《肉牛營養(yǎng)需要》的進展與改變（第8次修訂版）

王斐然，王雅晶*，阿斯汗，張月肖，周東年，侯詩宇

（1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，動物營養(yǎng)學(xué)國家重點實驗室，北京 100193；2.鞍山市恒利奶牛場，遼寧鞍山 114202）

《肉牛營養(yǎng)需要》的進展與改變（第8次修訂版）

王斐然1，王雅晶1*，阿斯汗1，張月肖1，周東年1，侯詩宇2

（1.中國農(nóng)業(yè)大學(xué)動物科技學(xué)院，動物營養(yǎng)學(xué)國家重點實驗室，北京 100193；2.鞍山市恒利奶牛場，遼寧鞍山 114202）

本文簡要敘述了修訂第8版的《肉牛營養(yǎng)需要》的主要進展與改變。內(nèi)容包括概述、維持與生長、繁殖、蛋白質(zhì)及代謝調(diào)控因子、維生素、礦物質(zhì)與水、環(huán)境因素、飼料加工副產(chǎn)品的應(yīng)用和計算機模型的更新等。本文并未針對肉牛營養(yǎng)需要的某一部分內(nèi)容進行特別深入的討論，僅提供給讀者整個肉牛營養(yǎng)需要的制定流程以及本次版本中最為主要的變動。

肉牛營養(yǎng)需要；第八版；進展；改變

美國國家研究委員會（NRC）對肉牛營養(yǎng)需要系列叢書的編寫已有幾十年之久，為營養(yǎng)學(xué)家和行業(yè)學(xué)者提供了大量關(guān)鍵信息，促進了肉牛行業(yè)的經(jīng)濟和環(huán)境可持續(xù)性發(fā)展。不管是在生產(chǎn)、飼喂經(jīng)驗或是牛的生物特性、生理潛能方面，這一系列叢書的每一版本內(nèi)容都經(jīng)歷了時間的考驗，證明其修訂的價值所在。

自第7版《肉牛營養(yǎng)需要更新》2000年出版以來，時隔16年后，第8次修訂版《肉牛營養(yǎng)需要》終于問世。

1 任務(wù)說明及研究過程

在開展研究工作之前，NRC出具了一份對于本版本肉牛營養(yǎng)需要的任務(wù)說明：委員會將針對肉牛營養(yǎng)的科學(xué)研究出具一份報告，涵蓋其所有生長階段和各種類型的生產(chǎn)。報告將包括以下幾部分內(nèi)容：對于近期關(guān)于肉牛飼喂與營養(yǎng)研究的全面分析，包括生長及繁育過程中肉牛的氨基酸、脂質(zhì)、礦物質(zhì)、礦物質(zhì)和飲水需要量；總結(jié)最近關(guān)于肉牛能量需要體系的研究；更新1996版NRC的《肉牛營養(yǎng)需要》；總結(jié)常用肉牛飼料原料的組成、礦物質(zhì)供給和飼料添加劑的使用；總結(jié)來源于生物能源行業(yè)的副產(chǎn)品的相關(guān)信息，包括各種類型產(chǎn)品的信息及含磷含硫物質(zhì)的最有效的利用；綜述減少糞污養(yǎng)分流失和降低溫室氣體排放的營養(yǎng)及飼喂策略；討論飼喂對于牛肉營養(yǎng)品質(zhì)及食品安全的作用；提供養(yǎng)分代謝和利用的新信息（如蛋白和脂類的過瘤胃，養(yǎng)分的包被，淀粉加工）；飼料添加劑改變瘤胃代謝與前胃吸收代謝的新信息；以及未來需要研究的領(lǐng)域。根據(jù)新信息的可獲得程度，也可能對目前計算養(yǎng)分需要量的計算機模型做進一步開發(fā)。

這份任務(wù)說明中，有一些是第8版《肉牛營養(yǎng)需要》里新添加的內(nèi)容，如與糞污及氮排放相關(guān)的環(huán)境問題、牛肉品質(zhì)與食品安全問題等；有一些則是在1996年《肉牛營養(yǎng)需要》基礎(chǔ)之上需要修改的內(nèi)容。

