能量飼料國際計算

1、能量飼料國際計算動物的能量需要和飼料的能量價值除用消化能、代謝能和凈能的絕對值來表示外，曾廣泛應(yīng)用能量價值的相對單位如淀粉價、TDN、大麥飼料單位和燕麥飼料單位等來表示。 （一） 總消化養(yǎng)分（Total digestible nutrients，縮寫為TDN ） TDN于1910年在美國創(chuàng)建，以后在世界各國廣泛應(yīng)用，對全世界動物營養(yǎng)的研究影響頗大。目前，TDN有時仍被引用。 TDN是可消化粗蛋白、可消化粗纖維、可消化無氮浸出物與2.25倍可消化粗脂肪的總和，其計算公式為： TDN = X1 + X2 × 2.25 + X3 + X4式中： X1 = 可消化粗蛋白（% 或 kg） X2

2、 = 可消化粗脂肪（% 或kg） X3 = 可消化粗纖維（% 或kg） X4 = 可消化無氮浸出物（% 或kg） TDN體系將四項可消化養(yǎng)分合計為一個數(shù)值，測算和應(yīng)用比較方便，這是TDN體系的優(yōu)點。TDN實際上是以能量為基礎(chǔ)計算的可消化碳水化合物當量，盡管以重量單位（kg）或相對單位（%）表示，但仍然具有能量的意義，屬于表示能量價值的相對單位。公式中可消化粗脂肪的系數(shù)2.25，表示每克可消化粗脂肪的總能（37.656kJ）約為可消化碳水化合物（16.736kJ）的2.25倍?？上值鞍椎南禂?shù)為1是因為： 1克蛋白質(zhì)的總能為23.6396kJ，每攝入1克蛋白質(zhì)將從尿中排出5.23kJ的尿素能，

3、蛋白質(zhì)的消化率按92%計，則每克可消化粗蛋白的總能為（23.6396 5.23）×92% =16.9452kJ，與可消化碳水化合物相當。TDN考慮了部分能量損失，如糞能和尿能損失，但未考慮氣體能損失，因而具有消化能和部分代謝能的含義。TDN可換算為DE或ME： 1kgTDN =18.4 MJ DE =15.1 MJ ME 由于TDN未考慮氣體能損失，因此過高估計動物尤其對反芻動物利用粗飼料的能量價值。 2 / 16（二） 淀粉價體系 由德國的凱爾納（Kellner）于1924年創(chuàng)建，曾廣泛用于飼料營養(yǎng)價值的評定和動物營養(yǎng)需要的確定，與TDN體系一樣對全世界動物營養(yǎng)的研究頗有影響。 淀

4、粉價是通過氮碳平衡實驗，測得所采食飼料在動物體內(nèi)沉積的N、C數(shù)量，再推算出體內(nèi)沉積的脂肪量（沉積蛋白質(zhì)可根據(jù)其含能量多少換算為沉積的脂肪量，再納入脂肪沉積積多少總量）。已知1Kg淀粉在閹公牛體內(nèi)沉積248g脂肪（相當于9.858MJ(2356kcal)凈能）。將其他飼料沉積脂肪的數(shù)量或沉積的凈能與淀粉比較，即可得出其他飼料與淀粉的等價量，簡稱淀粉價。如1kg飼料沉積的脂肪量與1kg淀粉相同，則該飼料的飼喂價值為1個淀粉價；如沉積的脂肪量僅為1kg淀粉的一半，則該飼料的飼喂價值為0.5個淀粉價。 淀粉價不以能量單位表示，但其計算以能量為基礎(chǔ)，因而具有能量含義，屬于能量價值的相對表示單位。淀粉價的

