Advances in Energy and Protein Requirements of Meat-Type Finishing Goats

WANG Shuzhen; SHI Haitao; DIAO Qiyu; MA Tao

doi:10.12418/CJAN2025.531

Chinese Journal of Animal Nutrition >

2025 , Vol. 37 >Issue 10: 6537 - 6544

DOI: https://doi.org/10.12418/CJAN2025.531

REVIEW

Advances in Energy and Protein Requirements of Meat-Type Finishing Goats

WANG Shuzhen ^,¹ ,
SHI Haitao ² ,
DIAO Qiyu ¹ ,
MA Tao ^,¹^,^*

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¹ Key Laboratory of Biotechnology, Ministry of Agriculture and Rural Affairs, Institute of Feed Research of Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing 100081, China
² College of Animal Science and Veterinary Medicine, Southwest Minzu University, Chengdu 610041, China

^*associate professor, E-mail: matao@caas.cn

Received date: 2025-03-21

Online published: 2025-10-15

Fold

Abstract

Goat farming in China has evolved from a focus on cashmere to meat production, with increasing standardization and scale. Compared to dairy cows, foreign sheep and goat feeding standards were published before 2010. Due to differences in breed, forage type, and feeding pattern, directly applying foreign standards cannot effectively guide meat-type goat production in China. This paper reviews recent domestic and international study of the energy and protein requirements of meat-type finishing goats, summarizing and comparing the energy and protein requirements for maintenance and growth across major meat-type goat breeds both domestically and internationally. The aim is to provide a reference for scientific research of nutrition requirements, feeding standard, and enhance China’s meat-type goat breeding level.

Key words： meat-type goats; energy; protein; maintenance requirement; growth requirement

Cite this article

WANG Shuzhen , SHI Haitao , DIAO Qiyu , MA Tao . Advances in Energy and Protein Requirements of Meat-Type Finishing Goats[J]. Chinese Journal of Animal Nutrition, 2025 , 37(10) : 6537 -6544 . DOI: 10.12418/CJAN2025.531

山羊(Capra hircus)起源于公元前10 000年,于11 000年前开始被驯化^[1-2]。据联合国粮食及农业组织(FAO)数据统计,2022年全球山羊存栏量为11.5亿只^[3],我国2023年山羊的存栏量为13 122.5万只^[4],仅次于印度,远高于其他国家和地区。我国山羊养殖经历了以绒毛为主产品、肉为副产品到以产肉为主的过程,标准化和规模化程度也在不断提高。与奶牛相比,国外在山羊营养需要量上的最新研究相对有限,如美国NRC(2007)^[5]、英国AFRC(1998)^[6]、澳大利亚CSIRO(2007)^[7]最新版的小反刍动物饲养标准均出版于2010年以前。我国国家肉羊产业技术体系饲料与营养功能研究室自2009年起围绕肉用绵羊开展营养需要量研究^[8],于2021年推出了新版《肉羊营养需要量》(NY/T 816—2021)^[9-10],但其中关于肉用山羊营养需要量的数据大部分参考国外饲养标准。由于品种、饲草料种类、养殖模式的差异,完全借鉴国外饲养标准并不能够很好地指导我国肉用山羊生产。因此,本文将以国内外近年来肉用山羊育肥期主要营养素——能量和蛋白质的需要量研究为重点进行综述,对国内外主要肉用山羊品种的能量和蛋白质维持、生长需要量进行总结归纳并进行横向对比,旨在为科学合理地开展肉用山羊营养需要量研究、完善肉羊饲养标准以及提高我国肉用山羊养殖水平提供参考。

