如何通過改善奶牛飼料轉化效率提高牛奶產量和質量

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如何通過改善奶牛飼料轉化效率提高牛奶產量和質量

李勝利 陳 萍 鄭博文

中國農業大學動物科技學院， 北京，100094

摘要：飼料營養是影響牛奶產量和質量的重要因素。本文就我國奶牛飼養與飼料營養的現狀，通過論述優質粗飼料、低質粗飼料TMR對飼料轉化效率以及乳脂率、乳蛋白變化等方面的影響，從理論上闡述了飼料轉化效率與牛奶產量及品質密切聯系的內在機理，同時給出了實際生產中改善牛奶產量與品質的具體飼料和飼養措施，旨在為改善我國目前飼料轉化效率，提高牛奶產量和質量提供理論和實踐資料。
關鍵詞：飼料轉化效率；產奶量；牛奶質量

近幾年來，我國奶業進入了快速發展的時期，2000年以來，我國奶類總產量年均增長率都在兩位數以上，奶牛業占畜牧業的比重迅速增加，2005年我國奶類總產量比2004年增長20%，達到2864.8萬噸，人均奶類的占有量也由1999年的7kg增加到2005年的21.7kg，比十年前人均增加了16.2kg，年均增長14.6%。奶業在農村經濟及整個國民經濟中的地位日益提高，在農業所有產業中，乳業成為增長量最大、增長持續時間最長的產業。經過多年積累和最近幾年的快速發展，我國奶業已經進入由傳統奶業向現代奶業過渡的轉型期。近年來國內許多加工企業引進了國外設備、管理和營銷方法，縮小了同國外乳品企業的差距，乳品加工設備和工藝已經達到了國際水平。
盡管近幾年我國奶業取得了長足的進步，但如果從橫向比較，必須看到我國奶業尚處于發展階段，奶牛單產低，2005年我國成乳牛的平均單產僅有3,500kg/頭，遠低于世界平均單產水平5,500kg/頭。主要原因是我國奶牛養殖在飼料方面與奶牛發達國家比較有很大的不同。從奶牛精料組成分析，世界各國之間沒有太大的區別，但在粗飼料方面卻差別很大。如新西蘭是世界乳品出口大國，而其奶牛的營養幾乎完全來自飼草（牧草、干草、青貯）。歐美國家的奶牛飼料中精料占有較高比例，但是飼草仍然是奶牛的最重要營養來源。以苜蓿干草作為蛋白質來源，以一定量精料和玉米青貯飼料作為能量來源，這已經成為美國等發達國家奶牛飼料的基本結構。我國只有大城市附近的國營奶牛場和少數規模化奶牛場才有條件飼喂苜蓿干草、羊草，大多數農區奶牛的常規飼料停留在玉米秸稈等粗飼料與玉米、麩皮、餅粕三大精料的簡單混合上，配方中能量有余，蛋白質飼料單一，礦物質、微量元素和維生素嚴重缺乏，造成飼料轉化效率低，奶牛營養代謝病發生機率較高，利用年限短，淘汰率高，影響奶牛生產潛力的發揮，因此要想更好的發展奶牛業，提高奶牛生產性能，降低精飼料的使用量，增加我國奶業在國際上的競爭力，必須注重提高我國奶牛的飼料轉化效率。

飼料轉化效率是一個用來衡量管理和提高泌乳奶牛群將飼料轉化為牛奶的能力的工具。通常情況下每kg牛奶與每kg飼料干物質的比例范圍在1.2～1.8。泌乳早期奶牛動用體儲來生產牛奶，飼料轉化效率可高約1.8；而奶量較低時需要彌補泌乳早期損失體況、或滿足發育中胎兒營養需要，后期奶牛飼料轉化效率可以低至1.2，泌乳牛群的飼料轉化效率通常約1.4～1.5。如果要比較不同牛群或同群之間不同時間的飼料轉化效率，必須對一些數值進行標準化。如果知道牛奶的乳脂率，就可以用如下公式計算乳脂校正乳（FCM）：3.5％FCM（kg）＝（0.515×產奶量（kg））＋（13.86×乳脂量（kg）），此時的飼料轉化效率是基于3.5％FCM的飼料轉化效率，飼料轉化效率即為：飼料轉化效率（DE）=3.5％FCM（kg）/平均DM采食量（kg）。

