家禽饲料原料净能评价研究进展(4) - 中国家禽杂志社投稿_期刊论文发表|版面费|电话|编辑部- 中国家禽

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家禽饲料原料净能评价研究进展(4)

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摘要：

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能量是家禽维持生命活动的关键，畜禽需要从饲料中获取维持和生长所需的营养物质，通过能量的转化用于维持动物机体的生命活动。饲料生产是畜禽生产的重要环节，在动物饲养中，能量类饲料原料在家禽饲粮中占的比例较大[1]。为了提高饲料的能量利用效率，建立家禽营养需要的饲养标准、优化饲粮的配方结构，准确测定动物的能量需要和饲料养分的能值至关重要[2]。动物的能量评定体系分为总能(gross energy，GE)、消化能(digestible energy，DE)、代谢能(me?tabolizable，ME)和净能(net energy，NE)四个体系。NE是饲料能量中用于维持动物基本生长活动和生产动物产品所需的有效能量[3]。根据用途可将其分为维持净能（net energy for maintenance，NEm）和生产净能(net energy for production，NEp)。净能充分考虑了粪能、尿能、气体能和热增耗（heat increment，HI）的能量损失，能准确有效地反映饲料所含真正能被动物利用的能量[4]。由于家禽在消化过程中发酵作用很小且很难量化，损失的能量忽略不计，在净能计算时通常不作考虑。目前，NE体系应用于猪的饲粮配方中，而家禽饲料的能值测定都是以表观代谢能（apparent me?tabolizable energy，AME）为基础，NE 体系应用的研究相对较少，由于AME包含HI，不能准确计算出家禽所需的实际能量，NE 可以更进一步地反映畜禽用于维持和生产的能量需要，体现饲料的真实能值，所以NE体系是日粮的能量水平与畜禽的能量需要相统一的能量体系。文章综述了家禽饲料净能体系的优势、饲料原料净能值的测定方法、影响饲料原料净能值的相关因素及影响净能测定的因素，以期为NE 体系在家禽饲料原料的应用研究提供参考。1 净能体系的优势1.1 准确评定饲料有效能准确评定饲料能值并确定动物的能量需要量是动物营养学关注的焦点。AME 体系是目前家禽饲料配制的默认体系，但其未考虑维持、生产（肉、蛋）所需的能量和热增耗而进行能量分配。NE 体系在ME 体系的基础上进一步考虑了动物采食后由于体内消化代谢导致的能量损失，即HI，减去HI 后的NE 才是动物机体真正利用的能量[5]。与ME 比较，NE 考虑饲料养分在利用过程中的HI，从而能更准确地估计饲料中的可利用能量，测定饲料的真实能值[6-7]。饲料中的纤维含量、蛋白含量和脂肪含量影响转化效率[8-10]。Nitsan 等[11]在低AME水平的日粮中加入豆油，发现肉鸡HP降低，NEp提高，AMEn 无显著变化，因此ME体系低估了脂肪的有效能值；但在高AME 水平的日粮中添加高剂量的豆油，肉鸡HP 仅降低5%，NEp 降低2%，氮校正代谢能无显著变化，脂肪的有效能值未低估。因此，NE 是唯一可以使动物能量需要与饲粮能值在相同水平上得以表达并与饲粮组成无关的体?降低饲料成本目前，动物的饲料成本在生产总成本中占比超过50%，能量在饲料成本中最大，因此，最低成本饲料的配制与所用的能量系统密切相关。考虑到蛋白饲料ME 转化为NE 的效率低，以及蛋白饲料价格高，我们在保证动物蛋白质和氨基酸需要的前提下，理想中更愿意选择高脂肪或高碳水化合物饲料，少用蛋白饲料。在猪的研究结果中可以发现，若要在蛋鸡日粮中应用NE体系，并降低饲料成本，则需要结合低蛋白日粮的应用，并通过补充合成氨基酸来保证氨基酸的供给平衡，从而保证低蛋白日粮ME转化为NE的效率提高，节省更多的能量饲料[12]。Noblet 等[13]研究发现生长猪采食低蛋白日粮与正常蛋白组相比，HP和HI显著降低，ME 转化为NE 的效率显著提高；而在肉鸡试验中结果不同，低蛋白组和正常蛋白组所产生的HI以及ME/NE都没有显著变化。在蛋鸡生产中采用NE体系配制饲料，对动物的生产不会产生影响，同时饲料成本较低[14]。