1 国内外研究概述

精准饲养是实现畜禽养殖利润最大化的关键,要求充分掌握不同生产目的下动物的营养需要,结合动物采食量以及每种饲料原料的营养价值,从而达到精准饲养的目的。国外关于肉用山羊营养需要量的研究开展较早,目前相对比较完善的饲养标准体系包括英国AFRC(1998)^[6]、美国NRC(2007)^[5]和法国INRA(2018)^[11]等。国外对肉用山羊的研究主要集中在热带地区如非洲和巴西,研究对象相对单一,以波尔杂交羊为主,另外也有萨能奶山羊公羔羊的相关研究^[12-13]。我国先后于2004和2021年发布了《肉羊饲养标准》(NY/T 816—2004)^[14]和《肉羊营养需要量》(NY/T 816—2021)^[9],其中涉及肉用山羊育肥、妊娠、泌乳、种用阶段的营养需要,但上述营养需要量参数以参考NRC(2007)^[5]中肉用山羊营养需要量为主。近年来,随着畜禽新品种培育受到越来越多的关注,针对云上黑山羊、川中黑山羊、黔北麻羊等地方山羊品种营养需要量的研究也不断被报道。

2 营养需要量研究方法

研究畜禽营养需要量的方法主要包括综合法(empirical method)和析因法(factorial method)^[15]。综合法是通过饲喂不同能量或蛋白质水平的饲粮,建立动物实际生产性能(如日增重)与能量或蛋白质摄入量之间的回归方程,从而评估其营养需要量,因此需要开展饲喂试验来完成评价。此外,也可利用碳氮平衡试验方法,通过计算动物体内沉积氮和沉积碳来推算动物体内的脂肪沉积,得到动物的蛋白质和能量的综合需要量^[8]。综合法简单直接,可测定特定生理阶段、生产水平下某类营养物质的总需要量,但不区分维持和生产需要量,因此应用该法测得的结果无法反映动物营养需要的动态规律^[16]。析因法将动物的营养需要量拆分为维持(基础代谢)和生产(增重、产奶、产肉)需要,分开测定再进行加和^[17],其中基础代谢通过空腹代谢试验测定绝食代谢得出,空腹代谢试验前动物要禁食禁水和适应测定设备并且环境温度要适宜。生产需要是采用比较屠宰法结合消化代谢试验通过测算能量摄入、沉积能量和热量产生得出。析因法可较好地反映动物营养需要量的动态变化,但其局限性在于评估需要量前需要先计算各需求的营养素利用效率系数,而获得准确的系数较为困难^[8]。目前国内外关于肉用山羊营养需要量的研究大多数采用英国ARC(1980)^[18]提出的析因法来估算,根据生理功能或生产目的将营养需要量进行累加,即总需要量=维持需要量+生长需要量/妊娠需要量/泌乳需要量)。

3 能量需要量

3.1 有效能评价指标及测定方法

反刍动物的有效能通常使用代谢能(ME)和净能(NE)来表示,ME指动物采食的总能减去粪能、尿能和甲烷能后剩余的部分,代表动物实际可利用的能量。ME的测定较NE更简单经济,但未考虑消化和代谢过程中以热量形式损失的能量。对于ME的测定主要包括以下几种方法:开展代谢试验,采集饲料、粪便、尿液以及肠道发酵排放的气体,通过测定各样品的能量含量,计算得出ME;基于消化能(DE)对ME进行预测,如Garret^[19]提出ME=DE×0.82,Hales等^[20]提出ME=DE-0.39;此外,瘤胃液中的挥发性脂肪酸和微生物蛋白合成量也可用于ME的预测^[21]。

NE指从ME中扣除用于维持和生产(如生长、产奶、妊娠等)的能量消耗,是真正用于维持生命活动和生产的能量。NE系统可以更精确地表示反刍动物维持、生长和生产所需的能量,但其测定方法复杂且需要相对昂贵的设施设备。对于NE的测定方法如下:在饲喂试验基础上,进一步通过间接量热法通过测量动物呼吸过程中消耗的氧气(O₂)以及呼出的二氧化碳(CO₂)、甲烷(CH₄),根据公式计算出产热量(HP),即HP(kJ)=16.18O₂(L)+5.02CO₂(L)-2.17CH₄(L)^[22],随后建立HP和代谢能采食量(MEI)之间的非线性回归方程(log₁₀HP=a+b×MEI),其截距(a)的反对数即为净能维持需要量(NE_m)^[23];此外,也可利用瘤胃发酵参数、可消化粗蛋白质、可消化醚提取物(脂肪)、可消化纤维和可消化非结构性碳水化合物等指标建立NE的估测方程^[24]。