1. 粗飼料的轉化效率
飼草不僅是奶牛最重要營養來源，而且對提高牛奶和奶品質量具有不可替代的作用。粗料的質量對牛群飼料轉化效率的提高至關重要。為了維持瘤胃的健康，日糧中的能量供給應盡可能來自粗料，盡量少的來自精料。所以，如果要想實現較高的飼料轉化效率，不能用低質量、低消化率的粗料來淡化粗料部分提供的營養。為了確保奶牛能夠從每kg飼料中獲得最大化的營養，提高飼料轉化效率，必須給奶牛飼喂優質、消化率高的粗飼料。奶牛的高產必須依靠較高的干物質采食量（DMI）來實現。提高飼料轉轉化效率不是要少給奶牛飼料，而是探討如何提高奶牛攝入的DMI轉化效率，從而獲得最高的產奶量和奶品質。
1.1增加優質粗飼料的使用率，提高奶牛日糧的轉化效率
1.1.1
優質牧草－苜蓿的利用率
奶牛日糧中必須要有相當比例的有效纖維，苜蓿在瘤胃中的降解恰好能夠產生某些粗纖維分解菌生長所需要的異丁酸、戊酸以及小肽和氨基酸，通過刺激粗纖維分解菌的活性，從而提高奶牛對纖維性物質的消化率（陳光耀等，2003）；另外奶牛日糧中添加苜蓿可促進纖維分解菌在低品質作物秸稈上的集群。這些試驗證實了補飼苜蓿可改善農作物秸稈的利用效率。因此，在奶牛日糧中添加豆科牧草，既可滿足奶牛營養需要，提高奶產品品質，又可顯著提高奶牛對粗飼料的利用率。
關于苜蓿對奶牛的營養作用國內外已經進行了很多的研究，李志強（2003）在高產奶牛日糧中研究了苜蓿干草適宜添加量，分別在日糧中添加3kg、6kg、9kg苜蓿干草，結果表明飼喂9kg苜蓿的試驗組獲得了最高的日平均產奶量、干物質采食量，三個組飼料轉化效率分別為1.44、1.50、1.54，說明隨著苜蓿飼喂量的增加可以提高奶牛的飼料轉化效率。苜蓿的加工方式影響苜蓿的消化，牛場飼喂時應注意切割長度，賀鳴（2005）研究發現經過機械加工后2cm、4cm、8cm長苜蓿，干奶牛的DM采食量分別為12.61、11.65、9.41kg/d，可見，當奶牛飼喂過多粗飼料時干物質采食量受到瘤胃大小的限制，小的飼料顆粒可以加快瘤胃外流速度，使奶牛采食更多的日糧，從而提高DM采食量。飼喂苜蓿可以提高乳品質，研究表明在日糧NDF含量相同的情況下用等量苜蓿干草代替等量玉米青貯（West等，1997）、苜蓿干草代替小麥秸（Poore等，1991）乳脂率都得到顯著提高；顯然乳脂率的變化與NDF的來源有很大的關系。李志強（2003）在日糧NDF含量相同的情況下也發現，隨著苜蓿干草添加量的增加，雖然乳脂率有下降的趨勢，但總的乳脂量增加。
1.1.2 玉米青貯的利用效率
玉米青貯后能保持60%～70%的水分和90%以上的營養物質，經過發酵有效地提高適口性，增加青貯芳香味，消化率可以從40%提高到60%以上。對22頭產奶牛以收獲玉米籽實后的青秸青貯為粗飼料的研究結果發現，在自由采食的情況下，奶牛對玉米青秸青貯的干物質平均日采食量為0.9kg/100kg體重，占整個日糧干物質的30%，整個日糧的飼料轉化效率為1.33（表1），結果表明，在玉米產區的農村飼養中等產奶量的奶牛，可以采用收獲玉米籽實后立即將仍青綠玉米莖葉做成青貯，作為主要粗飼料連同其它加工副產品，使精飼料占日糧總干物質不超過55%（吳金龍等，2001）。

