能量饲料国际计算Word格式.docx
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能量饲料国际计算Word格式.docx
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(一)能量总效率(GrossEfficiency)
指产品中所含的能量与摄入饲料的有效能(指消化能或代谢能)之比。
计算公式如下:
产品能量
总效率=───────——────────×
100%
摄入的有效能量(包括用于维持的能量)
(二)能量净效率(NetEfficiency)
指产品能量与摄入饲料中扣除用于维持需要后的有效能(指消化能或代谢能)的比值。
计算公式为:
产品能量
净效率=─────────—─────×
摄入的有效能-维持需要的有效能
净能:
(一)计算公式
净能(NetEnergy,缩写为NE)是饲料中用于动物维持生命和生产产品的能量,即饲料的代谢能扣去饲料在体内的热增耗(HeatIncrement,缩写为HI)后剩余的那部分能量。
NE=ME–HI=GE–DE–UE–Eg-HI
HI过去又称为特殊动力作用或食后增热,是指绝食动物在采食饲料后短时间内,体内产热高于绝食代谢产热的那部分热能。
热增耗以热的形式散失。
HI的来源有:
①消化过程产热,例如:
咀嚼饲料,营养物质的主动吸收和将饲料残余部分排出体外时的产热。
②营养物质代谢做功产热。
体组织中氧化反应释放的能量不能全部转移到ATP上被动物利用,一部分以热的形式散失掉。
例如:
葡萄糖(lmol)在体内充分氧化时31%的能量以热的形式散失掉。
③与营养物质代谢相关的器官肌肉活动所产生的热量。
④肾脏排泄做功产热。
⑤饲料在胃肠道发酵产热(HeatofFermentation,缩写为HF)。
事实上,在冷应激环境中,热增耗是有益的,可用于维持体温。
但在炎热条件下,热增耗将成为动物的额外负担,必须将其散失,以防止体温升高;
而散失热增耗,又需消耗能量。
(二)维持净能(NetEnergyformaintenance,缩写为NEm)和生产净能(NetEnergyforproduction,缩写为NEp)
按照净能在体内的作用,NE可以分为NEm和NEp。
NEm指饲料能量用于维持生命活动、适度随意运动和维持体温恒定部分。
这部分能量最终以热的形式散失掉。
NEp指饲料能量用于沉积到产品中的部分,也包括用于劳役做功的能量。
因动物种类和饲养目的不同,生产净能的表现形式也不同,包括:
增重净能、产奶净能、产毛净能、产蛋净能和使役净能等。
(三)影响净能的因素
影响净能值的因素包括影响代谢能、热增耗的因素以及环境温度。
其中,影响HI的因素主要有三个:
1动物种类。
反刍动物采食后热增耗比非反刍动物的更大和更持久(表1)。
原因是反刍动物在咀嚼、反刍和消化发酵过程中消耗较多的能量。
同时,瘤胃中产生的挥发性脂肪酸(VolatileFattyAcid,缩写为VFA)在体内产生的HI比葡萄糖多。
如反刍动物利用禾本科籽实和饲草时,HI分别占ME的50%和60%。
表1
不同动物和养分的HI(占ME的%)
养分
猪
绵羊
牛
粗脂肪
9
29
35
碳水化合物
17
32
37
粗蛋白质
26
54
52
混合饲料
10—40
35—70
35--70
引自Bondi,A.A.(1987),p.308.
2饲料组成。
(1)不同营养素热增耗不同,蛋白质热增耗最大,脂肪的热增耗最低,碳水化合物居中。
饲料中蛋白质含量过高或者氨基酸不平衡,会导致大量氨基酸在动物体内脱氨分解,将氨转化成尿素及尿素的排泄都需要能量,并以热的形式散失;
同时,氨基酸碳架氧化时也释放大量的热量。
(2)饲料中纤维素水平及饲料形状会影响消化过程产热及VFA中乙酸的比例,因此也影响HI的产生。
(3)饲料缺乏某些矿物质(如磷、钠)或维生素(如核黄素)时,热增耗也会增加。
3饲养水平。
当动物饲养水平提高时,动物用于消化吸收的能量增加。
同时,体内营养物质的代谢也增强,因而热增耗会增加。
总之,饲料能量在动物体内的转化和分配比例因动物和饲料类型、饲养水平等而异。
表2列举了常见饲料的能值。
图1反映产蛋鸡饲料能量分配的比例关系,产蛋鸡摄入1kg含16.736kJ总能的饲料后,有13.389kJ能量可被消化,13.144kJ能量可被用于代谢,约9.623kJ能量可用于维持、产蛋和组织生长。
表7-3常见饲料的能值(MJ/kg干物质)
动物
饲料
GE
FE
UE
Eg
DE
ME
家禽
玉米
18.4
2.2
16.2
小麦
18.1
2.8
15.3
大麦
18.2
4.9
13.3
猪
18.9
1.6
0.4
17.3
16.9
17.5
0.5
14.7
14.2
反刍动物
0.8
1.3
161
14
18.3
4.1
1.1
14.2
12.3
禾本科草
17.9
7.6
1.4
10.3
8.4
玉米青贮
6.0
12.9
10.8
引自Bondi,A.A.(1987),p.306.
