环境影响禽畜营养需要(2)

1、环境影响禽畜营养需要(二)邱文石国立中兴大学畜牧系教授本省地处亚热带，高温高湿之气候对环境影响禽畜营养需要尤为重要，但目前有关此方面之数据资料甚少，本社有鉴於此特礼聘国立中兴大学畜牧系邱文石教授译自由美国国家科学委员会 ( NRC ) 最近所出版的环境影响禽畜营养需要以飨读者，亲爱的读者敬请仔细品尝！第二章    环境和营养的相互影响 依据惯例大部份的家畜饲料系统，饲料成分表及家畜之营养推荐量均以测定能量为其基础，因为以热量形式的能量很自然的包括热量平衡，当谈到家畜和环境的相互作用时，使用能量来做公分母是很方便的。营养需要表列之值系用於假设家畜在没有环境紧迫且预期

2、其表现接近其遗传潜力的情况下。但实用上的环境情况常常并非理想，且因家畜的表现常处於其遗传潜力之下。使生产力降低之影响因素包括有自然发生之各种气候因素以及人为的诸因素 ( 如管理上的因素 )。後者主要系经由集约生产系统下家畜的舍饲。许多紧迫影响家畜之生产速率及其生产效率，关於环境温度及其相关因素如湿度、辐射及空气移动方面的影响後果知道较多，但对高度、声音、家畜密度、畜舍、化学物或生物性污染等方面的影响了解较少，各别的紧迫因素可能单独会影响家畜的表现，可能也和其他的因素交感而造成复杂的各种紧迫情况，而常常无法估计出其原始之原因。家畜的荫棚或畜舍原以减少或缓和大自然环境的冲击为主，但同时也造成许多新

3、的微环境的紧迫 ( microenvironmental  strees )，使家畜必需对抗这些紧迫。    饲料能量的划分     图三系以在家畜内饲料能量划分用图表加以表示之，且在印证环境因素对家畜营养需要量之影响模式方面很有用，本文内尽量使用美国国家研究委员会 1981 年之“ 家畜营养上的能量学 ”( Natritional  Energetics  of   Domestic  Aninals ) 内之专有名词。摄取之能量 ( Intake  energy , IE

4、 )：是指每日摄取之可燃性能量 (  combustible   energy )，依饲料之可燃性能量密度，采食的机会及家畜的食欲等因素而定。饲料并非完全被消化或被吸收。未被吸收部份经粪便排出体外，其可燃之能量称之为粪便能 ( fecal  energy , F E )。消化能 ( Digestible  energy , D E ) 可以由 I E - F E 计算而来。但正因为粪便中亦含有内源物 ( endogenous  material )，并非所有粪便中之可燃能量全部由饲料之不可消化部份而来。因为有内源的部份，所绊由 I E -

5、60; F E 之计算值可较正确的以“ 表面消化能 ”( Apparent   digestible  energy ) 来表示。同样的，代谢能 ( metablizable   energy , M E ) 摄取。随意活动、粕酵、消化及吸收之食馀热，以及维持及生产功能之营养分代谢包括蓄积於体内热量，在冷环境有助维持体温，但在热情况下，这些增加的热对家畜的热量平衡有负影响可以由摄取能量减去在粪、尿 ( U E ) 及消化过程产生之气体 ( G E ) 等的损失来计算；譬如 M EI EF EU EG E。因此，依定义而言摄取之代谢能为可供家畜进行维持及生产功能的能

6、量。维持功能包括代谢能之氧化及利用，以提供：(1)基底代谢；生命之反应过程以维持身体完整所需的热量能量。(2)自由活动及采食营养分；包括寻找及获取食物之肌肉活动，消化吸收及转变食物为可代谢形式的过程，体内废物之形式及排泄出体外，及(3)抵抗外界马上且直接加诸於家畜之有关紧迫。关於後者，家畜经常面对着各种不同形式及不同程度的紧迫，就此家畜在行为上及在生理上需要继续的调整。虽然有关的紧迫在生理上尚未十分明确 ( stott , 1981 )，但一些紧迫原 ( stressor )，如曝露於寒冷环境，已确知能提高饲料的氧化速率或提高体内能量产生热量的速率。紧迫原如寄生 或病原菌的能量成本，虽然是知道

7、，但尚缺详细的定义。氧化 M E 供各种维持过程，在家畜体内以热量的形式释放 ( 维持热量 )，最终则系经由物理性的热量交换而排入四周的环境内。可供生产用之代谢能，系满足家畜维持需要的要求後之代谢能，因产品合成 ( 热量的生产 ) 的效率不良，可供生产的能量并非全部能成为家畜的产品；如滞留於生长或肥育的组织中，或生产出的产品中，如牛乳、蛋或幼畜。後者包括不良的产品合成以及滞留或生产出的产品。当代谢能摄取超出当时的需要时，家畜一般以肝醣 ( glycogen )，脂酯或蛋白质的形式来蓄积能量。但当家畜的需要大於从饲料而来可供利用的能量，则动用蓄积的能量。譬如养乳牛者让其乳牛在不泌乳期间堆积体脂肪

