電解質在家禽飼養的使用

一、前言

        近年來電解質(Electroyte)在家畜禽飼養的使用愈來愈普遍,就像運動飼料的成長一樣,特別在夏天,運動後,疲勞恢復,甚至下痢、發燒等情形,都可見到運動飲料的功用。而電解質的功能簡單的說,是在保持動物體液的平衡,不致因環境的變化或疾病的感染,而影響體內正常的生理作用,進而影響生長與生產的效率,其作用和運動飲料相似。

        電解質包括正負離子,如鈉、鉀、鈣、鎂等陽離子,以及氯、硫酸根、磷酸根、重碳酸根等陰離子,其在動物體內分布於體(血)液中,細胞內以及骨骼中,維持正常的滲透壓及酸鹼值。體內電解質的平衡,受到飼糧中離子平衡、環境溫度、生理狀態等因素的影響,如果體內電解質不平衡,最迅速的治療方法即是由飲水或飼糧中提供適量的離子,也正是電解質在家畜禽飼養之最大功用。然而市售電解質種類繁多,成份各異,如何正確的使用,以達到最好的效果,是很重要的課題。本文將從電解質的功用,影響家禽生產的原因,以及飼養上電解質的正確使用原則簡要介紹,以供飼養者參考。

二、飼糧中離子均衡及其對動物之影響:

        飼糧中的正負離子以下列公式表示其總和,即為飼糧離子均衡值(dietary electrolyte balance)(Na+  +K+ +Ca++ +Mg++)   -(Cl+  +H2

        動物攝取飼糧後,體內會產生正負電位變化,進而影響到體(血)液的酸鹼值,由上述公式計算出的離子均衡值(即dEB值)為正值,表示正離子多,將會使血液鹼性化;反之若dEB值為負值,表示陰離子多,血液則會酸性化。

        通常飼糧中的鈣和磷添加量穩定且各有其功用,對dEB值的影響變化不大,而鎂則飼糧中少有添加,硫的影響比較小,因此由飼糧中來計算dEB值實可修正為dEB=(Na+   +K+  -Cl-),直接測定飼糧中鈉、鉀、氯的含量,可計算dEB值,用以預測此飼糧對家畜禽之影響。

        鈉在動物體內主要存在體液與骨骼中,鈉離子為血液中主要的正離子,佔血中正離子的90%左右;而氯離子則為血液中主要的負離子,其佔血液負離子的65%左右,鉀離子則主要存在於細胞質中,以肌肉和神經細胞最多。鈉、鉀、氯在細胞內外,對滲透壓的維持、酸鹼均衡的調節、離子的代謝,乃至於細胞內外養分的輸送和代謝產物之排泄均有很大功用。

        家畜禽的血液pH值為7.2~7.5之間,一般而言,動物動脈血pH值7.40比靜脈血pH7.35略高。動物能夠生存的pH為6.8~7.8之間,也就是氫離子(H+)濃度相差10倍的範圍。dEB值低的飼糧,會降低血液中的pH值,稱為產酸性飼糧,家禽對於產酸性的飼糧較產鹼性飼糧來得敏感。飼糧中dEB值對家禽的影響,可分為生長、血液性狀、骨骼發育以及蛋殼品質,茲分別簡述如下:

(一)生長

        家禽的最佳生長飼糧,其dEB值應保持在250meg/kg左右,太高(Na+,K+太多)或太低(Cl-太多)均會抑制生長。尤其氯含量過高時,會抑制採食量,降低生長速率,等量的鈉或(和)鉀的添加可以減緩抑制的作用(表1)。飼糧中鈉與鉀的比例以0.8~1.5之間,可使童子雞有最佳之生長(圖1);而鈉與氯的比例則以1最合適(圖2)。就dEB值而言則以飼糧含200~300meg/kg有最佳之生長(圖3)。

(二)血液性狀

        飼糧中dEB值會影響體(血)液的酸鹼值,不管是童子雞或是產蛋雞,飼糧中添加過量的氯,(dEB值小或為負值),血液pH、PCO2以及HCO3-的濃度均降低(表2)即為酸毒症。血液的pH值隨著Na/Cl比值升高而升高,也就是dEB值為正值即為產鹼性飼糧(圖4)。

(三)骨骼發育

        骨骼的發育是鈣化的過程,每沈積1mole的鈣於骨中會有0.9 mole的H+釋出於體液中,使血液變酸,因此飼糧中Cl-含量高,或是Na+、K+含量低,均會影響骨骼的鈣化,骨中的灰分也會降低(表3,表4)。而肉雞中常見的脛骨發育不全症(Tibial Dyschondroplasia)也因飼糧中的dEB值小或為負值(即Cl-高或Na+、K+低)而提高發生率,鈉或鉀的添加將會有改善(表2,表5)。

