一、电解质平衡概念和计算
1． 概念
动物机体电解质平衡是指动物体摄入水及各种无机盐类，同时又不断地排出一定量的水和电解质，使动物体内各种体液之间保持一种动态的平衡，以维持正常的生理功能。日粮电解质平衡（Dietary electryte balance，DEB）又被称为日粮阴阳离子平衡（Dietary cation-anion balance，DCAB）是指每公斤或每100克日粮干物质中所含主要阳离子（Na++K++Ca2++Mg2+）毫摩尔与主要阴离子(Cl-+S2-+PO43-)毫摩尔之差。其含义有两层，即日粮中各种离子的含量及这些离子之间的比例关系。日粮电解质平衡是维持机体电解质平衡的主要条件。
2． 日粮电解质平衡计算公式
日粮电解质平衡的概念被提出以后，各国学者先后提出了各种不同的计算公式，其中较有影响的见下表。
表日粮离子平衡的研究公式
研究者日粮电解质平衡计算公式
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
单纯依靠日粮电解质平衡值来评定饲料电解质好坏存在一定的不足。这是因为通过这些公式得出的结果只是某几种常量元素电荷之差，而没有分析日粮中每种离子的浓度是否满足动物的最低需要量或者其中任何一种的绝对含量是否超过中毒剂量。有时离子的不足或过量造成的对动物的有害影响比它们的比例失衡更严重。同时，这些公式仅考虑日粮中无机离子的浓度，而没有考虑其吸收率和利用率，不能反映无机离子被利用，即实际参与动物机体离子平衡的比例，所以保证这些公式有效的前提条件是：各种电解质含量适宜，提供形式一致。
因为日粮中主要的固定阳离子是Na+和K+，主要阴离子是Cl-， 它们三者相互作用，对维持机体渗透压和PH值起主要作用，所以仅对日粮中的一价离子计算电解质平衡值，具有一定的理论基础(即DEB(mEq)=Na++Ｋ+-Cl-)，同时，该公式简单、实用，因此在实际中得到了广泛应用。
计算DEB是计算电荷的摩尔数，而不是原子的摩尔数，所以必须将日粮中每种元素的百分比换算成毫克当量数(mEq)，换算方法如下：
以Na+ mEq的计算为例：
首先，将钠的百分含量乘以10000，换算成每千克日粮中钠的mg数；
第二，将计算结果乘以钠的化合价+1；
第三，将上述结果除以钠的原子量，即得每千克日粮钠的毫克当量数(mEq)。
为了计算方便，可先计算某元素的转化系数。转化系数=10000×该元素化合价÷原子量。日粮中常量元素的转化系数分别为(单位：mEq/kg)：Na 435；Ｋ 256；Cl 282。计算mEq时只要将该种离子的百分含量乘以该种元素的转化系数即可(刘庆华,2001)。
二、日粮电解质平衡对家禽营养代谢的作用机制
通过长期进化，动物机体形成复杂的电解质平衡调节机制，以维持体内的酸碱平衡、渗透压平衡。电解质平衡通过对体内酸碱平衡的影响而发挥作用，而酸碱平衡状态又是通过对体内微环境的pＨ值的影响改变机体的营养代谢，同时体内某些酶又以电解质离子钾、钠、钙和镁等作为辅因子，电解质是酶正常的催化活性必不可少的成分。所以，日粮离子水平及其平衡值的变化，可以改变体内的酸碱状态，影响动物体内消化酶活性，机体环境适宜时，各种酶处于高活性状态，对饲料中养分利用率提高，提高饲料消化利用率和采食量，反之，日粮电解质不平衡，在一定范围内，机体可以通过自身调节作用来维持内环境平衡，但如果超出调节范围，机体正常平衡状态就会被破坏，各种酶和激素的活性就会降低，养分利用率和采食量随之下降。
日粮电解质平衡还会影响氨基酸的平衡。研究表明，细胞内高浓度的钾离子是细胞内核糖体保持蛋白质合成过程所必需的。在日粮中添加高水平的钠和钾的可代谢盐或有机酸盐，能降低精氨酸和赖氨酸间的颉抗作用，这是因为在赖氨酸与精氨酸的拮抗作用中，高赖氨酸影响精氨酸酶活性，从而使精氨酸分解增加，而金属阳离子可以提高赖氨酸氧化分解过程中L—赖氨酸—a—酮戊二酸还原酶的活性，从而使过量的赖氨酸部分分解，使赖氨酸与精氨酸比例趋于平衡。
三、日粮电解质平衡对家禽的影响
1． 电解质平衡对家禽生长的影响
