1、奶牛碳水化合物營養研究進展王光文（上海市奶牛研究所 201901）  碳水化合物是奶牛泌需的營養物質，除了水之外，它占全部營養萬分的7080，碳水化合物對奶牛產奶量、牛奶成分變化乃至奶牛的健康是至關重要的。關于奶牛碳水化合物營養研究進展近年來發展很快。本文分幾個問題作以下介紹。1、碳水化合物的基礎知識常規的分析方法把碳水化合物分成粗纖維和無氮浸出物。近20年來，美國P.J.VanSoest的植物細胞壁萬分分析技術得到推廣。用這一技術分析把總碳水化合物（TC）分成非細胞壁（非構造性碳水化合物）和細胞壁（構造性碳水化合物）。詳細分類見下圖。ADF和消化率關系密切，NRC標準（1989）規

2、定奶牛日糧干物質中ADF的含量干乳牛為27以上，泌乳初期為21以上，其他泌乳期為1921以上。NDF和采食量關系密切，NRC標準（1989）規定奶牛日糧干物質中NDF的含量干乳牛為35以上，泌乳初期為28以上，其他泌乳期為2528以上。很多研究表明NDF對奶牛具有重要的營養作用和生理功能：（1）是奶牛能量和乳脂肪成分的來源。（2）促進反芻，使瘤胃內環境處于良好的狀態，保持健康體況。（3）支配干物質攝入量、產奶量和牛奶營養成分。NFC是奶牛所需能量的重要來源，也是合成乳糧和乳蛋白的原料。近年來研究者對NFC非常關注。但NRC標準（1989）和日本標準（1994）均未列入NFC的標準需要量。McC

3、nllongh試驗認為NFC的上恨為占日糧干物質的35，淀粉含量在23以下為好。西費吉尼亞大學的W.H.Hoover和T.K.Miller等（1991）用含DIP為812的飼料進行試驗，認為NSC占日糧干物質的3540時，瘤胃微生物的增殖最大。美國粗飼料研究中心的D.R.Mertens研究認為，NFC的最大攝取量為體重的1.1%，約占日糧干物質的30。以上關于NFC的推薦準略有差異，主要是受牧草的種類（豆科牧草的NDF比禾本科的NDF發酵早）、谷物的種類（淀粉發酵的早晚順序為小麥大麥燕麥玉米高梁）、粒度、莖葉的成熟度、飼喂次數和采食量等的影響。Kent Nelson（1996）的飼養標準推薦奶

4、牛各階段碳水化合物占日糧干物質的含量為：前期（產后80天內）ADF19，NDF28，NFC37；中期（80200天）ADF21，NDF32，NFC37；后期（200天以后）ADF24，NDF36，NFC34；干乳前期ADF35，NDF50，NFC30；過渡期ADF30，NDF45，NFC32；2、奶牛飼料的物理性狀奶牛是反芻動物，除全面分析了解飼料的化學成分外，還必須重視飼料的物理性狀。研究與實踐表明：對于單產6000kg以上的奶牛，理想的粗飼料為：泌乳前期45:50或50：50、泌乳中期50:50或55：45、泌乳后期65：35。隨著產奶量的提高，飼料的喂量特別是精料喂量越來越高，這時，配合

5、適當的有一定長度的粗料，對維持瘤胃適當的pH、微生物活動和瘤胃功能，保證奶牛健康、高產也越來越重要。康乃爾大學的L.E.Chase等1992年對粗料長度進行研究，提出如下要求：用切割機切牧草，將切割長度定為1cm時，切割好的牧草中有1520長度在4cm以上，粗料提供的NDF為21，在推薦標準之內能保證充分的咀嚼和反芻。如4cm以上的長草在1520以下時，應增加粗料和干草，NDF也應增加。將切割長度設定在0.6cm時，4cm以上的牧草比例減少到710，這時粗產提供的NDF必須為22以上。把切割長度再調細至0.5cm時，4cm以上的牧草比例減少至7以下，這時粗料提供的NDF必須為23以上。這些數據

6、不只是概念，而對生產非常有用。新西蘭魯阿庫拉研究所的J.Han-cock等1952年就在國際草地學會上發表了：“放牧牛的采食行為”的演講。報告中提出通過測定干物質采食量和反芻次數來判斷飼料品質和預測乳脂率。此報告發表后，歐美在這方面的研究不斷進展，其結果表明：為提高奶牛健康和乳脂率（荷斯坦奶牛3.9-4.1%），每kg干物質采食量必須有33分鐘的反芻時間，另外要保持正常的乳脂率每天應有10小時的咀嚼時間(chewing time)反芻采食。實際要測定各種飼料的咀嚼時間比較困難，據研究可以用粗飼料的切割長短、NDF的含量等相關式，來計算咀嚼時間。表1是根據很多研究報告的資料歸納的主要飼料每kg干

