家禽净能体系的研究进展

家禽净能体系的研究进展
摘要：不同的营养物质的热增耗（HI）不同，导致它们在用于能量沉积时的效率也不一样。

代谢能（ME）没有考虑饲料在被动物利用时的HI的损失，因此它并不能反应饲料中真正被动物利用的能量和动物的能量需要量。

随着人们对低蛋白、低成本日粮的追求以及糠麸、杂粕等农副产品在家禽生产中的广泛应用，ME已经不能满足家禽的营养需要，净能（NE）越来越受到人们的关注。

本综述对NE测定方法影响及其意义进行总结，为NE测定方法在家禽应用提供参照。

关键词：家禽；净能；代谢能；测定方法
在家禽能量评定体系的研究上，Axelsson（1939）最早提出了以ME评定家禽饲料营养价值的建议[1]。

由于家禽饲粮ME得到测定比较简单，且便于操作，加之ME测定方法的改进，使ME体系成为评定家禽饲料有效能值和能量需要量的最佳体系。

但是，由于不同的营养物质的HI不同，导致它们在用于能量沉积时的效率也不一样。

ME没有考虑饲料在被动物利用时的HI的损失，因此它并不能反应饲料中真正被动物利用的能量和动物的能量需要量，而NE体系与之相比不但考虑了粪能、尿能与气体能的损失，还考虑了HI的损失，是唯一能在同一基础上表示动物的能量需要和饲料的有效能值的体系，比ME体系更准确[2-4]。

随着人们对低蛋白、低成本日粮的追求以及糠麸、杂粕等农副产品在家禽生产中的广泛应用，ME已经不能满足家禽的营养需要，NE越来越受到人们的关注。

王旭莉（2010）研究指出，不同的养分代谢能转化为净能的效率并不完全相同，转化效率由低到高依次为：纤维素等结构性碳水化合物<蛋白质<糖类和淀粉<脂肪[5]。

有研究结果表明，利用ME评定家禽饲料的有效能值时低估了富含脂肪的饲料的有效能值，高估了富含蛋白质的饲料的有效能值。

Groote（1969）研究了NE体系和ME体系对肉鸡生产性能和经济效益的影响，得出结论，在肉鸡生产中，NE体系优于ME体系[6]，并且在家禽NE需要量、饲料NE值的测定以及饲料NE值预测模型的建立上的已有研究。

1 NE的测定方法
NE是指饲料中的ME扣除饲料在动物体内产生的HI后剩余的那部分能量，是动物用于维持和生长的那部分能量。

按照NE在体内发挥的作用，可以将其分为NEm和NEp。

所以NE的测定方法通常有两种：一种是通过ME与HI之差来测定，另一种就是用NEm和
NEp求和得到。

1.1 ME的测定
在饲料原料NE值的测定中，常用的是第一种方法，即用ME减去HI。

ME的测定可概括地分为直接法和间接法2种。

直接法包括传统测定法和快速测定法；而间接法包括酶法、近红外光谱法和回归预测法。

目前常用的主要是直接法。

传统测定法：传统测定法按排泄物收集的方法可以分为全收粪法、指示剂法和回肠末端食糜法。

全收粪法，顾名思义就是试验过程中中要收集试验动物的全部排泄物。

这种方法对试禽的应激小，最接近实际生产条件，但是此法的工作量大，且粪便容易受到饲料、羽毛和皮屑等的污染。

指示剂法分为外源指示剂法和内源指示剂法。

外源指示剂法，是在待测饲粮中定量地加入一种惰性物质，该物质不会对动物产生毒害作用，在动物消化代谢的过程中不会被消化吸收，也不会增加或减少。

通过测定该物质在待测饲粮和排泄物中的含量变化就可以计算出待测饲粮所含的ME.。

常被用作外源指示剂的物质有Cr2O3和TiO2。

内源指示剂法，就是不另外在饲粮中加入其它物质，直接用饲粮自身所含的不可消化、吸收的物质作指示剂。

常被用来作内源指示剂的物质是酸不溶灰分（acid insoluble ash, AIA）。

与全收粪法相比，指示剂法的优点在于省时、省力，但是，指示剂的回收率往往难以达到理想效果，增大了试验的误差。

因此，为了保证试验结果的准确性，要求指示剂的回收率不低于85%。

回肠末端食糜法其实质也是一种指示剂法。

该法是在待测饲粮中定量地加入某种指示剂（可以是外源指示剂，也可以是内源指示剂），在动物采食该待测饲粮一段时间后，将其屠宰，然后收集回肠末端食糜，根据待测饲粮和食糜中该指示剂含量的变化来测定待测饲粮中ME的含量。

