第三节      泌乳的营养需要

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    一、能量需要

    （一） 泌乳母牛 

    乳牛饲养标准中,各国采用的能量体系不尽相同, 但目前总的趋势是采用净能体系。对于乳牛不仅产奶而且维持和增重的能量需要均以产奶净能表示。在确定乳牛的产奶净能需要过程中, 除测定奶(动物产品)中所含净能值外, 最重要的是准确评定饲料的产奶净能价值, 或者准确测定饲料消化能或代谢能用于泌乳的转化效率。
     奶牛的营养需要大多通过析因法确定，亦即分别研究维持和生产需要。奶牛在泌乳期的不同阶段所处的生产状态不同，除了产奶以外，还包括体重的增减和妊娠。因此，奶牛的能量需要是维持、产奶、增重或失重、妊娠等多项需要之和。

    1．泌乳母牛维持能量需要  目前泌乳牛维持能量需要多借用干乳牛数值, 据报道, 泌乳牛与干乳牛维持需要差距很大。实验还证明维持能量消耗和产奶量密切相关, 产奶量愈高维持能量消耗愈大。各国饲养标准所规定的泌乳牛的维持能量需要不完全相同。我国乳牛饲养标准规定: 在中等温度舍饲条件下, 成年泌乳牛的维持能量需要为356W0.75KJ，第一和第二泌乳期乳牛尚在生长发育,应在维持基础上分别增加20%和10%; 对放牧饲养的乳牛的维持能量需要, 根据行走公里和速度的不同分别作了规定; 还提出了不同气温条件下乳牛维持能量需要的调整参数。
NRC(1988)规定，第三胎及其以上奶牛的维持能量需要量为 每kg代谢体重（W0.75）334.7kJ产奶净能（NEL）。对第一胎和第二胎奶牛，维持需要应在此基础上分别增加20%和10%。由此，奶牛的维持能量需要用下式计算：
第一胎：  401.7W0.75 (kJ NEL/d)
第二胎：  368.2W0.75 (kJ NEL/d)
第三胎及以上：334.7W0.75 (kJ NEL/d)
如果奶牛的活动量较大，维持能量需要还应在上述基础上进行调整。奶牛每行走1千米，维持需要增加3%；放牧情况下维持需要增加10-20%。

    2．泌乳母牛产奶的能量需要  产奶的能量需要根据产奶量和乳脂率计算。首先根据乳脂率将产奶量折算成标准奶产量。1kg标准奶含能3138 MJ ，该系数乘以标准奶产量即得产奶的净能需要。NRC提供了直接由乳脂率计算产奶净能需要的公式：
       NEL （Mcal/kg奶）= 0.3512 + 0.0962 × 乳脂率
    我国奶牛饲养标准的能量体系采用产奶净能, 以奶牛能量单位（NND）表示, 即用1kg含脂4%的标准乳所含产奶净能3.138MJ作为一个“奶牛能量单位”。

    3．泌乳奶牛增重或失重对能量需要的影响   泌乳期间，奶牛的体重会发生变化。一般规律是，泌乳早期失重，泌乳后期增重。由于每kg体组织含能25.1MJ，奶牛利用机体能量产奶的效率为82%，因而损失1kg体组织能提供NEL 20.58MJ（25.1 × 0.82）。假定代谢能用于产奶的效率为64%，用于奶牛增重的效率为75%，则泌乳期奶牛每增重1kg体组织需要NEL 21.42（25.1 × 0.64/0.75）（NRC，1988）。
我国奶牛饲养标准规定, 体重增加1kg相应增加8NND, 失重1kg相应减少6.56NND。

    4．妊娠的能量需要  泌乳牛一般从妊娠的第210天开始考虑妊娠能量需要。具体需要量见第十八章。
泌乳母牛每日产奶净能的总需要量理论上为上述四项之和，实际生产中应根据泌乳阶段作简化处理。泌乳早期，奶牛一般失重，此时需要量为第1、2项之和减去第3项。泌乳中期，一般只计算第1、2项需要。泌乳后期，奶牛一般已进入干奶期，此时母体增重明显，胚胎迅速发育。能量需要以维持、母体增重和妊娠需要为主。 