表1
以玉米青貯為粗料的采食量和產奶量

			干物質采食量DM（kg/d）				飼料轉化 效率
體重（kg）	乳脂率(％)	產奶量(kg)	玉米青貯	精料	玉米淀粉渣	合計
525	3.62	20.28	4.73	8.9	1.94	15.57	1.33

1.2 加大低質粗飼料加工利用，提高奶牛日糧的轉化效率
由于人口、耕地、水資源等條件的制約，我國在中長期內不可能有更多的耕地專門用于種植飼料作物，因此，農業副產品的合理利用（揉搓、氨化、黃貯等手段）是提高我國奶牛生產的一個重要途徑。低質粗飼料干物質中的中性洗滌纖維（NDF）約占70%～80%，酸性洗滌纖維（ADF）約占40%～50%；即使是低質羊草，由于收獲時期較晚也導致NDF和ADF含量很高，并且粗蛋白的含量很低。中國農業大學動物科技學院反芻動物營養實室用持續動態人工瘤胃對7種秸稈和粗飼料的研究（李梅，1999）結果表明，粗飼料中的中性洗滌纖維的含量與有機物質的瘤胃消化率呈線性負相關關系。
    消化率是評定飼料營養價值的基礎，Schneider（1975）總結了上百次反芻家畜對不同粗飼料中的粗蛋白消化率之后指出，粗飼料中粗蛋白含量與其消化率呈雙曲線相關關系，凡飼料干物質中粗蛋白在4%以下的粗飼料，其中粗蛋白消化率均呈負值，不能給反芻家畜提供蛋白質。Linn等（2005）為了評價NDF含量對飼料轉化效率之間的關系，對眾多關于干物質消化率的多篇研究報告進行了分析：NDF含量增加到35％之前，基于3.5％乳脂校正奶的飼料轉化效率隨著NDF含量的上升而下降。
從營養角度講，用秸稈直接飼喂牲畜效果很不理想，最大問題是適口性和營養價值低下，因此需要利用物理化學（氨化、堿化、生物學）方法對秸稈進行處理，提高其營養物質消化率。經微貯的玉米、小麥和稻草秸稈在牛瘤胃中NDF有效降解率分別為40.38%，50.80%和55.58%，極顯著優于未經微貯的35％的有效降解率（李飛等，2000）；中國農業大學反芻動物實驗室用機械鍘細的稻草經石灰水和尿素氨化處理后，牛的采食量比未處理的稻草提高了71%，消化率提高50％，表明飼用價值有明顯改善；但與低質羊草比較則仍顯遜色，如處理后的稻草的最大進食量僅相當于低質羊草的87%。說明用常規的秸稈處理技術，很難使其提供足夠的營養物質，由此可見，即使經處理的秸稈能滿足奶牛維持所需的能量，但其增加產奶量所需的能量和蛋白質仍然要靠精料來滿足；如果秸稈的采食量滿足不了維持的能量需要時，那么，還需額外補充一部分精料補足維持所需的能量。
2. 保持日糧平衡，提高奶牛日糧的飼料轉化效率
