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1、动物营养学营养与环境第1 页，本讲稿共38 页一、热平衡(一一)热平衡的概念热平衡的概念q q热平衡即动物产热量和散热量相等。热平衡即动物产热量和散热量相等。q q动动物物机机体体在在正正常常代代谢谢过过程程中中，不不断断产产热热和和散散热热，作作为为恒恒温温动动物物的的哺哺乳乳动动物物和和家家禽禽，必必须须使使散散热热量量和和产产热热量量达达到到平平衡衡，才才能能维维持持体体温温相相对对恒恒定定，保证机体各器官执行正常生理功能。保证机体各器官执行正常生理功能。第2 页，本讲稿共38 页一、热平衡(二二)热平衡的调节热平衡的调节q q动动物物体体热热平平衡衡受受体体温温调调节节中中枢枢控控制制
2、，该该中中枢枢主主要要位于下丘脑。位于下丘脑。q q当当环环境境温温度度变变化化时时，存存在在于于皮皮肤肤和和内内脏脏器器官官的的温温度度感感受受器器将将信信号号传传递递给给体体温温调调节节中中枢枢，反反馈馈调调节节内内分分泌泌激激素素的的分分泌泌，使使动动物物的的生生理理代代谢谢、形形态态和和行行为为发发生生改改变变，进进而而调调节节其其产产热热能能力力、隔隔热热作作用用和散热能力来维持体温恒定。和散热能力来维持体温恒定。第3 页，本讲稿共38 页一、热平衡q q调节方式调节方式v v物物理理性性调调节节 即即动动物物通通过过调调整整姿姿势势、增增减减体体表表面面积积、扩扩张张或或收收缩缩体
3、体表表血血管管、改改变变被被毛毛或或羽羽毛毛覆覆盖盖情况等来调节体热散失程度的方式；情况等来调节体热散失程度的方式；v v化化学学性性调调节节 即即动动物物通通过过提提高高养养分分代代谢谢速速度度和和肌肌肉肉节节律律性性收收缩缩来来提提高高产产热热量量或或增增加加呼呼吸吸次次数数来来提提高散热量的方式。高散热量的方式。第4 页，本讲稿共38 页一、热平衡q q两两种种调调节节方方式式的的区区别别：物物理理性性调调节节不不涉涉及及代代谢谢率率改改变变，只只改改变变散散热热量量，环环境境稍稍有有变变化化，其其就就发发挥挥作作用用；化化学学性性调调节节是是通通过过提提高高代代谢谢率率来来调调节节产产
4、热热量量和和散散热热量量，其其是是在在环环境境温温度度过过高高或或过过低低时时发发挥挥作用。作用。第5 页，本讲稿共38 页二、温热环境(一一)温热环境的概念温热环境的概念q q温温热热环环境境：即即包包括括温温度度、相相对对湿湿度度、空空气气流流动动、辐辐射射及及热热传传递递等等因因素素，它它们们共共同同作作用用于于动动物物，使使动物产生冷或热、舒适与否的感觉。动物产生冷或热、舒适与否的感觉。q q综综合合评评定定指指标标：有有效效环环境境温温度度(EAT)(EAT)即即动动物物在在环环境境中中实实际际感感受受的的温温度度，而而不不是是用用温温度度计计对对环环境境温温度的简单测定值。度的简单
5、测定值。第6 页，本讲稿共38 页二、温热环境(二二)温热环境的划分温热环境的划分11、温度适中区、温度适中区 q q温温度度适适中中区区即即等等热热区区，在在此此温温度度范范围围内内，动动物物体体温温保保持持相相对对恒恒定定，若若无无其其它它应应激激存存在在，动动物物的的代代谢强度和产热量正常。谢强度和产热量正常。q q动物热平衡调节主要是物理调节。动物热平衡调节主要是物理调节。第7 页，本讲稿共38 页二、温热环境q qLCT(LCT(下限临界温度下限临界温度)即等热区下限有效环境温度。即等热区下限有效环境温度。q qUCT(UCT(上限临界温度上限临界温度)即等热区上限有效环境温度。即等
