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奶牛，像其他反芻動物一樣，對營養有兩個基本需求：一是動物個體或機體的營養需要，另一個是反芻動物體內微生物的營養需求。反芻動物與寄生于體內的微生物是共生關系，反芻動物為微生物提供食物來源和適宜的生存環境，微生物又為反芻動物提供營養來源。就我們所知的奶牛對營養的需求，應該包括對營養物質的需求量，以及該種營養物質和其他營養物質的反應來共同作用于機體健康正常的生理生化反應和動物生產，以及體內微生物的需要，這是奶牛最基本的營養需要。 奶牛營養需要（NRC—2001）是一套關于奶牛各個生長階段的營養需求和管理的詳細飼養標準。NRC-2001 對于經產母牛、初產母牛和犢牛的營養需求是一份很詳盡的參考。NRC-2001還包括根據動物營養需要用計算機模型設計的飼料配方系統。配方設計可分為三步： （1）確定動物所需營養物質，以及根據動物所處環境和飼養條件選擇原料； （2）確定飼料營養價值以及對牧草和其他飼料的消化率； （3）按照動物營養需要以及飼料營養價值進行設計配方，盡量減少浪費和對環境的污染。 本文對NRC-2001中關于奶牛營養的三個主要的部分進行了介紹和摘要 干物質攝入量(DMI)：泌乳奶牛 NRC—2001總結出泌乳奶牛對干物質進食量的預測公式。這個公式通過對17，200多頭奶牛數周的對DMI進食量分析后總結得來。數據包括大約1/3的第一個泌乳期和2/3的第二及以上泌乳期奶牛，代表了大部分的飼養管理體系。泌乳奶牛的DMI的預測公式可廣泛應用于奶牛產奶的所有階段包括第一泌乳期和以后的泌乳期： DMI（千克/天）=（0.372*4%FCM+0.0968*BW0.75）* 式中 4%FCM——為4%乳脂率矯正奶量（千克/天） BW——為體重（千克） WOL——為泌乳周 e=2.71828
用于調節泌乳早期干物質進食量的降低，WOL變化很大，尤其是在前十周（圖1），WOL對DMI的影響是非常敏感的。DMI在第1 ，2 和以后泌乳期的不同，可以通過個體體重以及4%FCM進行準確區分。體重相差100千克DMI采食量每天相差1.5千克。使用者要準確輸入4%的FCM、動物體重和泌乳周才可正確計算這個群體的DMI采食量。
第1，2和以上泌乳周期對DMI的采食各不相同（表1）。 第一泌乳期奶牛對DMI的需求量有個緩慢穩定增長過程，直到16周達到一個高度，并維持該水平一段時間。相比之下，奶牛第二及以上泌乳期開始時即在前幾周對DMI需要迅速增加，在5~6周就達到峰值，在以后的泌乳進程中逐漸減少。 對DMI需求量的不同以及模式的不同突出了必須對至少在35周以前，將第一泌乳期與第二泌乳期和以上的奶牛分開飼養的重要性。 圖１ 第１泌乳期和第２及其后泌乳期內48周泌乳與DMI的關系 表1
計算飼料中TDN1x的平均值公式 序號
飼料成分（td）
公式 1a
粗料真可消化粗蛋白(tdCPf)
= 1b
精料真可消化粗蛋白(tdCPc)
= 2
真可消化非纖維碳水化合物(tdNFC)
=
3a
真可消化脂肪酸(tdFA)
=FA 或 3b
tdEE
=（EE-1） 4
真可消化中性洗滌纖維（tdNDF） TDN1x （%） =[1a或1b]+[2]+[3a或3b]+[4]-7b a 所有的數據組成按在干物質中的百分數進行計算
ADICP=酸性不洗滌溶性N*6.25；NDICP=中性洗滌不溶性N*6.25
