动物营养学主讲:徐奇友东北农业大学第一节 生长的概念一、生长的概念二、生长的一般规律三、影响生长的因素第二节 生长肥育的营养需要一、能量需要二、蛋白质氨基酸的需要三、矿物质元素的需要四、维生素的需要第三节 生长肥育的饲料利用效率一、营养水平与饲料利用率二、生长肥育的能量利用效率三、生长肥育的蛋白质效率第十七章 生长肥育的营养需要第一节 生长的生理基础
生长概念
生长的一般规律
影响生长的因素一、生长概念
生长:
从物理角度看,是动物体尺的增长和体重增加;
从生理角度看,是机体细胞的增殖和增大,组织器官的发育和功能的日趋完善;
从生物化学角度看,则是机体化学成分,蛋白质、脂肪、矿物质和水分的积累。
动物最佳生长体现在正常的生长速度和成熟动物有功能健全的器官。取得最佳生长效果前题条件是必须供给动物数量足够、比例恰当的各种营养物质。
一、生长概念
肥育:即肉用畜禽生长后期经强化饲养而使瘦肉和脂肪快速沉积。
目前,生长育肥已趋向限制增重过多,减少脂肪的沉积量。
对于种用动物,早期的生长发育影响终身的繁殖成绩,因此,合理饲喂,保证具有良好种用体况极为重要。
二、生长的一般规律
(一)总体生长
机体体尺的增长与体重的增加密切相关,一般以体重反映整个机体的变化规律。
绝对生长速度中,日增重取决于年龄和起始体重的大小,总的规律是慢 -快 -慢,转折点在性成熟期。
相对生长速度中(相对于体重的增长倍数、百分比或生长指数)随体重或年龄的增长而下降,在相对生长曲线中,动物体重愈小,生长强度越大,愈小的动物产出产品愈高,
需要的饲粮养分浓度也愈高。
二,生长的一般规律
(二)局部生长
整体生长是由各个组织器官的生长所汇集而成的,主要是骨骼、肌肉和脂肪组织的增长。
如图,动物各种组织的生长速度。
早熟品种和营养充足的动物生长速度快,器官生长发育完成早,但骨骼、
肌肉和脂肪生长发育强度的顺序不变。
二,生长的一般规律
(三)机体化学成分变化
年龄不同,机体组织增长速度不同,其化学成分的含量及比例和能量也不相同。
二,生长的一般规律
(四)肌肉组织化学成分含量的变化
肌肉组织主要成分是蛋白质,也含有少量脂肪,
变化规律:水分 ↓,蛋白质和脂肪 ↑ 。
各种动物组织及其化学成分含量变化的基本规律类似。
三、影响生长的因素
(一)动物
动物品种及性别是影响生长的内在因素。
大、中、小型牛,随体重增加,各种牛日沉积能量均增加,但小型牛日沉积能量最多,其次是中型牛,大型牛最少;母牛大于阉牛,公牛最少,即瘦肉比例最大。
对于猪同样饲养情况下,幼公猪最瘦,母猪次之,阉猪最肥。
肉用家禽性别对胴体品质影响较小,但雄禽生长速度大于雌禽,胴体也较瘦。
三、影响生长的因素
(二)营养水平
动物生长速度和增重内容直接受营养制约。
营养水平和营养物质间比例,
影响生长速度和增重内容。
右图为不同营养水平对生长肥育猪的日增重、每 kg增重耗料、蛋白质和脂肪沉积的影响。
三、影响生长的因素
(二)营养水平
随营养水平的升高,生长速度加快、日增重明显增加、肥育期缩短、脂肪和蛋白质沉积增加。
营养水平过低,对生长速度、每千克增重耗料、
蛋白质沉积都是不利的。营养水平过高,蛋白质沉积增加有限,但脂肪沉积增加却较多,使每千克增重耗料增加。
日粮蛋白质、氨基酸与能量的比例不当对生产也会有影响。生长前期,蛋白质、氨基酸比例偏低对生长速度影响较大,动物越小影响越严重。
三、影响生长的因素
(三)环境
1、环境温度
