钾离子对猪的营养调控作用.doc

钾离子对猪的营养调控作用 根据早期的研究结果，许多营养教科书都认为单胃动物饲喂以自然饲料原料为主的日粮时，钾的缺乏极为少见，因此，猪日粮中无需另外补充钾离子。然而，最近的研究成果完全改变了猪钾离子营养的观点。由于遗传改良，现代猪品种能够以更快的生长速度和饲料利用率来生产更多的瘦肉，这些品种的猪对钾的需要量远远大于七十年代以前的品种，同时，为了最大限度地提高饲料利用率和减少对环境的污染，现代日粮中添加了大量的合成氨基酸以降低日粮中总蛋白质的水平，减少氮的排放；降低日粮中的天然蛋白质原料（如豆粕）的同时也降低了日粮中钾的浓度，更加剧了日粮中钾含量的不足。本文的主要目的是对钾离子在猪营养和生产中的重要性加以描述。 1 钾离子的作用1.1 钾维持体内最优电解质平衡 影响猪体内酸碱平衡的主要日粮电解质是单价的电解质，如钠、钾和氯离子。在配制猪的日粮时，钠、钾和氯离子及日粮电解质的平衡(DEB)(Na+K-Cl，以每公斤干物质中的毫当量计算)必须加以考虑，此外，这些离子和其它电解质在日粮中的浓度应当根据不同的日粮来作适当调整，绝对不能让其缺乏从而成为限制动物生产性能的制约因素(Mongin, 1981)。Golz和Crenshaw(1990)发现对于幼龄猪最佳的离子平衡为0.57%的钾、0.27%氯和0.39%的钠，日粮的电解质平衡为(Na+K-Cl)238毫当量/公斤。其它的研究表明将日粮中的DEB调整为250毫当量/公斤可以改变生长猪对日粮的干物质、氮和氨基酸的表观消化率(Haydon and West, 1990)。对于母猪，从产仔到泌乳21天(表1)，不论气候炎热还是凉爽，都可以改进仔猪断奶重(Dove and Haydon, 1994)和增加仔猪血浆钾离子浓度(Coffey, 1987)。 表1. 日粮电解质平衡对母猪泌乳和仔猪生产性能的影响离子平衡130 mEq/KgNa(.21%)+K(.55%) - Cl(.35%)250 mEq/KgNa(.23%)+K(.95%)-Cl(.30%)母猪采食量, Kg4.364.45每窝活仔猪数9.7410.2021天仔猪评价个体重, Kg5.455.71窝重, Kg45.949.31.2 钾在饲料原料中的利用率，体内的沉积和饲料原料的钾含量 由于钾离子在体内缺乏储存，而且从体内排出的很快，为了保持体内的正平衡，日粮中必须含有足够的钾离子。Combs和Miller(1985)测定玉米和豆粕中的钾的可吸收率为90%到97%，但是猪日粮中钾的体内存储率仅为24.7%到54.6%(Mason and Scott, 1972; Patience et al., 1985 a,b)。另外值得注意的是，常规饲料原料中的钾含量很不稳定，例如，根据NRC饲料原料成分分析，豆粕的钾含量在2%，而变异系数为0.3。也就是说，66.7%的分析样品的钾含量在1.7%到2.3%之间。 2 钾离子对猪营养的调控作用2.1 钾对赖氨酸利用率的影响 人们普遍公认钾能够刺激各种动物的蛋白质合成。对于生长猪来说，赖氨酸是日粮中必需氨基酸中第一限制性氨基酸，特别是玉米豆粕型日粮，赖氨酸的补充占据了饲料很大一部分成本，赖氨酸的利用率也因此被人们所关注。大量的研究表明，提高日粮中的钾离子水平能够提高赖氨酸的利用效率。 作为阳离子，钾离子与氨基酸之间具有功能上的互作，在代谢过程中，它们之间至少以三种方式互作(Miller 和Froseth, 1982)： 1）氨基酸可以替代细胞内液中的钾离子； 2）阳离子能够改变赖氨酸和精氨酸的分解代谢； 3）钾离子能够促进细胞对氨基酸的摄入和蛋白质合成。 Liebholz等(1966)发现添加0.4%到0.8%的钾可改善赖氨酸利用率。Mabuduike等(1980)使用赖氨酸含量在0.4%0.5%、钾水平在0.25%1.5%之间的日粮饲喂生长猪，发现在赖氨酸含量为0.43%的水平下，把钾的含量从0.26%提高到0.51%至0.81%之间都可以提高动物生长率、采食量和饲料利用率。Miller和Froseth(1982)发现赖氨酸加硫酸钾提高猪的日增重和饲料利用率。 2.2 钾降低PSE猪肉的发生 苍白、松软和渗出性猪肉(PSE)是由于屠宰时所造成的肌肉酸中毒引起的。运输和屠宰处理所造成的动物应激会导致肌肉中的乳酸积累，乳酸的积累会导致肌肉pH值的迅速下降，进而造成肌肉蛋白结构的改变，蛋白结构发生变化的猪肉色泽苍白、质地松软、储水能力降低、风味和品质遭到破坏，最终影响消费者对这种猪肉的采购和食用。 