8、 ( 能量 )，预期在泌乳高峰期间，最高量的摄食尚不足以应付当时之维持及最高水准泌乳需要时，可被用来供给不足之能量。综合以上所述，图三代表摄取之饲料能量及划分体内主要之能量的途径於废弃物排出，於生产出的产品，及热量於组织滞留。热量经由数种途径，在热量的调整 ( thermo  regulation ) 机制的控制下，用於避免体温的上升或下降，当在寒冷紧迫下，从维持及生产过程所产生的热量可及时用来维持体温，使家畜减少使用发抖或其他寒冷引发之产热过程来生产额外的体内热量。相反的，当热紧迫下引起热量的调整机制的作用，使超量的热量排散出体外以维持恒温。因此在曝露於寒冷下；热量可能有益，但在热

9、紧迫下，热量成为家畜的负担。譬如在生产功能中所放出的热量有效的降低适温区的低限，在一定的温度下，使生产中的家畜较非生产中的家畜受到较大程度的热紧迫。家畜因外在紧迫原的影响，使家畜在行为上及生理上的调整，致影响其能量摄取及其於家畜体内的划分能量；可利用於生产的数量，生产力水准，及饲料之利用效率。因此环境的影响比仅引伸於图三里之“ 抵抗外界紧迫 ”之单独一项的范围更为广泛。    消化率及代谢能力 ( Digestibility  and  Metabolizability )   消化率及代谢能力系饲料的能量或营养环值的生物测

10、定，不仅依饲料本身的物理及化学特性，而且依家畜对饲料的摄取，家畜的生理情况，以及饲料的摄取量而定 ( NRC , 1981 )。不同动物对其所摄食饲料具有不同的营养价值，尤其是消化过程的不同，了解不同家畜间的差异已导致发展比较独立的饲养系统，包括不同家畜的不同饲料组成成份表。撇开任何环境对植物生长及家畜饲料本身的组成及品质的影响，有与日俱增的证据显示环境直接影响消化及代谢的功能。虽然家畜的生理上改变的特性 ( 本质 ) 及程度尚未完全了解，但其後可能对应用家畜营养方面的影响甚为重要。但是在温带地区，家畜消化粗料的能力，在较暖的温度下会增加，而在较冷的环境温度下则会减低，在极大的热紧迫的热带地区

11、，家畜消化饲料的能力可能会受到不良的影响   ( Bhottacharya 及 Hussain , 1974 ; Sharma 及 Kehar , 1961 ) 摘於表二的资料。显示出环境温度的确影响消化率，但有此研究人员对接受家畜所处环境会影响饲料的营养价值的论点，甚为犹疑 ( Fuller  1965；Graham , 1965 )，突然改变环境温度会使食物在消化道内之通过速度及消化道的容积会有暂时性的改变，此足於使短期间之表面消化率测定产生偏差 ( Degen 及 Young , 1980 ；Graham 1965 ) 因此在环境温度改变期间或在持续的热或冷的紧迫下测

12、定的饲料消化率，在解释其结果时需要特别谨慎。虽然热或冷环境可能与食欲的改变可能有关系 ( 见表二 )，所观察到的饲料消化率的改变并非全然受饲料摄取的影响，因为在相同量的饲料摄取及在限制及控制摄取下也观察到其影响 ( ehristopherson , 1976；Kennedy 等 , 1977 , Lippke , 1975；Warren 等 , 1974 ) 大部分有关环境温度影响家畜消化饲料之消化能力的资料仅有反刍动物的粗料摄食。有少许有关绵羊食用精料，( 谷物基础 ) 的资料；一般的环境温度不影响消化率之数值。表二    环境温度对牛羊及猪消化饲料的能力家畜饲料成分温度

13、范围消化率改变来源低高牛 荷兰牛杂交仔牛印度仔牛肉牛之仔牛肉牛之仔牛阉肉牛阉肉牛肉用母牛乳用母牛荷兰仔牛杂交仔牛印度仔牛肉牛之仔牛肉牛之母牛乳牛之母牛阉肉牛阉肉牛乳用母牛肉牛之仔牛肉牛之仔牛阉肉牛阉肉牛肉牛之母牛乳牛之母牛绵羊剪毛阉肉羊剪毛阉肉羊剪毛阉肉羊剪毛阉肉羊剪毛阉肉羊剪毛绵羊长毛公羊阉肉羊阉肉羊剪毛阉羊剪毛阉羊生长羊生长羊生长羊生长羊剪毛阉羊剪毛阉羊剪毛阉羊剪毛阉羊剪毛阉羊剪毛阉羊剪毛阉羊剪毛阉羊剪毛阉羊剪毛公羊猪生长猪生长猪生长猪生长猪生长猪 乾物质能量ADF氮乾物质有机物能量ADFNDF氮乾物质能量氮 171717-10-410-9-1120171717-4-112017-920-

