動物營養(yǎng)學(xué)-15 營養(yǎng)與環(huán)境

1、第一節(jié) 熱平衡與溫?zé)岘h(huán)境熱 平 衡溫 熱 環(huán) 境1一、熱平衡(一)熱平衡的概念熱平衡即動物產(chǎn)熱量和散熱量相等。動物機(jī)體在正常代謝過程中，不斷產(chǎn)熱和散熱，作為恒溫動物的哺乳動物和家禽，必須使散熱量和產(chǎn)熱量達(dá)到平衡，才能維持體溫相對恒定，保證機(jī)體各器官執(zhí)行正常生理功能。2一、熱平衡(二)熱平衡的調(diào)節(jié)動物體熱平衡受體溫調(diào)節(jié)中樞控制，該中樞主要位于下丘腦。當(dāng)環(huán)境溫度變化時，存在于皮膚和內(nèi)臟器官的溫度感受器將信號傳遞給體溫調(diào)節(jié)中樞，反饋調(diào)節(jié)內(nèi)分泌激素的分泌，使動物的生理代謝、形態(tài)和行為發(fā)生改變，進(jìn)而調(diào)節(jié)其產(chǎn)熱能力、隔熱作用和散熱能力來維持體溫恒定。3一、熱平衡調(diào)節(jié)方式物理性調(diào)節(jié) 即動物通過調(diào)整姿勢、增減

2、體表面積、擴(kuò)張或收縮體表血管、改變被毛或羽毛覆蓋情況等來調(diào)節(jié)體熱散失程度的方式；化學(xué)性調(diào)節(jié) 即動物通過提高養(yǎng)分代謝速度和肌肉節(jié)律性收縮來提高產(chǎn)熱量或增加呼吸次數(shù)來提高散熱量的方式。4一、熱平衡兩種調(diào)節(jié)方式的區(qū)別：物理性調(diào)節(jié)不涉及代謝率改變，只改變散熱量，環(huán)境稍有變化，其就發(fā)揮作用；化學(xué)性調(diào)節(jié)是通過提高代謝率來調(diào)節(jié)產(chǎn)熱量和散熱量，其是在環(huán)境溫度過高或過低時發(fā)揮作用。5二、溫?zé)岘h(huán)境(一)溫?zé)岘h(huán)境的概念溫?zé)岘h(huán)境：即包括溫度、相對濕度、空氣流動、輻射及熱傳遞等因素，它們共同作用于動物，使動物產(chǎn)生冷或熱、舒適與否的感覺。綜合評定指標(biāo)：有效環(huán)境溫度(EAT)即動物在環(huán)境中實(shí)際感受的溫度，而不是用溫度計(jì)對環(huán)

3、境溫度的簡單測定值。6二、溫?zé)岘h(huán)境(二)溫?zé)岘h(huán)境的劃分1、溫度適中區(qū) 溫度適中區(qū)即等熱區(qū)，在此溫度范圍內(nèi)，動物體溫保持相對恒定，若無其它應(yīng)激存在，動物的代謝強(qiáng)度和產(chǎn)熱量正常。動物熱平衡調(diào)節(jié)主要是物理調(diào)節(jié)。7二、溫?zé)岘h(huán)境LCT(下限臨界溫度)即等熱區(qū)下限有效環(huán)境溫度。UCT(上限臨界溫度)即等熱區(qū)上限有效環(huán)境溫度。最適生產(chǎn)區(qū)即在等熱區(qū)中，溫度偏低方向有一段最適合動物生產(chǎn)和健康的區(qū)域。此區(qū)域代謝強(qiáng)度和產(chǎn)熱量保持最低水平，不需增加代謝產(chǎn)熱速度就能維持體溫恒定。8二、溫?zé)岘h(huán)境2、熱應(yīng)激區(qū) 熱應(yīng)激區(qū)即高于上限臨界溫度的溫度區(qū)域。在該區(qū)內(nèi)動物除自身產(chǎn)熱外，還從環(huán)境中接受大量輻射熱，為維持體溫恒定動物機(jī)體開