运输、处理和屠宰前日粮的研究已经证明，添加钾离子可以减少PSE的发生，因为钾离子是细胞内液中的最主要阳离子，具有调节组织渗透压和酸碱平衡的作用，是维持细胞和组织储水能力的重要因素，因此，日粮中钾的添加在减少PSE猪肉中具有重要的作用(Hooge 和 Cummings, 1995)。 2.3 钾减少动物应激和胴体缩水 钾能够减少肥育动物在处理和转运过程中的应激，并减少体重损失。此外，像在家禽生产中所观察到的一样，钾也能够缓解猪的热应激。Jesse等(1988)在密苏里州炎热的夏天使用刚刚购买的肥育猪进行了一个钾离子对动物热应激影响的试验，他给动物饲喂28天含有1%钾离子的日粮，与对照组相比，饲喂高钾日粮的肥育猪的增重明显加快。Haydon等(1990b)发现通过调节日粮电解质平衡(Na+K-Cl)，生长肥育猪的饲料采食量和日增重明显改善。 2.4 钾对瘦肉生长的影响Ewan(1987,1988)发现在日粮中添加0.4%的钾趋于提高蛋白质的沉积，增加肌肉的沉积和减少背膘厚度。2.5 钾能够提高猪的生长率表2是多年来实际饲养试验中猪的钾营养研究结果汇总，其中总结了29年中11个钾营养试验、30多个钾试验日粮与对照日粮的比较。尽管试验的结果有所变化和不一致，70%的研究表明钾的添加平均可以提高日增重(ADG)4.7%。76%的研究表明钾的添加平均提高采食量3.5%；与对照组相比，60%的试验表明采食添加钾日粮的猪平均饲料利用率提高1%。总起来看，添加钾具有提高猪的生产性能的作用，NRC现在的钾推荐量太低，不能适用于实际生产中猪日粮的配合。表2. 猪日粮钾营养研究结果汇总研究人员试验时间天数添加的K（%）日粮总K含量（%）平均日增重ADG平均日采食量ADF肉料比G/F与对照组的差异（%） Leibholz1966380.40.6537.5-5.130.7350.81.326.1-5.410.9350.81.396.21.36.7280.40.993.71.22.4280.81.39-1.26.7-8.2350.41.0819.614.14.6280.41.1714.611.13.2280.81.579.711.8-1.6280.81.731.32.7-3.6Miller19811050.10.54439120.10.5-3.5-1.4-1.70.10.694.81.43Wahlstrom1983350.415.44.90.50.81.454.14.22.5Cline1986560.4116.59.95.70.81.4514.816.4-1.4560.40.993.29.30.30.40.952.93.60Ewan1987560.40.952.93.601989750.40.895.91.84.1Jesse1988420.35165.90.7420.351-4.6-4.80.40.751.4-3.1-3.60.8420.351-4.5-5.100.751.4-8.2-7-1.2420.3511.22.1-0.4Brumm1989900.240.8702.3-3.70.481.1100.9-20.721.3504.3-5.7Schricker1993890.40.92.12.51.2Crenshaw1995490.20.848.780.43 NRC过时的钾推荐量 迄今为止，NRC对生长猪和肥育猪的钾营养需求量的推荐都是根据过去有限的研究数据决定的。NRC1968仔猪钾的推荐量为0.26%，而Meyer等(1950)、Jensen等(1961)和Cox等(1966)的研究表明16公斤仔猪的钾需要量为0.23%到0.28%。NRC1977、1988和1998版的猪钾需要量于1968年版相比几乎没有变化。Manners和McCrea(1964)估计1到4公斤仔猪的钾需要为0.27%到0.39%，Jensen等(1961)和Combs等(1985)报道5到10公斤猪的钾需要量为0.26%到0.33%；而Meyer 等(1950)推荐16公斤猪的钾需要量为0.23%到0.28%；20到35公斤猪的需要量为0.15%(Hughes 和Inner，1942；Mraz等，1958)。对于体重超过35公斤的生长和肥育猪以及繁殖猪来说，无任何文献和研究报告。由此可见，NRC今天的钾需要量基本上是建立在30、40和50年前的研究资料，仍然认为以谷物和豆粕为主的日粮正常情况下含有足够的钾，可以满足所有体重范围猪的需要。表3列出了NRC（1998）猪的钾营养需要。 表3. NRC1998猪营养需要中的钾推荐量生长阶段K%生长育肥1-5kg0.305-10kg0.2810-20kg0.2620-50kg0.2350-110kg0.17繁殖妊娠母猪0.20此外，NRC所推荐的猪钾营养需要是基