公猪营养与繁殖

来自:猪之家  |  2021年06月25日

公猪营养与繁殖

“母猪好,好一窝;公猪好,好一坡。”。现代规模化养猪生产中,公猪占有非常重要的位置,尽管种公猪在猪群中占的比例不高,但是公猪的繁殖性能可以直接影响母猪的妊娠率和产仔数,进而影响整个猪场的整体经济效益。因此选好、养好公猪具有重要意义。与其他动物一样,公猪的营养与繁殖的关系不是线性关系,而且受到多种因素的影响,如遗传、环境、管理等(图1)。


公猪营养与繁殖

虽然针对动物营养研究已经进行了几十年几乎上百年了,但是对公猪的营养研究相对来说比较落后,主要是公猪群体小,而且行业对公猪的认识程度缺乏。非洲猪瘟疫情发生后,公猪的地位得到了养猪人广泛的关注。讨论营养对动物的影响首先考虑到的是能量,因为各种营养物质提供的最本质的东西是能量。不同品种、不同生长阶段的公猪需要的能量水平不同,所需的营养物质不同。

常规饲养中,后备公猪可以自由采食直到100~105kg体重;当体重达到约100kg时,每天需要饲喂大约32.65MJ消化能的日粮。虽然种公猪体重需要一直增加,但是配种期体重增加要控制在低水平。配种期种公猪所需能量大约分为:维持需要、增重需要、交配活动需要、精子生产需要的能量(表1)。其中,饲粮中提供能量的主要物质包括碳水化合物、蛋白质、脂肪,文章中,首先综述了这3种物质在种公猪饲料中的研究结论,然后介绍了饲料中一些很重要的辅助营养物质包括微量元素、维生素、植物提取物、有益菌等。但是它们在种公猪饲料中含量的研究还不系统,不完善,希望通过这篇综述可以促进种公猪饲料营养的深入研究,为种公猪行业提供可靠数据依据。


公猪营养与繁殖

1 碳水化合物(膳食纤维)

饲料中碳水化合物、蛋白质和脂肪是种公猪所需能量主要来源,碳水化合物提供总能量的60%~80%。无氮浸出物(淀粉多糖、双糖、单糖等)和膳食纤维是饲料中最重要的碳水化合物。公猪规模化养殖中,日粮中碳水化合物缺乏的现象很少见,因此几乎没有报道。然而,膳食纤维在种公猪日粮中的作用得到了越来越多的关注,主要由于膳食纤维可以提高公猪的肠道健康、促进肠道对食物的消化吸收从而提高饲料的利用率,而且可以增加饱腹感、防止便秘、稳定机体血糖水平、改善动物的热调节能力,因为体增热与大肠内营养物质发酵有关。

另一方面,膳食纤维供给不足,导致肠蠕动减缓、食物通过消化道的时间延长、消化道紊乱,以至增加猪胃肠疾病发生率和死亡率。因此,成年种公猪的饲料中膳食纤维保持在6%~8%可有效降低消化道损伤、增强机体健康、公猪保持旺盛的性欲,而且富含膳食纤维的青绿饲料既能增加饱腹感,也可有效防止维生素A、维生素D、维生素E的缺乏。

2 蛋白质和氨基酸

蛋白质和氨基酸不仅是机体必须的物质基础,而且蛋白质和氨基酸也是精液的主要组成成分,是精液和精子形成的物质基础。饲料中蛋白质营养对公猪精液品质具有重要影响,适宜的蛋白质水平有助于猪精液品质的改善。而且,不同阶段的公猪需饲喂蛋白质的水平不同。有研究发现在氨基酸水平一定的情况下,低蛋白质日粮(13%;LP)优于高蛋白日粮(17%;HP),LP组猪精液品质明显高于HP组,表现在精子活力、总精子数和有效精子数、顶体完整率以及精浆中一氧化氮合酶的活性等方面。另一项研究发现,日粮中15.3%蛋白质(360g/d)可维持公猪较好的性欲和精液品质,但是给公猪饲喂蛋白质含量达18%或22%的日粮会导致种公猪的体重超标、精液品质下降。不同品种的猪对蛋白质的需求不同,国外引种的大白、长白等品种公猪蛋白质需要量应为400~450g/d(日粮粗蛋白质为16%~18%)。研究表明,大白、长白等种公猪平均日饲喂粗蛋白质400~407g时公猪的精液量、精液品质、受精率及产活仔数要好于日饲喂439~453g粗蛋白质。