6、热区上限有效环境温度。q q最最适适生生产产区区即即在在等等热热区区中中，温温度度偏偏低低方方向向有有一一段段最最适适合合动动物物生生产产和和健健康康的的区区域域。此此区区域域代代谢谢强强度度和和产产热热量量保保持持最最低低水水平平，不不需需增增加加代代谢谢产产热热速速度度就能维持体温恒定。就能维持体温恒定。第8 页，本讲稿共38 页二、温热环境22、热应激区、热应激区 q q热热应应激激区区即即高高于于上上限限临临界界温温度度的的温温度度区区域域。在在该该区区内内动动物物除除自自身身产产热热外外，还还从从环环境境中中接接受受大大量量辐辐射热，射热，q q为为维维持持体体温温恒恒定定动动物物机
7、机体体开开始始运运用用化化学学调调节节，来来提高代谢强度增强散热，提高代谢强度增强散热，q q动动物物体体温温能能否否保保持持恒恒定定，取取决决于于所所增增加加的的散散热热量量与总产热量间的平衡。与总产热量间的平衡。第9 页，本讲稿共38 页二、温热环境33、冷应激区、冷应激区 q q冷应激区冷应激区即低于下限有效临界温度的区域。即低于下限有效临界温度的区域。q q此此区区域域内内，动动物物散散失失到到环环境境的的热热量量增增加加，仅仅靠靠物物理理性性调调节节难难以以保保持持体体温温恒恒定定，须须利利用用化化学学调调节节来来增加产热。增加产热。第10 页，本讲稿共38 页二、温热环境q q注
8、注意 意：动 动物 物的 的温 温度 度适 适中 中区 区、LCT LCT、UCT UCT都 都受 受动 动物 物因 因素 素（体 体重 重、皮 皮毛 毛隔 隔热 热性 性能 能、品 品种 种、年 年龄 龄）、营 营养 养因 因素 素（饲 饲养 养水 水平 平）和 和不 不同 同环 环境 境组 组分 分的 的温 温热 热效 效应 应（气 气流 流、大 大气 气和 和建 建筑 筑结 结构 构的 的温 温度 度、垫 垫草 草和 和地 地板 板温 温度 度、相对湿度）的影响。相对湿度）的影响。q q从 从动 动物 物生 生产 产来 来看 看，有 有效 效环 环境 境温 温度 度处 处于 于等 等热
9、热区 区尤 尤其 其在 在最 最适 适生 生产 产区 区时 时，饲 饲养 养动 动物 物最 最为 为适 适宜 宜，经 经济 济上 上最 最为 为有 有利 利。因 因此 此需 需要 要了 了解 解温 温热 热环 环境 境对 对动 动物 物营 营养 养的 的影 影响 响，并 并寻 寻求 求缓 缓解 解冷 冷热 热应 应激 激的 的营 营养 养调控措施，以保证较高的动物生产性能。调控措施，以保证较高的动物生产性能。第1 1 页，本讲稿共38 页第二节 温热环境对动物营养的影响对动物采食量的影响对养分消化、代谢和利用的影响对养分需要量的影响第12 页，本讲稿共38 页一、对动物采食量的影响(一 一)生
10、长肥育猪 生长肥育猪q q环 环境 境温 温度 度高 高于 于21 21时 时，温 温度 度上 上升 升1 1，每 每头 头猪 猪日 日采 采食 食量 量减 减少 少60100g 60100g；环 环境 境温 温度 度低 低于 于15 15时 时，每 每降 降1 1，每 每头 头日 日采 采食 食增 增加 加约 约19.5g 19.5gq q生 生长 长猪 猪在 在428 428温 温度 度环 环境 境中 中，每 每天 天随 随意 意采 采食 食量 量(VFI)(VFI)与 与温 温度 度有下列关系：有下列关系：q qVFI(g VFI(g饲料 饲料/kg/kg活重 活重)=46.5(0.00
