畜禽基础氮代谢及无氮日粮配制研究进展

曹宁坤， 陈宝江

（河北农业大学动物科技学院，河北保定 071001）

随着蛋白质营养研究的不断深入，真蛋白质消化率和标准蛋白质消化率应用越来越广泛，由于其是校正后的表观消化率，能够更加准确地反映动物对饲料蛋白质的消化能力，从而更好地评定该饲料的营养价值，了解动物维持蛋白质需要，便于为动物设计更加科学、合理的饲料配方。

1 维持蛋白质需要、基础氮代谢

维持蛋白质需要即动物在维持状态下，摄入的养分仅用来维持生命的基本代谢，在不做功、不生产产品，体重不变的情况下对蛋白质的需要。研究动物的维持蛋白质，不仅能够了解动物维持自身生存所需的最低限度的蛋白质代谢，还有助于平衡维持需要和生产需要之间的关系，做到尽可能地降低维持需要在动物营养需要中所占的比例，这对降低饲养成本，提高养殖效益具有重要意义。

基础氮代谢即总内源氮，反映了动物在维持状态下对蛋白质的需要量，能够为蛋白质的标准消化率的测定提供基础数据，是代谢粪氮、内源尿氮和体表氮损失的总和。代谢粪氮即动物在采食无氮日粮时经粪中排出的含氮物质，由脱落的黏膜上皮细胞、消化酶、黏蛋白、体内蛋白质分解进入消化道中的氮等构成；内源尿氮指动物在维持状态下，来源于尿素、尿酸等中的含氮物质；体表氮损失主要是指动物在维持状态下，皮肤表层细胞的脱落、体蛋白分解过程中产生的尾产物经皮肤排泄、毛发的脱落等排泄出的氮总量。早在1924年，Michell和Carman就用总内源氮对蛋白质的表观消化率进行了校正。张华琦等（2016）测定了特种野猪的基础氮代谢，得出了维持蛋白质需要的回归方程。邓雪娟等（2009）采用无氮日粮法对肉仔鸡内源氨基酸的基础损失进行了估测，结果表明，在回肠末端内源氨基酸的损失量由大到小依次是谷氨酸、天冬氨酸、组氨酸，回肠末端内源氮的损失在雌雄间差异不显著。刘世民等（1992）通过对安哥拉长毛兔的粪氮排泄量与氮摄入量、尿氮排泄量与吸收氮、粗纤维的摄入量进行了相关分析后，建立了估测毛兔在不同生理阶段的代谢粪氮对氮摄入量和内源尿氮对吸收氮的线性回归方程，得出了毛兔的维持蛋白质需要，对为毛兔提供最低的蛋白质需要量和确定毛兔在不同阶段下对蛋白质饲料的利用效率具有重要意义。

2 无氮日粮法及无氮日粮组成

评定动物基础氮代谢最常用、最经典的方法就是无氮日粮法。该法操作简易，成本低廉，在测定动物基础内源损失方面具有一定优势。无氮日粮法，故名思议，就是不含任何蛋白质的日粮，指在动物饲料配方设计中将蛋白质饲料扣除，用淀粉、蔗糖等无氮浸出物补充蛋白质的空缺，并满足动物其他养分的营养需要。其假定条件是，动物采食不含任何含氮物质的饲粮后，进入消化道和粪中的含氮物质即为内源的，并且在不同饲粮组成的情况下，动物内源氮的排泄量是相同或相似的，其表示动物体内基础的氮代谢（杨峰等，2008）。无氮日粮一般由粗纤维、脂肪、蔗糖、淀粉、维生素和矿物质等构成。粗纤维一般选用纯纤维素；脂肪包括植物油和动物油，动物对植物油的消化利用率优于动物油，一般植物油应用较多；淀粉包括玉米淀粉、马铃薯淀粉和木薯淀粉，无氮日粮中以玉米淀粉的使用较广泛。蔗糖主要为动物提供能量需要，还能改善饲料的适口性，也可添加香味素作为诱食剂，维生素和矿物质的添加需要满足或超过NRC（翟少伟，2003）的标准。

