奶牛養殖技術在世界范圍內一直在進步,許多地區甚至一些國家都宣布他們現在的平均奶產量超過了8噸，一些牧場也有不少牛群每天的產量超過了45kg。高產奶牛也對配方師提出了更高的要求，要求配方師提供合乎需求的養分來支持奶牛的高產。隨著產量的提高干物質采食量也隨之增加，但增長的幅度不一致，牛奶價格的變化更加劇了這個挑戰。我們都知道，飼料占生產成本的大部分，在現今經濟不振，牛奶價格低迷的現狀下，我們必須重新評估飼喂制度?，F實存在的對畜牧業的壓力讓我們意識到公眾不愿意置身于任何風險當中，尤其面對畜牧業對環境的污染及可能對水質量的影響。一些地區已經出臺了或者將要出臺管理措施來保證奶牛養殖場的“綠色”發展。

　　奶牛氨基酸平衡日糧可以解決：

　　降低蛋白的飼喂量

　　降低飼料成本

　　提高蛋白效率

　　減少環境氮污染

　　提高乳蛋白產量

　　提供更多能量及改善日糧的平衡度

　　牛奶合成

　　為了更好的理解氨基酸平衡日糧的優勢，我們首先來回顧一下奶牛合成牛奶的基本原理，尤其是乳蛋白。乳蛋白來自于飼料或者微生物中的氨基酸。必需氨基酸甚至某種必需氨基酸的缺乏將會限制奶牛的產量。飼喂較多的碳水化合物能夠提高乳蛋白產量的原因是能夠提高微生物的氨基酸產量或者能夠避免氨基酸用來供能（糖異生）。

　　氨基酸基礎

　　如果我們想要合理的應用氨基酸，首先我們應該對它們有基本的了解。有10種氨基酸對奶牛是必需氨基酸，也就是說奶牛本身不能合成足夠的量。它們是蛋氨酸、賴氨酸、亮氨酸、纈氨酸、蘇氨酸、精氨酸、組氨酸、色氨酸和苯丙氨酸。奶牛本身可以足量合成其他的氨基酸（例如絲氨酸、甘氨酸）稱為非必需氨基酸。

　　蛋白質由許多氨基酸通過肽鍵連接在一起。氨基酸的順序決定了蛋白質獨特的形態、化學反應及功能。因此，特定的蛋白質具有特定的氨基酸模式。蛋白質具有許多生理功能，包括酶、激素、免疫球蛋白、肌肉的結構組成和乳成分。另外，作為蛋白質的組成成分，氨基酸能夠轉化為葡萄糖供能。但是這不是蛋白質的主要功能，因為供能使一些必需氨基酸不能履行它們的主要功能，在能量供應上是不經濟的，并伴隨著氮的浪費。

　　營養物質的吸收

　　氨基酸在奶牛的代謝中發揮著多重作用。氨基酸必須隨飼料獲取，并在體內消化和乳蛋白生成之間的幾個點上發揮作用。

　　大部分蛋白質（大約65%）在瘤胃中被微生物降解，重新合成微生物蛋白?，F在我們已知大部分原料的過瘤胃率。這是4個估計奶?？晌瞻被岬幕疽刂械囊粋€。它允許我們計算在小腸中過瘤胃蛋白能夠提供的氨基酸量。其他的要素是估計微生物蛋白的合成量、飼料和微生物的氨基酸模式及這些來源的氨基酸可消化率。過瘤胃蛋白的氨基酸模式可能跟飼料蛋白中的氨基酸模式不同但差異應該不大，相比較過瘤胃蛋白及微生物蛋白提供的氨基酸，是很小的一部分。

　　微生物的合成取決于瘤胃中可發酵的有機物的量，可以通過計算脂肪校正能量濃度來進行估算，因為脂肪不能被微生物利用。

　　必須注意的是，瘤網胃對日糧中添加的一些營養元素如氨基酸等是一個比較大的挑戰，因為瘤胃微生物試圖降解它們。這也就是包被氨基酸興起的一個原因。例如乙基纖維素包被產品能夠為氨基酸產品在通過瘤胃的過程中提供足夠的保護，過瘤胃率穩定維持在80%。

　　不管是微生物蛋白還是過瘤胃蛋白，都要在隨后的真胃中進行消化，真胃能夠分泌胃酸，保持酸性環境維持消化酶的功能。氨基酸在小腸中進行吸收，在小腸吸收之前，酶將蛋白質分解為各個氨基酸，通過小腸壁進行吸收。它們通過主動吸收至小腸上皮細胞，然后進入血液循環。不能被酶剪切的蛋白質如難以消化的蛋白質。過度熱處理的蛋白質和緊密結合纖維的蛋白質因為結構太大無法進行吸收，會通過消化道排泄掉。

　　哺乳動物的肝臟能處理來自于消化道的血液，并調控營養元素進入其他組織。研究表明如果單個氨基酸從腸道中吸收的濃度過高，它將在肝臟中降解或者轉化，從而保證進入其他組織的氨基酸水平。

