能量饲料原料在家禽日粮中的净能评定研究

■宁 然 聂 伟* 班志彬 刘兴波 程梓宸 贠向隆

（1.中国农业大学动物科技学院，动物营养学国家重点实验室，北京 100093；2.吉林省农业科学院畜牧科学分院，吉林 长春 136100）

能量饲料是指在干物质条件下，粗纤维（crude fiber, CF）含量低于18%，同时粗蛋白（crude protein,CP）含量低于20%，且具有高于1.05 MJ/kg 消化能的饲料原料[1]。家禽需要通过代谢能够产生能量的营养素来维持生命和生产活动，而饲料中很多营养物质不能被家禽用来提供能量，因此能量饲料通常在配方中占比较大[2]。“2020 年畜牧兽医工作要点”中提及要全面开展饲料原料营养价值评定，建立饲料原料营养价值大数据库。在家禽能量饲料原料营养价值评定体系中，代谢能（metabolizable energy, ME）体系虽应用广泛且易操作，但其无法准确地描述饲料能量在动物体内用于维持、生长和生产的数值，而且多数研究表明ME 体系一般会高估饲粮中蛋白质、纤维的有效能值，低估脂肪、淀粉的有效能值[3-5]。在反刍动物和猪生产上已经应用比ME系统更为精确和具有性价比的净能（net energy, NE）评价体系并获得了相应的经济和环境效益，而NE 体系现仍未系统地应用于家禽领域，缺乏实测的数据，研究家禽将饲料原料ME转化为NE 的代谢规律并根据NE 体系设计家禽日粮配方将成为家禽业及饲料业今后的热点。因此文章综述了家禽NE体系的应用优势以及在能量类饲料原料方面的评价研究。

1 家禽净能体系的应用优势

1.1 准确评定饲料原料的有效能值

家禽会通过泄殖腔将粪尿同时排出，因此普遍将ME 体系作为评定家禽饲料原料有效能值的能量体系。NE 体系与ME 体系是对同一问题的互补思考方式[6]，但NE 系统在能量分配上更全面，因为它考虑到了体增热（heat increment，HI）的损失，不同营养成分被家禽代谢时会产生不同水平的HI，代谢能转化为净能的效率从高到低分别为：脂肪（86%）、碳水化合物（68%）、蛋白质（59%）[4]。净能可分为维持净能（net energy for maintain，NEm）和生产净能（net energy for production，NEp），NEm 是指机体用于维持生命所必需的那部分能量，NEp是指用于生产动物产品及体组织沉积的那部分能量。NE系统能够更贴近真实的动物能量需要及对饲料的可利用程度，因此王子强[7]采用NE 体系拟合日粮饲喂蛋鸡，并观察到与表观代谢能（apparent metabolizable energy, AME）体系拟合的日粮相比，蛋鸡前期的产蛋率、产蛋量得到显著提高。Barzegar 等[3]根据前期试验所得原料净能值设计蛋鸡日粮配方时，同ME 水平下，随菜籽油含量的增加，日粮NE 值增加，氮校正代谢能（nitrogen corrected metabolizable energy，AMEn）转化为净能的效率提高，蛋鸡的饲料转化率有所改善，从体内调动能量的比例降低，从而蛋品质得到提升，这与脂质的额外能量效应相符，同时也证明了NE 体系能够更准确地评定饲料原料有效能值，改善家禽生产性能及产品质量。

1.2 有效评估酶制剂改善饲料有效能的作用

Oluskosi 等[8]发现添加木聚糖酶仅略微改善了7～28 日龄罗斯308 肉公鸡的日粮AME，却显著提高了其NEp、作为脂肪沉积的能量及效率，Nian 等[9]的研究中木聚糖酶的添加只提高了26～28 日龄AA 肉鸡4.2%的小麦日粮AME，却提高了26.1%的NEp，类似地，Barekatain 等[10]研究外源添加混合多糖酶和蛋白酶，发现对18～28 日龄罗斯308 肉鸡日粮NE 有显著提高而对ME 没有影响，这均表明NE 体系的另一优势在于比起AME 体系，它能够更好地评估家禽利用日粮能量中酶制剂的作用，更显著地体现酶制剂的价值。

