动物营养学主讲:徐奇友东北农业大学第十六章 维持的营养需要第一节 维持需要的概念及意义一、维持和维持需要二、维持需要的意义和作用第二节 动物维持状态下的营养需要一、维持的能量需要二、维持的蛋白质、氨基酸需要三、维持矿物质、维生素需要第三节 温热环境对动物营养的影响一、动物的影响二、饲粮组成和饲养的影响三、环境的影响第一节 维持需要的概念及意义
维持和维持需要
维持需要的意义和作用一、维持和维持需要
(一)维持
维持是指动物生存过程的一种基本状态,在这种状态下,成年动物或非生产动物体重保持不变,体内营养素的种类和数量保持恒定,分解代谢和合成代谢过程处于动态平衡。
根据动物体所处的不同生理状态,这种动态平衡表现不同,不能保持体成分之间的比例恒定不变,但维持代谢过程中体成分之间的动态变化仍可使体重保持不变。
一、维持和维持需要
(二)维持需要
维持需要,指动物在既不生产产品,又不从事劳役情况下,为保持体况正常和体重不变所需的能量、蛋白质、矿物质和维生素等最低需要量。
营养物质满足维持需要生产利用率为零,但对动物生存则至关重要。这种需要可维持生命活动中基本的代谢过程,弥补周转代谢损失以及必要的活动。
二、维持需要的意义和作用
(一)维持需要在动物营养需要研究中的意义
动物营养需要研究中,维持需要是一项基本研究,对探索具有普遍性的营养需要规律、比较不同种类动物或同一种类动物在不同条件下的营养需要特点,指导动物生产实践具有重要意义。
研究维持需要也是剖析影响动物代谢有关因素,
阐明维持状态下营养素利用特点,寻求生理条件下营养素的代谢规律和进一步探索提高营养素利用效率等的重要手段和方法。
二、维持需要的意义和作用
(二)维持需要对动物生产的指导作用
在动物生产中,维持需要属于无效生产的需要,又是必不可少的一部分需要。合理平衡维持需要与生产需要之间的关系,
尽可能减少维持需要,增加生产需要,
可提高生产效率。
二、维持需要的意义和作用
(二)维持需要对动物生产的指导作用
从生物学角度,掌握维持需要量及其与体重的关系,就能推算任何大小畜禽的需要量,进一步剖分供生产的需要组分。
可在有限的饲料范围内,合理计划生产规模,
适宜选择动物,把尽可能多的饲料用于生产,
减少维持,方能制定出比较好的生产计划和比较准确可靠的经济技术指标。
第二节 动物维持状态下的营养需要
维持的能量需要
维持的蛋白质、氨基酸需要
维持矿物质、维生素需要一、维持的能量需要
(一)有关概念及定义
1、基础代谢
概念:指健康正常的动物在适温环境条件下、
处于空腹、绝对安静及放松状态时,维持自身生存必要的最低限度的能量代谢。
基础代谢是维持能量需要中比较稳定的部分,
各种动物都有自己的最低能量代谢强度。
一、维持的能量需要
(一)有关概念及定义
2、绝食代谢
概念:指动物绝食到一定时间,达到空腹条件下所测得的能量代谢。动物的绝食代谢水平一般比基础代谢略高,可测条件仍比较稳定。
绝食代谢条件:
动物处于适温环境条件,营养状况良好。动物处于饥饿和空腹状态。动物必须处于安静和放松状态,动物必须处于健康正常状态。
一、维持的能量需要
(一)有关概念及定义
2、绝食代谢
判断动物处于空腹的依据:
选用脂肪代谢的呼吸熵值 (RQ)作为空腹状态的依据;
以稳定的最低甲烷产量作空腹状态的评判依据;
以动物采食后达到空腹状态的时间为依据。
一、维持的能量需要
(一)有关概念及定义
3、随意活动
随意活动:是指动物维持生存所进行的一切有意识,基础能量代谢基础上,维持生存所增加的活动。
由于不同种类和生长阶段动物每日活动量不同,
实验条件下绝食代谢与实际生产条件下的维持代谢有差距。
一般在确定能量需要时以基础能量代谢的百分数表示活动量增加所增加的需要量。
一、维持的能量需要
(二)绝食代谢的表示及测定方法
1、绝食代谢表示方法
不同动物种类和个体,
绝对产热量相差极大,
则按个体产热量很难对不同动物的绝食代谢产热作出评价。如上表。
