高溫環境下飼糧中離子平衡對家禽之影響
一、前
言環境溫度升高,動物呼吸速率加快,增加飲水,以利散熱維持體溫;而採食量降低,影響家畜禽的生產,是本省夏季家畜禽生產效率低落的原因。呼吸速率的加快,使
CO2的排出增加,降低體(血)液中的CO2分壓以及血中HCO3的濃度;增加飲水則排尿增加,糞便潮濕,也同時增加體內離子,如鈉、鉀、鈣、磷等的流失,這些現象均能改變血液的PH和滲透壓,進而影響正常的生理狀況,換言之,養分吸收和輸送,骨骼的鈣化和蛋殼的形成等均受血液PH的改變而降低效率,自然影響家畜禽的生產效率。家畜的體
(血)液,除受環境溫度的影響外,飼糧組成分,如離子含量,蛋白質濃度是影響動物血液PH的主要因素,飼糧中離子含量以每公斤飼糧中所含正負離子的毫克當量總和來表示,即是meq/kg。此值的高低,明顯的影響血液的PH,本文將就高溫環境及飼糧離子平衡對家禽的影響做討論,期能由飼糧組成來減緩高溫對家禽生產之不良影響。二、高溫環境與家禽散熱
家禽最適當的溫度帶為16∼18℃,環境溫度升高造成呼吸加速,
CO2大量排出,造成鹼毒症( Alkalosis ),本省夏季長,白天溫度平均在30℃以上,對肉雞、蛋雞和種雞均有很大的影響;雖然家禽體溫為四一℃,不過當環境溫度高於30℃便會影響其正常的生理,包括增加飲水、減少採食量、血液因CO2分壓降低而偏鹼,此時家禽散熱方式以蒸發為主,更增加了飲水的需求,表一顯示雞隻採食量在37三七℃時僅為21℃環境下的30∼45%,而飲水量的增加則在37℃時顯著的高於在21℃。對於增重的影響,主要來自於採食量的降低。表1 飼 料 採 量 與 增 重 之 關 係 |
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Group |
採食量(gm) |
飲水量(ml) |
增 重(gm) |
experiment 1- feed ad libitum |
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A- 21℃ 37℃ B- 37℃ 21℃ |
406 179 167 522 |
566 748 686 623 |
135 -17 13 155 |
experiment 2 - Paired feeding |
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C- 37℃ D - 21℃E- 37℃ F - 21℃ |
184 182 129 130 |
948 431 888 420 |
11 10 8 9 |
(Squibb et al..1959) |
高溫環境下對產蛋雞的影響,除降低採食量所造成的產蛋率降低外,也因為加速呼吸,使
CO2大量排出,影響到蛋殼品質,由18℃升高至34℃會使蛋殼變薄12%,造成破殼蛋比率升高,本省夏季破殼蛋比率約為8%,比溫帶地區之破殼蛋率的4%高出一倍,造成很大的損失。種雞由於高溫環境下,飲水增加使墊料容易潮濕,造成管理之困擾,而駕乘交配的次數也受到影響,降低受精率、孵化率也因胚胎的早期死亡率增加而降低,所造成的損失相當嚴重。三、飼糧中離子平衡及其影響
飼糧中的正負離子以下列公式表示其總和
(Na+K++Ca+++Mg++)-(Cl-+H2PO4-+HPO4-2+SO4-2)=meq/kg動物撮食後,體內會產生正負電位變化,進而影響到體(血)液的PH值,通常飼糧離子平衡( dietary electrolyte balance ),即bEB值愈正,表是正離子多,會使血液鹼性化,原因是這些正離子在代謝過程中需要一些有機陰離子來平衡,如乳酸、乙酸、重碳酸根等,這些陰離子的代謝則需要消耗H+(酸),因此使血液的H+濃度降低,而偏鹼性。反之如果dEB值為負值,則血液為酸性化。通常飼糧中的鈣和磷添加量穩定且各有其功用,對dEB 值的影響不大,而鎂則少有添加於飼糧中,硫的影響則小,因此上列公式中可減化為 dEB=(Na++K+)-Cl-,直接分析飼糧中的Na+、K+和Cl-離子,可以計算dEB值,用以預測其對家畜禽之影響。家畜禽的血液
PH為7.2∼7.5之間,其中動脈血PH7.4比靜脈血 PH7.35略高,能生存的範圍PH6.8-7.8之間,也就是H+離子濃度相差10倍,維持正常的血液酸鹼值,對於體內酵素活性的穩定、神經傳導功能、養分的吸收和運送、腎臟排尿的正常、體內離子的吸收排泄均有密切關係;血液PH的不正常下降會降低血紅素的攜氧能力,進而影響到代謝速率。家禽對於
dEB值低(產酸性)的飼糧比對dEB值高(產鹼性)的飼糧要敏感,當飼糧中Cl-高或K+低時,對家禽骨骼發育,蛋殼品質均有嚴重影響,茲簡述如下:(一)骨骼的形成
在鈣化過程中會釋出
