猪的能量营养

1猪的能量营养宋云义摘要猪的能量营养是猪只生命、生产活动的基础营养之一，研究猪的能量营养主要有以下几个方面的内容：猪的能量营养体系、主要生产阶段能量营养与调控等。本文综述有关猪的能量营养体系和重要生产阶段能量营养及调控等研究进展。关键词猪的能量营养体系；怀孕后期、母猪哺乳母猪、断奶仔猪、生长育肥猪能量营养及调控能量是物质的一种形式。能量的形式有化学能、动能、热能、电能、机械能、辐射能等多种，能量不能创造，也不能产生，只能从一种形式的能转换成另一种形式的能量。动物营养所涉及的能量形式主要是化学能、动能和热能。能量以化学能的形式贮存于饲料和猪体的有机物分子之中，饲粮中的有机物在体外可以迅速氧化分解（燃烧），将化学能转换成热能。如果饲料被猪采食后，其中的有机物经过消化，以葡萄糖、氨基酸、脂肪酸等形式吸收入血液，运送到全身各组织细胞。这些物质在各种代谢酶的作用下氧化分解，根据需要，缓慢转换成动能以维持心、肺和肌肉的活动、组织的更新、生长及乳的合成等，转换成热能以维持体温的恒定。有多余时，则用于体组织的生长或以高能键化合物、糖原、脂肪等形式贮存于体内。物质在生物氧化中同样遵守热力学的能量守恒定律，能量在动物体内不增不减，只是不同形式的转换。猪的能量营养,包括碳水化合物、脂肪和蛋白质,其中主要的是碳水化合物。能量是猪的基础营养之一，随着猪育种技术的进步，猪只生产水平不断提升，而能量营养的改进却滞后于生产水平的提升，因此提供适应当前生产水平的能量营养，具有很重要的现实意义。1猪的能量营养体系1.1能量单位能量的单位通常用“焦耳（J）”，“千焦（kJ）”和“兆焦（MJ）”表示，由于各饲料中的能量通过燃烧在氧弹式测热器中测定的，因此，营养学上过去也常以热价单位衡量能，即“卡（cal）”、“千卡（kcal）”和“兆卡（Mcal）”。衡量能量的基本单位国际营养科学协会及国际生理科学协会、国际量衡委员会已不再承认卡(cal)为基本单位,度,而推荐焦耳(J)(简称:焦)作为能量和其它一切形式能量的单位,我国公布的法定计量单位中也规定焦耳为能量、功、热的单位。在实际应用中，目前仍有很多人习惯以卡为单位：1MJ＝1000kJ；1kJ＝1000J；1兆焦(MJ)=100万焦。1Mcal＝1000kcal；1kcal＝1000cal。焦耳与卡的等值关系为4.184焦=1卡,即：1cal＝4.184J；1kcal＝4.184kJ；1Mcal＝4.184MJ。1.2能量的功能能量是饲料中最重要的营养物质之一。猪的各种生命活动都需要能量，如维持生命供养系统如心、肺和肌肉的活动、组织的更新、生长及乳汁的合成，形成体组织，维持体温恒定等，能量多余时则以脂肪的形成贮存于肾周围及皮下等处，使猪变肥。1.3能量的来源猪所需要的能量来源于饲料的三种有机物质，即碳水化合物、脂肪和蛋白质。这三种有机物质在测热器中测得的热量平均值为：碳水化合物17.36千焦/克（4.15千卡/克），蛋白质23.64千焦/克（5.65千卡/克），脂肪39.33千焦/克（9.4千卡/克）。碳水化合物中的无氮浸出物，特别是淀粉，在饲料中含量丰富，尤其以禾本科植物籽实和2根茎类饲料中含量较多，禾本科植物籽实含60%～70%，糠麸类47%～61%，块根、块茎类68%～88%（以干物质计）。其中的淀粉是植物的贮备物质，大量贮存于种子、果实及根茎中，玉米和高粱籽实约含70%的淀粉，并且消化率极高，均在90%以上。所以，无氮浸出物尤其淀粉是猪所需能量的最主要来源。1.4能量营养价值评定方法与指标猪饲养上常用的几种能量指标，实际上是代表饲料中能量在猪体内消化、代谢的不同阶段，一般用某一阶段的能量作为猪营养需要的指标和饲料营养价值评定的指标，在猪多采用消化能和代谢能。1.4.1总能（GE）即饲料中所含能量的总和。它是评定饲料能值的基础。通常采用氧弹式测热器测定饲料或某种纯养分在体外完全燃烧所放出的总热量。