b代謝廢物中TDN。 TDN1x 的調整量的計算公式是僅用于動物的蛋白質飼料沒有碳水化合物和脂肪供應（NRC-2001第二章中有詳細介紹）
泌乳奶牛的DMI預測公式可以很好的估測出DMI的需求量，但不是農場奶牛的真正需要量。
DMI在滿足動物營養需求方面之所以重要的原因如下： （1）動物每天需要一定數量的養分來維持健康和生產（絕對數量），而不是日糧養分的濃度； （2）某些養分如飼料中能量和瘤胃非降解蛋白（RUP）濃度受動物采食量的影響。 例如隨著DMI采食量增加，飼料中能量濃度降低，可利用瘤胃非降解蛋白量減少，可以被反芻微生物吸收的RDP降低。關于更詳細的解釋在每個物種的部分詳細介紹。 能量需求：泌乳和干奶牛
泌乳和干奶牛的飼料、日糧和需求（維持，泌乳，運動，妊娠，生長）的能值以凈能單位來描述。維持需要：維持的能量需求NEL (Mcal /d)=0.08*BW0.75
，體重BW為千克。維持能量是動物每天生存所必須的包括采食和短距離運動。維持NEL需要包括增加10%的運動耗能，應該滿足很多不進行放牧的室內飼喂奶牛。
泌乳
牛奶的能量組成包括：脂肪
蛋白質和乳糖。預測產奶所需的NEL的計算公式以乳脂和粗蛋白（CP）百分率有或沒有乳糖的百分率來表達： NEL（Mcal/千克）=0.0929*脂肪%+0.0547*粗蛋白%+0.0395*乳糖% 或者： NEL（Mcal /千克）=0.0929*脂肪%+0.0547*粗蛋白+0.192
妊娠期 在懷孕190日齡前，在維持正常能量需求上不用額外添加能量，在190到279日齡間，黑白花奶牛的平均妊娠能量需求從大約從2.5到3.7Mcal/天
妊娠期超過279日齡的能量需要不能高于279日齡能量需要。
生長和體貯
在NRC-2001體系中，利用綜合的方程計算預期的第一和第二泌乳期奶牛的生長速率，主要基于當前的年齡和期望的成熟體重或者是該品種的平均體重作為參數納入方程中。對于個體儲或者是體成分的變化，NRC-2001主要考慮在體況評分上的變化。體況評分為2的奶母牛體重減少1kg所貢獻的產奶凈能按3.8Mcal計算，而體況評分為4分的則按5.6Mcal計算，相反的是，體況為2的奶牛得分的奶牛每增加1千克體重需要的能量為4.5 Mcal，得分4的奶牛則需要6.2Mcal能量。
飼料：日糧能量 飼料的總可消化養分（TDN）的含量直接與飼料的養分含量有關。NRC—2001體系使用綜合的方法計算奶牛的飼喂水平為維持水平（TDN1x）采食量條件下飼料或者日糧的TDN養分。計算飼料或飼糧中TDN1x
的基本公式在表1中列出。 表1 一些常用飼料的養分含量（NRC-2001） 加工校正系數（PAE）： 淀粉利用率能被理化反應所影響，PAF用于計算飼料中淀粉及能值消化率的不同。PAF是校正因子，等于飼料中淀粉在體內消化率除以0.9。以粉碎玉米粒為標準，其中，淀粉消化率大約為90%，因此粉碎玉米的PAF值為1。粉碎干燥玉米粒的淀粉消化率更低，PAF為0.95，玉米粒蒸汽壓片比粉碎玉米粒的淀粉消化率高，PAF為1.04。PAF調整因子僅用于計算NFC（無纖維碳水化合物）在真正的可消化NFC中所占份數。 轉化TDN為凈能
飼料的NEL是由TDN1x轉化為消化能和代謝能之后計算得到的。在TDN1x 轉化為DE是，是將每種飼料成分在TDN1x所占的分數分別乘以它們的燃燒熱系數，來計算真正的消化養分組成。 公式為：DE1x（Mcal/kg）=（tdNFC+tdCP+tdEE+tdNDF）-0.3
