畜禽能量營養(yǎng)體系尚需完善

秦貴信

（動物生產(chǎn)及產(chǎn)品質量安全省部共建教育部重點實驗室，吉林省動物營養(yǎng)與飼料科學重點實驗室，吉林農(nóng)業(yè)大學動物科學技術學院，吉林長春 130118 ）

畜禽能量營養(yǎng)體系的建立和發(fā)展是基于對畜禽生命活動和生產(chǎn)過程中能量的代謝需求以及飼料中能源物質的供能有效性等認識的不斷提升，這一體系所涉及的問題在畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)技術體系中既是最為基本的理論問題，也是十分重要的實踐問題。在過去的2個世紀，世界許多學者在畜禽能量營養(yǎng)領域開展了大量系統(tǒng)的研究，由淺入深，由粗到精，推進了對該領域問題認識的逐步深化，并相繼建立了不同的畜禽能量營養(yǎng)體系，有效促進了畜牧業(yè)生產(chǎn)力水平的不斷提高。然而，對這一領域相關規(guī)律的認識和技術的建立是一個不斷更新的過程。當今，經(jīng)濟的發(fā)展和社會的進步對畜禽養(yǎng)殖技術不斷提出新的要求。隨著畜牧科學研究的逐步深入以及相關領域科學技術的不斷發(fā)展，人們對畜禽能量營養(yǎng)的認識不斷加深、不斷完善，同時對一些問題的回答和解決能力也有了顯著提高。因此，與時俱進地推進畜禽能量營養(yǎng)體系的發(fā)展和完善，盡快研究并建立能夠更加精準對接能量供求關系、更高效利用飼料資源、更加減少污染物排放的畜禽能量營養(yǎng)體系，對于推進畜牧科學技術的進步和畜牧產(chǎn)業(yè)生產(chǎn)力水平的提高具有重要的理論意義和巨大的實踐價值。

在以往的研究工作和所建立的營養(yǎng)體系中，無論是早期的干草等價、燕麥單位、淀粉價、可消化總養(yǎng)分體系[1-2]，還是后期的消化能、代謝能、凈能體系，都著眼于尋找一個能夠更準確地把畜禽需要量與飼料可提供的量關聯(lián)起來的統(tǒng)一營養(yǎng)指標，進而實現(xiàn)對畜禽能量營養(yǎng)供與求的更有效把控。關于飼料中所含的不同種類供能營養(yǎng)物質（碳水化合物、蛋白質、脂肪）對畜禽能量營養(yǎng)的功能差別，一般只是關注其能值上的差異，如碳水化合物的能值為3.7（單糖）～ 4.2（淀粉）kcal/ g、蛋白質為5.6 kcal/g、脂肪則為9.4 kcal/g[3]，而對其在動物體內能量代謝中的功能特性和在某些方面、一定條件下的不可或缺和不可替代性很少甚至沒有給予重視。在現(xiàn)行的關于“畜禽營養(yǎng)需要”文獻中，都未明確提出不同畜禽對不同能量營養(yǎng)物質的單獨需要量或需要量范圍，如美國NRC的營養(yǎng)需要[4]等。在相應的《飼料營養(yǎng)成分表（數(shù)據(jù)庫）》[4]中也沒有明確不同飼料原料中主要供能營養(yǎng)物質的有效能數(shù)據(jù)。

飼料中的許多營養(yǎng)物質在動物體內都可以提供生命活動和產(chǎn)品形成所需的能量，但各類營養(yǎng)物質又有各自不同的代謝途徑，并發(fā)揮不同的供能作用及其他營養(yǎng)作用。動物體內某些組織、器官或系統(tǒng)對能源物質的利用存在一定的選擇性，有些甚至很嚴格。例如，大腦和神經(jīng)系統(tǒng)主要是利用碳水化合物（葡萄糖）作為能源[5]；消化道上皮組織等主要以蛋白質代謝產(chǎn)物（谷氨酰胺）[6]作為能源。盡管已有大量的研究都證明動物體內不同組織器官和不同生理機能對能源物質種類有著不同的需求，但一般仍然認為飼糧中各種供能營養(yǎng)物質的供能值可以累加、互相替代，仍然僅利用某項單一的能量指標（消化能、代謝能或凈能）來度量和反映畜禽的能量需要和飼料或飼糧的能量供給。人們對不同能源物質在動物體內能量代謝中功能作用的差別一直未能給予足夠重視，可能主要有以下幾個方面原因：第一，認為在動物體內不同的能源物質可以通過一定的代謝路徑相互轉化，當某種能源物質缺乏時，其他能源物質可以轉化彌補，因此，即使動物機體的不同組織或器官的能量代謝需要專門的能源物質，只要飼糧中提供的總能量充足，無論其能量是由什么能源物質構成，畜禽對各種能源物質的需求就能得到滿足。第二，認為在一般情況下，用常規(guī)原料配制的飼糧其能源物質的構成與畜禽進化過程中的營養(yǎng)環(huán)境情況不會有太大的差別，能源結構的浮動空間不會太大，畜禽能夠通過自身的轉化調整從而適應飼糧能源結構的小幅度變化。因此，只要攝入充足的總能，就不會出現(xiàn)能量的結構性缺乏。第三，認為將畜禽對多種供能營養(yǎng)物質的需求量分別測定和表述，將所有飼料原料中的各種主要能源物質有效能值全面評定，配制飼糧時將不同能源物質分為單獨指標分別計算，這樣會使得能量營養(yǎng)體系過于復雜，在實踐中很難應用。以上3個方面的認識雖然都有一定的依據(jù)，但從近些年的相關文獻研究結果以及目前推進畜禽營養(yǎng)體系的精準、高效發(fā)展來看，又都存在某種程度的不完整或與實際情況的錯位。

