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第十章 飼料營養(yǎng)價值評定,第一節(jié) 飼料營養(yǎng)價值的評定方法 第二節(jié) 飼料能量營養(yǎng)價值的評定 第三節(jié) 養(yǎng)分的生物學(xué)效價,1,飼料營養(yǎng)價值評定也就是指分析飼料中的養(yǎng)分和其他物質(zhì)含量、測定并評估飼料中營養(yǎng)物質(zhì)在動物體內(nèi)的利用效率和飼養(yǎng)效果，為衡量飼料的質(zhì)量狀態(tài)和合理利用飼料提供依據(jù)。,2,第一節(jié) 飼料營養(yǎng)價值的評定方法,3,一、化學(xué)分析 對飼料進(jìn)行化學(xué)分析主要是測定飼料的化學(xué)組成和物質(zhì)含量，根據(jù)不同的飼料品種可分析概略養(yǎng)分、純養(yǎng)分、有毒有害物質(zhì)和添加劑等物質(zhì)的含量 （一） 概略養(yǎng)分分析法 1860年德國Henneberg與Stohmann二人創(chuàng)建了分析測定水分、粗灰分、粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗纖維與無氮浸出物的概略養(yǎng)分分析方法（proximate analysis）。該法測得的各類物質(zhì)，并非化學(xué)上某種確定的化合物，故也稱之為“粗養(yǎng)分”。,4,飼料的常規(guī)分析,概略養(yǎng)分分析法僅能給出飼料中“粗養(yǎng)分”含量的測定值，而未給出“粗養(yǎng)分”中各種具體營養(yǎng)成分的含量，如: 粗蛋白中沒區(qū)分真蛋白和NPN, 灰分中各種元素含量，粗纖維中各種物質(zhì)含量等，導(dǎo)致本屬于不同養(yǎng)分的化合物劃分在同一養(yǎng)分內(nèi)，使?fàn)I養(yǎng)價值的評定不準(zhǔn)確。,5,（二） Van Soest飼草分析法（粗飼料分析方案） Van Soest在1964年首次建立了適于動物營養(yǎng)目的的粗飼料洗滌劑分析程序（見圖 ）,Van Soest粗飼料分析方案,6,(三) 純養(yǎng)分分析 隨著營養(yǎng)學(xué)的發(fā)展，對飼料化學(xué)成分的分析要求越來越精細(xì)，飼料純養(yǎng)分分析項目，包括蛋白質(zhì)中各種氨基酸；脂肪酸、維生素、礦物質(zhì)元素等。這些項目的分析需要昂貴的精密儀器和先進(jìn)的分析技術(shù)。隨著動物營養(yǎng)科學(xué)的發(fā)展和測試手段的提高，飼料營養(yǎng)價值的評定進(jìn)一步深入細(xì)致，也更趨于自動化和快速化。 純養(yǎng)分分析可以比較準(zhǔn)確地評價某種飼料的化學(xué)組成。,7,（四）飼料添加劑分析 主要通過常規(guī)和精密分析設(shè)備測定各種飼料添加劑對應(yīng)化學(xué)成分的結(jié)構(gòu)、含量和比例，為評定飼料添加劑質(zhì)量及合適添加量提供依據(jù)。如生長促進(jìn)劑、調(diào)味劑、防霉劑、抗氧化劑、色素等。 （五） 抗?fàn)I養(yǎng)因子和毒素的分析 在植物性飼料中主要存在的是蛋白酶抑制因子、血凝素、致甲狀腺腫物質(zhì)、氰、巢菜堿、植酸磷、濃縮單寧、黃曲霉毒素和生物堿及動物性飼料中的病原微生物等抗?fàn)I養(yǎng)因子，其分析方法一般都很專一，有些還需要精密儀器。,8,（六） 近紅外分析技術(shù)（near infrared reflectance spectroscopy, NIRS,最近20年來研究表明，飼料的化學(xué)組成和營養(yǎng)價值與其在波長范圍為730～2500nm近紅外條件下的吸收峰具有顯著的相關(guān)性，因此在一些營養(yǎng)實驗室采用了將分析技術(shù)和統(tǒng)計分析技術(shù)聯(lián)合使用的近紅外分析技術(shù)。,9,二、消化試驗 對飼料化學(xué)成分的分析只能說明飼料中各種養(yǎng)分的含量，而不能表明它們能被動物消化利用的程度。 消化試驗是測定某一種動物每日從飼料中食入的養(yǎng)分量和每日從糞中排出的殘余養(yǎng)分量，從而計算出每日每種養(yǎng)分的消化量和消化率 消化 飼料進(jìn)入動物消化道后，經(jīng)機(jī)械的、化學(xué)的及生物學(xué)的作用后，大分子的飼料顆粒被逐漸降解為簡單的分子，并為動物腸道所吸收，這就是動物的消化過程。 