利用比较屠宰试验可同时测定NE和ME,首先根据MEI和能量沉积量(RE)计算HP:HP=MEI-RE,同样建立HP和MEI之间的非线性回归方程(log₁₀HP=a+b×MEI),其截距(a)的反对数即为N

E m 23

;利用此方程迭代计算当MEI与HP相同时,此时的MEI则为代谢能维持需要量(ME_m)^[25];MEI和净能采食量(NEI)与平均日增重(ADG)的回归关系即可得到不同ADG水平的代谢能生长需要量(ME_g)和净能生长需要量(NE_g);在此基础上,可计算得出ME用于维持(K_m)、生长(K_g)或泌乳(K_l)的转化效率,如NE_m和ME_m的比值即为K_m,NE_g和ME_g的比值即为K_g。

3.2 维持需要量

美国NRC(1981)^[26]通过析因法研究得出山羊NE_m和ME_m分别为57.2和101.4 kcal/kg BW^0.75(1 kcal=4.184 kJ,BW表示体重),英国AFRC(1998)^[6]通过析因法得出山羊NE_m和ME_m分别为75.3和105.5 kcal/kg BW^0.75,但上述研究并未明确区分山羊生产的目的。随后Luo等^[27]针对哺乳和生长期肉用山羊的营养需要量开展研究,提出其ME_m分别为115.9和116.9 kcal/kg BW^0.75。美国最新的小反刍动物营养需要量NRC(2007)^[5]在基于Luo等^[27]和Sahlu等^[28]研究结果,进一步给出了以产肉为目的的公羊、母羊、羯羊的ME_m分别为126、108、108 kcal/kg BW^0.75。近年来,巴西研究人员基于比较屠宰试验,主要围绕萨能山羊以及波尔×萨能杂交肉羊的能量维持需要量开展了系统研究。Almeida等^[29]综合了利用析因法得出的不同体重范围的萨能公山羊能量维持需要量研究结果,发现5~51 kg萨能公山羊的NE_m为80.3 kcal/kg EBW^0.75(EBW表示空腹体重,即屠宰后去掉肠道内容物和尿液之后的体重)。我国学者针对云上黑山羊^[30](30 kg,ME_m=65.7 kcal/kg BW^0.75)、川中黑山羊^[31](20~35 kg,ME_m=63.0 kcal/kg BW^0.75)、黔北麻羊^[32](25 kg,ME_m=115.2 kcal/kg BW^0.75)以及黄淮山羊^[33](30 kg,ME_m=65.5 kcal/kg BW^0.75)的能量维持需要量开展了研究,其中除川中黑山羊的能量维持需要量是基于比较屠宰试验(析因法)得出外,其他肉用山羊品种的能量维持需要量均是基于消化代谢试验(综合法)得出。表1总结了部分研究得出的不同品种肉用山羊的能量维持需要量。