(四)蛋殼品質

        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+2由體液沉積於蛋殼中,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,此時產蛋雞會以增呼吸速率來調整,即可恢復HCO3-濃度,而降低PCO2

        飼糧中高氯(0.8%)會增加鈣的排泄,降低蛋殼品質,提高破蛋率;而高鈉(0.28%)與低氯(0.08%)飼糧,對蛋殼品質均有不良影響(表6),亦有研究報告指出添加鉀或鈉可以改善蛋殼品質;因此鈉、鉀、氯三者對蛋殼品質的影響,研究結果較不一致。然而經由血液pH值之變化來影響蛋殼品質則是肯定的。

三、高溫環境與家禽飼養管理

        本省夏季長,白天平均溫度在30℃以上者長達六個月,對於肉雞和蛋雞、種雞均有不良影響,除降低採食量、抑制生長外,增加飲水造成糞便含水量提高,使管理工作不易,而降低蛋殼品質,破壞家禽體內離子平衡,增加死亡率,造成損失,實為家禽飼養上最難解決的問題之一。

(一)高溫環境與家禽散熱之方式

        家禽最適當的溫度帶為16~28℃,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41℃,不過當環境溫度高於30℃便會影響其正常的生理,包括增加了飲水量、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,更增加了飲水量的需求,表7顯示雞隻採食量在37℃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。

        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℃升高到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比率的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。

(二)高環境溫度對家禽體內離子均衡的影響

        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8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值升高,而PCO2和HCO3-均顯著下降。表9及表10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均會加倍的流失,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。

        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糧中添加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11及表12)。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值及其他生理現象。

(三)其他影響家禽體內離子均衡的因素

        除了上述高環境溫度所造成的動物體內離子的流失外,尚有其他因素,如飼糧中離子含量不均衡,撮取過高的蛋白質,均會影響。

        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(產酸性)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,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. HCl,即增加Cl-6meg/kg飼糧,而代謝每mole的甲硫胺酸或胱胺酸均會產生2 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+2的流失,影響蛋殼形成。

        其次在飼養管理上的措施有些也會影響體液中離子的均衡,如環境緊迫、更換禽舍、屠宰運輸、剪喙、預防注射等都會產生增加飲水,減少撮食的現象,因而加速體內電解質的流失,對於生長、或產蛋均有不良的影響。然而這些緊迫所造成對家禽生產之降低,其詳細機制仍有待進一步探討。例如近幾年來肉雞飼養所發生的猝死症(Sudden dead Syndrom, SDS),發現雞群血液酸鹼值有偏鹼之情形,其造成的原因則尚不清楚,但在家禽飼養上是主要損失的原因之一。

四、電解質的使用原則

        在大規模飼養,生長速率不斷提升的情況下,家禽的飼養除了提供平衡的飼糧外,隨環境的條件、管理措施、雞群健康狀況等因素的變化,額外提供某些營養素,可以減才雞群的損失,或許更可提高生產效率。在這些營養素中則以電解質最為常見,本省所使用的電解質,大部份以礦物質為主,再添加部份維生素,礦物質氯化鉀(KCl),氯化鈉(NaCl),重碳酸鈉(NaHCO3),氧化鎂(MgO),重碳酸鉀(KHCO3),鈣鹽等為主。這些離子,可以影響飼糧中的dEB值,進而改變家禽體內的電解質,體(血)液的pH值,確實可以改善因體內離子不均衡所造成的生長減緩或是死亡率。除此之外的礦物質如銅、鐵、鈷、錳、鋅等鹽類,據實驗結果來看,並無上述改變體液電解質平衡的功能,僅可視方補充一般礦物質的營養而已,而這些補充,對於營養分平衡的飼糧而言,不但畫蛇添足,有時甚至會造成不平衡的養分撮取,在使用上不可不慎重。

        除礦物鹽外,本省所使用的電解質都含有維生素,以維生素A,D,E,維生素B群,維生素C等,這些維生素在平衡的飼糧中應已足夠,額外添加的效果,值得商榷。因此電解質在家禽飼養上的使用,應依據下列原則加以評估,才能確保效果。

(一)要能清楚的估算出飼糧中的電解質:

        即飼糧的dEB值及水中的dEB值均應分析計算,才能知道應該補充那些礦物質?補充多少?就高環境溫度而言,重碳酸鈉(NaHCO3),重碳酸鉀(KHCO3),氯化鉀(KCl),氯化銨(NH4Cl)的添加可以改善血液偏鹼的現象,而提高生產效率,減少損失。

(二)了解添加電解質的適當時機和方式:

        在生理受到緊迫時,是添加電解質的適當時機,如預防注射、剪喙換舍、感染疾病、高溫環境、運輸前後等,供給電解質有其必要。至於供給電解質的方式不外乎飲水與添加於飼料中,飲水的供給方式適用於短期較急劇的變化,而添加飼料中的電解質則較有利於改善長期的緊迫,此兩種方式均應注意飲水的清潔。