回肠末端食糜法避免了体外收集排泄物时，饲料、羽毛和皮屑等对排泄物的污染，提高了结果的准确性，但是，指示剂的使用增加了试验的误差，并且实验动物不能重复使用，提高了试验成本。

ME的快速测定法包括TME快速测定法和AME快速测定法。

TME的快速测定法，该方法是在1976年由Sibbald提出的，目前在成年家禽饲粮ME的测定中已经被广泛使用[5]。

这种方法是让试禽绝食排空一段时间后，再强饲定量的待测饲粮，收集强饲后一段时间的排泄物，测定待测饲粮的ME。

家禽饲粮ME测定中常采用的是48h+48h的绝食期排空期和排泄物收集期模式。

这种方法的优点在于，克服了试禽自由采食时难以准确定量的问题，试验动物的采食量不受饲粮适口性的影响，排泄物收集准确，并且可用于单一饲料原料ME的测定。

但是，这种方法对试禽的应激较大，只能用于成年家禽。

AME的快速测定法是Farrell 于1974年提出的。

该方法是通过训练使家禽在1 h内采食的饲粮达到正常水平时1 天的采
食量。

与排空强饲法相比，这种方法对试禽的应激较小，但是需要较长时间的训练，且试禽很难达到要求的采食量，此外，该法也不适合单一饲料原料ME的测定[7]。

因此，这种方法并没有被广泛用于家禽饲粮ME的测定中。

1.2 HI的测定
HI是指绝食动物在采食饲粮后，短时间内体内产热量高出其在绝食代谢情况下产生的热量的那部分热量。

所以只要测出在绝食代谢条件下动物的产热量和进食后动物的产热量，用二者之差就可算出饲粮的HI。

目前测定动物的产热量的方法有直接法和间接法2种。

直接法：通常认为动物的产热量与其散热量是等价的，通过测定动物的散热量就可以知道它的产热量。

直接法就是通过直接测定动物的散热量来确定它的产热量的。

该法需要一个特殊的呼吸测热装置。

该装置是一个有夹层的隔热密封的小室，水可以通过夹层回流。

试验动物被安置在密封的小室内，注入定量空气，动物排出的二氧化碳和水分别用浓硫酸和碱石灰吸收。

根据回流水温度的变化来计算试验动物的产热量。

为了确定饲粮的HI，动物的MEI 被分为两个水平（一组动物不饲喂饲粮，MEI为零；一组正常饲喂，测得其MEI），两个MEI水平下动物产热量的差值就是饲粮的HI。

因为对设备的要求比较苛刻，目前直接法很少被使用。

间接法：是目前测定动物产热量常用的方法。

该方法常采用的设备有呼吸测热室和呼吸面罩。

通过碳氮平衡和呼吸熵的测定，确定动物在消化代谢过程中消耗的氧气、排出的二氧化碳以及体内陈积的氮，进一步计算分析得出动物的产热量。

HI的计算方法与直接法相似，也是用两个饲喂水平分别对动物进行饲喂，一组正常饲喂，另一组不饲喂饲粮，两个饲喂水平下试验动物的产热量的差值就是待测饲粮的HI。

1.3 NEm和NEp的测定
NEm是指饲料中用于动物维持生命活动、适度随意运动和维持体温恒定的那部分能量。

这部分能量最终以热的形式散失掉。

NEm测定有两种方法：饥饿法和回归方程法。

NEm测定的准确与否直接影响NE测定的准确性。

饥饿法：又叫绝食代谢法，是根据动物的绝食产热（FHP）来估计NEm的。

通过考察已经饥饿到空腹状态的动物，让其继续饥饿24小时，用此过程中动物机体损失的能量来估计NEm。

回归方程法：该法通常要借助比较屠宰试验或间接测热法，设置几个饲喂水平，通过测定在不同饲喂水平下动物的MEI和HP，建立HP的对数和MEI的回归方程，外推到MEI为零时的HP即为NEm。