11、031)=46.5(0.00031)0.66(0.00004)(Ta 0.66(0.00004)(Ta LCT)LCT)LCT=24 LCT=24 0.15 0.15活重 活重(kg)(kg)(残余方差为 残余方差为0.0077)0.0077)式中 式中Ta Ta为环境温度。为环境温度。第13 页，本讲稿共38 页一、对动物采食量的影响(二二)鸡鸡q q温温度度在在18211821外外，每每上上升升或或下下降降11，生生长长和和产产蛋鸡的采食量降低或增加蛋鸡的采食量降低或增加1.6%1.8%1.6%1.8%。第14 页，本讲稿共38 页一、对动物采食量的影响q q鸡 鸡对 对温 温度 度变 变
12、化 化能 能产 产生 生适 适应 应，环 环境 境温 温度 度从 从26 26升 升高 高到 到29 29，蛋 蛋鸡 鸡采 采食 食量 量下降小，温度继续升高到 下降小，温度继续升高到32 32，采食量明显下降。，采食量明显下降。第15 页，本讲稿共38 页一、对动物采食量的影响(三 三)反刍动物 反刍动物1 1、肉 肉牛 牛 温 温度 度低 低于 于15 15，采 采食 食量 量增 增加 加2%25%2%25%；高 高于 于25 25，采 采食 食量降低 量降低3%35%3%35%。第16 页，本讲稿共38 页一、对动物采食量的影响2 2、奶 奶牛 牛 饲 饲粮 粮为 为60%65%60%6
13、5%优 优质 质粗 粗料 料和 和35%40%35%40%精 精料 料时 时，在 在-20-20时 时的 的采 采食 食量 量比 比1020 1020时 时高 高约 约35%35%；在 在2527 2527时 时，采 采食 食量 量开 开始 始下 下降 降，在 在40 40时采食量比 时采食量比1820 1820时低 时低60%60%。第17 页，本讲稿共38 页二、对养分消化、代谢和利用的影响(一一)对养分消化的影响对养分消化的影响q q环环境境温温度度升升高高，可可提提高高动动物物的的消消化化能能力力；环环境境温温度下降，则降低动物的消化能力。度下降，则降低动物的消化能力。q q环境温度对
14、养分消化的影响环境温度对养分消化的影响机理机理：v v温温度度影影响响胃胃肠肠运运动动和和消消化化液液分分泌泌，从从而而影影响响排排空空速度和消化过程；速度和消化过程；v v环环境境温温度度能能促促使使牧牧草草老老化化，间间接接影影响响反反刍刍动动物物对对牧草的消化。牧草的消化。第18 页，本讲稿共38 页二、对养分消化、代谢和利用的影响(二二)对养分代谢的影响对养分代谢的影响q q冷冷环环境境中中，猪猪、牛牛、绵绵羊羊的的尿尿氮氮排排出出量量增增加加，导导致致表表现现代代谢谢能能值值降降低低，而而高高温温可可降降低低尿尿能能和和粪粪能损失，代谢能值增加。能损失，代谢能值增加。q q在在高高温
15、温下下，动动物物对对磷磷和和钾钾吸吸收收减减少少，而而尿尿中中钾钾排出增加。排出增加。q q冷冷、热热应应激激时时，动动物物需需提提高高代代谢谢率率来来调调节节产产热热和散热，动物总产热提高。和散热，动物总产热提高。第19 页，本讲稿共38 页二、对养分消化、代谢和利用的影响(三三)对养分利用率的影响对养分利用率的影响q q温温热热环环境境通通过过影影响响动动物物采采食食、消消化化、代代谢谢及及产产热热来来改改变变养养分分用用于于机机体体维维持持和和生生产产的的分分配配比比例例，影影响响饲料能量的利用效率。如下表所示：饲料能量的利用效率。如下表所示：第20 页，本讲稿共38 页二、对养分消化、