雖然不同能源物質在畜禽體內可以相互轉化，但轉化的過程往往都很復雜，而且伴隨著大量的能量消耗[7]。也就是說，這會使能量的利用效率和利用速率大打折扣。所以，飼糧能源結構過于單一或長時間采食能源結構不協(xié)調的飼糧會不可避免地嚴重影響畜禽的生產(chǎn)性能、飼料轉化效率、污染物排放和健康水平。劉飛飛[8]研究結果表明，用碳水化合物/油脂能值比為1/7（大致比例）的飼糧飼喂仔豬1周后，其日增重和耗料增重比較飼喂碳水化合物/油脂能值比為12/1飼糧的仔豬分別降低35.76%和增加22.44%；其飼糧養(yǎng)分的消化率也出現(xiàn)大幅度降低，尤其是對脂肪消化率的影響最大，降低幅度達17%；同時，消化道內多種酶的表達和活性都受到飼糧能源結構顯著影響。Zhou等[9]研究發(fā)現(xiàn)，飼糧的能源結構對豬的繁殖性能也有明顯的影響，與高脂肪飼糧相比，高淀粉飼糧更能促進青年母豬卵母細胞的成熟。van Knegsel等[10-11]試驗表明，飼糧能源結構顯著影響能量在產(chǎn)奶和體組織之間的分配。高脂（Lipogenic）飼糧會使能量更多地向產(chǎn)奶方面分配，而高淀粉（Glucogenic）飼糧卻有助于減少體組織的損失。由此可見，不同類型能源物質在奶牛能量營養(yǎng)上的功能差別以及奶牛飼糧能源結構存在優(yōu)化的問題。韓蕊[12]研究表明，豬飼糧的能源結構顯著影響其CO2的排放量，飼喂高脂肪飼糧可使豬的CO2排放量減少。在不同溫度環(huán)境條件下，豬代謝的能源物質存在差異。當環(huán)境溫度降低時，在氧化產(chǎn)熱所消耗的能源物質增量中，碳水化合物和蛋白質的消耗量保持相對穩(wěn)定，而脂類所占的比重則急劇加大[12]。這些結果既證明了通過調整飼糧能源結構減少污染物排放的可能性，也揭示了不同生產(chǎn)環(huán)境對飼糧能源結構要求可能存在的差異。畜禽對飼糧能源不僅在碳水化合物、脂肪、蛋白質這幾大類營養(yǎng)物質之間存在結構性要求，而且在同一類營養(yǎng)物質內，如不同性質的碳水化合物（不同分子量、不同分子結構等）之間[13-15]、不同類型的脂類物質（不同分子量、不同飽和度等）之間[16]都可能存在結構優(yōu)化的問題。從現(xiàn)有相關文獻看，畜禽的能量營養(yǎng)需求可能存在與蛋白質（氨基酸）需求類似的情況，盡管不一定那么嚴格，但也是一個復雜的多維系統(tǒng)。

新飼料資源和一些非常規(guī)、非自然狀態(tài)飼料是精準調控畜禽飼糧能源結構的具有特殊效能的優(yōu)質原料，隨著這類飼料的不斷開發(fā)和應用，畜禽飼糧的原料構成中常常存在某種或某些營養(yǎng)物質比較單一、某種營養(yǎng)物質的含量遠遠超出自然環(huán)境條件下原料（動物脂肪、植物油脂、糖蜜、乳清粉等）的含量水平。在配制畜禽飼糧的工作實踐中，從結構性需求的角度需要合理利用這些原料的營養(yǎng)特性，如果僅用1個一維的累加量來衡量能量營養(yǎng)的供求，而不注意控制和調整飼糧能量的來源構成，就會大幅度增加飼糧能源結構的浮動空間，很可能造成結構的嚴重失衡，進而引起一系列問題。所以，一些新特飼料、非常規(guī)飼料原料使用數(shù)量和使用范圍的擴大也使得能源結構性問題顯得更加重要。

另外，隨著經(jīng)濟社會的快速發(fā)展，畜牧產(chǎn)業(yè)在生產(chǎn)效率的進一步提高、資源的精細高效利用、污染物的減排等方面面臨著越來越嚴峻的挑戰(zhàn)，而畜禽飼糧能源的精細化配置與這些挑戰(zhàn)無不存在緊密的關系。動物營養(yǎng)和飼料科學技術以及生命科學、信息科學等相關領域科學技術的發(fā)展也為更精準地調配畜禽飼糧的能量創(chuàng)造了條件。因此，對畜禽飼糧能源的結構性做進一步細化的必要性越來越強，可行性逐漸成熟。目前需要對相關的研究結果進行收集、歸納和梳理，并在此基礎上對不同飼料能量營養(yǎng)源在畜禽體內能量代謝的獨立效應、累加效應及互作效應進行更深入系統(tǒng)地研究，探索建立不同畜禽飼糧能源結構的優(yōu)化模式，提出能量營養(yǎng)需要的結構性要求（可能是幾個優(yōu)化的絕對和相對的期望數(shù)值，也可能是適宜的量化區(qū)間），使畜禽的能量需求從1個一維變量變?yōu)槎嗑S變量，進而實現(xiàn)能量營養(yǎng)供求的更精準對接、飼料資源的更高效利用和畜禽生產(chǎn)力水平的更有效提高，推進畜牧業(yè)產(chǎn)業(yè)的技術升級。

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