表1 肉用山羊能量维持需要量研究

Table 1 Studies of energy requirement for maintenance of meat-type goats

研究方法 Research methods	品种 Breed	体重 BW/kg	性别 Sex	净能维持需要量NE_m		代谢能维持需要量ME_m		参考文献 Reference
研究方法 Research methods	品种 Breed	体重 BW/kg	性别 Sex	kcal/kg EBW^0.75	kcal/kg BW^0.75	kcal/kg EBW^0.75	kcal/kg BW^0.75	参考文献 Reference
析因法 Factorial method	萨能(巴西)	5~15	公羊	49.1	40.7	70.3	58.1	Bompadre等^[34]
		5~20	公羊	99.7	85.3	157.0	134.3	Medeiros等^[35]
		20~35	羯羊	74.4	62.5	115.0	96.6	Dias Ferreira等^[36]
		30~45	公羊羯羊	74.9	61.8	119.4	98.6	Almeida等^[37]
		15~30	公羊羯羊	79.7	66.4	122.0	101.6	Figueiredo等^[38]
	波尔×萨能(巴西)	20~35	公羊	77.3	67.4	118.1	103.0	Fernandes等^[39]
		15~25	公羊	98.6	76.9	161.1	125.7	Teixeira等^[40]
	Canindé(巴西)	15~25	羯羊	72.1	55.6	178.4	138.5	Júnior等^[41]
	川中黑山羊	20~35	羯羊	-	42.6	-	63.0	吴璇等^[31]
综合法 Empirical method	云上黑山羊	30	公羊	-	65.7	-	-	高欢等^[30]
	黔北麻羊	24	羯羊	-	115.2	-	-	黄燕化等^[32]
	黄淮山羊	30	公羊	-	65.5	-	-	胡红伟等^[33]

	“-”表示原文献中未提供或无此数据。下表同。
	“-” means not mentioned or provided in the reference. The same as below.

综合前人研究发现,环境温度是影响肉用山羊能量维持需要量的主要因素之一,虽然适宜山羊育肥的环境温度(6~27 ℃)和相对湿度(60%~80%)范围较宽^[42],但在不同环境温度下,动物调节热量的能力会发生变化,造成HP的改变,从而直接影响能量平衡^[43]。通常情况下,热带和亚热带气候下的小反刍动物比温带气候下有更高的M

E m 13

,一定程度上可以解释巴西的肉用山羊能量维持需要量普遍高于美国、英国以及国内的研究结果。除环境温度外,性别对于肉用山羊的能量维持需要量也有影响。Souza等^[44-45]基于对7个比较屠宰试验的238只萨能山羊的能量维持需要量和能量利用效率进行了研究,发现公羊的NE_m和 ME_m均比母羊高15%,因此需要特别注意性别对能量维持需要量的影响。

3.3 生长需要量

比较屠宰试验是测定生长能量需要量的基本方法。NRC(1981)^[26]提出山羊每克体增重(BWG)的NE_g为4.09 kcal,AFRC(1998)^[6]建议NE_g为2.3 kcal/g BWG。巴西研究人员基于比较屠宰试验,进一步得出了萨能山羊和波尔×萨能杂交肉羊的能量生长需要量,并以空腹体增重(EWG)替代BWG作为相应的衡量单位,EWG比BWG更能反映营养物质在体内的实际沉积情况。研究发现,5~25 kg和20~35 kg波尔×萨能杂交公羊的NE_g分别为1.72~2.75 kcal/g EWG^[40]和2.55~3.00 kcal/g EWG^[39];Almeida等^[29]综合了不同体重范围的萨能公山羊研究结果,发现热带地区5~45 kg萨能公山羊NE_g范围为1.75~3.75 kcal/g EBW,比奶山羊高出约25%。国内对川中黑山羊的研究发现,20~35 kg川中黑山羊日增重100~300 g/d所需的NE_g为0.99~3.71 MJ/d(相当于2.37~2.95 kcal/g BWG)^[31]。由于NE_g需要通过比较屠宰试验才能测出,因此除川中黑山羊外,国内其他品种肉用山羊能量需要量的结果以ME_g为主,如25 kg育肥期黔北麻羊的ME_g为7.65 kcal/g BWG^[32];30 kg育成期黄淮山羊公羊每增重100 g,ME_g为8.39 MJ/d,即ME_g为20.0 kcal/g BWG^[33]。表2总结了部分研究得出的不同品种肉用山羊的能量生长需要量。