饲料中所含的能量经动物的消化吸收和代谢过程中有一定的损失，一般以固体（粪）、液体（尿、汗）或气体（甲烷）和体温等形式损失，扣除损失的部分，其余能量用于维持和生产。因此用饲料中的总能（GE）来衡量动物的能量需要是无意义的。1.4.2消化能（DE）饲料中的有机物质不可能完全被猪消化吸收，未被消化的有机物质从粪便中排出，粪便中就含有未被消化吸收的能量，饲料总能减去粪能就是消化能。测定消化能需要做猪的消化试验，饲料中总能与粪便中的能量在测热器中进行测定，然后根据下列公式进行计算。消化能＝总能－粪能消化能＝总能×有机物质消化率由于动物粪中除了未消化饲料之外，还含有微生物及其产物、肠道分泌物及脱落的细胞等。因此测得的消化能称表现消化能，在粪中扣除非饲料来源能称可消化能。在饲养标准和饲料营养价值表中所列消化能一般均为表现消化能。由于消化能易于测定，且在总能中扣除了动物不能利用部分，用消化能来衡量猪的营养需要或评定饲料的能量值。哺乳的幼龄动物在粪中损失的能量约小于10％，一般生长猪损失20％。畜别、品种、个体之间、年龄、日粮组成、进食量等因素均可以影响饲料消化能的值。猪饲料消化能值除了直接测定之外，还可用回归方程间接推算。①据饲料的可消化养分推算饲料消化能值DE（kJ／kg）＝19.31X1＋42.1X2＋18.5X3＋17.0X4（Nbifingham）式中X1、X2、X3、X4分别代表每千克饲料中所含可消化粗蛋白质、可消化粗脂肪、可消化粗纤维和可消化无氮浸出物的克数。X1─X4前数字为各种物质的平均能值。②从化学成分和总能估测消化能：DE（MJ／kg、DM）＝3813.89－15.94CF（％）－13.94CP（％）式中：CF──粗纤维CP──粗蛋白质1.4.3代谢能（ME）是指消化吸收后参与代谢的能量。即消化能减去尿能和可燃气体能。猪消化道内微生生发酵产生的可燃气体（甲烷等）能的损失占消化能的0.5%～1%，因数值小，常忽略不计，尿能（主要是尿素等有机物质）损失占消化能的2%～3%。一般代谢能为消化能的96%，变动在94%～97%，饲粮蛋白质品质和量都会影响ME的值，劣质蛋白质，代谢能值低，进食过量蛋白质，代谢能值下降，因为过量蛋白质或氨基酸分解而供能，以尿素、尿酸形式由尿中损失，每克尿素含量23kJ，每克尿酸含能28kJ。代谢能＝消化能－尿能＝总能－（粪能＋尿能）由DE能较正确估计ME能的公式见下面公式：ME＝DE×（96－〔0.202×粗蛋白质％〕）1.4.4净能（NE）代谢能减去体增热称净能。体增热又称食后增热、热增耗（HI），是指绝食动物饲给饲粮后短时间内，体内产热高于绝食代谢产热的那部分热能，主要指在消化和代3谢过程中能量消耗时释放的热量。净能＝代谢能－体增热＝总能－（粪能＋尿能＋体增热）净能是可供猪利用的能量，它既可用于维持体内各种机能活动和保持体温恒定，又可用于生长、肥育、繁殖、产奶等。通常把净能分为维持净能（NEm）和生产净能（NEp），生产净能又可分为增重净能、产脂净能、产奶净能等。在常温条件下喂常规饲料的猪，代谢能转化为净能的效率为66%～75%（Noblet等，1994）。代谢能转化为净能的效率还受猪的品种、饲料类型、采食水平、生产目的、性别、环境等的影响，ME用于维持效率高于产奶、肥育。猪的ME用于肥育的效率高于其它动物，最低的是妊娠和产毛。在生产实际中应综合考虑，以获得最佳经济效益。ＮＥ应是衡量猪能量需要的最好指标，但ＮＥ难于测定，所以我国猪饲养标准中用ＤＥ或ＭＥ来表示猪的能量需要。2能量营养与其它营养物质的关系能量作为基础营养物质之一，除了与饲料自身的能量浓度有关外，必然与其它营养物质存在相关性。饲料能量浓度指单位风干饲料所含有的消化能(MJ/kg)。影响因素主要有水分、粗纤维、粗脂肪等。水分每增加1％，消化能浓度约减少160kJ；粗纤维每增加1％，消化能减少430kJ。能量浓度影响猪的采食量，猪有“为能而食”的本能，能量浓度提高，采食量降低，能量浓度降低，采食量提高。