氨基酸是合成蛋白质的基本单元,公猪日粮中氨基酸水平也是影响公猪精液质量的重要因素。精氨酸是精子生成所必需的营养物质。研究发现饲喂1%精氨酸盐酸盐可以显著提高公猪的精液品质和性欲;特别是在不利自然条件下,比如高温下饲喂0.8%~1.0%的精氨酸可以保持公猪良好的精液质量和性欲。精氨酸可以增加多胺和精氨酸富集的基质蛋白的合成、以及调控一氧化氮的生成从而提高精子活率。N-氨甲基谷氨酸(N-carbamyl glutamate,NCG)可促进精氨酸的内源生成,从而改善精液品质。赖氨酸是另一个人们研究较多的、而且对公猪精液品质有影响的氨基酸。饲喂0.96%赖氨酸饲粮13周后,精子密度和总精子数显著提高,精子的活力和形态参数显著改善,而且配种后母猪的产活仔数也显著提高。蛋氨酸也可以提高猪精液品质,高强度采精时,提高公猪饲粮中蛋氨酸水平,能够显著增加公猪射精总精子数,猪对于赖氨酸和蛋氨酸的需要量增加。另外,一些氨基酸具有抗氧化应激的作用,研究发现,天冬氨酸或谷氨酸可以提高猪睾丸中抗氧化酶的活性,并降低炎症细胞因子的产生。蛋氨酸的代谢产物牛磺酸也具有一定的抗氧化作用,可以改善精子密度和精子畸形率,降低精子的氧化损伤,主要是由于降低了丙二醛含量同时提高超氧化氢歧化酶和谷胱甘肽过氧化物酶活性。

因此,蛋白质是公猪日粮配制的首要因素,但要根据其所处生理状态进行确定,在非配种期间可减低日粮蛋白水平,而在配种季节时则需提高日粮中蛋白质的水平到一定水平,但也不能太高,对于不同品种的公猪需要有精细的研究结果,来设置不同年龄阶段所需蛋白质水平,同时公猪不同品种不同生长阶段配合不同类型、不同剂量的氨基酸,以达到最高效的猪精液利用。

3 脂肪酸(多不饱和脂肪酸)

脂肪是猪及各类动物重要的能源物质,而且近年来研究发现猪精子中富含长链多不饱和脂肪酸(long chain poly unsaturated fatty acids,Lc-PUFAs),饲料中PUFAs影响猪精液的品质。而且公猪精子中二十二碳六烯酸(DHA)的含量在所有哺乳动物中是最丰富的,公猪精子中DHA含量占总脂肪含量的38.1%,进入附睾后成熟的精子的这一比例会进一步增加到56.8%。多不饱和脂肪酸(PUFAs)指碳链长度18~22个碳原子并且含有两个或两个以上双键的直链脂肪酸:omega-3和omega-6多不饱合脂肪酸。距羧基最远端的双键在倒数第3个碳原子上的称为omega-3(n-3)多不饱合脂肪酸;在第六个碳原子上的,则称为omega-6(n-6)多不饱合脂肪酸。其中n-3脂肪酸包括a-亚麻酸、二十碳五烯酸(EPA)和DHA等主要源于深海鱼油,植物油中的亚油酸为n-6多不饱和脂肪酸。研究发现多不饱和脂肪酸具有很重要的营养生物学功能,对公猪的精液品质有重要影响。n-3脂肪酸因为不能在猪体内合成,必须由饲料供给,故称为必需脂肪酸。因此,饲料中需要添加不饱和脂肪酸来提供动物需要,大量研究表明在饲粮添加亚麻籽、鱼油、海藻油等富含n-3PUFAs可以调控精子脂肪酸组成和精液品质,但是结果不理想;因为日粮中n-6和n-3不饱和脂肪酸的比例比它们的绝对量更重要。通常公猪饲粮以玉米-豆粕型饲粮为主,饲粮n-6∶n-3多不饱和脂肪酸一般大于10,与精子膜脂肪酸组成中n-6与n-3比值相距较大。饲喂大白公猪n-6与n-3比值为6.6的饲粮12周后,显著提高了精子的膜结构和功能的完整性、膜流动性和线粒体膜电位。同时,当日粮添加400mg/kg维生素E时可以改善公猪精液品质和繁殖力,可能是维生素E能够提高抗氧化能力,降低氧化损伤。因此,饲料中添加一定量而且合理比例的脂肪酸不仅可以提高饲料的适口性,而且可以帮助吸收脂溶性维生素(维生素A、维生素D、维生素E、维生素K)。种公猪日粮脂肪酸添加的剂量及种类要综合考虑比如公猪年龄、体重、交配活动、气温等,常规添加量3%~7%是比较合适的。

