消化能和净能体系在猪饲料配方设计中的应用

    李宏贵　熊斌超

    摘要：综述了消化能、代谢能和净能3种不同的能量体系的优缺点及其应用，为今后的配方设计奠定基础。

    关键词：消化能；净能；饲料配方

    中图分类号：S828 文献标识码：B 文章编号：1007-273X（2014）10-0053-03

    能量是饲料营养成分的重要组成部分，动物的营养需要或营养供给均以能量为基础表示。饲料能量包括总能、消化能、代谢能及净能。建立能量体系一方面需要确定动物的能量需要，另一方面需要测定或估测各种饲料的能值。当前动物生产中主要应用的能量体系有消化能体系、代谢能体系和净能体系，不同体系下饲料原料的能值存在明显差异，而且当日粮的蛋白质和脂肪含量不断变化时，在不同的能量体系下日粮的相对能量质量浓度变化的幅度也会有很大的不同[1]。3种体系中，最接近饲料真实能值的是NE体系，它是动物能量需要量和日粮能值在同一水平上的表达，与所含饲料组成成分无关。

    1 猪的能量体系

    猪饲料能值的评估起初用得最多的是消化能和代谢能体系，但是，最接近饲料真实能值的评估体系应该是净能体系，因为净能体系考虑了不同营养成分的代谢能在代谢过程中被利用的差异。

    1.1 消化能体系

    消化能是饲料可消化养分所含的能量，即动物摄入饲料的总能与粪能之差（DE=GE-FE）。由于动物粪中除了未消化饲料之外，还含有微生物及其产物、肠道分泌物及脱落的细胞等，因此通过上式测得的消化能称为表观消化能（ADE）。正常情况下，动物粪便主要包括以下能够产生能量的物质：未被消化吸收的饲料养分、消化道微生物及其代谢产物、消化道分泌物和经消化道排泄的代谢产物及消化道粘膜脱落细胞，后三者称为粪代谢物，所含能量为代谢粪能（FmE）。FE中扣除FmE后计算的消化能称为真消化能（TDE），即：TDE=GE-（FE-FmE）。

    通常情况下，消化能只考虑粪能损失，未考虑气体能、热增耗损失，因而其准确性低于代谢能和净能。用消化能评定猪对饲料的利用时，与含低粗纤维、易消化的饲料（如子实）相比，消化能体系往往过高估计了高粗纤维饲料（如干草、秸秆）的有效能。

    1.2 代谢能体系

    代谢能（ME）指饲料消化能减去尿能（UE）及消化道可燃气体的能量（ Eg）后剩余的能量，即：ME = DE-（UE + Eg）= GE-FE-UE-Eg。猪消化道气体能损失为消化能的0.5%～1% 。因气体能数值小，可以忽略不计。尿能损失约占总能的2%～3%。一般认为代谢能为消化能的96%，变动在94%～97%。

    在消化能的基础上，代谢能考虑了尿能和气体能的损失，比消化能体系更准确，但测定较难。目前，代谢能体系主要用于家禽。

    1.3 净能体系

    净能（NE）是饲料中用于动物维持生命和生产产品的能量，指ME减去ME在代谢利用过程及日粮采食和消化过程中所产生的热增耗（HI）后剩余的那部分能量，即：NE=ME–HI=GE–DE–UE–Eg-HI。热增耗是指绝食动物在采食饲料后短时间内，体内产热高于绝食代谢产热的那部分热能，不用于生产，主要来源于消化过程产热、物质代谢产热、与物质代谢相关的器官肌肉活动产热、肾脏排泄做功产热及饲料在胃肠道发酵产热等。HI以热的形式散失[2]。

    按照净能在体内的作用，NE 可以分为维持净能（NEm）和生产净能（NEp）。NEm 指饲料能量用于维持生命活动、适度随意运动和维持体温恒定部分。这部分能量最终以热的形式散失掉。NEp指饲料能量用于沉积到产品中的部分，也包括用于劳役做功的能量。因动物种类和饲养目的不同，NEp的表现形式也不同，包括：增重净能、产奶净能、产毛净能、产蛋净能和使役净能等。

    净能体系不仅考虑了粪能、尿能与气体能损失，还考虑了体增热的损失，最大限度的反应了动物对能量的真实需要量。但由于热增耗的测定较为困难，而且，即使是同一种饲料用于动物生产的目的不同，其净能值也不同，所以，建立饲料与饲喂对象相结合的净能体系比较复杂[3]。

    1.4 三种能量体系的比较

    目前，猪日粮配制多采用消化能体系和净能体系，其次才是代谢能体系。不考虑蛋白质、氨基酸等其他营养素的因素，对于能量，许多营养学家在制作饲料配方时更倾向于使用消化能或代谢能体系，而不选择使用其他的能量计算体系（ 如净能体系等）。一方面可能是由于能量计算的复杂性，因为能量可从多种饲料原料中获得了；另一方面，对于某些特殊饲料原料，缺乏其营养成分数据和相关的研究。此外，也可能是因为营养学家感觉消化能和代谢能体系在制作配方过程中更习惯一些。