可消化養(yǎng)分：動物食入的某飼料養(yǎng)分減去糞中排出的該養(yǎng)分，即稱可消化養(yǎng)分。 消化率：就是指飼料某養(yǎng)分的可消化養(yǎng)分占飼料中該養(yǎng)分總量的百分率 。,,10,在實踐中通常用消化率來表示飼料養(yǎng)分被消化的程度及動物對養(yǎng)分的消化能力。,,但是按以上方法測得的養(yǎng)分消化率，嚴(yán)格地說應(yīng)稱為表觀消化率。這是由于糞中所排出的養(yǎng)分并非全部屬于飼料本身未被消化吸收部分，還有一部分是來自消化道本身的產(chǎn)物，它包括消化器官所分泌的消化液的殘余、消化道黏膜及上皮細(xì)胞脫落的殘余和消化道微生物殘體及產(chǎn)物等，這些產(chǎn)物常被稱為（糞）代謝性產(chǎn)物（metabolic fecal products, MFP）。,11,真（實）消化率可用以下公式表示：,,顯然，從理論上講，同一飼料養(yǎng)分的表觀消化率總是低于其真實消化率。當(dāng)然用真消化率表示飼料養(yǎng)分的消化程度（評定飼料）比用表觀消化率更真實、可靠。但對于許多的養(yǎng)分來說，要準(zhǔn)確收集與測定試驗動物MFP的養(yǎng)分是非常困難的，因此，用表現(xiàn)消化率來評定飼料的消化性能仍被普遍采用。,12,消化試驗可分為 體內(nèi)法（in vivo）、尼龍袋法（nylon bag technique）和離體法（in vitro）。,13,（一） 體內(nèi)消化試驗 根據(jù)收集方法不同消化試驗又可分為全收糞法和指示劑法。,1. 全收糞法（all collect method） 在試驗期間精確計量飼料采食量，全部無損收集試驗動物糞便并準(zhǔn)確計量，有代表性地采取飼料與糞樣并準(zhǔn)確分析。使用全收糞法測定消化率時，一般大型草食動物采用糞袋收糞，豬和家禽有專用消化試驗欄或籠 。,14,應(yīng)選擇生長發(fā)育、營養(yǎng)狀況、食欲、體質(zhì)均正常的健康動物，為了便于糞尿分離，哺乳動物一般應(yīng)選雄性。同時要求動物的品種、年齡、體重、血緣關(guān)系和生理階段基本一致。評定一種飼料需動物3～6頭（只）。,消化試驗全期分為預(yù)試期和正試期。預(yù)試期的工作包括：將選好的試驗動物關(guān)進(jìn)置于消化試驗籠中，單籠飼養(yǎng)，飼喂待測飼糧（如待測飼糧有適應(yīng)性等問題則先經(jīng)過一段時間的過渡），并注意觀察試驗動物的采食習(xí)性、排糞情況及其他行為活動。預(yù)試期的長短，因動物而異（動物消化道內(nèi)食糜的排空速度不同）。通過預(yù)試后，動物預(yù)試前采食的其他飼料的食糜殘渣應(yīng)從消化道排盡。正試期的任務(wù)是按預(yù)試期末確定的喂量準(zhǔn)確定量飼喂，全部收集各試驗動物正試期的排糞，按比例取樣保存（保存期間注意防腐）。待正試期結(jié)束時，將各頭試驗動物每天的糞樣混合在一起干燥制成風(fēng)干樣以備分析。,15,不同種類的動物的實驗期規(guī)定,從理論上講，正試期越長，越準(zhǔn)確，但由于人力、物力的限制，正試期不可能太長，,16,2．指示劑法（indicator method） 也叫穩(wěn)定物質(zhì)法。由于全收糞法收集糞樣工作量大，制備樣品時較繁鎖，為了簡化收糞手段，Wiepf（1874）曾采用粗飼料中所含的不被動物消化吸收的二氧化硅為內(nèi)源指示劑，Ebin（1918） 又采用了用三氧化二鉻（Cr2O3）為外源指示劑來測定飼料養(yǎng)分的消化率。 指示劑法的前提是：用作指示劑的穩(wěn)定物質(zhì)必須是完全不可消化的，即在試驗期內(nèi)，飼料中的某穩(wěn)定物質(zhì)的總食入量必須在規(guī)定時間內(nèi)100%從糞中收回，同時在飼料及糞樣品中的指示劑的含量必須具有高度的均勻性與代表性，從而通過飼料與糞中養(yǎng)分與指示劑含量的變化即可計算出養(yǎng)分的消化率。,17,,,計算公式為：,常用指示劑包括內(nèi)源指示劑和外源指示劑，前者有SiO2、木質(zhì)素、酸不溶灰分（acid insoluble ash, AIA）等。