一、電解質(zhì)平衡概念和計(jì)算
1． 概念
動(dòng)物機(jī)體電解質(zhì)平衡是指動(dòng)物體攝入水及各種無(wú)機(jī)鹽類，同時(shí)又不斷地排出一定量的水和電解質(zhì)，使動(dòng)物體內(nèi)各種體液之間保持一種動(dòng)態(tài)的平衡，以維持正常的生理功能。日糧電解質(zhì)平衡（Dietary electryte balance，DEB）又被稱為日糧陰陽(yáng)離子平衡（Dietary cation-anion balance，DCAB）是指每公斤或每100克日糧干物質(zhì)中所含主要陽(yáng)離子（Na++K++Ca2++Mg2+）毫摩爾與主要陰離子(Cl-+S2-+PO43-)毫摩爾之差。其含義有兩層，即日糧中各種離子的含量及這些離子之間的比例關(guān)系。日糧電解質(zhì)平衡是維持機(jī)體電解質(zhì)平衡的主要條件。
2． 日糧電解質(zhì)平衡計(jì)算公式
日糧電解質(zhì)平衡的概念被提出以后，各國(guó)學(xué)者先后提出了各種不同的計(jì)算公式，其中較有影響的見下表。
表日糧離子平衡的研究公式
研究者日糧電解質(zhì)平衡計(jì)算公式
Mellier和ForbesＣ/Ａ=(Na+Ｋ+Ca+Mg)/(H2PO4+HPO4+Cl+SO4)
Camin等Ａ/Ｃ=(Cl+Ｐ+Ｓ)/(Na+Ｋ+Ca+Mg)
Cohen等Na/Cl
Sauveur和MonginNa+Ｋ+Cl、Na/Cl和(Na+Ｋ)/Cl
Sauveur和MonginCl/(Na+Ｋ)或(Na+Ｋ)/Cl
Nelson等EC=mEq[(Na+Ｋ+Ca+Mg)- (H2PO4+HPO4+Cl+SO4) ]
MonginDEB(mEq)=Na+Ｋ-Cl
BlockDEB(mEq)=Na+Ｋ-Cl-Ｓ
PatioencedUA=(Na+Ｋ+Mg+Ca)-(Cl+Ｐ+Ｓ)
SummersDEB(mEq)=Ca+Na+Ｋ-Cl-Ｓ
單純依靠日糧電解質(zhì)平衡值來(lái)評(píng)定飼料電解質(zhì)好壞存在一定的不足。這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)這些公式得出的結(jié)果只是某幾種常量元素電荷之差，而沒有分析日糧中每種離子的濃度是否滿足動(dòng)物的最低需要量或者其中任何一種的絕對(duì)含量是否超過(guò)中毒劑量。有時(shí)離子的不足或過(guò)量造成的對(duì)動(dòng)物的有害影響比它們的比例失衡更嚴(yán)重。同時(shí)，這些公式僅考慮日糧中無(wú)機(jī)離子的濃度，而沒有考慮其吸收率和利用率，不能反映無(wú)機(jī)離子被利用，即實(shí)際參與動(dòng)物機(jī)體離子平衡的比例，所以保證這些公式有效的前提條件是：各種電解質(zhì)含量適宜，提供形式一致。
因?yàn)槿占Z中主要的固定陽(yáng)離子是Na+和K+，主要陰離子是Cl-， 它們?nèi)呦嗷プ饔茫瑢?duì)維持機(jī)體滲透壓和PH值起主要作用，所以僅對(duì)日糧中的一價(jià)離子計(jì)算電解質(zhì)平衡值，具有一定的理論基礎(chǔ)(即DEB(mEq)=Na++Ｋ+-Cl-)，同時(shí)，該公式簡(jiǎn)單、實(shí)用，因此在實(shí)際中得到了廣泛應(yīng)用。
計(jì)算DEB是計(jì)算電荷的摩爾數(shù)，而不是原子的摩爾數(shù)，所以必須將日糧中每種元素的百分比換算成毫克當(dāng)量數(shù)(mEq)，換算方法如下：
以Na+ mEq的計(jì)算為例：
首先，將鈉的百分含量乘以10000，換算成每千克日糧中鈉的mg數(shù)；
第二，將計(jì)算結(jié)果乘以鈉的化合價(jià)+1；