4 微量元素和维生素

必需微量元素作为机体组织结构成分、体液成分和主要代谢途径中的各种酶的组成成分,是哺乳动物生理生殖功能所不可缺少的。研究表明饲料中微量元素也会影响公猪精液品质,其中人们对硒、锌的研究最多,而且发现它们的抗氧化作用对维持公猪精液品质起到重要贡献。而且,有机硒的活性比无机硒高,添加0.3或0.5mg/kg的酵母硒均可以显著提高杜洛克公猪的精液质量(射精量、精子密度等)。同时添加有机硒增加了总精子数,降低了饲料的平均成本,提高了经济效益。硒是一种必需微量元素,它能调节谷胱甘肽过氧化物酶的合成及活性,从而影响机体内多余的过氧化物。锌不仅参与调控金属硫蛋白、谷胱甘肽过氧化物酶等抗氧化基因的表达及活性,而且在细胞增殖、分化和代谢中发挥重要作用。锌在睾丸间质细胞合成及分泌睾酮上也起到非常重要的作用。补充25.0mg/kg小肽螯合锌可以提高公猪精子密度、精子质量等。在高温环境下,基础饲粮中添加1500mg/kg的ZnSO4·H2O能够保护巴马小型猪附睾结构完整,降低附睾氧化应激。无机锌和有机锌都可以提高公猪的繁殖性能,但有机锌的效果要高于无机锌的效果。除了硒和锌元素外,铜、铁、锰等微量元素也参与精子正常发生和维持精子的功能。微量元素影响雄性生殖功能取决于它们的平衡程度。

维生素在机体新陈代谢中发挥重要作用,大量研究发现日粮中维生素可以改善猪精液品质。经典的具有抗氧化功能的维生素包括维生素E、维生素C等,NRC(2012)推荐成年公猪的维生素E添加量约30mg/kg,维生素E能增强精液的抗氧化性,从而改善猪精液品质;然而饲喂维生素E不足(10mg/kg)的饲粮会导致公猪精液品质下降,总精子数、精子密度、精子活率显著降低,而畸形率升高。研究发现维生素A及其前体β-胡萝卜素有助于精液品质的改善,除维生素A和维生素E外,维生素C和维生素D对公猪的精液品质也具有调控作用。增加饲粮中的维生素D的含量可以增加精子活率和有效精子数。值得注意的是,与同等水平维生素D3相比,种公猪饲粮中添加25-OH-D3能更有效增加血浆维生素D含量,从而更好地改善精液品质,提高繁殖性能。维生素D改善精液品质的机理可能是其可以提高血浆睾酮含量,提高精浆钙离子和果糖含量以及加强酸性磷酸酶的活性。添加维生素到公猪饲料可以改善猪精液品质,但添加水平需根据不同品种、年龄、生理状态以及气温等来确定最合适的添加量。

5 植物提取物

畜禽养殖中抗生素滥用导致的环境污染与动物产品安全问题刻不容缓,饲料“禁抗”已经在中国及欧盟得到了广泛的推广。禁抗后,各类天然产物添加剂如雨后春笋遍布饲料行业。其中的香芹酚和百里香酚、绿原酸和咖啡酸、寡聚原花青素、迷迭香酸、白藜芦醇、甜菜碱等植物提取物得到了人们极大的关注。香芹酚和百里香酚是天然的植物提取物止痢草油的主要成分,具有与维生素E效果相当的抗氧化能力,可以保护精子膜完整性、改善精子状态。甜菜碱对公猪精液品质有一定的调控作用,甜菜碱可以作为一种渗透保护剂,能够增加精子密度。此外,植物提取物的复合物甚至一些中药或配方也具有改善公猪精液品质的作用。研究发现松针复方制剂改善了公猪精液品质,主要是提高了精子活力以及密度,降低精子的畸形率(P<0.05)。

野山参根提取物能够减少脂质过氧化、增强谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)的活性,从而提高猪精液品质。淫羊藿、杜仲、巴戟天、菟丝子、刺五加等中草药物质可以提高猪精液品质,提高精子活力和密度、降低精子的畸形率。课题组研究发现天然提取物褐藻寡糖可以改善公猪的精液品质,提高精子的活力和浓度,而且可以改善雄性动物的繁殖力,主要是通过改善肠道健康,从而改善动物的生精能力和繁殖力。

6 有益菌

猪只养殖本质就是养肠道,公猪也不例外。随着肠道微生态理论研究的不断深入,行业认识到猪只健康生长与肠道菌群平衡密切相关,因此添加益生菌等微生态制剂在猪饲料中的应用得到了养殖者的广泛认可。发酵饲料是近年来兴起的、以微生物发酵来生产的动物饲料或饲料原料,其中含有大量的乳酸菌、酵母菌或有机酸等有益于动物健康的微生物及其代谢产物。研究发现发酵饲料可以减少饲料中的抗营养因子,改善适口性,提高饲料转化率;而且可以改善肠道菌群结构,提高猪的免疫功能,从而有助于动物的生长发育。然而有关发酵饲料是否可以改善公猪的精液品质还没有研究。课题组研究发现肠道中的益生菌可以改善精子发生和提高雄性动物的繁殖力。这些研究结果需要进一步的大规模实验验证。

7 展望

正确的养猪之道是以猪为本,正确养种公猪之道是以种公猪为本。虽然近年来大量的研究有关营养调控种公猪的精液品质及繁殖力,相对来说研究还很不完善、不系统。因此今后要根据种公猪不同品种、不同生长阶段、不同环境条件下对各类营养物质的需求来制定合理、合适的种公猪饲料配方,以期发挥种公猪的最大潜力和价值。