4、始運(yùn)用化學(xué)調(diào)節(jié)，來提高代謝強(qiáng)度增強(qiáng)散熱，動物體溫能否保持恒定，取決于所增加的散熱量與總產(chǎn)熱量間的平衡。9二、溫?zé)岘h(huán)境3、冷應(yīng)激區(qū) 冷應(yīng)激區(qū)即低于下限有效臨界溫度的區(qū)域。此區(qū)域內(nèi)，動物散失到環(huán)境的熱量增加，僅靠物理性調(diào)節(jié)難以保持體溫恒定，須利用化學(xué)調(diào)節(jié)來增加產(chǎn)熱。10二、溫?zé)岘h(huán)境注意：動物的溫度適中區(qū)、LCT、UCT都受動物因素（體重、皮毛隔熱性能、品種、年齡）、營養(yǎng)因素（飼養(yǎng)水平）和不同環(huán)境組分的溫?zé)嵝?yīng)（氣流、大氣和建筑結(jié)構(gòu)的溫度、墊草和地板溫度、相對濕度）的影響。從動物生產(chǎn)來看，有效環(huán)境溫度處于等熱區(qū)尤其在最適生產(chǎn)區(qū)時，飼養(yǎng)動物最為適宜，經(jīng)濟(jì)上最為有利。因此需要了解溫?zé)岘h(huán)境對動物營養(yǎng)的影響

5、，并尋求緩解冷熱應(yīng)激的營養(yǎng)調(diào)控措施，以保證較高的動物生產(chǎn)性能。11第二節(jié) 溫?zé)岘h(huán)境對動物營養(yǎng)的影響對動物采食量的影響對養(yǎng)分消化、代謝和利用的影響對養(yǎng)分需要量的影響12一、對動物采食量的影響(一)生長肥育豬環(huán)境溫度高于21時，溫度上升1，每頭豬日采食量減少60100g；環(huán)境溫度低于15時，每降1，每頭日采食增加約19.5g生長豬在428溫度環(huán)境中，每天隨意采食量(VFI)與溫度有下列關(guān)系：VFI(g飼料/kg活重) =46.5(0.00031)0.66(0.00004)(TaLCT) LCT=240.15活重(kg) (殘余方差為0.0077) 式中Ta為環(huán)境溫度。13一、對動物采食量的影響(二

6、)雞溫度在1821外，每上升或下降1，生長和產(chǎn)蛋雞的采食量降低或增加1.6%1.8%。14一、對動物采食量的影響雞對溫度變化能產(chǎn)生適應(yīng)，環(huán)境溫度從26升高到29，蛋雞采食量下降小，溫度繼續(xù)升高到32，采食量明顯下降。15一、對動物采食量的影響(三)反芻動物1、肉牛 溫度低于15，采食量增加2%25%；高于25，采食量降低3%35%。16一、對動物采食量的影響2、奶牛 飼糧為60%65%優(yōu)質(zhì)粗料和35%40%精料時，在-20時的采食量比1020時高約35%；在2527時，采食量開始下降，在40時采食量比1820時低60%。17二、對養(yǎng)分消化、代謝和利用的影響(一)對養(yǎng)分消化的影響環(huán)境溫度升高，可

7、提高動物的消化能力；環(huán)境溫度下降，則降低動物的消化能力。環(huán)境溫度對養(yǎng)分消化的影響機(jī)理：溫度影響胃腸運(yùn)動和消化液分泌，從而影響排空速度和消化過程；環(huán)境溫度能促使牧草老化，間接影響反芻動物對牧草的消化。18二、對養(yǎng)分消化、代謝和利用的影響(二)對養(yǎng)分代謝的影響冷環(huán)境中，豬、牛、綿羊的尿氮排出量增加，導(dǎo)致表現(xiàn)代謝能值降低，而高溫可降低尿能和糞能損失，代謝能值增加。在高溫下，動物對磷和鉀吸收減少，而尿中鉀排出增加。冷、熱應(yīng)激時，動物需提高代謝率來調(diào)節(jié)產(chǎn)熱和散熱，動物總產(chǎn)熱提高。19二、對養(yǎng)分消化、代謝和利用的影響(三)對養(yǎng)分利用率的影響溫?zé)岘h(huán)境通過影響動物采食、消化、代謝及產(chǎn)熱來改變養(yǎng)分用于機(jī)體維持和