14、10-417-9-1120011441-10-8-8040055111141104-10665106 383838191720172032383838172032321732191733172032201818242421201414202423232929181818182418182024202020233020 +0.17+0.16+0.13+0.18+0.25+0.02+0.09-0.01+0.09-0.04+0.030.00+0.31+0.03+0.25+0.38+0.16+0.32+0.17+0.14+0.17-0.020.00+0.21+0.16+0.21+0.20+0.18+0

15、.28+0.17+0.29+0.15+0.14+0.17+0.270.00-0.16+0.05+0.10+0.21+0.08+0.22+0.25+0.39+0.07+0.15-0.04+0.11+0.26+0.24+0.27+0.12+0.15+0.48Colditz 及 Kellaway , 1972Christopherson , 1976Wohlbbiet 及 Schneider , 1965Christopherson , 1976McDowell 等 , 1969Colditz 及 Kellaway , 1972Christopherson , 1976Christopherson

16、, 1976McDowell 等 , 1969Warren 等 , 1974Christopherson , 1976McDowell 等 , 1969Christopherson , 1976Warren 等 , 1974Christopherson , 1976McDowell 等 , 1969Kennedy 等 , 1976Westra 及 Christopherson , 1976Kennedy 等 , 1977Kennedy 及 Milligan , 1978Christopherson , 1976Nicholson  等 , 1980Kennedy 等 , 1976Ke

17、nnedy 及 Milligan , 1978Moose 等 , 1969Westra 及 Christopherson , 1976Kennedy 及 Milligan , 1978Westra 及 Christopherson , 1976Kennedy 等 , 1976Kennedy 及 Milligan , 1978Christopherson , 1976Phillip 等, 1980Fuller 及  Boyne , 1972Fuller , 1965Phillip 等 , 1980反刍动物之食糜通过速率对日粮消化率的重要性已清楚的获得证实 ( Balch , 1950；

18、Blaxter 等 , 1956；Metens 及 Ely , 1979 )。许多最近的研究显示环境温度可能因改变消化道之容积及食糜之通过率的改变而影响饲料的消化率。曝露於热期间，牛只之瘤胃运动降低 ( Attebery 及 Johnson , 1969 )，同时增长食糜的滞留时间，这该会增加消化率 ( Warren 等 , 1974 )。实际上曝露於冷环境的相反的反应在绵羊及牛方面均有报告，如瘤蜂胃运动及反刍活动增加，食糜通过速率的加快 ( 降低滞留时间 )，及降低饲料之表面消化率 ( Buckebusch 及 Marguet , 1964 ; Christopherson , 1976 ;

19、 Gonyou 等 , 1979 ; Kennedy 等 , 1977 ; Westra 及 Christopherson , 1976 )。在非反刍动物方面的研究已显示，如 Levin ( 1969 ) 之综合报导称消化道的运动因低甲状腺症而降低，且因服用甲状腺素而增快。在 1974 年 Miller 等报告称甲状腺受伤的乳牛，其食糜通过率下降，可服用甲状腺素或碘化蛋白 ( thyroprotein ) 来恢复正常速率。同样的，Kennedy 等 ( 1977 ) 发现在甲状腺切除的绵羊所降低的食糜通过速率可用甲状腺素之处理而恢复。温暖的温度降低甲状腺的活动，而寒冷的温度增加家畜甲状腺的活动

20、，有关各种家畜这方面的资料已有记载 ( de  Andrade 等 , 1977  , Gale , 1973；Johnson , 1976 ) 这些建议家畜在不同的环境温度下，其甲状腺的活动也因而改变，这可能与肠道运动及食糜通过速度改变有关，因而改变了日粮的消化率。有关不同形式的日粮及饲养水准影响其一连串生理上的机制方面，有待更多的研究以便进一步的了解。环境温度对饲料乾物量及 D E 值的影响也会改变其 M E值。但是饲料的 M E 值也依据尿中能量及微生物粕酵气体能量损失来决定。这些损失如同粪便的损失也是受环境所影响。在寒冷的情况下，在尿中能量及尿中氮素的排出会增加，尤

21、其是在大量蛋白质当做产热反应物分解的情况更甚 ( Blaxter 及 Wainman , 1961；Graham 等 , 1959 )，这会使 M E 的值较其计算值低 ( 如定义之值 )。这种所造成的偏差究竟是由代谢能的定意或饲料能量值所应有的负值所引起的，令人混淆不清。但是在曝露於寒冷之绵羊，其甲烷的产生稍受影响而减少 ( Kennedy 及 Milligan , 1978 )，可能是反应出微生物活动的下降，此会使曝露寒冷期间的日粮稍加改善，但是这种改善对在寒冷下消化率的降低相形之下显得不甚重要。以上的证据显示环境温度对消化作用的影响，以及推荐在反刍动物以粗料为主之日粮需发展出一种适当的调整因子。任何调整因子在目前虽然可以约略的估计出来，但是尚需更进一步的研究以便能更精确的来测定；虽然有关环境温度的资料在一般饲料组成成分表上饲料，一般尚无法进行生物的测定，一般的资料均假设是依据在适温情况下的研究。环境温度对生长猪只之饲料原料消化的影响，也已显示当猪只曝露在寒冷下，其能量及氮的消化率会