一种生长育肥猪能量摄入量的计算方法与流程

本发明涉及家猪饲养技术领域，尤其是一种精准计算生长育肥猪能量摄入量的方法。

背景技术：

饲料支出约占生产猪肉总成本的65％至75％，其中约75％发生在生长育肥阶段，且能量支出是猪饲料的主要成本组成部分。此外，猪具有“为能而食”的能力，能够根据日粮的能量水平调整每日采食量，以达到每日的能量需求。如果日粮能量水平过低，猪会增加日采食量，相反若日粮能量水平过高，则会降低日采食量，进而会影响到其他养分如氨基酸、矿物质和维生素等养分的摄入。准确估算猪每日所需的能量摄入量，就可根据日粮能量水平估算每日的日粮摄入量，进而制定满足猪其他养分需求所需的饲料配方。再者，能量摄入量是决定生长育肥猪生长速度的关键因素(nrc，2012)。

中国猪饲养标准(2004)推荐了生长肥育猪的能量摄入量，并一直指导着科研院校的研究者、养猪业和饲料业的营养学家，以及从事生产一线工作的技术人员来实施猪的营养和喂养计划。然而，在过去十多年中，由于中国育种进展以及从欧美引进种猪，中国生长肥育猪的生长潜力和能量摄入量都发生了相当大的变化。因此，需要精确估算当前生长育肥猪能量摄入量，以降低饲料成本，提高饲料效率，最终提高饲料效益。

技术实现要素：

基于上述问题，本发明的目的在于克服上述现有技术的不足之处而提供一种能精准地计算生长育肥猪能量摄入量的方法，从而降低饲料成本，提高饲料利用效率，提升饲料的效益。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种生长育肥猪能量摄入量的计算方法，包括如下步骤：

1)收集符合筛选条件的中国生长育肥猪营养领域文献基础数据，获得猪日粮配方、日粮能量水平、能量摄入量、体重和生长性能数据，其中，

所述生长性能数据包括猪平均日采食量(adfi)和平均日增重(adg)；

所述筛选条件指文献需符合以下条件：

a)试验设计符合统计学要求；b)各处理组含有重复；c)猪品种：杜长大或杜大长；d)猪性别：各处理组动物公母各半；e)猪日粮：实践应用日粮，无纯合日粮，且饲粮配方清楚描述；f)试验时间：2周及以上；g)猪试验期平均体重20kg以上；h)猪自由采食和饮水；

2)利用nrc(2012)原料数据库重新计算步骤1)所得每一个日粮配方中的日粮能量(de、me和ne)和能量摄入量(dei、mei和nei)；

3)基于步骤1)的生长性能数据，建立生长育肥猪平均日采食量(adfi)、平均日增重(adg)和平均体重(bw)的回归关系模型；

4)基于步骤2)所得能量摄入量数据，建立生长育肥猪消化能摄入量(dei)、代谢能摄入量(mei)、净能摄入量(nei)和平均体重(bw)的回归关系模型；

5)验证步骤4)所得回归关系模型。

优选地，步骤2)中的能量摄入量(dei、mei和nei)是通过日粮能量水平(de、me和ne)乘以平均日采食量得到每日消化能摄入量(dei)、代谢能摄入量(mei)和净能摄入量(nei)。

优选地，步骤3)中的生长育肥猪平均日采食量(adfi)和平均体重(bw)分别采用bridges函数和多项式函数建立回归模型，根据赤池信息量准则(aic)大小衡量回归模型拟合的优良性，最佳模型为bridges函数模型：观察到的adfi，g/d＝3817.2{1-exp[-exp(-4.2158)×bw]}。需要说明的是，所述函数中第一个“-”表示减号，第二个和第三个“-”表示负号。