奶牛生產中應注意日糧平衡，不論一頭牛的采食量為多少，其產奶量將被所有養分中供應量最低的養分所限制。只有當此特定養分得到提升，奶牛的產奶量和飼料轉化效率才得到提升。Nelson等（1989）在苜蓿－干草日糧中添補少量小麥觀察到了正組合效應； Flachowsky發現當日糧含70％的壓扁大麥時，氨化秸稈的消化率只有53%，當按同樣比例甜菜渣代替大麥時，其消化率提高到65%。Olivros等（1989）用玉米纖維補飼，Highfill等（1987）用甜菜渣補飼，Manyuchi等（1992）用氨化稻草補飼都不同程度的提高了秸稈飼料的利用效率，其作用原理可能是易消化纖維促進了瘤胃纖維分解菌的生長。美國明尼蘇達大學教授Jim Linn對2001年美國奶牛科學雜志上發表過的98個日糧進行總結，發現，當粗蛋白飼喂量每天超過4kg，蛋白效率降低。為了提高飼料轉化效率，必須給奶牛提供一個均衡的日糧，以確保奶牛能攝入和消化能滿足其實現最大化產量所需的營養成分。包括能量、蛋白、鈣、磷常量元素和銅、硫等微量元素，例如銅，奶牛僅需10～15ppm，但如果缺乏，可能導致奶牛出現裂蹄，站立在飼槽吃料不適，因此不能采食足夠日糧，就不能表達出遺傳潛力可實現的產奶水平，從而降低飼料轉化效率。
3. 采用TMR飼喂技術，改善奶牛日糧的飼料轉化效率
飼喂方式影響奶牛對養分的利用，傳統的飼喂方式，增加飼喂次數將有助于減少瘤胃pH值的波動；TMR方式，日糧的正確設計和良好的管理使奶牛全天相對均勻采食成為可能，且每一口吃進去的飼料都包含合適比例適當的全部必需養分，穩定瘤胃環境，促進瘤胃發酵，從而提高飼料轉化效率。通過采用全混合日糧飼喂工藝可簡化飼養程序，便于實現飼喂機械化、自動化，與規模化、散欄飼養方式的現代奶牛生產相適應。實際生產中采用TMR飼喂技術，使奶牛不能挑食，營養成分能夠被奶牛有效利用，與傳統飼喂模式相比，粗飼料轉化效率可提高4％（Brianp,1994）。王亮亮（2005）通過對比精粗分飼與TMR飼養，發現采用TMR飼喂方式后奶牛DM采食量由精粗分開的14.52kg上升到17.64kg，TMR顯著提高了奶牛的DM采食量。
3.1 TMR飼料顆粒度對飼料轉化效率的影響
TMR飼料攪拌時間太長或太短對奶牛飼料利用率影響很大。針對這個問題可以借助“賓夕法尼亞飼料分級篩”來判斷。理想目標是上層篩中應有8％～15％的長度大于2cm粗料顆粒；第二層篩中應有40％～50％的飼料，它們可以刺激反芻、并形成可截留日糧中細小顆粒的瘤胃懸浮層，從而避免過快的發酵。中國農業大學試驗結果表明：TMR中苜蓿長度為2cm、4cm和8cm，長度增加后粗飼料DM采食量降低，由原來的12.61kg/d降至9.4kg/d：TMR中過短或者過長的粗飼料長度均會對奶牛采食量產生一定的影響（賀鳴，2005）。
3.2 TMR飼料成分對飼料轉化效率的影響


