低成本的配方设计.docx
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低成本的配方设计
为最佳成本饲料配方确定原料价值
DETERMININGINGREDIENTVALUE
FORBESTCOSTFEEDFORMULATION
美国大豆协会DonH.Bushman博士著
安徽农业大学张伟力译
美国大豆协会沈慧乐校
引言
原料价格可能会变化得很剧烈。
例如，玉米价格曾从约800元/吨涨到2000元/吨以上，不久后又跌回到800元/吨，而最近的时价接近1400元/吨。
麦麸价格通常比玉米的低15%，并随玉米价格一起涨落。
在国际市场上鱼粉价格有随豆粕价格波动的趋势。
合成氨基酸的价格也有很大波动，如赖氨酸的价格曾从20元/千克余涨到50元/千克以上，现在的时价是32～35元/千克。
于是，问题便在于如何确定某原料是否应予采用及其使用的水平。
通常，首先想到“最低成本”配方。
但这种配方会受到很多因素的影响。
我想我们大家的共识是,在平衡一个日粮时要考虑到以下三点：
1）动物的营养需要；2）原料的营养含量；3）营养的可利用性（各种养分可被动物实际利用的程度）。
但是，如果我说我们的共识仅此而已，您也许会吃惊，因为我们还要考虑另一些重要因素：
4）饲喂管理（对动物限饲还是不限饲?
如若限饲，一天饲给几次?
）；5）氨基酸比例；6）饲料生产者的类型：
是敬业的饲料厂家?
家畜生产者?
或联营养殖企业?
许多最低成本配方的存在已开始变得显而易见，问题在于针对你的具体情况哪一种配方能带来最大的利润，该配方就是最值得你感兴趣的。
营养需要
你在为某种动物配合日粮时，了解它们的营养需要是极其重要的。
评定动物的营养需要曾是“非常简单”的，我们可以从NRC标准或类似书刊中找出现成的。
但是，现在的动物饲养已成为一种非常复杂的科学。
例如依阿华大学猪生命周期营养标准（Holden等，1996）对断奶到上市的猪给出38种不同的营养需要，又给出了16种条件，这些条件可以影响这38种营养需要。
上述标准不是高科技刊物，而是旨在为普通猪农所用。
营养需要受诸多因素的影响：
如年龄/生产阶段，遗传，性别，应激水平，性能度量方法，总体农场管理和日粮能量水平。
年龄/生产阶段：
动物总是处于不断变化的状态，幼年生长动物的营养需要几乎每天都在变动。
配方应多久调整一次?
以前只配乳猪料，生长猪料和肥育猪料的做法曾是很普遍的，而今的优秀猪农要给保育期仔猪饲喂三或四种不同的乳猪料，并在幼猪每增重10千克时换日粮。
同理，现代的肉鸡生产者要使用四或五种不同的配方，蛋鸡生产者则采用阶段饲养等技术。
遗传：
高产动物的营养需要比低产动物高。
例如高瘦肉型猪对赖氨酸的需要量比同龄同生产阶段的脂肪型猪高35%。
产蛋率为90%的蛋鸡的营养需要高于70%的蛋鸡。
性别：
公畜比母畜生长快，产瘦肉多，饲料利用率好。
母畜比去势家畜瘦肉多，饲料利用率好。
因此，公畜的营养需要高于母猪，而母畜的营养需要又高于去势家畜。
通常这些差别是显著的，可用以优化经济效益。
在遗传和性别的共同作用下，营养需要的差别是很大的。
例如低瘦肉型生长期阉猪每日只需13.7克可消化赖氨酸即可满足最大瘦肉生长需要，而高瘦肉型生长期小母猪每日可能需要15.3克可消化赖氨酸才能满足。
差别将近12%。
又由于小母猪的食量较小，因此在这两种猪的配方中，可消化赖氨酸的含量可相差17%。
应激：
有一种普遍的错误观念，即应该增加应激动物日粮的营养浓度，其实，由于应激动物是在减产（生长更慢，产蛋更少，产乳更少等），其营养需要可能是下降的。
缓和应激影响的唯一途径是去除应激因子。
性能度量方法：
动物生产者通常会考虑单位增重或每千克蛋、乳所需要的饲料，往往忘了考虑单位产品所需的成本，这不仅仅是饲料转化率（FCR）的问题。
饲料转化率可以是成本核算的重要组成部分，但实践中饲料转化率较差的日粮也可能导致更经济的生产成本。
猪在达到最大瘦肉产量时需要的赖氨酸高于达到最大日增重和最佳饲料转化率时需要的赖氨酸。
肉鸡达到最佳饲料转化率时需要的赖氨酸高于达到最大增重时需要的赖氨酸。
农场管理：
动物是否分性别饲养?