較為常用的是AIA，即2mol/L（或4mol/L）鹽酸不溶的灰分。后者有Cr2O3、Fe2O3、Ti2O3、BaSO4等。 外源指示劑的一般添加量為0.2%～1.0%。如添加太少，難以準(zhǔn)確測定，對回收率影響較大，但添加太多又可能影響動物對養(yǎng)分的消化（注意準(zhǔn)確、均勻的摻和）。糞樣的采集與制備： 應(yīng)采集未受其他物質(zhì)污染（如尿）的糞便，一般應(yīng)每天采集3次，采集的總量一般不應(yīng)少于總排糞量的35%。烘干混勻制成分析樣，待測定養(yǎng)分和指示劑含量。,18,3．間接法 某些飼料由于其適口性、含有毒有害物質(zhì)、直接飼喂易產(chǎn)生副作用等原因，造成在消化試驗時無法單獨(dú)飼喂。對于不能單獨(dú)用于飼喂動物的飼料，其消化率測定使用間接法。間接法由分套算法、聯(lián)立方程組法和外插法。,（1） 套算法 該法進(jìn)行2次消化試驗。第一次測定基礎(chǔ)飼糧的養(yǎng)分消化率；第二次試驗測定由80%～50%的基礎(chǔ)飼糧和20%～50%待測飼料構(gòu)成的新飼糧的養(yǎng)分消化率。 套算法假定基礎(chǔ)飼糧養(yǎng)分的消化率在2次試驗中保持不變，養(yǎng)分的消化率具有可加性。在基本假定成立的情況下，通過2次消化試驗便可按如下公式計算出待測飼料養(yǎng)分消化率： 式中DB和DT分別表示基礎(chǔ)飼糧與新飼糧養(yǎng)分的消化率，f表示新飼糧養(yǎng)分中待測飼料養(yǎng)分所占的比例。,,19,（2） 聯(lián)立方程組法 為了克服套算法基礎(chǔ)飼糧營養(yǎng)水平及其內(nèi)在質(zhì)量對被測單一飼料或飼糧的能量消化率的影響，在試驗設(shè)計時，增加一個試驗組并調(diào)整基礎(chǔ)飼糧與待測飼料的配比，通過二元一次聯(lián)立方程組求待測飼料的能量消化率，借以消除或減少其影響。計算方法為： a11X1＋a12X2=b1 a21X1＋a22X2=b2 式中，X1為基礎(chǔ)飼糧的能量消化率，X2為待測飼料的能量消化率，a11、a12、a21、a22分別為基礎(chǔ)飼糧和待測飼料占測定飼糧的比例，b1、b2為2次實測的飼糧養(yǎng)分消化率。,20,,（3） 外插值法 在測定某飼料前，事先進(jìn)行被測飼料與基礎(chǔ)飼糧按不同比例組成的飼糧的消化試驗，以被測料在總飼糧中所占比例（%）為自變量（X），以不同比例的養(yǎng)分消化率（%）實測值為因變量（Y），進(jìn)行簡單回歸分析，最后設(shè)X＝100，代入下式即可計算被測飼料的養(yǎng)分消化率： Y＝a+bX 式中a為截距，b為回歸系數(shù)。,21,4. 回腸末端瘺管法 經(jīng)小腸吸收后的食糜在大腸中受微生物的作用，使糞便中某些成分發(fā)生改變，測得的消化率誤差較大。尤其是AA和Vitamin等。通過外科手術(shù)在回腸末端安裝一瘺管，便可收取到小腸吸收后的食物殘渣，從而更準(zhǔn)確地測定養(yǎng)分的消化率。,圖1、T型瘺管示意圖,代謝籠中裝了瘺管的豬,22,回—直腸吻合術(shù),,23,離體消化實驗是模擬動物消化道的環(huán)境，在體外進(jìn)行飼料的消化試驗，一般有消化道消化液法和人工消化液法。 該法由中國農(nóng)科院畜牧所張子儀院士的研究小組提出，適于測定豬的配合飼料、能量飼料、粗飼料及植物性蛋白質(zhì)飼料的干物質(zhì)消化率和表觀消化能。評定反芻動物飼料的離體消化試驗常用人工瘤胃法，該法有些類似于豬的離體消化試驗。 人工瘤胃法的基本原理是將飼料樣品置于38.5～39.5℃的厭氧、pH值為6.7～7.0條件下，用NaHCO3、NaH2PO4、KCl、MgSO4等的水溶物配制成“人工唾液”及瘤胃液處理飼料樣品24h后，用離心法分離被降解的物質(zhì)，所剩余殘渣即視為非降解物，通過計算即可求出瘤胃非降解干物質(zhì)中有機(jī)物和能量含量。,（二） 離體消化試驗,24,（三） 尼龍袋法 主要用于反芻動物飼料蛋白質(zhì)的瘤胃降解率測定。將飼料放入特制的尼龍袋（nylon bag），再從瘤胃瘺管將尼龍袋放入瘤胃中，經(jīng)24～48h后取出，沖洗干凈，烘干稱重，然后根據(jù)飼料中的蛋白質(zhì)含量可以計算出飼料蛋白質(zhì)降解率。