    (二)哺乳母猪 

    能量需要由维持、产奶和体重变化三项组成。哺乳母猪的维持能量需要与妊娠母猪相同，为443.5W0.75kJME/天，或460.24W0.75kJ DE /天。也有报道指出，哺乳母猪的维持能量需要应在此基础上提高5-10%。
    母猪产奶的ME需要量由哺乳期仔猪平均每日窝增重（g/天）和仔猪数估计（NRC，1998）：
    产奶需要（kJ ME/天）=（窝增重×4.92 –哺乳仔猪数×90）×4.184/0.72
    式中，0.72为饲粮ME 用于产奶的利用效率。
    产奶需要也可以直接根据产奶量和奶的含能量及饲粮能的转化效率进行计算。每千克猪奶的热值约5.44MJ，猪利用消化能转化为产奶净能的效率为65%。据此估算, 生产1kg猪奶约需消化能8.37MJ。
     当环境温度较低时，母猪维持能量需要量增加。若以20℃作为母猪的适宜环境温度，低于20℃时母猪维持ME需要量的增加量（kJ）为：  （20-T）W 0.75 × 4.5×4.184 。
    由于哺乳期间母猪的体重变化很大，能量总需要量应根据母猪体重的增减变化进行调整。计算内容和方法如下：
母猪哺乳期平均日增重（ADG，g） = 哺乳期总增重/哺乳天数
蛋白质日增重（g）= 1.47 + 0.0942×ADG
脂肪日增重（g）= [ADG - （ 蛋白质日增重/0.23）]× 0.9
    体组织所提供的产奶净能 = （蛋白质日增重×5.6+脂肪日增重×9.4）×0.88
当哺乳期失重时，上述各项均为负值，表示总需要量中应扣除母猪失重所提供的能量后才是实际需要量。因此，母猪有失重时的需要量比无失重时低。如，NRC（1998）产后体重为175kg、带仔数10头、哺乳21天、仔猪平均窝日增重2kg的母猪，若体重没有损失，按上述方法计算，每日需ME73.1MJ。若哺乳期失重10kg，则每日需ME 63.0MJ。

    二  蛋白质需要

    (一)泌乳母牛 

    奶牛的蛋白质需要, 在各国饲养标准中皆以粗蛋白和可消化粗蛋白表示。蛋白质需要计算方法与能量需要相同，包括维持、产奶和增重三个方面的需要。

    1．泌乳母牛维持和增重的蛋白质需要    据多次实验材料总结, 泌乳牛的维持净蛋白消耗为2.1W0.75(g), 按粗蛋白消化率75%和生物学价值70%折合, 乳牛维持的饲粮粗蛋白需要为4W0.75(g), 可消化粗蛋白需要则为3W0.75(g)。我国奶牛饲养标准对奶牛维持的饲粮粗蛋白需要规定为4.6W0.75(g), 可消化粗蛋白3W0.75(g)。
    泌乳期乳牛体重变化, 可按每kg增重内容物中含组织蛋白160g、饲料粗蛋白消化率75%和可消化蛋白用于合成体组织的利用率为67%估计。每1kg增重需要饲粮粗蛋白319g, 可消化粗蛋白239g。 失重组织蛋白用于乳蛋白合成的利用率以75%计。失重1kg应扣除乳蛋白需要120g。