是否采用全进全出制?
畜舍的通风控制程度如何?
动物及其性能乃至其营养需要受应激影响的程度将取决所有上述因子。
能量水平：
必需氨基酸的需要量与日粮的能量水平有直接的相关。
（Peisker,1996;VanLumenandCole,1996）。
我们将看到氨基酸需要量是用相对代谢能或消化能的百分比表示的。
原料的营养含量：
有趣的是我们可以把营养需要订得精确到十分之一个百分点，而在估计某种饲料的消化率时出现三十个百分点的差别。
在五十年代和六十年代不少国家致力于饲料分析技术和饲料营养成分表，但是由于没有系统规范，这些努力大多未见成效，很难得到常用饲料的即时营养成分数据。
考虑到非常规饲料的营养成分数据时问题就更多了。
显然，掌握可靠营养成分数据的人具有重要的经济优势。
因此大饲料公司通常投以巨资建立并保持饲料原料的基本资料，这些资料服务于各公司本身的利益，因而很少公开见到。
表1.各种饲料原料的营养成分
饲料原料
干
物
质
％
代谢能
千卡/千克
粗
蛋
白
％
粗
纤
维
％
赖
氨
酸
％
蛋
氨
酸
％
蛋
胱
氨
氨
酸＋酸
％
苏
氨
酸
％
色
氨
酸
%
猪
禽
中国玉米
86
3,304
3,240
8.70
1.60
0.24
0.18
0.42
0.30
0.07
中国玉米
86
3,052
3,220
8.00
2.10
0.24
0.16
0.40
0.30
0.06
美国玉米
88
3,384-3,420
3,350
8.0-8.5
2.30
0.26
0.18
0.38
0.28-0.31
0.05-0.07
中国豆粕（44）
87
2,906
2,300
43.00
5.10
2.38
0.59
1.20
1.88
0.68
美国豆粕（44）
90
3,220
2,230
44.00
7.30
2.69
0.62
1.28
1.70
0.74
美国豆粕（44）
90
3,225
44.00
7.30
2.83-2.90
0.62
1.18-1.32
1.70
0.64
中国豆粕（去皮）
87
3,017
2,350
46.80
3.90
2.81
0.56
1.16
1.89
0.74
美国豆粕（去皮）
90
3,385
2,440
48.50
3.90
2.96
0.67
1.39
1.90
0.74
美国豆粕（44）
90
3,390
46.5-47.5
3.50
3.00-3.04
0.66
1.40
1.88
0.66
中国棉籽粕
88
2,163
1,750
42.50
10.10
1.31
0.44
美国棉籽粕
92
2,555
2,400
41.70
10.8-13.6
1.70
0.52
1.14
1.32
0.47
中国花生粕
88
2,752
2,600
47.80
6.20
1.40
0.41
1.81
1.11
0.45
美国花生粕
93
2,910
2,200
49.00
9.90
1.54
0.54
1.17
1.24
0.48
中国血粉
88
2,135
2,460
82.80
0.00
6.67
0.74
1.72
2.86
1.11
美国血粉，喷干
93
2,330
3,420
86.00
1.00
7.44
1.05
2.08
3.92
1.35
美国血粉，风干
94
3,830
81.10
0.50
7.05
0.55
1.07
3.15
1.29
中国肉骨粉
93
2,540
1,960
50.00
2.80
2.60
0.67
1.00
1.63
0.26
美国肉骨粉
94
2,280
2,495
50.90
2.40
2.61
0.68
1.38
1.74
0.28
美国肉骨粉
94
2,260
50.90
2.40
2.40-2.89
0.62
1.11
1.60
0.28
NRC（1988，1994）；CFIA（中国饲料成分及营养价值表）（1996）
表1提供的例子说明饲料原料的营养成分有较大变差。
应该理解表中的数据只是书面值，在此仅用作示例。
因此，在实际设计配方之前对所用饲料原料的真实营养成分作一测定是非常重要的。
这样做并非易事，小规模畜主和小规模饲料厂家可能难以实行，可能需要借助于“最佳估计值”。
营养的利用率
大多数天然饲料中的养分是不能完全被消化、吸收和利用的。
为了合理地进行配方了解动物对饲料中养分吸收利用的程度是必要的。
与原料总营养素水平的变异类似，饲料营养素的消化率或利用率也有高度变异。
我们习惯于用消化能或代谢能来表达（动物的）营养需要和营养含量。
氨基酸的需要量和含量又当如何表达?