环境温度对动物生长的影响较大,过高过低都将降低蛋白质和脂肪的沉积而使生长速度下降。高温对肥育畜禽影响大,而低温对幼小畜禽影响大。
2、湿度、气流、密度及空气清洁度
随着集约化饲养业发展,畜舍的空气湿度、清洁度、流速、每个动物占有面积和空间大小也成为影响动物生长速度和健康重要因素。
三、影响生长的因素
(四)母体效应
母体效应表现在对初生重及日后生长的影响,
而动物初生重可明显影响出生后的的生长速度,
尤其是多胎和头胎动物,如下表所示。
三、影响生长的因素
(四)母体效应
初生重与死亡率呈高度负相关,与日增重呈正相关。初生重与品种、窝产仔多少和母体营养状况等有关。母畜的哺育能力、带仔多少、体况和泌乳力也影响出生后幼畜的生长。
第二节 生长肥育的营养需要
能量需要
蛋白质氨基酸的需要
矿物质元素的需要
维生素的需要一、能量需要
(一)综合法
此法主要通过饲养试验,也常与屠宰试验结合确定动物对能量的需要。一般饲予动物含不同能量水平的饲粮,任食,以最大日增重、优良的胴体品质和最佳饲料利用率的能量水平作为需要量。
常与蛋白质的需要结合研究,使之能取得一个适宜的能量、蛋白质水平,在保证胴体品质的前提下,确定能量和蛋白质的需要 。
一、能量需要
(一)综合法
能量需要可表示为每 kg饲料含 DE,ME或 NE
多少,也可表示为每日需要多少能量,根据日采食量表示,两种表示法可相互换算。需限量的后备种畜,以每日需供给多少能量表示法为宜。
我国猪、禽和牛的饲养标准,基本上是按照上述方法总结的。在大量试验数据的基础上,
也可通过统计分析,设立回归公式估计其需要量。
一、能量需要
(二)析因法
析因法则从剖析增重的内容出发,研究在一定条件下蛋白质和脂肪的沉积规律和每沉积 1kg脂肪或蛋白质所需能量。在大量试验数据的基础上,建立回归公式,以估计某种动物在一定体重和日增重情况下脂肪和蛋白质的日沉积量。
根据总结出的各种动物的消化能、代谢能和净能相互转化的效率,可将净能转化为 DE或 ME。
析因估计能量需要的公式表示如下:
p
p
f
fm
K
NE
K
NEMEME
一、能量需要
(三)生长肥育猪的能量需要
生长育肥猪能量的需要可按综合法,也可用析因法。我国目前主要采用的是综合法,欧美国家综合法和析因法都有应用,目前已倾向于析因法。
一、能量需要
(三)生长肥育猪的能量需要
生长猪能量需要美国 NRC估算生长猪能量需要的析因公式为:
ME = MEm+ MEpr+ MEf+ MEHc
式中,MEm,MEpr,MEf和 MEHc分别为维持、体蛋白沉积、体脂沉积和低温产热所需要的代谢能,其中:
MEm( KJ),2510Pt0.648( Pt为体组织蛋白质含量);
Mepr,44.35MJ/kg(变动幅度 29.7~61.1 MJ/kg);
Mef,52.3MJ/kg(变动幅度 39.8~68.2 MJ/kg);
MEHc( MJ/d),「( 0.313× W+22.71) × ( Tc-T)」
× 4.184。
注,W— 体重,Tc— 舍温( ℃ ),T— 适温( ℃ )下限。
一、能量需要
(三)生长肥育猪的能量需要
生长猪能量需要
MEpr,MEf 的需要可按不同体重及不同日增重的蛋白质沉积量和脂肪沉积量,用动态模型来估计 。
如:
56.0
6.22pr
K
NE)]d/(kJ[ME
pr
pr
pr
头一、能量需要
(三)生长肥育猪的能量需要
生长猪能量需要
式中,BW体重 ( kg),ΔBW 日增重 ( g),Pr日沉积蛋白质量 ( g),NEpr日沉积蛋白质所需净能 ( kJ),
