猪禽精准钙磷营养研究：提升可持续农业与骨骼健康的新策略

为解决单胃动物对植物植酸磷(PP)利用率低及矿物磷资源短缺问题，研究人员开展猪禽钙(Ca)磷(P)精准营养研究，通过外源植酸酶优化、多指标模型及骨矿化分析，实现磷资源高效利用与环境污染控制，对可持续畜牧业发展具有重要意义。

　　

在高效集约化畜牧业快速发展的今天，单胃动物（如猪和家禽）的磷营养管理正面临双重挑战：一方面，动物无法有效利用植物性饲料中占主要形式的植酸磷（Phytate Phosphorus, PP），因其体内缺乏分解植酸的酶；另一方面，为满足动物生长需求，养殖业不得不大量添加矿物磷酸盐——这是一种不可再生资源，据预测其开采量将在2030年左右达到峰值，而完全再生需耗时百年。更严峻的是，动物排泄物中未被利用的磷会进入环境，导致水体富营养化，破坏生态平衡。在这一背景下，如何实现磷资源的精准供给和高效利用，已成为畜牧业可持续发展必须破解的科学难题。

值得注意的是，钙（Calcium, Ca）作为动物骨骼发育的关键矿物，在与磷的代谢互动中扮演着复杂角色。它既可通过沉积作用促进磷在骨骼中的固定，又可能在肠道内与磷形成不溶性复合物，反而抑制磷的吸收。此外，禽类与猪在钙磷代谢机制上存在差异：禽类可能形成“钙磷灰石（Ca apatite）”，而猪则较少见这一现象。常用钙源石灰石（limestone）的溶解度和颗粒大小也会显著影响其与磷的互作，尤其在禽类消化道中更为明显。这些因素都增加了精准调控钙磷营养的难度。

为此，由Marie-Pierre Letourneau-Montminy（拉瓦尔大学）、P Schlegel（Agroscope）、TD Crenshaw（威斯康星大学）、R Angel（马里兰大学）及Agnes Narcy（INRAE）等多国学者组成的研究团队，在《Journal of Animal Science》上发表了题为“Precision calcium and phosphorus nutrition in pigs and poultry”的获奖报告，系统探讨了通过营养策略优化磷利用的路径。该研究不仅聚焦于动物生长性能和骨骼健康，更将环境可持续性和资源保护纳入考量，提出了多指标协同的模型化解决方案。

研究团队综合运用了生长性能测定、排泄物与尿液分析、血浆生化指标检测以及骨骼矿化程度评估等实验方法。特别值得一提的是，他们采用双能X线吸收测定法（Dual X-ray Absorptiometry, DXA）无损监测动物体成分和骨矿物质含量，为微量矿物营养研究提供了高效工具。在此基础上，通过荟萃分析（meta-analysis）整合多项研究数据，构建了经验模型和机制模型，并进行了多维度验证，最终开发出可适应不同生产场景的多准则决策模型。

生长性能与排泄物分析

通过饲粮中外源植酸酶（phytase）的添加，团队证实了新一代酶制剂（第四代植酸酶）可显著提高植酸磷的利用率，减少矿物磷酸盐的依赖。实验数据显示，优化酶制剂使用后，动物生长速率和饲料转化率未受影响，同时粪便中磷排泄量降低，环境排放得到有效控制。

血浆参数与矿物质代谢

血浆磷和钙浓度的动态监测表明，外源植酸酶能提升磷的生物利用度，但钙的水平需谨慎调控。高钙饲粮可能抑制磷吸收，尤其在禽类中，石灰石溶解度与颗粒尺寸会直接影响肠道内钙-磷复合物的形成。

骨骼矿化评估

利用DX技术，研究者精确量化了股骨和胫骨等骨骼部位的矿化程度。结果显示，在磷供给受限但植酸酶添加充分的条件下，骨骼矿物质密度（Bone Mineral Density, BMD）仍可维持正常水平，证明通过营养干预可实现骨骼健康与资源节约的双重目标。

多准则模型开发与验证

基于实验数据和荟萃分析，团队建立了涵盖动物生长、骨骼发育、环境排放和资源利用等多维度的数学模型。该模型能够模拟不同饲粮配方下的营养效应，并为实时决策提供支持，例如动态调整钙磷比例或酶制剂添加方案。

本研究通过多学科交叉策略，系统阐释了钙磷互作在单胃动物营养中的关键作用，并验证了外源植酸酶在提升磷利用率、减少环境排放方面的潜力。研究人员强调，精准营养的实施需考虑物种差异（如禽类与猪的钙磷灰石形成能力）、钙源特性（如石灰石溶解性与粒度）以及酶制剂代际演进（如第四代植酸酶）等多重因素。该研究不仅为畜牧业磷资源高效管理提供了理论依据和技术路径，更对全球农业可持续发展具有深远意义——在保障动物生产性能的同时，缓解了矿物磷资源短缺压力，降低了养殖业对环境的负面影响。未来，随着酶工程技术的不断进步和多准则模型的深入应用，钙磷精准营养策略有望在更广泛的生产体系中落地实施。