饲料营养价值评定研究方法

1、第三章 饲料营养价值评定饲料营养价值是指饲料本身所含营养分以及这些营养分被动物利用后所产生的营养效果。饲料中所含有的营养成分是动物维持生命活动和生产的物质基础，一种饲料或饲粮含的营养分越多、而这些养分又能大部分被动物利用的话，这种饲料的营养价值就高，反之，若饲料或饲粮所含营养分低、或虽营养分含量高，但能被动物利用的少，则其营养价值就低。动物的组织及体外产品都是动物摄取的饲料营养物质在机体内代谢与转化的结果（产物），或者说是饲料养分在动物体内的沉积。饲料营养价值的评定也就必须依据饲料中的营养物质含量和饲料中营养物质在动物体内的营养效果，定量分析饲料的营养价值。本章将主要讨论饲料营养价值的评定方法

2、、饲料能量和蛋白质营养价值的评定以及维生素和矿物元素营养价值的评定。第一节 饲料营养价值的评定方法近一个世纪以来，饲料营养价值主要通过化学分析、消化试验、代谢试验、平衡试验和饲养试验来评定。各国学者对评定方法进行了大量的研究和改进，已使饲料营养价值的评定成为许多营养实验室的常规工作之一。一、化学分析（一）分析用样品的采集与制备 样品采集是饲料营养价值评定工作中最重要的一步，采集的样品必须具有代表性，即代表全部被检物质的平均水平。否则，即使实验室分析的仪器和方法先进、科学，也不能得出科学、公证和实用的结果。饲料样本的制备在于确保样品十分均匀，在分析时，取任何部分都能代表全部被检测物质的成分。根据

3、被检物质的性质和检测项目要求，可以用摇动、搅拌、切碎、研磨或捣碎等方法进行。互不相溶的液体，分离后分别取样。（二）饲料养分的表示 百分数（%）：是最为常用的表示方法，即表示饲料中某养分在饲料中的重量百分比。主要用以表示概略养分、常量元素、氨基酸的含量。mg/kg：通常用以表示微量元素、水溶性维生素等养分（有时还用µg/kg）。IU（国际单位）：常用以表示脂溶性维生素等在饲料中的含量。CIU(鸡国际单位，chicken international unit)。饲料的存在状态不同，其养分含量有很大差异。因此饲料营养价值经常用3种存在状态来表示：原样基础：有时可能是鲜样基础或潮湿基础，有时

4、也可能是风干基础。原样基础的水分变化很大，不便于进行饲料间的比较。风干基础：指空气中自然存放基础或自然干燥状态，亦称风干状态。该状态下饲料水分含量在13%左右。绝干基础（DM basis）：指完全无水的状态或100%干物质状态。绝干基础在自然条件下不存在，在实践中常将DM含量不一致的原样基础或风干基础下的养分含量换算成绝干基础，以便于比较。（三）概略养分分析法 1860年德国Weende试验站的Henneberg与Stohmann二人创建了分析测定水分、粗灰分、粗蛋白质、粗脂肪、粗纤维与无氮浸出物的概略养分分析方法。该法测得的各类物质，并非化学上某种确定的化合物，故也有人称之为“粗养分” 。尽

5、管这一套分析方案还存在某些不足或缺陷，但长期以来，这套方法在科研和教学中被广泛采用，用该分析方案所获数据在动物营养与饲料的科研与生产中起到了十分重要的作用，因此，一直沿用至今。其分析方案见图3-1。饲料样品 105烘干至恒重 水分干物质,DM灰分,Ash 505烘干、灰化至恒重 有机物,OM粗蛋白质,CP粗蛋白质（CP） 凯氏定氮法 无氮有机物 乙醚或石油醚回流浸提 粗脂肪（EE）碳水化合物 稀酸（1.25%H2SO4和0.313mol/L NaOH分别处理30min）粗纤维,CF 无氮浸出物,NFE 图3-1 概略养分分析方法 概略养分分析法仅能给出饲料中“粗养分”含量的测定值，而未给出“粗

6、养分”中各种具体营养成分的含量，如灰分中各种元素含量，粗纤维中各种物质含量等，导致本属于不同养分的化合物划分在同一养分内，使营养价值的评定不准确。如在粗纤维的测定过程中，酸处理会使很大一部分半纤维素被溶解，使饲料中最不能被利用的成分并未完全包括在粗纤维中，从而加大了无氮浸出物的计算误差。粗纤维并非化学上的一种物质，而是几种物质比例不确定的混合物，同时也并未将饲料中的这几种物质全部包括在其中。（四）Van Soest饲草分析法（粗饲料分析方案） 概略养分分析法虽在饲料营养价值评定中起了十分重要的作用，但它在碳水化合物分析方法上的不足也受到广泛批评。为此，Van Soest在1964年首次建立了适

7、于动物营养目的的粗饲料洗涤分析程序(见图3-2)。（五）纯养分分析 随着动物营养科学的发展和测试手段的提高，饲料营养价值的评定进一步深入细致，也更趋于自动化和快速化。饲料纯养分分析项目，包括蛋白质中各种氨基酸、各种维生素、各种矿物质元素及必需脂肪酸等。这些项目的分析需要昂贵的精密仪器和先进的分析技术。（六）近红外分析技术（Near Infrared Reflectance Spectroscopy, NIRS） 用传统的化学方法分析饲料营养价值，由于耗时、耗试剂而成本高，最近20年来，在一些营养实验室采用了将分析技术和统计分析技术联合使用的近红外分析技术。这一技术是应用一套光学设备和计算机获得

