能量与动物营养 (2)

1、第三章第三章 能量与动物营养能量与动物营养 内内 容容第一节第一节 能量概述及其转化代谢能量概述及其转化代谢第二节第二节 动物能量需要的表示体系动物能量需要的表示体系第一节第一节 能量概述及其转化代谢能量概述及其转化代谢一、能量的概念及单位一、能量的概念及单位 二、能量来源二、能量来源三、能量在动物体的转化代谢三、能量在动物体的转化代谢1.1.能量的概念能量的概念 是动物做功的能力，包括光能（青年鸡），化是动物做功的能力，包括光能（青年鸡），化学能，电能等（供暖学能，电能等（供暖 用化学能成本高）。是能产用化学能成本高）。是能产生能量的营养素在动物体内氧化后的一种特性，是生能量的营养素在动物体

2、内氧化后的一种特性，是动物的第一需要，动物的第一需要，没有能量就没有动物体任何功能没有能量就没有动物体任何功能活动，甚至于维持活动，甚至于维持。一、能量的概念及单位一、能量的概念及单位 (1)(1)传统传统: : 卡（卡（calcal） 1Mcal = 101Mcal = 103 3Kcal =10Kcal =106 6 calcal （2 2）焦耳（）焦耳（J J）: 1MJ = 10: 1MJ = 103 3KJ = 10KJ = 106 6J J （3 3）卡体系和焦耳体系的转化）卡体系和焦耳体系的转化: : 1cal = 4.184J 1cal = 4.184J 1Kcal = 4.1

3、84KJ 1Kcal = 4.184KJ 1Mcal = 4.184MJ 1Mcal = 4.184MJ一、能量的概念及单位一、能量的概念及单位1.1.主要来源于三大有机物：主要来源于三大有机物： 碳水化合物、脂肪、蛋白质碳水化合物、脂肪、蛋白质 碳水化合物是主要来源碳水化合物是主要来源 单胃动物：单胃动物：单糖、寡糖、淀粉单糖、寡糖、淀粉 反刍动物：反刍动物：单糖、寡糖、淀粉、纤维素、半纤单糖、寡糖、淀粉、纤维素、半纤维素维素脂肪次之：脂肪次之：是高产动物的能量补充是高产动物的能量补充 蛋白质作能源物质既不经济也不科学蛋白质作能源物质既不经济也不科学 二、能量的来源二、能量的来源3. 3.

4、饲料的能量高低取决于三大有机物的比例与含量饲料的能量高低取决于三大有机物的比例与含量 含脂肪高的饲料含能高：花生、豆饼含脂肪高的饲料含能高：花生、豆饼 骨粉含有机物低，能量低骨粉含有机物低，能量低2 2. . 纯养分能量高低取决于分子中的纯养分能量高低取决于分子中的C C、H H含量含量C C、H H比例高能值高。比例高能值高。O O含量越低，能值越高。含量越低，能值越高。C/HC/H越小，氧化越小，氧化释放的能量越多，各类物质能值的高低取决于分子中氧化时释放的能量越多，各类物质能值的高低取决于分子中氧化时能结合外来氧的能力。能结合外来氧的能力。二、能量的来源二、能量的来源三、能量在动物体的转

5、化代谢三、能量在动物体的转化代谢总能总能粪能粪能消化能消化能尿能尿能甲烷能甲烷能代谢能代谢能热增耗热增耗净能净能维持净能维持净能生产净能生产净能动物总动物总产热产热饲料能量在动物体内的分配饲料能量在动物体内的分配三、能量在动物体的转化代谢三、能量在动物体的转化代谢（一）总能（一）总能 饲料中的有机物完全氧化燃烧生成二饲料中的有机物完全氧化燃烧生成二氧化碳，水和其他氧化产物时释放的全部氧化碳，水和其他氧化产物时释放的全部能量，主要为能量，主要为碳水化合物、粗蛋白和粗脂碳水化合物、粗蛋白和粗脂肪能量的总和肪能量的总和。1.1.定义：定义：三、能量在动物体的转化代谢三、能量在动物体的转化代谢 消化能

6、（消化能（DEDE）= =总能（总能（GEGE）- - 粪能（粪能（FEFE） 按上式计算的消化能为表观消化能（按上式计算的消化能为表观消化能（ADEADE）1. 1. 定义：定义： 饲料可消化养分所含的能量，即饲料可消化养分所含的能量，即动物摄入饲料的动物摄入饲料的总能与粪能之差。总能与粪能之差。2. 2. 粪能（粪能（FEFE）： 粪中所含的能量（不能消粪中所含的能量（不能消化的养分随粪便排出）。化的养分随粪便排出）。是饲料能量代谢的第一是饲料能量代谢的第一道损失，也是最大的损失。道损失，也是最大的损失。 内源性物质所含的能量称为代谢粪能（内源性物质所含的能量称为代谢粪能（FmEFmE）