5、建立基于氮碳平衡實驗，故淀粉價體系屬于凈能體系，具有科學性，比較直觀，使用方便。因此，淀粉價體系對世界各國影響較大，一些國家（如英國、德國等）直接采用淀粉價體系，一些國家則采用變相的淀粉價體系，如北歐的大麥飼料單位（1kg大麥含6.904MJ1650kcal(6903.6kJ)凈能，可沉積173.6g脂肪）和蘇聯(lián)的燕麥飼料單位（1kg燕麥含5.916MJ(1414kcal)凈能，可沉積脂肪150g）。 實際應(yīng)用中，由于評定淀粉價的難度和工作量大，常用飼料的可消化養(yǎng)分推算淀粉價，然后對推算值和實測值之間的差異進行校正。飼料種類不同，推算誤差越大，校正方法越繁雜，應(yīng)用越不方便。 實驗評定飼料淀粉價

6、以閹公牛為對象,若不區(qū)分畜別應(yīng)用于其他家畜，結(jié)果不準確。 飼料能量在動物體內(nèi)經(jīng)過一系列轉(zhuǎn)化后, 最終用于維持動物生命和生產(chǎn)。動物利用飼料能量轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品凈能, 投入能量與產(chǎn)出能量的比率關(guān)系稱為飼料能量效率。下面介紹兩個常用的能量效率的計算方法。 （一） 能量總效率(Gross Efficiency) 指產(chǎn)品中所含的能量與攝入飼料的有效能(指消化能或代謝能)之比。計算公式如下: 產(chǎn)品能量 總效率 = ×100% 攝入的有效能量(包括用于維持的能量) （二） 能量凈效率(Net Efficiency) 指產(chǎn)品能量與攝入飼料中扣除用于維持需要后的有效能（指消化能或代謝能）的比值。計

7、算公式為: 產(chǎn)品能量 凈效率 = ×100% 攝入的有效能-維持需要的有效能   凈能：（一） 計算公式     凈能（Net Energy，縮寫為NE）是飼料中用于動物維持生命和生產(chǎn)產(chǎn)品的能量 , 即飼料的代謝能扣去飼料在體內(nèi)的熱增耗 (Heat Increment ，縮寫為 HI) 后剩余的那部分能量。     NE = ME HI = GE DE UE Eg - HI     HI 過去又稱為特殊動力作用或食后增熱，是指絕食動物在采食飼料后短時間內(nèi) , 體內(nèi)產(chǎn)熱高于絕食

8、代謝產(chǎn)熱的那部分熱能。熱增耗以熱的形式散失。     HI 的來源有 : 消化過程產(chǎn)熱 , 例如 : 咀嚼飼料，營養(yǎng)物質(zhì)的主動吸收和將飼料殘余部分排出體外時的產(chǎn)熱。營養(yǎng)物質(zhì)代謝做功產(chǎn)熱。體組織中氧化反應(yīng)釋放的能量不能全部轉(zhuǎn)移到 ATP 上被動物利用 , 一部分以熱的形式散失掉。例如 : 葡萄糖 (l mol) 在體內(nèi)充分氧化時 31% 的能量以熱的形式散失掉。與營養(yǎng)物質(zhì)代謝相關(guān)的器官肌肉活動所產(chǎn)生的熱量。腎臟排泄做功產(chǎn)熱。飼料在胃腸道發(fā)酵產(chǎn)熱 (Heat of Fermentation ，縮寫為 HF) 。     事實上 , 在冷應(yīng)

9、激環(huán)境中 , 熱增耗是有益的，可用于維持體溫。但在炎熱條件下，熱增耗將成為動物的額外負擔，必須將其散失，以防止體溫升高；而散失熱增耗，又需消耗能量。     （二） 維持凈能（ Net Energy for maintenance ，縮寫為 NEm ）和生產(chǎn)凈能（ Net Energy for production ，縮寫為 NEp ）     按照凈能在體內(nèi)的作用 , NE 可以分為 NEm 和 NEp 。 NEm 指飼料能量用于維持生命活動、適度隨意運動和維持體溫恒定部分。這部分能量最終以熱的形式散失掉。 NEp 指飼料能量用于沉