配制TMR日糧時必須對飼料原料進行分析，尤其是對濕飼料的水分含量、飼料粗蛋白和能量含量分析。如玉米青貯水分含量有4％的差異，就可能導致奶產量下降1.6kg/d。國內常見的窖裝青貯的干物質含量在下一此雨后可能改變很多。玉米青貯干物質含量的不穩定，加上因粗飼料質量差而不得不采取低粗高精型日糧，不經意就會出現奶牛酸中毒的危機。
4. 飼料營養對乳脂率的影響
4.1 結構性碳水化合物
在瘤胃中產生高乙酸比例的日糧，能提高乳脂肪且效率很高，這已在很多研究和生產實踐中得到證實（Tyrrell，1980）。對泌乳奶牛來說，充足的NDF也是防止乳脂下降所需要的。NRC（1989）要求奶牛日糧中含有19～21%的ADF和25～30%NDF來維持乳脂肪。NRC（2001）建議在以青貯玉米或青貯苜蓿為主要粗料來源并以粉碎干玉米為主要淀粉來源時，泌乳奶牛飼糧干物質中NDF總量應為25%，而且其中必須有19%（DM基礎）來自粗飼料，但這些推薦量只在這些特定情況下可行。當飼糧中粗飼料來源的NDF下降時，NDF的最小需要量應當增加，當日糧粗飼料切碎程度較細時，NDF的含量也應當增加。當粗飼料來源的NDF小于19%和不飼喂全混合日糧時，NDF的最小推薦量也應當提高。Williams（1988）指出泌乳奶牛在產犢、產后100天和干乳期，NDF的需要量為體重的0.8%，1.2%和1.0%。
4.2 飼料脂肪
    泌乳奶牛日糧中使用脂肪可減少低乳脂綜合癥的出現，高產奶牛需要飼喂大量的谷物飼料以滿足能量需要，但當谷物飼料喂量超過日糧干物質的60%時，瘤胃發酵類型會發生改變，乙酸產量降低，乳脂率下降，產生所謂的低乳脂綜合癥。補充適宜水平的脂肪，不再需要飼喂大量淀粉，奶牛便可食入所需的能量。
大量試驗表明，添加富含脂肪的全棉籽、膨化大豆、葵花籽、鈣皂和惰性脂肪來提高奶牛的能量進食量。蔣林樹（2002）在北京三元綠荷南郊奶牛場的實驗證明：日糧中添加1.5kg膨化大豆，乳脂率提高0.1個百分點；李勝利（2003）用高能高蛋白飼料“乳倍利”在北京三元綠荷奶牛中心的大群高產奶牛飼養試驗（表2）證明：試驗組牛群每天每頭飼喂“乳倍利”1.5kg，試驗組頭胎牛比對照組頭胎牛平均日增奶2.85kg，泌乳高峰期延長35天、乳脂量提高 0.66kg；經產牛試驗組比經產牛對照組平均日增奶1.36kgCD，泌乳高峰期延長30天、乳脂量提高0.24kg；無論是頭胎牛還是經產牛，乳蛋白率不受添加“乳倍利”的影響。
表2 日糧添加乳倍利對奶牛產奶量和乳成分的影響