优选地，步骤3)中的生长育肥猪平均日增重(adg)和平均体重(bw)分别采用bridges函数和多项式函数建立回归模型，根据赤池信息量准则(aic)大小衡量回归模型拟合的优良性，最佳模型为bridges函数模型：观察到的adg，g/d＝969.8{1-exp[-exp(-2.0643)×bw^0.64]}。需要说明的是，所述函数中第一个“-”表示减号，第二个和第三个“-”表示负号。

优选地，步骤4)中的猪消化能摄入量(dei)和平均体重(bw)分别采用bridges函数、多项式函数和析因法建立回归模型，根据赤池信息量准则(aic)大小衡量回归模型拟合的优良性，最佳模型为bridges函数模型：观察到的dei，kcal/d＝12278.4{1-exp[-exp(-4.1541)×bw]}。需要说明的是，aic值越小，模型拟合越好。需要说明的是，所述函数中第一个“-”表示减号，第二个和第三个“-”表示负号。

优选地，步骤4)中的猪代谢能摄入量(mei)和平均体重(bw)分别采用bridges函数、多项式函数和析因法建立回归模型，根据赤池信息量准则(aic)大小衡量回归模型拟合的优良性，最佳模型为bridges函数模型：观察到的mei，kcal/d＝11986.3{1-exp[-exp(-4.1696)×bw]}。需要说明的是，所述函数中第一个“-”表示减号，第二个和第三个“-”表示负号。

优选地，步骤4)中的猪净能摄入量(nei)和平均体重(bw)分别采用bridges函数、多项式函数和析因法建立回归模型，根据赤池信息量准则(aic)大小衡量回归模型拟合的优良性，最佳模型为bridges函数模型：观察到的nei，kcal/d＝9219.7{1-exp[-exp(-4.2080)×bw]}。需要说明的是，所述函数中第一个“-”表示减号，第二个和第三个“-”表示负号。

优选地，步骤5)中验证模型是通过建立步骤4)所得的模型估算的能量摄入量(dei、mei和nei)和所选文献观察到的能量摄入量(dei、mei和nei)的线性回归关系。

综上所述，本发明的有益效果为：

1)本发明的计算生长育肥猪能量摄入量的方法具有精准化和动态化的优点，可精准的计算生长育肥猪能量摄入量，并且可动态化的计算生长育肥猪各阶段的能量摄入量，最大化的提高猪生产性能、降低饲养成本和提高养殖效益；

2)本发明的能量摄入量精准化的计算方法具有用户操作简便易行的优点，利用数学模型，可快速计算生长育肥猪各阶段体重的能量摄入量；

3)本发明的能量摄入量精准化的计算方法具有用户操作选择性多的优点，根据用户的日粮配方能量计算的操作习惯，可分别选择消化能摄入量、代谢能摄入量和净能摄入量计算的数学模型。

附图说明

图1为平均体重22.5～108.6kg生长育肥猪的体重与典型消化能摄入量的关系图；

图2为平均体重22.5～108.6kg生长育肥猪的体重与典型代谢能摄入量的关系图；

图3为平均体重22.5～108.6kg生长育肥猪的体重与典型净能摄入量的关系图。

具体实施方式

本发明提供了一种生长育肥猪能量摄入量精准化的计算方法，能够通过bridges函数有效的计算生长育肥猪的能量摄入量，操作简便易行。

在一些实施例中，本发明是通过以下技术方案实现的：一种生长育肥猪能量摄入量精准化的计算方法，包括如下步骤：

1)收集符合筛选条件的中国生长育肥猪营养领域文章基础数据，获得猪日粮配方和生长性能等数据；

2)利用nrc(2012)原料数据库重新计算每一个日粮配方中的日粮能量和能量摄入量；

3)建立生长育肥猪平均日采食量(adfi)和体重(bw)的回归关系模型；

4)建立生长育肥猪消化能摄入量(dei)、代谢能摄入量(mei)、净能摄入量(nei)和体重(bw)的回归关系模型；

5)验证模型。

为更好的说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明。如无特别说明，本发明中的方法均为常规方法。