    2．泌乳牛产奶对粗蛋白质和可消化蛋白的需要  乳内蛋白含量和进食饲料中粗蛋白或可消化蛋白用于合成乳蛋白的消化率及利用率是确定产奶对蛋白质需要的依据。乳蛋白可直接测得, 也可按每kg标准奶含蛋白质34g计算，或直接根据乳脂率推算:
              乳蛋白含量%=1.9+0.4×乳脂率
    据国外多次实验测定, 乳牛对饲料中粗蛋白的消化率为75%, 可消化蛋白用以合成乳蛋白的利用率70%。1kg标准乳中含奶蛋白34g, 则生产1kg标准奶需粗蛋白65g或可消化蛋白49g。我国奶牛饲养标准规定, 每千克含脂4%的标准乳供给粗蛋白85g或可消化粗蛋白55g。各个标准规定的需要量存在差异是必然现象, 因各自饲料类型不同, 饲料蛋白的消化率和消化蛋白的利用率也不一样。

    3．泌乳牛对降解蛋白和非降解蛋白的需要   随着蛋白质研究的进展, 人们认识到, 对于反刍动物用粗蛋白或可消化蛋白体系, 不能反映饲料蛋白质在动物体内的真实代谢情况。因此, 很难准确测定反刍动物对蛋白质的需要量, 也难于评定饲料蛋白质的真实营养价值。近十多年来, 世界一些国家(英、美、法等国)相继提出了新的蛋白体系。我国也已开始对反刍动物饲料蛋白质的瘤胃降解进行研究, 并提出了新蛋白体系的建议。
新蛋白体系基于: 反刍动物随食物进食的含氮物质包括非蛋白氮和真蛋白, 真蛋白在瘤胃内一部分被降解（降解蛋白）, 另有一部分未被降解（非降解蛋白）。非蛋白氮(100%降解)和真蛋白中的被降解部分共同作为合成微生物蛋白的原料, 在瘤胃内合成微生物体。非降解蛋白和微生物体进入消化道下段, 主要在小肠经消化、吸收供动物利用。因此, 反刍动物的蛋白质需要, 实质上是由饲料中非降解蛋白和瘤胃微生物蛋白提供的，而降解蛋白又是合成瘤胃微生物体的原料。 所以一些国家的乳牛饲养标准中的蛋白质需要列出了非降解蛋白和降解蛋白的需要量。    

    现以体重600kg、日产奶30kg(乳脂4%、乳蛋白3.4%)的产奶牛为例, 按我国奶牛饲养标准中所建议的有关参数计算奶牛对降解蛋白和非降解蛋白的需要量。         
（1） 根据该牛的每日能量需要量(包括维持和产奶需要)计算瘤胃微生物蛋白的产量。
      奶牛能量需要量(NND/日.头)= 13.73(维持)+30(产奶) = 43.73
      瘤胃微生物蛋白产量(g/日)=43.73×38=1661.7
     (式中38为每NND可产生的微生物蛋白的克数)。
(2）根据微生物蛋白产量计算饲粮降解蛋白需要量。
     降解蛋白需要量(g/日) = 1661.7÷0.9 = 1846
     (式中0.9为瘤胃微生物对降解蛋白的利用率)。
(3）根据该牛的每日蛋白质需要总量计算非降解蛋白需要量。
 每日净蛋白需要总量（g）=2.1×6000.75  + 30×34 =254.6+1020=1274.6
 微生物蛋白（来自降解蛋白）已提供的净蛋白量（g/日）
        = 1661.7×0.8×0.7×0.7 = 651.4                                                      
     (式中0.8为微生物粗蛋白中真蛋白的比例, 0.7分别为微生物真蛋白的
      消化率和可消化蛋白的利用率)。
      非降解净蛋白需要量(g/日) = 需要总量 – 降解蛋白需要量
                                   = 1274.6-651.4 = 623.2
      饲粮非降解蛋白需要量(g/日)= 623.2 ÷ 0.7÷ 0.7 = 1271.8
    (式中0.7分别为饲料中非降解蛋白的消化率和可消化蛋白的利用率)。
计算结果表明, 该牛每日降解蛋白需要量为1846g, 非降解蛋白需要量1272g。与美国NRC(1988年)提出的相应值（1975g和1170g)非常接近。

