利用CPM软件配制高蛋白利用率日粮


发布时间:2015-11-10 14:49:27  点击量:   收藏

作者:边四辈

      1990年,美国康奈尔大学开发了奶牛净蛋白碳水化合物体系计算机模型(Cornell Net Carbohydrateand Protein System, CNCPS)。在此基础上由康奈尔大学、宾夕法尼亚大学和Miner研究所联合开发CPM-Dairy奶牛日粮配方软件,从此根据氨基酸平衡进行奶牛日粮设计就成了常用方法。根据氨基酸平衡配制奶牛日粮可使粗蛋白的利用效率大大提高,有效降低日粮粗蛋白水平。日本的一些研究表明,在以干草为基础的日粮(干草占DM27%以上),日产奶40~43kg的奶牛日粮粗蛋白水平可降低到15%以下。康奈尔大学的研究表明,以青贮玉米为基础的日粮,日产奶40~50kg的奶牛,日粮粗蛋白水平可降低到14.2%~14.5%。但在国内利用氨基酸平衡来提高蛋白利用率,降低日粮粗蛋白的尝试才刚刚开始,下面根据笔者实践经验和有关资料讨论如何应用CPM软件提高日粮蛋白利用率,降低日粮蛋白水平,供业界同仁参考。

1.泌乳牛代谢蛋白(MP)和氨基酸的需要量

      虽然一般多讨论奶牛的蛋白需要量,但实际奶牛需要的不是蛋白,而是小肠可吸收氨基酸。奶牛利用小肠可吸收氨基酸来满足自身维持、生长、泌乳、妊娠和恢复体储的需要。奶牛利用代谢蛋白进行上述代谢活动时有一定的利用效率,且效率各不相同。对泌乳牛来说,大部分代谢蛋白用来合成乳蛋白,CPM默认代谢蛋白合成乳蛋白的效率是65%,维持是67%,妊娠是33%,生长是28.9%。NRC(2001)对泌乳牛氨基酸的需要量做了详细的描述。目前研究比较透彻的是赖氨酸和蛋氨酸的需要量,有两种表示方法,一种是绝对需要量,另一种是以代谢蛋白中赖氨酸和蛋氨酸水平来表示。目前最常用的是第二种表示方法。衡量的主要指标是产奶量的增加和乳蛋白水平的提高两个方面,当赖氨酸和蛋氨酸水平增加时,乳蛋白的增加比产量增加表现更稳定。奶牛的氨基酸需要可以简单理解如图1(NRC,2001)。代谢蛋白中赖氨酸和蛋氨酸水平分别达到7.2%和2.4%时,再提高赖氨酸、蛋氨酸水平,奶牛的生产水平不再提高,这就是最佳需要量(绿线)。当赖氨酸在6.6%~7.2%之间,蛋氨酸在2.2%~2.4%之间时,随着赖氨酸和蛋氨酸水平的提高,奶牛生产性能增加缓慢(黄线);当赖氨酸低于6.6%,蛋氨酸低于2.2%时,奶牛生产性能会急剧下降(红线)。赖氨酸和蛋氨酸水平分别为6.6%和2.2%时就形成一个拐点,这个拐点被NRC定义为最低需要量,同时,赖氨酸/蛋氨酸比例为3:1时为最优。但在CPM软件中,赖氨酸和蛋氨酸的这个需要量拐点分别被定义为6.57%和2.13%。

2.泌乳牛代谢蛋白(MP)和氨基酸的供给

      泌乳奶牛需要的代谢蛋白/氨基酸来源于两部分,即过瘤胃蛋白和瘤胃微生物蛋白。瘤胃微生物粗蛋白中真蛋白含量约80%,其赖氨酸和蛋氨酸含量都很高,分别占CP的7.9%和2.6%(图2A、图2B),是奶牛最为优质的氨基酸来源。而来自饲料原料(过瘤胃部分)的代谢蛋白供给很不稳定,这是因为不同原料在瘤胃降解率不同,同一原料在不同日粮组合中蛋白降解程度也不同,此外不同的饲料原料蛋白在小肠中的消化率差异也很大,如豆粕过瘤胃蛋白在小肠消化率可达93%,而DDGS蛋白最高为80%(NRC,2001)。正常、健康瘤胃合成的微生物蛋白应该至少满足50%以上的奶牛代谢蛋白需要(根据CPM评估),如果供给瘤胃过多的降解蛋白,则瘤胃产生的大量氨将会在肝脏合成尿素,通过尿液排出体外,而在肝脏合成尿素的过程需要耗能,这将加重奶牛能量负担,还会对繁殖产生负面效应。

3.如何利用CPM软件配制高蛋白利用率日粮

3.1 饲料原料数据库的建立

      要提高日粮蛋白利用率,建立准确的饲料原料数据库是成功的关键。在CPM中建立数据库有两种方法:

      第一是采集自己牧场饲料样品,根据CPM数据库的要求,检测每一种原料相对应的指标,从而建立准确的饲料原料数据库。数据库建好以后,每当一种原料到场,采集样品进行检测。第二种是根据原料类似的原理,从CPM自带的数据库中挑选与自己牧场相似的原料建立数据库,建立数据库后,对自己牧场的饲料原料至少检测6个指标:干物质(DM)、粗蛋白(CP)、中性洗涤纤维(NDF)、酸性洗涤纤维(ADF)、粗灰分(CASH)和粗脂肪(EE),然后将所建立数据库中原料的上述指标改为实测值(图3)。这两种方法比较而言,第一种方法比较准确,但国内没有类似的商业实验室,并且检测费时、成本高。依笔者个人实践经验来看,第二种方法简单易行,并且效果也不错。在建立数据库时,CPM数据库也支持中文名输入(图4)。