16、代谢和利用的影响q q温温度度略略低低于于适适中中区区时时可可以以提提高高生生长长猪猪的的能能量量利利用用率率。主主要要因因为为低低温温可可提提高高动动物物采采食食量量而而食食入入更更多多的的能量，增加产品合成的能量。能量，增加产品合成的能量。q q资资料料表表明明，在在热热应应激激区区，饲饲料料能能量量用用于于产产蛋蛋和和产产奶奶的的能能量量效效率率提提高高，其其原原因因是是由由于于采采食食量量下下降降，动动物物动动用用体体贮贮进进行行产产奶奶或或产产蛋蛋，而而计计算算能能量量效效率率时时，认认为为此此部部分分能能量量来来源源于于饲饲料料；此此外外，体体脂脂用用于于产产蛋蛋的能量利用率也高于
17、饲料能用于产蛋的效率。的能量利用率也高于饲料能用于产蛋的效率。第21 页，本讲稿共38 页三、对养分需要量的影响(一一)能量能量 冷冷应应激激和和热热应应激激均均提提高高动动物物的的能能量量需需要要量量，应应根根据动物采食量变化，调节饲粮能量浓度。据动物采食量变化，调节饲粮能量浓度。冷冷应应激激时时，动动物物采采食食量量提提高高，能能量量浓浓度度可可略略有有提提高。高。热热应应激激时时，动动物物采采食食量量下下降降，应应提提高高饲饲粮粮能能量量浓浓度度，此此时时添添加加脂脂肪肪则则可可提提高高能能量量浓浓度度，又又可可减减少少体体增热，有利于防止动物生产性能下降。增热，有利于防止动物生产性能下
18、降。第22 页，本讲稿共38 页三、对养分需要量的影响1 1、猪 猪 在 在温 温度 度适 适中 中区 区以 以下 下，每 每下 下降 降1 1，20kg 20kg重 重的 的小 小猪 猪每 每天 天需 需增 增加 加14g 14g饲 饲料 料(12kJ 12kJ ME/g ME/g)用 用于 于补 补偿 偿热 热散 散失 失，2060kg 2060kg生 生长 长肥 肥育 育猪 猪每 每天 天增 增加 加27g 27g，而 而60 60 100kg 100kg重 重的 的生 生长 长肥 肥育 育猪 猪需 需增 增加 加38g 38g。而 而在 在环 环境 境温 温度 度低于 低于1820 1
19、820时，每下降 时，每下降1 1，母猪维持能量需要增加，母猪维持能量需要增加4%4%。第23 页，本讲稿共38 页三、对养分需要量的影响22、鸡鸡生生长长鸡鸡或或产产蛋蛋鸡鸡在在18211821环环境境温温度度以以下下时时，温温度度每每上上升升或或下下降降11，采采食食量量降降低低或或增增加加1.6%1.8%1.6%1.8%。第24 页，本讲稿共38 页三、对养分需要量的影响3 3、牛、牛肉牛的维持净能 肉牛的维持净能(NEm)(NEm)可按下式计算：可按下式计算：NE NEm m(MJ/(MJ/天 天)=aBW)=aBW0.75 0.75 式 式中 中：a a在 在温 温度 度适 适中 中
20、区 区为 为0.3222 0.3222。当 当环 环境 境温 温度 度高 高于 于UCT UCT时 时，每 每增 增加 加或 或减 减少 少1 1，a a要 要相 相应 应减 减少 少或 或增 增加 加0.00293 0.00293，或 或维 维持 持代 代谢 谢能 能减 减少 少或 或增 增加 加0.91%0.91%。q q青年母牛在寒冷季节，总的能量需要增加 青年母牛在寒冷季节，总的能量需要增加30%30%。q q产奶母牛能量需要可按照 产奶母牛能量需要可按照NRC(1981)NRC(1981)进行估计 进行估计,如下表：如下表：第25 页，本讲稿共38 页三、对养分需要量的影响(二二)蛋