7、物質所需的咀嚼時間，為實際使用提供了方便。表1 主要飼料的咀嚼時間飼料干草每kg干物質所需咀嚼時間（分）苜蓿干草       長草細切顆粒624437燕麥秸稈160苜蓿青貯細切中等長度2266玉米青貯細切（0.62cm）中等長度(0.94cm)長切(1.25cm)405966棉籽殼31大豆皮9玉米（粉碎）9大麥（粉碎）15燕麥（粉碎）12大豆粕7小麥（粉碎）10棉籽（整粒）29啤酒糟粕15酒糟粉13  實際飼養中，如有4060的優質粗料，咀嚼時間肯定是充分的，但飼用消化不好的低質粗料或粗料不足時，應計算咀嚼時間。如計算值和目標值相差不

8、大時，可以添加緩沖劑；如相差很大，除增加優質粗料外，別無好辦法。  粗飼料由于收獲期及其他各種條件的影響，其咀嚼時間很復雜，要一一列出有一定難度，精飼料也同樣，費吉尼亞大學的W.H.Hoover和T.K.Miller等1991年又提出了用飽食值（fill value），即由飼料供給的NDF從進入瘤胃到排出所需的時間，此值高時表示纖維消化緩慢，低值則表示纖維消化迅速。表2為主要飼料的飽食值，此值多少為最合適，當時還不清楚，以后Miller等配合了低飽食值（13.3）和高飽食值（16.6）兩種日糧進行飼喂試驗。結果表明：含中等NSC（40）的日糧，飽食值低，NDF迅速消化，使產奶量增加，

9、對干物質采食量和乳成分影響不大。表2 主要飼料的飽食值飼料原料飽食值苜蓿干草生長初期開花前期盛花期13.016.316.2苜蓿青貯21.0苜蓿青貯（酶處理）18.5玉米青貯19.9大麥17.9燕麥13.6玉米淀粉渣16.9酒糟粉13.9小麥麩13.0小麥12.5甜菜渣粕13.3總結粗飼料的形狀對消化的影響主要是：切細的飼料奶牛采食迅速，在瘤胃迅速發酵，而且顆粒小，咀嚼的時間也減少，所以唾液分泌減少，瘤胃液的pH值降低，乙酸：兩酸比也低。當然，乳脂肪的產量也減少。長飼料通過消化道的速度正好相反，乳脂肪的產量增加。但是長飼料過多，則影響總干物質采食量，造成產奶量下降，所以實際飼養中要掌握切細飼料和

10、長草的適當比例。3、根據NDF指標高速纖維需求量現在奶牛日糧的配合與飼喂，延用至今的粗纖維已很少使用，而主要開始使用NDF這一指標。NRC標準（1989）推薦NDF為25以上，一般為干物質的2535。在日本關西奶牛飼養地區，粗飼料價格比精飼料還高，所以飼養者經常在考慮：把啤酒糟粕和大豆皮這類高纖維的副產品飼料作為粗飼料來用呢？還是作為精飼料？在這類地區簡單地根據化學成分來配合日糧不太合適，面要酌情根據有效的經驗、體會來進行飼喂。在美國東北部的密歇根州，粗飼料不足的奶牛飼養戶也很多，他們把NDF標準定在30，根據各種情況進行調整。這對我們粗飼料缺乏的上海，很有參考價值，現介紹如下：根據粗飼料切割

11、長度進行調整如青貯中長度在3.8cm以上的占510時，NDF不需調整，為30；如長度在3.8cm以上的占15以上或飼喂長草時，NDF可以降低2，為28；如長度在3.8cm以上幾乎沒有時，NDF應增加2，為32；如青貯飼料切割得很細，NDF應增加4，為34；根據谷類副產品飼料喂量進行調整如不使用高纖維的副產品飼料，NDF不需調整，為30；如使用粒度細的副產品飼料，用量在10以下時，NDF應增加2，為32；如使用整煌棉籽時，NDF可以不需調整；顆粒飼料和高纖維副產品組合使用時，這部分的纖維應占總需要量的30以下。根據瘤胃淀粉的消化率進行調整如瘤胃淀粉的消化率在7580范圍內，NDF不需調整，為30

12、；如瘤胃淀粉的消化率在6575時，NDF應降低2，為28；如瘤胃淀粉的消化率在80以上時，NDF應增加2，為32；如瘤胃淀粉的消化率在65以下時，調整NDF沒用，因這時微生物蛋白質合成量減少，淀粉在整個消化道的消化率也降低，而有必要對日糧進行全面調整。根據精飼料的飼喂次數進行調整精飼料每天飼喂三次時，NDF不需調整，為30；精飼料每天飼喂四次以上或用TMR方式飼喂時，NDF可以增加1.5%為31.5%；根據是否使用緩沖劑進行調整不添加緩沖劑時，NDF不需調整，為30；如使用緩沖劑，添加量為飼料干物質的0.5-1.0%時，NDF應降低1，為29。根據纖維的消化率進行調整飼喂普通粗飼料時，NDF不