研究動物的營養(yǎng)需要量時，通常需要從3個大方向入手：動物的營養(yǎng)需要、飼料能夠滿足營養(yǎng)需要的能力以及研究工具（圖1）。動物的6種養(yǎng)分需要受到性別、品種、生理階段、環(huán)境和管理等多種因素的影響，而飼料的養(yǎng)分組成也是存在波動與變異的。因此，需要通過各種工具，如綜述文獻、劑量效應(yīng)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)挖掘及驗證等方法對這兩個方向進行探究。另外，還需要了解影響?zhàn)B分供給機體的效率，也就是消化動力學(xué)和養(yǎng)分相互作用的內(nèi)容。對養(yǎng)分的沉積與利用進行建模，采用獨立數(shù)據(jù)驗證，便能將它應(yīng)用到已發(fā)表的公式以及計算機模型的修改與更新上。

同時，新增的計算機模型也在以前的基礎(chǔ)上進行了改進。模型可以在Office Excel上運行，并可以提供2種模型解決方案，分別為NRC（1996）中提到的經(jīng)驗?zāi)Ｐ停‥LS）和理論模型（MLS）。但新版本的模型操作簡單，通過點擊即可完成各項運

圖1 如何確定反芻動物營養(yǎng)需要量

2 NRC委員會組成

NRC委員會有Michael L. Gaylean博士（主席）、Karen A. Beauchemin博士、Joel Caton博 士、Noel Andy Cole博士、Terry Engle博士、Galen E. Erickson博士、Clinton R. Krehbiel博士、Ronald P. Lemenager博士、Luis O. Tendeschi博士、Camilla Yandoc Ables、Katie Reimer等；另外還受到農(nóng)業(yè)及自然資源方向國會顧問Austin J. Lewis 的外部支持。

3 概 述

在2016《肉牛營養(yǎng)需要》（第8次修訂版）中新增或者重新修訂了如下章節(jié)：肉牛生產(chǎn)：系統(tǒng)、質(zhì)量與安全；解剖、消化及養(yǎng)分的利用；能量術(shù)語與概念；碳水化合物；脂類；維生素與飲水分開設(shè)置章節(jié)；代謝調(diào)節(jié)劑；環(huán)境（養(yǎng)分排瀉與利用）；牛對副產(chǎn)品飼料的應(yīng)用以及進一步需要開展的研究。算，同時也保留了NRC （1996）的表格生成功能。通過Excel的規(guī)劃求解加載項（Excel Solver Addin），可實現(xiàn)日糧的“最優(yōu)化”功能。通過Palisade @Risk 加載項（ Palisade @Risk Add-in）實現(xiàn)隨機模型選項。

下面分章節(jié)分別概述主要變更項。

3.1 第一章 肉牛生產(chǎn)：體系、質(zhì)量和安全 本章節(jié)主要是對北美地區(qū)肉牛生產(chǎn)體系的簡介，為讀者提供了背景信息以理解建立營養(yǎng)需要量所依據(jù)的數(shù)據(jù)導(dǎo)出設(shè)置、養(yǎng)分推薦量所適用的典型條件。這一章針對食物來源的致病菌和耐藥性，提供了關(guān)于牛肉安全的最新信息；針對牛肉產(chǎn)品的營養(yǎng)構(gòu)成進行了簡要綜述；也闡述了肉牛產(chǎn)業(yè)中動物福利的重要性。它看似簡單，但能夠幫助讀者更好了解并理解整本書的內(nèi)容。

3.2 第二章 解剖、消化和養(yǎng)分的利用 這一章對于反芻動物解剖、消化和養(yǎng)分利用進行了全面介紹，為建立營養(yǎng)需要量和開發(fā)機理模型提供了基礎(chǔ)概念。

3.3 第三章 能量術(shù)語與概念 這一章是在之前的基礎(chǔ)上作了一些小的改進使得內(nèi)容更具有邏輯完整性。本章對能量的術(shù)語進行了一些更新以保持前后的一致性，還有對于其他數(shù)理統(tǒng)計分析的相關(guān)關(guān)系的一些建議（如不同日糧能值下消化能到代謝能的轉(zhuǎn)化效率及對能量平衡的影響）。