    4．泌乳对蛋白质品质的要求   

    各种动物乳中不仅含蛋白质的量多, 而且品质较优, 富含各种必需氨基酸且配比适宜。各种动物乳的氨基酸含量见表19-6。为保证泌乳动物的产奶量和奶的品质, 不仅要供给适宜数量的蛋白质, 而且应注意各种氨基酸的供给。对反刍动物，一般情况下EAA的40%来自瘤胃微生物蛋白，60%来自饲料，这足以满足维持和中等生产水平的奶牛对EAA的需要量。但对于高产奶牛，则不能满足产奶需要，需额外补充EAA或提高饲粮中非降解优质蛋白质的比例。一般来说，日产奶量在15kg以上时，蛋氨酸和亮氨酸可能是饲料的限制性氨基酸；日产奶量达30kg时，蛋、亮、赖、组、苏氨酸将成为限制性氨基酸。

                                                        表19-6    各种动物乳蛋白中必需氨基酸含量(%)

引自 许振英（1979）p.219

    （二） 哺乳母猪  

    按照NRC（1998）的泌乳模型，应首先估计赖氨酸需要量，然后推算蛋白质和其他氨基酸需要量。
    1．回肠真消化赖氨酸需要量的估计
    维持Lys需要（g/天） = 0.036×W0.75
    产奶所需回肠真消化Lys的量（g/天）：
    表观可消化Lys需要量（Alys） = 仔猪每日窝增重×0.022 – 6.39
    真消化Lys需要量 = 1.05 × Alys + 0.022 × 日采食量/100   
    母猪日采食量（g）根据母猪的能量需要量和饲粮能量浓度计算。
       组织动员所提供的Lys量 = 母体蛋白质日增重（g）× 0.065
       母体蛋白质日增重的计算见“能量需要”部分。
       每日回肠真消化Lys总需要量=维持需要+产奶需要-组织动员的提供量

    2．饲料CP需要量（%，玉米—豆粕饲料）
   = 5.22 + 15.51×真消化Lys需要量（%）

     3．其他氨基酸需要量 

    由维持、产奶和组织变化三项组成，分别用维持、产奶所需回肠真消化Lys需要量和组织动员所提供的Lys量乘以相应理想蛋白模式中各氨基酸与赖氨酸的比例而获得。
    大量研究表明，提高哺乳母猪饲料的蛋白质和氨基酸水平可以提高仔猪的断奶重，减少母猪哺乳期的失重，缩短断奶后的发情间隔。氨基酸中，赖、缬、色氨酸十分重要。赖氨酸为哺乳母猪的第一限制性氨基酸，其适宜需要量取决于仔猪的生长速度，回归关系如下：
    母猪Lys需要量（g/天）= 0.026 × 仔猪窝增重（g/天） - 6.71
    缬氨酸对哺乳母猪十分重要。提高饲料缬氨酸水平可增加产奶量，提高仔猪窝增重，对断奶仔猪数在10头以上的母猪效果尤其明显。缬氨酸需要量比饲养标准的推荐量高得多，并与赖氨酸水平有关。当饲料赖氨酸水平超过0.8%时，缬氨酸将成为哺乳母猪饲料的第一限制性氨基酸。最适缬氨酸需要量为赖氨酸水平的1.2倍。色氨酸是另一重要的氨基酸。色氨酸不足将明显影响母猪采食量。

    三、矿物质需要

    乳中含总灰分0.4-1%, 灰分在乳中较稳定。灰分中含有各种常量和微量矿物元素。见表19-7。

                                                     表19-7  几种动物乳中矿物元素含量(g/kg乳)

    引自 许振英（1979）p.220.