8、样品的数据谱，将一套已知分析值的饲料样品（通常需要50个样品）在近红外仪上测定，然后计算二者之间的回归关系，这一关系被输入计算机，用作样品测定时的经验公式。近红外的波长范围从730nm到2500nm，是介于波长更短饲草等 3%十二烷基硫酸钠煮沸1h 中性洗涤可溶物，NDS NDF 2%十六烷基三甲基溴化铵煮沸1h 酸性洗涤可溶物，ADS ADF 72%H2SO4 2030处理3h 水解液（纤维素）ADL 500 2h 木质素灰分图 3-2 Van Soest粗饲料分析方案的可见光和波长更长的红外光之间的，样品分析时只要读取光学数据就可以很快获得分析结果。自1984年以来，该方法已经用于测定青草

9、粗蛋白、酸性洗涤纤维和水溶性淀粉，用于测定青贮饲料的粗蛋白和酸性洗涤纤维。目前，国外一些大型企业已经开始将NIRS技术用于常规营养成分的快速测定。使用该方法时，样品的制备非常重要，由于样品制备不好，颗粒大小变异而造成的分析误差可以占整个仪器分析误差的90%。（七）抗营养因子和毒素的分析 在植物性饲料中主要存在的是蛋白酶抑制因子、血凝素、致甲状腺肿物质、氰、巢菜碱、植酸磷、浓缩丹宁、黄曲霉毒素和生物碱及动物性饲料中的病原微生物等抗营养因子，其分析方法一般都很专一，有些还需要精密仪器。二、消化试验饲料进入动物消化道后，经机械的、化学的及生物学的作用后，大分子的饲料颗粒被逐渐降解为简单的分子，并为动

10、物肠道所吸收，这就是动物的消化过程。在实践中通常用消化率来表示饲料养分被消化的程度及动物对养分的消化能力。动物食入的某饲料养分减去粪中排出的该养分，即称可消化养分。那么消化率就是指饲料某养分的可消化养分占饲料中该养分总量的百分率，可用公式表示为：某养分的消化率（%） （31）但是按以上方法测得的养分消化率，严格地说应称为表观消化率。这是由于粪中所排出的养分并非全部属于饲料本身未被消化吸收部分，还有一部分是来自消化道本身的产物，它包括消化器官所分泌的消化液的残余、消化道粘膜及上皮细胞脱落的残余和消化道微生物残体及产物等，这些产物常被称为（粪）代谢性产物（metabolic fecal produ

11、cts, MFP）。那么真（实）消化率的概念可用以下公式表示：某养分的真实消化率（） （32）显然，从理论上讲，同一饲料养分的表观消化率总是低于其真实消化率。当然用真消化率表示饲料养分的消化程度（评定饲料）比用表观消化率更真实、可靠。但对于许多的养分来说，要准确收集与测定试验动物MFP的养分是非常困难的，因此，用表现消化率来评定饲料的消化性能仍被普遍采用。根据试验所使用的条件，消化试验可分为体内消化试验（in vivo）、尼龙袋消化试验（nylon bag technique）和离体消化试验 (in vitro)。根据被测定饲料种类，消化试验分为直接法与间接法。能独立构成动物饲粮的饲料，如混合

12、饲料，反刍动物的干草、青草等可用直接法测定；而不能单独构成饲粮的单一饲料则采用间接法。间接法需做2次消化试验才能计算出被测饲料的养分消化率。根据收集方法不同消化试验又可分为全收粪法和指示剂法。（一）体内消化试验1.全收粪法 在试验期间精确计量饲料采食量；全部收集试验动物粪便并准确计量。有代表性地采取饲料与粪样并准确分析。使用全收粪法测定消化率时，收粪设备有多种：最简单的是粪袋，适于大型草食动物消化试验收粪。猪和家禽有专用消化试验栏或笼。 栏式要求水磨石地面，笼式多为钢质结构；鱼类消化试验另有特殊设备。应选择生长发育、营养状况、食欲、体质均正常的健康动物，为了便于粪尿分离，哺乳动物一般应选雄性。

13、同时要求动物的品种、年龄、体重、血缘关系和发育阶段基本一致。评定一种饲料需动物36头（只）。试验日粮应参照动物的营养需要，按照试验设计要求配制。试验所需饲料总量按动物采食量与试验天数估算，并一次配好，再按每天所需数量分装成包，备试验时使用，同时应采样，在实验室制成分析样品供饲料营养成分分析用。消化试验全期分为预试期和正试期。预试期的工作包括：将选好的试验动物关进消化试验笼中，单笼饲养，饲喂待测饲粮（如待测饲粮有适应性等问题则先经过一段时间的过渡），并注意观察试验动物的采食习性、排粪情况及其他行为活动。预试期的长短，因动物而异（动物消化道内食糜的排空速度）。通过预试后，动物预试前采食的其他饲料的

14、食糜残渣应从消化道排尽。为了保证这一点，对不同动物预试期的长短作出如下规定：牛、水牛、绵羊 10d；哺乳期动物 4d；猪（48月龄）6d；肉食性动物3d。在预试期的最后3d应定量（准确）饲喂待测料。在预试期间应作好正试期的一切准备工作。正试期的任务是按预试期末确定的喂量准确定量饲喂；全部收集各试验动物正试期的排粪，按比例取样保存（保存期间注意防腐）。待正试期结束时，将各头试验动物每天的粪样混合在一起干燥制成风干样以备分析。从理论上讲，正试期越长，越准确，但由于人力、物力的限制，正试期不可能太长，一般为：牛、羊、 10d（哺乳期犊牛 4d）；猪（48月龄）5d；肉食动物 5d。2指示剂法（稳定物