代谢能:
图7-2产蛋鸡饲料能量的剖分图(引自NRC(1994),p.4.)
(一)代谢能的计算公式
代谢能(MetabolizableEnergy,缩写为ME)指饲料消化能减去尿能(EnergyinUrine,缩写UE)及消化道可燃气体的能量(EnergyinGaseousProductsofDigestion,缩写Eg)后剩余的能量。
ME=DE-(UE+Eg)=GE–FE–UE-Eg
尿能是尿中有机物所含的总能,主要来自于蛋白质的代谢产物,如尿素、尿酸、肌酐等。
尿氮在哺乳动物中主要来源于尿素,禽类主要来于尿酸。
每克尿氮的能值为:
反刍动物31KJ,猪28KJ,禽类34KJ。
消化道气体能来自动物消化道微生物发酵产生的气体,主要是甲烷。
这些气体经肛门、口腔和鼻孔排出。
非反刍动物的大肠中虽然也有发酵,但产生的气体较少,通常可以忽略不计。
反刍动物消化道(主要是瘤胃)微生物发酵产生的气体量大,含能量可达饲料GE的3-10%。
故代谢能应按单胃动物和反刍动物分别计算。
微生物发酵产气的同时,也产生部分热能,在冷环境条件下,具有参与维持体温的作用。
(二)表观代谢能(AME)和真代谢能(TME)
尿中能量除来自饲料养分吸收后在体内代谢分解的产物外,还有部分来自于体内蛋白质动员分解的产物,后者称为内源氮,所含能量称为内源尿能(UrinaryEnergyFromendogenousoriginproducts,缩写为UeE)。
饲料代谢能可分为AME和TME。
计算公式如下:
AME=ADE-(UE+Eg)
=(GE-FE)-(UE+Eg)
=GE-(FE+UE+Eg)
TME=TDE-[(UE-UeE)+Eg]
=[GE-(FE-FmE)]-UE-Eg+UeE
=GE-(FE+UE+Eg)+(FmE+UeE)
=AME+(FmE+UeE)
TME反映饲料的营养价值比AME准确,但其测定更麻烦,故实践中常用AME。
(三)氮校正代谢能(N-correctedMetabolizableEnergy,缩写为MEn)
MEn是根据体内氮沉积进行校正后的代谢能,主要用于家禽。
家禽的粪尿在泄殖腔混合后排出,测定代谢能比消化能容易。
测定饲料的代谢能时,一般都利用处于生长期的中雏,因而在实验期内必然有增重,即伴随有氮沉积。
测定代谢能时,饲料种类不同,氮沉积量不同。
为便于比较不同饲料的代谢能值,应消除氮沉积量对ME值的影响,即根据氮沉积量对代谢能进行校正,使其成为氮沉积为零时的ME。
校正公式为:
AMEn=AME-RN×
34.39
TMEn=TME-RN×
RN(TotalNitrogenRetained)为家禽每日沉积的氮量(g),可为正值、负值和零,计算时将符号代入。
34.39为每克尿氮所对应的能量。
(四)影响代谢能的因素
影响消化能、尿能和气体能的因素均影响代谢能。
尿能的损失量比较稳定。
猪的尿能损失约占总能的2-3%,反刍动物为4-5%。
影响尿能损失的因素主要是饲料结构,特别是饲料中蛋白质水平、氨基酸平衡状况及饲料中有害成份的含量。
饲料蛋白质水平增高,氨基酸不平衡,氨基酸过量或能量不足导致氨基酸脱氨供能等,均可提高尿氮排泄量,增加尿能损失,降低代谢能值;
若饲料含有芳香油,动物吸收后经代谢脱毒产生马尿酸,并从尿中排出,增加尿能损失。
对于猪,代谢能、消化能和粗蛋白质的关系为:
ME=DE×
[(96-0.202×
CP)/100]
即粗蛋白质每增加1个百分点,消化能转化为代谢能的利用率下降0.202个百分点。
影响气体能的因素有动物种类和饲料性质及饲养水平。
气体能损失在单胃动物较少,可忽略不计。
对于反刍动物,气体能的损失量与饲料性质及饲养水平有关。