一、维持的能量需要
(二)绝食代谢的表示及测定方法
1、绝食代谢意表示方法
大量资料统计分析表明,按单位代谢体重 (BW0,75)
表示各种成年动物绝食代谢产热比较一致。公式则为,绝食代谢 (kJ/d)=300(BW0.75)
对于不同种类或同一种类不同个体动物间的差异,
在此基础上要分别考虑,如羊比平均低 15%,公牛比母牛高 15%。
成年动物绝食代谢的平均基础值明显不适合生长动物,生长动物随年龄增加,单位代谢体重的绝食代谢产热量减少。
一、维持的能量需要
(二)绝食代谢的表示及测定方法
2、绝食代谢的测定方法
直接测热法,主要根据能量守恒,利用测热器测定动物在绝食代谢条件下扩散至周围环境中的热量,从而计算出动物的代谢产热量,一般以 24h为单位时间表示产热量。
间接测热法,主要基于三大营养物质在体内完全氧化的共同特点和反应物、生成物与自由能之间的变化关系,用热化学原理通过计算可知道动物在特定条件下的代谢产热量,反应物和生成物的量可通过碳、氮平衡法或 RQ测定法确定。
一、维持的能量需要
(三)维持能量需要
1、成年动物维持的能量需要维持能量需要包括绝食代谢的能量、随意活动的增加量以及必要的抵抗环境应激所需的能量。
一、维持的能量需要
(三)维持能量需要
1、成年动物维持的能量需要
1)绝食代谢加活动量的方法,可用 αBW 0.75概括,α 为绝食代谢和一切增加的能量需要量,此法难点为活动量的评定,集约化则相对较易。
一、维持的能量需要
(三)维持能量需要
1、成年动物维持的能量需要
2)比较屠宰试验法,此法不分绝食代谢活动量增加量,选择条件基本一致的动物,分成两组,一组屠宰以测定能理含量,另一组在要求条件下饲喂一段时间后再屠杀,同样测定能量含量。两组能量之差与供给能量比较,超出的能量即为维持所需能量。
此法随测定动物体能量沉积取样技术的发展,
逐步受到重视,已超出用于研究能量的范围。
一、维持的能量需要
(三)维持能量需要
1、成年动物维持的能量需要
3)回归法,由于将绝食代谢、活动量和生产部分分开评定难以满足实际生产需要,也难准确评定动物维持能量需要。根据营养需要等于维持加生产的原则,把生产看成是需要的函数。
Y=a+bX
Y:动物摄入能量,a:维持能量需要,b:单位产品能,X:产品量。
不同种类动物产品含有不同营养成分,产品的量可解析成不同营养物质之和即,y=a+b1x1+b2x2+…… 。
一、维持的能量需要
(三)维持能量需要
2、生长动物维持能量需要
生长动物和成年动物表现出不同特点,尤其体重、体组成、代谢强度、活动能力特点更为显著。
成年动物的维持能量需要可较准确地加以定量,
而生长动物其维持能量需要与体躯增长部分的能量需要难以区别。
一、维持的能量需要
(三)维持能量需要
2、生长动物维持能量需要
实际工作中,人们避开绝食代谢,直接将维持与体重,增重,环境因素等相联系,利用 f(BW,
ΔBW,T…… )一类模式概括出能估计任一生长点维持能量需要的回归等式,解决估计生长动物维持需要的问题。
人们也大量用不同阶段的平均单位代谢体重的能量需要估计不同体重动物的维持需要。
一、维持的能量需要
(三)维持能量需要
3、维持的能量利用效率
ME用于维持的利用效率不仅动物种间差异较大,而且种内也有明显差异。
生长育肥猪可达到 75%,母猪可高到 81%。
反刍动物 ME用于维持的利用率受日粮组成影响甚大。全用粗饲料的牛,ME用于维持的效率只有 58.8%左右,而适宜的日粮组成可达 73
%。能量代谢率 ( ME/GE) 每提高 1%,维持的 ME利用效率可提高 0.4%。
二、维持的蛋白质、氨基酸需要
(一)概念
1、内源尿氮( EUN)
概念:指动物在维持生存过程中,体组织更新蛋白质降解的产物与肌肉活动的产物经尿中排出的氮。 EUN是必要的最低限度的体蛋白净分解代谢所排出的氮。