第三，將上述結(jié)果除以鈉的原子量，即得每千克日糧鈉的毫克當(dāng)量數(shù)(mEq)。
為了計(jì)算方便，可先計(jì)算某元素的轉(zhuǎn)化系數(shù)。轉(zhuǎn)化系數(shù)=10000×該元素化合價(jià)÷原子量。日糧中常量元素的轉(zhuǎn)化系數(shù)分別為(單位：mEq/kg)：Na 435；Ｋ 256；Cl 282。計(jì)算mEq時(shí)只要將該種離子的百分含量乘以該種元素的轉(zhuǎn)化系數(shù)即可(劉慶華,2001)。
二、日糧電解質(zhì)平衡對(duì)家禽營(yíng)養(yǎng)代謝的作用機(jī)制
通過(guò)長(zhǎng)期進(jìn)化，動(dòng)物機(jī)體形成復(fù)雜的電解質(zhì)平衡調(diào)節(jié)機(jī)制，以維持體內(nèi)的酸堿平衡、滲透壓平衡。電解質(zhì)平衡通過(guò)對(duì)體內(nèi)酸堿平衡的影響而發(fā)揮作用，而酸堿平衡狀態(tài)又是通過(guò)對(duì)體內(nèi)微環(huán)境的pＨ值的影響改變機(jī)體的營(yíng)養(yǎng)代謝，同時(shí)體內(nèi)某些酶又以電解質(zhì)離子鉀、鈉、鈣和鎂等作為輔因子，電解質(zhì)是酶正常的催化活性必不可少的成分。所以，日糧離子水平及其平衡值的變化，可以改變體內(nèi)的酸堿狀態(tài)，影響動(dòng)物體內(nèi)消化酶活性，機(jī)體環(huán)境適宜時(shí)，各種酶處于高活性狀態(tài)，對(duì)飼料中養(yǎng)分利用率提高，提高飼料消化利用率和采食量，反之，日糧電解質(zhì)不平衡，在一定范圍內(nèi)，機(jī)體可以通過(guò)自身調(diào)節(jié)作用來(lái)維持內(nèi)環(huán)境平衡，但如果超出調(diào)節(jié)范圍，機(jī)體正常平衡狀態(tài)就會(huì)被破壞，各種酶和激素的活性就會(huì)降低，養(yǎng)分利用率和采食量隨之下降。
日糧電解質(zhì)平衡還會(huì)影響氨基酸的平衡。研究表明，細(xì)胞內(nèi)高濃度的鉀離子是細(xì)胞內(nèi)核糖體保持蛋白質(zhì)合成過(guò)程所必需的。在日糧中添加高水平的鈉和鉀的可代謝鹽或有機(jī)酸鹽，能降低精氨酸和賴氨酸間的頡抗作用，這是因?yàn)樵谫嚢彼崤c精氨酸的拮抗作用中，高賴氨酸影響精氨酸酶活性，從而使精氨酸分解增加，而金屬陽(yáng)離子可以提高賴氨酸氧化分解過(guò)程中L—賴氨酸—a—酮戊二酸還原酶的活性，從而使過(guò)量的賴氨酸部分分解，使賴氨酸與精氨酸比例趨于平衡。
三、日糧電解質(zhì)平衡對(duì)家禽的影響
1． 電解質(zhì)平衡對(duì)家禽生長(zhǎng)的影響
作為影響動(dòng)物生長(zhǎng)性能的主要因素之一，日糧離子平衡狀況與動(dòng)物的生長(zhǎng)性能密切相關(guān)。使用天然日糧或純合日糧進(jìn)行的試驗(yàn)證實(shí)，一般當(dāng)日糧(Na++Ｋ+-Cl-)為250mEq/kg時(shí)，家禽生長(zhǎng)性能最佳。DEB過(guò)低(<180 mEq/kg)或過(guò)高(>300 mEq/kg)都會(huì)導(dǎo)致42日齡肉仔雞增重降低，但是也有些研究結(jié)果顯示，肉用仔雞0~3周齡的日糧DEB最佳值為204mEq/kg，3～6周齡為180mEq/kgｍ，6～7周齡為140mEq/kg。Pesti等(1999)研究發(fā)現(xiàn)，為得到最大的增重和最佳的飼料轉(zhuǎn)化率，日糧中氯化鈉的添加量為4g/kg。