但仍局限于一定范围内，超出此范围，多吃饲料也弥补不了所需能量，从而使日采食消化能降低，并影响生产性能。所以关注能量营养与其它营养物质的关系有很重要的现实意义。2.1能量与有机营养物质的关系饲料中的有机物质，特别是三大养分都是能量之源,在有机营养物质代谢的同时必然伴随着能量代谢。饲料中有机营养物质种类及含量直接与能量高低相关。2.1.1能量与蛋白质、氨基酸的关系饲料中的能量和蛋白质应保持适宜的比例（能蛋比）,比例不当会影响营养物质利用效率并导致营养障碍。例如,育肥猪饲料能量水平正常而蛋白质水平过高时,其增重比适量蛋白质时差。实践证明,由于蛋白质的热增耗较高,蛋白质供给量高时,能量利用率就会下降。相反，如果蛋白质不能满足动物体最低需要,单纯提高能量供给,机体就会出现负氮平衡,能量利用率同样会下降。因此,为保证能量利用率的提高和避免饲料蛋白质的浪费,必须使饲料能蛋比保持合理的水平。饲料氨基酸种类和水平对能量利用率有明显影响。饲料中苏氨酸、亮氨酸和缬氨酸缺乏时,会引起能量代谢水平下降。用缺乏赖氨酸的饲料喂生长育肥猪时,每单位增重的能量消耗增加。另一方面，当氨基酸供给量超过实际需要时,亦会使代谢能降低。原因是未参加体蛋白质合成的氨基酸被氧化而释放出能量,氮则以尿素形式排出体外,导致能量损失。现已证明,动物对氨基酸的需要量随能量浓度的提高而增加，保持氨基酸与能量的适宜比例对提高饲料利用效率十分重要。2.1.2能量与碳水化合物、脂肪的关系4（1）粗纤维饲料中粗纤维含量高会影响有机物质消化率,降低饲料消化能值。这在生长猪中表现突出。饲料有机物质的消化率和粗纤维水平间通常呈负相关。据报导,饲料中纤维素每增加1%,总能量消化率约下降3.5%。适宜粗纤维水平对各种动物均很重要。但动物种类不同，所需粗纤维水平明显不同。（2）脂肪在正常条件下，脂肪作为能源的利用效率高于其他有机物。饲料中添加脂肪可增加动物的有效能摄入量，提高饲料和能量转化效率。饲粮中每增加1%脂肪,代谢能的随意采食量增加0.2-0.6%，这在高温环境下有利于提高动物的生产性能。当动物处于免疫应激状态时，脂肪作为能源不如碳水化合物好。2.2能量与其他营养物质的关系2.2.1矿物质在矿物质中磷对能量的有效利用起着重要作用,因在机体代谢过程中释放的能量可以高能磷酸键形式储存在ATP及磷酸肌酸中,需用时再释放出来。镁也是能量代谢所必需的矿物元素,因镁是焦磷酸酶、ATP酶等的活化剂,并能促使ATP的高能键断裂而释放出能量。此外,还有较多的微量元素(如锰)间接地与能量代谢有关。2.2.2维生素B族维生素中几乎所有维生素都与能量代谢直接或间接有关,因为它们作为辅酶的组成成分参与动物体内三大有机物质的代谢。其中，硫胺素与能量代谢的关系最为密切。硫胺素不足，能量代谢效率明显下降；饲料能量水平增加时，硫胺素需要量提高。此外，烟酸、核黄素、泛酸、叶酸等都与能量代谢有关。3能量营养中存在的问题——能量缺乏能量缺乏一直困扰着中国养猪界。传统上，我们对蛋白质、氨基酸的营养特别重视，而作为生命源动力的营养素——能量却一直认识模糊。在我们的养猪日粮中，实际使用的饲料蛋白质浓度大多超过NRC推荐营养标准，虽然美国的常规原料能量数据库资料与我国相比均偏高，但应用标准相差200kcal/kg，确实说明能量有较大的缺口，特别表现在中后期，能蛋比差异有的超过30%以上，这其实是对蛋白质资源的浪费。同时，这种仅提高蛋白水平而不维持相应的能蛋比的做法，也限制了猪群遗传潜力的发挥，难以实现蛋白与脂肪沉积最优化。在养猪生产中，能量缺乏在两个阶段表现特别明显：哺乳母猪和断奶仔猪。哺乳母猪泌乳期能量需求是妊娠期的4倍，国内典型日粮应采食7kg以上，现实很难做到，且产仔等应激状态时(其它如高温、疾病等)采食量减少也严重影响了哺乳母猪的能量营养；断奶仔猪断奶后，采食玉米-豆粕型日粮，消化能由母乳的5306kcal/kg下降至玉米-豆粕型日粮的3301～3397kcal/kg，且断奶应激造成的采食量减少，同时断奶时仔猪生理功能尚不完善，