EUN在体内的代谢:体蛋白质分解与合成代谢存在于一种动态平衡中,体蛋白质分解后产生的氨基酸总有一部分被氧化分解为尿素或尿酸,大都经尿排出体外,剩下的一部分还可经尿素循环重新进入胃肠道。
二、维持的蛋白质、氨基酸需要
( 一)概念
1、内源尿氮( EUN)
内源尿氮只说明动物采食无氮日粮条件,已处于基础氮代谢条件下尿氮为最低稳定值。
饲粮蛋白质因不适于体蛋白质合成而进入氧化分解代谢过程产生的氮,即外源尿氮。
二、维持的蛋白质、氨基酸需要
2、代谢粪氮( MFN)
概念:即动物采食无氮日粮后经粪中排出的氮。
来源:消化道的酶和脱落细胞残体等含氮物质,
以及来源于微生物残体的氮,也包括部分体内蛋白质氧化分解经尿素循环进入消化道的氮。
只要动物持续的采食无氮日粮,它始终以这种方式继续排出氮。
影响因素:与采食量成正比、与饲料品质成反比。
二、维持的蛋白质、氨基酸需要
3、体表氮损失
概念:即动物在基础氮代谢条件下,经皮肤表面损失的氮。
来源:皮肤表皮细胞、毛发衰老脱落损失的氮及具有汗腺的动物,体内蛋白质分解代谢的尾产物也可能有部分经皮肤排泄的氮。
影响因素:动物大小、年龄、环境等因素有关。
在维持状态时,羽毛、蹄爪等表皮组织的更新需要蛋白质极少,一般略去不计,但测定基础氮代谢时,对个体大的动物还应考虑在内。
二、维持的蛋白质、氨基酸需要
(二)基础氮代谢的定量表示和评定
1、基础氮代谢的定量表示基础氮代谢是指 EUN,MFN和体表氮损失的总和。
(1)内源尿氮的定量表示:
绝食代谢为基础表示内源尿氮排泄量。内源尿氮排出量与基础能量消耗呈一定比例关系。
回归表示内源尿氮排泄量。内源尿氮排泄量与生长动物维持能量需要相类似,则用回归法代替简单定量表示更接近内源尿氮的真实排泄量,
因此回归法实用较普遍。
二、维持的蛋白质、氨基酸需要
(二)基础氮代谢的定量表示和评定
1、基础氮代谢的定量表示
(2)代谢粪氮的定量表示:
按单位重量的粪干物质含 MFN多少表示。根据粪干物质总量便可求出总代谢粪氮。
按单位采食量的排泄代谢粪氮多少表示。此种方法对实际应用比较方便。
( 3)体表氮损失:按代谢体重表示比较适宜。
二、维持的蛋白质、氨基酸需要
(二)基础氮代谢的定量表示和评定
2、基础氮代谢的评定
无氮日粮法是比较常用评定方法,即给动物不含氮的日粮,测定最低日排泄尿氮量,同时测定代谢粪氮和体表氮损失。
该方法适用于成年动物蛋白质维持需要和评定饲料蛋白质的生物学价值的测定,但对于生长动物所测数据可能偏低。
二、维持的蛋白质、氨基酸需要
(二)基础氮代谢的定量表示和评定
2、基础氮代谢的评定
评定生长动物维持蛋白需要准确影响大的原因:
生长动物处于组织生长发育阶段,周转代谢更快,基础氮代谢水平会更高。采食含蛋白质日粮后,体蛋白沉积增加。反刍动物中,瘤胃和盲肠微生物对 MFN影响较大。
有人认为,用评定总体组织维持氮需要代替
EUN加 MFN的评定方法更合适。
二、维持的蛋白质、氨基酸需要
(三)维持的蛋白质、氨基酸需要
1、按基础氮代谢估计维持需要
基础氮代谢中氮的损失实际上反映出动物对饲料氮供给的基本要求,即维持需要。
基础氮代谢的量转换成粗蛋白后,除以蛋白质用于维持的生物学价值和消化率即可得到粗蛋白的维持需要。
二、维持的蛋白质、氨基酸需要
(三)维持的蛋白质、氨基酸需要
1、按基础氮代谢估计维持需要
注意的两种情况:即用真消化蛋白满足基础氮需要时,维持的需要与供给之间完全一致,直接通过计算即可;用表观消化蛋白满足维持需要时,由于对蛋白质的消化率估计偏低,在估计维持的粗蛋白需要时,基础氮代谢中的代谢粪氮用 0.4倍估计,可弥补这一偏低估计。
二、维持的蛋白质、氨基酸需要
(三)维持的蛋白质、氨基酸需要
1、按基础氮代谢估计维持需要
日粮蛋白质用于维持的生物价值,经标准饲粮用实验鼠评定,一般都在 0.65左右。实际生产条件下用 0.55估计一般非反刍动物的维持需要比较适宜。年幼动物,要 0.60或者更高。实际生产中,用奶牛的平均值 0.6比较适宜。小肉牛可用 0.7。