实施例1

本发明的精准计算生长育肥猪能量摄入量化的方法的一种实施例，具体包括如下步骤：

步骤一，搜索中国知网和sciencedirect数据库，通过对中国知网文献篇名设置搜索词“生长猪”或“育肥猪”或“肥育猪”或“生长育肥猪”或“生长肥育猪”或篇名为“猪”但摘要或关键词含“生长性能”，以及对sciencedirect文献篇名设置搜索词“growingpig”或“finishingpig”或“fatteningpig”或“growingandfatteningpig”或篇名为“pig”但摘要或关键词含“growthperformance”的文献进行搜索，共收集到国内学者于2000-2018年在国内外期刊发表的中国生长育肥猪营养领域文献2100余篇。

步骤二，选取完全符合以下条件的文献作为模型研究材料：1)试验设计符合统计学要求；2)各处理组含有重复；3)品种：杜长大或杜大长；4)性别：各处理组动物公母各半；5)日粮：实践应用日粮，无纯合日粮，且饲粮配方清楚描述；6)试验时间：2周及以上；7)猪试验期平均体重20kg以上；8)猪自由采食和饮水。

一共收集得到含6479头生长育肥猪的245组生长性能数据的174篇研究文献材料。

步骤三，分别统计245组猪的体重情况(包括初始体重、结束体重和平均体重)、生长性能情况(平均日采食量和平均日增重)、日粮能量水平(利用nrc(2012)原料数据库重新计算每一个日粮配方中的日粮消化能、代谢能和净能)和能量摄入量(利用日粮能量水平乘以平均日采食量得到每日消化能摄入量、代谢能摄入量和净能摄入量)。

步骤四，分别采用bridges函数和多项式函数建立生长育肥猪平均日采食量、平均日增重和平均体重的关系模型，并用赤池信息量准则(aic)衡量回归模型拟合的优良性，其aic值越小，模型拟合越好。

基于aic值，采用bridges函数建立的平均日采食量和平均体重的回归模型拟合度最好，其数学表达式为：观察到的adfi，g/d＝3817.2{1-exp[-exp(-4.2158)×bw]}，其中bw为体重，单位为kg。需要说明的是，所述函数中第一个“-”表示减号，第二个和第三个“-”表示负号。

基于aic值，采用bridges函数建立的平均日增重和平均体重的回归模型拟合度最好，其数学表达式为：观察到的adg，g/d＝969.8{1-exp[-exp(-2.0643)×bw^0.64]}，其中bw为体重，单位为kg。需要说明的是，所述函数中第一个“-”表示减号，第二个和第三个“-”表示负号。

步骤五，分别采用bridges函数、多项式函数和析因法建立生长育肥猪能量摄入量和平均体重的关系模型，并用赤池信息量准则(aic)衡量回归模型拟合的优良性，其aic值越小，模型拟合越好。

析因法将生长育肥猪能量的摄入量剖分为标准维持能量(em，包括dem、mem和nem)和用于生长能量(eg，包括deg、meg和neg)两部分，其中用于生长的能量主要用于体蛋白和体脂肪的沉积，可通过日增重来反映。依据所选文献中数据，可建立生长能量与平均日增重的回归关系。根据生长育肥猪不同体重阶段下的平均日增重，可计算得出eg需要量，并与em需要量相加，最终可计算得到生长育肥猪每日能量摄入量。

基于aic值，采用bridges函数建立的消化能摄入量和平均体重的回归模型拟合度最好，其数学表达式为：观察到的dei，kcal/d＝12278.4{1-exp[-exp(-4.1541)×bw]}，其中bw为体重，单位为kg。需要说明的是，所述函数中第一个“-”表示减号，第二个和第三个“-”表示负号。

基于aic值，采用bridges函数建立的代谢能摄入量和平均体重的回归模型拟合度最好，其数学表达式为：观察到的mei，kcal/d＝11986.3{1-exp[-exp(-4.1696)×bw]}，其中bw为体重，单位为kg。需要说明的是，所述函数中第一个“-”表示减号，第二个和第三个“-”表示负号。