NEf日沉积脂肪净能 ( kJ),Kpr为 ME用于蛋白质沉积转化为 NE的效率,Kf为 ME用于脂肪沉积转化为 NE效率 。
一、能量需要
(三)生长肥育猪的能量需要
中国瘦肉型生长肥育猪与美国 NRC生长育肥猪能量需要标准接近 (如表 ),而每 kg饲料 DE或
ME含量较 NRC低 1MJ左右。
一、能量需要
(四)生长、肥育牛能量需要
生长 — 育肥牛能量需要的确定一般按维持加增重的方法。
增重能值的估计采用直接测定增重净能 (NE)。
牛的品种间体型差异大,根据某种牛的试验数据建立的回归公式不能通用。
例:德国将生长育肥牛分为 160kg以下和以上两个部分。 估计 60~160kg体重小牛的能量需要的析因公式为:
ME( MJ) =0.46BW0.75+ NEg/0.68
式中,0.46为每公斤代谢体重( kgW0.75)的维持需要,NEg为增重净能,0.68为代谢能 ( ME)
转化为增重净能的效率。
一、能量需要
(四)生长、肥育牛能量需要
对于 160kg以上的牛可按上公式估计,但每 kg
代谢体重的维持需要为 0.45~ 0.50MJ ME。一般饲粮性质不同,ME转化为 NEg的效率不同,
在 0.4~ 0.5间。
一、能量需要
(四)生长、肥育牛能量需要
中国奶牛饲养标准( 1980)估计生长母牛增重的净能需要是用体增重、体重与沉积净能的回归公式估计。
一、能量需要
(五)生长鸡的能量需要
肉用生长鸡生长快,需要高能量与高蛋白质的饲粮。在中国肉用生长鸡的能量需要是综合法确定,国外用析因法。各国肉用生长鸡的能量需要不尽相同。我国肉鸡的饲粮浓度比 NRC低
10%,
蛋用生长鸡差异不大;蛋用生长鸡比肉用生长鸡饲粮能量浓度低 10%,在我国前 5周两种鸡能量浓度无差异。
一般种用家禽在生长期 (4周后 )都限食,只给予正常营养 75%左右,或视体况而定,任食 2d或
3d,禁食 1d,以保证日后产蛋及繁殖性能。
二、蛋白质氨基酸的需要
蛋白质的需要可采用综合法,通过生长实验确定;也可用析因法测定维持和生长蛋白质需要。
动物对蛋白质的需要实际上是对各种氨基酸的需要,猪、禽已开始采用可利用氨基酸体系,反刍动物则多为瘤胃降解与未降解蛋白体系。确定动物维持和生长的净蛋白质和氨基酸需要以及氨基酸模式比确定粗蛋白质需要更重要。
二、蛋白质氨基酸的需要
析因法估计蛋白质的需要表示如下:
式中 CP是总的粗蛋白质需要; CPm和 CPr分别是维持和生长 (沉积 )所需粗蛋白质; NPU为净蛋白质利用率。
根据各种动物一定体重和日增重的净蛋白质沉积量和维持所需,可估计粗蛋白质需要。
二、蛋白质氨基酸的需要
氨基酸的需要同样可用析因法先确定维持和沉积的单个氨基酸需要,维持需要和生长需要之和即为动物对该氨基酸总的需要量。
一般是先求出赖氨酸的需要量,然后根据维持和生长的氨基酸模型,推算出各个氨基酸的需要量。
二、蛋白质氨基酸的需要
(一)生长肥育猪蛋白质、氨基酸的需要
NRC(1998)方式:先确定维持、生长的氨基酸模式,然后分别测得其可消化赖氮酸的需要,
再根据各自的氨基酸模式推算出其它氨基酸需要量,维持加生长即为总真可消化氨基酸需要。
[例 ] 日维持需要真可消化赖氨酸,0.036× BW0.75
每日沉积蛋白质 (Pr),
Pr(g/d)=(0.47666+0.02147 BW-0.0002378
BW2+0.000000713 BW3) × Mf(g/d)(无脂胴体日沉积瘦肉 )/2.55