21、白质和氨基酸蛋白质和氨基酸q q温温热热环环境境不不影影响响动动物物对对蛋蛋白白质质、赖赖氨氨酸酸及及蛋蛋氨氨酸酸的的需需要要量量，也也不不影影响响其其利利用用率率，但但应应根根据据采采食食量量变变化调整饲粮中蛋白质、氨基酸浓度。化调整饲粮中蛋白质、氨基酸浓度。q q冷冷应应激激时时，动动物物采采食食量量提提高高，饲饲粮粮蛋蛋白白水水平平可可以以不变。不变。第26 页，本讲稿共38 页三、对养分需要量的影响q q热热应应激激时时，动动物物采采食食量量下下降降，若若提提高高饲饲粮粮蛋蛋白白质质水水平平，会会增增加加热热增增耗耗，加加重重热热应应激激。则则可可通通过过平平衡衡饲饲粮粮氨氨基基酸酸，
22、按按可可消消化化氨氨基基酸酸需需要要配配制制饲饲粮粮来来降降低低蛋蛋白白质质水水平平，保保证证摄摄入入足足够够氨氨基基酸酸，使使动动物物生生产产性性能不会下降。能不会下降。第27 页，本讲稿共38 页三、对养分需要量的影响(三三)矿物质矿物质q q冷冷热热应应激激时时，动动物物体体内内代代谢谢加加强强，某某些些矿矿物物元元素排泄增加，从而增加矿物质需要量。素排泄增加，从而增加矿物质需要量。q q热热应应激激时时，动动物物体体内内钾钾、钠钠排排出出量量增增加加，而而钾钾吸收减少。吸收减少。q q适适当当提提高高饲饲粮粮钙钙能能提提高高动动物物的的耐耐热热能能力力，添添加加碳酸氢钠可缓减热应激的不
23、良影响。碳酸氢钠可缓减热应激的不良影响。第28 页，本讲稿共38 页三、对养分需要量的影响(四四)维生素维生素q q冷冷、热热应应激激均均提提高高代代谢谢率率，并并影影响响消消化化道道中中微微生物对某些维生素合成，而增加维生素需要量。生物对某些维生素合成，而增加维生素需要量。q q动动物物在在热热应应激激时时，体体内内VCVC合合成成量量不不能能满满足足需需要要，饲粮中添加饲粮中添加VCVC可缓减热应激。可缓减热应激。第29 页，本讲稿共38 页三、对养分需要量的影响(五五)水水q q温温热热环环境境对对动动物物的的需需水水量量影影响响很很大大。冷冷应应激激时时，动动物物饮饮水水量量下下降降，
24、而而热热应应激激时时，动动物物饮饮水水量量急急剧剧增加。增加。q q相相同同温温度度下下，动动物物需需水水量量受受空空气气湿湿度度影影响响很很大大，湿度越高，需水量减少。湿度越高，需水量减少。第30 页，本讲稿共38 页第三节 动物营养与环境保护动物对环境污染的影响保护环境的营养措施第31 页，本讲稿共38 页一、动物对环境污染的影响q q动 动物 物在 在为 为人 人类 类提 提供 供大 大量 量优 优质 质畜 畜产 产品 品时 时，也 也向 向环 环境 境排 排放 放大 大量 量的 的粪 粪尿 尿和 和有 有害 害气 气体 体。这 这些 些粪 粪尿 尿中 中含 含有 有大 大量 量氮 氮、
25、磷 磷和 和其 其它 它矿 矿物 物元 元素 素，排泄率可达 排泄率可达70%80%70%80%。第32 页，本讲稿共38 页一、动物对环境污染的影响q q目 目前 前引 引人 人关 关注 注的 的环 环境 境污 污染 染有 有氮 氮、磷 磷、铜 铜、锌 锌、砷 砷、硒 硒、有 有毒 毒有 有害气体、抗生素残留等，而氮和磷尤为严重。害气体、抗生素残留等，而氮和磷尤为严重。q q动 动物 物排 排泄 泄物 物中 中的 的氮 氮和 和磷 磷沉 沉积 积在 在土 土壤 壤或 或直 直接 接渗 渗入 入水 水中 中可 可导 导致 致水 水的 的超 超营 营养化作用 养化作用。q q许 许多 多国 国家
