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1、NRC奶牛营养需要量及饲料评价评述奶牛营养需要量及饲料评价评述熊本海熊本海中国农业科学院北京畜牧兽医研究所中国农业科学院北京畜牧兽医研究所中国饲料数据库情报网中心中国饲料数据库情报网中心2011.1.7 北京北京主要内容：1奶牛的体况描述2奶牛营养需要量的评述与饲料评价3奶牛饲料转化效率3TMR日粮设计（CPM、Xiong）一、奶牛体况与产品目标描述o品种：荷斯坦奶牛o体重变化： 初产青年母牛：545kg; 经产母牛：空腹重EBW=550kg, 活重BW=620680kgo胎次：23胎；o泌乳阶段：前期：050d, 51199d, 200o体况评分：BCS=3.0oDIM=100200do产品
2、目标：MY=60009000/305d, RMY=2030kg MPC 3.2% MFC 3.5%理想的理想的BCS范围：范围： 泌乳阶段 BCS 干奶期 3.54.0 产犊 (经产牛) 3.54.0 产后一个月 2.53.0泌乳中期(51199d) 3.0 泌乳后期(200d) 3.253.75 c产犊 (初产) 3.5 一、奶牛体况与产品目标描述一、奶牛体况与产品目标描述一、奶牛体况与产品目标描述高峰日产奶量与平均产量之间的关系：o是取平均产量计算营养需要量？一、奶牛体况与产品目标描述二、NRC2001和最近研究进展2.1 泌乳奶牛的干物质采食量预测 泌乳奶牛的DMI的预测公式可广泛应用于
3、奶牛产奶的所有阶段包括第一泌乳期和以后的泌乳期：式中 4%FCM为4%乳脂率矫正奶量（千克/天） 4% FCM = (0.4 x kg 产奶量) + (15 x kg 乳脂) BW为体重（千克） WOL为泌乳周 e=2.71828 第1泌乳期和第2泌乳及以上奶牛的DMI变化规律第2及以后泌乳期第1泌乳期56W16w泌乳周数泌乳周数产奶水平（kg/d）NRC提出DMI标准4% FCM = (0.4 x kg 产奶量产奶量) + (15 x kg 乳脂乳脂)产量4150690097001247515230TMR日粮中，精粗饲料比例问题o奶牛TMR日粮中精料干物质的比例（CO，%DMI）变化规律 C
4、O=0.50-0.001471-exp(-0.01t)*t 式中：t-泌乳天数, 30d。 当t=030d, CO=0.50 即泌乳的头一个月份，DMI的一半来自精饲料，其后从30305d, CO大约每天下降0.15% 当t=150d, CO=0.3287精料供给量的变化规律能量需求：泌乳和干奶牛 泌乳和干奶牛的饲料、日粮和需求（维持，泌乳，运动，妊娠，生长）的能值以泌乳净能单位来描述。 维持能量需要： NEL (Mcal /d)=0.08*BW0.75 体重BW为千克。维持能量是动物每天生存所必须的包括采食和短距离运动。维持NEL需要包括增加10%的运动耗能，应该满足很多不进行放牧的室内饲喂
5、奶牛。 能量需求：产奶对能量需求泌乳 牛奶的能量组成包括：脂肪、蛋白质和乳糖。预测产奶所需的NEL的计算公式以乳脂和粗蛋白（CP）百分率有或没有乳糖的百分率来表达：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能量需求：妊娠对能量需求1.妊娠期 在怀孕190日龄前，在维持正常能量需求上不用额外添加能量；2.在190279日龄间，黑白花奶牛的平均妊娠能量需求从大约从2.53.7Mcal/天 ；3.妊娠期超过279日龄的能量需要不能高于279日龄能量需要。配制日粮的