表2 肉用山羊能量生长需要量研究

Table 2 Studies of energy requirement for growth of meat-type goats

研究方法 Research methods	品种 Breed	体重 BW/kg	性别 Sex	净能生长需要量 NE_g/(kcal/g EWG)	代谢能生长需要量 ME_g/(kcal/g EWG)	参考文献 Reference
析因法 Factorial method	萨能(巴西)	5~15	公羊	2.27~2.87	4.83~6.09	Bompadre等^[34]
		5~20	公羊	1.77~2.15	8.43~10.24	Medeiros等^[35]
		20~35	羯羊	2.91~4.11	7.36~10.54	Dias Ferreira等^[36]
		30~45	公羊	3.25~4.06	12.5	Almeida等^[37]
		30~45	羯羊	3.94~5.00	11.2
		15~30	公羊	2.33~2.56	6.36	Figueiredo等^[38]
		15~30	羯羊	3.01~4.28	6.36
	波尔×萨能(巴西)	20~35	公羊	2.55~3.00	6.30	Fernandes等^[39]
		5~25	公羊	1.72~2.75	7.22	Teixeira等^[40]
	Canindé(巴西)	15~25	羯羊	2.61~2.81	-	Júnior等^[41]
	川中黑山羊	20~35	羯羊	2.37~2.95	7.52~9.38	吴璇等^[31]
综合法 Empirical method	云上黑山羊	30	公羊	-	20.0	高欢等^[30]
	黔北麻羊	25	羯羊	-	7.65	黄燕化等^[32]
	黄淮山羊	30	公羊	-	20.0	胡红伟等^[33]

	表中川中黑山羊、云上黑山羊、黔北麻羊和黄淮山羊的能量生长需要量数据单位为kcal/g BWG。
	The unit of data of energy requirement for growth of Chuanzhong black goats, Yunshang black goats, Qianbei brown goats and Huanghuai goats is kcal/g BWG.

4 蛋白质需要量

4.1 蛋白质评价指标及测定方法

代谢蛋白质(MP)和净蛋白质(NP)是反刍动物蛋白质需要量的主要评价指标。MP由微生物粗蛋白质(MCP)及其小肠消化率、过瘤胃蛋白质(UDP)及其消化率以及部分内源蛋白质组成,其中MCP可通过直接法(微生物和食糜标记物)^[46]、间接法(尿嘌呤衍生物)^[47]或估测方程^[48]计算得出,MCP的小肠消化率通常认为是常数^[5];UDP可通过尼龙袋法测定饲粮粗蛋白质降解率后计算得出,其小肠消化率可通过直接法(如移动尼龙袋法)或间接法(如改进后的三步法)测定^[49];内源蛋白质通常使用估测值,如INRA(1989)^[11]将前人利用尼龙袋法测得的400多种饲料原料在不同反刍动物(安装有瘤胃和十二指肠瘘管)十二指肠中的非蛋白氮含量,与饲料中的可发酵有机物、不可消化有机物等指标建立回归模型,得到饲料的内源氮含量平均值为5.3 g/kg不可消化有机物或1.7 g/kg 干物质。NP测定的核心方法为氮平衡法,即通过消化代谢试验或比较屠宰试验得出体内氮沉积量(N retained)与氮摄入量(N intake)建立回归模型N retained_ijk=a_i+b_i×N intake_ijk+s_j+z_k₍_j₎+

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,其回归截距乘以6.25即为净蛋白质维持需要量(NP_m),而对NP_m进行实测则需要通过真胃灌注无氮饲粮的方法来完成。理论上使用比较屠宰试验得到的NP_m比使用消化代谢得到的结果更精确^[50]。利用类似的方法,可建立蛋白质沉积量(protein retained)与可代谢蛋白质摄入量(MPI)的回归方程,即Protein retained_ijk=a_i+b_i×MPI_ijk+s_j+z_k₍_j₎+

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,假设保留的蛋白质等于0,可得到代谢蛋白质需要量(MP_m)。