低质饲料所产甲烷量较大,并且气体能占GE比例随采食量增加而下降,处在维持饲养水平时,气体能约占GE的8%;
而在维持水平以上时,约占6-7%。
消化能:
消化能(DigestibleEnergy,缩写为DE)是饲料可消化养分所含的能量,即动物摄入饲料的总能与粪能之差。
即:
DE=GE-FE
按上式计算的消化能称为表观消化能(ApparentDigestibleEnergy,缩写为ADE)。
式中:
FE(EnergyinFeces,缩写为FE)为粪中养分所含的总能,称为粪能。
正常情况下,动物粪便主要包括以下能够产生能量的物质:
(1)未被消化吸收的饲料养分
(2)消化道微生物及其代谢产物
(3)消化道分泌物和经消化道排泄的代谢产物
(4)消化道粘膜脱落细胞
后三者称为粪代谢物,所含能量为代谢粪能(FecalEnergyfrommetabolicoriginproducts,缩写为FmE,m代表代谢来源)。
FE中扣除FmE后计算的消化能称为真消化能(TrueDigestibleEnergy,缩写为TDE),即:
TDE=GE-(FE-FmE)
用TDE反映饲料的能值比ADE准确,但测定较难,故现行动物营养需要和饲料营养价值表一般都用ADE。
影响饲料消化率的因素均影响消化能值。
正常情况下,粪能是饲料能量中损失最大的部分,粪能占总能的比例因动物种类和饲料类型不同而异,吮乳幼龄动物不到10%;
马约40%;
猪约20%;
反刍动物采食精料时为20-30%,采食粗饲料时为40-50%,采食低质粗料时可达60%。
总能:
总能(GrossEnergy,缩写GE)是指饲料中有机物质完全氧化燃烧生成二氧化碳、水和其他氧化物时释放的全部能量,主要为碳水化合物、粗蛋白质和粗脂肪能量的总和。
总能可用弹式测热计(BombCalorimeter)测定。
能量的营养
能量在各种营养素中是最重要的,各种营养素的需要量
都以能量为基础。
能量是猪饲料营养中用量最多的营养素,
也是缺口最大的资源。
1.能量的来源和衡量单位
猪的能量来源于三种营养素:
脂肪、碳水化合物和蛋白
质。
在测热器中测得的能量平均值:
碳水化合物4.15兆卡/
千克,蛋白质5.65兆卡/千克,脂肪9.40兆卡/千克。
碳水化
合物和脂肪在体内氧化所产生的热量与测热器中测得的热量
相同。
蛋白质在体内不能充分氧化,每千克蛋白质在体内氧
化比测热器中测得的热量少1.3兆卡。
各种不同形式的能都可以转变为热,因此在营养学中常
以热的计量单位衡量能。
以"
卡"
(Cal)表示,即:
1克水从
14.5℃升温到15.5℃所需要的热量。
在生产中为计算方便
常用千卡(1000卡,kCal)或兆卡(1000千卡,MCal)表示。
近年来,国际营养科学协会及国际生理科学协会认为应
以能的衡量单位焦耳(Jonle简写为J)表示。
一些欧美国家都
采用焦耳为饲养标准的能量单位。
我国现行饲养标准中卡和
焦耳并用。
卡和焦耳的等值关系如下:
1卡=4.184焦耳、
1千卡=
4.184千焦耳
、1兆卡=4.184兆焦耳。
2.能量在体内的转化
(1)总能
猪所采食的饲料完全氧化时所产生的热能,就
是这种饲料的总能(GE)。
总能是在测热器中测得的。
但总
能在评定饲料营养价值方面的作用不大,例如劣质饲料燕麦
秸杆总能是
4.5千卡/克,优质玉米是
4.4千卡/克,它们的总
能相同,但猪对它们的利用率不同,主要是受饲料中粗纤维和
灰分含量的影响而变化。
(2)消化能
饲料在猪体内经过消化,大部分营养物质被
机体吸收,未被消化吸收的饲料中含有能量,还有肠道中有微
生物,分泌的一些消化酶及脱落的细胞都含有能量,这些物质