6、NEL控制指南表2. 奶牛TMR日粮的能量浓度规格-泌乳奶牛 泌乳阶段-NEL - 3X泌乳早期DIM=050d泌乳中期DIM=51199d泌乳后期200dNEL, Mcal/kg DMI1.711.761.62-1.711.581.65泌乳奶牛：产量预测研究饲料：日粮能量 饲料的总可消化养分（TDN）的含量直接与饲料的养分含量有关。 NRC2001体系使用综合的方法计算奶牛的饲喂水平为维持水平（TDN1x）采食量条件下饲料或者日粮的TDN养分。计算饲料或饲粮中TDN1x 的基本公式在表1中列出。 本项目主要考虑的精粗饲料养分的确定o粗饲料原料粗饲料原料： 全株玉米青贮 苜蓿干草 羊草 玉米青
7、贮（无穗） 玉米秸秆青贮o精饲料原料：精饲料原料： 玉米 豆粕 全棉籽 小麦麸 棉籽粕 菜籽粕 DDGS碱草（羊草）碱草（羊草）(Aneurolepidium chinense)羊草的常规成分羊草成分变异较大，需要统一确定表 不同刈割期羊草的营养成分(%DM)生产期CPEECFNFEAshPCa分蘖期20.354.0435.632.957.030.431,12拔节期17.993.0747.925.206.740.450.42抽穗期14.822.8634.941.635.760.480.38结实期4.972.9633.652.056.460.630.16王成章等(2003)序号序号饲料名称料名称
8、饲料描述料描述DM（）CP()NDF（）ADF（）NEL(MJ/)1羊草羊草禾本科，初穗期，采禾本科，初穗期，采样地：呼市托地：呼市托县93.517.565.162.32.902羊草羊草禾本科，禾本科，营养期，采养期，采样地：呼盟地：呼盟陈旗旗93.810.564.763.32.78卢德勋（2009）羊草饲料成分（续）ohttp:/ R,L,Preston(2008)玉米有关饲料的营养成分NDF、ADF及NFC的浓度控制 公布的关于日粮中的纤维和NFC的研究数据在籽实来源、淀粉瘤网胃利用率，纤维来源、纤维物的颗粒尺寸大小和纤维的消化率之间产生不少混淆不清。因此，在奶牛日粮中有关NDF、NFC和
9、淀粉确定的和具体的推荐量在NRC-2001中未能给出，但是其后的资料都给出了相应的报道。泌乳奶牛日粮中NDF、ADF和NFC需要量泌乳牛NDFfNDF3ADFNFC2StarchSugar泌乳早期（050d）2819183744242656泌乳中期(51199d)2932202219354223255泌乳后期(200d)32212419354222255干奶牛253525352051 假定粗饲料颗粒尺寸适度，粉碎干玉米为淀粉的来源；2NFC=100-(NDF+CP+Fat+Ash); 3来自粗饲料的NDF, 其他养分针对日粮而言。数据来源：JIM LINN(2010)Mertens(1995)
10、+与反刍动物有关的纤维成分与反刍动物有关的纤维成分o非纤维性碳水化合物（非纤维性碳水化合物（NFC）o结构性碳水化合物（结构性碳水化合物（SC）o非结构性碳水化合物非结构性碳水化合物(NSC) o有效中性洗涤纤维（eNDF, effective NDF ）和物理有效中性洗涤纤维（peNDF, physically effective NDF）;oeNDF是指一种饲料替代牧草或粗饲料后有效维持乳脂率稳定总能力的饲料特性；opeNDF是指纤维的物理性质（主要是碎片大小），刺激动物咀嚼活动和建立瘤胃内容物两相分层的能力。o饲料peNDF总是低于其NDF含量，而eNDF既可以低于、也可以高于NDF含量