由于該法簡單易行、重復(fù)性好、耗時耗力少，目前國際上已經(jīng)普遍用于測定飼料蛋白質(zhì)的降解率。,25,尼龍袋法需注意：,尼龍袋的通透性要好，網(wǎng)眼大小要合適，樣品要有一定細(xì)度，便于瘤胃液作用而充分發(fā)酵。由于飼料的降解速率不一致，而且受外排速度，的影響，在實際測定中，為掌握不同時間的降解情況，往往要測定多個時間點(diǎn)，以分析降解程度與時間的關(guān)系。,26,影響飼料消化率的因素 （一）動物因素 1.動物種類 2.品種 3.年齡 4.個體 （二）飼糧因素 1.飼糧成分 蛋白質(zhì)和粗纖維對消化率的影響最大。 2.蛋白質(zhì)水平 3.維生素 4.礦物質(zhì) 5．飼料供給量,27,物質(zhì)代謝試驗是利用供試動物采食與排出體外的營養(yǎng)物質(zhì)之差來測定動物體內(nèi)組成分變化情況的一種試驗方法。通過物質(zhì)代謝試驗可了解各種飼料養(yǎng)分（如碳、鈣、磷等）在動物體內(nèi)的存留能力（存留率），以評定飼料的營養(yǎng)價值。 物質(zhì)代謝試驗既可測定飼料養(yǎng)分的利用率（存留率），也可測知動物體內(nèi)營養(yǎng)物質(zhì)的增損情況。用物質(zhì)代謝實驗可研究的營養(yǎng)物質(zhì)有水分、蛋白質(zhì)、脂肪、各種礦物元素和維生素等。在食品動物生產(chǎn)中，人們特別重視動物機(jī)體蛋白質(zhì)與脂肪的變化。因此，普遍開展的還是碳氮平衡試驗（據(jù)氮平衡測定體內(nèi)蛋白質(zhì)增損，據(jù)碳平衡了解體內(nèi)脂肪的增損），亦即研究動物碳氮平衡乃研究物質(zhì)代謝的重點(diǎn)。,代謝試驗是在消化試驗基礎(chǔ)上增加收集尿、氣體的裝置。,三、代謝試驗,28,（一）屠宰對比試驗,根據(jù)動物的年齡、性別、來源、體重、營養(yǎng)狀況及其他指標(biāo)選擇試驗動物，并采用適當(dāng)?shù)姆椒▽游锓譃槿舾山M。試驗開始的時候，屠宰其中一組，分析其體成分，其余各組按要求進(jìn)行飼養(yǎng)試驗，試驗結(jié)束時同樣進(jìn)行屠宰和分析。動物體成分的前后差異，即為飼養(yǎng)期間的增長量。,缺點(diǎn)：凡是CH4產(chǎn)量較高的，用屠宰法估計的畜體產(chǎn)熱不準(zhǔn)確，應(yīng)扣出CH4能。,29,1.適用范圍 1）了解動物在不同生長發(fā)育階段體成分的變化 2）比較不同飼料對體成分的影響（如中草藥對豬肉質(zhì)的影響） 3）比較不同品種或品系沉積蛋白質(zhì)和脂肪的能力 2.測定指標(biāo) 除需進(jìn)行動物和飼料的化學(xué)成分及能量測定外，也常做胴體品質(zhì)測定，如：肌間脂肪含量、眼肌面積、背膘厚度、胴體長、屠宰率等。此時，將胴體從脊椎一分為二，然后用左側(cè)胴體進(jìn)行測定。為了解蛋白質(zhì)與脂肪的沉積比例，也多對左側(cè)胴體進(jìn)行皮、骨、肉、脂的分離。,30,（二） 氮平衡試驗 該試驗主要用于研究動物對蛋白質(zhì)的需要量，飼料蛋白質(zhì)的利用率及比較日糧和飼料蛋白質(zhì)的質(zhì)量等方面。,,1.動物體內(nèi)的氮代謝 動物體內(nèi)的氮來源、氮排泄及動物體內(nèi)的氮代謝途徑總結(jié)于圖,,動物食入的飼料蛋白質(zhì)除部分在其消化道沒有被消化吸收經(jīng)糞排出外，吸收的含氮物（氨基酸）一部分用來合成新的組織蛋白以滿足生產(chǎn)或組織修補(bǔ)的需要，另一部分含氮物氧化分解并以尿素、尿酸等形式從尿中排出。,31,在氮平衡試驗中，可以建立如下關(guān)系式： 存留氮＝食入氮－糞氮－尿氮－體外產(chǎn)品氮 當(dāng)存留氮大于零時，則稱為氮的正平衡；存留氮小于零，則稱為氮的負(fù)平衡；存留氮等于零，則稱為氮的零平衡或零氮平衡。 氮的總利用率（%）=[沉積氮/食入氮]*100 氮的消化率（%）=[（食入氮-糞氮）/食入氮]*100 消化氮的利用率（%）=（沉積氮/消化氮）*100 氮平衡試驗的方法要點(diǎn)與消化試驗方法基本相同。氮平衡試驗對實驗動物的頭數(shù)及其選擇、試驗期的劃分、安排與處理均可參照消化試驗要求，另外，在消化試驗基礎(chǔ)上增加收集試驗動物所有排尿。,2. 氮平衡測定,,32,通過碳平衡試驗可以測定動物體內(nèi)脂肪增減情況。 