Rondon等(2000)研究表明，1～7日齡肉雞的最大體增重所需的鈉離子和氯離子分別為2.6g/kg和2.9g/kg，最佳飼料轉(zhuǎn)化率所需的鈉離子和氯離子分別為2.9 g/kg，和2.8 g/kg，最佳日糧離子平衡范圍是DEB為250～252 mEq/kg。Murakami等(2001)對(duì)21～42日齡的肉雞的鈉和氯離子的需要量進(jìn)行了研究，結(jié)果表明，鈉離子的需要量為1.5 g/kg，而氯離子的需要量為2.3 g/kg，肉雞最佳生長(zhǎng)性能的日糧DEB值為249～261 mEq/kg。陳繼軍等(2002)的結(jié)果表明，肉仔雞DEB在155～300mmol/kg范圍內(nèi)，增重和飼料轉(zhuǎn)化率無(wú)較大差異；肉仔雞獲得最大增重所需DEB還受飼糧鈣水平的影響，當(dāng)飼糧含鈣0.95％時(shí)，最佳DEB為215mg/kg；而當(dāng)飼糧含鈣1.38％時(shí)，DEB為174mmol/kg增重最大。丁角立等(1994)研究了飼糧電解平衡對(duì)肉仔雞生長(zhǎng)的影響，0～21、22～42、43～49日齡基礎(chǔ)飼糧DEB分別為229 mEq/kg、209 mEq/kg、186 mEq/kg，以NaHCO3和無(wú)水CaCl2將上述三階段肉仔雞飼糧DEB分別調(diào)整為150mEq/kg、176mEq/kg、137mEq/kg，結(jié)果49日齡雞平均體重比基礎(chǔ)飼糧組提高7％。吳躍明等（1997）將肉雞日糧電解質(zhì)平衡值119由改變?yōu)?09 mEq/kg和-55 mEq/kg，日增重分別增加46.5%和-26.8%。綜合考慮，一般認(rèn)為肉雞飼料的電解質(zhì)平衡值適宜量為150 mEq/kg～250 mEq/kg，而且隨著肉雞日齡增加有下降趨勢(shì),氯和鈉的含量相等或氯含量略高于鈉。
2． 電解質(zhì)平衡對(duì)家禽生產(chǎn)的影響
2.1對(duì)產(chǎn)蛋性能的影響
大量研究表明，飼糧電解質(zhì)平衡會(huì)影響血液中陰陽(yáng)離子比例，從而影響蛋禽的產(chǎn)蛋性能。Hughes(1988)觀察到，DEB過(guò)低(8和33mmol/kg)或過(guò)高(319和418mmol/kg)都會(huì)降低蛋雞的采食量和產(chǎn)蛋水平；飼糧含氯過(guò)多(2.13％，Hamilton等，1980；0.75％～0.90％，Austic，1984)會(huì)嚴(yán)重降低雞采食量和產(chǎn)蛋性能，不利于蛋殼鈣化。也有試驗(yàn)證實(shí)，攝入高鈉(0.52％)低氯(<0.12％)的飼糧時(shí)，雞采食量減少，產(chǎn)蛋率下降。Stevenson(1983)發(fā)現(xiàn)，DEB在137～245mEq/kg范圍內(nèi)，蛋雞產(chǎn)蛋性能差異不大。霍啟光等(1992)報(bào)道，飼糧鈉占0.15％時(shí)，氯含量在0.15％～0.60％范圍內(nèi)65～72周齡蛋雞的產(chǎn)蛋率、蛋重和飼料報(bào)酬差異不明顯。一般規(guī)律顯示，蛋禽的適宜生產(chǎn)日糧電解質(zhì)平衡值在100～300mEq/kg之間。而且由于產(chǎn)蛋家禽處于成年期，機(jī)體內(nèi)環(huán)境自我調(diào)節(jié)能力較強(qiáng)，可以忍受較嚴(yán)重的電解質(zhì)失衡狀態(tài)而不影響生產(chǎn)。
2.2 對(duì)蛋殼質(zhì)量的影響