8、生產(chǎn)的分配比例，影響飼料能量的利用效率。如下表所示：20二、對養(yǎng)分消化、代謝和利用的影響溫度略低于適中區(qū)時可以提高生長豬的能量利用率。主要因?yàn)榈蜏乜商岣邉游锊墒沉慷橙敫嗟哪芰?，增加產(chǎn)品合成的能量。資料表明，在熱應(yīng)激區(qū)，飼料能量用于產(chǎn)蛋和產(chǎn)奶的能量效率提高，其原因是由于采食量下降，動物動用體貯進(jìn)行產(chǎn)奶或產(chǎn)蛋，而計(jì)算能量效率時，認(rèn)為此部分能量來源于飼料；此外，體脂用于產(chǎn)蛋的能量利用率也高于飼料能用于產(chǎn)蛋的效率。21三、對養(yǎng)分需要量的影響(一)能量冷應(yīng)激和熱應(yīng)激均提高動物的能量需要量，應(yīng)根據(jù)動物采食量變化，調(diào)節(jié)飼糧能量濃度。冷應(yīng)激時，動物采食量提高，能量濃度可略有提高。熱應(yīng)激時，動物采食量下降，

9、應(yīng)提高飼糧能量濃度，此時添加脂肪則可提高能量濃度，又可減少體增熱，有利于防止動物生產(chǎn)性能下降。22三、對養(yǎng)分需要量的影響1、豬在溫度適中區(qū)以下，每下降1，20kg重的小豬每天需增加14g飼料(12kJME/g)用于補(bǔ)償熱散失，2060kg生長肥育豬每天增加27g，而60100kg重的生長肥育豬需增加38g。而在環(huán)境溫度低于1820時，每下降1，母豬維持能量需要增加4%。 23三、對養(yǎng)分需要量的影響2、雞生長雞或產(chǎn)蛋雞在1821環(huán)境溫度以下時，溫度每上升或下降1，采食量降低或增加1.6%1.8%。 24三、對養(yǎng)分需要量的影響3、牛肉牛的維持凈能(NEm)可按下式計(jì)算： NEm(MJ/天)= aB

10、W0.75 式中：a在溫度適中區(qū)為0.3222。當(dāng)環(huán)境溫度高于UCT時，每增加或減少1，a要相應(yīng)減少或增加0.00293，或維持代謝能減少或增加0.91%。 青年母牛在寒冷季節(jié)，總的能量需要增加30%。產(chǎn)奶母牛能量需要可按照NRC(1981)進(jìn)行估計(jì),如下表：25三、對養(yǎng)分需要量的影響(二)蛋白質(zhì)和氨基酸溫?zé)岘h(huán)境不影響動物對蛋白質(zhì)、賴氨酸及蛋氨酸的需要量，也不影響其利用率，但應(yīng)根據(jù)采食量變化調(diào)整飼糧中蛋白質(zhì)、氨基酸濃度。冷應(yīng)激時，動物采食量提高，飼糧蛋白水平可以不變。26三、對養(yǎng)分需要量的影響熱應(yīng)激時，動物采食量下降，若提高飼糧蛋白質(zhì)水平，會增加熱增耗，加重?zé)釕?yīng)激。則可通過平衡飼糧氨基酸，按可