以前氨基酸需要量的测定试验大多是在玉米-豆饼日粮基础上进行的，随着多样化饲料原料的利用和有鉴于氨基酸消化率的巨大变异，用可消化氨基酸来表达氨基酸营养需要就变得更为重要了。
表2.猪和禽对常用饲料养分的消化率
赖氨酸
蛋氨酸
苏氨酸
色氨酸
饲料原料
猪
禽
猪
禽
猪
禽
猪
禽
玉米
68
81
85
91
69
82
67
78
玉米蛋白粉，60%
74
88
91
97
80
92
65
玉米蛋白粉，22%
64
72
82
84
64
75
58
棉籽粕
59
61
72
74
61
66
68
84
鱼 粉
87
90
85
93
81
91
78
88
肉骨粉<55%
72
86
79
89
67
88
56
82
肉骨粉>55%
75
74
82
81
66
74
63
74
花生粕
78
77
83
86
75
83
75
76
菜籽粕
72
79
85
9
69
79
70
80
大 米
82
80
88
90
80
82
81
91
米 糠
69
75
72
78
56
70
64
豆 粕，44%
83
88
83
94
76
87
77
豆 粕，47.5%
84
91
84
92
78
88
81
88
小 麦
72
82
84
87
70
82
79
小麦麸
68
75
75
79
59
75
59
83
小麦次粉
62
79
71
79
52
78
57
84
Heartland（1997）;NRC（1994）;Degussa（1996）
某些常用饲料氨基酸消化率的估计值列于表2。
合成氨基酸的消化率通常被认为是很高的。
如L-型的所有合成氨基酸的消化率都被认为是100%。
但D-型氨基酸消化率的变异较大。
一般认为DL-蛋氨酸，DL-羟基蛋氨酸的消化率为100%，而D-赖氨酸和D-苏氨酸不能被消化，D-色氨酸的消化率仅为60%，DL-色氨酸的消化率为80%。
商品赖氨酸一般都做成盐酸赖氨酸（L-lysine·HCl）形式以提高其稳定性。
应注意盐酸赖氨酸消化率虽然达100%，但只含78.5%的赖氨酸。
氨基酸比例模式
理解氨基酸比例模式的概念是很重要的，该模式是描述某一日粮中各氨基酸的配比浓度。
所谓理想蛋白是说其氨基酸配比浓度正合适。
理想蛋白的定义很简单，但在实践中配起来很难（如果可能的话）。
我们经常发现饲料中氨基酸的比例不合适，总有一种或一种以上的氨基酸超过了合适的比例，我们把这种情况叫做氨基酸不平衡，这种不平衡会使动物生产性能下降。
摄入量的减少和代谢过剩氨基酸的能耗支付，这两种因素造成了生产性能的抑制。
有多种猪和禽的理想氨基酸比例已被制定出来。
通常选用赖氨酸为参照，其他氨基酸的需要量以与赖氨酸的比例表示。
表3给出了理想氨基酸比例。
表3.猪和肉鸡的理想氨基酸建议比例1
氨基酸
猪
肉
鸡
UN
IICP
RPNG
开料猪
生长猪
肥育猪
0-21天
22-42天
0-21天
22-42天
赖氨酸
100
100
