環(huán)境影響禽畜營養(yǎng)需要(2)

1、環(huán)境影響禽畜營養(yǎng)需要(二)邱文石國立中興大學(xué)畜牧系教授本省地處亞熱帶，高溫高濕之氣候?qū)Νh(huán)境影響禽畜營養(yǎng)需要尤為重要，但目前有關(guān)此方面之?dāng)?shù)據(jù)資料甚少，本社有鑒於此特禮聘國立中興大學(xué)畜牧系邱文石教授譯自由美國國家科學(xué)委員會 ( NRC ) 最近所出版的環(huán)境影響禽畜營養(yǎng)需要以饗讀者，親愛的讀者敬請仔細(xì)品嘗！第二章    環(huán)境和營養(yǎng)的相互影響 依據(jù)慣例大部份的家畜飼料系統(tǒng)，飼料成分表及家畜之營養(yǎng)推薦量均以測定能量為其基礎(chǔ)，因?yàn)橐詿崃啃问降哪芰亢茏匀坏陌崃科胶?，?dāng)談到家畜和環(huán)境的相互作用時，使用能量來做公分母是很方便的。營養(yǎng)需要表列之值系用於假設(shè)家畜在沒有環(huán)境緊迫且預(yù)期

2、其表現(xiàn)接近其遺傳潛力的情況下。但實(shí)用上的環(huán)境情況常常并非理想，且因家畜的表現(xiàn)常處於其遺傳潛力之下。使生產(chǎn)力降低之影響因素包括有自然發(fā)生之各種氣候因素以及人為的諸因素 ( 如管理上的因素 )。後者主要系經(jīng)由集約生產(chǎn)系統(tǒng)下家畜的舍飼。許多緊迫影響家畜之生產(chǎn)速率及其生產(chǎn)效率，關(guān)於環(huán)境溫度及其相關(guān)因素如濕度、輻射及空氣移動方面的影響後果知道較多，但對高度、聲音、家畜密度、畜舍、化學(xué)物或生物性污染等方面的影響了解較少，各別的緊迫因素可能單獨(dú)會影響家畜的表現(xiàn)，可能也和其他的因素交感而造成復(fù)雜的各種緊迫情況，而常常無法估計(jì)出其原始之原因。家畜的蔭棚或畜舍原以減少或緩和大自然環(huán)境的沖擊為主，但同時也造成許多新

3、的微環(huán)境的緊迫 ( microenvironmental  strees )，使家畜必需對抗這些緊迫。    飼料能量的劃分     圖三系以在家畜內(nèi)飼料能量劃分用圖表加以表示之，且在印證環(huán)境因素對家畜營養(yǎng)需要量之影響模式方面很有用，本文內(nèi)盡量使用美國國家研究委員會 1981 年之“ 家畜營養(yǎng)上的能量學(xué) ”( Natritional  Energetics  of   Domestic  Aninals ) 內(nèi)之專有名詞。攝取之能量 ( Intake  energy , IE

4、 )：是指每日攝取之可燃性能量 (  combustible   energy )，依飼料之可燃性能量密度，采食的機(jī)會及家畜的食欲等因素而定。飼料并非完全被消化或被吸收。未被吸收部份經(jīng)糞便排出體外，其可燃之能量稱之為糞便能 ( fecal  energy , F E )。消化能 ( Digestible  energy , D E ) 可以由 I E - F E 計(jì)算而來。但正因?yàn)榧S便中亦含有內(nèi)源物 ( endogenous  material )，并非所有糞便中之可燃能量全部由飼料之不可消化部份而來。因?yàn)橛袃?nèi)源的部份，所絆由 I E -

5、60; F E 之計(jì)算值可較正確的以“ 表面消化能 ”( Apparent   digestible  energy ) 來表示。同樣的，代謝能 ( metablizable   energy , M E ) 攝取。隨意活動、粕酵、消化及吸收之食馀熱，以及維持及生產(chǎn)功能之營養(yǎng)分代謝包括蓄積於體內(nèi)熱量，在冷環(huán)境有助維持體溫，但在熱情況下，這些增加的熱對家畜的熱量平衡有負(fù)影響可以由攝取能量減去在糞、尿 ( U E ) 及消化過程產(chǎn)生之氣體 ( G E ) 等的損失來計(jì)算；譬如 M EI EF EU EG E。因此，依定義而言攝取之代謝能為可供家畜進(jìn)行維持及生產(chǎn)功能的能