1.3 降低饲料成本和减少环境污染

为家禽提供蛋白饲料的主要目的是为其提供充足且平衡的氨基酸，在保证家禽营养需要的同时，选择用碳水化合物饲料和油脂来替代价格较高的蛋白饲料，还能通过探究年产量较高的米糠、麦麸等的真正营养价值来更多地发展此类农副产品的使用前景[11]。运用NE 体系配制氨基酸平衡的低蛋白日粮，理论上不会对家禽的生产性能有不利影响，Canh等[12]的试验中，日粮CP 水平从16.5%降低至12.5%，未对猪生长性能产生显著影响，推测只要氨基酸水平和净能水平能够满足生产需要就不会对猪的生长性能甚至胴体指标产生显著影响[13]。王子强[7]同样在试验中降低了2%的日粮CP 水平，蛋鸡生产性能也未受到显著影响。在肉鸡试验中，蛋白浓度的改变也未对绝食代谢产热（fasting heat production, FHP）和净能转化为代谢能的效率产生影响[14]。因此应用NE体系既可以降低饲料成本，又减少了氮的排放，有益于环境。除降低蛋白浓度外，王旭莉[15]的试验按照净能需要标准降低日粮能量水平，也能够在不显著影响蛋鸡生产性能的同时提高经济效益。

综合考虑，推广净能体系具备相应的理论优势，并不会产生额外的环境和经济效益，具有商业价值[7]。

2 净能测定的方法

2.1 NEp及NEm的测定

NEp的测定通常采用比较屠宰法，依据试验始末机体总能之差得到能量沉积（RE），若要计算作为蛋白质的沉积能量（REP）和作为脂肪的沉积能量（REF），再考虑其相应能量系数38.22 kJ/g 和23.61 kJ/g[16]即可，也有学者采用双能X 线吸收法（dual X-ray absorptiometry，DEXA）对能量在体组织中的分配规律进行评估[17]。NEm由于只能在理想状态下测定，所以通常用FHP 来代替，既可沿用上述的比较屠宰法，也可能通过后续介绍的测热法测得，即试验家禽绝食到空腹后再进行测定[18]。

2.2 产热量的测定

产热量的测定方式分为直接测热法和间接测热法。直接测热法是将试验家禽置于测热装置中记录测定其产热量，操作繁琐复杂，1780 年曾应用于豚鼠上[19]；间接测热法则是利用呼吸熵的原理，采用呼吸测热装置测定试验期间二氧化碳产生量与氧气消耗量，根据HP（kJ）=16.18×VO2(L)+5.02×VCO2(L)[18]测得家禽的总产热（total heat production, THP）。

为更准确地研究家禽能量代谢，呼吸测热室的发展是必要的，1987年研制出了适用于家禽的密闭式呼吸测热室[20]，但某些环节仍需人工测定或大量试剂测定，虽误差值较小但费用较高，对密闭性要求严格[21-22]；1988 年启闭式呼吸测热室被研制成功，虽造价低、准确性高，但间隔一段时间后整体气体环境的变化对试验家禽有较大应激，且仍对密闭性要求严格[22]；传统被认可且不断被改进的开路式呼吸测热室，分为负压式和常压式，负压式气体回收率较低且误差值较大[23]，常压式通过调节进气排气的流速保证小室内的压力平衡，因此能够更真实反映家禽的生理状态，并实时记录气体值及呼吸熵[24]。

2.3 饲料原料净能值的测定

直接法测定：直接将单一待测原料饲喂给家禽，测得的饲粮净能即为待测原料净能值。但该饲粮，尤其是非常规原料的单一饲喂无法满足正常的家禽营养需要，因此直接法应用存在限制。

替代法测定：最为常用的方法，是将待测原料以一定比例替代基础日粮的供能部分，再分别计算基础日粮能值和待测日粮能值，根据替代比例套算得到原料能值。该方法能保证营养平衡的日粮，减少家禽应激自然采食，但是无法避免不同原料间的互作，因此测得能值可能存在偏高或偏低的情况[25]。替代法最开始是简单地以重量比例替代全部基础日粮发展为替代基础日粮供能部分，公式也进一步考虑由式（1）细化至以干物质为基础，待测原料替代供能部分后的式（2）。

上述两种方法中计算饲粮NE 值的方式主要有：拆分为NEm 和NEp 分别计算而后相加：NE=NEp+NEm；从THP中减去FHP得到HI：THP-FHP=HI，再从代谢能中减去热增耗得到NE：NE=ME-HI；最后的预测方程法可同时运用在饲粮和原料能值的计算上，主要是利用软件进行预测回归方程的构建，即通过测定饲粮或原料的概略养分、可消化养分或结合ME 与实际测得饲料净能值建立的预测方程进行估测，而且引入的预测因子相对较多可以提高方程的拟合度，提高NE值估测的准确度。