15、质法） 为了简化消化试验繁锁的收粪手段，Wiepf(1874)曾采用粗饲料中所含的不被动物消化吸收的二氧化硅为内源指示剂，Ebin(1918) 又采用了用三氧化二铬（Cr2O3）为外源指示剂来测定饲料养分的消化率。其原理是：假定指示剂（稳定物质）通过家畜消化道后能完全从粪中排出（即完全不被吸收），从而通过饲料与粪中养分与指示剂含量的变化即可计算出养分的消化率，其计算公式为：饲料养分消化率（）100- （33）常用指示剂包括内源指示剂和外源指示剂，前者有SiO2、木质素、酸不溶灰分（AIA，Acid Insoluble Ash）等。较为常用的是AIA，即2mol/L（或4mol/L）盐酸不溶的灰

16、分。后者有Cr2O3,Fe2O3,Ti2O3（钛），BaSO4等。对指示剂回收率的研究表明：没有一种稳定物质的回收率能真正达100%。多数研究者认为Cr2O3较为理想，回收率可达98%。因此目前常用的指示剂是Cr2O3和AIA。外源指示剂的一般添加量为0.2%1.0%。如添加太少，难以准确测定，对回收率影响较大，但添加太多又可能影响动物对养分的消化（注意准确、均匀的掺和）。粪样的采集与制备：应采集未受其它物质污染（如尿）的粪便，一般应每天采集3次，采集的总量一般不应少于总排粪量的35%。烘干混匀制成分析样，待测定养分和指示剂含量。3间接法 对于不能单独用于饲喂动物的饲料，其消化率测定使用间接法

17、。它需要经过2次消化试验。第一次测定基础日粮的养分消化率；第二次试验测定由80%50%的基础饲粮和20%50%待测饲料构成的新日粮的养分消化率。 基本假定：基础日粮养分的消化率在2次试验中保持不变。营养分的消化率具有可加性。 在以上基本假定成立的情况下，通过2次消化试验便可按如下公式计算出待测饲料养分消化率： 待测饲料养分消化率（DF，%）DB+ （34）式中DB和DT分别表示基础日粮与新日粮养分的消化率; f表示新日粮养分中待测饲料养分所占的比例。 注意事项：本法是在假定基础饲料养分消化率在两次测定中保持完全一致的条件下实现，但实际上100%的不变是不可能的（饲料间的互作及其他条件的影响）。

18、为了保证测定结果的相对准确，就应保持基础饲粮养分消化率的稳定。因此须注意以下几个方面：（1）基础饲粮应是营养平衡的配合饲料（应符合动物营养需要），且基础饲粮中含有约10%的待测饲料。（2）两次试验所需的基础饲粮应一次配齐。（3）待测饲料在新日粮中替代基础饲粮的比例不宜太少，一般以20%50%为宜。（二）离体消化试验 离体消化实验是模拟动物消化道的环境，在体外进行饲料的消化。可以使用消化道消化液法和人工消化液法。使用消化道消化液时，先制取小肠液冻干粉（PIF）并进行效价标定，然后取饲料样0.5g(4份)用0.2% 胃蛋白酶的0.075mol/L盐酸溶液37恒温水浴振荡4h；用0.2mol/L N

19、aOH液中和至pH值等于7.0；加PIF液恒温振荡4h，两两合并加水静置过夜（夏季需置于冷暗处和加甲苯一滴以防腐）。用已知干重及能值的滤纸过滤，残渣烘干称重与测热。该法由中国农科院畜牧所张子仪院士的研究小组制定，适于测定猪的配合饲料、能量饲料、粗饲料及植物性蛋白质饲料的干物质消化率和表观消化能。 评定反刍动物饲料的离体消化试验常用人工瘤胃法，该法有些类似于猪的离体消化试验。先从瘘管动物的瘤胃中取出定量的瘤胃液，并去除其中的饲料颗粒后，置于一容器中，再将待测饲料样（0.5g）加入其中，在中性、39、厌氧避光条件下处理和测热，即可计算出未校正的DM和能量消化率。但由于测定结果一般低于体内法的结果，

20、故需进行校正。人工瘤胃法有人不用瘤胃液，而采用真菌纤维素酶代替，但这样一般先用胃蛋白酶处理。该法由德国Hohenhaim大学Menkel首先提出。 取瘤胃液的动物饲粮中应保持50%60%的粗料（主要干草），因为精粗料比例会影响动物瘤胃液中纤维素酶和淀粉分解酶的活性均衡。（三）尼龙袋法 主要用于反刍动物饲料蛋白质的瘤胃降解率测定。将饲料放入特制的尼龙袋，再从瘤胃瘘管将尼龙袋放入瘤胃中，经2448h后取出，冲洗干净，烘干称重，然后根据饲料中的蛋白质含量可以计算出饲料蛋白质降解率。由于该法简单易行、重复性好、耗时耗力少，目前国际上已经普遍用于测定饲料蛋白质的降解率。三、代谢试验物质代谢是利用供试动物