7、FEFE中扣除中扣除FmEFmE后计算的消化能称真消化能（后计算的消化能称真消化能（TDETDE）3. 3. 粪能的来源粪能的来源（二）（二）DE4. 4. 表观消化能表观消化能 = = 总能总能- -粪能，即：粪能，即： ADE = GE ADE = GE FE FE 5. 5. 真消化能真消化能 = = 总能总能 - -（粪能（粪能 - - 内源物质所含的能量内源物质所含的能量) ) 即即: TDE = GE-: TDE = GE-（FE - FmEFE - FmE） FmEFmE：代谢粪能：代谢粪能 表观消化能（表观消化能（ADEADE） （TDETDE）真消化能）真消化能 TDETDE

8、反映饲料的值比反映饲料的值比ADEADE准确，但测定困难准确，但测定困难（二）（二）DE 总能总能 影响不大影响不大 消化能（消化能（Kcal /KgKcal /Kg）= = 总能总能 - - 粪能粪能/ /进食量（进食量（DMDM） 粪能粪能 损失最大的部分损失最大的部分 消化率取决于饲料中的粗纤维（消化率取决于饲料中的粗纤维（CFCF）含量）含量 DEDE（MJ/KgMJ/Kg）=17.15 - 0.41CF =17.15 - 0.41CF CF CF：粗纤维含量：粗纤维含量 动物种类动物种类 6.6.影响消化能的因素影响消化能的因素（二）（二）DE反刍动物反刍动物 饲喂粗饲料饲喂粗饲料

9、粪能占总能的粪能占总能的40%-50% 40%-50% 饲喂精饲料饲喂精饲料 粪能占总能的粪能占总能的30% 30% 马马 粪能占总能的粪能占总能的40% 40% 猪猪 粪能占总能的粪能占总能的20% 20% 哺乳动物（其它）哺乳动物（其它） 粪能占总能的比例粪能占总能的比例 10% 10% 家禽家禽因粪尿难分开，一般不测定禽类的消化因粪尿难分开，一般不测定禽类的消化（二）（二）DE( (三三) )代谢能代谢能(metabolizable(metabolizable energy energy，ME)ME) 即食入的饲料消化能减去尿能（即食入的饲料消化能减去尿能（UEUE）及消化道气）及消化道

10、气体的能量（体的能量（EgEg）后，剩余的能量，也就是饲料中能为）后，剩余的能量，也就是饲料中能为动物体所吸收和利用的营养物质的能量。动物体所吸收和利用的营养物质的能量。 ME = DE - ME = DE - （UE+ EgUE+ Eg） = GE - FE - UE = GE - FE - UE Eg Eg 1.1.定义：定义：2.2.气能（气能（EgEg） ：消化道发酵产生气体所含能量。消化道发酵产生气体所含能量。（主要针对反刍动物甲烷（主要针对反刍动物甲烷（cHcH4 4）的损失）的损失） 甲烷能占甲烷能占总能总能3%-10%3%-10%。单胃动物消化道产气较少，单胃动物消化道产气较少

11、，E ECH4CH4一项可一项可以忽略不计以忽略不计绵羊绵羊 甲烷（甲烷（g g）=2 .14x+ 9.80 =2 .14x+ 9.80 x x为可消化碳水化合物的百分数为可消化碳水化合物的百分数 牛牛 甲烷（甲烷（g g）= 4.012 x + 17.68 = 4.012 x + 17.68 x x为可消化碳水化合物的百分数为可消化碳水化合物的百分数（三）（三）E甲烷产量的计算甲烷产量的计算 UEUE： 尿中有机物所含的总能，主要来自尿中有机物所含的总能，主要来自PrPr的代谢产物如的代谢产物如尿素、尿酸、肌酐等。尿素、尿酸、肌酐等。 UEUE的高低主要取决于尿中含的高低主要取决于尿中含N

12、N物质。物质。 每每gUNgUN的能值：的能值： 反刍动物反刍动物 31KJ/g31KJ/g 猪猪 28KJ28KJ（尿素）（尿素） 禽禽 34KJ34KJ（尿酸）（尿酸） UEUE损失占损失占GE GE 的的5-8%5-8%，一般比较稳定，一般比较稳定 ；猪占；猪占GE 2-3%GE 2-3%，反刍动物反刍动物4-5%4-5% 3.3.尿能尿能(UE)(UE)（三）（三）E代谢能代谢能 = = 总能总能- -粪能粪能- -气能气能- -尿能尿能= =消化能消化能- -气能气能- -尿能尿能 即：即：ME = DE-(Eg+UE)= GE-FE-UE-EgME = DE-(Eg+UE)= GE