   泌乳期中母畜从乳中分泌出大量矿物质, 一头产乳3000kg的乳牛, 从乳中分泌出矿物质21kg左右。母猪在两个月哺乳期内, 分泌出矿物质2-2.5kg, 泌乳高峰时, 每日从乳中分泌出矿物质350-400g。因此, 必须保证泌乳母畜所需矿物元素的经常供应。同时还要注意矿物元素之间及矿物元素与其它营养物质之间的比例关系。

    (一)钙和磷 

    泌乳母畜对钙和磷的需要量, 是根据维持所需加乳中含量和动物对食入钙磷的吸收、利用效率确定的。每千克牛奶平均含钙1.28g、磷0.95g。成年反刍动物对钙的吸收率差异较大, 据研究, 真吸收率变动在22-55%之间, 平均45%。饲料种类之间钙的利用程度差别大, 矿物质料(除石灰石外)可达51%,  粗料只有35%，精料居中43%。泌乳母牛饲料(多种饲料混合)中钙的吸收率在35%-38%之间。据此, NRC（1988）提出了泌乳母牛钙和磷每日总需要(包括维持和泌乳)的计算公式。
     成年母牛钙的维持需要量（g/日）= （0.0154 W）/0.38   
     泌乳母牛钙的总需要量(g/日) = (0.0154W + 1.22FCM)/0.38
     怀孕最后两月干奶母牛钙的总需要量(g/日)=(0.0154W+0.0078C)/0.38
泌乳母牛磷的维持需要（g/日） = (0.0143W)/0.5
泌乳母牛磷的总需要量(g/日) = (0.0143W + 0.99FCM)/0.5
怀孕最后两月干奶母牛磷的总需要量(g/日) = (0.0143W + 0.0047C)/0.5
     式中W是活体重（kg）,FCM是标准奶产量(kg/日), C为妊娠产物增重。
    按上面公式计算体重600kg，日泌乳30kg(标准奶)的泌乳牛每日饲料钙的总需要量为120.6g，磷的总需要量为76.6g。我国“奶牛饲养标准”的规定值相应为171g，117g，高于NRC的计算值。
    多次实验结果表明，高产奶牛在泌乳初期到高峰期往往会出现钙磷的负平衡, 即使供给丰富的钙磷仍然改变不了这种现象。随着泌乳量的渐减, 钙磷平衡逐渐恢复, 到后期, 钙磷贮积逐渐增加。当出现钙、磷负平衡时, 母畜就动用体内海绵状骨组织中的钙磷贮存。如果负平衡持续时间过长, 就会动用致密骨组织中的钙磷, 从而导致骨质疏松症和产后瘫痪。根据泌乳母畜在泌乳后期体内钙磷贮存能力增加的生理规律, 除在泌乳期充分供给钙磷外, 应特别注意在泌乳后期和干奶期供给高于产奶及胎儿所需要的钙磷量, 以弥补前期的损耗和增加骨组织的贮存。

    (二)钠、氯、钾、镁、硫  

    母畜从乳中分泌出较多的钠和氯，必须注意对泌乳母畜食盐的供给。食盐不足产奶量和体重下降。产奶牛的食盐供给量可按钠占饲料干物质的0.18%或氯化钠占饲料干物质的0.45%计, 一般是在混合精料中配入0.5-1.0%的食盐, 或让奶牛自由采食。
    种猪对钠和氯的需要量尚未准确测定。有实验表明, 当妊娠和哺乳母猪的食盐用量从0.5%降到0.25%时, 仔猪初生重和断奶体重均下降。 猪乳中含钠0.03-0.04%, 因此泌乳母猪饲料钠需要量应比妊娠猪高。一般在妊娠母猪饲料中加0.4%、哺乳母猪饲料中加0.5%的食盐。
    奶牛钾的需要量为饲料干物质的0.8%, 泌乳牛饲料中粗料多时不致缺钾, 精料用量多时有缺钾的可能。在高温应激条件下, 饲料钾应增加到1.2%。
    牛乳中含镁0.015%, 奶牛对镁的利用率平均17%, 每千克奶的生产需供给0.07g镁, 或镁占饲料干物质的0.2%。
    硫主要以有机态存在于乳的氨基酸中, 当饲料中玉米青贮料用量多或饲料中非蛋白氮作主要氮源时, 应注意硫的供给。N:S应控制在10:1到12:1之间, 以利于非蛋白氮的利用。缺硫不利于瘤胃微生物对纤维的消化利用。硫占饲料干物质的0.1% 或0.2%(喂尿素时)可满足乳牛需要。