動物體內(nèi)碳來源于飼料三大類有機(jī)物質(zhì)（即蛋白質(zhì)、脂肪和碳水化合物）。碳的排出途徑為：（1）糞碳及腸道氣體碳。糞碳是指飼料中未被動物消化吸收的有機(jī)物質(zhì)。另外，在反芻動物的瘤胃和大腸、單胃動物大腸內(nèi)微生物的發(fā)酵，可產(chǎn)生CH4和CO2等從腸道排出，構(gòu)成消化道氣體碳損失。（2）尿碳。主要以尿素或尿酸形式排出。（3）呼出氣體碳。吸收到動物體內(nèi)的有機(jī)物質(zhì)在體內(nèi)氧化供能中將形成CO2，隨動物呼吸排出體外。（4）存留體內(nèi)或體外產(chǎn)品蛋白質(zhì)、脂肪中的碳。因此，碳平衡可表示為：,（三） 碳平衡試驗,存留碳＝飼料碳－糞碳－尿碳－呼出氣體碳－消化道氣體碳－體外產(chǎn)品碳,結(jié)合氮平衡試驗，可推算出體內(nèi)脂肪沉積量。,33,（四）能量平衡試驗,食入能 = 排泄物（糞、尿、脫落皮屑、毛）含能+ 沉積能(生長肥育) +離體產(chǎn)品(奶、蛋、毛)含能 +維持生命活動的機(jī)體產(chǎn)熱,是研究動物能量代謝，評定飼料的能量價值，以及測定動物對能量需要量的重要手段。,測定方法： 動物體產(chǎn)熱量測定： 直接測熱法； 間接測熱法 沉積能和產(chǎn)品能： 碳氮平衡法； 比較屠宰實驗,34,1.動物產(chǎn)熱量的測定 根據(jù)動物機(jī)體產(chǎn)熱估計方法的不同，常分為直接測熱法和間接測熱法。 1）直接測熱法 將動物置于測熱室中，直接測定機(jī)體產(chǎn)熱。將食入飼料、糞、尿、脫落皮屑和甲烷（反芻動物）收集，取樣測定其燃燒值。,35,2）間接測熱法 碳水化合物和脂肪在體內(nèi)氧化所產(chǎn)生的熱量與它們的呼吸熵（RQ）之間有函數(shù)關(guān)系。因此，只要測得O2的消耗量和CO2的排出量，就可計算出呼吸熵，進(jìn)而計算出產(chǎn)熱量。 各種含能物質(zhì)在體內(nèi)氧化時，其呼吸熵值均有各自特定的數(shù)值,圖5、密閉回流式測熱裝置,圖6、開放回流式測熱裝置,36,2. 碳、氮平衡法,1）原理：假設(shè)體內(nèi)沉積是脂肪和蛋白質(zhì)，糖元很少，根據(jù)每克脂肪和蛋白質(zhì)的C、N含量和產(chǎn)熱，可計算出沉積能，糞、尿、甲烷能可測得,從攝入飼料總能，就可計算出畜體產(chǎn)熱。 2）方法：測定C、N平衡值 3）基本參數(shù)：蛋白質(zhì)：含碳52%，含氮16%， 產(chǎn)熱23.8KJ/g； 脂 肪：含碳76.7% ， 產(chǎn)熱39.7KJ /g,37,3.比較屠宰實驗法,,1）原理：通過屠宰直接測定沉積組織的能量，也可推算出畜體產(chǎn)熱(維持)。 食入能=糞能+尿能+皮屑能+甲烷能+沉積能+產(chǎn)熱 2）測定方法： 屠宰不放血，心臟靜脈注入麻醉藥和凝血劑，除去消化道內(nèi)容物，冷凍、粉碎(胴體粉碎機(jī))，取樣測組織燃燒熱。 3）缺點(diǎn)：凡是CH4產(chǎn)量較高的，用屠宰法估計的畜體產(chǎn)熱不準(zhǔn)確，應(yīng)扣出CH4能。,38,四、飼養(yǎng)試驗,飼養(yǎng)試驗是通過飼予動物已知營養(yǎng)物質(zhì)含量的日糧或飼料，觀察其體重、體尺、產(chǎn)蛋、泌乳等生產(chǎn)性能指標(biāo)和缺乏癥的產(chǎn)生，產(chǎn)品與飼料消耗的關(guān)系，從而測定動物對某種養(yǎng)分的需要量，比較飼料或日糧營養(yǎng)價值高低、飼養(yǎng)管理方式的優(yōu)劣以及不同動物生產(chǎn)性能的差異等。 飼養(yǎng)試驗的主要目的有：a.衡量一種飼料替代另一種飼料滿足動物生理功能的程度（飼料營養(yǎng)價值相對排序）；b.建立飼料與其完成某一特定功能的相關(guān)，如第一限制氨基酸與動物蛋白質(zhì)增重關(guān)系；c.通過營養(yǎng)供給來預(yù)測或控制動物的生產(chǎn)性能。 在動物營養(yǎng)的飼養(yǎng)試驗中，常用的設(shè)計方法有：對照試驗、配對試驗、單因子試驗、隨機(jī)化完全區(qū)組設(shè)計、拉丁方設(shè)計和正交設(shè)計等。,39,（一） 對照試驗 在營養(yǎng)研究中，如需考察某一營養(yǎng)因素或非營養(yǎng)因素對動物是否有影響， 就可以采用對照試驗。