4.2 维持需要量

AFRC(1998)^[6]和NRC(2007)^[5]分别建议山羊的MP_m为2.19和3.07 g/kg BW^0.75,与性别和基因型无关。巴西研究人员针对萨能^[36,38]、波尔×萨能^[39-40]、Canindé^[41]等品种的肉用山羊NP_m开展了研究(MP_m数据见表3),其范围为1.63~3.58 g/kg EBW^0.75。Almeida等^[29]进一步综合了包括上述研究在内的11个试验中233只(肉用品种81只、乳用品种97只,本地品种55只)生长期(5~51 kg)公山羊的蛋白质需要量数据,得出公山羊NP_m为2.12 g/kg EBW^0.75,且不受品种的影响。国内研究发现,20~35 kg川中黑山羊^[51]和28~30 kg云上黑山羊^[52]的NP_m分别为1.60和1.79 g/kg BW^0.75,低于AFRC(1998)^[6]、NRC(2007)^[5]以及国外大部分研究结果,这种差异可能与品种、环境温度有关。

表3 肉用山羊净蛋白质维持和生长需要量研究

Table 3 Studies of net protein requirements for maintenance and growth of meat-type goats

研究方法 Research methods	品种 Breed	体重 BW/kg	性别 Sex	净蛋白质维持需要量 NP_m		净蛋白质生长需要量 NP_g		参考文献 Reference
研究方法 Research methods	品种 Breed	体重 BW/kg	性别 Sex	g/kg EBW^0.75	g/kg BW^0.75	g/kg EWG	g/kg BWG	参考文献 Reference
析因法 Factorial method	萨能(巴西)	20~35	羯羊	1.63	1.39	160~166	136~141	Dias Ferreira等^[36]
		15~30	公羊	3.58	2.98	179~183	146~153	Figueiredo等^[38]
	波尔×萨能(巴西)	20~35	公羊	2.44	2.04	179~185	-	Fernandes等^[39]
		15~25	公羊	3.12	2.43	166~187^*	-	Teixeira等^[40]
	Canindé(巴西)	15~25	羯羊	2.19	1.71	194~222	-	Júnior等^[41]
	川中黑山羊	20~35	公羊	-	1.60	-	131~134	杨尚霖等^[51]
综合法 Empirical method	云上黑山羊	28~30	公羊	-	1.79	-		付斌龙等^[52]

	标注星号的数据是基于5~25 kg波尔×萨能公羊得出的。
	The data marked with an asterisk is based on 5 to 25 kg Boer×Saanen male goats.

4.3 生长需要量

肉用山羊蛋白质生长需要量研究主要集中在巴西的萨能、波尔×萨能杂交、Canindé等品种上(表3)。Almeida等^[29]汇总上述研究,得出热带地区5~45 kg肉用山羊的净蛋白质生长需要量(NP_g)为185~192 g/kg EWG。国内研究发现20~35 kg川中黑山羊公羊的NP_g为13.13~40.13 g/d,即131~134 g/kg BWG^[51]。目前,肉用山羊蛋白质生长需要研究仍较为有限,一方面,相对于蛋白质,能量在羊育肥期的作用更重要;另一方面,MPI的实测较困难,不仅需要测定MCP合成量和UDP采食量,还需要测定两者在小肠中的消化率,尽管目前已有关于MP预测的相关研究^[53],但结果的准确性还需要通过实测来进行验证。

5 小结

目前对于肉用羊育肥期能量和蛋白质需要量的研究主要集中在南美洲、非洲以及我国南方部分地区的肉用山羊品种上。由于气候、品种、饲草料类型等因素存在差异,我国肉用山羊育肥期能量和蛋白质需要量参数与国外研究得出的结果存在较大的差异,导致参考国外的山羊饲养标准无法准确指导我国肉羊生产;虽然我国肉用山羊地方品种资源较为丰富,但是大部分品种仍缺乏相应的饲养标准,成为发展规模化养殖的主要制约之一;同时,随着多胎多羔新品种肉用山羊培育的不断推进,迫切需要针对这些新品种肉用山羊开展营养需要量研究并制订相应的饲养标准;此外,国内外针对肉用山羊氨基酸、脂肪酸、矿物元素、维生素等营养素的需要量,以及妊娠、泌乳、配种等生理阶段对于营养素需要量的研究还非常有限,有待于进一步研究。

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