3.4 第四章 碳水化合物 由于碳水化合物是當(dāng)前反芻動物飼料中的主要能量來源，它的重要性不言而喻。除了對不同類型的碳水化合物進行概述之外，本章節(jié)更關(guān)注碳水化合物的物理化學(xué)組成及其代謝，以及與計算機模型或者消化動力學(xué)相關(guān)的內(nèi)容。這對于理解理解養(yǎng)分供給和模型的建立，以及后續(xù)對肉牛營養(yǎng)需要及生產(chǎn)性能進行預(yù)測十分關(guān)鍵。本章也討論了加工方式對于碳水化合物養(yǎng)分供給的影響以及粗飼料纖維對維持瘤胃功能的重要性。

3.5 第五章 脂類 脂類是第8版《肉牛營養(yǎng)需要》中十分重要的新添內(nèi)容。本章描述了脂類物質(zhì)消化和吸收的過程，也添加了一些生產(chǎn)中較為實用的內(nèi)容，如日糧中應(yīng)當(dāng)添加多少脂類，脂類會如何影響消化與吸收及機體的代謝等。除此之外，本章闡述了瘤胃微生物完成脂肪酸生物氫化的重要性；為未來版本的計算機模型中應(yīng)用氨基酸代謝提供了可能。

3.6 第六章 蛋白質(zhì) 對于蛋白質(zhì)，本版本沿用了之前版本的代謝蛋白（Metabolizable Protein, MP）體系，以此作為建立肉牛蛋白需要的基礎(chǔ)。在這一章，編者對代謝蛋白體系進行了綜述與更新。本章提供了預(yù)測微生物蛋白產(chǎn)量的新方程（方程1）。使用這個方程估測低質(zhì)量飼料或育肥料時，結(jié)果可能與之前方程的預(yù)測值相差無幾。但新方程的預(yù)測值依然低于之前的預(yù)測方程。因此也許需要時間來驗證這個方程是否合理，但和文獻提供的信息相比，從數(shù)理統(tǒng)計的角度可認(rèn)為這個系統(tǒng)是合理的。方程1：

其中，EE（Ether Extract）代表醚提取物；MCP （Microbial Crude Protein）為微生物蛋白，單位為g/d；TDNI（Total Digestible Nutrients Intake）指總可消化養(yǎng)分?jǐn)z入量，單位為g/d；FFTDNI（Fat Free TDNI）指去脂肪的TDNI，單位為g/d。

對于理論模型，建立了估測用于合成代謝的尿素氮新方程（方程2）（UUA,Urea-15N Utilized for Anabolism，表示回收的氮整合成為微生物蛋白或其他微生物產(chǎn)物）。方程2：

其中，UUA 指用于合成代謝的尿素氮，單位為g/d；CP（粗蛋白）、干物質(zhì)（DM）百分比含量；NI（氮攝入量）單位為g/d。

3.7 第七章 礦物質(zhì) 這一章節(jié)更新了常量與微量元素的需求量，綜述了肉牛生產(chǎn)中關(guān)于礦物質(zhì)的最新信息。主要更改包括：提供了肉牛生產(chǎn)中與硫元素作用相關(guān)的新信息，如硫、銅、鉬和硒的相互作用，且將硫元素的最高可承受濃度范圍調(diào)整為0.3%～0.5%（之前為0.4%）。生長和育肥牛對鈷元素的需要量由0.10 mg/kg增至0.15 mg/kg。將銅元素的最大可承受劑量從100 mg/kg DM減少到40 mg/kg DM。將硒元素的最大可承受劑量由2 mg/kg DM設(shè)定為5 mg/kg DM。另外增加了一些與肉牛礦物質(zhì)營養(yǎng)相關(guān)的最新試驗信息。

3.8 第八章 維生素 這一章涵蓋了脂溶性維生素和水溶性維生素相關(guān)的最新信息，闡明維生素缺乏或過量的問題，也呼吁學(xué)者對此進行深入探究。需要特別指出的是，本章針對不同生產(chǎn)目標(biāo)設(shè)置下的肉牛維生素E推薦量提供了更為詳實的解釋?；诳傻玫降男畔ⅲ芯课瘑T會建議：對于無應(yīng)激的成年肉牛，其維生素E的需要量很低，普通的日糧成分似乎可以滿足需求。對于新進入牛場的有應(yīng)激的犢牛，委員會推薦在新入場期間提供400～500 IU/d或1.6～2.0 IU/kg 體重的維生素E。入場適應(yīng)期結(jié)束后，對于正常且健康的肥育牛，維生素E供給應(yīng)當(dāng)降低到以前的推薦量，即25～35 IU/kg 干物質(zhì)采食量（DMI）或0.52～0.73 IU/kg 體重。目前，缺少其他階段的肉牛維生素E需要量的數(shù)據(jù)；應(yīng)開展更多應(yīng)激方面的研究以對肉牛維生素E的需要量有更深入了解。