3 影响无氮日粮配制的因素

3.1 日粮纤维对内源氮排泄量的影响 日粮纤维包括纤维素、半纤维素、木质素、非淀粉多糖、果胶等。日粮中不同的纤维类型和添加水平，都会对动物的消化吸收过程产生不同的影响，并影响动物内源氮损失的估测值。日粮中不同纤维化合物的化学组成不同，其理化性质也不同，如持水性、黏性、可溶性、重吸收能力等，以不同的形式影响动物内源氮的损失，选择合适的纤维来源是提高无氮日粮法测定内源氮损失的关键问题之一。De Lange等（1989）研究表明，通过在无氮日粮中添加果胶和纯纤维素饲喂试验猪，添加果胶的内源氮的排泄量显著大于纯纤维素，且果胶对内源氮损失的影响高于纯纤维素。Leterme等（1998）在无氮日粮中分别添加豌豆壳、木纤维素和豌豆胚乳纤维，发现豌豆胚乳纤维较其他纤维素相比，显著地增加了猪内源氮的排泄量。张宏福等（1999）在无氮日粮中添加醋酸纤维素和微晶纤维素喂给生长猪，试验表明，微晶纤维素内源总氮的排泄量高于醋酸纤维素。无氮日粮中纤维素的添加水平也会对动物内源氮损失产生重要影响。一方面，纤维有其独特的物理化学性质，会影响内源氮的重吸收；另一方面，纤维较难消化，可能会刺激消化酶的分泌。丁斌鹰（2002）研究表明，以不同纤维水平的无氮日粮饲喂试验鸡，随着日粮中纤维水平的增加，内源氮的损失量呈现显著差异，在一定范围内，内源氮的损失量和纤维水平成正比。张宏福等（1999）以醋酸纤维素为纤维源配制了不同添加水平的无氮日粮喂给试验猪，试验表明，随着粗纤维添加水平的递增，内源氨基酸的损失显著增加。刘长忠等（2008）用玉米秸秆和砻糠作为纤维源，估测鹅的内源氮排泄量得出的结论与上述相似。王彦平等（2011）通过饲喂莱芜猪不同纤维水平的日粮，发现随着粗纤维添加量的增加，内源氮的排泄量显著升高。刘世民等（1992）用不同纤维水平的日粮饲喂不同生理阶段的毛兔，对粗纤维摄入量和代谢粪氮的排泄量进行相关分析后，发现两者之间并没有密切联系，呈现偏相关且差异不显著。家兔不同于其他非反刍动物，可能与其特殊的消化系统和吞食软粪有关。

综上所述，为提高无氮日粮法测定内源排泄量的准确性，在无氮日粮的设计中，纤维素以选用纯化纤维素为宜，且要确定适宜的添加水平。

3.2 体重对内源氮排泄量的影响 总内源氮代表了动物的维持蛋白质需要，动物的维持蛋白质需要与体重密切相关，一般来讲，体重较小动物的维持蛋白质需要高于体重大的动物。在测定动物标准蛋白质消化率时，要考虑体重因素对内源氮损失造成的影响。Leterme等（2005）测定了不同体重的猪内源氮及氨基酸的排泄量，发现随着猪体重的增长，内源氮及多数氨基酸的损失呈现增大的趋势。Presto等（2010）测定了猪体重为25.9 kg和93.2 kg的回肠氮损失，发现体重较小猪的内源氮损失高于体重较大的猪。然而，Stein等（1999）用无氮日粮法测定不同体重猪的回肠内源蛋白质和氨基酸损失时，发现体重因素对内源氮损失几乎没有影响。综合分析，造成试验结果迥异的原因，可能与采用的试验日粮不同有关。

3.3 环境及应激对内源氮排泄量的影响 环境温度是影响动物蛋白质消化代谢的重要因素，因此，也会影响内源氮的排泄量。赵志恭等（1999）研究发现，环境温度对羊的蛋白质消化率影响不大，但对代谢率的影响较明显。仲菊等（2003）测定了低温组、常温组、高温组肉鸡的内源氨基酸损失，发现随着温度的递增，内源氨基酸的损失呈现下降的趋势。许万根等（1992）分别在夏季和秋季测定了鸡的内源氨基酸损失，发现秋季内源氨基酸的损失显著低于夏季，可见温度会对动物内源氮的排泄量产生一定影响。除了环境温度外，诸如注射、创伤、病菌感染等免疫应激也会影响动物内源氮的排泄量。李建涛等（2005）为肉仔鸡注射了细菌脂多糖，并测定了回肠内源氨基酸的排泄量，发现免疫应激增加了内源氨基酸（除甘氨酸）的排泄量，可能免疫应激提高了动物的消化、代谢，消化酶的分泌，激活了免疫系统、细胞释放激素，来调节动物在免疫应激情况下的消化、吸收和代谢过程。

4 无氮日粮配制及基础氮代谢研究存在的问题

基础氮代谢的评定方法众多，各种方法都有其优缺点，而研究者通常采用不同的评定方法，导致试验结果差异很大，无氮日粮法以其简单可行，成本低的优势被众多研究者所接受。然而，无氮日粮法也有弊端，首先，该方法忽略了日粮在不同化学组成条件下对内源氮损失的影响；其次，动物采食不含蛋白质的日粮使动物处于一种非正常的生理状态，与正常采食条件下的内源氮损失有一定差异。

5 小结

基础氮代谢代表了动物的维持蛋白质需要，测定动物的维持蛋白质需要具有重要营养研究意义。无氮日粮法是最常用的评定方法，使用该法在测定内源氮和氨基酸损失时，尚有许多因素影响测定结果，需要进行深入探讨的问题也很多，必须进行进一步细致研究，以提高测定的准确性。