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动物营养学绪论

发布: 2009-05-08 |  作者: 《动物营养学》  |   来源: 杨凤

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    动物生产作为人类其他一切活动(政治、科学、艺术等)前提的物质资料生产的一部分,对于人们的生产、生活质量的提高、健康的保障、经济的发展乃至社会的稳定等都有着极其重要的地位和作用。

    动物营养学对动物生产的发展至关重要。她不但为培养动物生产方面的人才提供了必需的基本知识、基本理论和基本方法,而且也是推动动物生产不断发展的重要理论指南和技术基础。

    因此,必须认真学好动物营养学。

    一、动物营养学的概念和任务

    营养是一切生命活动(生存、生长、繁殖、产奶、产蛋、免疫等)的基础。整个生命过程都离不开营养。不同种类动物在营养上存在差异,是动物适应生存环境的结果。

    动物营养是指动物摄取、消化、吸收、利用饲料中营养物质的全过程,是一系列化学、物理及生理变化过程的总称。

    动物营养学是研究和阐明动物摄入、利用营养物质过程与生命活动的关系的科学。通过研究营养物质对生命活动的影响,揭示动物利用营养物质的量变质变规律,为动物生产提供理论根据和饲养指南。动物营养学的原理、方法和技术不仅是经营养殖业成败的关键,而且与人类的生活、健康关系密切。动物营养学是现代动物生产和人类生活、健康必不可少的直接应用科学原理和方法指导实践的一门学科。

    动物营养学的主要任务在于:

    第一,揭示和阐明动物生存、生产或做功所需要的营养物质及其生理或生物学功能。到目前为止,已证明各种动物均不同程度地需要大约50种以上的必需营养物质。未知的营养物质或生长因子尚有待于发现和证实。

    第二,研究并确定各种营养物质的适宜需要量。阐明需要的营养生理基础和营养素缺乏或过量对动物生产和健康的影响。

    第三,研究营养素供给与动物体内代谢速度、代谢特点、动态平衡、动物生产效率及动物生产特性之间的关系。揭示营养物质进入体内的定量转化规律及作用调节机制,阐明动物机体与饲料营养物质间的内在联系。

    第四,评定各类动物对饲料中营养物质的利用效率。阐明影响营养物质利用效率的因素及提高营养物质利用效率的措施和途径。

    第五,研究营养与动物体内外环境之间的关系。

    第六,寻求和改进动物营养研究的新方法和手段。开拓动物营养研究的新领域。

    二、动物营养学在现代动物生产中的重要作用

    动物生产是人类获取优质营养食品和某些生活用品的重要社会生产活动。现代动物生产,实际上是把动物作为生物转换器,将饲料,特别是营养质量比较差的饲料转化成优质的动物产品(肉、奶、蛋、皮、毛等)。转化利用程度是动物生产效率的具体体现。从本质上说,动物转化的是其所需要的并含于饲料中的可利用营养物质。转化效率固然是动物自身遗传特性的体现,但营养仍是挖掘动物最佳生产效率或最大生产潜力的主要决定因素。即动物品种确定以后,饲养、营养是决定生产效率高低,生产潜力发挥程度的关键因素。

    提高动物生产效率,除了合理选用品种外,在很大程度上依赖于营养物质利用效率的提高,后者则取决于动物营养研究的发展。二十世纪,特别是近半个世纪以来,随着动物营养、动态营养、营养需要研究的深入发展和动物营养学边缘学科领域不断扩展,动物生产得到了突飞猛进的发展,动物生产水平显著提高。全世界猪的生长速度和饲料利用效率比50年以前提高了1倍以上,出栏时间缩短到6个月以下,以前肉猪增重1kg消耗5kg饲料,而今仅需2.5-3.0kg,肉鸡由原每增重1.0kg需饲料4.0kg降到只需1.8-2.0kg;淡水鱼已达摄入1.0kg饲料,增重1.0kg的水平;奶牛年产奶量已从1000kg上升到5000kg,不少牛群平均达9000kg,世界纪录已刷新到23000kg;肉牛长到500kg体重,由原来的5-6岁,现已缩短到1周岁左右,每增重1kg耗料已从过去的8kg以上,下降到5-6kg;高产蛋鸡群,年平均每只产蛋量可达250-270枚。

    我国动物生产效率从1978年以来有了极大提高,生猪平均出栏率达到125%以上,每头存栏肉猪平均产肉量达到96kg,耗料增重比已经下降到3.5左右,产蛋鸡和肉鸡的生产已基本上达到国际水平,整体动物生产与国际先进水平的差距显著缩小。

