养方式比生长无限制因素环境下的饲养方式,其活体重、瘦肉、脂肪 的生长效率可能降低了70%,其原因与降低了猪只本身的生长潜能有关,而与营养限制 摄入无关。 无限制因素环境下饲养猪只导致屠宰时胴体较肥,因此,在保持群体较高健康水平前提 下,必须适当控制能量的摄入以减少过量的脂肪沉积。 两种环境下饲养的试验猪,其AGP和CD4浓度的有差异,因此,将其作为作为生物标记是 可能的,此外,IGF-1也在两组试验猪中有表现一定差异的趋势。 本研究模式可以用于估计养猪生产系统中商品猪生产环境对猪生长性能的影响,尤其对 不同品种(系)及特定环境。 本试验结果说明进一步研究环境对限制猪只生长的影响及其互作效应和评估经济有效 的研究方法是必要的。


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