    (三)微量元素   

 
    铁: 成年牛的需要量尚未确定。犊牛饲料干物质中含铁100mg/kg足以预防贫血。
    铜: 奶牛饲料中含铜10mg/kg可满足需要, 饲料中含钼和硫酸盐多的地区, 铜的需要量应提高2-3倍。
    钴:牛对钴的需要量是饲料干物质中含钴0.1 mg/kg。每100kg食盐中加入60g硫酸钴或40-50g碳酸钴, 对缺钴地区有效。
    碘:饲料中含碘0.6 mg/kg, 能满足奶牛碘的需要。若饲粮中致甲状腺肿素含量高的饲料用量达25%或更高时, 碘的需要量应增加两倍或更多。
    锌  饲料干物质中含锌达40 mg/kg 以上时, 可满足奶牛需要。当饲料中锌含量低时, 牛对锌的吸收率增加, 并减少体内排出。
    锰  奶牛饲料干物质中含锰40 mg/kg, 能满足需要。当饲料中钙和磷高时, 锰需要量增加。
    硒  奶牛饲料中含硒0.1-0.3mg/kg, 可以满足需要。

     四、维生素需要

    为保证泌乳动物生产力的充分发挥和正常健康, 需要各种维生素。动物乳中各种维生素含量见表19-8。
奶牛瘤胃内微生物可以合成维生素B族、维生素C和K。体内不能合成维生素A、D和E。因此, 奶牛的维生素需要主要是A、D和E三种。
    山羊、绵羊和猪能将几乎全部胡萝卜素转化成维生素A, 故乳中胡萝卜素量少。牛转化胡萝卜素的能力很弱, 所以牛奶中胡萝卜素含量较多。对于牛1mgβ--胡萝卜素相当于400个国际单位。繁殖和泌乳牛每100kg体重需要7600 IU维生素A或19 mgβ--胡萝卜素。按饲粮浓度表示, 乳牛每千克饲粮需要维生素A 3200IU 。最新研究表明，饲料中添加类胡萝卜素可有效地预防泌乳母牛的乳房炎，而添加维生素A无此效果。
成年母牛每千克饲粮含维生素D 1000 IU、维生素E 15IU 可满足需要。

                                                          表19-8     各种动物乳中维生素含量(每千克含)

     引自 许振英(1979)p.215.

    五  干物质和水的需要

    (一)干物质 

    乳牛饲料干物质的进食量和体重、产奶量及饲料类型有关。根据我国奶牛饲养标准建议, 可用下面公式计算:
   干物质进食量(kg)=0.062W0.75+0.4Y
或 干物质进食量(kg)=0.062W0.75+0.45Y
    式中， Y为标准奶量(kg), W 为牛的体重（kg）。第一个方程适用于偏精料型饲料, 即精粗比约为60:40；第二个方程适用于偏粗料型饲料, 即精粗比约为45:55。
    干物质进食量(DMI)也可根据下式计算:
     DMI(kg/日) = 5.4W÷500F 
    式中W 是体重(kg), F 是饲料不能消化的干物质的百分数。据此公式计算, DMI 占体重的比例为2.25% (消化率为52%时 )--4.32%(消化率为75%时)。

    (二)水 

    产奶牛每天从产品(奶)和排泄物(粪、尿)中排出大量水,必须充分供给饮水。饮水量和产奶量、气温、干物质及食盐进食量密切相关。可按下面公式计算产奶牛每日水的需要量:
    水摄入量(kg/日)=15.99+[(1.58±0.271)×(干物质采食量kg/日)]
                    + [(0.90±0.157)×(产奶量kg/天)]+[(0.05±0.023)
                   ×(钠食入量g/天)] +[(1.2±0.106)×(每天最低温度数℃)]