26、 家均 均制 制订 订了 了有 有关 关畜 畜牧 牧生 生产 产排 排放 放污 污量 量的 的法 法规 规，以 以限 限制 制环 环境 境的恶化。的恶化。q q高 高效 效优 优质 质的 的畜 畜产 产品 品成 成为 为21 21世 世纪 纪的 的主 主题 题，从 从营 营养 养学 学途 途径 径来 来降 降低 低畜 畜牧业对环境带来不利影响将是营养研究的重要领域。牧业对环境带来不利影响将是营养研究的重要领域。第33 页，本讲稿共38 页二、保护环境的营养措施(一一)准确预测动物的营养需要准确预测动物的营养需要q q营营养养物物质质供供给给过过量量是是导导致致排排出出比比例例增增加加的的直直接
27、接原原因因，实实际际生生产产中中，动动物物饲饲粮粮中中常常含含有有某某些些过过量量养养分分，作为一种安全系数。作为一种安全系数。q q准准确确预预测测动动物物营营养养需需要要和和饲饲料料营营养养价价值值，采采用用多多阶段饲养，就能正确配制饲粮，减少排出量。阶段饲养，就能正确配制饲粮，减少排出量。第34 页，本讲稿共38 页二、保护环境的营养措施(二二)利利用用理理想想蛋蛋白白质质技技术术配配制制饲饲粮粮、降降低低饲饲粮粮蛋蛋白质水平，减少氮的排出量白质水平，减少氮的排出量q q生生长长肥肥育育猪猪饲饲粮粮蛋蛋白白质质从从18%18%降降至至16%16%，可可使使氮氮排排出出量量减减少少15%1
28、5%，当当饲饲粮粮中中添添加加第第1133限限制制性性氨氨基基酸酸，蛋蛋白白质质降降低低2%4%2%4%，氮氮排排泄泄量量可可减减少少20%30%20%30%。第35 页，本讲稿共38 页二、保护环境的营养措施(三三)应用生物活性物质提高养分消化和利用率应用生物活性物质提高养分消化和利用率q q利利用用生生物物活活性性物物质质提提高高养养分分消消化化和和利利用用率率，降降低低废废物物的的排排泄泄量量，将将成成为为重重要要途途径径。目目前前成成功功应应用用的的生生物物活活性性物物质质包包括括：酶酶制制剂剂、有有机机微微量量元元素素化合物、微生态制剂、除臭剂等。化合物、微生态制剂、除臭剂等。第36
29、 页，本讲稿共38 页二、保护环境的营养措施q q饲饲料料中中加加酶酶可可使使氮氮沉沉积积率率提提高高5%15%5%15%，即即意意味味着着20kg20kg重重的的猪猪每每日日少少排排出出0.2g0.2g氮氮；饲饲粮粮中中磷磷的的用用量量降降低低0.1%0.1%并并使使用用植植酸酸酶酶，猪猪排排出出的的磷磷减减少少36%36%，肉肉鸡鸡排排出出磷磷减减少少30.4%30.4%，同同时时，氮氮排排出出减减少约少约10%10%，锌、钙等排出亦减少。，锌、钙等排出亦减少。q q下下表表为为养养猪猪生生产产中中，减减少少氮氮排排泄泄量量的的营营养养措措施施及效果。及效果。第37 页，本讲稿共38 页二
30、、保护环境的营养措施(四 四)限制某些饲料添加剂的使用 限制某些饲料添加剂的使用q q对 对环 环境 境有 有污 污染 染的 的一 一些 些饲 饲料 料添 添加 加剂 剂应 应限 限制 制使 使用 用，如 如高 高铜 铜、高 高锌 锌、砷制剂等。砷制剂等。(五 五)合理调制饲料，提高饲料利用率 合理调制饲料，提高饲料利用率q q随 随着 着饲 饲料 料工 工业 业的 的发 发展 展，饲 饲料 料加 加工 工工 工艺 艺设 设备 备的 的进 进一 一步 步革 革新 新，饲 饲料 料营 营养 养价 价值 值受 受其 其影 影响 响程 程度 度更 更大 大。因 因此 此把 把动 动物 物营 营养 养与 与饲 饲料 料加 加工 工工 工艺 艺有 有效 效地 地结合，使饲料的饲养效果达到优化，将越来越来引起人们的重视。结合，使饲料的饲养效果达到优化，将越来越来引起人们的重视。第38 页，本讲稿共38 页