其中
tdNFC= tdNFC*（4.2**/100）
tdCP=tdCP*（5.6**/100）
tdEE=tdEE* (9.4**/100）
tdNDF=tdNDF*（4.2**/100） 0.3
=
代謝糞能, 0.044*7(Mcal/kg) 隨著DMI的增加，飼料在奶牛消化道滯留的時間減少，導致飼料消化率降低。對于食入相同日糧的奶牛每天采食25千克干物質比每天采食20千克干物質比較，飼料或日糧的能值低，但攝入總能量隨DMI增高而增高，這意味著飼料或日糧的能值不是固定不變的，而是隨DMI增加而減少。因為所有泌乳牛和干奶牛消化的干物質都在維持需要的基礎上。因此, 飼料或日糧在維持能量需要上的能值不能代表在生產時真正能值，那么根據DMI和TDN1x得出隨DMI增加消化率降低的折扣系數：
例如，維持DMI是7千克的奶牛，每天采食21千克的DM，意味著采食量為3倍維持水平。實際采食量比維持采食量多出2倍。如果需要的TDN是75%，那么用計算得到的折扣系數為0.915，再用DE1x去計算DEp。一般來說，對于在維持水平上DMI的每個倍數，采用減少4%的標準。用折扣的DEp來計算生產水平條件下的MEp和NELP。計算公式如下： DEp（實際采食量的消化能，Mcal/千克）=DE*折扣系數 MEp (實際采食量的代謝能，Mcal/千克)=（1.01* DEp-0.45）+（0.0046*（EE-3））； NELp(實際采食量的泌乳凈能，Mcal/千克)=（0.703* MEp-0.19）+（（（0.097*MEp+0.19）/0.97）*（EE-3））。 碳水化合物 在泌乳奶牛日糧中，關于纖維和非纖維性碳水化合物(NFC) 的推薦量列在表2中。總NDF，僅來自粗飼料的NDF,以及酸性洗滌纖維（ADF）的推薦量是最少的，而NFC的推薦量是最大的。公布的關于日糧中的纖維和NFC的研究數據在籽實來源、淀粉瘤胃利用率，纖維來源、纖維物的顆粒尺寸大小和纖維的消化率之間產生不少混淆不清。因此，在奶牛日糧中有關纖維、NFC和淀粉確定的和具體的推薦量在NRC-2001中未能給出，而表2部分總結一些學者的建議數據。 在奶牛飼喂領域，通常給出牧草顆粒大小和/或有效的纖維推薦量，但是標準的合理的測定方法及有關這些針對需要量的測定數據的缺乏, 使得NRC-2001版奶牛營養需要不能建立上述物質的營養需要量，幾個研究表明，為維持理想的瘤胃pH值，合理的反芻活性，并防止乳脂率小降，粗飼料纖維長度最小不要低于3mm（Allen，1997；Beauchemin et al，1994；Grant et al ，1990a，b）。為此，美國賓州粒子箱是一個用來估測粗飼料及全混合日糧尺寸大小的好方法。使用賓州粒子箱測定TMR的指南是：頂篩：10%；第二層篩：40~50%；第三層篩：<35%; 底篩：<20%的樣品濕重。 表2
泌乳奶牛日糧總NDF，粗飼料NDF，ADF和非纖維碳水化合物(NFC)的推薦量 1. 假設飼料長度適中，粉碎的干玉米是淀粉的來源； 2. NFC=100-(NDF+CP+Fat+EE)，所有分析都以干物質為標準； 3. 所有的分析值均以干物質為基礎。 蛋白質：泌乳和干奶牛 在描述奶牛的蛋白質營養方面，主要的有4種蛋白質組分。其中代謝蛋白質（MP）定義為：在過瘤胃后消化的、其后能被小腸吸收的真蛋白，它由到達小腸的瘤胃微生物蛋白（MCP）、過瘤胃蛋白（RUP）以及較低能量的內源性蛋白(ECP)構成。