De Grootea[15]采用NE体系配制肉鸡日粮，其ME 降低，蛋白降低，肉鸡能量沉积的预测更加精准，并能带来利润上的提高减少氮（nitrogen，N）的排放饲喂低蛋白饲粮会使动物氨基酸过量程度较低，较少的氨基酸被脱氨基生成尿素，尿素随尿液排出体外，在此能量代谢过程中只有较少的能量被损耗，从而节省更多的能量供机体维持和生产。有研究表明，饲喂以ME 体系配制的低蛋白饲料时，高能量可以导致猪的胴体偏肥[16]，但是以NE体系配制饲料时，不会出现这种情况。由于家禽的肠道较短，不能将饲粮中的蛋白质完全消化，因此利用净能体系还可以减少日粮中蛋白的使用量，配置氨基酸平衡的低蛋白日粮，既减少蛋白类饲料的使用，又可减少氮排放[17] 促进非常规饲料资源的开发利用我国饲料原料种类繁多，但常规饲料资源比较短缺，依赖进口原料，而且价格较高，尤其是玉米、豆粕等优质的蛋白质饲料原料，但棉粕、花生粕等非常规饲料相对比较丰富，可将其用作优质蛋白质饲料的代替原料[18]。在配制家禽饲料时，减少蛋白质含量，增加非常规蛋白原料的比例，既能减少氮排放，又能降低饲料原料成本。若饲料原料的有效能值使用NE表示，在配制饲料时可根据动物的NE 需要量来配制饲料中NE 的含量，那么越来越多的非常规饲料的利用率就会大大提高。2 饲料原料净能值的测定方法2.1 净能的测定方法直接饲喂法是指试验动物直接饲喂单一原料的试验日粮，避免不同原料间的相互作用，但在评定非常规饲料原料时（如棉粕、菜籽粕），由于原料的毒性，且原料单一可能会造成动物摄入的营养不均衡，所以此方法有一定的条件限制。替代法是指通过测定基础日粮和试验日粮的有效能，将待测原料以一定比例替代基础日粮的能量部分。此方法适用于非常规饲料的ME、NE 值的测定，目前应用也较为广泛。回归法建立饲料NE值的预测方程主要是通过测定化学成分差异性显著的饲粮AME、NE，再与其化学成分进行相关性分析，逐步拟合得到净能的预测方程。桓宗锦[19]通过肉鸡代谢试验测定了多种玉米和豆粕的常规化学成分以及AME 值，并对测得的数据进行了线性回归分析，拟合了玉米和豆粕NE 值的预测模型，但由于拟合的参数较少，可能会影响NE估测值的准确性维持净能需要量的测定净能中用于维持的部分称为维持净能，包括基础代谢、随意活动、体温调节、废物的产生及排泄等，这部分能量最终以热的形式散失。当试验动物绝食一段时间达到空腹时，其产热量为绝食代谢产热（fast?ing heat production，FHP）。试验动物很难达到理想状态，所以通常将绝食产热作为维持净能。净能为代谢能减去热增耗，热增耗为总产热（total heat produc?tion，THP）减去绝食代谢产热，即NE=AME-HI，HI=THP-FHP。直接测热法：将试验动物置于测热装置内进行观察记录，直接测定家禽在试验期内的产热量，此方法只在1780 年对豚鼠进行了测热[20]，其试验过程复杂，操作困难。呼吸测热法：根据呼吸熵（respiratory quotient，RQ）的原理，将试验动物置于呼吸测热装置内，测定家禽在试验期内氧气的消耗量和二氧化碳的生成量，试验动物在采食和绝食状态下的产热量，由于家禽在消化营养物质过程中不产生甲烷，无需考虑甲烷产量。除此之外，尿氮排泄量也常忽略不计[21]。因此，计算公式为：HP/FHP(kJ)=16.175 3×VO2(L)+5.020 8×VCO2(L)，RQ=VCO2(L)/VO2(L)。比较屠宰法：给试验动物设计不同的饲喂量，对试验动物进行屠宰，测定动物机体能量的沉积变化，通过比较能量沉积变化得到维持净能和生产净能。但比较屠宰法操作复杂、耗时长且涉及家禽的屠宰影响动物福利，所以此方法的使用受到一定的限制。3 影响饲料原料净能值的相关因素3.1 产热量(heat production，HP)家禽产热量与采食量、环境温度、光照时长、日粮结构等因素紧密相关。产热量会因采食量的增加而增加[22-23]。当肉鸡分别饲喂不同蛋白含量的饲料，发现高蛋白饲料组肉鸡的HP 更高[9]。饲料成分的不同会改变饲料NE/AME的比值，用低蛋白饲料和低脂肪饲料饲喂肉鸡时，能量沉积效率则降[24]。蛋鸡在绝食后第3 d FHP 显著低于第2 d，体重较大的肉鸡FHP较高[25]。THP 会随身体活动和昼夜条件而改变。不同的动物（如生长中的肉鸡），其身体活动约消耗10%AME[26]。