13、需調整，為30；如飼喂未成熟期收割的粗飼料，因NDF消化率顯著提高，所以NDF應降低2，為28。根據脂肪的添加與否進行調整如不添加脂肪，NDF不需調整，為30；如添加飼料干物質量23的脂肪時，NDF應降低1，為29。根據TMR的飼喂情況調整如TMR中青貯干物質和NDF的含量相差很大時，NDF應增加3，為33。以上NDF的標準量均為30，調整范圍為±5以內，即最適宜的NDF范圍為2535。NRC標準（1989）規定NDF為25以上，其飼料飼養條件是飼料中有較多長的粗料，瘤胃淀粉消化率為中等程度，添加緩沖劑，飼喂型式為TMR方式和精飼料分多次飼喂的方式，飼喂粗飼料與干物質中NDF含量幾乎

14、相差不大。4、物理有效NDF（PeNDF）C.C.Balch（1971）提議把平均每kg干物質的咀嚼時間定名為纖維性特性（fibrousness characteristic）。J.G.Welch和A.M.Smith（1970）提出粗飼料的價值，不只是干物質，還應看其和纖維咀嚼有關的營養成分。E.M.Sudweelcs（1979、1981）測定了各種飼料的咀嚼時間，開發了粗飼料價值指數（RVI）。飼料中纖維含量僅以ADF、NDF是不夠全面的，飼料的物理性質對反芻家畜來說是任何東西都不能代替的。因此應加上“刺激咀嚼的有效性”這一點，PeNDF是近幾年來研究的一個熱點PeNDF的測定主要采用生物學

15、的方法。比如分別用長纖維的粗料和谷物副產品類的短纖維飼料喂牛，根據乳脂率來了解其有效性（咀嚼、唾液分泌、瘤胃pH等）。K.A.Casside和M.R.Stokes（1996）報道用反芻時間采食時間來反應纖維物理的有效性不全面，還應加上唾液的分泌量。整粒棉籽（上海俗稱毛籽）能提供能源，且可作為纖維源來利用，其纖維含量占23.7%，有刺激咀嚼的效果，據C.S.Moomey和M.S.Allen（1993）報道：其效果相當于長度為0.95cm苜蓿青貯的505，0.48cm苜蓿青貯的75。5、有效NDG的適當喂量隨著奶牛生產性能的提高，造成繁殖障礙和酸中毒引起的代謝障礙發病增加。前者主要與蛋白質有關，后

16、者則主要與碳水化合物有關。由于肥胖造成代謝障礙，瘤胃消化不全和慢性蹄葉炎等酸中毒癥狀。瘤胃發酵異常，能量攝取不足，造成乳脂校正乳量減少。Mertens（1997）綜合36篇文章213頭的試驗結果報道：在泌乳前、中期為維持3.6%的乳脂率，每天咀嚼時間需744分鐘，平均每kg干物質采食量應有36.1分鐘的咀嚼時間；要維持3.4%的乳脂率，每天咀嚼時間需589分鐘，平均每kg干物質采食量應有27.1分鐘的咀嚼時間需479分鐘，平均每kg干物質采食量應有22.2分鐘的咀嚼時間。從PeNDF來看，維持3.6%的乳脂率，每天PeNDF為5.01kg，占日糧干物質的24；維持3.4的乳脂率，每天PeNDF

17、為4.01kg，占日糧干物質的19.7；維持3.2%的乳脂率，每天PeNDF為3.21%kg占日糧干物質的16.4%。綜合迄今的試驗結果，每kg干物質平均咀嚼時間在30分鐘左右。 瘤胃健康善與其看乳脂率還不如直接看瘤胃的pH，從迄今的114例試驗數據看：維持pH6.2PeNDF為6.32kg(DM)/日，PeNDF占日糧干物質的30；維持pH6.1PeNDF為5.25kg(DM)/日，PeNDF占日糧干物質的25.6%；維持pH6.0PeNDF為4.40kg(DM)/日，PeNDF占日糧干物質的22.3%；維持pH5.9PeNDF為3.66kg(DM)/日，PeNDF占日糧干物質的19.3%。綜合以上試驗結果看，維持瘤胃pH6的正常范圍，PeNDF應為22，對泌乳前、中期的荷斯坦奶牛乳脂率維持在3.4%，PeNDF應占日糧干物質的20。6、結語1520年前日本奶