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大家好呀～ 我是曦曦博士公众号团队的朝晖，今天又来给大家讲故事啦！
不久前，我去了美国爱荷华州立大学，参加他们一年一度的养猪日。会议上讨论学习的话题非常多，从智能化养猪，到兽医诊断，到猪场设计，方方面面都有涉及。
但是作为营养师，我最关心的当然还是「饲料配方」啦！
爱荷华州是美国养猪业最集中的地方，这一天，方圆百里内各大著名养猪公司的营养师全都齐聚一堂，为什么呢？原来大家都想赶来听一听这个关于「豆粕净能」的讨论。豆粕作为饲料里的主要原料，用法稍作改变，带来的经济影响那也是相当巨大的。我今天就和大家一起拆解一下这个讨论。
如果各位读者朋友感兴趣，或者有更多问题，欢迎大家在文章下面留言交流！
#1. 为什么聊豆粕？
两年前我就在咱们曦曦博士公众号上写过一篇文章（原料市场动态 | 俄乌冲突局势 + 未来豆粕会大跌？），由于美国政府对可再生能源的政策支持，不少资本已经开始布局新一轮可再生柴油（Renewable Diesel）的发展。
可再生柴油的原料，在美国主要是大豆中的豆油，这其中的副产品就是大家耳熟能详的豆粕了。美国大型粮食企业和石油公司的多项合作已经开始，近几年美国动工新建的大型榨油厂超过10座，豆粕的产量会增加25%左右。
于是乎，关于如何在饲料中更正确、更有效使用豆粕的研究也接踵而至。
从2022年至今美国豆粕的价格变化（图片引自BusinessInsider）
#2. 为什么聊净能？
早在2018年，曦曦刚开始写公众号的时候，她也写过一篇科普文章，向大家分享了「净能」是什么（🔗 代谢能、净能...吃进嘴里的「能量」最后都去哪儿了？| 动物营养101）。
我们在这里简单复习一下：
「总能 GE」是饲料中可能被利用的全部能量
「代谢能 ME」反映动物对该饲料的代谢状况
「净能 NE」反映动物对该饲料的能量储存和使用状况
饲料中能量体系的层层递进（图片引自俄勒冈州立大学）
#3. 为什么要重新思考豆粕的净能？
说到净能，我们首先要讲到法国INRAE的Jean Noblet教授。Noblet在1994年发表的净能计算体系，是现在大多数配方师和配方软件计算净能的基础。
他给出的其中一个计算方程是：
蛋白水平越高，净能越低。
由于豆粕是蛋白原料，蛋白质含量高，因此净能扣除掉的值也越多。可是，1994年至今已经30年了！
这30年，不仅仅是我们评估饲料的方式更加精准了，猪对于营养的消化吸收也高效多了。
Noblet教授曾经发过的文章显示猪群的氮留存率在45%左右，而今天的研究显示这一数字可以是70%。这么多能被利用的氮，
是不是会改变能量的供给？
因此，是不是我们需要重新审视我们过去的结论？
#4. 如何重新思考豆粕的净能？
说到这里，我们就不得不提到美国伊利诺伊大学的Hans Stein教授。Stein教授被大家熟知的擅长领域是测定营养消化率。
在美国，通常配方前会测定玉米的营养价值，估算出玉米的能量，然后为了方便计算，会把玉米作为参照，按比例算出其他原料的能量。
在2012 版NRC里，豆粕的净能是2087 kcal/kg，或者干物质基础 2319 kcal/kg DM。玉米的净能是2672 kcal/kg，或者干物质基础 3026 kcal/kg DM。也就是说
豆粕：玉米的净能比大概在78%
。在大多数情况下，我们只要估算出玉米的能量，乘上78%，就能估算豆粕的能量。但是，NRC里的净能大多数都不是真实测定的，而是用Noblet模型数学公式计算的，而且并不针对任何一种单一原料。所以，误差可想而知。各个国家的营养学家都深知这里的问题。比如李德发院士就率先发展了中国的猪饲料原料净能体系，打造了数据库。
但美国当时并没有人牵头做这个事情。为此，
Stein教授专门去了荷兰、法国、中国等各国学习和探讨，最终回到美国在自己的实验室建立了一个呼吸测热室