如比較玉米和糙米對豬的飼養(yǎng)價值，我們可選兩組條件相近的豬，一組飼喂含玉米的飼糧，另一組飼喂含糙米的飼糧。 對照試驗是最簡單的設(shè)計。 （二） 配對試驗 為了使對照組和處理組動物盡量一致，常選擇各方面條件相同動物，雙雙配成對。再將每對動物隨機(jī)分到對照組和處理組，更確切地講是互為對照。在動物營養(yǎng)研究中，配對試驗與對照試驗的適用范圍并無多大差異， 主要視試驗動物的情況而定。相似年齡、體重、遺傳基礎(chǔ)和養(yǎng)育歷史的動物經(jīng)一段時間的調(diào)整期后，配對進(jìn)行飼養(yǎng)試驗，同一對動物分別飼喂不同的飼糧，同一對動物的采食量相同。該方法不適于自由采食的動物試驗。 。,40,（三） 單因子試驗設(shè)計 與對照試驗和配對試驗相比，單因子試驗有更多的處理組。例如，要研究飼糧賴氨酸對生長豬生產(chǎn)性能的影響并確定其適宜添加水平，一般設(shè)計一個賴氨酸水平很低的基礎(chǔ)飼糧（有時使用半純合飼糧），然后在基礎(chǔ)飼糧中添加不同水平的賴氨酸，根據(jù)賴氨酸水平與生長豬生產(chǎn)性能的關(guān)系確定適宜的飼糧賴氨酸水平。,41,,（四） 隨機(jī)化完全區(qū)組試驗 在上面研究生長豬賴氨酸適宜添加水平的試驗中，如果試驗豬來自3個養(yǎng)豬場，盡管豬的品種、年齡、體重和以前的飼糧基本一樣，但為了考察不同環(huán)境、水質(zhì)等是否給試驗帶來影響，就可把3個養(yǎng)豬場看成3個區(qū)組，采用隨機(jī)化完全區(qū)組設(shè)計。試驗的單元根據(jù)年齡、性別等因素分組或分區(qū)。在每一區(qū)組的動物則隨機(jī)分配到各處理組，一個區(qū)組可以是任何一個可以影響重復(fù)之間的變異的任何因素。如比較3種飼糧對犢牛生長的影響，犢牛的開始體重對實驗結(jié)果有較大影響，但又無必要研究開始體重的效應(yīng)。處理方法：先將動物按體重分組，再將每組動物隨機(jī)分配到各處理組。,42,（五） 復(fù)因子試驗設(shè)計 在營養(yǎng)研究中，往往在同一試驗中需要考慮的影響因素不止一個。如研究小麥對豬的生產(chǎn)性能的影響的同時，又想確定酶制劑的合理添加方式，就需采用復(fù)因子設(shè)計。在飼養(yǎng)試驗中，超過3個因素以上的復(fù)因子試驗是很少的， 除了統(tǒng)計分析麻煩外，也難控制試驗條件，結(jié)果不一定很理想。該試驗設(shè)計允許在一個試驗中考察多個因素，并可測定因素之間的交互作用 （六） 拉丁方設(shè)計 拉丁方設(shè)計常用于產(chǎn)卵家禽和泌乳母牛短期的試驗和飼料養(yǎng)分消化率的測定。 因試驗時間短，同一動物可在不同時間內(nèi)接受多種試驗處理。當(dāng)研究的因素較多時，該方法可以減少試驗動物的數(shù)量，仍可評定處理效應(yīng)。每個因素必須有相同的處理水平或重復(fù)。,43,,（七） 正交試驗設(shè)計 在某些情況下需要考察多個因子， 每個因子又想考察幾個不同的水平， 按復(fù)因子設(shè)計處理組也太多，而某些因子的某些水平又沒有多大的必要， 此時可考慮采用正交試驗設(shè)計。根據(jù)試驗考察的因子和水平數(shù)選擇相應(yīng)的正交試驗設(shè)計表，按表安排試驗。選擇正交表安排試驗，使用正確的統(tǒng)計分析方法。,44,五、其它實驗技術(shù),（一）同位素示蹤法 同位素示蹤法主要用于營養(yǎng)物質(zhì)的消化、吸收與代謝的研究。例如，研究微量元素硒在體內(nèi)各種組織中的分布情況，可注入用同位素標(biāo)記的硒，然后屠宰測定各種組織中同位素硒的含量，算出其分布的比例就可從吸收飼糧硒的量而推知進(jìn)入各組織中硒的量。 優(yōu)點(diǎn)：同位素示蹤法具有靈敏度高、特異性強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)。 缺點(diǎn)：同位素示蹤雖有其特有的優(yōu)點(diǎn)，但儀器設(shè)備昂貴，技術(shù)復(fù)雜，在動物營養(yǎng)研究中還局限在一定范圍內(nèi)。 同位素有放射性和非放射性兩種。