13、-FE-UE-Eg 单胃动物气能可忽略不计单胃动物气能可忽略不计 禽禽 代谢能代谢能 = = 总能总能- -（粪能（粪能+ +尿能）尿能）= =总能总能- -排泻物含量排泻物含量 = DE-UE = DE-UE 猪猪 代谢能代谢能 = =总能总能- -（粪能（粪能+ +尿能）尿能）=DE-UE=DE-UE（三）（三）E表观消化能（表观消化能（AMEAME）= = 总能（总能（GEGE）- -粪能（粪能（FEFE）- - 尿能（尿能（UEUE）- -气能气能 真代谢能（真代谢能（TMETME）= = 总能总能- -（粪能（粪能- -代谢粪能）代谢粪能）- - （尿能（尿能- -内源尿能）内源尿能

14、）- -气能气能 即即TME = GE-TME = GE-（FE-FmEFE-FmE）- -（UE-UeEUE-UeE）-Eg-Eg UeEUeE：内源尿能，也所含的内源尿能，也所含的N N称内源氮，来自于体内蛋称内源氮，来自于体内蛋白质动员分解的产物。白质动员分解的产物。4.4.表观代谢能（表观代谢能（AMEAME）和真代谢能（）和真代谢能（TMETME）（三）（三）E ME = ME = 总能总能 - - 粪能粪能 - - 尿能尿能 - - 气能气能 影响饲料消化的因素（影响饲料消化的因素（CFCF） 粪能粪能 碳水化合物含量碳水化合物含量 气能气能 蛋白质水平蛋白质水平 尿能尿能 AA

15、AA平衡平衡 尿能尿能 6. 6.影响代谢能的因素：影响代谢能的因素：（三）（三）E（四）净能（四）净能(Net Energy，NE) 能够真正用于动物维持生命和生产产品的能量，能够真正用于动物维持生命和生产产品的能量，即饲料代谢能扣除饲料在体内的热增耗后剩余的那即饲料代谢能扣除饲料在体内的热增耗后剩余的那部分能量。部分能量。1. 1. 定义定义NE = ME - HI=GE - DE - UE -EgNE = ME - HI=GE - DE - UE -Eg - HI - HI指绝食动物在采食饲料后的短时间内，机体指绝食动物在采食饲料后的短时间内，机体产热高于绝食代谢产热的那部分热量。产热高

16、于绝食代谢产热的那部分热量。 体增热体增热 = = 采食动物产热量采食动物产热量 - - 绝食动物绝食动物产热量产热量2. 2. 热增耗（热增耗（HIHI）（四）（四）NE 消化过程产热，消化道运动产热。消化过程产热，消化道运动产热。 营养物质的代谢做功产热。营养物质的代谢做功产热。 营养物质代谢增加了不同器官肌肉活动所产营养物质代谢增加了不同器官肌肉活动所产生的热量。生的热量。 肾脏排泄做功产生热量。肾脏排泄做功产生热量。 饲料在胃肠道发酵产热。饲料在胃肠道发酵产热。3. 3. 产生热增耗的原因产生热增耗的原因（四）（四）NE4. 4. 影响热增耗大小的因素影响热增耗大小的因素（四）（四）N

17、EHIHI热增耗热增耗是不可避免的以热的形式损失的能量，也是不可避免的以热的形式损失的能量，也是饲料是饲料MENEMENE过程中的损耗。在寒冷环境中可以用过程中的损耗。在寒冷环境中可以用以维持体温，但以维持体温，但一般是一种能量损失。一般是一种能量损失。不同的营养素热增耗不同的营养素热增耗 ：蛋白质的热增耗占：蛋白质的热增耗占MEME的的30%30%CHCH2 2O 10-15% O 10-15% ， fat 5-10%fat 5-10%（四）（四）NE 指饲料能量用于沉积到产品中的部分，也包括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部分。根据其目的的不同，可分为用于劳役做功的部