　　乳腺血液中的氨基酸水平已經過肝臟“調控”。證據表明，乳腺可以通過調控經過乳腺的血流量來攝取營養元素（葡萄糖、某種氨基酸）適應泌乳合成的需要。如果某種氨基酸過多的話對應將會減少血流量，但是同時也降低了其他氨基酸的供應量，這時某些氨基酸可能成為乳蛋白的限制因素。蛋白合成只有在第一限制性氨基酸供應充足的基礎上合成。避免氨基酸不平衡可以提高效率，并幫助實現基因潛力。

　　飼料原料中的氨基酸

　　豬雞飼料原料中的氨基酸含量都已經廣泛進行測定，并以占蛋白的百分比給出。多年來根據氨基酸制作配方的實踐操作驗證了這些數據。贏創自己開發了一個針對奶牛的包括各種牧草的氨基酸數據庫。這些數據庫結合之前提到的過瘤胃率為我們估計過瘤胃氨基酸提供了可能。

　　關于青貯有一點需要注意。在青貯的過程中會發生蛋白水解及氨基酸降解。氨基酸中具有比較活潑的化學結構的如賴氨酸和精氨酸比其他氨基酸的降解程度更大。青貯的氨基酸相比新鮮的牧草或者干草較低且變異較大，大部分青貯蛋白將被轉化為微生物蛋白，因此除了微生物蛋白對牛的其他氨基酸供應很有限。被奶農認為質量較差的青貯經過分析發現賴氨酸和精氨酸的含量低于預期。平衡日糧種包含較差的發酵牧草時應多加注意。

　　奶牛平衡氨基酸實例通過了解影響氨基酸平衡應用的主要因素，下面的例子證明了經濟和生產效益均可實現。演示日糧如下：

　　600kg 奶牛，35kg產奶/天，3.3%脂肪，2.9%蛋白，21.8kg干物質采食量21.5kg 青貯玉米+4kg 干草（10.7%蛋白）

　　2kg 大麥+3 kg 小麥

　　3kg 菜粕（38%蛋白）+3kg葵花粕（34%蛋白）

　　0.7kg 礦物維生素預混料

　　圖1列出了這個日糧的可代謝氨基酸量。17.3%蛋白能夠完全滿足氨基酸的需求量。大部分氨基酸嚴重過量。圖2列出了蛋白水平降低至15.5%氨基酸的過量情況減少很多。需要添加氨基酸來滿足需要。

　　圖1   來自于微生物和飼料原料的氨基酸

　?。ǖ鞍踪|水平17.3%）

　　圖2 氨基酸平衡方法，降低蛋白水平

　?。ǖ鞍姿?5.5%）

　　在第二個日糧中，以1.8kg大麥和6g過瘤胃蛋氨酸取代1.8kg葵花粕將日糧水平從17.3%降低至15.5%，增加能量水平及蛋氨酸水平。其他氨基酸的過量程度減輕，賴氨酸、亮氨酸和精氨酸的供應與需要量比較接近。雖然這不是一個完美的平衡結果，但是氨基酸的模型改善了很多。需要氧化的氨的數量減少，因此，向環境中排放的氮的數量減少。

　　之前被蛋白原料占據的配方空間可以釋放出來補充其他原料，主要是碳水化合物來供給能量或者纖維來維持瘤胃功能和采食。

　　必須承認的是，任何一個日糧都有其獨特的配方挑戰但是之前提到的氨基酸平衡在奶牛日糧中的概念框架適用于任何情況，并能看到營養優勢。

　　經濟效益

　　以過瘤胃蛋氨酸和谷物或者牧草取代高過瘤胃蛋白原料通常能夠降低飼料成本。成本的降低程度主要取決于之前的日糧和原料成本。需要注意的是，某些日糧制作氨基酸平衡日糧成本可能會增加。這些日糧基本是因為相對于其他原料氨基酸的供應量相當低所致，氨基酸平衡日糧通常也會提高產量。

　　我們之前與威斯康辛大學合作的一個商業試驗在牧場水平驗證了這個方法。試驗動物為19頭奶牛（群平均產量為10,700）。氨基酸平衡日糧與之前的日糧進行了對比。氨基酸平衡將粗蛋白從17.6%降低至16.8%（%DM）。因為氨基酸平衡及低蛋白釋放的空間ADF、NDF和NFC稍微有所提高。在試驗期間，半群采食氨基酸平衡日糧，另半群采食之前的日糧來避免任何季節因素。

　　采食氨基酸平衡日糧的牛群乳蛋白率比對照組有顯著提高（0.05%），其他生產性能沒有差異。日糧中蛋白原料的用量降低導致飼料成本每牛每天降低0.05美元。氨基酸平衡日糧提高了部分牧場自制粗飼料的采食量，需采購的飼料成本節省每牛每天0.1美元。該試驗很好的闡述了氨基酸平衡日糧能給牧場帶來的利潤。

　　氨基酸平衡-已經得到科學驗證的概念

　　美國奶業牧草研究中心（麥迪遜）在2008年進行的一個試驗表明平衡氨基酸降低粗蛋白水平能夠提高乳氮效率至少20%（Broderick et al.2008）。乳氮效率衡量了蛋白質也就是說氮被利用合成乳蛋白的效率，也間接表示了氮被浪費的程度及對環境的挑戰。