目前可用于同位素標(biāo)記的物質(zhì)也日益增多,不但能標(biāo)記單個元素(2H、14C、13C 、15N、23Mg、32P、35S、40K、45Ca、55Fe、60Co、65Zn、132I)，而且可標(biāo)記化合物(15N-尿素、CH414COOH等)和進(jìn)行雙標(biāo)記(15NH414CHCOOH，NH414CH414COOH)。其中2H、13C 、15N為穩(wěn)定同位素。,45,同位素稀釋技術(shù) 是在同位素示蹤原理基礎(chǔ)上發(fā)展起來的一種定量研究方法。其原理是，當(dāng)標(biāo)記的同位素在體內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)時，標(biāo)記有某種同位素的物質(zhì)在體內(nèi)各部分與未標(biāo)記的該物質(zhì)之比恒定，根據(jù)這一個關(guān)系，就可從標(biāo)記物和可測得的組分的量推算出不可測得的組分的量。,例如， 在測定動物內(nèi)源氨基酸排泄量時，用15N標(biāo)記蛋氨酸，連續(xù)灌注數(shù)天，使之在體內(nèi)達(dá)到穩(wěn)定水平，根據(jù)血液中15N與亮氨酸的比例和腸道排泄物中的15N的量，就可推算出進(jìn)入腸道的內(nèi)源亮氨酸的量。,46,(二)外科造瘺技術(shù) 營養(yǎng)研究中外科造瘺一般指在動物體表(通常是腹部)開一個口，并用一個管道（瘺管)與消化道某一部位相通，使消化道內(nèi)容物能從管中排出體外，或者可通過瘺管向胃或消化道放入物體(如尼龍袋)，或經(jīng)消化道收取分泌物(如消化液)。在本節(jié)中已討論到動物消化道微生物對飼料氨基酸消化吸收的影響，在測定豬氨基酸的消化率時，需在回腸末端安裝瘺管，收取未經(jīng)過大腸微生物作用的飼料殘渣進(jìn)行分析；在豬、禽的離體消化實驗中，如采用小腸液作消化液，也需安裝瘺管收集消化液；測定反芻動物瘤胃飼料蛋白質(zhì)的降解率，也需在瘤胃或十二指腸安裝瘺管。,47,常用的瘺管有T型和橋式兩種，一般采用塑料或不銹鋼制成，便于安裝固定，也耐酸、堿和經(jīng)受機(jī)械的碰撞。,也有將導(dǎo)管直接插入血管以便隨時可抽取血樣或注入藥液，進(jìn)行研究 （血瘺）,圖1、T型瘺管示意圖,圖2、橋型瘺管示意圖,48,(三)無菌技術(shù) 在動物營養(yǎng)研究中，由于微生物的干擾，使某些研究在常規(guī)條件下難以實現(xiàn)。例如，腸道微生物能合成多種維生素，有害微生物又可能影響機(jī)體的健康，相反，為了研究微生物對消化道的影響也需有無菌消化道作比較。 因此，如果能排出消化道微生物的影響，將有利于對那些受微生物干擾而無法研究的營養(yǎng)問題進(jìn)行闡明。于是，無菌技術(shù)應(yīng)運(yùn)而生。 無菌技術(shù)是將胎兒在無菌條件下剖腹取出，避免經(jīng)陰道自然分娩引起的污染，然后在無菌環(huán)境中飼養(yǎng)；飼料也經(jīng)嚴(yán)格處理，避免來自外界細(xì)菌、原生動物及寄生蟲的污染，并且在這種無菌環(huán)境中繁殖無菌的后代。 無菌技術(shù)無疑是先進(jìn)的新技術(shù)，但要求的條件也很苛刻，在畜禽的營養(yǎng)研究中尚未廣泛采用。,49,第二節(jié) 飼料能量營養(yǎng)價值的評定,飼料能量含量是衡量飼料營養(yǎng)價值的一個重要方面，飼料中的有機(jī)物都是能量的來源。在動物體內(nèi)，飼料中的化學(xué)能可以轉(zhuǎn)化為熱能和機(jī)械能，也可以蓄積在體內(nèi),還可以用于形成動物產(chǎn)品。 評定飼料的能量營養(yǎng)價值方法頗多，這些評價體系各有特色，且在不同地域使用或使用于不同動物種類。,50,一、飼料能量價值基本概念,（一） 可消化有機(jī)物 可消化有機(jī)物（digestible organism或digestible organic matter，DOM）指可消化粗蛋白質(zhì)、可消化粗脂肪、可消化碳水化合物的總量.,可消化有機(jī)物＝可消化粗蛋白質(zhì)＋可消化粗脂肪＋可消化碳水化合物,（二） 可消化養(yǎng)分總量 總可消化養(yǎng)分（total digestible nutrient，TDN）體系由美國創(chuàng)建并在美洲沿用了半個多世紀(jì)，主要用于反芻動物。它的具體含義是，以能量為基礎(chǔ)折算的飼料可消化養(yǎng)分的總和。