作为影响动物生长性能的主要因素之一，日粮离子平衡状况与动物的生长性能密切相关。使用天然日粮或纯合日粮进行的试验证实，一般当日粮(Na++Ｋ+-Cl-)为250mEq/kg时，家禽生长性能最佳。DEB过低(<180 mEq/kg)或过高(>300 mEq/kg)都会导致42日龄肉仔鸡增重降低，但是也有些研究结果显示，肉用仔鸡0~3周龄的日粮DEB最佳值为204mEq/kg，3～6周龄为180mEq/kgｍ，6～7周龄为140mEq/kg。Pesti等(1999)研究发现，为得到最大的增重和最佳的饲料转化率，日粮中氯化钠的添加量为4g/kg。Rondon等(2000)研究表明，1～7日龄肉鸡的最大体增重所需的钠离子和氯离子分别为2.6g/kg和2.9g/kg，最佳饲料转化率所需的钠离子和氯离子分别为2.9 g/kg，和2.8 g/kg，最佳日粮离子平衡范围是DEB为250～252 mEq/kg。Murakami等(2001)对21～42日龄的肉鸡的钠和氯离子的需要量进行了研究，结果表明，钠离子的需要量为1.5 g/kg，而氯离子的需要量为2.3 g/kg，肉鸡最佳生长性能的日粮DEB值为249～261 mEq/kg。陈继军等(2002)的结果表明，肉仔鸡DEB在155～300mmol/kg范围内，增重和饲料转化率无较大差异；肉仔鸡获得最大增重所需DEB还受饲粮钙水平的影响，当饲粮含钙0.95％时，最佳DEB为215mg/kg；而当饲粮含钙1.38％时，DEB为174mmol/kg增重最大。丁角立等(1994)研究了饲粮电解平衡对肉仔鸡生长的影响，0～21、22～42、43～49日龄基础饲粮DEB分别为229 mEq/kg、209 mEq/kg、186 mEq/kg，以NaHCO3和无水CaCl2将上述三阶段肉仔鸡饲粮DEB分别调整为150mEq/kg、176mEq/kg、137mEq/kg，结果49日龄鸡平均体重比基础饲粮组提高7％。吴跃明等（1997）将肉鸡日粮电解质平衡值119由改变为209 mEq/kg和-55 mEq/kg，日增重分别增加46.5%和-26.8%。综合考虑，一般认为肉鸡饲料的电解质平衡值适宜量为150 mEq/kg～250 mEq/kg，而且随着肉鸡日龄增加有下降趋势,氯和钠的含量相等或氯含量略高于钠。
2． 电解质平衡对家禽生产的影响
2.1对产蛋性能的影响
大量研究表明，饲粮电解质平衡会影响血液中阴阳离子比例，从而影响蛋禽的产蛋性能。Hughes(1988)观察到，DEB过低(8和33mmol/kg)或过高(319和418mmol/kg)都会降低蛋鸡的采食量和产蛋水平；饲粮含氯过多(2.13％，Hamilton等，1980；0.75％～0.90％，Austic，1984)会严重降低鸡采食量和产蛋性能，不利于蛋壳钙化。也有试验证实，摄入高钠(0.52％)低氯(<0.12％)的饲粮时，鸡采食量减少，产蛋率下降。Stevenson(1983)发现，DEB在137～245mEq/kg范围内，蛋鸡产蛋性能差异不大。霍启光等(1992)报道，饲粮钠占0.15％时，氯含量在0.15％～0.60％范围内65～72周龄蛋鸡的产蛋率、蛋重和饲料报酬差异不明显。一般规律显示，蛋禽的适宜生产日粮电解质平衡值在100～300mEq/kg之间。而且由于产蛋家禽处于成年期，机体内环境自我调节能力较强，可以忍受较严重的电解质失衡状态而不影响生产。
2.2 对蛋壳质量的影响
日粮电解质平衡是影响蛋壳质量的重要因素之一。在蛋壳形成过程中，受到日粮离子平衡及钙磷代谢等多种因素的影响。日粮中过量的氯使蛋壳的强度和厚度均显著降低。奥村纯市报道，在饮水中加入矿物质氯化钠250毫克、氯化钾40毫克，破裂蛋、软壳蛋增加一倍，在饮水中加入食盐200、400、600克/升，破蛋率从6.5%增加到10.4%、14.2%和18.9%，据报道，产蛋鸡以蛋壳强度和厚度为指标，钠和氯的最佳比例为1：0.6。血液NaHCO3的浓度与蛋壳质量呈正相关。在蛋鸡日粮中添加NaHCO3改善蛋壳质量，主要原因是NaHCO3导致血液中碱储增高和磷酸根的浓度降低，血磷浓度的降低有利于改善蛋壳质量。试验证实，饲料中添加0.1~0.5% NaHCO3替代食盐，可减少蛋壳损失1%~2%。此外，日粮电解质平衡值也会明显影响蛋壳质量， Vogt等(1983)发现，DEB过低(68 mEq/kg)或过高(296 mEq /kg)时，蛋壳变薄。当DEB在150mEq /kg以上时，蛋壳厚度随DEB上升而增加。提高饲粮钾含量(由0.66％提高到0.88％)，可改善蛋壳品质。一般蛋鸡在适宜生产的日粮电解质平衡值范围内，都可以保证蛋壳的正常品质。