Pr需真可消化 Lys,0.12× Pr(日沉积蛋白质 )(g/d)
二、蛋白质氨基酸的需要
(一)生长肥育猪蛋白质、氨基酸的需要
NRC(1998)标准推荐玉米 -豆粕饲粮真可消化氨基酸、
表观可消化氨基酸及总氨基酸需要量相互转化公式。
对于体重在 20kg以下,NRC( 1998)推荐总氨基酸需要估计公式为:
回肠真可消化氨基酸可用下式从总 Lys推算:
二、蛋白质氨基酸的需要
(一)生长肥育猪蛋白质、氨基酸的需要
由于各国用于研究蛋白质、氨基酸需要的典型饲粮的不同及实验条件和氨基酸分析测定的差异,各国饲养标准对动物蛋白质、氨基酸需要的规定不相同。
我国蛋白质标准规定量高于 NRC(1988)标准约
5%,而赖氨酸却低 20%。原因为 NRC是基于玉米 -豆粕型饲粮,赖氨酸的利用率约为 80%,
而我国总的情况是饲料种类杂,优质蛋白质饲料少,饲粮赖氨酸可利用性差。
与 NRC(1998)比,粗蛋白质需要低 10%,赖氨酸低 30%。
二、蛋白质氨基酸的需要
(一)生长肥育猪蛋白质、氨基酸的需要
在我国,蛋白质饲料严重不足,某些饲料蛋白质质量较差,则及早采用可消化氨基酸体系有重要意义。
在生产实践中,添加合成氨基酸时,粗蛋白质水平可降低 2%~ 3%,补充第一和第二限制性氨基酸是提高饲料蛋白质和氨基酸利用率最有效途径。
目前可用于生产中添加合成的有赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苏氨酸四种。
二、蛋白质氨基酸的需要
(二)生长肥育牛蛋白质、氨基酸的需要
目前采用蛋白质营养新体系:英国 ARC提出的降解蛋白质 (RDP)和非降解蛋白质 (UDP)体系,
美国 NRC提出的可吸收蛋白质体系等 。
[示例 ]一头体重 200kg的小公牛,日增重 750g,
每公斤增重含蛋白质 160g,维持所需蛋白质为每公斤代谢体重 (W0.75) 2.19g,每 kg代谢体重
(W0.75)的皮屑损失为 0.1125g,日需代谢能 (ME)
43MJ,计算 RDP和 UDP的需要。
二、蛋白质氨基酸的需要
(二)生长肥育牛蛋白质、氨基酸的需要
经大量试验结果证明,食入 1MJ代谢能的饲料,
瘤胃微生物可合成 8.34g菌体蛋白,即:
RDP=8.34× 43=358.6(g)
式中,TP为动物日需真蛋白量;分子中的 0.8、
0.8和 0.85分别为瘤胃微生物蛋白的真蛋白含量,
生物学价值和消化率;分母 0.8和 0.85为饲料蛋白转化为体蛋白的生物学价值和消化率。
85.08.0
)85.08.08.0R D P(TPUDP

二、蛋白质氨基酸的需要
(二)生长肥育牛蛋白质、氨基酸的需要
TP可由下式估计:
TP =维持需要蛋白+皮屑损失蛋白+增长蛋白
=2.19× 2000.75+ 0.1125× 2000.75+ 0.75× 160
=242.5(g)
即每日需由瘤胃微生物提供蛋白 358.6g(RDP),
非降解蛋白 69.7g(UDP)。
)g(7.6985.08.0 )85.08.08.06.358(5.242UDP
二、蛋白质氨基酸的需要
(三)生长肥育鸡蛋白质氨、基酸的需要
肉鸡和蛋鸡生长期蛋白质、氨基酸的需要可用综合法,也可用析因法估计。我国主要采用综合法。肉鸡生长快,对蛋白质和氨基酸的需要较蛋鸡生长期多。
对于生长期的种用鸡,在 4周龄后限制采食,
目的是控制能量摄入,减少脂肪沉积。