基于aic值，采用bridges函数建立的净能摄入量和平均体重的回归模型拟合度最好，其数学表达式为：观察到的nei，kcal/d＝9219.7{1-exp[-exp(-4.2080)×bw]}，其中bw为体重，单位为kg。需要说明的是，所述函数中第一个“-”表示减号，第二个和第三个“-”表示负号。

由此可计算得到生长育肥猪不同体重阶段的adfi、adg、dei、mei和nei(参见表1)。

表1生长育肥猪生长性能和能量摄入量

能量摄入量模型验证：分别用本实施例建立的生长育肥猪能量摄入量模型计算dei、mei和nei值(y，kcal/d)，与本实施例所参考的174篇文献中观察到的dei、mei和nei值(x，kcal/d)建立线性回归关系，得到回归方程如下：

dei：y＝0.8102x+1372.4(r2＝0.7964，p<0.01，n＝245)；

mei：y＝0.8121x+1314.5(r2＝0.7984，p<0.01，n＝245)；

nei：y＝0.8129x+984.6(r2＝0.7998，p<0.01，n＝245)；

由上述结果(参见图1～3)可知，本实施例推算的能量摄入量与文献中观察到的能量摄入量有较好的回归关系，能够通过生长育肥猪体重来估测其能量摄入量。

实施例2

推算某猪场60～80kg生长育肥猪的每日代谢能需要量，并给出最优的日粮代谢能水平。该猪场没有平均日采食量记录。

针对该猪场，首先推算60～80kg生长育肥猪每日代谢能摄入量，再推算该阶段平均日采食量，用每日代谢能摄入量除以平均日采食量，即可计算得到日粮代谢能水平。

步骤一：计算60-80kg阶段生长育肥猪的平均体重：(60kg+80kg)÷2＝70kg

步骤二：采用实施例1的生长育肥猪能量摄入量模型，计算60-80kg阶段生长育肥猪的每日代谢能摄入量：11986.3{1-exp[-exp(-4.1696)×70]}＝7924kcal/d。需要说明的是，所述函数中第一个“-”表示减号，第二个和第三个“-”表示负号。

步骤三：采用全国生长育肥猪的平均日采食量模型，计算60-80kg阶段生长育肥猪的平均日采食量：3817.2{1-exp[-exp(-4.2158)×70]}＝2459g/d。需要说明的是，所述函数中第一个“-”表示减号，第二个和第三个“-”表示负号。

步骤四：计算60-80kg阶段生长育肥猪的日粮代谢能水平：7924÷2459＝3223kcal/kg。

实施例3

某猪场所在地饲粮类型消化能约为3250kcal/kg，现需要确定满足75-100kg生长育肥猪配方中其他养分浓度。

针对该猪场，首先推算75-100kg生长育肥猪每日消化能摄入量，再根据其日粮消化能含量推算平均日采食量。查阅饲养标准，确定75-100kg生长育肥猪每日所需的其他营养含量，基于日采食量，继而确定日粮中其他养分水平。

步骤一：计算75-100kg阶段生长育肥猪的平均体重：(75kg+100kg)÷2＝87.5kg

步骤二：采用实施例1的模型，计算75-100kg阶段生长育肥猪的每日消化能摄入量：12278.4{1-exp[-exp(-4.1541)×87.5]}＝9170kcal/d。需要说明的是，所述函数中第一个“-”表示减号，第二个和第三个“-”表示负号。

步骤三：计算75-100kg阶段生长育肥猪的平均日采食量：8887kcal/d÷3250kcal/kg＝2.822kg。

步骤四：查阅饲养标准，确定75～100kg生长育肥猪每日所需的其他营养含量，除以日采食量2.822kg，继而确定日粮中其他养分水平。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。