11、消化氨基酸需要配制飼糧來降低蛋白質(zhì)水平，保證攝入足夠氨基酸，使動物生產(chǎn)性能不會下降。27三、對養(yǎng)分需要量的影響(三)礦物質(zhì)冷熱應(yīng)激時，動物體內(nèi)代謝加強(qiáng)，某些礦物元素排泄增加，從而增加礦物質(zhì)需要量。熱應(yīng)激時，動物體內(nèi)鉀、鈉排出量增加，而鉀吸收減少。適當(dāng)提高飼糧鈣能提高動物的耐熱能力，添加碳酸氫鈉可緩減熱應(yīng)激的不良影響。28三、對養(yǎng)分需要量的影響(四)維生素冷、熱應(yīng)激均提高代謝率，并影響消化道中微生物對某些維生素合成，而增加維生素需要量。動物在熱應(yīng)激時，體內(nèi)VC合成量不能滿足需要，飼糧中添加VC可緩減熱應(yīng)激。29三、對養(yǎng)分需要量的影響(五)水溫?zé)岘h(huán)境對動物的需水量影響很大。冷應(yīng)激時，動物飲水量下降

12、，而熱應(yīng)激時，動物飲水量急劇增加。相同溫度下，動物需水量受空氣濕度影響很大，濕度越高，需水量減少。30第三節(jié) 動物營養(yǎng)與環(huán)境保護(hù)動物對環(huán)境污染的影響保護(hù)環(huán)境的營養(yǎng)措施31一、動物對環(huán)境污染的影響動物在為人類提供大量優(yōu)質(zhì)畜產(chǎn)品時，也向環(huán)境排放大量的糞尿和有害氣體。這些糞尿中含有大量氮、磷和其它礦物元素，排泄率可達(dá)70%80%。32一、動物對環(huán)境污染的影響目前引人關(guān)注的環(huán)境污染有氮、磷、銅、鋅、砷、硒、有毒有害氣體、抗生素殘留等，而氮和磷尤為嚴(yán)重。動物排泄物中的氮和磷沉積在土壤或直接滲入水中可導(dǎo)致水的超營養(yǎng)化作用。許多國家均制訂了有關(guān)畜牧生產(chǎn)排放污量的法規(guī)，以限制環(huán)境的惡化。高效優(yōu)質(zhì)的畜產(chǎn)品成為2

13、1世紀(jì)的主題，從營養(yǎng)學(xué)途徑來降低畜牧業(yè)對環(huán)境帶來不利影響將是營養(yǎng)研究的重要領(lǐng)域。33二、保護(hù)環(huán)境的營養(yǎng)措施(一)準(zhǔn)確預(yù)測動物的營養(yǎng)需要營養(yǎng)物質(zhì)供給過量是導(dǎo)致排出比例增加的直接原因，實(shí)際生產(chǎn)中，動物飼糧中常含有某些過量養(yǎng)分，作為一種安全系數(shù)。準(zhǔn)確預(yù)測動物營養(yǎng)需要和飼料營養(yǎng)價值，采用多階段飼養(yǎng)，就能正確配制飼糧，減少排出量。34二、保護(hù)環(huán)境的營養(yǎng)措施(二)利用理想蛋白質(zhì)技術(shù)配制飼糧、降低飼糧蛋白質(zhì)水平，減少氮的排出量生長肥育豬飼糧蛋白質(zhì)從18%降至16%，可使氮排出量減少15%，當(dāng)飼糧中添加第13限制性氨基酸，蛋白質(zhì)降低2%4%，氮排泄量可減少20%30%。35二、保護(hù)環(huán)境的營養(yǎng)措施(三)應(yīng)用生物活性物質(zhì)提高養(yǎng)分消化和利用率利用生物活性物質(zhì)提高養(yǎng)分消化和利用率，降低廢物的排泄量，將成為重要途徑。目前成功應(yīng)用的生物活性物質(zhì)包括：酶制劑、有機(jī)微量元素化合物、微生態(tài)制劑、除臭劑等。36二、保護(hù)環(huán)境的營養(yǎng)措施飼料中加酶可使氮沉積率提高5%15%，即意味著20kg重的豬每日少排出0.2g氮；飼糧中磷的用量降低0.1%并使用植酸酶，豬排出的磷減少36%，肉雞排出磷減少30.