處理	平均產奶量（kg）	乳蛋白率（％）	乳脂率（％）
試驗組（頭胎）	34.03±4.96	3.15±0.18	3.83±0.21
對照組（頭胎）	30.84±5.26	3.09±0.17	3.60±0.19
差值	3.19	0.06	0.23
試驗組（經產）	39.01±6.96	3.15±0.23	3.91±0.23
對照組（經產）	37.49±7.67	3.15±0.23	3.73±0.24
差值	3.19	0.06	0.23

直接添加植物性脂肪雖然對乳脂具有正面效果，但也有試驗證明添加沒有效果， Berry（1998）等給泌乳中期的奶牛日糧中添加2%的魚油，結果乳脂率和乳蛋白率都降低。奶牛日糧添加脂肪雖然產奶量增加，但存在的主要問題是常會導致乳蛋白率下降。Wu和Huber（1994）分析了大量添加脂肪試驗的研究結果，發現隨著日糧脂肪添加量的增加，乳蛋白含量比對照日糧組低，所添加的脂肪包括動植物混合油、脂肪酸的鈣鹽、顆粒樣狀脂肪、保護性牛羊脂肪、牛羊脂肪、全棉籽、全大豆等。
4.3 飼料對牛乳中共軛亞油酸含量的影響
研究表明，飼料對反芻動物乳中CLA濃度有主要影響，長時間飼喂天然牧草的奶牛比吃飼草與精料比為50:50飼料的奶牛，CLA含量高500%。隨著飼喂牧草量的增多，奶牛乳中CLA含量逐漸增加，吃多年生黑麥草的奶牛，乳中CLA含量明顯高于吃干草奶牛乳中CLA含量（Kelly，1998）；他還發現奶牛喂植物油，如大豆、向日葵、花生或亞麻籽油，都可以增加乳中CLA含量，大豆油在日糧中達19%時，不影響反C18：1與CLA比例，富含C18：2的油比富含C18：3的油更能有效提高乳中CLA含量。飼喂全脂壓榨大豆和全脂壓榨棉籽給奶牛，乳中CLA含量是普通飼料的2倍。飼喂粉碎大豆對乳中CLA含量沒有影響，而熱處理粉碎大豆能提高乳脂中CLA含量（Chouinard等，2001）。
4.4 添加劑
奶牛日糧中常用的添加劑有緩沖劑、乙酸鹽、酵母培養物、異位酸等，國內外許多試驗證明奶牛飼料中添加添加劑后可以提高飼料消化率，提高采食量和產奶量，并且可以有效提高乳脂率（程伶，1995；馮仰廉，2001；李勝利等，2001；范文珠等，2001）。
5. 飼料營養對乳蛋白率的影響
5.1 碳水化合物
碳水化合物是瘤胃和組織代謝的主要能量物質，為乳中蛋白質的合成提供碳架。淀粉型精料比纖維性飼料在提高乳蛋白含量和產量上效果好。Keady等（2000）和Phipps等（2001）報道，提高日糧淀粉含量，則乳蛋白的含量提高，乳脂率有所下降，說明淀粉的采食量與乳蛋白濃度呈正相關（r＝0.96）。Castillo等（2001）也發現淀粉型精料明顯具有提高乳蛋白含量的潛力。
5.2 飼料蛋白質
關于奶牛日糧供給蛋白質對乳蛋白合成的研究多集中在控制日糧蛋白水平和瘤胃不可降解蛋白水平上（NRC，2001）。Emery等（1978）報道，日糧蛋白水平同乳蛋白濃度存在正相關，日糧蛋白水平每增加1%，則乳蛋白濃度提高0.02%。然而，Sporndly等（1986）研究結果恰恰相反，日糧蛋白水平與乳蛋白關系不大。Metealf等（1996）通過飼喂3種不同蛋白水平的日糧（11%，15%，20%），結果發現粗蛋白水平較高的兩種日糧對改善乳及乳蛋白產量的效果沒有明顯差異。最近研究表明，日糧蛋白中氨基酸構成對乳蛋白的影響更大（Schwab等，1993）。許多補充限制性氨基酸的試驗已證明了這一結論，均可使奶牛乳蛋白產量甚至產奶量和飼料轉化效率得到不同程度的提高（Nocek等，1999；Sniffen等，1999）。
5.3 飼草類型



研究表明，放牧飼養，白三葉草與多年生黑麥草相比，能促進乳蛋白含量的提高，一般而言，牧草調制成干草或青貯對乳蛋白含量沒有效果，而飼料作物的調制，如青貯對乳蛋白含量有影響，用牧草青貯與玉米青貯的混合日糧喂初產奶牛時，提高玉米青貯的比例可提高乳蛋白的含量。
奶牛乳脂率和乳蛋白率的主要影響因素是奶牛的品種，例如中國荷斯坦奶牛平均乳脂率為3.4%，乳蛋白率3.1%；而乳肉兼用西門塔爾牛的平均乳脂率高達5－8%，乳蛋白率3.6%以上；娟姍牛的乳脂率高達5～8%，乳蛋白率4%以上。相對于乳脂率，乳蛋白率受遺傳影響較大，因此，在生產中通過飼料來提高乳蛋白率比提高乳脂率的難度大。
6 小結
飼料轉化效率在奶牛業上是非常重要的指標，通常，任何提高奶牛產量的措施也將提高飼料轉化效率，提高奶牛的生產性能和乳品品質，因此，除了提高飼料的效率，給奶牛提供良好的營養，包括奶牛舒適度、良好的飲水供應、正確的擠奶操作以及其他許多管理措施在內的良好管理對于提高奶牛產奶量和牛奶質量都是非常重要的。

jqshi

這好像是中國期刊網上的文章吧！