3 家禽能量饲料原料的净能

3.1 家禽能量饲料原料的净能研究进展

能量饲料主要分为谷实类，谷实加工副产品，块根、块茎及其加工副产品，动物产品副产物和油脂[27]。近年来家禽能量饲料原料的净能值研究总结如表1所示。

表1 家禽能量饲料原料的净能研究

表1（续1） 家禽能量饲料原料的净能研究

表1（续2） 家禽能量饲料原料的净能研究

表1（续3） 家禽能量饲料原料的净能研究

最为家禽饲粮所常用的主要有玉米、小麦和油脂等。玉米在其中营养价值最高，CF 含量低，消化率高，但CP 含量低且氨基酸不平衡，不饱和脂肪酸含量高，粉碎后易劣变[44]。由表1 可知，玉米在家禽日粮中的ME为12.74～16.84 MJ/kg DM，NE为8.68～13.16 MJ/kg DM，代谢能转化为净能（ME/NE）的效率为0.65～0.86。小麦淀粉含量丰富，本身能量不亚于玉米。由表1 可知，小麦在家禽日粮中的ME 为11.03～16.26 MJ/kg DM，与玉米相差无几，但其NE 较低，为6.81～11.94 MJ/kg DM，代谢能转化为净能的效率也较低为0.56～0.80。推测原因是小麦CP 含量高于玉米，而CP在家禽代谢中所产生的HI较高。而且从净能预测方程来看，所引入的预测因子主要为纤维素类、CP 和粗脂肪（ether extract, EE），而净能值又与纤维素和CP 成反比，与EE 成正比，小麦CP 含量较高且含非淀粉多糖（non-starch polysaccharides，NSP）等抗营养物质，EE 含量较低。油脂在家禽日粮中的ME 为30.96～48.57 MJ/kg，NE 与之差异不大为27.87～44.52 MJ/kg，这与油脂的高ME/NE 的利用率（0.86～1.01）有关。

从近年来对能量饲料原料的净能研究可知，糠麸类等农副产品的研究较少，即便是常用原料，对鸡的品种及日龄的研究也不全面，因此继续探究净能体系在家禽能量饲料原料上的应用具有重要意义。

3.2 影响家禽能量饲料净能测定的因素

由表1可见，能量饲料原料的NE会受原料种类、家禽品种、用途及日龄影响，且白羽肉鸡的日龄与ME/NE成正比，这可能是由于肠道微生物区系逐步完善，提高了家禽的饲料转化率（feed conversion ratio，FCR），Skinner-Noble 等[45]发现高FCR 型的肉鸡增重净能（net energy for gain，NEg）和NEm偏高。

原料NE 的测定方法、设备样式及计算方式的差异也会不同程度地造成最终能值的改变，Barekatain等[10]的试验结果中利用比较屠宰法得到的DDGS的NE 值略高于间接测热法所得。从饲粮能值转化为原料能值的方法中替代法的替代比例也会对能值的测定产生影响，理论上替代比例越高，越减少了与其他原料的互作效应，结果更接近原料本身能值，但像高粱的ME 值与其单宁含量成反比，若添加过量则对肉鸡生产性能产生影响[46-47]，因此替代比例需根据原料特性而定，表1 所示试验中玉米的常用替代比例为30%～50%，DDGS 为20%～30%，糠麸类原料为20%，但刘伟[34]的试验结果中，直接法与替代法两种方法所得玉米NE 值没有显著差异。

此外，对原料或饲料的加工方式及添加剂的添加也均会影响原料净能值。Skinner-Noble 等[48]研究发现，与粉料相比，饲喂颗粒饲料的母鸡总NEg 更高，这可能与采食频率的下降及脂质沉积有关。酶制剂降解NSP 提高营养物质利用率的原理已被广泛应用于家禽业，如Daskiran 等[49]研究发现β-甘露聚糖酶的添加提高了饲喂玉米豆粕型日粮的肉鸡NEg，Musigwa 等[50]也研究发现多糖酶能够提高肉鸡的ME/NE 及脂质沉积量。植酸酶也同样能通过刺激肉鸡采食量，使钙植酸复合物变性，从而减少了限制脂肪能量利用的金属皂的形成，提高玉米豆粕型、小麦豆粕型和木薯豆粕型饲粮的NE[51-53]，提高脂肪和蛋白质的沉积[54]。但外源添加酶制剂并不总是能够明显改善日粮净能值[55]，这可能与日粮类型如NSP 含量、蛋白质含量，肉鸡日龄、酶制剂类型等均有关。

4 总结

综上所述，应用净能体系评价能量饲料在家禽日粮中的营养价值的研究虽已逐步开展，但在原料种类、家禽品种和日龄上的探究还不全面。能量饲料中的农副产品若与酶制剂等添加剂相匹配，既有助于我国饲料原料的合理利用，又能降低家禽饲料配方的成本。因此准确测定各能量原料能值及家禽净能需要量，并深入探究改善家禽对能量饲料原料的能值利用的方法，最终在家禽养殖业与饲料业进一步推广系统的净能体系，为其建立理论数据基础。