张崇玉，李 晗

（山东农业大学动物科技学院/山东省动物生物工程与疾病防治重点实验室，山东 泰安 271000）

动物产热量（HP）的测定是研究动物净能能量体系和饲料净能体系的重要方法，在研究动物净能需要体系及日粮饲料净能值评定中广泛应用[1-9]。利用 HP测定，可以求出生长净能（NEp=MEI-HP）,那么维持代谢能（MEm）和生长代谢能转化为生长净能的效率 Kg（NEg/MEg）的测定做法一般是，先假定一个参数为某典型值，求出另一个参数。这样就会出现 Kg取值不同得出的 MEg（=NEg/Kg）不同，从而影响求出的 MEm（=MEI-MEg）值；反之亦然[1-2]。同理，km=NEm/MEm，这 3个参数取值不同，相互影响也很大。

过去动物产热量的模型研究比较少，Lofgreen等[6]建立的模型是产热量的对数（LogHP）与动物食入代谢能（MEI）线性回归公式 LogHP= d+eMEI。

有关生长猪净能需要量及代谢参数的研究，国外做了一些研究[14-16]。主要方法是在求MEm、MEg、Kg等参数时，先假定一参数为某一典型值，求另一参数。这样的取值不一定是动物试验时的真实值。为准确地测定出动物试验时 MEm和 Kg（或 Kpr、Kf）参数的真实值，本研究建立了动物产热量模型，并从中准确地测定出动物能量代谢的 MEm、Kg等各种重要参数，并用生长猪产热量数据对模型进行了建模和验证。

1 材料与方法

1.1 材料

采用丁晓明教授在 1990期间在丹麦做生长猪的产热量的原始数据，36头生长猪（汉普夏、杜洛克、丹麦长白猪各10头，约克夏6头），在体重 20~80kg不同阶段的 79次呼吸测热产热量的原始数据资料进行分析，所用饲料为丹麦商品性饲料。

1.2 方法

1.2.1 动物产热量的理论模型 当动物的食入代谢能（MEI）高于维持代谢能（MEm）时，即MEI≥MEm，假定动物的维持代谢能 MEm=CW0.75，C为常数，W0.75为代谢体重，生长代谢能（MEg）转化为生长净能（NEg）的效率为Kg，即 Kg=NEg/MEg=NEg/（MEI-MEm），建立的HP/W0.75与 MEI/W0.75动物产热量的模型（1）：HP/W0.75=C×Kg+（1-Kg）× MEI/W0.75。

模型（1）的推导如下：当 MEI≥MEm，MEm（kJ/kgW0.75）=CW0.75，Kg=NEg/MEg=NEg/（MEI-MEm），MEI=HP+NEg，则：NEg=Kg（MEI-MEm）=Kg（MEI-CW0.75），HP=MEINEg=MEI-Kg（MEI-CW0.75）=MEI-Kg×MEI+Kg×CW0.75=（1-Kg）×MEI+Kg×CW0.75。即 HP= Kg×CW0.75+（1-Kg）×MEI，方程式两边都除以代谢体重 W0.75，则为模型（1）HP/W0.75=C×Kg+（1-Kg）MEI/W0.75。

模型（1）可以看出，HP与 MEm、Kg以及MEI有关。模型（1）中的 C×Kg、1-Kg均是常数，分别用a、b表示，则a=C×Kg，b=1-Kg，那么 Kg=1-b，C=a/（1-b）。模型（1）可以转化为模型（2）。模型（2）：HP/W0.75=a+bMEI/W0.75式中 Kg=1-b，C=a/（1-b）。

所以建立模型（2）就可以同时准确地测定动物的 MEg转化为 NEg的效率 Kg和维持代谢能MEm=CW0.75。

1.2.2 生长动物净能需要量的理论模型 生长动物净能需要量模型（3）：NER=（Km-Kg）CW0.75+Kg×MEI 或 NER/W0.75=（Km-Kg）C+Kg×MEI/W0.75。 推 导 如 下 ：NER=NEm+NEg=Km×MEm+Kg×MEg=Km×MEm+Kg× （ MEI-MEm） = （ Km-Kg）MEm+Kg×MEI=（Km- Kg）CW0.75+Kg×ME。