3.9 第九章 水 本章更新了肉牛飲水量的預(yù)測方程（方程3），同時研究了影響飲水量（L/d）的因素，包括水質(zhì)在肉牛生產(chǎn)中的作用（表1）。

MT為最高攝氏溫度；DMI為每天的干物質(zhì)采食量，單位為kg/d；PP是降水量，單位為cm/d；DS是日糧中鹽的百分含量。

3.10 第十章 采食量 本章節(jié)大多數(shù)方程都沿用了1996年《肉牛營養(yǎng)需要》的版本。委員會建立了更大的數(shù)據(jù)庫用于重新評估現(xiàn)行的基于維持凈能（NEm）的方程，為生長-肥育牛建立了新方程，也為不同生產(chǎn)性能的肉牛建立了干物質(zhì)采食量需要量的預(yù)測方程。

表1 肉牛飲水中總可溶性糖（TSS）含量指南

預(yù)測肉母牛采食量的方程不變，但是針對放牧條件下的肉母牛采食量預(yù)測增加了一些選項，如中性洗滌纖維的利用率。

3.11 第十一章 維持需要：蛋白與能量 本章考慮了影響維持能量與維持蛋白需要量的因素，提供了預(yù)測公式，也指出了一些理解上的偏差。與第7版相比，維持凈能和維持蛋白的計算沒有大的改變。但是增加了針對冷應(yīng)激及物理活動校正維持需要量的原則及注意事項。

3.12 第十二章 生長 本章沿用了第7版使用的公式，但在評估能量和蛋白沉積預(yù)測公式時使用了新數(shù)據(jù)。

3.13 第十三章 繁殖 由于繁殖效率是影響肉牛生產(chǎn)力的主要限制因素，肉牛營養(yǎng)對其繁殖的影響自然十分關(guān)鍵。本章對于如何使用體況評分（BCS）評估肉母牛的能量與蛋白需要進行了全面概述。與第7版相比，第8版《肉牛營養(yǎng)需要》采用了最新的方法對肉牛進行體況評分，即BCS每變化一分所代表的空腹活體重量（SBW）的變化占體重的百分比固定。

3.14 第十四章 消化與代謝的調(diào)節(jié)復(fù)合物 作為一個新章節(jié)，這部分整合了有關(guān)代謝調(diào)節(jié)劑的信息，包括相對第7版更為全面的概述。同時更新了使用離子載體時日糧能值的調(diào)整準(zhǔn)則（第7版推薦使用離子載體時增加12%的NEm濃度）：第8版建議使用莫能菌素時，日糧消化能增加2.3%；使用拉沙里菌素時，消化能增加1.5%。此外，使用埋植劑和β-受體激動劑的最終空腹活體重（SBW）無推薦調(diào)整變化。

表2 不同BCS的體重占5分BCS體重的百分比 %

3.15 第十五章 應(yīng)激對肉牛營養(yǎng)需要的影響 肉牛營養(yǎng)需要受到應(yīng)激的影響，尤其與斷奶、買賣、運輸、新環(huán)境、疾病等相關(guān)的群體。本章對這些影響進行了綜述，尤其強調(diào)了應(yīng)激狀態(tài)下的肉牛飼料采食量降低而帶來的影響。本章保留了第7版的大多數(shù)推薦標(biāo)準(zhǔn)。

3.16 第十六章 環(huán)境 本章節(jié)是第8版《肉牛營養(yǎng)需要》有很大改變的部分，也是當(dāng)下巨大的社會和文化壓力下的重要話題。本章討論了糞尿、溫室氣體、氨和其他揮發(fā)性物質(zhì)排放造成的養(yǎng)分損失的影響因素，包括相當(dāng)多的預(yù)測公式；另外建立評估了預(yù)測腸道甲烷的方程，提供給使用者粗料濃度可變的多元方程以供讀者根據(jù)相應(yīng)的情況選擇。本章對關(guān)注環(huán)境問題的肉牛飼養(yǎng)者，尤其是精料的使用提供有用信息。