    但是,世界动物生产的饲料成本仍占总生产成本的50-80%,动物生产效率的进一步提高,仍有待动物营养研究的新突破。

    饲料工业是动物营养学发展到一定阶段的必然产物,它有力地推动了集约化养殖业的蓬勃发展,促进了动物生产效率的提高。以动物营养学为重要科技支柱的饲料工业已发展成为一项重要产业。为动物生产产业化发展打下了坚实的基础。

    三、动物营养学的历史、现状和未来

    动物营养学是在生产实践和科学实验中产生并在实践中得到不断检验、修正、丰富和发展的。人类在长期生产、生活实践中逐渐认识了食物与机体之间的关系,不断获得新的营养知识。动物营养学就是这些知识不断积累和升华的必然结晶。

    在十八世纪前,人类对营养经历了长期朦胧的感性认识阶段。远古时期的人们已发现食物与机体健康之间存在某些联系。公元前3000年中国已有了关于甲状腺肿的记载,并推荐患者食用海带。公元前2600年中国人发现了糙大米可以治疗脚气病。公元前1000年中国人已经知道用鱼肝油预防和治疗佝偻症。古希腊医学之父Hippocrates在公元前460-364年就建议用动物肝脏治疗夜盲症,并描述了坏血病的症状。1564年,荷兰医生Ronssens首次推荐用柑桔预防坏血病。玉米传入欧洲不久,西班牙一位内科医生便描述了癞皮病的症状。但是,当时的人们并不知道为什么特定的疾病与特定的食物有关系。

    在长期生产实践活动中,人类很早以前就有了朴素的食物、饲料营养价值的认识。公元23-97年,罗马时代的普利尼就认识到了“适时收割的干草要比成熟时收割的要好”,并指出“改进饲养才能获得良好家畜生产效益”。中国在春秋战国时代就提出了“五谷为养,五果为助,五畜为益,五菜为充”(“五”为“多种”之意)的朴素的膳食平衡观点。这些建立在直观、感觉基础上的认识,为动物营养学形成独立的学科提供了宝贵的材料。

    人类社会进入十八、十九世纪后,随着实验科学的产生,研究动物和生命有机体的科学得到迅速发展,加之在物理、化学、生物学发展的推动下,动物营养知识的积累也大大加速,并且有着质的飞跃。

    被誉为动物营养学奠基人的法国伟大化学家拉瓦锡(Lavoisier 1743-1794),1783年用豚鼠进行呼吸代谢实验,提出了“生命是一个化学过程”的论断,从而奠定了动物营养学的理论基础。自此,化学和生理学成了构建营养学大厦的基石。随后经过大约100年时间的探索,确定了蛋白质、脂肪和碳水化合物为动物机体的能源。1807年,英国的Fordyce通过实验证明产蛋鸡需要补充钙,由此揭开了矿物质营养研究的序幕。1810年,德国科学家Thaer提出了以干草为标准(干草价)衡量其他饲料营养价值的评定方法,并提出了饲喂动物的饲料定额,这就是饲养标准的雏形,由此启动了制定饲养标准的研究。1864年,德国Hanneberg提出了饲料概略养分分析方案,大大加快了动物营养的研究步伐。1898年,美国Henry提出了以可消化总养分(TDN)为基础的饲养标准,此后以淀粉价、饲料单位为基础的饲养标准也相继提出。这些建立在科学实验基础上的探索和研究成果,使动物营养知识在深度和广度上均有了较大发展,为动物营养学奠定了坚实的科学基础。

    二十世纪开始至七十年代,在分析化学、生物化学、生理学等发展的推动下,动物营养研究十分活跃,发展迅速。1912年,波兰化学家Funk在谷壳中发现了一种能防止人类脚气病、鸡多发性神经炎的有机物质(后来被命名为维生素B1),并创用了“维生素”一词。1913年美国学者在鱼肝油和奶油中发现了维生素A,上述研究掀起了三、四十年代维生素鉴定分离和合成的热潮。1925年,美国学者Hart及其同事发现,单是补铁不能治愈大鼠的缺铁性贫血,还必须同时补铜。1930年,美国威斯康星大学Rose及其同事通过对大鼠的研究,确定了正常生长需要的10种必需氨基酸。1937年,美国Maynard所著的《动物营养学》出版,标志着动物营养学正式成为一门独立的学科。