21、采食与排出体外的营养物质之差来测定动物体内组成分变化情况的一种试验方法。因而通过物质代谢试验可了解各种饲料养分（如碳、Ca、P等）在动物体内的沉积能力（沉积率），以评定饲料的营养价值。物质代谢试验既可测定饲料养分的利用率（沉积率），也可测知动物体内营养物质的增损情况。用物质代谢实验可研究的营养物质有水分、蛋白质、脂肪、各种矿物元素和维生素等。在食品动物生产中，人们特别重视动物机体蛋白质与脂肪的变化。因此，普遍开展的还是碳氮平衡试验（据氮平衡测定体内蛋白质增损，据碳平衡了解体内脂肪的增损），亦即研究动物碳氮平衡乃研究物质代谢的重点。其基本方法：是在消化试验基础上增加收集尿、气体的装置。（一）氮平

22、衡试验1.动物体内的氮代谢池 动物体内的氮来源、氮排泄及动物体内的氮代谢途径总结于图33。在动物生产中，动物食入的饲料蛋白质除部分在其消化道没有被消化吸收经粪排出外，吸收的含氮物（氨基酸）一部分用来合成新的组织蛋白以满足生产或组织修补的需要，另一部分含氮物氧化分解并以尿素、尿酸等形式从尿中排出。2.氮平衡测定 在氮平衡试验中，可以建立如下关系式：食入氮粪氮尿氮体外产品氮沉积氮 （35）当沉积氮大于零时，则称为氮的正平衡；沉积氮小于零，则称为氮的负平衡；沉积氮等于零，则称为氮的零平衡或零氮平衡。AA合成组织蛋白饲料CP小肠AA吸收脱NH2作用 a-酮酸NH3尿酸、尿素氧化供能或生成糖或脂 图3-

23、3动物体内的氮代谢途径氮平衡试验的方法要点与消化试验方法基本相同。氮平衡试验对实验动物的头数及其选择，试验期的划分、安排与处理均可参照消化试验要求，另外，在消化试验基础上增加收集试验动物所有排尿。（二）碳平衡试验 通过碳平衡试验可以测定动物体内脂肪增减情况。动物体内碳来源于饲料三大类有机物质（即蛋白质、脂肪和碳水化合物）；碳的排出途径为：（1）粪碳及肠道气体碳。粪碳是指饲料中未被动物消化吸收的有机物质。另外，在反刍动物的瘤胃和大肠、单胃动物大肠内微生物的发酵，可产生CH4和CO2等从肠道排出，构成消化道气体碳损失。（2）尿碳。主要以尿素或尿酸形式排出。（3）呼出气体碳。吸收到动物体内的有机物质

24、在体内氧化供能中将形成CO2，随动物呼吸排出体外。（4）沉积体内或体外产品蛋白质、脂肪中的碳。因此，碳平衡可表示为：沉积碳饲料碳-粪碳-尿碳-呼出气体碳-消化道气体碳-体外产品碳 (36)四、饲养试验 饲料营养价值评定的主要目的如下：（1）衡量一种饲料替代另一种饲料满足动物生理功能的程度（饲料营养价值相对排序）；（2）建立饲料与其完成某一特定功能的相关，如第一限制氨基酸与动物蛋白质增重关系；（3）通过营养供给来预测或控制动物的生产性能。上述目的的共同点就是饲料的营养价值只有在描述动物的生理功能和生产性能时才会有用，因此动物的生产性能是衡量饲料的绝对和相对营养价值的一个必需指标。动物生产性能通常

25、是指那些与可销售动物产品密切相关的指标，如产奶量、产蛋率、体增重、纤维增长（毛），维持以及繁殖组织和胚胎的生长尽管不是直接可销售商品，也是密切相关的性状。饲料采食量也是动物生产性能的一个重要方面，评价饲料时，其采食特性是一个不容忽视的方面。以动物生产性能评价饲料的营养价值通常通过饲养试验来实现。在动物营养的饲养试验中，常用的设计方法有：对照试验、配对试验、单因子试验、随机化完全区组设计、拉丁方设计和正交设计等。（一）对照试验 在营养研究中，如需考察某一营养因素或非营养因素对动物是否有影响， 就可以采用对照试验。如比较玉米和糙米对猪的饲养价值，我们可选两组条件相近的猪，一组饲喂含玉米的饲粮，另一

26、组饲喂含糙米的饲粮。 对照试验是最简单的设计。其统计模型为： Yij=u+Ti+eijk (37)其中：Yijk为观察值，u为平均效应，Ti为处理效应，eijk为随机误差（二）配对试验 为了使对照组和处理组动物尽量一致，常选择各方面条件相同动物，双双配成对。再将每对动物随机分到对照组和处理组，更确切地讲是互为对照。在动物营养研究中，配对试验与对照试验的适用范围并无多大差异， 主要视试验动物的情况而定。相似年龄、体重、遗传基础和养育历史的动物经一段时间的调整期后，配对进行饲养试验，同一对动物分别饲喂不同的饲粮，同一对动物的采食量相同。该方法不适于自由采食的动物试验。统计方法可用t 检验。 （三）

27、单因子试验设计 与对照试验和配对试验相比，单因子试验有更多的处理组。例如，要研究饲粮赖氨酸对生长猪生产性能的影响并确定其适宜添加水平，一般设计一个赖氨酸水平很低的基础饲粮（有时使用半纯合日粮），然后在基础饲粮中添加不同水平的赖氨酸，根据赖氨酸水平与生长猪生产性能的关系确定适宜的饲粮赖氨酸水平。有时还根据血液的某些生化参数作为评定依据。不设对照组，而设多个处理组，通常又称剂量反应法（Dose-response）。统计方法简单，常用SAS软件的GLM模型进行方差分析。（四）随机化完全区组试验 在上面研究生长猪赖氨酸适宜添加水平的试验中，如果试验猪来自三个养猪场，尽管猪的品种、年龄、体重和以前的饲粮