圖2 BCNRM2016 使用界面

3.17 第十七章 肉牛對副產(chǎn)品飼料的利用 作為全新章節(jié)，本章對副產(chǎn)品飼料，尤其是谷實類生物燃料進行了綜述，包括在帶犢母牛、育成牛及生長/育肥牛階段的使用以及與其他原料的互作效應(yīng)及生產(chǎn)實踐的管理。也包含了關(guān)于副產(chǎn)品中營養(yǎng)過量（如硫元素）可能帶來的影響等。

3.18 第十八章 肉牛飼料的營養(yǎng)成分組成 以商業(yè)實驗室為數(shù)據(jù)來源建立了新的飼料營養(yǎng)成分表格。本章更新了谷物加工對其養(yǎng)分的影響，新添了放牧牧草的營養(yǎng)組成信息。

3.19 第十九章 建模方程和敏感度測試 本章對最新版本的計算機模型（Beef Cattle Nutrient Requirements Model, BCNRM）進行了詳細描述。另外，為闡明影響模型預(yù)測值的最主要組分而進行了敏感度分析。

3.20 第二十章 營養(yǎng)需要表格 軟件中提供的表格生成器可通過優(yōu)化程序建立營養(yǎng)需要的表格。

3.21 附錄A 肉牛營養(yǎng)需要模型（BCRM2016）的使用指南 最新開發(fā)的肉牛營養(yǎng)需要模型可在Excel上運行使用，界面友好，操作人性化。使用界面見圖2。在模型中能夠“開啟或關(guān)閉”某些特殊計算或更改某些參數(shù)，也包含規(guī)劃求解以協(xié)助日糧配方的平衡，同時能夠生成隨機模型。用戶可在網(wǎng)站（http∶// www.nap.edu/download/19014）下載此模型。

4 總 結(jié)

建立肉牛營養(yǎng)需要的過程中面臨了許多挑戰(zhàn)。在北美乃至全球各個地區(qū)，肉牛生產(chǎn)的體系都有所差異，飼料品種、肉牛品種環(huán)境條件以及管理模式也十分多樣化，這使得規(guī)范所有可能影響肉牛營養(yǎng)需要量的因素成為不可能的任務(wù)。盡管存在這些問題，新版NRC《肉牛營養(yǎng)需要》反映了我們對于肉牛營養(yǎng)需要量的了解又邁近一步，且是至關(guān)重要的一步。它服務(wù)于全球?qū)W者和產(chǎn)業(yè)相關(guān)的農(nóng)場主，對于全球肉牛行業(yè)的發(fā)展有重要意義，并引領(lǐng)肉牛行業(yè)走向更為高效、環(huán)保的新階段。

[1] National Research Council. Nutrient Requirements of Beef Cattle: Eighth Revised Edition[M].National Academy Press, 2016.

[2] National Research Council. Nutrient Requirements of Beef Cattle: Seventh Revised Edition: Update 2000[M].National Academy Press, 2000.

Overview of the Process and Changes in the Nutrient Requirements of Beef Cattle: 8thRevised Edition

WANG Fei-ran1, WANG Ya-jing1*, A Si-han1, ZHANG Yue-xiao1, ZHOU Dong-nian1, HOU Shi-yu2
(1. State Key Laboratory of Animal Nutrition, College of Animal Science and Technology, China Agricultural University, Beijing 10093, China; 2.Hengli Dairy Farm, Liaoning Anshan 114202, China)

This article was to elaborate the process of establishing Nutrient Requirements of Beef Cattle: 8thRevised Edition and its major change, which includes overview, maintenance and growth, reproduction, protein and metabolites, vitamin, minerals and water, environment issues, byproduct and feed composition and development of computer model. The article did not discuss the contents in detail, but aim to introduce the process and major changes in the 8thRevised Edition of the Nutrient Requirements of Beef Cattle.

Nutrient requirements of beef cattle;8threvised edition; Process; Change

S823.9+2

：A

：10.19556/j.0258-7033.2017-02-146

2016-12-30；

2017-01-11

國家自然科學(xué)基金青年基金（31402099）

王斐然(1995-)，女，安徽人，在讀碩士，研究方向為反芻動物營養(yǎng)，E-mail: wangfeirancau@qq.com

* 通訊作者：王雅晶，博士，高級畜牧師，研究方向為反芻動物營養(yǎng)，E-mail: yajingwang@cau.edu.cn