    二十世纪八十年代以来,动物营养研究继续快速发展。猪、家禽、反刍动物理想氨基酸模式、饲料营养物质生物学效价评定的研究日益深入;反刍动物饲养标准开始采用蛋白质新体系;以可消化氨基酸为基础配制猪、鸡饲粮已用于实践;营养物质动态代谢研究已成为揭示营养物质转化过程量变规律的重要手段。营养与免疫、营养与动物体内外环境、营养与遗传等领域里的研究已明显突破了传统营养学的范围。

    现在动物营养研究已经开始从以静态为主描述营养物质的转化利用规律转向动态营养研究。饲养标准的研究、制定和营养定额的表达方式也开始发生相应变化。今后的饲养标准不仅应是符合动物营养生理特点的动态标准,还应具有准确预测生产性能和优化饲养决策的功能。制定饲养标准走计算机化、模型化的道路已成为必然的发展趋势。NRC(1998)《猪的营养需要》已在计算机化方面迈出了第一步。

    动物营养研究不仅要弄清楚动物自身的自我调控稳恒机制及外界环境对营养代谢规律的制约,还要使进入动物体内的营养物质,按照人们的意愿进行分流,按照人们对动物产品质和量的要求生产优质动物产品,达到通过营养、饲养调控动物产品质和量的目的。反过来,能够根据一定的动物产品的质和量,准确预测饲料、营养物质的供给量和适宜的饲养技术及适宜的环境条件,使动物生产以最少的投入,最大的产出为人类服务。

    世界人口日益增长,粮食需求剧增,发展动物生产,充分合理利用大量植物性饲料,开辟更加广泛的饲料营养资源,仍然有待动物营养和相关学科携手攻关,早日取得理论和技术上的新突破。

    在未来社会发展中,“粮食与畜禽”、“人畜争粮”、“环境保护”、“绿色食品”等都是人们十分关注的全球性问题。为了不断提高动物生产中饲料营养物质转化效率,更好地利用有限资源,发展高效优质动物生产,动物营养还任重而道远,需要大家加强协作,携手共进。

    四、动物营养学与其他学科的关系

    动物营养学是生命科学中理论性、应用性均较强的学科,与自然科学中三十多门学科,特别是与生命有关的学科相互联系,也和哲学、自然辩证法、经济学和法律等人文学科相互联系。掌握这些门类的知识将有助于推动营养研究的发展,更全面深入地了解动物营养学。

    饲料和饲养是动物营养学的姊妹学科。动物营养学研究营养需要的发展历史,实际上是饲料营养价值评定和饲养技术研究发展的历史。饲料科学已发展成为适宜满足动物营养需要必不可少的一门学科。动物营养离不开饲料和饲养。

    动物生理学和生物化学与动物营养学紧密相关,是动物营养学阐述营养物质在体内代谢转化以及评定动物对营养物质需要量的理论根据。生理、生化的发展对动物营养研究具有特别重要的推动作用。这两门学科是学好动物营养学和从事动物营养研究揭示营养作用机制必备的基本知识。

    物理学特别是同位素示踪技术、射线照拍技术、色谱技术,数学特别是应用数学以及计算机技术是动物营养学的基础知识和重要的研究手段与工具。

    微生物学是动物营养学研究消化道营养,特别是反刍动物和单胃草食动物营养的重要理论基础。

    分子生物学的理论和实验技术将有助于动物营养学从根本上阐明营养物质的摄入与生命活动之间的关系。

    五、本书的主要内容

    本书分为两部分介绍动物营养学的基本原理和基本方法及其在生产实践中的应用。

    第一部分,1-12章介绍动物营养学的基本原理和基本方法。第1章概要介绍动物营养学的研究即动物与饲料及其相互关系;第2章,动物消化饲料的基本方式和影响消化的主要因素;第3-6章,三大有机营养素和水的基本营养原理,不同种类动物对营养物质的摄取、消化、吸收、代谢等过程的量变规律及其特点;第7章,动物营养中能量的基本概念及饲料营养素的能量效率;第8-10章,矿物元素、维生素和饲料添加剂的作用、代谢和意义;第11章,各种营养物质之间的相互关系;第12章,动物营养实验常用的方法和原理。

    第二部分,13-22章介绍动物营养需要。第13章具体介绍营养需要的基本概念;第14-22章,适宜的营养环境,营养需要的生理或生物学基础及不同种类、不同生产目的动物在不同条件下的营养需要量,估计和评定营养需要的基本原理、方法及必需营养物质的需要量和影响动物利用饲料或营养物质的因素及其解决的途径。

    通过上述内容的学习,获得从事动物营养方面的生产及科研所必备的基本理论、基本知识和基本技能,为进一步学习饲料营养和饲养、饲料营养质量检测、配合饲料配制等打下坚实的基础。

 

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