10、積到產(chǎn)品中的部分 , 也包括用于勞役做功的能量。因動物種類和飼養(yǎng)目的不同，生產(chǎn)凈能的表現(xiàn)形式也不同，包括：增重凈能、產(chǎn)奶凈能、產(chǎn)毛凈能、產(chǎn)蛋凈能和使役凈能等。      （三）影響凈能的因素     影響凈能值的因素包括影響代謝能、熱增耗的因素以及環(huán)境溫度。其中，影響 HI 的因素主要有三個 :     1 動物種類。反芻動物采食后熱增耗比非反芻動物的更大和更持久（表 1 ）。原因是反芻動物在咀嚼、反芻和消化發(fā)酵過程中消耗較多的能量。同時 , 瘤胃中產(chǎn)生的揮發(fā)性脂肪酸（ Volatile Fat

11、ty Acid ，縮寫為 VFA ）在體內(nèi)產(chǎn)生的 HI 比葡萄糖多。如反芻動物利用禾本科籽實和飼草時， HI 分別占 ME 的 50% 和 60% 。 表1  不同動物和養(yǎng)分的 HI （ 占 ME 的 % ） 養(yǎng) 分    豬    綿羊     牛  粗脂肪    9     29      35 碳水化合物  17  32 

12、     37 粗蛋白質(zhì)  26    54      52 混合飼料  10 40  35 70  35-70 引自 Bondi ， A. A. （ 1987 ）， p.308.     2 飼料組成。（ 1 ）不同營養(yǎng)素熱增耗不同，蛋白質(zhì)熱增耗最大 , 脂肪的熱增耗最低，碳水化合物居中。飼料中蛋白質(zhì)含量過高或者氨基酸不平衡 , 會導(dǎo)致大量氨基酸在動物體內(nèi)脫氨分解，將氨轉(zhuǎn)化成尿素及尿素的排泄都需要能量 ,

13、 并以熱的形式散失；同時 , 氨基酸碳架氧化時也釋放大量的熱量。（ 2 ）飼料中纖維素水平及飼料形狀會影響消化過程產(chǎn)熱及 VFA 中乙酸的比例 , 因此也影響 HI 的產(chǎn)生。（ 3 ）飼料缺乏某些礦物質(zhì) ( 如磷、鈉 ) 或維生素 ( 如核黃素 ) 時，熱增耗也會增加。     3 飼養(yǎng)水平。當動物飼養(yǎng)水平提高時 , 動物用于消化吸收的能量增加。同時 , 體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的代謝也增強，因而熱增耗會增加。     總之，飼料能量在動物體內(nèi)的轉(zhuǎn)化和分配比例因動物和飼料類型、飼養(yǎng)水平等而異。表2 列舉了常見飼料的能值。圖1 反映產(chǎn)蛋雞飼料能量分

14、配的比例關(guān)系，產(chǎn)蛋雞攝入 1 kg 含 16.736 kJ 總能的飼料后，有 13.389 kJ 能量可被消化， 13.144kJ 能量可被用于代謝，約 9.623 kJ 能量可用于維持、產(chǎn)蛋和組織生長。 表 7-3 常見飼料的能值 (MJ/kg 干物質(zhì) ) 動物  飼料  GE    FE     UE    Eg     DE     ME  家禽  玉米  18

15、.4  2.2                        16.2       小麥  18.1  2.8               

16、         15.3       大麥  18.2  4.9                        13.3豬    玉米  18.9  1.6 

17、  0.4           17.3   16.9      大麥  17.5  2.8   0.5           14.7   14.2 反芻動物       玉米  18.9 

18、 2.8   0.8   1.3     161    14       大麥  18.3  4.1   0.8   1.1     14.2   12.3   禾本科草  17.9  7.6   0.5   1.4   