28、基本一样，但为了考察不同环境、水质等是否给试验带来影响，就可把三个养猪场看成三个区组，采用随机化完全区组设计。试验的单元根据年龄、性别等因素分组或分区。在每一区组的动物则随机分配到各处理组，一个区组可以是任何一个可以影响重复之间的变异的任何因素。如。如比较3种饲粮对犊牛生长的影响，犊牛的开始体重对实验结果有较大影响，但又无必要研究开始体重的效应。处理方法：先将动物按体重分组，再将每组动物随机分配到各处理组。该设计可以区分饲粮、起始体重的效应，同时可以估计饲粮和起始体重之间的交互作用。统计模型： Yijk=u+Ti+Bj+eijk (38)其中：Yijk为观察值，u为平均效应，Ti为处理效应，B

29、j为区组效应，eijk为随机误差。 （五）复因子试验设计 在营养研究中，往往在同一试验中需要考虑的影响因素不止一个。如研究小麦对猪的生产性能的影响的同时，又想确定酶制剂的合理添加方式，就需采用复因子设计。在饲养试验中，超过3个因素以上的复因子试验是很少的， 除了统计分析麻烦外，也难控制试验条件，结果不一定很理想。该试验设计允许在一个试验中考察多个因素，并可测定因素之间的交互作用，试验处理共有Mn个（M代表水平，n代表处理）。因素和水平较多时所需的试验组较多，如3因素3水平的试验组有27个。（六）拉丁方设计 拉丁方设计常用于产卵家禽和泌乳母牛短期的试验和饲料养分消化率的测定。 因试验时间短，同一

30、动物可在不同时间内接受多种试验处理。当研究的因素较多时，该方法可以减少试验动物的数量，仍可评定处理效应。每个因素必须有相同的处理水平或重复。该方法常用于产奶试验中，因胎次和泌乳阶段会影响采食量。统计模型： Yijk=+i+j+k+ijk (39)其中：Yijk为观察值，为平均效应，i为期效应，j为处理效应，k 为动物效应，eijk为随机误差。 （七）正交试验设计 在某些情况下需要考察多个因子， 每个因子又想考察几个不同的水平， 按复因子设计处理组也太多，而某些因子的某些水平又没有多大的必要， 此时可考虑采用正交试验设计。根据试验考察的因子和水平数选择相应的正交试验设计表，按表安排试验。选择正交

31、表安排试验；使用正确的统计分析方法。 例如，要考察饲粮赖氨酸、蛋氨酸、 粉状钙和晶体钙对产蛋鸡产蛋量和蛋壳强度的影响，如果每个因素设3个水平，按复因子设计共有个处理组， 按正交设计只需个试验组，详见表31。 表中水平只是代号。组表示接受个因素的第一水平；组赖氨酸是第一水平，其余都是第二水平， 以下类推。从试验结果可确定哪一组最好， 也可进一步作方差分析。当然这种考察方式不是很全面细致的， 适于研究几种饲料组分的相互影响和营养物质间的合理配比。表31 正交试验表组号 赖氨酸蛋氨酸粉钙晶体钙111112122231333421235223162312731328321393321 第二节 饲料能量

32、营养价值的评定饲料能量含量是衡量饲料营养价值的一个重要方面，饲料中的有机物都是能量的来源。在动物体内，饲料中的化学能可以转化为热能和机械能，也可以蓄积在体内,还可以用于形成动物产品。评定饲料的能量营养价值方法颇多，这些评价体系各有特色，且在不同地域使用或使用于不同动物种类。 一、能量评定术语（一）可消化有机物（DOM） 根据饲料的可消化有机物含量来评价其能量价值，这一体系忽视了脂肪所含能量高于其它养分这一事实。（二）可消化养分总量（Total Digestible Nutrient，TDN） 一般而言，动物利用饲料中的能量时，最大的能量损失是未被消化而从粪排泄的部分，这一损失与饲料的种类有很大

33、关系。因此把损失量最大而且变动大的粪中所含的能量从饲料总能量中减出去，由此可得可消化养分，以此可消化养分为基础表示能量的单位就是可消化养分总量。这一体系考虑了脂肪含能高这一因素，即TDN=DOM+1.25DEE, 但所用消化率系数是沿用反刍动物的，而不是家禽、猪或犊牛的测定值。 （三）淀粉价（Starch Value, SV） 这是德国的Kellner 建立的评定能量价值的方法。根据体脂肪的生产量计算出饲料的能量值。这一方法是以淀粉生产脂肪的能力为基础，给成年牛喂以超过维持所需的养分，1kg可消化淀粉可生产体脂肪248g，1kg可消化纯蛋白质和可消化粗脂肪生产体脂肪量分别为235g和470g5