日糧電解質(zhì)平衡是影響蛋殼質(zhì)量的重要因素之一。在蛋殼形成過(guò)程中，受到日糧離子平衡及鈣磷代謝等多種因素的影響。日糧中過(guò)量的氯使蛋殼的強(qiáng)度和厚度均顯著降低。奧村純市報(bào)道，在飲水中加入礦物質(zhì)氯化鈉250毫克、氯化鉀40毫克，破裂蛋、軟殼蛋增加一倍，在飲水中加入食鹽200、400、600克/升，破蛋率從6.5%增加到10.4%、14.2%和18.9%，據(jù)報(bào)道，產(chǎn)蛋雞以蛋殼強(qiáng)度和厚度為指標(biāo)，鈉和氯的最佳比例為1：0.6。血液NaHCO3的濃度與蛋殼質(zhì)量呈正相關(guān)。在蛋雞日糧中添加NaHCO3改善蛋殼質(zhì)量，主要原因是NaHCO3導(dǎo)致血液中堿儲(chǔ)增高和磷酸根的濃度降低，血磷濃度的降低有利于改善蛋殼質(zhì)量。試驗(yàn)證實(shí)，飼料中添加0.1~0.5% NaHCO3替代食鹽，可減少蛋殼損失1%~2%。此外，日糧電解質(zhì)平衡值也會(huì)明顯影響蛋殼質(zhì)量， Vogt等(1983)發(fā)現(xiàn)，DEB過(guò)低(68 mEq/kg)或過(guò)高(296 mEq /kg)時(shí)，蛋殼變薄。當(dāng)DEB在150mEq /kg以上時(shí)，蛋殼厚度隨DEB上升而增加。提高飼糧鉀含量(由0.66％提高到0.88％)，可改善蛋殼品質(zhì)。一般蛋雞在適宜生產(chǎn)的日糧電解質(zhì)平衡值范圍內(nèi)，都可以保證蛋殼的正常品質(zhì)。
3． 電解質(zhì)平衡對(duì)家禽健康的影響
3．1對(duì)家禽腿病的影響
仔雞的脛骨短粗癥(ＴＤ)屬于代謝性疾病，該病多發(fā)生于快速生長(zhǎng)的肉仔公雞，且病情發(fā)展迅速，對(duì)其病因研究發(fā)現(xiàn)年齡、性別、遺傳和環(huán)境以及多種營(yíng)養(yǎng)因素，均與脛骨短粗癥發(fā)病率有關(guān)。就營(yíng)養(yǎng)因素來(lái)說(shuō)，多種礦物質(zhì)都可單獨(dú)或綜合地影響發(fā)病率和嚴(yán)重率，離子平衡是重要的病因之一。當(dāng)日糧氯離子過(guò)多，而又沒有相應(yīng)的鉀、鈉離子的平衡時(shí)，ＴＤ的發(fā)病率增高。硫酸根加劇ＴＤ病情;高氯和高磷的攝取也導(dǎo)致發(fā)病率和嚴(yán)重率提高；高鎂日糧可以降低由高氯和高磷導(dǎo)致的的高發(fā)病率和嚴(yán)重率。Hulan等(1987)研究表明，飼糧鈉、鉀供給量影響肉雞TD的發(fā)生率，而且與飼糧鈣、氯水平相關(guān)；飼糧鈣、鈉或鉀含量升高，TD發(fā)生率下降；在飼糧鈉水平較低時(shí)，只有飼糧鉀和氯含量均高時(shí)才有降低TD的作用。Lilburn等(1989)報(bào)道，當(dāng)飼糧氯含量高(0.36％)時(shí)，高水平有效磷(0.65％)會(huì)導(dǎo)致肉仔雞TD發(fā)生率顯著增加。Edwards(1984)進(jìn)一步證實(shí)，飼糧中以氨基酸鹽酸鹽和氯化鈣形式存在的氯化物含量過(guò)高，會(huì)降低雞脛骨中灰分含量。Austic和Patience(1988)報(bào)道，當(dāng)DEB在-200～400mEq/kg范圍內(nèi)時(shí)，最高的TD發(fā)生率(>20％)在DEB=-200mEq/kg組；而最低的TD發(fā)生率(<3％)則在EB=400mEq/kg組； Ruzi-Lopez和Austic(1993)的試驗(yàn)以等摩爾的硫酸鹽取代對(duì)照組日糧的碳酸鹽，結(jié)果試驗(yàn)組TD發(fā)病率明顯升高，比較分析得到的結(jié)論是，影響TD發(fā)病率的不是硫酸根濃度的升高，而是酸堿平衡因素。對(duì)于酸堿平衡影響TD發(fā)病率的機(jī)理觀點(diǎn)不一，但多數(shù)觀點(diǎn)是日糧中陰陽(yáng)離子比例的變化改變體內(nèi)酸堿平衡狀況，從而影響TD發(fā)病率和嚴(yán)重率，隨DEB的上升，TD的發(fā)生率呈下降趨勢(shì)。。