100
100
100
100
100
蛋氨酸
27
27
27
36
37
51
48
蛋氨酸+胱氨酸
50
55
60
72
75
79
81
苏氨酸
62.5
65
67.5
67
70
65
67
色氨酸
18
19
20
16
17
19
19
1Peisker（1996）
UN=Nebraska大学；IICP=lllinois理想鸡蛋白；RPNG=Rhone-Poulenc营养指南
饲料管理
这是考虑日粮配方时的又一个重要因素，特别是在使用合成氨基酸时。
合成氨基酸被动物食入后几乎是立即消化，速度很快。
而饲料蛋白中的氨基酸要经过小肠中酶的水解作用，在晚些时候才能被消化吸收。
如果“游离”氨基酸已经到达了体细胞蛋白合成地点而结合在饲料蛋白中的氨基酸还没有到位，那么这些游离氨基酸就不能被利用而被分解掉。
可见，如果用补充氨基酸的配方饲喂动物，维持所有氨基酸从小肠到体细胞的稳定流量是很重要的。
如果动物日喂4次以上，饲喂间隔时间相等就能使流量稳定。
对于不限饲的动物，流量稳定的问题自然解决了。
但是，对于分次饲喂的动物就必须计划一下饲喂管理方案。
如果动物是分次饲喂或限饲每日一次，则合成氨基酸的利用率是很差的。
合成氨基酸只有在成为平衡氨基酸组成中的一部分时才有价值，理解这一点很重要。
有时配料倾向于加些过量的赖氨酸和蛋氨酸，或加得与其他必需氨基酸不成比例。
这种做法是无用的，可能抑制动物的生产性能。
成品料中各种氨基酸比例应尽量与理想蛋白所确定的保持一致。
关于合成氨基酸还要说明一点，有些证据说明哺乳母猪需要较多的支链型氨基酸、亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸。
事实上有些研究员建议哺乳母猪缬氨酸需要量为赖氨酸的120%左右，这在一般的实用日粮中是难以做到的。
于是我们不主张在哺乳母猪日粮中添加合成赖氨酸，以免氨基酸的平衡更加恶化。
“安全系数”
我们都知道配方中养分设计不足会导致动物生产性能降低，饲料利用率变差，推迟动物的上市时间，增加畜舍、劳力和工具的消耗，从而增加了成本；此外，原料的营养素含量都有变异。
为了确保我们设计的配方能满足动物的营养需要，在配合日粮时给营养含量增加一个“安全系数”的做法非常普遍，特别是对于维生素，有时也用于蛋白质/氨基酸。
但是安全系数是否真正安全?
会不会导致成本增加和性能降低?
图1显示赖氨酸∶能量比例欠佳对现代基因型猪蛋白质沉积量的影响。
日粮中的赖氨酸∶能量低于需要量20%导致猪的蛋白质沉积量减少10克/日，但赖氨酸如果过量也会导致类似的减产。
配方中的安全系数即过量营养的代价是多少?
我们利用表4的价格来算下面两个例子。
例1：
如果35～60千克低瘦肉猪的赖氨酸需要量0.20%可消化赖氨酸/1000千卡代谢能（KcalME），而配方中给到0.216%可消化赖氨酸/1000千卡代谢能，相当于中等瘦肉猪的需要量，成本将会如何?