3.2 准确估测干物质采食量

      确估测干物质采食量对设计一个好配方至关重要。一般情况下CPM对干物质采食量预测比较准确,误差应在5%以内(95%~105%)。如果实际的干物质采食量不在预测范围内,首先要重新检查输入的奶牛描述是否准确,尤其是产量、体重、环境温度三个对采食量影响最大的因素。如果奶牛描述准确,然后检查饲喂过程,如称重系统、发料过程、奶牛头数、青贮玉米水分,确保提供的实际采食量准确。如果做了上述工作,实际干物质采食量还是超出CPM的预测范围,则建议采用实际的干物质采食量设计配方。

3.3 优化瘤胃微生物产量,使之最大化

      即在设计配方时,使瘤胃微生物蛋白供给的代谢蛋白占总代谢蛋白需要的比例大于50%。要使瘤胃微生物蛋白产量最大化,对高产奶牛来讲要掌握好以下几个指标:①粗料比例>40%。②NDF用四个方面来评估:总NDF在30%~34%;来自粗饲料的NDF占总NDF比例>70%;有效NDF为22%~26%;有效NDF的采食量处于最小需要量和最大量(1.05%体重)之间(可以在CNCPS报告中的 Met E&P这个报告中找到)。③NFC为38%~41%;淀粉为23%~27%。④瘤胃降解蛋白质(RDP)为9%~11%(可以在CNCPS报告中找到)。⑤肽(Pe p t)和肽+氨都为100%~140%,最好是100%。有了上述这些基本的参考指标,就可以基本实现瘤胃微生物产量最大化的目标。

3.4 根据氨基酸平衡优化配方

      要提高饲料蛋白利用率就必须考虑氨基酸平衡,在优化配方之前,先要设置赖氨酸和蛋氨酸的最低需要量。CPM建议赖氨酸的最低需要量为6.57%,蛋氨酸为2.13%。在优化界面根据氨基酸需要优化一栏中,将蛋氨酸需要量设置为85%,赖氨酸设置为90%,就可以在优化时达到CPM所要求的最低需要量。根据氨基酸平衡优化配方时,根据笔者经验,如果有优质苜蓿草和质量较好的全株青贮玉米,通过优化配方可以使赖氨酸很容易达到6.57%的水平,但是如果没有额外添加过瘤胃蛋氨酸,则很难通过日粮优化来达到2.13%的蛋氨酸水平。一般的做法是先在优化时选中赖氨酸,不选蛋氨酸,最后配方基本成型时添加过瘤胃蛋氨酸,然后选中蛋氨酸一起优化。

      在CPM程序中,遗憾的是设计者并没有将代谢蛋白中赖氨酸和蛋氨酸水平的提高与代谢蛋白利用率的提高联动起来,也就是说氨基酸平衡后,代谢蛋白利用率的变化没有体现,代谢蛋白的需要量还是不变。针对这种情况,大部分配方师的做法是从两个方面来评估:一是将代谢蛋白平衡控制在200~100g/(头·d),这样就可以体现代谢蛋白利用率的提高;二是通过调节代谢蛋白平衡将代谢蛋白用于合成乳蛋白的效率(NP/MP)从65%提高到67%~70%,不要超过70%,这样也可以体现代谢蛋白利用率的提高。

4 根据氨基酸平衡配制日粮的效果评估

      根据氨基酸平衡来配制奶牛日粮,必然使日粮粗蛋白水平降低,同时可提高奶产量和乳蛋白产量,改善牛群健康,降低奶牛对非降解蛋白质(RUP)的需要,还可为其他营养素节约空间,减少氮排出,提升牛场的盈利能力,意义重大。在实施氨基酸平衡低蛋白日粮时,根据以下几个方面来评估效果:①1~2周内乳蛋白是否变化;②监控乳中尿素氮变化 (8~12mg/dL为宜);③干物质采食量变化;④乳脂率的变化;⑥产量是否有所上升。建议用奶缸样进行跟踪。

5 总结

      利用氨基酸平衡配制日粮,提高蛋白利用率的措施在美国实施的经验表明,产量一般提高0.8~0.9kg,乳脂率提高0.09~0.13个百分点,乳蛋白率提高0.09~0.11个百分点。饲养成本不变或稍有增加或降低。

      利用CPM软件配制高蛋白利用率日粮成功与否的关键点在于:调整心态,充满信心,慢慢调整;加强饲养管理;严格检测牧场牛只的实际采食量;优化日粮,提高瘤胃微生物蛋白产量;保持原料稳定;日粮必须添加过瘤胃蛋氨酸。

      如若日粮饲喂效果不佳,可以从以下几点分析原因:①其他非营养因素的影响,如干物质采食量是否准确、瘤胃发酵以及日粮的加工等;②饲料中碳水化合物水平和蛋白组成变化是否控制得好;③RDP和RUP估计是否准确;④饲料RUP中氨基酸消化率和组成估计是否准确;⑤日粮和配方是否不一致等。
(转自:荷斯坦价值链接平台)