对于家禽一般是蛋氨酸比赖氨酸重要,易缺乏,
常为第一限制性氨基酸。
二、蛋白质氨基酸的需要
(三)生长肥育鸡蛋白质氨、基酸的需要
总氨基酸换算可消化氨基酸方法:
1,NRC(1994)用玉米、豆粕配合饲粮,分别以满足每个必需氨基酸的需要时玉米、豆粕各自所提供的此氨基酸量,再分别乘以各自的可利用率,相加则得总的可利用氨基酸需要。
2、借用某个国家或公司推荐的可利用氨基酸标准。
3、先求得理想蛋白质的氨基酸模式和确定可利用赖氨酸的需要,后再求得其它可利用氨基酸的需要。
二、蛋白质氨基酸的需要
(三)生长肥育鸡蛋白质氨基酸的需要
用析因法估计生长肉鸡蛋白质需要可用下式:
CP(g/d)=[ BW× 0.0016+ΔBW × 0.21+
ΔBW × 0.04× 0.82] ÷ 0.6
式中 CP为每日所需的粗蛋白质 (g),BW为体重
(g),ΔBW 是日增重 (g),0.0016是每 g体重的维持需要粗蛋白质的百分比,0.21是每 g增重所含粗蛋白质的百分比 (1~ 7周由 19%上升到 25%),
0.04是每 g增重羽毛占的百分比 (前 3周为 0.04,
后 4周为 0.07),0.82是羽毛含 CP的比例,0.60为维持和生长平均的 NPU。
三、矿物质元素的需要
生长动物,必需的矿物元素是必不可少的,但从缺乏程度、添加量及饲粮平衡考虑,钙、磷对于其它元素更为重要。
生长动物在肌肉和脂肪增长的同时,骨骼也迅速生长发育,而其中钙和磷约占机体的矿物质总量 70%。因此生长动物对钙和磷的需要量较大。骨骼的钙化情况能表明骨发育的正常与否。
对于生长育肥动物,只要求骨骼的发育与最大生长速度相适应,对于种用和乳用的生长动物,
要求最适宜的钙化速度是恰当的。
三、矿物质元素的需要
一般认为能保证骨骼正常发育的饲粮钙、磷水平,可作为动物对钙、磷的需要量;而生长动物钙、磷的需要主要取决与动物的体重和生长速度。
可用平衡试验测定钙、磷的需要,由于骨骼钙、
磷的不断更新而且速度很快,内源损失量较大,
机体沉积钙、磷应加上内源损失的钙、磷。钙、
磷的需要可表示为:
利用率净的需要利用率内源损失沉积量总的需要
三、矿物质元素的需要
内源损失的测定需采用同位素示踪技术。
需指出由于确定钙、磷需要量标准的不统一,
周转代谢、内源损失测定的困难和饲料钙、
磷利用率的不稳定,钙、磷需要量的准确测定是困难的。各国饲养标准中所给出的钙、
磷需要量都说明了估计值的利用率范围。
其它矿物元素的需要量都较少。通过饲养和屠宰试验,根据生长反应、组织含量和功能酶的活性进行综合评定。
四、维生素的需要
对于生长动物,维生素的需要主要是通过饲养试验评定,脂溶性维生素对于单胃动物和反刍动物都必需由饲粮提供,尤其是消化功能尚未健全的幼龄动物。
由于确定维生素需要的标准不同、维生素源效价不同、饲料加工贮存中的损失及饲养环境条件的差异,各国标准公布的维生素需要量差异较大。
在商业产品推荐量中,推荐量一般大于或远远超过需要,以保证畜产品的质量和延长保质时间,增强动物抗应激和免疫能力,防止饲料的氧化及考虑加工贮存中的损失。
第三节 生长肥育的饲料利用效率
营养水平与饲料利用率
生长肥育的能量利用效率
生长肥育的蛋白质效率一、营养水平与饲料利用率
营养水平是指动物每天摄入的营养物质的多少,常以维持需要为基础,表示为相当于维持需要的倍数。它直接影响饲料的利用率。
随着营养水平的提高,每 kg增重耗料减少,
当营养水平提高到一定程度,饲料消耗则上升,因此,营养水平过高过低均不利于饲料转化效率。