二、维持的蛋白质、氨基酸需要
(三)维持的蛋白质、氨基酸需要
1、按基础氮代谢估计维持需要
日粮蛋白用于维持消化率,非反刍动物比反刍动物高。生长育肥猪大约在 0.78~ 0.82之间,
平均 0.8。小猪 0.75~ 0.90,平均 0.83。母猪与生长育肥猪平均值接近。公猪与小猪平均值接近。鸡大约在 0.8~ 0.85之间,平均 0.82。
反刍动物日粮蛋白用于维持的消化率主要是微生物蛋白的消化率。此消化率与日粮蛋白水平无关,始终保持在 0.7左右。
二、维持的蛋白质、氨基酸需要
(三)维持的蛋白质、氨基酸需要
1、按基础氮代谢估计维持需要
一些动物基础氮代谢排泄量,如表。
二、维持的蛋白质、氨基酸需要
(三)维持的蛋白质、氨基酸需要
2、饲养实验估计蛋白质维持需要
通过饲予动物适宜能量和蛋白,使其不生产产品也不失重,在这种条件下的日粮蛋白质需要即维持需要。
用此法评定,必须选择试前蛋白质营养状况良好的动物。否则,可因体蛋白耗尽,使评定的需要偏高。现今则主要用作验证基础氮代谢测定结果。
二、维持的蛋白质、氨基酸需要
(三)维持的蛋白质、氨基酸需要
3、维持的氨基酸需要
不同组织器官即使蛋白质的氨基酸组成相同,
但周转代谢不同,维持氨基酸需要也不同。
满足动物维持需要的程度不同,氨基酸间的组成比例也存在差异,生长差异更大。如下表。
三、维持的矿物质、维生素需要
(一)矿物元素的维持需要
体内矿物元素代谢同样存在内源损失。不过损失的量很小,反复循环利用的程度高。
幼猪内源钙损失 23mg/kg·d,20kg以上的生长育肥猪是 32mg,而磷的内源损失平均为 20mg/kg·d
计算。钙的利用率从小猪 0.65到最后育肥期下降到 0.5,磷从 0.8下降到 0.6。
各种矿物质的重复利用率不相同。
钙、磷、钠、钾和镁等主要系经粪、尿等途径排出,每日亦须给予必要的补充。机体内矿物质的储留或排出,取决于机体中电解质的平衡状况。
三、维持的矿物质、维生素需要
(二)维生素的维持需要
维生素的内源损失少,不便于用析因法评定维持需要,而用饲养实验评定,因需要量甚微,衡量标准较难选定,其误差较大。
反刍动物和其它草食动物 VA维持需要大约是每 kg
体重 0.025~ 0.035IU,奶牛需要较高为 0.035IU.
从动物生产角度出发,将维生素维持需要与生产需要分开没有能量蛋白质重要。
第三节 温热环境对动物营养的影响
动物的影响
饲粮组成和饲养的影响
环境的影响一、动物的影响
此因素包括动物种类、品种、年龄、性别、健康状况、活动能力、皮毛类型等。
动物种类不同,同种而不同品种,不同生长阶段的动物、动物遗传类型不同,维持需要不同。
同一个体不同生理状态,体内激素分泌水平不同,对代谢影响不同,维持需要也不同。
健康状况良好的动物维持需要要比处于疾病下的动物低。
皮厚毛多动物,在冷环境下维持需要较皮薄毛少的动物少,同时动物活动量对其也有影响。
二、饲粮组成和饲养的影响
非反刍动物饲粮种类不同对维持需要直接影响很大,如热增耗就是一个重要影响因素,不同饲粮配合,三大有机营养素的绝对含量和相对比例不同,热增耗则不同。
反刍动物中,瘤胃的特殊的营养生理作用,不同饲料用于维持的代谢效率不同,而代谢率与饲粮代谢能用于维持的利用效率成正相关。
动物维持需要明显受饲养影响,如饲喂时间,以及在反刍动物中增加粗纤维,经发酵提高 ME含量。
非反刍动物,饲养水平提高,生长加快或生产水平提高,使体内营养物质周转代谢加速,增加维持需要。饲粮 ME浓度增加,也增加维持需要 。
三、环境的影响
环境因素中对维持需要影响最大、研究较多的是环境温度。
动物体温、体产热都受环境温度影响,体内营养物质代谢强度与环境温度直接相关,环境温度过高过低均增加维持需要量。
思考题
1,成年动物维持能量需要如何确定?
2、基础氮代谢如何定量表示和评定?
3、影响维持需要的因素有哪些?