3． 电解质平衡对家禽健康的影响
3．1对家禽腿病的影响
仔鸡的胫骨短粗症(ＴＤ)属于代谢性疾病，该病多发生于快速生长的肉仔公鸡，且病情发展迅速，对其病因研究发现年龄、性别、遗传和环境以及多种营养因素，均与胫骨短粗症发病率有关。就营养因素来说，多种矿物质都可单独或综合地影响发病率和严重率，离子平衡是重要的病因之一。当日粮氯离子过多，而又没有相应的钾、钠离子的平衡时，ＴＤ的发病率增高。硫酸根加剧ＴＤ病情;高氯和高磷的摄取也导致发病率和严重率提高；高镁日粮可以降低由高氯和高磷导致的的高发病率和严重率。Hulan等(1987)研究表明，饲粮钠、钾供给量影响肉鸡TD的发生率，而且与饲粮钙、氯水平相关；饲粮钙、钠或钾含量升高，TD发生率下降；在饲粮钠水平较低时，只有饲粮钾和氯含量均高时才有降低TD的作用。Lilburn等(1989)报道，当饲粮氯含量高(0.36％)时，高水平有效磷(0.65％)会导致肉仔鸡TD发生率显著增加。Edwards(1984)进一步证实，饲粮中以氨基酸盐酸盐和氯化钙形式存在的氯化物含量过高，会降低鸡胫骨中灰分含量。Austic和Patience(1988)报道，当DEB在-200～400mEq/kg范围内时，最高的TD发生率(>20％)在DEB=-200mEq/kg组；而最低的TD发生率(<3％)则在EB=400mEq/kg组； Ruzi-Lopez和Austic(1993)的试验以等摩尔的硫酸盐取代对照组日粮的碳酸盐，结果试验组TD发病率明显升高，比较分析得到的结论是，影响TD发病率的不是硫酸根浓度的升高，而是酸碱平衡因素。对于酸碱平衡影响TD发病率的机理观点不一，但多数观点是日粮中阴阳离子比例的变化改变体内酸碱平衡状况，从而影响TD发病率和严重率，随DEB的上升，TD的发生率呈下降趋势。。
3．2对肉鸡腹水症的影响
腹水症(肺高血压综合症)是造成肉鸡业严重经济损失的重要原因之一。其发生是由于现代高产肉鸡的呼吸系统不能适应较高的需氧量，引起机体缺氧和呼吸性酸中毒，右心室衰竭继发高血压导致渗出物漏出，积聚在腹腔中。腹水症的病因极为复杂，日粮离子平衡是诱发肉鸡腹水症的重要因素之一，日粮中阴离子过高导致腹水症的发病率增高。日粮的酸化（阴离子增加）使腹水症发病率增高导致死亡率增高，而日粮碱化(阳离子增加)则显著地降低由于腹水症导致的死亡率。Owen等(1994)分别用1％的NaHCO3使饲粮碱性化，用1％的NH4Cl使饲粮酸性化，结果发现，碱化饲粮使肉仔鸡腹水症显著减少，而酸化饲粮使腹水症引起的死亡率明显增加。
3．3 电解质摄入量对垫料湿度的影响。
肉鸡散养过程中，垫料湿度直接影响肉鸡的生长性能和健康状态。在一定程度上，垫料湿度与肉鸡健康和生长成反比。鸡摄入食盐过量，饮水量随之增多，造成垫料湿度大。研究发现(程伶，1989)，饲料中添加NaHCO3的肉鸡，与添加NaCl组相比，饮水量减少，垫料状况改善，当钠水平在0.13%～0.19%范围内时，以NaHCO3为钠源，肉鸡饮水量明显低于食盐组，垫料品质可改善20%。近来的研究发现，钾是造成湿粪的另一原因。日粮(Na+K)的摄入量有任何增加，都会使粪中含水量增加。Mongin(1981)指出，日粮中钾含量与鸡饮水量、排泄物重均呈正相关关系。生产实践中人们发现，当日粮中超量使用大豆时(20%)，因钾摄入过多会发生湿粪和垫料潮湿等问题，这是由于大豆的钾含量高(1.8%，比玉米高6.5倍)造成的。霍启光等(1992)用产蛋鸡进行的试验表明，当日粮Na、K水平(分别为0.15%和0.56%)不变，Cl水平由0.16%升至0.64%时，对鸡的饮水量和粪尿含水量均无明显影响，所以控制粪便含水量应从控制饲料中钠和钾的含量入手，效果会更明显。
四、应用
为了保证家禽机体电解质平衡，必须使饲料中的最重要的电解质钠、钾、氯的含量充足，比例平衡，可以使用重碳酸盐、碳酸盐、铵盐等氯化钠以外的电解质，这样既可以避免单纯使用氯化钠造成的钠少氯多，又可以保证电解质平衡值达到最佳，具体做法是：钠的添加可以首先将饲料中氯的含量用氯化钠补充充足，钠不足的部分由碳酸氢钠补充；钾可以由碳酸钾、氯化钾形式添加；氯可以用氯化铵或氯化钾形式补充。总之，为充分发挥家禽营养潜力，提高其生长生产能力和健康状态，对于一位现代营养师，在进行饲料配方设计时必须考虑饲料电解质平衡。