動物蛋白的需要量可以表達為MP的需要量。MP主要來自飼料的RUP，來自TDN和 RDP源合成的微生物蛋白MCP, 以及內源蛋白源，即： MP=MCP+RUP+ECP MCP合成量在RDP(kg/D)超過1.18*MCP時，大約為每千克飼喂的生產或折扣的TDN(TDNp)產生131g。這就可以保證使瘤胃中有足夠的RDP用于微生物蛋白質合成。當RDP（kg/d）小于1.18*TDNp時，則MCP=0.85*RDP(Kg/d)。MCP中真蛋白質含量為總的或者CP含量的80%，假定在小腸內MCP消化率為80%，那么，從MCP在小腸轉變為MP效率為64%。由此，可計算出來自RDP的MP供給量。RUP和內源性蛋白質被認為是全部被吸收。圖2 是按飼料種類對MP進行分類的列表。
飼料蛋白質
TDNp
瘤胃
RDP
RUP
MCP
小腸
MP
氨基酸
機體 |
圖2
MP飼料來源。飼料中RDP和RUP隨DMI不同而變化 飼料蛋白質 在NRC——2001中，飼料中的蛋白質被分為3部分（A，B，C）其中：A為非蛋白氮（NPN）和少量的在瘤胃中迅速可溶蛋白質，C為完全不消化蛋白部分，B為除A和C之外的潛在可消化的部分,只有有充足的時間，其比例受食糜流通速度Kp的影響。飼料蛋白質在瘤胃內分解模式分為以下三種：
RDP=A+B[Kd/（Kd+Kp）]
RUP=B[Kp/（Kd+Kp）]+C 其中 Kd：瘤胃對B的消化率（%/h）,
Kp：瘤胃內食糜流通速度（%/h）
B部分的Kd受Kp影響，與干物質采食量有關。 因此飼料中，RDP和 RUP含量不是固定不變的，而是隨著DMI不同而不同。DMI采食量越大，飼料通過瘤胃數度越快，瘤胃消化食物的時間更短，飼料中RUP值越高。表3列出了改變DMI采食量后在一些高蛋白飼料中RUP的飼料價值情況。 在應用上述方程式設計奶牛日糧時，還必須估測每種飼料原料瘤胃外流速率Kp。NRC(2001)總結了275個試驗的研究結果，推薦了計算不同性質飼料原料Kp的方程式： 估測濕的粗飼料(青貯或新鮮牧草): Kp=3.054+0.614 X1
估測干的粗飼料: Kp=3.362+0.479 X1—0.007X2—0.017X3
估測精料:
Kp=2.904+1.375 X1—0.020X2
式中X1=干物質采食量(%體重)；X2=飼糧DM中精料比例(%DM)； X3=飼料原料中中性洗滌纖維(NDF)含量(%DM)。由此可見，各種類型的飼料原料在瘤胃中的外流速率受控于動物本身、干物質采食量、日糧類型等因素而動態變化，與瘤胃養分消化的動力學特征相呼應。 表3
采食DMI占體重2%~4%的高蛋白飼料中RUP飼料價值 蛋白質需求的計算：動物維持、產奶、妊娠和生長的蛋白質營養需要量象MP一樣需要具體定義。為計算實際的MP蛋白質， NRC-2001體系中的計算模型需要象日糧成分和DMI的計算一樣，也要在MP的計算中考慮生產的需要。估測的干奶牛和泌乳奶牛對MP需要列于表4中 表4干奶牛和泌乳牛
對MP 的營養需求指南 奶牛日糧中對RDP和RUP需求由下面公式算出：
RDP，%DM=（（0.15294*TDNp,g/天）/DMI）*100
RUP，%DM=(((MP需求量-來自細菌微生物和內源蛋白源的MP)/RUP消化率)/DMI)*100 CP，
%DM=RDP%+RUP% 泌乳和干奶牛的大型牛對飼料中CP和RUP的預測列于表5中 表5