一、营养水平与饲料利用率
下表是自由采食与限量饲喂对不同类型猪饲料利用率的影响。
一、营养水平与饲料利用率
对于幼龄的生长动物,增重以蛋白质沉积为主,
随着年龄的增长,脂肪的比例明显上升,则动物愈小,饲料报酬愈高。而体重愈大或饲养时间愈长,维持占总营养需要的比例也愈大,饲料报酬愈低。
生长育肥动物,全期都采用充足的饲养,有利于获取最大的日增重和最佳饲料报酬。但在生长后期,为避免胴体过肥而适当限食,常限制日增重,减少脂肪沉积。由于每 kg脂肪含能量相当于每 kg瘦肉的 5倍以上,过多的脂肪沉积,
也造成饲料报酬下降。
二、生长肥育的能量利用效率
动物生长、育肥过程中对能量的利用,主要用于维持机体的生命活动和体脂、体蛋白的合成。
维持的能量来自体内营养物质氧化分解释放的能量,而体脂、体蛋白的合成却是一个耗能的过程。从理论上推算,机体合成脂肪的效率是 65%~95%,合成体蛋白的效率是
80%~90%。差异来自合成的原料。
而实际生产中,饲料营养物质所含能量转化成体脂、体蛋白的效率却较低。
二、生长肥育的能量利用效率
效率低于理论值的原因:机体吸收饲料营养物质转变成体脂、体蛋白的过程中可能要经过一些周折。例如,吸收氨基酸的比例与将合成的体蛋白氨基酸模型不一致,一些氨基酸需经过降解和再合成的耗能过程。所以,从理论上讲,
完全按动物所需的量和比例供给营养物质,能量的利用率将大大提高。但在实际应用中这几乎是不可能的。
据研究,ME用于生长的效率,牛、羊约为 58
%,猪平均为 68%。用于育肥的效率,牛羊约为 50%,猪为 72%。饲料的 DE转化为 ME的效率,牛羊可按 82%折合,猪可按 96%折合。
二、生长肥育的能量利用效率
下表为牛、猪和家禽消化能( DE)在不同利用途径中的转化效率的平均值。
三、生长肥育的蛋白质效率
生长、育肥动物,除蛋白质外,年龄、食入蛋白质的多少可影响蛋白质的利用效率。随着年龄的增长,相对生长速度下降,用于维持所需的蛋白质比例增大,用于生长育肥的比例减少,利用率也就降低。如:生长猪从
20~ 100kg,NPU从 55%下降到 40%左右。
中国饲料营养标准资料,生长、育肥猪对蛋白质的利用效率用如下公式推算:
Y=22.67- 0.56x+ 0.009x2
式中,Y为沉积氮( g),x是食入氮( g)。
三、生长肥育的蛋白质效率
沉积氮和食入氮可计算食入蛋白质的利用效率,20~100kg体重,蛋白质的利用率从 42%
降至 35%,比外国报道资料低。原因主要是饲料及蛋白质质量问题。饲粮粗纤维每增加一个百分点( 1%),蛋白质的消化率大约下降 1.0~1.5个百分点。
随着蛋白质摄入量的增加,蛋白质的利用效率也下降。特别是在食入量较多的情况下。
三、生长肥育的蛋白质效率
对于反刍动物,由于瘤胃微生物作用,对优质的饲料蛋白利用率比单胃动物低;对质量差的饲料蛋白质和 NPN却能大大提高其利用率。用于生长、育肥的平均效率( NPU)为
40%( 45%~35%)左右。但同样随年龄体重的增加而有所降低。
肉鸡生长很快,对蛋白质的利用效率较高,
用于维持和生长的效率差异并不大,平均为
60%左右。
三、生长肥育的蛋白质效率
总的说来,蛋白质的利用效率很大程度上取决于蛋白质的品质。生长肥育的蛋白质利用效率比维持和泌乳低,高于妊娠。
思考题
1、按照析因法生长育肥猪的能量和蛋白质是如何计算的?
2、按照析因法生长育肥牛的能量和蛋白质是如何计算的?