每一种用于维持机体功能的营养素需要量在很大程度上受其基因型、性别和所处生产阶段的影响。尽管很多功能相似的营养素常被归为一类,但同类营养素内彼此间一般不能相互替代。营养素一般可分5大类:能量(碳水化合物、脂肪)、蛋白质(氨基酸)、矿物质(常量和微量矿物质)、维生素(脂溶性和水溶性)和水,下面将分别叙述。
能量
能量其实不能算作营养素,而是日粮中碳水化合物(淀粉)和脂质在新陈代谢时释放出来的。美国的能量单位用千卡(kcal)或兆卡(Mcal)表示,1兆卡等于1000千卡。能量在消化或代谢过程中会有散失,饲料总能仅有一小部分用于机体维持和生产(净能)。饲料能值常用消化能或代谢能表示。饲料消化能(DE)是由饲料总能减去粪能所得;代谢能(ME)是由消化能减去尿能和机体产气所损失的部分能量而得(图1)。对于猪来说,因产气损失的能量(小于摄入总能的1%)很少,通常忽略不计。美国国家研究委员会(NRC)当前使用消化能(DE)来配制猪日粮,大多数饲料的ME值可由饲料的DE值乘以0.96转换而来。净能可分为维持净能(NEm)和生产净能(NEp),后者包括生长、胎儿的发育、产奶等等。随着猪接近上市体重,用于维持的能量不断增加,导致饲料利用率变差。此时,胴体中沉积的脂肪也增加,由于沉积脂肪比生长肌肉需要的能量多,便造成猪在生长后期饲料转化率变差。例如,沉积1磅肌肉(含0.20磅蛋白质和0.80磅水)大致需要0.95兆卡能量。而沉积1磅脂肪(含0.83磅脂肪和0.17磅水)需要大约4.84兆卡的能量,约是生产瘦肉组织所需能量的五倍。
能量的供给首先要满足维持需要,然后才用于满足最佳生长和繁殖性能的需要。生长猪日粮的能量大部分来源于谷物及其副产品中的碳水化合物(如淀粉)。饲料谷物如玉米、高粱和小麦含淀粉的比例较高(60%)。大麦也含有淀粉,但也含有较多的复合碳水化合物(如纤维素),所以其消化率较低。
脂肪可给机体提供最浓缩的能源,脂肪的供能是等量碳水化合物的2.25倍。绝大多数谷物中的脂肪(油)含量(1%~4%)低于其中的碳水化合物含量。日粮脂肪还含有可用于激素合成的必需脂肪酸。肠道中脂肪的存在对脂溶性维生素的吸收是必要的。
日粮中添加脂肪或者纤维可有效减少或增加体增热。当环境温度低于LCT时,猪的能量需要较高。如果日粮不能提供足够的能量,猪必须将体脂转化为热能用于维持。相反,当环境温度高于UCT时,猪的呼吸频率增加,摄入饲料减少,用于维持的日粮比例增加。这两种情况均对饲料转化率有不良影响。
日粮脂肪在消化和代谢过程中释放热量较少,因而环境温度较高时在日粮中使用脂肪可以减轻机体热应激。相反,日粮纤维在消化和代谢过程中释放的热量较多,因而在环境温度较低时可以为机体提供热量。因为日粮脂肪的体增热较低,所以夏季向猪日粮中添加脂肪可以提高增重和改善饲料转化效率。而当环境寒冷时,额外体增热是必需的,此时,向日粮中添加纤维可能是有益的。在同一季节内,猪日粮中脂肪和纤维的添加受环境温度、生产阶段、经济等因素的影响。
日粮中其它因素(如:氨基酸、脂肪酸和纤维)也能影响脂肪的利用和饲料转化率。氨基酸过量或不平衡的日粮比氨基酸平衡的日粮能量利用率低。这是因为猪需要利用额外的能量来排出多余的日粮蛋白质(氨基酸),从而使饲料转化率变差。存在于谷物、谷物外壳和植物性饲料原料中的纤维是复杂碳水化合物,猪对其消化率不高。由于其消化率较低,日粮中添加纤维类含量高的原料能降低可利用能量含量,也对饲料转化率有不良影响。但是,人们经常在阉公猪日粮中使用纤维,以降低阉公猪的脂肪沉积;妊娠母猪日粮中使用纤维的目的是限制其能量进食量或减少便秘。