34、98g。后来的研究结果显示可消化纯蛋白与可消化粗蛋白有相同的生产量，就使用可消化粗蛋白的单位了。而且把各种可消化成分生成体脂肪的能力换算成1kg可消化淀粉生成体脂肪的能力，只要把各种成分乘上淀粉价系数就可以了。猪的体脂肪合成能力与此不同，所以其系数也不同。淀粉价系数如表32所示。表32 各种成分的淀粉价系数牲畜可消化粗蛋白可消化淀粉可消化粗纤维可消化粗脂肪可消化糖分 牛（反刍家畜适用） 0.94 1.00 1.00粗料 1.91谷类 2.12油籽 2.41 0.76 猪 0.98 1.00 0.76 2.62 0.94 把上述表中的系数乘各种可消化养分量就是淀粉价的基础数据。（四）饲料单位（F

35、eed Unit） 这是北欧斯堪地维纳国家常用的单位，是瑞典的Hansson 等人用乳牛做了许多饲养试验的结果。以1kg大麦喂给奶牛生产牛奶的效果为1饲料单位，由这个牛奶生产效果确定各种饲料的饲料单位。例如1kg豆饼是1.24饲料单位，1kg干草是0.4饲料单位。饲料单位是以淀粉价为计算基础。和淀粉价的思路是一致的，即用一定的系数乘各种可消化养分，以确定牛奶的生产价。不同的是，计算淀粉价时可消化纯蛋白的系数相当于1kg，而在乳生产中，这一系数相当于1.43kg，就以1.43为系数（在淀粉价里是0.94），其它成分的系数和淀粉价的系数相同。（五）总能（GE） 动物从饲料中获取能量。饲料中的化学能

36、含量根据其转换成热能的多少测定，这种热能的转换是通过饲料的氧化燃烧确定的。因此，单位重量的饲料氧化燃烧所释放的热量就称为总能。表33列出了部分重要化合物的总能含量。一种有机物质的总能含量主要由其以碳氢氧的比例表示的氧化程度决定。所有的碳水化合物都有类似的碳氢氧比，因此他们具有相同的总能含量（约17.5MJ/kg干物质）。甘油三酯的氧比例低，因此其总能含量也高得多（3539MJ/kg干物质）。总能常用氧弹式测热计测定，测定程序比较简单，国产的自动测热计可以达到国外同类产品同样精确和方便。（六）消化能（DE） 饲料的表观消化能等于其总能减去粪能后剩余的能量。只要具备氧弹式测热计，这种方法很容易测定

37、。而且比通过饲料和粪中的粗蛋白、粗脂肪和粗纤维计算更精确。但蛋白质生产水平低时（生长缓慢、产蛋少），DE 的ATP潜力估计过高，因为从蛋白质产生的ATP 数量低。目前猪饲料的有效能评定多用消化能体系。由于禽的粪尿同时排泄，故通常禽不用消化能体系。该体系在中国和美国应用表33 某些饲料和纯化学品的总能值 （单位：kJ/g）名称总能名称总能葡萄糖淀粉纤维素酪蛋白黄油脂肪（植物油籽）乙酸丙酸丁酸乳酸15.617.717.524.538.539.014.620.824.915.2甲烷肌肉（无灰分）脂肪（无灰分）玉米燕麦子实燕麦秸秆亚麻油饼禾本科干草奶（4%乳脂）55.023.639.318.519.6

38、18.521.418.924.9较广，在美国消化能也曾用于反刍动物饲料平定评定，消化能和可消化养分总量之间的关系为：1kg可消化养分总量等于18.4MJ消化能。（七）代谢能（ME） 饲料的代谢能等于其消化能减去尿能和可燃性气体能（特别是反刍动物）后所剩余的能量。（八）净能 （Net Energy） 饲料净能是饲料能量中能用于维持动物生命活动和生产动物产品的有效部分，可以用公式表示为： NEME-HI （310）式中HI 代表体增热。净能用于维持主要是在体内的代谢过程中必需的热量损失，而用于生产的净能则以化学能沉积在动物产品中，如肌肉、奶和蛋。值得一提的是，所有的热能损失，只有体增热部分是真正的

39、废能，用于维持的热能损失实际上可看成动物利用过程中将能量“降解”成无用的形式。体增热：饥饿动物在采食后的几小时内，产热量超过基础代谢时的水平，这种产热量的增加就称为饲料的体增热。除非动物处于低温环境，这些热能是无用的。二、代谢能的测定代谢能的测定比测定消化能需花更多的劳力。精确测定代谢能，应考虑甲烷气损失和尿的损失，这只有在呼吸测热室才有可能。事实上，猪和禽的甲烷能损失很少，一般低于0.5%，实际测定中都忽略不计。尿能损失主要是含氮物质所含的能量，因此其损失量取决于日粮蛋白质水平，尤其是氨基酸的平衡（限制性氨基酸的水平），其实尿能损失可以通过尿氮计算，因为1g尿素氮损失尿能约22.7kJ，1g

40、尿酸氮损失尿能34.4kJ，用这种方法校正的消化能与氮平衡为零的代谢能很接近。测定代谢能时，若氮平衡不为零或者生产蛋白质（如蛋、乳蛋白），也可用同样的校正因子。如：产蛋母鸡，若测定的代谢能为1.5MJ，氮平衡为-0.2g，蛋中含氮0.8g，因此，氮平衡为零时的代谢能为 1500kJ+0.2×34.4kJ-0.8×34.4kJ = 1479kJ。又如生长猪， 测定的代谢能为15MJ，氮平衡为+20g，氮平衡为零时的代谢能为：15000-20×22.7=14.55MJ。正常日粮由于含氮量低，这些校正部分也很小，但对含蛋白质高的饲料，这些校正值要高得多。在生产水平低时，