(三)對所使用電解質的成份用量應配合飼糧的dEB值:

        做最適當的添加,對於不必要添加的成份,應瞭解其負面的影響,特別是維生素的高量給飼,容易引起副作用,例如高量維生素A(需要量的五倍)可能引起維生素K的吸收不良,嚴重時造成缺乏,延長凝時間或雞蛋中血斑的增加。

(四)在改變飼料配方使用原料,或添加劑時:

        應該詳細核對離子含量之變化,在本省所使用的電解質成份固定下,應調整飼糧中之dEB值,才不致於在改變配方時,相同的電解質添加有不同的結果。

(五)隨時注意家禽的狀況:

        如產蛋率、蛋殼品質的改變,採食量的變化、肉雞之死亡情形、糞便的含水量等情形,而做適當的調整。

五、結論

        肉雞的生長期短,增重速率佳,對環境的變化敏感,容易影響飼養成績;蛋雞的產量在本省高環境溫度下,產蛋率、蛋殼品質常受影響,夏季時的破蛋率高達8~10%,損失很大。已知的營養分需求及飼料製造技術,對提供平衡的飼料應不是問題。由研究結果看來,注意飼糧離子均衡對於家禽體(血)液性狀的影響,進而影響生產效率,似乎是有改善的空間。不過電解質的使用應注意與飼糧的配合,使用時機的掌握,才能夠達到應有的效果。

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+=1600mg/kg÷23=69.5meg/kg

        K+=2800mg/kg÷39=71.8meg/kg

        Cl-=1400mg/kg÷35.5=40.0meg/kg

        dEB=Na+K-Cl

            =(69.5+71.8)-40.0=101.3meg/kg

二、常用飼料原料的dEB值

  dEB=meg/kg
玉米

大麥

大豆粕

肉粉

魚粉

血粉

羽毛粉

向日葵粉

玉米麩質粉

花生粕

燕麥

小麥

+83

+103

+568~+623

+368

+202

+109

+203

+602

+54

+243

+99

+126

94年6期p52.GIF (4055 bytes)

94年6期p52a.GIF (4428 bytes)

94年6期p53.GIF (5303 bytes)

94年6期p53a.GIF (4427 bytes)

表1. 飼糧中不同氯來源與含量對雛雞飼料消費與增重之影響

氯源 氯添加量

(%)

飼料消費量

(公克/隻/天)

增重

(公克/天)

不添加

Glu-HCl

Glu-HCl

Glu-HCl

Glu-HCl

Glu-HCl

CaCl.H2O(氯化鈣)

MgCl2.6H2O(氯化鎂)

NaCl+KCl(氯化鈉+氯化鉀)

 

0.28

0.55

0.89

1.31

2.41

2.41

2.41

2.41

18.0

16.5

16.3

14.4

11.9

6.8

8.3

13.2

16.9

11.5

10.6

9.7

7.0

5.2

1.1

2.1

6.3

10.9

(Melliere and Forbes, 1966)

表2. 不同成分飼糧中添加氯化銨對雞隻生長、脛軟骨發育障礙之影響及血液性狀之影響

飼糧主成分 添加氯化銨(%) 四週齡體重(公克) 脛軟體發育障礙發生率(%) 血液成分
pH pCO2(mmHg) HCO3(meq/L)
葡萄糖─分離大豆蛋白 0.00 657 20 7.18 55.7 187.78
葡萄糖─分離大豆蛋白 0.73 575 71 7.11 45.5 14.90
葡萄糖─分離大豆蛋白 0.46 508 76 7.08 46.3 12.20
玉米─大豆粕 0.00 671 0 7.23 59.0 21.95
玉米─大豆粕 0.73 667 9 7.23 55.2 21.18
玉米─大豆粕 0.46 614 33 7.21 51.5 18.58

(Leach and Nesheim, 1972)

表3. 飼糧中鉀含量對四週齡雞隻骨骼鈣化之影響

鉀含量(%) 骨灰分(%)
0.04

0.08

0.12

0.16

0.20

0.24

0.50

23.6

38.3

41.6

43.4

42.8

43.9

(Cillis, 1948)

表4. 飼糧中鈉與氯含量對四週齡雞隻骨骼發育之影響

添加(%) 骨灰分(%) 骨破裂強度(公斤) 脛骨重(%)
氯化鈉

NaCL    0.5

 

48.3c

 

9.5c

 

1.9c

Na     0.0

Na    0.09

Na    0.10

Na    0.11

Na    0.12

 

31.8a

32.8a

33.3a

37.0b

39.4b

 

3.6a

4.2a

5.3b

6.3a

4.0a

 