0.216%可消化赖氨酸/1000千卡代谢能日粮价格为1680.03元/吨，而0.20%可消化赖氨酸/1000千卡代谢能日粮价格仅1667.67元/吨，比前者省15.36元/吨。
例2：
假如我们从出版的饲养标准营养需要中查得36～60千克中等瘦肉猪在温和气候无应激条件下采用3160千卡代谢能/千克（典型的中国玉米—大豆日粮）的饲料营养浓度，需要0.68%的可消化赖氨酸，但如果我们饲喂的猪是低瘦肉基因型的，饲养在寒冷环境中采食2900千卡代谢能/千克的低能日粮，则可消化赖氨酸的需要量仅0.56%。
根据表4的饲料价格，能量2900千卡代谢能/千克可消化赖氨酸0.68%的日粮成本是1711.20元/吨，而该日粮的可消化赖氨酸如果降到0.56%，则成本可降到1576.03元/吨，每吨节省135.17元。
当赖氨酸的需要量增加时，其他氨基酸需要量也按理想氨基酸比例增加。
记住这一点是非常重要的。
赖氨酸/消化能（克/兆焦）
图1
日粮赖氨酸比例对25-90千克重快长猪蛋白质沉积率的影响
表4.饲料价格
饲料原料
价格
元/千克
玉
米
1.40
麦
麸
1.17
豆
粕
2.90
菜籽粕
1.10
棉籽粕
1.40
赖氨酸
35.00
饲料生产者的类型
“您是饲料厂家，家畜生产者，还是联营企业?
”这问题似乎荒诞。
但取决于饲料生产者在类型，饲料配方会有很大的不同。
不同饲料生产者的目的都是为了获利，但做法大不相同。
饲料厂家的工作是最难做的，他们生产的饲料要满足不同客户的各种需求。
例如他们要生产蛋鸡料、肉鸡料、蛋鸭料、肉鸭料、鹅料等禽类饲料，猪饲料、牛饲料、水产养殖饲料等。
此外，不同客户养的动物可能又有很大的遗传差别，而且厂家能生产的不同饲料品种和市场都是有限的。
因此，饲料厂家的生产只好迎合一般的普通客户。
哪些客户是厂家的普通客户取决于厂家本身。
厂家为客户生产的饲料必须在价格和质量两方面都具有竞争力。
此外，对于购买量大的客户厂家可以专门为他们配料。
三种饲料生产者类型中的另一种是家畜养殖者，他们只考虑单位产品的成本，每公斤增重的成本，每公斤蛋的成本等。
因此，他们可以自配饲料也可以买商品饲料。
如果家畜生产者的经营规模不大，商品饲料又是营养平衡并能满足动物的营养需要，那么家畜养殖者购入饲料的做法可能更经济。
联营企业：
其生产成本应以每袋包装商品肉的成本和每公斤蛋的市售价为基准。
大型联营企业可利用上述营养需要的差异相应地进行配方。
例如他们可以确定饲养的阉猪和母猪在不同生长阶段的赖氨酸需要量，也可以准确地按每增重10千克体重调整一次配方。
此外，作为联营企业还要考虑生产商品动物的成本（包括种畜种禽的维持成本，送至农场的每个雏鸡雏鸭的成本，最终生产杂交仔猪的母系成本等）。
饲料原料的选用及其价格的确定
一旦我们确定了动物达到理想生产水平的营养需要，了解了现有饲料的可消化营养成分，我们就可以进行日粮配方了。
正如引言所述，配方时我们马上会想到最低成本配方，其实我们应该想最佳成本配方。
最低成本配方是通过选用最低成本饲料原料组方而达到指定的营养浓度。
该程序不考虑饲料加工成本，除非把饲料加工成本加入饲料原料成本。
例如，如果我们生产颗粒料，就要考虑到麦麸纳入配方后，由于体积大和增加制粒设备磨损所增加的额外的成本是多少?
如果我们是家畜生产者，我们还会考虑到，高纤维饲料用多了以后，日粮容积变大，将来厩肥的处理成本有多高?