    但是，随着日粮配制的复杂化和应用原料的可选择性日益增加，DE和ME体系的缺点日益明显，通过饲料DE和ME值预测猪的生产性能可行度降低。首先，由于DE和ME体系既没有考虑过量蛋白的排出引起的尿能形式的损失，也没有考虑体增热，因而会高估高蛋白和高纤维饲料的有效能量值，而低估高淀粉或高脂肪饲料的有效能量值，这种高估和低估能值的结果会使配方设计时原料的使用不正确或者不经济从而导致饲料加工和养殖成本的加大。所以，当饲喂纤维含量高的日粮时，相当一部分纤维在猪肠道内无法被消化，从而在其中发酵产生较高的体增热，导致饲料有效能值降低，而淀粉含量高的日粮在猪肠道内消化性好，产生的体增热就相对较少，相对来说有效能值较高。因此，用DE和ME体系就无法进行准确预测。其次，DE和ME受猪年龄的影响。猪的年龄对日粮或饲料原料能量的消化率有很大影响，母猪要显著高于生长猪，主要原因是成年母猪对纤维的利用能力较强，食糜流动速度慢。因此在估算配制日粮的能量时，特别是在使用纤维含量比较高的饲料原料时，应将生长猪和母猪分开考虑。此外，DE和ME还受测定方法的影响。由于DE的测定是在单个的代谢笼中进行的，而实际生产中猪是群体饲养的，因此，现有的代谢笼饲养测定猪的DE或者ME高估了饲料的DE和ME。

    NE体系不受动物的体重（成熟度）或者消化道发育程度的影响，不但考虑了粪能、尿能与气体能损失，还考虑了体增热的损失，比DE和ME更准确。在能量的评价体系中，NE体系是惟一把能量需要和日粮能量浓度在同一基础上表达的体系，至少在理论上不受饲料化学组成的影响。NE可以较好地估测猪的生产性能。NE体系还具有良好的经济效益，特别在饲料原料价格较高时更具有吸引力。

    2 在消化能和净能体系下设计饲料配方

    当前的NE体系比DE和ME体系能更好地评估饲料原料的饲喂价值和猪的生产性能，特别是在饲料配方中使用养分组成极不平衡的原料时[4-6]。在不影响动物生长性能的情况下，应用NE体系可使日粮的能量水平、第一限制性氨基酸—赖氨酸与能量之比、饲料配方成本、废氮排泄、代谢产热耗能均降到最低。研究证明， 采用NE体系配制日粮比DE、ME体系更能有效地降低蛋白质的水平，是衡量动物维持和生产所需要的能量的最佳指标，利用NE体系可以更准确地对猪维持和生产过程耗用的能量做出估计。

    由于猪在每个生长阶段对营养物质（ 包括能量等） 的消化吸收率不同，因此需要根据不同的生长阶段建立相应的NE估测方程。所以，目前将NE体系应用到猪每个生长阶段的目的并不能完全实现。生长猪和繁殖母猪应分别建立不同的NE估测方程[7]。因日粮组成和所选的特定NE体系的不同，日粮DE、ME和NE含量之间的关系会有较大变化。因此，当改用NE体系时，日粮配方中需要的NE含量数据最好通过计算以前按DE或ME体系配制的典型日粮中的NE含量来建立。

    研究表明，同等能量水平下通过添加限制性氨基酸满足猪的营养需要降低日粮中的蛋白质水平不会影响其生产性能；相关学者研究表明，保持日粮消化能和代谢能水平不变，高蛋白质日粮使猪肉脂肪含量增加，而低蛋白质日粮可提高瘦肉率；研究发现，保持生长猪日粮能量水平不变，使粗蛋白质含量从18.9%降到12.3%，猪的日增重和氮沉积不会受影响；低蛋白日粮显著降低了猪的热损耗，从而显著提高了猪的能量利用率。因此，在设计猪日粮的时候，可以在NRC（1998）推荐的粗蛋白标准上降低3%～4%（表1），同时补充赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸和色氨酸，以保持净能水平不变。

    由于我国猪饲养标准中没有净能需要量的数据，虽然目前国内已经有了一些猪饲料的净能数据，但在中国饲料成分及营养价值表中只有猪的消化能和代谢能含量，还没有公布猪净能含量的数据。所以，我们只能根据国外饲养标准计算或推测净能需要量（表2）。以消化能体系或代谢能为参考进行净能体系调配时，净能需要量可以按以下公式进行转化：NE=DE×0.72，NE=ME×0.75。NRC标准中也只有消化能和代谢能标准，ARC和AEC已有猪的净能推荐值。

    3 小结

    在猪生产中，净能体系相对于目前所采用的消化能体系、代谢能体系具有独特的优势，随着饲料配方设计的要求的变化和饲料原料的发展，净能体系逐渐替代目前的消化能体系及代谢能体系将成为必然趋势。

    参考文献：

    [1] 岳增华，王永汉.净能体系在生长猪日粮中的应用探索[J].饲料工业，2011，32（13）：13-15.

    [2] 杨承剑，黄兴国.净能体系的优势及其在猪生产中的作用[J].畜牧与饲料科学，2006（6）：43-46.

    [3] 符林升，熊本海，高华杰，等.净能体系在猪生产中的应用[J].饲料广角，2008（22）：29-32.

    [4] 景亚岐，李振田，马文峰，等.净能体系下配制猪低蛋白日粮的技术基础[J].江西农业学报，2010，22（1）：136-139.

    [5] 朱立鑫，谯仕彦.猪净能体系及其研究进展[J]. 中国畜牧杂志，2009，45（15）：61-64.

    [6] 陈 明， 杨 露，杨 亮，等.猪的净能体系及计算机应用系统研究进展[J].饲料研究，2011（8）：15-17.

    [7] J.NOBLET JVAN MILGEN. Energy value of pig feeds： effect of pig body weight and energy evaluation system[J]. Journal of Animal Science，2004，82：E229-E238.