680千克干奶牛或泌乳奶牛日糧中蛋白質需求指南 礦物質：泌乳奶牛和干奶牛
NRC-2001中，因子分析法用來確定對常量元素和微量元素的需求（維持、泌乳、妊娠、生長）。動物對礦物質的需求總量指能被吸收的礦物質的質量。
在NRC-2001中，奶牛對所有需要之和是真需要量，即涉及吸收的礦物質需要量。這個方法可以使飼料中的礦物質達到比用單種元素平均利用率計算達到的更準確的平衡，礦物質的添加，應該有利于動物營養需求，并且能夠減少奶牛場礦物質元素的過渡積聚。表格6提供了泌乳奶牛中礦物質推薦使用量，真正滿足營養需求的奶牛飼料中礦物質濃度取決于日料中使用的飼料種類。 表4 泌乳奶牛對礦物元素的需要 | 吸收礦物質需求量g/天 （絕對需要量，與采食量有關） | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | | 1 每天吸收需要量：650千克奶牛，采食26.5千克的DMI每天產45千克牛奶, 乳脂率為3.5% 2 日糧營養需求中，礦物質吸收率如下：鈷 100% ，銅 4%，
碘 85%，
鐵 10%，
錳 0.75%，硒 100%，鋅 15% |
維生素：泌乳奶牛 泌乳奶牛對脂溶性維生素需求如下（IU/d）如下： VA=110*體重（千克）, VD=30*體重 ,
VE=0.08*體重 生長后母牛：90~590千克 青年母牛的營養需求在NRC-2001版本中進行了更新和完善。青年母牛對能量和蛋白質的需求是以機體組織增加的蛋白質和能量的含量為基礎，以及利用凈能體系和MP預測相應需求。對于青年母牛的生長和重量沒有直接的品種間的調整。模型中的營養需求由青年母牛當前體重與選定品種的成熟體重相比較后計算得到。 這個模型的突出特點是對動物生長速度的確定有兩種選擇方法。使用者既可以設定期望的日增重，又可以通過模型預測需要的日增重，最終取得對目標重量數據的建立。生長后備牛的目標重量是： 第一次交配：55%成熟體重；第一次產犢：占成熟體重82%；第二次產犢：占成熟體重的92% 第三次產犢：達到成熟體重。 模型的另一個特征是根據青年母牛所飼養的環境去調整其營養需要。當環境溫度偏離溫度適中區和當動物的頭發皮毛條件影響動物機體熱量散失時，需要對動物的維持需要進行調整。寒冷、潮濕和風力以及體表是否清潔等都在這個模型的考慮中，顯然這時的營養需要比處在溫度適中區和干燥環境下在達到相同的日增重時，需要額外增加的能量和其他養分。 三種不同體重的荷斯坦青年母牛營養需求列于表7中。如表7所示，反映處在冷應激和潮濕的被毛對生長牛體重為272kg的青年牛日增重的影響。表7中列出的青年母牛的目標體重：第一次交配體重 372千克，第一次分娩體重 554千克，成熟體重 676.8千克，所有的母牛都在24月齡分娩。
表7中列出了青年母牛生長中的兩個觀察到的常見問題。首先，青年母牛在冷濕環境下不能取得體重增加，因為這種環境下額外添加的維持營養需要超過了青年母牛可以從飼料中吸收的營養。因此，在冬季和春季青年母牛體重不會增加，而且經常降低。其次，懷孕青年母牛對其他營養的需求比對DMI的需求低，因此懷孕母牛對能量要求較少，飼喂時比較容易肥胖。甚至飼喂少量的青貯玉米，如表7所示
，就可使之獲得的能量超過達到目標體重所需能量。 表7
3歲生長荷斯坦奶牛的營養需要 a荷斯坦奶牛溫度為-6.670C，風速為15mph，體表潮濕不清潔。 奶牛犢：出生到90千克