6、量。維持功能包括代謝能之氧化及利用，以提供：(1)基底代謝；生命之反應(yīng)過程以維持身體完整所需的熱量能量。(2)自由活動及采食營養(yǎng)分；包括尋找及獲取食物之肌肉活動，消化吸收及轉(zhuǎn)變食物為可代謝形式的過程，體內(nèi)廢物之形式及排泄出體外，及(3)抵抗外界馬上且直接加諸於家畜之有關(guān)緊迫。關(guān)於後者，家畜經(jīng)常面對著各種不同形式及不同程度的緊迫，就此家畜在行為上及在生理上需要繼續(xù)的調(diào)整。雖然有關(guān)的緊迫在生理上尚未十分明確 ( stott , 1981 )，但一些緊迫原 ( stressor )，如曝露於寒冷環(huán)境，已確知能提高飼料的氧化速率或提高體內(nèi)能量產(chǎn)生熱量的速率。緊迫原如寄生 或病原菌的能量成本，雖然是知道

7、，但尚缺詳細(xì)的定義。氧化 M E 供各種維持過程，在家畜體內(nèi)以熱量的形式釋放 ( 維持熱量 )，最終則系經(jīng)由物理性的熱量交換而排入四周的環(huán)境內(nèi)?？晒┥a(chǎn)用之代謝能，系滿足家畜維持需要的要求後之代謝能，因產(chǎn)品合成 ( 熱量的生產(chǎn) ) 的效率不良，可供生產(chǎn)的能量并非全部能成為家畜的產(chǎn)品；如滯留於生長或肥育的組織中，或生產(chǎn)出的產(chǎn)品中，如牛乳、蛋或幼畜。後者包括不良的產(chǎn)品合成以及滯留或生產(chǎn)出的產(chǎn)品。當(dāng)代謝能攝取超出當(dāng)時的需要時，家畜一般以肝醣 ( glycogen )，脂酯或蛋白質(zhì)的形式來蓄積能量。但當(dāng)家畜的需要大於從飼料而來可供利用的能量，則動用蓄積的能量。譬如養(yǎng)乳牛者讓其乳牛在不泌乳期間堆積體脂肪

8、 ( 能量 )，預(yù)期在泌乳高峰期間，最高量的攝食尚不足以應(yīng)付當(dāng)時之維持及最高水準(zhǔn)泌乳需要時，可被用來供給不足之能量。綜合以上所述，圖三代表攝取之飼料能量及劃分體內(nèi)主要之能量的途徑於廢棄物排出，於生產(chǎn)出的產(chǎn)品，及熱量於組織滯留。熱量經(jīng)由數(shù)種途徑，在熱量的調(diào)整 ( thermo  regulation ) 機(jī)制的控制下，用於避免體溫的上升或下降，當(dāng)在寒冷緊迫下，從維持及生產(chǎn)過程所產(chǎn)生的熱量可及時用來維持體溫，使家畜減少使用發(fā)抖或其他寒冷引發(fā)之產(chǎn)熱過程來生產(chǎn)額外的體內(nèi)熱量。相反的，當(dāng)熱緊迫下引起熱量的調(diào)整機(jī)制的作用，使超量的熱量排散出體外以維持恒溫。因此在曝露於寒冷下；熱量可能有益，但在熱

9、緊迫下，熱量成為家畜的負(fù)擔(dān)。譬如在生產(chǎn)功能中所放出的熱量有效的降低適溫區(qū)的低限，在一定的溫度下，使生產(chǎn)中的家畜較非生產(chǎn)中的家畜受到較大程度的熱緊迫。家畜因外在緊迫原的影響，使家畜在行為上及生理上的調(diào)整，致影響其能量攝取及其於家畜體內(nèi)的劃分能量；可利用於生產(chǎn)的數(shù)量，生產(chǎn)力水準(zhǔn)，及飼料之利用效率。因此環(huán)境的影響比僅引伸於圖三里之“ 抵抗外界緊迫 ”之單獨(dú)一項(xiàng)的范圍更為廣泛。    消化率及代謝能力 ( Digestibility  and  Metabolizability )   消化率及代謝能力系飼料的能量或營養(yǎng)環(huán)值的生物測