19、;  10.3   8.4   玉米青貯  18.9  6.0   0.8   1.3     12.9   10.8  引自 Bondi ， A. A. （ 1987 ）， p.306. 代謝能：圖 7-2 產(chǎn)蛋雞飼料能量的剖分圖 （引自 NRC(1994) ， p.4. ）（一） 代謝能的計算公式 代謝能(Metabolizable Energy，縮寫為ME) 指飼料消化能減去尿能（Energy in Urine，縮寫UE

20、）及消化道可燃氣體的能量（Energy in Gaseous Products of Digestion，縮寫Eg）后剩余的能量。 ME = DE -（ UE + Eg ）= GE FE UE - Eg 尿能是尿中有機物所含的總能，主要來自于蛋白質(zhì)的代謝產(chǎn)物，如尿素、尿酸、肌酐等。尿氮在哺乳動物中主要來源于尿素，禽類主要來于尿酸。每克尿氮的能值為：反芻動物 31KJ, 豬 28KJ, 禽類 34KJ。 消化道氣體能來自動物消化道微生物發(fā)酵產(chǎn)生的氣體，主要是甲烷。這些氣體經(jīng)肛門、口腔和鼻孔排出。非反芻動物的大腸中雖然也有發(fā)酵，但產(chǎn)生的氣體較少，通?？梢院雎圆挥?。反芻動物消化道（主要是瘤胃）微生物

21、發(fā)酵產(chǎn)生的氣體量大, 含能量可達飼料GE的3-10% 。故代謝能應(yīng)按單胃動物和反芻動物分別計算。微生物發(fā)酵產(chǎn)氣的同時，也產(chǎn)生部分熱能，在冷環(huán)境條件下，具有參與維持體溫的作用。 （二）表觀代謝能（AME）和真代謝能（TME） 尿中能量除來自飼料養(yǎng)分吸收后在體內(nèi)代謝分解的產(chǎn)物外，還有部分來自于體內(nèi)蛋白質(zhì)動員分解的產(chǎn)物，后者稱為內(nèi)源氮，所含能量稱為內(nèi)源尿能（Urinary Energy From endogenous origin products，縮寫為UeE）。飼料代謝能可分為AME和TME。計算公式如下： AME = ADE - (UE + Eg) = (GE -FE ) - (UE + Eg

22、)= 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反映飼料的營養(yǎng)價值比AME 準確，但其測定更麻煩，故實踐中常用AME 。 （三）氮校正代謝能 （N-corrected Metabolizable Energy ，縮寫為 MEn） MEn是根據(jù)體內(nèi)氮沉積進行校正后的代謝能，主要用于家禽。家禽的糞尿在泄殖腔混合后排出，測定代謝能比消化能容易。測定飼料的

23、代謝能時，一般都利用處于生長期的中雛，因而在實驗期內(nèi)必然有增重，即伴隨有氮沉積。測定代謝能時，飼料種類不同，氮沉積量不同。為便于比較不同飼料的代謝能值，應(yīng)消除氮沉積量對ME值的影響，即根據(jù)氮沉積量對代謝能進行校正，使其成為氮沉積為零時的ME。校正公式為： AMEn = AME - RN ×34.39 TMEn = TME - RN ×34.39 式中：RN （Total Nitrogen Retained ）為家禽每日沉積的氮量（g），可為正值、負值和零，計算時將符號代入。34.39為每克尿氮所對應(yīng)的能量。 （四） 影響代謝能的因素 影響消化能、尿能和氣體能的因素均影響代謝

24、能。 尿能的損失量比較穩(wěn)定。豬的尿能損失約占總能的2-3%，反芻動物為4-5%。影響尿能損失的因素主要是飼料結(jié)構(gòu), 特別是飼料中蛋白質(zhì)水平、氨基酸平衡狀況及飼料中有害成份的含量。飼料蛋白質(zhì)水平增高，氨基酸不平衡，氨基酸過量或能量不足導(dǎo)致氨基酸脫氨供能等，均可提高尿氮排泄量，增加尿能損失，降低代謝能值；若飼料含有芳香油，動物吸收后經(jīng)代謝脫毒產(chǎn)生馬尿酸，并從尿中排出，增加尿能損失。對于豬，代謝能、消化能和粗蛋白質(zhì)的關(guān)系為： ME = DE × （96 - 0.202 ×CP）/ 100 即粗蛋白質(zhì)每增加1個百分點，消化能轉(zhuǎn)化為代謝能的利用率下降0.202個百分點。影響氣體能的因