11、。 NFC = 100 - Ash- EE- CP - NDFeNDF的数值特性分析o与eNDF相关的动物反应是乳脂率的变化。eNDF用于维持乳脂产生的有效性从小于0(当饲料对乳脂合成的有害作用大于其NDF刺激的正效应时，如糖蜜、纯化淀粉 )到大于1（当饲料对乳脂合成的促进作用比刺激咀嚼活动作用更明显时）。尽管测定eNDF的基础是NDF含量，但是NDF有效值大于1或小于0表明，饲料中其他刺激或降低乳脂产量的因素都可能或影响eNDF值。oeNDF不仅包括所有与peNDF相关的因素，而且还包括与内源缓冲能力与中和酸能力有关的饲料特性、脂肪含量与组成、可溶性碳水化合物、蛋白质含量和VFA比例及产量等
12、。一些原料的eNDF数据（%NDF）o干玉米秸 100% 整粒玉米 34%o小麦秸 98% 棉籽粕 23%o干草 98% 大豆粕 23%o苜蓿干草 92% 大豆皮 10%o青贮玉米秸 60% 小麦麸 4%o 酒糟 4%peNDF的数值特性opeNDF与纤维特性、粗纤维价格指数、物理结构与纤维特性、粗纤维价格指数、物理结构和纤维指数等都有关系。它是建立在固定范围和参和纤维指数等都有关系。它是建立在固定范围和参考价值这两者基础上的一个饲料属性，而不是随测考价值这两者基础上的一个饲料属性，而不是随测定条件变化的生物反应。所以它可提供一个比测定定条件变化的生物反应。所以它可提供一个比测定咀嚼活动更稳定
13、的咀嚼活动更稳定的“有效纤维有效纤维”的测定方法。的测定方法。奶牛饲料的颗粒大小问题 在奶牛饲喂上，通常给出牧草颗粒大小和/或有效的纤维推荐量，但是由于缺乏标准的、合理的测定方法及有关针对这些需要量的测定数据, 使得NRC-2001版奶牛营养需要不能建立上述物质的营养需要量，几个研究表明，为维持理想的瘤胃pH值，合理的反刍活性，并防止乳脂率下降，粗饲料纤维长度最小不要低于6.5mm。 o一般来说高产奶牛同时也要求高能量和高蛋白的饲料。仅饲喂粗饲料是不能提供足够的能量和蛋白质的。需要补充精饲料以提供浓缩的的能量和蛋白质以满足动物的营养需要。一般奶牛精饲料的最大摄入量为12-14公斤。精饲料的特征
14、为：o高能量低纤维o蛋白质含量各异。例如谷物饲料蛋白质含量低于12%。而油籽饼蛋白质含量可高达40-50%。o适口性好。奶牛喜食，体积小。o与粗饲料相比，精饲料不能刺激反刍。o瘤胃中精饲料比粗饲料发酵快，并会增加瘤胃内容物的酸度，以致阻碍纤维的正常发酵过程。o日粮中精料比例高达60-70%时会引发疾病（酸中毒）。精饲料粗饲料 是指牧草或含有高纤维（NDF30%）的豆科植物的茎叶，农作物秸杆。通常可直接放牧，收割，储存成干草或青贮。根据奶牛所处的泌乳期的不同，日粮中粗饲料可占干物质的100%（干乳期）到35%（泌乳早期）。其主要特征如下：o 体积大：日粮中含有过多的粗饲料会限制能量摄入和奶牛的产
15、奶量。但对刺激反刍和维持奶牛的健康是必须的。o 高纤维低能量：含有高达30-90%的纤维（NDF）。一般纤维含量越高，其能量越低。o 蛋白质含量各异：豆科牧草在不同的成熟阶段可含15-23%的粗蛋白。禾本科草类一般含8-18%的粗蛋白。但作物秸杆通常只含3-4%的粗蛋白。蛋白质：泌乳和干奶牛 在描述奶牛的蛋白质营养方面，主要的有4种蛋白质组分: 可代谢蛋白质（MP）定义为：在过瘤胃后消化的、其后能被小肠吸收的真蛋白，它由到达小肠的瘤胃微生物蛋白（MCP）、过瘤胃蛋白（RUP）以及较低能量的内源性蛋白(ECP)构成。 动物蛋白的需要量可以表达为MP的需要量。MP主要来自饲料的RUP，来自TDN和