通常情况下，机体HP包括HI和机体用于维持时消耗的能量（即NEm），因此当HI为零，即MEI为零时测得的HP就是NEm。

NEp指饲料中的能量被
动物用于沉积到产品中的那部分能量，也包括用于劳役做工消耗的能量。

NEp的表现形式根据动物的种类和生产目的不同可以分为：NEg、产蛋净能、产奶净能、产毛净能、和使役净能。

NEg是指处于生长肥育期的动物用于组织器官的生长以及机体脂肪和蛋白质沉积所需要的能量。

NEg的测定方法有2种：一种是比较屠宰法，另一种就是碳氮平衡法。

比较屠宰法：在试验中，为了测定动物体成分的变化和屠宰性能，需要屠宰动物，以比较实验组和对照组或实验前后的差异，故称为比较屠宰试验。

屠宰的方式和测定的指标根据试验的目的和要求来确定。

比较屠宰法适用于以下三种情况：一、比较动物在不同生长阶段体成分的变化；二、比较不同营养水平对动物体成分的影响；三、比较不同品种或品系动物的脂肪和蛋白质沉积的效率。

用比较屠宰法来测定NEg，通常是要定期屠宰有代表性的动物，测定不同生长阶段动物的体重和体能量，然后建立体重与体能量的异速回归方程，方程的斜率即为NEg。

由于比较屠宰法成本高，耗费人力，且对于大动物来说难以取到均一的样品。

因此，试验对像不易为大动物，比较适用于小动物。

碳氮平衡法：碳氮平衡试验常用于测定动物的能量需要量和饲料能量的利用率。

这种方法是建立在动物体内能量的沉积和分解只有脂肪和蛋白质这个假设的基础上的。

与比较屠宰法相比，碳氮平衡法的优点在于，试验动物可以重复利用，试验时间短，且避免了采用比较屠宰造成的取样不均而导致的试验误差。

2 影响NE需要量的因素
在测定过程中，准确测定NE值至关重要，影响NE测定的因素主要有：(1)环境温度，环境温度会影响动物一系列的生理代谢活动，从而影响其维持的能量需要量。

当环境温度过高时，动物会降低采食量，增加产热量，同时通过改变生理活动、行为表现和内分泌机制来降低代谢产热使体温不至于过高；反之，当温度过低时，动物需要提高采食量，增加产热量，提高代谢产热以维持体温。

因此，温度过高或过低都会增加动物的能量需要量。

(2)品种和基因型不同品种的动物由于生长速度、饲料利用率等的不同，导致它们对能量的需要量也不同。

(3)日龄动物的能量需要量会随着日龄的增大增提高。

(4)饲养条件。

此外，影响家禽能量需要量的因素还有性别、生产水平和饲养密度等[8-11]。

3 NE体系的意义
我国是个常规饲料短缺的国家，大量粗饲料、杂粕、农副产品等非常规饲料广泛应用于畜禽日粮中。

不同的营养成分在被动物摄食、消化、代谢和利用时产生的HI不同。

NE体系的另一个优势体现在对非常规饲料原料的开发利用上。

NE相对于DE和ME的优势就在于它扣除了HI对饲料原料有效能含量评估的影响，可将ME相同，但HI不同的农副产品
中真正被动物利用的能量反映出来，可以在同一基础上表达饲粮有效能的含量，而不受其营养成分的影响。

所以，与DE和ME体系相比，在配制包含粗饲料、杂粕、农副产品等非常规饲料原料的复杂饲粮时，用NE体系更有优势。

同时，与DE体系和ME体系相比，在采用NE体系配制饲粮的情况下，当控制饲粮的能量含量相同时，饲粮中蛋白质饲料的比例增加时会增加饲料成本，相反，富含脂肪和淀粉的饲料的比例增加时却降低了饲料的成本[12]。

使用NE体系来配制饲粮时，可以通过添加合成氨基酸来畜禽对必须氨基酸的需求，从而降低饲粮中粗蛋白质的含量，降低畜禽生产中氮的排出量[13]，从而缓解目前畜牧业对环境的污染。

参考文献：
[1] Axelsson J. The general nutritive value (energy value) of poultry feed[C]. Proc. 7th World's Poult. Congr. and Exposition, 1939: 165.
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[5] 王旭莉. 蛋鸡玉米和豆粕净能值的测定及其净能体系的应用[M] : 硕士学位论文. 杨凌:西北农林科技大学, [J]. , 2010.
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[11] 汪水平, 彭祥伟, 解华东. 4~ 8 周龄中畜小型白羽肉鸭公鸭粗蛋白质和代谢能需要量的研究[J]. 动物营养学报, 2013, 25(8): 1728-1739.
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