25、素有動物種類和飼料性質(zhì)及飼養(yǎng)水平。氣體能損失在單胃動物較少，可忽略不計。對于反芻動物，氣體能的損失量與飼料性質(zhì)及飼養(yǎng)水平有關(guān)。低質(zhì)飼料所產(chǎn)甲烷量較大, 并且氣體能占GE比例隨采食量增加而下降，處在維持飼養(yǎng)水平時，氣體能約占GE的8%; 而在維持水平以上時, 約占6-7%。 消化能：消化能（Digestible Energy，縮寫為DE）是飼料可消化養(yǎng)分所含的能量，即動物攝入飼料的總能與糞能之差。即：DE = GE - FE 按上式計算的消化能稱為表觀消化能（Apparent Digestible Energy，縮寫為ADE）。式中：FE（Energy in Feces，縮寫為FE）為糞中養(yǎng)分所

26、含的總能，稱為糞能。正常情況下，動物糞便主要包括以下能夠產(chǎn)生能量的物質(zhì)： （1） 未被消化吸收的飼料養(yǎng)分 （2） 消化道微生物及其代謝產(chǎn)物 （3） 消化道分泌物和經(jīng)消化道排泄的代謝產(chǎn)物 （4） 消化道粘膜脫落細胞 后三者稱為糞代謝物，所含能量為代謝糞能（ Fecal Energy from metabolic origin products ，縮寫為FmE，m代表代謝來源）。FE中扣除FmE后計算的消化能稱為真消化能（ True Digestible Energy，縮寫為TDE），即：TDE = GE - ( FE - FmE ) 用TDE反映飼料的能值比ADE準確，但測定較難，故現(xiàn)行動物營養(yǎng)

27、需要和飼料營養(yǎng)價值表一般都用ADE。 影響飼料消化率的因素均影響消化能值。正常情況下，糞能是飼料能量中損失最大的部分，糞能占總能的比例因動物種類和飼料類型不同而異，吮乳幼齡動物不到10%；馬約40%；豬約20%；反芻動物采食精料時為20-30%，采食粗飼料時為40-50%，采食低質(zhì)粗料時可達60%。 總能：總能( Gross Energy，縮寫GE) 是指飼料中有機物質(zhì)完全氧化燃燒生成二氧化碳、水和其他氧化物時釋放的全部能量，主要為碳水化合物、粗蛋白質(zhì)和粗脂肪能量的總和?？偰芸捎脧検綔y熱計 (Bomb Calorimeter) 測定。能量的營養(yǎng)能量在各種營養(yǎng)素中是最重要的，各種營養(yǎng)素的需要量&

28、#160;都以能量為基礎(chǔ)。能量是豬飼料營養(yǎng)中用量最多的營養(yǎng)素， 也是缺口最大的資源。      1能量的來源和衡量單位 豬的能量來源于三種營養(yǎng)素：脂肪、碳水化合物和蛋白 質(zhì)。在測熱器中測得的能量平均值：碳水化合物4.15兆卡 千克，蛋白質(zhì)5.65兆卡千克，脂肪9.40兆卡千克。碳水化 合物和脂肪在體內(nèi)氧化所產(chǎn)生的熱量與測熱器中測得的熱量 相同。蛋白質(zhì)在體內(nèi)不能充分氧化，每千克蛋白質(zhì)在體內(nèi)氧 化比測熱器中測得的熱量少1.3兆卡。 各種不同形式的能都可以轉(zhuǎn)變?yōu)闊?，因此?/p>