16、 RDP源合成的微生物蛋白MCP, 以及内源蛋白源，即：我国目前养奶牛常用的日粮类型o秸秆+精补料 （4000kg及以下）o秸秆+干草+精补料（5000kg）o秸秆+干草+玉米青贮+精补料(6000kg)o干草(羊草)+苜蓿+玉米青贮+精补料(6000kg)o精饲料：玉米+豆粕+全棉籽+饲料蛋白质描述的新体系oDMI对RDP、RUP的影响： DMI, Kp, RUP , RDPoKP的预测公式： 估测湿的粗饲料(青贮或新鲜牧草): Kp=3.054+0.614 X1 估测干的粗饲料: Kp=3.362+0.479 X10.007X20.017X3 估测精料: Kp=2.904+1.375 X1
17、0.020X2 式中：X1=干物质采食量(%体重)；X2=饲粮DM中精料比例(%DMI)； X3=饲料原料中中性洗涤纤维(NDF)含量(%DMI)。采食DMI占体重2%,4%的高蛋白饲料中RUP(%CP) 干物质采食量所占体重比例(X1) 2%4%血粉红细胞 7177玉米烧酒糟 4250玉米淀粉 6475棉籽 4048鱼粉5966肉骨粉 5158大豆粕,CP44% 2435大豆粕,CP48% 3143大豆，烘烤2939葵子饼 1216泌乳奶牛的蛋白质需要(MP) 蛋白质需求的计算：动物维持、产奶、妊娠和生长的蛋白质营养需要量象MP一样需要具体定义。为计算实际的MP蛋白质， NRC-2001体系
18、中的计算模型需要象日粮成分和DMI的计算一样，也要在MP的计算中考虑生产的需要。估测的干奶牛和泌乳奶牛对MP需要列于表4中 NRC 2001, 7thMP的计算例子：o例1: 计算奶牛空腹重即维持体重EBW=600kg, DIM=150d, DIG=150-70=80days（这里假定奶牛在产犊后第70天配上种, 下同）, MPC=3.2%, 乳产量=25kg的奶牛每天对的需要量？ MP（g/day）=423+25*48= 1623(g) o例2： 计算奶牛空腹重即维持体重EBW=600kg, DIM=300, DIG=300-70=230d, MPC=3.2%, 乳产量=25kg的奶牛每天对
19、MP的需要量？ MP（g/day）=423+240+2*(230-220)+25*48 = 1883 (g)。关于MP中的氨基酸问题：oNRC(2001)对对48个试验结果的分析：乳蛋白达到最个试验结果的分析：乳蛋白达到最大产量时，可代谢蛋白中大产量时，可代谢蛋白中Lys和和Met含量回归式的拐点含量回归式的拐点分别为分别为7.08%和和2.35%,因此认为达到最佳效率的因此认为达到最佳效率的MP中中Lys和和Met的比例分别为的比例分别为7.2%和和2.4%. 但但Schwab and Boucher（2007）研究认为：）研究认为： Lys(%MP):6.66.8%， Met(%MP)=2
20、.2%o法国法国INRA(1995)采用的小肠可消化粗蛋白中的采用的小肠可消化粗蛋白中的Lys和和Met的建议比例为的建议比例为7.3%和和2.5%,阈值为阈值为6.8%和和2.0%.对RDP 与RUP的需要量奶牛日粮中对RDP和RUP需求由下面公式算出：o RDP(%DM)=(0.15294*TDNp,g/天)/DMI)*100 o RUP(%DM)=(MP需求量-来自MCP和ECP的 MP)/RUP消化率)/DMI)*100o CP( %DM)=RDP%+RUP% 前提是：RDP与RUP必须完全平衡。泌乳和干奶牛的大型牛对饲料中CP和RUP的预测 矿物元素需要量维生素需要量NRC2001,