NRC-2001中所列出的奶牛犢營養需要是從流食非反芻飼喂方式到通過反芻和飼料獲得營養過程的營養需要。犢牛的營養需要需要根據其消化道的發育變化情況劃分為相應的三個階段：
（1）
哺乳階段：所有的營養需求由牛奶或代乳品滿足，一般為出生后的前3周。 （2）
哺乳與開始采食過渡階段：通過兩種方式共同滿足動物的營養需要，大約在3~6周； （3）
反芻階段：牛犢采食固體飼料和通過瘤胃微生物發酵來滿足營養需要。 能量和蛋白質需求：犢牛能量需求可用凈能或ME體系進行描述，ME體系更好，犢牛利用牛奶或代乳品獲得維持以及增重所需的能量，比從固體飼料中更有效。有兩個公式用于計算奶牛能量需求，從犢牛至飼喂牛奶或代乳品。在ME模型中，牛奶或代乳品的代謝能轉化為維持凈能效率系數為86%，轉化為增重凈能效率系數69%；如果犢牛僅飼喂開始料，則開始料飼料轉化ME為維持凈能效率是75%，增重凈能系數是57%，對于奶牛犢來說，飼喂牛奶/代乳品和幼畜料，在ME模型中，由代謝能轉化為維持和增重的效率系數與消化的DM成比例。在NRC-2001第十章中有關于計算犢牛能量需要的詳細闡述。 蛋白質需要可由蛋白質或表觀可消化蛋白質（ADP）來描述，其中ADP更常用。CP和ADP的轉化效率系數隨飼料的不同而不同。犢牛僅飼喂牛奶或代乳品，沒有微生物蛋白質產生，飼料蛋白質消化率很高ADP=CP*0.93 ；過渡階段ADP=CP*0.8645 ；若犢牛僅飼喂開始料，則ADP=CP*0.75。當犢牛飼喂一些或全部的幼畜料時，由CP轉化為ADP應考慮到微生物蛋白質和小腸中消化吸收的蛋白質。關于以上3種情況下犢牛對能量和蛋白質需求列于表8中。 表8
僅飼喂液相飼料、液相與固相結合和僅固體飼料的犢牛對ME和ADP的營養需要 環境對犢牛營養需要的影響：表8所列的營養需要是犢牛在溫度適中區情況下，既不散熱也不吸熱，體溫恒定的標準。犢牛的溫度適中區隨年齡和DMI采食量的不同而異處；。3周齡以下溫度適中區為15.0~25.00C；而3周齡以上的犢牛在熱貯存機制被調用前能夠承受的溫度可以低至—9.50C。在ME模型中，隨溫度增加維持需要增加的關系列于表9中。 表9
犢牛隨溫度降低，維持需要的ME需求的增加 很多犢牛冬天在室外飼養，在氣溫降至一定溫度后，犢牛體重不能再增長，甚至下降。利用NRC-2001可以很清晰地看出溫度對營養需求的影響，增加的維持需要全被產熱消耗抵消掉，而沒有用于生長。飼喂額外的牛奶或代乳品可以補償低溫下增加的能量需求，但如果溫度太低就不能吸收足夠的能量來維持體重 competency
總結
NRC第七版（2001）奶牛營養需要量體系預測了奶牛的營養需要，以及為滿足奶牛營養需要的飼料的內在品質進行了評價。使用者會發現動物的營養需要隨日糧中飼料的變化以及DMI采食量不同而發生變化。這為營養學家關于與日糧關聯的動物生產性能的更加有力的解釋，與先前的需要量版本的解釋提供了強有力的、獨特的特點。因為過去的版本只是概略的養分需要量和飼料成分表，沒有將各種影響動物生產性能的各種因素，如環境因素、動物體況、飼喂特點和飼料自身特點等包容進來。 對于青年奶牛和犢牛，模型中的環境因素對于動物為什么不生長或是容易肥育目的給出了很好的解釋。
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發表于 2011-1-8 13:52:17
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