41、氮校正平衡代谢能同样过高的估计了ATP潜能，但比DE 要少。从瘤胃的可燃性气体损失几乎全部是甲烷。甲烷的产生与采食量密切相关，处于维持营养水平时，甲烷能损失占食入总能的7%9% （或占消化能的11%13%），当饲养水平提高时，这一比例降低到6%7%。当没有呼吸测热室时，可以按8%来估计可燃气体能的损失。前面提到的多数评价体系都忽视了脂肪合成时对能量利用的正效应和发酵植物细胞壁对能量利用的负效应。通常，在代谢能测定时忽略了甲烷能损失，在家禽和喂奶的犊牛这样做是可行的，因为甲烷的产生很少。然而，比较大的猪，其甲烷能损失可增至总能采食的2% 。70kg的猪，这一数值为0.5%1% 。在荷兰于20世纪

42、80年代采用了一种新的代谢能体系（只限于产蛋家禽），即代谢能再加上10%的可消化脂肪，这已经在欧洲使用。进行代谢能测定时，动物的选择非常重要，如不宜选用生长猪和肉用仔鸡，必须选用成年的动物。而在美国和加拿大就忽视了这一问题，因此，比较美国和欧洲的饲料营养价值时，就会发现美国的饲料ME值高于欧洲的饲料ME 值。由于家禽的气体能损失是次要的，所以可以通过摄入的总能和排泄物中能量损失的差异来确定饲料代谢能。这一能值是指表观代谢能（AME）值，以便区分于被认为能较好评估饲料代谢能的其他表达方式，通常使用氮校正的表观代谢能（AMEn）。AMEn是以零氮平衡为基础来调整所有饲料的结果计算得出的。这样做的原

43、则是：如果是常用的能量饲料，应考虑到氮沉积的不同。家禽营养学家使用的另一指标是真代谢能（TME），而TME是通过测定代谢能和内源尿能损失的AME计算而得。内源尿能损失与饲粮无关，但要考虑这些损失在消除不同饲养水平对AME值结果的影响有重要作用。TME也要用氮平衡校正为TMEn。当所评价的饲料是以单个饲粮成分进行评估时，代谢能含量的测定方法可采用直接测定。然而对于饲料而言，单个成分的分析是不可行的，并且必须通过已知代谢能值的基础饲粮组成成分的不同来评价饲料。这样就要用到半纯合日粮。在半纯合饲粮里试验饲料要取代某种纯合养分（如葡萄糖和纤维素）。换句话说，整个饲粮是由纯合组分与所添加的一部分试验饲料

44、组成。当对试验饲料进行评价时，对多水平饲粮成分的评估有利。这就需要通过回归分析进行试验饲料代谢能的测定，并且要考虑基础饲粮与试验饲粮之间的关系（Sibbald,1980）。Farrel(1978)进行了AME的快速测定。这种方法就是给家禽饲喂试验饲粮1h后，在此后的24h内收集排泄物。Sibbald （1980）用了类似的方法，只是家禽要先绝食24h，然后在强饲试验饲料后收集排泄物24h。我国也于19851990年间对这一方法进行了尝试，并于1995年由霍启光和张子仪制定了“鸡饲料表观代谢能测定技术规程”，对试验鸡试验期的饲养管理、试验进程和被测饲料测定程序进行了明确的规定。代谢能的实验室估测

45、： 尽管用活体法快速测定评估家禽饲料是可行的，但对于商品化配合饲料的品质控制以及单独检验饲料中已知能值时，仍然要用到实验室法。由于这些目的，饲料中的能值或许可以用与化学分析和代谢能含量相关的回归方程来推测。所知的各种方程最好的一种是实际误差约为±24的方程。三、净能的测定测定饲料的净能必须测定动物的热能损失或动物体内沉积的能量数量，而这二者的测定不论从原理还是实际测定都相当复杂。动物产热量的测定 可以用动物测热计（Animal Calorimetry）直接测定，也可以通过测定呼吸商间接测定。用动物测热计直接测定时，给两组动物饲喂两个不同采食量水平的同一饲料，假定两个采食水平的基础代谢

46、相同，这样根据两组动物产热量的差异可以计算出体增热。当测定单个饲料时，若能单独饲喂也可以按上述方法，若不能单独饲喂，则低采食量组饲喂基础饲粮，高采食量组由同一基础饲粮再加上一些待测饲料。间接测热则是利用动物物质代谢需要消耗氧气并产生二氧化碳的原理，而且不同的营养分氧化降解需要的氧和产生的二氧化碳各不相同，如葡萄糖和脂肪（棕榈酸三酯）氧化分解的反应如下：C6H12O6 + 6O2 6CO2 +6H2O+2.82 MJ (311)C3H5（OOCC15H31）3 + 72.5 O2 51CO2+49H2O + 32.02MJ (312) 由于1mol氧在标准状态下的体积是22.4L，因此动物若全部

47、从葡萄糖氧化获取能量，每消耗1L氧所产生的热量为2820÷（6×22.4）=20.98kJ/L，若氧化的是碳水化合物，则所产生的热量为21.12kJ/L，这一数值称为氧化热价。在间接测热中用它从所消耗的氧气估计产热量。相同地，若动物全部氧化脂肪获取能量，则氧化热价为19.61kJ/L。实际上，动物并不单从碳水化合物或脂肪获取能量，通常是氧化混合有机物，也包括蛋白质的氧化。若要根据氧消耗量估计产热量，就要知道消耗的氧用于脂肪、碳水化合物和蛋白质的比例，这一比例要根据呼吸商来确定。呼吸商是动物利用营养物质所产生的二氧化碳与消耗的氧气的比值。蛋白质的氧化数量可以根据尿氮排泄量来计