21、7th的特点o提出了预测奶牛主要养分的各种预测模型（主要是经验模型和部分机理模型）o对饲料养分的划分更为科学（基于 CNCPS）o提出了动态计算RDP和RUP的模型，并就瘤胃的能量与RDP的平衡与否，对MCP的产量校正；o提出了代谢蛋白质(MP)的概念和需要量；o提供了完整的、数据配套的成分表，包括饲料中各种性质的蛋白质组分、Kd,矿物元素的利用率等。Lee I. Chiba 等（2009）本项目日粮设计的研究思路：1.确定本项目使用的饲料数据表：确定本项目使用的饲料数据表： 难点难点：准确定义使用的原料，不能模糊；：准确定义使用的原料，不能模糊； 确定每种原料的主要养分，形成共识，必要时实测
22、干物质确定每种原料的主要养分，形成共识，必要时实测干物质(DM)和和CP，形成项目用统一的饲料成分表（精、粗饲料原料），形成项目用统一的饲料成分表（精、粗饲料原料）2. 确定动物的体况参数与日粮营养需要量：指标全部采用确定动物的体况参数与日粮营养需要量：指标全部采用NRC(2001)的标准体系，形成项目统一的奶牛营养需要量；的标准体系，形成项目统一的奶牛营养需要量；3.分析按分析按 NRC（2001）体系设计的奶牛日粮配方，如）体系设计的奶牛日粮配方，如CPM系统设系统设计的配方，已经使用的典型日粮配方；计的配方，已经使用的典型日粮配方；4.按项目确定的日粮模式，完成不同原料组合下的奶牛日粮配
23、方设计，按项目确定的日粮模式，完成不同原料组合下的奶牛日粮配方设计，为整个项目提供的基础为整个项目提供的基础三、奶牛典型日粮配方案例分析在不降低总的碳水化合物的发酵性能前提下，尽可能减少非纤维性碳水化合物（NFC）的供给量()；增加peNDF（physically effective neutral detergent fiber,可直接测定）；纠正代谢蛋白质(MP)的不足；改善氨基酸的平衡奶牛典型日粮配方案例分析伊利诺依大学奶牛日粮配方Lee I. Chiba 等（2009）短期饲喂结果：饲喂一周新的高产日粮，接着饲喂日粮结构类似配制的低产日粮发现：整个牛群的产奶水平提高 4 kg/d 反刍
24、咀嚼的食物增加；改善了粪便的密度，一致性提高；食欲不良的问题得到明显的改善。o在日粮改变后两周，粪便中还含有过多的未消化的高水分玉米； o经过 0.635 cm的筛孔粉碎的高水分的玉米将减少在粪便中的玉米；o奶产量又增加2 kg/do长期饲喂效果：在继续饲喂12个月，全部牛群平均的产奶水平达到 3638 kg/d 营养水平饲料饲料类型类型日粮类型中国现状中国现状美国现状美国现状中国优化中国优化平衡平衡不平衡不平衡平衡平衡平衡平衡粗料粗料秸秆+羊草+玉米青贮秸秆苜蓿+玉米青贮秸秆+苜蓿+玉米青贮产奶水平Kg/305dDMIKg/d精粗比例(DIM=100d)600017.935/6535/654
25、5/5545/55700018.345/5545/5545/5545/55800018.855/4555/4555/4555/45900019.465/3565/3565/3565/35疑问1.日粮精粗料比例与奶牛泌乳日粮o（1）如果精粗比达到65/35，生产中一般在泌乳早期用；o（2）精粗比35/65时，生产中一般在泌乳中后期用；2. 生产水平与日粮类型和奶牛干物质采食量问题（1）满足9000公斤产奶水平，一方面高粗料难以满足营养需要，另一方面如果日粮中粗料水平过高，奶牛干物质采食量达不到。3. 如果同时将满足4种不同生产水平和4种不同日粮类型考虑在同一研究中，同一个试验无法安排。不成熟的想法1.不同生产水平和日粮类型组合分成几个试验研究2. 奶牛生产水平考虑1-2个，泌乳日龄考虑早期和中后期，即30-90d和100-200d （1）满足6000kg营养需要量时4种不同日粮类型的结果，固定DIM；o（2）满足9000kg营养需要量时4种不同日粮类型的结果,固定DIM; （3）上面2个水产水平中在干物质采食量一定情况下，会产生不同的精粗比
