奶牛日粮模型：还在进展和完善中

发布时间：2017-12-06 来源：奶牛微刊

    在以往的20年，奶牛日粮的配制和管理，已经越来越依赖于电脑程序和模型。

    一旦个人电脑开始出现在上世纪80年代，创新的奶牛科学家就快速采用了电子空白表格程序和数据库技术，先评估日粮，后转向数学模型，后者可以在各种环境和使用多种饲料的情况下，准确地预测奶产量。

    还真是快速，接着就开发了应用优化程序的经济模型，可以准确提供饲粮和奶产量最低成本的解决办法。

    但奶牛科学家和研究者在开始就意识到，反刍动物的营养远比单胃动物的营养复杂得多，并认识到母牛实际上具有两个系列的营养需要，一为瘤胃，二为母牛的其余部分。慢慢地，母牛的营养需要开始包括诸如瘤胃降解蛋白质（RDP）和瘤胃非降解蛋白质（RUP）等各种蛋白质部分。

    粗纤维的计算让位于酸性洗涤纤维（ADF），而且对所有饲料中的矿物质和维生素水平给予更多的注意。随着更多的农副产品成为饲料，因而饲粮的计算和保持追踪，以及饲粮的变化，已变得越来越复杂。

    电脑化日粮模型，已经从简单的具有少量限制的空白表格程序，演变成电源组合程序（Power-Packed Program），现在已经包括了瘤胃细菌生长和过瘤胃必需氨基酸数量，以及脂肪如何影响瘤胃微生物的预测方程。

    几乎现在所有的饲料，如饲草和谷物都有蛋白质和碳水化合物降解的指定速率。目前最精细的电脑模型，可以根据诸如温度和湿度的环境条件，以及饲料中代谢氨基酸，可发酵碳水化合物和NDF的消化率，快速地预测奶产量。

    按照教育工作者和营养专家Charles Sniffen博士，认为日粮模型的研究还在继续不断的进展中。最近几年，日粮模型的主要关注，集中在纤维和碳水化合物的消化上。不断的研究还发现，大多数饲料在瘤胃内并不按通常或恒定的速率降解和消化。

    更确切地说，还存在发生在消化过程中饲料降解的多种速率，导致有多种不同消化的集合体通过瘤胃。每一种的这些集合体都必须予以考虑并假设有不同的消化率。

    随着对瘤胃生物学较为全面的了解，营养模型必须在数学模型中结合“新的”生物学。为了日粮模型软件的继续使用，需要开发可以预测特定饲草如何在瘤胃中发酵的较新方程。由于NDF的差异，禾本科饲草比豆科牧草按不同的速率发酵。

    力图提高母牛每日采食饲草数量的主要障碍之一，是预测什么是特定饲草的“胃肠充盈度”。近期，实验室已经开始向营养师提供有关中性洗涤纤维的不消化纤维值（uNDF），用它作为决定胃肠充盈的替代近似物，以及从饲喂一定数量的饲草可以预期有多少可消化能量。所有的饲草，根据其成熟的阶段都有不同水平的可消化和不可消化的NDF。

    随着uNDF的出现和运用，数据库继续用新的数值更新。

    由于奶牛业饲喂了如此多的玉米，因而淀粉的发酵和消化率继续需要更多的关注。瘤胃淀粉的消化率也基于淀粉是如何构成而有变异。

    就玉米淀粉而言，不同的玉米杂交品种，以及收获时间的成熟度和水分含量，可以产生不同的淀粉发酵速率和不同的代谢能。而且如果日粮模型要准确的话，也必须考虑和计算淀粉消化的种种集合体。

    另一个通常畜牧业特别是奶牛业面对的紧迫问题，就是养分的管理。氮，目前被认为是一种环境污染物。而有效产奶的重点是蛋白质和氨基酸营养，其中氮是关键的元素。众所周知，奶牛在氮的利用效率上是非常差的，而提高这一效率的关键，在于代谢氨基酸的平衡。

    平衡许多氨基酸的日粮模型继续在更新。较新的模型把更多的重点放在可代谢氨基酸而不是粗蛋白质上。

    由于持续的研究帮助阐明了氨基酸的需要量，它们将结合于新的更为动态的模型，使营养师能够预测蛋白质的过瘤胃部分和可代谢氨基酸。

    奶牛营养和奶产量的电脑模型，已经成为行业不可或缺的一部分。在学院和私人企业的许多科学家，研究人员，经济学家，数学家和软件工程师，已经聚集一起，开发难以置信精确的模型，可以在预测奶产量和与饲粮变化有关的经济方面，完成优异的作业或任务。

    在电脑的中心，模型是根据有关母牛生物学搜集的研究，预测母牛代谢各个功能的数学方程。由饲料分析实验室产生的数据，继续在帮助微调这些方程，以配制更为精确的饲粮。

    尽管模型变得更大，更精确和更复杂，但Sniffen博士认为，商业性的模型为了便于咨询服务者在奶牛场的实际应用，应该保持相对的不复杂，但不是简单。由于需要输入更多的数据和必须进行更多的计算才能解决问题，我们目前已经处于使模型过于费力和缓慢的风险中。

    在当今我们几乎处于即刻需要得到信息和答案的高速度世界里，缓慢或低速度的数据处理，即使可以获取额外水平的准确性，也可能对现场咨询服务产生相反的结果。

    而在同时，根据Sniffen博士的介绍，对于继续改进模型，特别是在围产期，干奶母牛，小母牛和犊牛的营养方面，依然门户敞开。氨基酸代谢和脂肪酸代谢的次级模型的改进，也在紧锣密鼓地进行之中。

    Sniffen博士谨慎乐观的估计，CNCPS（康奈儿净碳水化合物和蛋白质体系）和Dairy NRC（美国研究委员会）的最新版本，将在2018年发行。

    在21世纪，世界的奶牛业将会有越来越多的竞争。为了奶牛业在增长的全球市场上确保竞争的地位，必须提出如何更加有效地生产乳制品。

    由于奶牛饲粮有了大量不同的饲料和农副产品，因于对于电脑模型将有越来越多的需要和依赖性，使生产者能够为他们的牛群得到最有成本效益即性价比最好的有效饲粮。