由粪中排出体外,这些粪中的能量称为粪能。
粪能是猪进食
营养素中损失最多的部分。
饲料总能减去粪能就是消化能
(DE)。
(3)代谢能
消化能被吸收后;
有部分蛋白质在猪体内不
能被充分氧化利用,形成尿素、尿酸经尿排出,尿中含有的能
量被称为尿能。
尿能的损失一般是比较稳定的,但受蛋白质
影响,蛋白质品质较差或氨基酸不平衡,都能增加尿能。
总能减去粪能和尿能为代谢能(ME),消化能减去尿能也是代谢
能(ME)。
猪的代谢能粗略估计约为消化能的
96%。
反刍动物除了减去尿能外,还要减去消化过程中产生的
气体(甲烷等)。
(4)净能
猪在采食饲料后,由于营养物质代谢而有产热
增加的现象叫体增热。
体增热的80%以上来自内脏。
体增
热并不是恒定的,受饲料中营养素利用状况的影响,如蛋白质
品质不好,饲料中氨基酸不平衡,磷、镁等矿物质不足,饲喂次
数少等都能增加体增热。
代谢能减去体增热就是净能。
在反
刍动物和马等草食动物还应减去瘤胃或盲肠产生的发酵热。
净能是用于维持和进行各种生产的能量。
维持部分的能
量用于基础代谢,保持恒定的体温。
生产部分可贮存在组织
或产品中。
3.猪对能量的利用
每日摄取6.4兆卡ME,仅40%转化为产品,60%消化于
维持和合成,以废热形式损失。
徐孝义(1987)总结猪的总能、
消化能、代谢能和净能的比率关系(%)为:
100:
89.34、86.67:
38.10,即总能的
38%,代谢能的
44%变成猪肉;
转换效率不
高。
对能量利用的效率取决于配合饲料的性质,猪对能量的
利用能力和饲料中的能量水平,能量水平低不能满足需要时,
猪的生产性能降低,表现在仔猪出生体重低,生命力弱,死亡
率高。
育肥猪日增重下降等。
能量水平过高同样不利生产,
妊娠母猪饲料中能量过高易在体内沉积过多脂肪,造成产后
采食量下降、泌乳量低,身体减重增加,易发生蹄病而被淘汰。
饲料中有效能占总能比例愈高,用于维持所占比例愈小,则纯效率愈高。
对能量的利用除了猪体内的利用效率要提高外,还应提
高猪生产环节过程中的利用效率。
许振英按我国猪的饲养标
准计算过能量:
一头母猪一年两胎需要3176兆卡ME折合
1134千克饲料(2.8兆卡ME千克),两胎产仔20头,则每头
仔猪出生时即分摊160兆卡ME(56.7千克饲料),当少出生
或死亡一头即损失这么多饲料。
如果年产一窝仔猪,虽节省
泌乳期饲料,但只有10头仔猪,则每头仔猪要分摊280兆卡
ME(82千克饲料)。
如果母猪空怀一年就浪费700千克饲
料。
相反如能年产2.4窝(28天断奶),初生仔猪出生时分摊母猪能耗从
160兆卡
ME减少到
115兆卡
ME。
哺乳仔猪从
20天到60
天每头每天采食1.6兆卡ME,40天共64兆卡
ME,其间死亡一头损失160兆卡ME(第一天)到224兆卡
ME(60天)平均190兆卡ME。
肥猪从15~90千克共需747
兆卡ME(250千克饲料),加上仔猪的224兆卡ME共971兆
卡ME(324千克饲料)。
肥育期损失一头就意味着224兆卡
ME(第一天)到971兆卡ME(最末天)的损失。
从运输到屠宰期间体重每下降l千克就损失10兆卡ME。
屠宰后检疫
不合格则损失近1000兆卡ME。
从以上看出,如果提高生产
性能就能减少能量的浪费。
从以下几个方面可以节约能量:
从空怀到年产两窝以上;
每窝仔猪从
7~
8头提高到
11~12
头;
成活率90%以上;
断奶期提前到4周龄;
肥育猪生长正常
无死亡;
屠宰前少掉秤;
检疫合格;
人工授精,减少公猪。
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