与光照条件下相比，THP在黑暗条件下明显下降，因为在黑暗时动物的身体活动较少[27]。光照周期和强度影响蛋鸡的THP 和身体活动[28-29]，不同的光照时长可能会影响饲喂相同日粮的蛋鸡的THP 和NE。产蛋后，THP值下降，因为在正常的身体温度范围内，母鸡会用较少的能量来保持蛋的温度，从而减轻自身体重[30]。饲料中蛋白质和氨基酸的含量对THP 的影响比日粮中其他营养成分更重要。此外，FHP 在维持代谢能中占比80%，因此，影响FHP 的因素也可能影响维持代谢[31]。摄入代谢能影响FHP，从而影响代谢能转化率呼吸熵RQ会因饲料营养成分、代谢率、动物生理状态和采食量的影响而不同[32]。蛋白质和脂肪对RQ有一定程度的影响，饲喂低脂肪日粮的肉仔鸡比饲喂低蛋白日粮的肉仔鸡的RQ 低，因为肉仔鸡大多以脂肪形式储存能量[24]。当脂肪生成或碳水化合物转化为脂肪时，RQ增加。此外，家禽利用自身储存供能影响RQ，例如在限制进食或禁食的情况下，体内储备的脂肪被动员，进行氧化分解，维持身体功能，导致RQ 值偏低。禁食的蛋鸡在3 d测热期的最后1 d RQ值较低，由于家禽处于饥饿状态时，身体储备的脂肪被更多地氧化以满足机体的能量需求[29]。RQ 也会受到采食量的影响而变化，采食量增加会导致THP 值较高[6]。因为身体在生长过程中会改变其能量利用的代谢模式，所以年龄会影响RQ?热增耗对于家禽的饲养，从AME 到NE，其在能量的消化和代谢利用过程中，真正被家禽所利用的能量约为75% AME，余下的25% AME 以热量的形式散失，也就是热增耗。饲料中不同营养成分的NE/AME 值不同，脂肪最高，蛋白质最低[33-34]。有研究指出，日粮中的脂肪和蛋白质水平会影响肉鸡[1]和蛋鸡[35]的HI 和HI/AME。饲料和矿物质摄入量也会改变NE/AME 和HI。ME转化为NE的效率受饲料成分的影响，玉米与豆粕相比，虽然其代谢能相同，但是玉米的NE含量比豆粕高很多，因为豆粕中蛋白质含量较高，较高的HI降低了豆粕的NE含量。4 影响净能测定的因素4.1 影响维持净能测定的因素家禽的品种、体重、绝食时间以及环境温度等因素对NEm 的测定会有较大影响。宁冬等[36]试验测得，矮小型粉壳蛋鸡在绝食第2 d 的FHP 为308.44 kJ/(kg BW0.75·d)，当绝食时间延长，第3 d的FHP降为265.74 kJ/(kg BW0.75·d)。王旭莉[14]在来航蛋鸡的试验中测定绝食48 h后的FHP为390.29 kJ/(kg BW0.75·d)。肉种鸡在15、22 ℃和30 ℃时，随着温度升高，MEm和NEm 均降低[37]，肉仔鸡在13、23 ℃和32 ℃时NEm 呈先升高后降低的趋势[38] 影响生产净能测定的因素对于处于生长阶段的家禽，NEp 为机体的沉积能，NEp考虑了以脂肪和蛋白质形式沉积的能量。家禽的品种、体重、性别和环境温度等因素对以蛋白质和脂肪在体内能量沉积的沉积效率和沉积量影响颇大。此外，饲粮的营养构成对NEp 的影响有直接关联，这也是不同的饲料原料净能值评定的依据。不同动物、不同饲料成分的NE/ME 不同，在猪的消化过程中蛋白质、淀粉、脂肪转化为净能的效率分别为58%、82%、90%[39]，而肉鸡相应成分的转化效率分别为76.0%、80.6%、86.2%[40]。5 小结能量是衡量家禽维持生命活动营养需求的重要指标，随着当今农业的快速发展，饲料成本已达饲养成本的60%以上，NE 体系在家禽养殖和饲料生产中具有显著的优势，满足家禽自身营养需要的同时，既能够节约饲料成本，又能够使饲料中的能量得到更加充分有效地利用。净能体系也有一些不足之处，其试验过程较繁琐，易受外界影响，试验成本高，且只有少数的实验室具有净能测定的试验条件。从理论上讲，使用NE体系能够更准确地估计家禽用于维持和生产所需的饲料原料能量值，NE 体系是能量体系中最佳的。因此，对于家禽的NE体系有待进一步研究，完善不同饲料原料、不同家禽品种以及不同生长阶段的净能数据信息库。参考文献[1] Shu-Biao Wu, Robert A Swick, Jean Noblet, et al. 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文章来源：《中国家禽》网址: http://www.zgjqzz.cn/qikandaodu/2021/0209/346.html