《Animal Feed Science and Technology》：Greenhouse gas emissions, net energy, and nitrogen balance are not impacted by inclusion of hybrid rye in diets for growing pigs, but ileal digestibility of amino acids and acid-hydrolyzed ether extract is reduced if hybrid rye replaces corn
编辑推荐：
本文针对杂交黑麦替代玉米在生长猪日粮中的应用，开展了一项综合评估。研究聚焦温室气体排放、氮平衡、净能及回肠氨基酸和酸水解醚提取物消化率等关键指标。通过两个实验，研究人员证实了杂交黑麦完全替代玉米不会增加猪只的温室气体排放，亦不影响净能与氮利用，为猪生产体系的环保可持续性提供了科学依据，推荐作为玉米的有效替代方案。
在全球气候变化的背景下，畜牧业对环境的影响日益受到关注。猪生产中，传统玉米-豆粕型日粮是主流，但玉米种植需要大量的水资源和肥料，其碳足迹较高。那么，有没有一种对环境更友好、种植适应性更强的谷物可以替代玉米，同时又不影响猪的生产性能和营养利用呢？杂交黑麦（hybrid rye）作为一种耐寒、耐旱、产量高且种植成本相对较低的作物，进入了研究人员的视野。与玉米相比，它含有更多的膳食纤维，但淀粉和脂肪含量较低。然而，膳食纤维的增加是否会导致猪肠道发酵产生更多的甲烷（一种温室气体）？它是否会影响饲料的能量价值、氨基酸的消化吸收以及氮的存留？这些问题在文献中缺乏系统的研究。为了回答这些疑问，来自伊利诺伊大学厄巴纳-香槟分校的研究团队进行了一项深入研究，相关成果发表在了《Animal Feed Science and Technology》杂志上。
研究者采用了两种关键的实验技术来评估杂交黑麦替代玉米的效果。首先是呼吸测热法技术，用于精确测量猪只的氧气消耗以及二氧化碳和甲烷的产生量，从而计算出总产热量和净能。其次是回肠末端造瘘与收集技术，通过在猪的回肠末端安装T型瘘管，收集并分析食糜样本，以测定干物质、酸水解醚提取物以及氨基酸的回肠表观消化率和标准化消化率。
1. 实验设计与方法
研究团队设计了三组等氮等能的生长猪日粮：第一组为以玉米和大豆粕为能量源的对照组，第二组用杂交黑麦替代50%的玉米，第三组则用杂交黑麦完全替代玉米。实验分为两个部分。实验一使用24头生长猪，将它们置于6个测热室中，采用复制的拉丁方设计，测量其呼吸气体交换、氮平衡，并计算饲料的净能。实验二使用12头装有回肠瘘管的生长猪，采用交叉设计，收集回肠食糜以测定氨基酸和酸水解醚提取物的标准化消化率。
2. 研究结果
温室气体排放与能量代谢
结果显示，无论是以每头猪、每公斤体重还是每公斤代谢体重为单位计算，不同日粮处理组之间的氧气消耗、二氧化碳和甲烷的日均产量均无显著差异。这表明，用杂交黑麦替代玉米不会增加猪只的温室气体直接排放。有趣的是，在进食状态下，随着日粮中杂交黑麦比例的增加，猪只的呼吸商呈线性下降趋势，这暗示了猪只可能从主要利用碳水化合物转向更多地发酵膳食纤维作为能量来源。在能量利用方面，各组日粮的总产热量、绝食产热量以及消化能、代谢能和净能值均无显著差异，说明杂交黑麦可以作为玉米的有效能量替代物，不影响日粮的整体能量价值。
氮平衡与养分消化率
氮平衡的分析表明，氮的摄入量、粪便氮排泄量、尿液氮排泄量以及氮存留量在不同日粮间均无显著差异，这表明氮的总体利用效率未受影响。然而，随着杂交黑麦的添加，粪便中的氮浓度线性增加，这暗示了氮的消化率可能有所下降。这一推断在实验二得到了证实。
氨基酸和酸水解醚提取物的回肠消化率
实验二的数据显示，随着日粮中杂交黑麦比例的增加，干物质和酸水解醚提取物的回肠表观消化率线性显著降低。更重要的是，除了脯氨酸外，所有必需氨基酸和非必需氨基酸的标准化回肠消化率均呈线性下降趋势。这表明，杂交黑麦中较高的可溶性膳食纤维（如阿拉伯木聚糖）可能增加了食糜的粘性，从而影响了营养物质在小肠中的消化吸收效率。尽管如此，由于杂交黑麦本身的氨基酸浓度高于玉米，两者提供的标准回肠可消化氨基酸总量并无差异，因此在实际应用中，这种消化率的下降并不会影响猪对必需氨基酸的净摄入量。
3. 结论与讨论
本研究的结论明确：在生长猪日粮中用杂交黑麦完全替代玉米，不会影响猪只的温室气体排放、日粮净能值以及氮平衡。虽然杂交黑麦会导致氨基酸和脂肪的回肠消化率降低，但这并未损害饲料的整体能量价值和猪对氮的利用效率。其深层原因在于，杂交黑麦中较高的可发酵纤维为猪只提供了额外的能量来源，抵消了其消化能较低的影响。同时，虽然蛋白质的消化率下降，但杂交黑麦本身较高的蛋白质和氨基酸含量补偿了这一损失。
这项研究的成果具有重要的实践意义。杂交黑麦因其更强的环境适应性（耐寒、耐旱、对土壤要求低）和较低的种植投入（水、肥需求少），可能比玉米具有更低的“碳足迹”。本研究从终端利用的角度证明，将其作为猪饲料原料，并不会额外增加养殖环节的温室气体排放，且能维持动物的生产性能。因此，在杂交黑麦具有价格竞争力的地区，它可以成为一种可持续的、不损害生产效率的玉米替代品，有助于降低整个生猪生产体系的环境影响。这为饲料配方师和养殖业者提供了一种环保且经济可行的新选择。