3．2對(duì)肉雞腹水癥的影響
腹水癥(肺高血壓綜合癥)是造成肉雞業(yè)嚴(yán)重經(jīng)濟(jì)損失的重要原因之一。其發(fā)生是由于現(xiàn)代高產(chǎn)肉雞的呼吸系統(tǒng)不能適應(yīng)較高的需氧量，引起機(jī)體缺氧和呼吸性酸中毒，右心室衰竭繼發(fā)高血壓導(dǎo)致滲出物漏出，積聚在腹腔中。腹水癥的病因極為復(fù)雜，日糧離子平衡是誘發(fā)肉雞腹水癥的重要因素之一，日糧中陰離子過(guò)高導(dǎo)致腹水癥的發(fā)病率增高。日糧的酸化（陰離子增加）使腹水癥發(fā)病率增高導(dǎo)致死亡率增高，而日糧堿化(陽(yáng)離子增加)則顯著地降低由于腹水癥導(dǎo)致的死亡率。Owen等(1994)分別用1％的NaHCO3使飼糧堿性化，用1％的NH4Cl使飼糧酸性化，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，堿化飼糧使肉仔雞腹水癥顯著減少，而酸化飼糧使腹水癥引起的死亡率明顯增加。
3．3 電解質(zhì)攝入量對(duì)墊料濕度的影響。
肉雞散養(yǎng)過(guò)程中，墊料濕度直接影響肉雞的生長(zhǎng)性能和健康狀態(tài)。在一定程度上，墊料濕度與肉雞健康和生長(zhǎng)成反比。雞攝入食鹽過(guò)量，飲水量隨之增多，造成墊料濕度大。研究發(fā)現(xiàn)(程伶，1989)，飼料中添加NaHCO3的肉雞，與添加NaCl組相比，飲水量減少，墊料狀況改善，當(dāng)鈉水平在0.13%～0.19%范圍內(nèi)時(shí)，以NaHCO3為鈉源，肉雞飲水量明顯低于食鹽組，墊料品質(zhì)可改善20%。近來(lái)的研究發(fā)現(xiàn)，鉀是造成濕糞的另一原因。日糧(Na+K)的攝入量有任何增加，都會(huì)使糞中含水量增加。Mongin(1981)指出，日糧中鉀含量與雞飲水量、排泄物重均呈正相關(guān)關(guān)系。生產(chǎn)實(shí)踐中人們發(fā)現(xiàn)，當(dāng)日糧中超量使用大豆時(shí)(20%)，因鉀攝入過(guò)多會(huì)發(fā)生濕糞和墊料潮濕等問(wèn)題，這是由于大豆的鉀含量高(1.8%，比玉米高6.5倍)造成的。霍啟光等(1992)用產(chǎn)蛋雞進(jìn)行的試驗(yàn)表明，當(dāng)日糧Na、K水平(分別為0.15%和0.56%)不變，Cl水平由0.16%升至0.64%時(shí)，對(duì)雞的飲水量和糞尿含水量均無(wú)明顯影響，所以控制糞便含水量應(yīng)從控制飼料中鈉和鉀的含量入手，效果會(huì)更明顯。
四、應(yīng)用
為了保證家禽機(jī)體電解質(zhì)平衡，必須使飼料中的最重要的電解質(zhì)鈉、鉀、氯的含量充足，比例平衡，可以使用重碳酸鹽、碳酸鹽、銨鹽等氯化鈉以外的電解質(zhì)，這樣既可以避免單純使用氯化鈉造成的鈉少氯多，又可以保證電解質(zhì)平衡值達(dá)到最佳，具體做法是：鈉的添加可以首先將飼料中氯的含量用氯化鈉補(bǔ)充充足，鈉不足的部分由碳酸氫鈉補(bǔ)充；鉀可以由碳酸鉀、氯化鉀形式添加；氯可以用氯化銨或氯化鉀形式補(bǔ)充。總之，為充分發(fā)揮家禽營(yíng)養(yǎng)潛力，提高其生長(zhǎng)生產(chǎn)能力和健康狀態(tài)，對(duì)于一位現(xiàn)代營(yíng)養(yǎng)師，在進(jìn)行飼料配方設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮飼料電解質(zhì)平衡。