0.9a

1.3b

1.4b

1.5b

1.6b

Cl        0.0

Cl    0.009

Cl      0.01

Cl      0.02

Cl      0.03

 

32.4a

34.6a

36.0b

37.8b

40.0b

 

4.7a

5.1a

6.2b

6.9b

 

0.89a

1.4b

1.3b

1.5b

1.6b

(Egwuatu et al., 1983)

a、b、c同行中無相同字母者,有顯著差異。

表5. 童子雞飼養成績(36日齡)

  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
發生率% 嚴重指數
性別

 

1862a

1600b

 

2.86a

2.55b

 

1.54b

1.59a

 

5.3a

3.6a

 

3.25a

3.44a

 

39.1a

12.9b

 

2.22

2.03

甲硫胺酸

0.38%

0.52%

0.73%

 

1697b

1743a

1752a

 

2.68b

2.71a

2.73a

 

1.58a

1.56b

1.56b

 

3.3b

5.1a

5.1a

 

3.50a

3.28a

3.24a

 

16.9b

27.7a

33.5a

 

1.93

2.21

2.25

0.13%

0.30%

0.50%

 

1721b

1745a

1726b

 

2.70b

2.73a

2.69b

 

1.57a

1.57a

1.56a

 

5.2a

4.1a

4.2a

 

3.79a

3.57a

2.70b

 

15.2b

25.9ab

36.3a

 

1.48

2.23

2.45

0.57%

0.79%

 

1740a

1722b

 

2.71a

2.70a

 

1.56a

1.57a

 

4.9a

4.1a

 

3.91a

2.76b

 

21.7b

30.5a

 

2.07

2.26

表6. 飼糧中不同氯及磷含量對產蛋雞產蛋率、蛋殼品質及血液性狀的影響

處理組(%) 產蛋率(%)

(0~6週)

蛋殼強度

(kg/蛋)

比重 血α性狀
pH PCO2 HCO3

0.55

0.5

1.5

1.5

0.22

0.8

0.22

0.8

 

85.9a

82.1a

83.6a

65.9b

 

3.627

3.514

3.423

3.195

 

1.085

1.084

1.081

1.079

 

7.245

7.191

7.205

7.137

mmHg

63.9a

68.2a

65.6a

54.8b

meg/l

26.0a

24.3b

25.0ab

17.8c

磷效應 * * * * NS *
氯效應 * * NS * NS *
磷×氯交感效應 * NS NS NS * *

*表有顯著差異(P<0.05)

NS表無顯著差異(P>0.05)                                                                                                 (Keshavarz and Austic, 1987)

表7. 飼料採食量與增重之關係

處理組 採食量

(gm)

飲水量

(ml)

增重

(gm)

  試驗1 任食組  
A  -21℃

     37℃

B  -37℃

     21℃

406

179

167

522

566

748

686

623

135

-17

23

155

  試驗2 相飼組  
C    -37℃

D    -21℃

E    -37℃

F    -21℃

184

182

129

130

948

431

888

420

11

10

8

9

(Squibb et al., 1959)

表8. 長期性熱緊迫對增重、飼料消費量與血液性狀之影響

指標 24℃ 35℃
日增重,克

(Body weight gain, g)

913a 427b
日增重,克

(Feed consumption, g)

2173a 1123b
血液酸鹼值(Blood pH)

nonpanting(不喘)

panting(喘氣)

 

7.280a

 

 

7.280a

7.395b

Blood CO2

nonpanting(不喘)

panting(喘氣)

 

18.6a

 

 

9.1b

5.9b

Blood HCO3

nonpanting(不喘)

panting(喘氣)

 

8.14a

 

 

3.3b

4.8b

(Teeter et al., 1985)

表9. 循環性熱緊迫對離子排泄之影響

礦物質 糞便排泄 尿液排泄
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   73b 140a
Cu 0.67b    NS     0.8a NS

(Belay et al., 1992)

表10. 高溫環境對尿α中離子濃度之影響

礦物質 尿液排泄
24℃ 24~35℃
(mg/Kg  BW per day)
Ca

K

P

S

Na

Mg

Mn

Cl

1.8b

26.0b

37.9b

20.5b

6.4b

4.3b

0.01b

18.9a

4.0a

54.2a

60.4a

26.0a

11.0a

6.5a

0.02a

11.3b

(Belay et al., 1992)

表11. 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

Treatment Blood pH(血液酸鹼值)
24℃ 35℃
不喘氣 喘氣
Basal diet

+0.3% NH4 Cl

+1% NH4 Cl

+3% NH4 Cl

+1% NH4 Cl & 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12. 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℃
存活率(%)
飲水

+0.5% NH4 Cl

+0.75% NaHCO3

100

100

100

62.7b

96.6a

55.5b

(Smith and teeter, 1987a)

飼料營養雜誌(p.45∼59)─陳保基、九四年第六期