10、定，不僅依飼料本身的物理及化學(xué)特性，而且依家畜對飼料的攝取，家畜的生理情況，以及飼料的攝取量而定 ( NRC , 1981 )。不同動物對其所攝食飼料具有不同的營養(yǎng)價(jià)值，尤其是消化過程的不同，了解不同家畜間的差異已導(dǎo)致發(fā)展比較獨(dú)立的飼養(yǎng)系統(tǒng)，包括不同家畜的不同飼料組成成份表。撇開任何環(huán)境對植物生長及家畜飼料本身的組成及品質(zhì)的影響，有與日俱增的證據(jù)顯示環(huán)境直接影響消化及代謝的功能。雖然家畜的生理上改變的特性 ( 本質(zhì) ) 及程度尚未完全了解，但其後可能對應(yīng)用家畜營養(yǎng)方面的影響甚為重要。但是在溫帶地區(qū)，家畜消化粗料的能力，在較暖的溫度下會增加，而在較冷的環(huán)境溫度下則會減低，在極大的熱緊迫的熱帶地區(qū)

11、，家畜消化飼料的能力可能會受到不良的影響   ( Bhottacharya 及 Hussain , 1974 ; Sharma 及 Kehar , 1961 ) 摘於表二的資料。顯示出環(huán)境溫度的確影響消化率，但有此研究人員對接受家畜所處環(huán)境會影響飼料的營養(yǎng)價(jià)值的論點(diǎn)，甚為猶疑 ( Fuller  1965；Graham , 1965 )，突然改變環(huán)境溫度會使食物在消化道內(nèi)之通過速度及消化道的容積會有暫時性的改變，此足於使短期間之表面消化率測定產(chǎn)生偏差 ( Degen 及 Young , 1980 ；Graham 1965 ) 因此在環(huán)境溫度改變期間或在持續(xù)的熱或冷的緊迫下測

12、定的飼料消化率，在解釋其結(jié)果時需要特別謹(jǐn)慎。雖然熱或冷環(huán)境可能與食欲的改變可能有關(guān)系 ( 見表二 )，所觀察到的飼料消化率的改變并非全然受飼料攝取的影響，因?yàn)樵谙嗤康娘暳蠑z取及在限制及控制攝取下也觀察到其影響 ( ehristopherson , 1976；Kennedy 等 , 1977 , Lippke , 1975；Warren 等 , 1974 ) 大部分有關(guān)環(huán)境溫度影響家畜消化飼料之消化能力的資料僅有反芻動物的粗料攝食。有少許有關(guān)綿羊食用精料，( 谷物基礎(chǔ) ) 的資料；一般的環(huán)境溫度不影響消化率之?dāng)?shù)值。表二    環(huán)境溫度對牛羊及豬消化飼料的能力家畜飼料成分溫度

13、范圍消化率改變來源低高牛 荷蘭牛雜交仔牛印度仔牛肉牛之仔牛肉牛之仔牛閹肉牛閹肉牛肉用母牛乳用母牛荷蘭仔牛雜交仔牛印度仔牛肉牛之仔牛肉牛之母牛乳牛之母牛閹肉牛閹肉牛乳用母牛肉牛之仔牛肉牛之仔牛閹肉牛閹肉牛肉牛之母牛乳牛之母牛綿羊剪毛閹肉羊剪毛閹肉羊剪毛閹肉羊剪毛閹肉羊剪毛閹肉羊剪毛綿羊長毛公羊閹肉羊閹肉羊剪毛閹羊剪毛閹羊生長羊生長羊生長羊生長羊剪毛閹羊剪毛閹羊剪毛閹羊剪毛閹羊剪毛閹羊剪毛閹羊剪毛閹羊剪毛閹羊剪毛閹羊剪毛公羊豬生長豬生長豬生長豬生長豬生長豬 乾物質(zhì)能量ADF氮乾物質(zhì)有機(jī)物能量ADFNDF氮乾物質(zhì)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反芻動物之食糜通過速率對日糧消化率的重要性已清楚的獲得證實(shí) ( Balch , 1950；