18、分。根据其目的的不同，可分为增重净能、产蛋净能，产奶净能，产肉净能，产毛增重净能、产蛋净能，产奶净能，产肉净能，产毛净能等。净能等。维持动物生命活动，适度随意运动和维持体温恒维持动物生命活动，适度随意运动和维持体温恒定所耗能量。这部分能量最终定所耗能量。这部分能量最终以热的形式散失以热的形式散失。5.5.维持净能（维持净能（NEmNEm）6.6.生产净能（生产净能（NEpNEp） （四）（四）NE（五）环境温度对能量代谢的影响（五）环境温度对能量代谢的影响体温恒定体温恒定 产热：饲料，体组织产热：饲料，体组织 散热：散热：a.a.蒸发散热蒸发散热 呼吸呼吸 、皮肤出汗、皮肤出汗 b.b.非蒸发

19、散热非蒸发散热 传导、对流、辐射传导、对流、辐射 环境温度影响两个过程的强弱比例，也影响饲料环境温度影响两个过程的强弱比例，也影响饲料的能量分配的能量分配1.1.环境温度主要通过影响动物的热调节来影响饲料环境温度主要通过影响动物的热调节来影响饲料能量的利用效率。能量的利用效率。2.2.等热区：等热区：在环境温度的某一范围内，动物不需要在环境温度的某一范围内，动物不需要提高代谢率，只靠物理调节（蒸发、传导、对流、提高代谢率，只靠物理调节（蒸发、传导、对流、辐射），即可维持体温的恒定，通常将这一温度范辐射），即可维持体温的恒定，通常将这一温度范围称为围称为等热区等热区。等热区内动物的代谢率最低等热

20、区内动物的代谢率最低。 3.3.临界温度临界温度: : 等热区的下限点温度叫下限临界温度，等热区的下限点温度叫下限临界温度，或简称临界温度。或简称临界温度。 4.4.上限温度上限温度: :等热区的上限点温度叫上限温度。等热区的上限点温度叫上限温度。（五）环境温度对能量代谢的影响（五）环境温度对能量代谢的影响 等热区能量利用最高。等热区能量利用最高。环境温度超过等热区环境温度超过等热区高限，动物产热可能有点下降，但随着环境温度高限，动物产热可能有点下降，但随着环境温度升高，动物机体代谢加快，产热增加。升高，动物机体代谢加快，产热增加。环境温度环境温度低，动物本能增加采食低，动物本能增加采食。环境

21、温度高于一定值，环境温度高于一定值，动物本能降低采食量，减少体增热动物本能降低采食量，减少体增热。 通过饲养，管理扩大等热区。通过饲养，管理扩大等热区。 低温下，每下降低温下，每下降11，20kg20kg猪多需猪多需13g13g饲料。饲料。（五）环境温度对能量代谢的影响（五）环境温度对能量代谢的影响第二节第二节 动物能量需要的表示体系动物能量需要的表示体系一、能量表示体系一、能量表示体系二、能量体系间的转化关系二、能量体系间的转化关系三、有关能量转化的要点三、有关能量转化的要点一、能量体系一、能量体系 考虑了粪能损失，准确性小于代谢能和净能，考虑了粪能损失，准确性小于代谢能和净能，猪多采用消化

22、能体系猪多采用消化能体系。 2.2.代谢能体系代谢能体系 在消化能的基础上，考虑了尿能和气能的损失，在消化能的基础上，考虑了尿能和气能的损失，比消化能准确，但测定困难。比消化能准确，但测定困难。代谢能体系主要用代谢能体系主要用于家禽。于家禽。1.1.消化能体系消化能体系 不但考虑了粪能、尿能、气能的损失，还考不但考虑了粪能、尿能、气能的损失，还考虑了热增耗的损失，比消化能和代谢能都准确。虑了热增耗的损失，比消化能和代谢能都准确。但测定难度大，费工费时。但测定难度大，费工费时。 反刍动物多采用净能体系反刍动物多采用净能体系。 净能体系是动物营养学界评定动物能量需要净能体系是动物营养学界评定动物能

23、量需要和饲料能量价值的趋势。和饲料能量价值的趋势。3. 3. 净能体系净能体系一、能量体系一、能量体系三、有关能量转化的要点三、有关能量转化的要点1.1.由由GEGE总能转化为总能转化为NEpNEp生产净能的过程中有许多环生产净能的过程中有许多环节造成的能量损失，饲料中能转化为畜产品能量的节造成的能量损失，饲料中能转化为畜产品能量的仅是食入量的极少部分。仅是食入量的极少部分。乳牛乳牛20%20%（15-30%15-30%） 成年肉牛成年肉牛10% 10% ，生长肥育猪，生长肥育猪20%20% 28% 28% ，蛋鸡蛋鸡22% 22% ，肉仔鸡，肉仔鸡15%15%减少各环节的损失就可以提高能量的利用率减少各环节的损失就可以提高能量的利用率能量转化效率能量转化效率= =（产品