48、算，尽管蛋白质的燃烧热为22.2kJ/g，但动物体内的蛋白质并非完全氧化，故1g蛋白质氧化的平均产热量为18.0kJ。每克蛋白质的氧化可以产生0.77L 二氧化碳，消耗0.96L氧，故蛋白质的呼吸商为0.8。根据反应式（311）和（31.5%，脂肪为32.5%，氧化热价为20.60kJ/L。但当碳水化合物和脂肪不完全氧化时，呼吸商和产热量的关系就会改变。动物出现代谢紊乱，如酮症时，就是不完全氧化；反刍动物在正常情况下也有不完全氧化的情况，因为碳水化合物在瘤胃发酵产生甲烷，因此经呼吸商计算的产热量必须经校正，每产生1L甲烷减除2.42kJ产热量。上述产热量计算可以用Brouwer 方程来表示：H

49、P (kJ)= 16.18VO2 (L)+ 5.16VCO2 (L)- 5.90N (g)-2.42CH4 (L) (313)家禽的氮系数为1.2，因为家禽排泄的是比尿素氧化更完全的尿酸。动物体内沉积能的测定 如前所述的碳氮平衡试验可以用于测定沉积能。沉积能也可通过比较屠宰试验来测定。选择2组条件相同的试验动物，一组在试验开始时屠宰，测定其体内的能量沉积量，另一组试验动物则经过一段时间的饲养后再进行屠宰，同样测定其沉积的能量，两次测定的差值就是在饲养期间沉积的能量，根据饲料采食量就可以测定饲料的沉积能。在现代动物生产体系中，饲料净能的测定要根据饲料所饲喂的对象动物和动物所生产的产品来确定。如维

50、持净能、增重净能、产蛋净能、产奶净能、产毛净能和产脂净能。这主要是由于饲料代谢能用于不同的生产目的时，其利用效率不同。目前净能体系主要用于反刍动物，应用较多的是美国加州净能体系(CNES) 和美国 Flatt的奶牛净能体系。（一）美国加州净能体系(CNES) 饲料的净能随着饲养水平的变化而变化，当饲粮能值由1/2基础代谢上升到2倍基础代谢时，每千克饲粮的净能含量NE(m+p)(MJkg DM)由9.97减少到 7.40 (Kleiber,1961)。 由于NE的易变性，所以不宜用于衡量饲料的营养价值和确定家畜的营养需要量。于是Kleiber提出采用维持净能(NEm)与增重净能(NEg)2种能量

51、单位。在维持水平以上，直到任意采食，增重净能与体增重(G)之间大致存在直线回归关系。换言之，饲料的增重净能值(NEg)在维持饲养水平以上时，恒定不变。另外，饲粮的维持净能NEm等于基础代谢，而基础代谢是比较恒定的。所以同时采用NEm与NEg为衡量单位的净能体系比用NE为衡量单位更准确。饲料的增重净能值可通过连续2次试验来测定，并同时测定饲料的维持净能值。第一次试验时，饲养水平为维持水平，使增重能量等于零，记录采食量(I/Wkg0.75), 此时饲料净能为维持净能，所以饲料的维持净能值可计算如下： NEm=77（kcal/kg）= 322（kJ/kg） （314）第二次试验对饲料采食量不限量，只

52、记录，测定其增重净能量（kJ/W0.75），根据这些数据，即可计算每千克饲料的增重净能含量。饲料增重净能值= （315）加州净能体系只供肉牛饲养业应用，在北美洲肉牛饲养业中广泛推广应用并已获得成效。1969年经美国国家科委(NRC)正式批准，认为可在肉牛饲养业中应用。但该体系认为肉牛的维持饲养需要量是恒定不变的，并不受生产水平高低及沉积能量的影响，其实，由于肉牛沉积能量的个体差异很大，很难相信消耗能量保持恒定不变。另外，NEg在理论上也有缺点，它没有区分增重中的沉积养分是蛋白质还是脂肪。加州净能体系用于推算年龄较大的成年牛的体增重能量所得准确性较高，而用于推算生长期幼牛的增重能量所得准确性较差

53、。因为生长期肉牛增重中既有蛋白质沉积，又有脂肪沉积，而且两者比例变化较大，故推算时误差较大。（二）美国 Flatt的奶牛净能体系1奶牛净能体系的理论基础美国农业部农业研究中心、能量代谢实验室曾为高产奶牛于1962年开始进行能量平衡试验(Flatt等,1969）。Moe和Tyrrell(1972)综述过去曾用奶牛进行的543项能量代谢试验，提出将奶牛日粮能量分为两部分，一部分供维持，一部分供产奶，并测定能量利用效率，结果表明这两者的能量利用效率相近。2.维持净能和产奶净能需要的测定及饲料净能值的测定(1) 产奶净能需要量 经测定，生产1kg标准奶需产奶净能3.10MJ。实际上和1kg校正奶的燃烧值相等。因此，产奶净能由产奶量乘标准奶热值即可。如果乳脂率不等于4%，可按下列公式计算其热能含量：1kg奶含热量=353+96×乳脂率 （316）(2) 维持净能需要 维持净能需要量也用产奶净能表示。经试验测定，供维持的净能值用产奶净能表示，平均为306.7kJWkg0.75，