2 结果与分析

2.1 猪产热量模型的结果与分析

不同体重生长猪 HP/W0.75与 MEI/W0.75关系，建立 HP的模型（1）或（2）线性回归模型及MEm、Kg等参数见表1。从表1可以看出，模型（2）得出的 C值（C=MEm/W0.75）及 Kg值是非常准确的，因为相关系数（r）比较高，体重为20~30、30~40、40~50、50~70和 70~80 kg生长猪的模型的相关系数（r）分别为 0.97、0.99、0.99、0.99和 0.90。Kg分别为 0.64、0.62、0.67、0.66和 0.65,平均值为 0.65。这与 Thorbek等[15]得出生长猪Kg为0.68接近。

表1 不同体重生长猪HP模型（2）HP/W0.75=a+bMEI/W0.75及MEm、Kg等参数

从表1可以看出，体重为 20~30、30~40、40~50、50~70和 70~80kg生长猪的 MEm分别为590.0、530.0、476.1、442.7 和 440.0 kJ/kgW0.75，体重 20~30 kg的猪 MEm最高，50~70和 70~80 kg生长猪的 MEm趋于稳定。本研究得出生长猪在体重 50~70、70~80kg时的 MEm分别为442.7和 440.0 kJ/kgW0.75，与 NRC（1998）生长肥育猪MEm为444 kJ/kgW0.75一致。

2.2 生长猪代谢能转化为蛋白质沉积净能效率Kpr和脂肪沉积净能效率Kf

当 MEm得出后，可根据 MEg=MEI-MEm，求出生长代谢能 MEg，MEg=NEp/Kpr+NEf/Kf，其中 Kpr是 MEpr,转化 NEpr为效率，Kf是 MEf转化NEf为效率。对 MEg建立如下模型：20~30 kg：MEg（kJ/kgW0.75）= -0.870+2.1645NEpr+1.2075 NEfn=15P<0.01r=0.89。30~40 kg：MEg（kJ/kgW0.75）= 1.667+1.4794NEpr+1.132NEfn=17P<0.01 r=0.90。40~50 kg：MEg（kJ/kgW0.75）=0.8419 + 1.1698NEpr+1.1936NEfn=11P<0.01r=0.88。

以上 MEg回归模型，具有较高的相关系数r，在 0.88~0.90之间，利用此回归模型可以求出不同体重生长猪Kpr和Kf参数（见表2），从表2可知，体重为30~40和40~50 kg生长猪的代谢能ME转化为蛋白沉积能 NEpr的效率 Kpr分别为0.67和 0.59，平均值为 0.63，与 0.60（AFRC，1990）[10]，0.68（Thorbek，1984）[13]比较接近。代谢能ME转化为脂肪沉积能NEf的效率Kf分别0.83、0.88和 0.84，平均值为 0.85，与 0.80（AFRC, 1990）[10]值接近。

表2 不同体重生长猪Kpr和Kf参数

2.3 生长猪净能需要量结果与分析

建立生长猪净能需要量模型（3）：NER=（Km-Kg）CW0.75+Kg×MEI。在此模型（3）中，把动物净能值或需要量与 Km、Kg、C、W0.75和MEI 参数或指标联系在一起，即可求出净能值或需要量的模型。在此模型（3）中，只有参数 Km未知，在此取生长猪 Km典型值 0.80计算[3]，其他参数均已得出。不同体重生长猪净能需要量或净能值与代谢体重（W0.75）、食入代谢能（MEI）、Km、Kg等参数有关。体重为 20~30、30~40、40~50、50~70和 70~80kg生长猪净能需要：20~30 kg体重：NER=94.40W0.75+0.64MEI。30~40 kg体重：NER=95.40W0.75+0.62MEI。40~50 kg体重：NER=61.89W0.75+0.67MEI。50~70 kg体重：NER=61.98W0.75+0.66MEI。70~80 kg体重：NER=66.00W0.75+0.65MEI。体重在 40～80 kg的生长猪的净能（NER）与 MEI的关系趋于一致。