。Stein教授实验室的呼吸测热室和其他地方的还有些区别。他认为猪都是群养的，传统的一头猪一测可能不能代表生产上的数据，所以他会将4-10头猪养在一起测。虽然占地更大，要重新设计和定制设备，但是数值可能会更有代表性。（重新设计需要额外的设备和场地，他为此还卷进了和学校行政的斗争，故事很艰辛）
关于呼吸测热室的详细信息，也记录在了Stein教授学生Cristhiam Jhoseph Munoz Alfonso的毕业论文里，大家可以自行查阅。
论文标题：Description and commissioning of a novel swine calorimeter unit to calculate heat production and net energy in group-housed pigs
🔗：http://hdl.handle.net/2142/107841
#5. 来自美国的新数据
根据前面我们所聊到的内容，之所以要重新探索豆粕的净能，是为了回答这几个问题：
1. 豆粕的实际净能如何？
2. 净能是不是如Noblet模型所说，因为蛋白质含量高而大打折扣？
2. 豆粕和玉米的实际净能比较，是否跟NRC的78%接近？
当一批又一批数据从Stein教授的实验室发表出来时，整个美国的猪营养界都注视着。
结果和我们预计的相似，豆粕实际的净能比NRC以及其他参考值都要高。比如，Stein教授实验室2021年的数据就得出了豆粕净能为2516 kcal/kg DM，比NRC的2319 kcal/kg DM高出将近10%。
豆粕净能对比（图片来自Hans Stein公开学术报告）
那蛋白质含量是不是会让净能打折呢？Stein教授做了一系列实验，结果都表明，降低日粮的蛋白含量，并没有对净能带来影响。既然我们证明了净能和蛋白并没有负相关，那就说明30年前发表的Noblet模型的确有它的局限性，尤其是针对蛋白原料，它并不完全适用于今天这种需要精准测量营养价值的环境。
日粮蛋白从21%降低到14%并没有影响净能
（图片来自Hans Stein公开学术报告）
日粮蛋白梯度减少并没有影响净能
（图片来自Hans Stein公开学术报告）
那最后一个问题就是，豆粕和玉米净能的比例了。当Stein教授最初的实验发表时，圈子里炸开了锅，因为结果显示豆粕和玉米净能相当，比例是100%。也就是说，豆粕作为蛋白原料，提供的能量和玉米这个能量原料一样。不过后续的一些实验，慢慢把这个区间扩大到了83%-100%之间。无论如何，结论就是豆粕的净能比我们想象的高不少，所以需要谨慎使用NRC的豆粕/玉米净能比。
当这个话题开始被讨论时，堪萨斯州立大学也用了另一种方法来研究这个比例，他们通过猪的生长表现来倒推能量的利用率。他们的结论表明，豆粕/玉米的净能比在105%-125%之间，比Stein教授得出的数值更激进。
由于这两所大学和养猪企业联系紧密，许多养殖企业也都开始重新审视自己配方中豆粕的净能。
很多拥有研究团队的大型养猪企业，在过去几年都把这个问题当作主要问题来针对。在自己的生产体系里，做了大量实验来推翻过去的结论。
最近的一个调查显示，占美国半壁江山的前11名头部养殖企业中，配方里豆粕/玉米净能比最低的是87%，最高的105%，平均值是97%，供大家参考。
美国头部养殖企业配方中使用的豆粕/玉米净能比
（图片来自Aaron Gaines公开报告）
#6. 小结
讲到这里，故事就算是告一段落啦，不知各位看官是否有所收获？
这一期我们回顾了过去净能是如何计算的，又有哪些局限性，并且分析了前沿的新知识，讨论了豆粕净能到底应该怎么用。当然，这个领域的研究还在继续，我们期待未来能有不同的模型帮助我们更精准地计算饲料中的营养，提高每一种原料的使用效率。
如果各位读者朋友感兴趣，或者有更多问题，欢迎大家在文章下面留言交流，和「曦曦博士」一起，多多学习吧！
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