这不是说加工副产品不能用，而是表示一种饲料的表观价值，并不一定能反映出它在生产日粮或在最终生产成本中的价值/成本。
在某一营养浓度水平配出的最低成本日粮并不一定就会导致最低生产成本。
因为动物每天的营养需要有一个量的概念，如多少千卡代谢能，多少克赖氨酸，所以我们还应拟定出最经济的营养浓度来满足动物每天的营养需要。
最佳成本日粮的最佳营养浓度将随饲料原料价格而变化。
通常我们认为随着饲料价格上扬我们应选用营养浓度较低的日粮饲喂动物。
但是从下图可以看出，事实正好相反，饲料价格上扬时营养浓度较高的日粮饲喂效果更经济。
参数配方：
对一系列营养浓度进行低成本优化组方并拟定出一个能使动物发挥理想性能的最低成本配方或最低生产成本配方。
参数配方对饲料厂家、自产饲料的家畜生产者和联营企业都是很有用的工具。
参数法不仅有助于更好地选用饲料的种类，还有助于拟定日粮应配多高的营养浓度。
图解见图2。
大卡/公斤
图2
最佳营养浓度
从2900kcalME/kg（千卡代谢能/千克）到3200kcalME/kg每隔10kcalME/kg增量算出一个最低成本配方形成一个系列。
随着营养浓度的增加日粮的成本也增加，但每单位代谢能的成本和每天的饲养成本却下降了，这种下降趋势一直保持到最佳营养浓度，在本例中是3110kcalME/kg。
如果营养浓度超过此值，动物的饲养成本就开始上升。
3200kcalME/kg的日粮会产生最佳的饲料转化率，而2900kcalME/kg的日粮则最差，3110kcalME/kg的日粮只会有中等的饲料转化率，但却能带来最佳的经济效益。
但是，最佳营养浓度高度地取决于各种饲料原料特别是各种谷物间的价格对比，这一点会变得很明显。
在饲料原料及其价格的确定方面，参数法和影子价格能提供很好的信息和指南。
影子价格表示：
当其他原料价格不变时，某种原料在何种价格下将被纳入配方或开始降低在配方中的用量。
影子价格的低价是指：
某原料的价格如低于此价则该原料要被纳入配方（如果原来还没有纳入）或增加其在配方中的百分比（如果原来已经纳入配方）。
影子价格的高价是指在此价格下，配方中的百分比将开始下降。
表5给出了参数配方系列中价格变化的饲料原料，借此说明在确定最佳营养浓度时价格变化（表6）和营养含量的关系。
表5.参数配方中原料的营养含量和价格
饲料
代谢能
ME
千卡/千克
粗蛋白
%
可消化
赖氨酸
%
可消化
蛋氨酸
%
可消化
蛋氨酸+
胱氨酸%
可消化
苏氨酸
%
可消化
色氨酸
%
玉
米
3210
8.3
0.16
0.15
0.30
0.23
0.04
麦
麸
2035
15.5
0.39
0.10
0.28
0.23
0.14
去皮豆粕
3385
47.5
2.59
0.58
1.14
1.52
0.53
低质豆粕43%
3025
43.0
2.08
0.53
1.01
1.27
0.46
优质豆粕44%
3220
44.0
2.38
0.53
1.04
1.31
0.48
菜籽粕
2275
38.6
0.95
0.52
1.17
1.00
0.38
棉籽粕
2160
42.5
1.00
0.32
0.88
0.81
0.33
花生粕
2750
47.8
1.06
0.32
0.61
0.81
0.32
进口鱼粉
2860
62.8
4.17
1.54
1.84
2.06
0.56
豆
油
8360
棕榈油
7220
表6.参数配方中所用原料及其价格
饲料原料
价格
元/吨
低
中
高
玉
米
800
1，400
2，000
麦
麸
700
1，190
1，700
豆
粕
2，900
3，000
2，900
3，000
2，900
3，000
去皮豆粕
3，100
3，200
3，100
3，200
3，100
3，200
玉米有3种不同价格（低、中、高）。
麦麸在各相应档次中比玉米低15%。
针对每一个玉米价格
都有两个普通豆粕价，即低质豆粕和优质豆粕（44%）。
去皮豆粕比（低质或优质）普通豆粕贵200元/吨。
这些价格列于表6中。
菜籽粕（1.10元），棉籽粕（
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