当生长猪食入代谢能 MEI是维持代谢能MEm的 3倍水平时，即当 MEI/MEm=3，Km=0.80，Kg=0.65时，MEI转化为总净能NER的效率 K=NER/MEI=（Km+2Kg）/3=0.70；当 MEI/MEm=2，Km=0.80，Kg=0.65时，MEI转化为NER 的效率 K=（Km+Kg）/2=0.72。由此可以看出，MEI转化为 NER的效率与 Km、Kg和 MEI密切相关。

3 讨论

3.1 动物产热量的模型

本研究建立的动物在生长增重的条件下，即MEI≥MEm时，动物产热量模型（2）HP/W0.75=C×Kg+（1-Kg）MEI/W0.75，或 HP= CW0.75×Kg+（1-Kg）MEI，或 HP/W0.75=a+ bMEI/W0.75，Kg=1-b，C=a/（1-b），具有理论基础，模型中动物HP与动物的代谢体重（W0.75）、维持代谢能的系数 C（C=MEm/W0.75）、MEg转化为 NEg的效率Kg、以及动物食入代谢能（MEI）有关。利用此模型可以准确地同时得出动物的 MEm和 Kg等一系列参数。建议研究动物净能时，无论测定动物产热量，还是测定动物沉积能 RE，HP=MEIRE，均可利用此模型测定MEm和Kg。

过去国内外动物产热量的模型研究比较少，国内外学者利用产热法研究动物能量代谢时，多采用 Lofgreen等[6]的产热量的对数（LogHP）与动物食入代谢能（MEI）线性回归公式 LogHP=d+eMEI,求出绝食代谢产热（FHP）和维持净能（NEm）。但此对数模型的缺点是，首先它是拟合回归公式，没有理论基础；其次用它求当 MEI=0时的产热为动物的绝食代谢产热（FHP）不科学，因为此模型是在生产的条件下，即 MEI≥MEm时，拟合得出的回归模型，不适合动物维持水平以下，即MEI≤ME时的动物产热模型。

3.2 动物净能的测定与模型

动物的净能测定是动物能量代谢和动物营养净能体系的最终目标。近几十年以来，世界各国对动物净能需要及饲料净能值进行了研究，其主要在反刍动物和猪的净能体系方面。反刍动物Kg、Km与饲料能量代谢率 q（代谢能/总能）有关，ARC（1980）[10]和 AFRC（1990）[11]提出，Kg=0.78q+0.006,Km=0.35q+0.503。Noblet 等[3]用测热法建立了猪的 NE体系。在生长猪净能需要的方面Thorbek等[12-13]做了大量工作。

净能值或净能需要与 Km、Kg、C、W0.75和MEI有关。只要准确测定 Km、Kg、C这 3个参数及食入代谢能MEI值，就可以测定出NE值。

总之，动物的 NE值，不但与 Km、Kg和MEm这3个参数有关，还与动物每日食入代谢能（MEI）和代谢体重（W0.75）有关。MEI转化为NE的效率K与Km、Kg和MEI密切相关。因此在评价饲料的净能体系时，要规定或明确动物的生长阶段、体重和食入代谢能（MEI）水平。

4 小结

（1）HP/W0.75与 MEI/W0.75的理论模型为：当 MEI≥MEm时，HP/W0.75=C×Kg+（1-Kg）MEI/W0.75。（2）生长动物净能需要量模型为：NER=（Km-Kg）CW0.75+Kg×MEI或 NER/W0.75=（Km-Kg）C+Kg×MEI/W0.75。（3）体重为 20~30、30~40、40~50、50~70和70~80 kg生长猪的MEm分别为 590.0、530.0、476.1、442.7和440.0kJ/kgW0.75；代谢能转化为增重净能的效率Kg分别为 0.64、0.62、0.67、0.66和 0.65。体重为 20~30、30~40和 40~50 kg生长猪的代谢能MEpr转化为蛋白沉积能 NEpr的效率 Kpr分别为0.46、0.67和 0.59；代谢能 MEf转化为脂肪沉积能NEf的效率Kf分别0.83、0.88和0.84。

致谢：丁晓明教授（南京农业大学）提供了原始数据；孙学钊研究员给予了帮助，在此表示感谢！