29、營養(yǎng)學中常 以熱的計量單位衡量能。以"卡"（Cal）表示，即：1克水從 14.5升溫到15.5所需要的熱量。在生產(chǎn)中為計算方便 常用千卡（1000卡，kCal）或兆卡（1000千卡，MCal）表示。 近年來，國際營養(yǎng)科學協(xié)會及國際生理科學協(xié)會認為應(yīng) 以能的衡量單位焦耳（Jonle簡寫為J）表示。一些歐美國家都 采用焦耳為飼養(yǎng)標準的能量單位。我國現(xiàn)行飼養(yǎng)標準中卡和 焦耳并用?？ê徒苟牡戎店P(guān)系如下： 1卡=4.184焦耳、 1千卡= 4.184千焦耳 、1兆卡=4.1

30、84兆焦耳。      2能量在體內(nèi)的轉(zhuǎn)化      （1）總能 豬所采食的飼料完全氧化時所產(chǎn)生的熱能，就 是這種飼料的總能（GE）?？偰苁窃跍y熱器中測得的。但總 能在評定飼料營養(yǎng)價值方面的作用不大，例如劣質(zhì)飼料燕麥 秸桿總能是 4.5千卡克，優(yōu)質(zhì)玉米是 4.4千卡克，它們的總 能相同，但豬對它們的利用率不同，主要是受飼料中粗纖維和 灰分含量的影響而變化。      

31、（2）消化能 飼料在豬體內(nèi)經(jīng)過消化，大部分營養(yǎng)物質(zhì)被 機體吸收，未被消化吸收的飼料中含有能量，還有腸道中有微 生物，分泌的一些消化酶及脫落的細胞都含有能量，這些物質(zhì) 由糞中排出體外，這些糞中的能量稱為糞能。糞能是豬進食 營養(yǎng)素中損失最多的部分。飼料總能減去糞能就是消化能 （DE）。      （3）代謝能 消化能被吸收后；有部分蛋白質(zhì)在豬體內(nèi)不 能被充分氧化利用，形成尿素、尿酸經(jīng)尿排出，尿中含有的能 量被稱為尿能。尿能的損失一般是比較穩(wěn)定的，但受蛋白質(zhì)&#

32、160;影響，蛋白質(zhì)品質(zhì)較差或氨基酸不平衡，都能增加尿能?？偰軠p去糞能和尿能為代謝能（ME），消化能減去尿能也是代謝 能（ME）。豬的代謝能粗略估計約為消化能的 96。 反芻動物除了減去尿能外，還要減去消化過程中產(chǎn)生的 氣體（甲烷等）。      （4）凈能 豬在采食飼料后，由于營養(yǎng)物質(zhì)代謝而有產(chǎn)熱 增加的現(xiàn)象叫體增熱。體增熱的80以上來自內(nèi)臟。體增 熱并不是恒定的，受飼料中營養(yǎng)素利用狀況的影響，如蛋白質(zhì) 品質(zhì)不好，飼料中氨基酸不平衡，磷、鎂等礦物質(zhì)不足，飼喂次&#

33、160;數(shù)少等都能增加體增熱。代謝能減去體增熱就是凈能。在反 芻動物和馬等草食動物還應(yīng)減去瘤胃或盲腸產(chǎn)生的發(fā)酵熱。 凈能是用于維持和進行各種生產(chǎn)的能量。維持部分的能 量用于基礎(chǔ)代謝，保持恒定的體溫。生產(chǎn)部分可貯存在組織 或產(chǎn)品中。      3豬對能量的利用 每日攝取6.4兆卡ME，僅40轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品，60消化于 維持和合成，以廢熱形式損失。徐孝義（1987）總結(jié)豬的總能、 消化能、代謝能和凈能的比率關(guān)系（）為：100:89.34、86.67: 38.10，即總能的&#