18、Blaxter 等 , 1956；Metens 及 Ely , 1979 )。許多最近的研究顯示環(huán)境溫度可能因改變消化道之容積及食糜之通過率的改變而影響飼料的消化率。曝露於熱期間，牛只之瘤胃運(yùn)動降低 ( Attebery 及 Johnson , 1969 )，同時增長食糜的滯留時間，這該會增加消化率 ( Warren 等 , 1974 )。實(shí)際上曝露於冷環(huán)境的相反的反應(yīng)在綿羊及牛方面均有報(bào)告，如瘤蜂胃運(yùn)動及反芻活動增加，食糜通過速率的加快 ( 降低滯留時間 )，及降低飼料之表面消化率 ( Buckebusch 及 Marguet , 1964 ; Christopherson , 1976 ;

19、 Gonyou 等 , 1979 ; Kennedy 等 , 1977 ; Westra 及 Christopherson , 1976 )。在非反芻動物方面的研究已顯示，如 Levin ( 1969 ) 之綜合報(bào)導(dǎo)稱消化道的運(yùn)動因低甲狀腺癥而降低，且因服用甲狀腺素而增快。在 1974 年 Miller 等報(bào)告稱甲狀腺受傷的乳牛，其食糜通過率下降，可服用甲狀腺素或碘化蛋白 ( thyroprotein ) 來恢復(fù)正常速率。同樣的，Kennedy 等 ( 1977 ) 發(fā)現(xiàn)在甲狀腺切除的綿羊所降低的食糜通過速率可用甲狀腺素之處理而恢復(fù)。溫暖的溫度降低甲狀腺的活動，而寒冷的溫度增加家畜甲狀腺的活動

20、，有關(guān)各種家畜這方面的資料已有記載 ( de  Andrade 等 , 1977  , Gale , 1973；Johnson , 1976 ) 這些建議家畜在不同的環(huán)境溫度下，其甲狀腺的活動也因而改變，這可能與腸道運(yùn)動及食糜通過速度改變有關(guān)，因而改變了日糧的消化率。有關(guān)不同形式的日糧及飼養(yǎng)水準(zhǔn)影響其一連串生理上的機(jī)制方面，有待更多的研究以便進(jìn)一步的了解。環(huán)境溫度對飼料乾物量及 D E 值的影響也會改變其 M E值。但是飼料的 M E 值也依據(jù)尿中能量及微生物粕酵氣體能量損失來決定。這些損失如同糞便的損失也是受環(huán)境所影響。在寒冷的情況下，在尿中能量及尿中氮素的排出會增加，尤

21、其是在大量蛋白質(zhì)當(dāng)做產(chǎn)熱反應(yīng)物分解的情況更甚 ( Blaxter 及 Wainman , 1961；Graham 等 , 1959 )，這會使 M E 的值較其計(jì)算值低 ( 如定義之值 )。這種所造成的偏差究竟是由代謝能的定意或飼料能量值所應(yīng)有的負(fù)值所引起的，令人混淆不清。但是在曝露於寒冷之綿羊，其甲烷的產(chǎn)生稍受影響而減少 ( Kennedy 及 Milligan , 1978 )，可能是反應(yīng)出微生物活動的下降，此會使曝露寒冷期間的日糧稍加改善，但是這種改善對在寒冷下消化率的降低相形之下顯得不甚重要。以上的證據(jù)顯示環(huán)境溫度對消化作用的影響，以及推薦在反芻動物以粗料為主之日糧需發(fā)展出一種適當(dāng)?shù)恼{(diào)整因子。任何調(diào)整因子在目前雖然可以約略的估計(jì)出來，但是尚需更進(jìn)一步的研究以便能更精確的來測定；雖然有關(guān)環(huán)境溫度的資料在一般飼料組成成分表上飼料，一般尚無法進(jìn)行生物的測定，一般的資料均假設(shè)是依據(jù)在適溫情況下的研究。環(huán)境溫度對生長豬只之飼料原料消化的影響，也已顯示當(dāng)豬只曝露在寒冷下，其能量及氮的消化率會