H +離子,每沈積lmole的鈣會有0.9mole的H +釋出於體液中,因此飼糧中Cl-離子高,會降低雞的骨灰分,而K+的偏低也是延緩雞骨骼的鈣化,在肉雞脛骨鈣化不全症(Tibial Dyschonclroplasia,TD)也受到Cl-的升高而增加TD比率。(表二)表2 童 子 雞 飼 養 成 績 ( 36 日 齡 ) |
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增 重Weight g |
飼料採 食量 kg |
飼料效率 kg/kg |
死亡率 % |
墊 料指 數 |
脛骨發育不全症 |
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發生率% |
嚴重指數 |
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性 別公 母 甲硫胺酸 0.38% 0.52% 0.73% 氨 0.13% 0.30% 0.50% 磷 0.57% 0.79% |
1862a 1600b
1697b 1743a 1752a
1721b 1745a 1726b
1740a 1722b |
2.86a 2.55b
2.68b 2.71a 2.73a
2.70b 2.73a 2.69b
2.71a 2.70a |
1.54b 1.59a
1.58a 1.56b 1.56b
1.57a 1.57a 1.56a
1.56a 1.57a |
5.3a 3.6a
3.3b 5.1a 5.1a
5.2a 4.1a 4.2a
4.9a 4.1a |
3.25a 3.44a
3.50a 3.28a 3.24a
3.79a 3.57a 2.70b
3.91a 2.76b |
39.1a 12.9b
16.9b 27.7a 33.5a
15.2b 25.9ab 36.3a
21.7b 30.5a |
2.22 2.03
1.93 2.21 2.25
1.48 2.23 2.45
2.07 2.26 |
(二)蛋殼的形成
蛋殼中鈣佔40%,而碳酸根
(CO3-2)為60%,在家禽殼腺形成蛋殼過程中 K+和Cl-由體液進入蛋白,Ca++由體液沈積於蛋殼中,同時有2H+離子由殼腺回到體液中,所以產蛋家禽在蛋殼形成過程為暫時性酸血症,在產蛋後便可恢復正常,而由於蛋殼形成時血液中HCO3的濃度也會下降,此時產蛋雞會以增加呼吸速率來調整,即回復HCO3濃度,而降低PCO2。四、高環境溫度對家禽體內離子平衡的影響
高溫環境對於家禽會加速呼吸,有呼吸性鹼毒症,而增加飲水以利散熱,同時也增加排尿量,表三顯示長期性熱緊迫
(24℃對32℃)對肉雞生長及血液性狀之影響,高溫造成血液PH升高,而PCO 2和HCO 3均顯著下降。表四及表五均顯示高環境溫度增加尿中離子的排泄,而明顯的減少Cl-離子的流失,其中Ca、K、Na均加倍的流失,P、S、Mg、Mn也有顯著增加,這些變化當然會影響到體內離子平衡的狀態,而影響到正常生理和生長,加以高環境溫度降低撮食量,這些因素更加深了對家禽的不利影響。例如蛋殼品質不良及營養性骨骼發育不良之現象。表3 長期性熱緊迫對增重、飼料消費量與血液性狀之影響 |
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Parameter |
24℃ |
32℃ |
Body weight gain,g Feed consumption,g Blood pH nonpanting panting Blood CO2 nonpanting panting Blood HCO3 nonpanting panting |
913a 2173a
7.280a ─
18.6a ─
8.14a ─ |
423b 1123b
7.280a 7.395b
9.1b 5.9b
3.3b 4.8b |
(Teeter et al..1985) |
表4 循環性熱緊迫對離子排泄之影響 |
Fecal excretion Urinary excretion Mineral 24℃ 24-35℃ 24℃ 24-35℃ (mg/kg BW per day) |
P
NS
46b
93a
K NS 57b 286a Mg 60.2b 77.7a 9.4b 17.4a S NS 73b 140a Cu 0.67b 0.87a NS |
(Belay et al.. 1992) |
表5 高溫環境對尿液中離子濃度之影響 |
Urinary excretion Mineral 24℃ 24-35℃ (mg/kg BW per 12-h period) |
Ca
1.8b
4.0a
K 26.0b 54.2a P 37.9b 60.4a S 20.5b 26.0a Na 6.4b 11.0a Mg 4.3b 6.5a Mn 0.01b 0.02a Cl 18.9a 11.3b |