,51,,一般而言，動物利用飼料中的能量時，最大的能量損失是未被消化而從糞排泄的部分，這一損失與飼料的種類有很大關(guān)系。因此把損失量最大而且變動大的糞中所含的能量從飼料總能量中減出去，由此可得可消化養(yǎng)分，以此可消化養(yǎng)分為基礎(chǔ)表示能量的單位就是可消化養(yǎng)分總量。計算公式如下： TDN＝X1+2.25X2+X3+X4 式中X1表示可消化粗蛋白質(zhì)含量（%），X2表示可消化粗脂肪含量（%），X3表示可消化粗纖維含量（%），X4表示可消化無氮浸出物含量（%）。,52,（三） 淀粉價 又叫淀粉當(dāng)量或淀粉等價（starch value, SV），這是德國的Kellner 建立的評定能量價值的方法，主要根據(jù)體脂肪的生產(chǎn)量計算出飼料的能量值。 Kellner等規(guī)定1kg純淀粉對肥育閹牛的沉積脂量（248g）為一個衡量單位，即1個淀粉價。 （四） 飼料單位 瑞典的Hansson 等人用乳牛做了許多飼養(yǎng)試驗的結(jié)果。以1kg大麥喂給奶牛生產(chǎn)牛奶的效果為1飼料單位（Feed Unit） （五）奶牛能量單位（NND） 我國為了在奶牛飼養(yǎng)實踐中應(yīng)用方便，規(guī)定3138 KJ產(chǎn)奶凈能（即1kg標(biāo)準(zhǔn)乳所含的能量）為1 個奶牛能量單位,53,飼料消化能測定即是飼料能量消化率測定，在消化試驗中根據(jù)動物采食的飼料量、排糞量以及樣品分析熱值，按下列公式計算飼料消化能含量： 式中DE為飼料消化能含量（MJ/kg），GE為飼養(yǎng)試驗期食入料總能（MJ），F(xiàn)E為試驗期所排的糞能（MJ），W為試驗期食入飼料量（kg）。,二、消化能的測定,54,,三、代謝能的測定 飼料代謝能可理解為生理有效能或可利用能。 單胃動物代謝能的測定是在消化能測定基礎(chǔ)上增加收集尿液和甲烷氣裝置，即可測出表觀代謝能，一般豬采用糞、尿分離代謝裝置，牛采用橡膠漏斗裝置，禽類的糞尿均從泄殖腔排出，除非特殊需要（如測定消化率）一般不作人工肛門進(jìn)行糞、尿分離，直接收集糞尿混合排泄物。為防止羽毛、皮屑的污染還有用穿衣法、在泄殖腔口黏結(jié)或縫合集糞瓶的方法，余同消化試驗。,55,根據(jù)凈能的用途，可以將其分為維持凈能（net energy for maintenance，NEm）和生產(chǎn)凈能（net energy for production，NEp）。NEm指用于維持生命活動的部分，包括基礎(chǔ)代謝、保持體溫恒定、隨意活動等所需能量，NEp指用于生產(chǎn)的部分，包括增重、產(chǎn)奶、產(chǎn)蛋、產(chǎn)毛、繁殖、使役做功等。 NE=ME－HI= NEm＋NEp 凈能可以通過平衡代謝試驗結(jié)合測定產(chǎn)熱量的方法獲得，也可以通過飼養(yǎng)試驗結(jié)合屠宰測定的方法獲得。,四、凈能的測定,56,第三節(jié) 養(yǎng)分的生物學(xué)效價,養(yǎng)分的生物學(xué)效價是指飼料中養(yǎng)分在動物體內(nèi)被吸收利用的程度。是用來衡量某種養(yǎng)分完成某些生理功能能力的指標(biāo)。 其表示方法有：絕對生物學(xué)效價和相對生物學(xué)效價。,飼料中各種養(yǎng)分的含量，只可供作計算動物食入量的數(shù)據(jù)，不能說明食入后邊它們的消化量、吸收量和利用量。因此，除分析飼料中各種養(yǎng)分外，還須測試各種養(yǎng)分的生物效價,57,I：某一養(yǎng)分的采食量 F：糞中排出量 U：尿中排出量 R：體內(nèi)體外產(chǎn)品含量,能量 其效價分為三個層次：即測定其消化率、代謝率、與利用率 蛋白質(zhì) 絕對效價：由消化率、生物學(xué)價值與凈利用率表示 相對效價：蛋白效率比 凈蛋白比 等,58,維生素 （一）脂溶性維生素的生物效價 （二）水溶性維生素的生物效價 水溶性維生素除生物素外，易吸收基本無效價問題,礦物元素的生物效價 研究礦物元素的生物效價的目的是掌握不同來源元素效價差，更確切地滿足需要量。真正客觀需要量應(yīng)當(dāng)是： 飼料提供量×生物效價+人為補(bǔ)給量×生物效價,AA 可利用氨基酸：飼料蛋白質(zhì)用于生長發(fā)育和維持的那部分稱為可利用氨基酸 效價用：AA生理可利用率表示,59,