(Belay et al.. 1992) |
由於高環境溫度提高家禽體內離子的大量流失,在飼養上可否由添加鹽類來補充離子,以減少高溫的不利影響,試驗顯示在飲水或飼中添加kcl,均可有效改善鹼毒症、降低死亡率、改善增重,在飲水中添加NH4Cl或NH4Cl+NaHCO3也有相同效果,但是CaCl2的添加則無效(表六及表七)。這些鹽類均屬於高解離度的,家禽撮食後容易補充所流失的離子,同時藉回復體內離子的平衡,來達到維持正常血液的PH及其他生理現象。
表6長期性熱緊迫時於飼料中添加不同鹽類對改善鹼毒症之效果 |
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Treatment |
Blood pH |
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24℃ |
35℃ |
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nonpanting |
panting |
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Basal diet +0.3%NH4Cl +1%NH4Cl +3%NH4Cl +1%NH4Cl & 0.5%NaHCO3 +0.5%CaCl2 +1%CaCl2 |
7.290b ─ ─ ─ ─ ─ ─ |
7.294b 7.290b 7.195bc 7.090c 7.276b 7.330ab 7.256b |
7.381a 7.357ab 7.305ab 7.215b 7.293b 7.354ab 7.332ab |
(Teeter et al..1985) |
表7 急遽性熱緊迫時於飲水中添加不同鹽類對存活率之影響 | ||
Treatment | 24℃ |
24-41℃ |
Survival (%) |
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Untreated water +0.5%NH4Cl +0.75%NaHCO3 |
100 100 100 |
62.7b 96.6a 55.5b |
(Smith and Teeter. 1987a) |
就產蛋家禽而言,由於蛋殼鈣化過程中就是輕微酸毒症,因此高
Cl -的飼糧(量酸性)對於蛋殼品質影響甚大,尤其在低鈣情況下,高Cl-會造成薄殼蛋,增加破蛋比率,其他產酸性的鹽類如硫化物、磷酸鹽,特別是單價磷酸鹽產酸性甚高,添加時要特別注意。在高溫環境下,欲改善蛋殼品質於飼糧中添加NaHCO3,或是飲水中添加重碳酸鹽會有改善效果,但是最主要還是要提高採食量,才能增加產蛋率和蛋殼品質。飼糧中所常添加的合成胺基酸均為產酸性,如飼糧中添加一公克的
Lysine.H- Cl即增加Cl-6meq/kg飼糧,而代謝每mole的甲硫胺酸或胱胺酸均會產生二mole的H+離子,這些潛在產酸的因素則要特別注意。此外高蛋白飼糧,或是限制胺基酸的缺乏,造成血液中尿酸的增加,也是潛在產酸的原因,並會增加Ca++的流失,影響蛋殼形成。五、結
論本省夏季長,平均白天氣溫在30℃以上,對肉雞或是蛋雞均會造成血液偏鹼,增加體內離子的流失,影響骨骼鈣化不全或是蛋殼品質不良,造成損失。於飼糧或飲水中添加鹽類會有不同程度的改善效果,肉雞以添加
kcl和NH4Cl能有效果,蛋雞則以NaHCO3能改善蛋殼品質。近來肉雞飼養所發生的猝死症(Sudden dead syndrom,SOS),被發現雞群血液有偏鹼之情形,可能由於高溫所造成,是否能藉由添加鹽類獲得改善,則有待進一步的研究。附 錄
一、飼糧中離子平衡的算法
經分析結果飼糧中含
Na+= 0.16% Na分子量 = 23
K+ = 0.28% K分子量 = 39
Cl- = 0.14% Cl分子量=35.5
毫克當量
Na+=1600 mg/kg÷23=69.5 meq/kg
K+=2800 mg/kg÷39=71.8 meq/kg
Cl-=1400 mg/kg÷35.5=40.0 meq/kg
Deb=Na++K+-Cl-=(69.5+71.8)-40.0 = 101.3 meq/kg
二、常用飼料原料的
dEB值dEB = meq/kg
玉 米
+ 83大 麥
+103大 豆 粕
+568 ~ +623肉 粉
+368魚 粉
+202血 粉
+109羽 毛 粉
+203向 日 葵 粉
+602玉米麩質粉
+ 54花 生 粕
+243燕 麥
+ 99小 麥
+126(資料提供:台灣養豬科學研究所)
飼料營養雜誌(18~25)-陳保基.九三年七期