　　試驗設計

　　該試驗中基礎牧草包括了苜蓿青貯（干物質的21%）和玉米青貯（干物質的28%）。采用24頭荷斯坦奶牛作為試驗動物，平均產奶量45±6 kg/d，平均體重598±73kg，100±42 DIM。高水（HM）玉米為唯一谷物，豆粕（SBM）和膨化大豆提供蛋白補充。所有處理都包含豆殼（干物質的5.8%），以防淀粉采食量過多造成瘤胃酸中毒。整個試驗蛋白水平分別為18.6，17.3，16.1和14.8%。蛋白最高組不添加蛋氨酸，其他組以HM玉米替代豆粕降低蛋白含量，添加Mepron?保證蛋氨酸供應，其中Mepron?（贏創德固賽集團提供）的蛋氨酸含量為85%，過瘤胃率80%，小腸消化率90%。

　　對氮利用的影響

　　如下表所示，隨著蛋白水平的降低，氮和粗蛋白的利用率提高，這可能是因為更低的氮的攝入量、更高的產奶量及乳蛋白率的緣故，如17.3和16.1%蛋白組所示。14.8%蛋白組影響奶牛的生產性能，因此在商業生產中不推薦使用。       17.3和16.1%蛋白組不僅提高奶牛生產性能，而且降低尿素氮排放，尿素氮是最易造成空氣污染的氮形式。

　　17.3和16.1%蛋白組相對18.6%蛋白組分別提高氮泌乳效率14和21%，同時降低尿液中尿素氮損失28和44%，說明添加Mepron?能夠在保持奶牛生產性能的同時改善環境。

　　該試驗結果表明，Mepron?結合HM玉米可以替代部分豆粕。添加Mepron?能夠在保持奶牛生產性能及乳成分的同時將蛋白含量從18.6%降低至16.1%。日糧蛋白水平降低至14.8%抑制牛奶生產及消耗體蛋白用于產奶，添加Mepron?無法補償該負面影響。

　　總結

　　平衡日糧氨基酸是滿足環境改善需求和提高生產經濟效益的一條有效途徑。在本試驗中16.1%蛋白組添加Mepron?，在不改變生產性能的同時N利用率最高。

　　商業奶牛日糧配方軟件在預測小腸蛋白質和必需氨基酸上的功用Pacheco等在2012年發表了一篇文章，比較了4種常用的日糧配方軟件的小腸蛋白量，蛋白質分布及必需氨基酸的預測值與觀察值的差異。文章選取了來自奶業科學的40個研究，154種日糧，以Aminocow、AMTS、CPM和NRC模型得出預測值與文中觀察值進行比較。

　　根據這些模型預測平均值、均方根預測誤差、誤差偏倚和每種蛋白片段的回歸方程適用性的能力來評估它們。

　　所有模型對小腸平均CP的預測誤差都在5%以內，90%以上的變異來自于隨機誤差。Aminocow、AMTS和NRC對微生物平均CP預測值的預測誤差也處于5%以內，CPM高估了微生物平均CP27%。NRC對RUP量平均值的預測誤差小于5%，Aminocow、AMTS的誤差在8到9%之間，CPM為24%。關于小腸單個氨基酸的量，所有日糧中，CPM高估了（>10%）精氨酸、組氨酸、異亮氨酸、蛋氨酸和賴氨酸。AMTS高估了精氨酸和蛋氨酸，Aminocow和NRC的估計值誤差均在10%以內。

　　四個模型都能很準確地預測干物質采食量。Aminocow、AMTS和NRC在牧場水平應用氨基酸平衡日糧方面都足夠準確。

　　應用氨基酸平衡日糧的指導原則

　　提供足量的碳水化合物。纖維碳水化合物（FC）是首要考慮的，因為纖維在平衡任何日糧中都是最重要的因素。它對瘤胃健康、奶牛健康和發酵效率是必須的。

　　一旦滿足了奶牛對纖維的需求，考慮的重心要轉移到非纖維碳水化合物（NFC）上來，NFC能夠提供足量的丙酸前體。奶牛高產的順序如下：

　　淀粉和糖>>>丙酸>>>葡萄糖>>>乳糖>>>奶產量

　　最具決定性影響的因素是可發酵淀粉。

　　為了達到節省成本的目的，不要對粗蛋白和過瘤胃蛋白水平進行限制。需要對RDP進行平衡，RDP根據日糧中NFC水平的變化而變化。

　　關于氨基酸，蛋氨酸和賴氨酸一般來說是第一限制性氨基酸。賴氨酸(+2 to +3g)及蛋氨酸的微量正平衡被證明是最優的。保證其他的必需氨基酸滿足需要量。

　　因為脂肪不能促進微生物的生長，飼喂脂肪采取了相對保守的策略，DM含量的3-5%。從NRC（2001）不包括脂肪的需求量可以看出NRC也采用了相對保守的觀點?？傊?，日糧中少量的脂肪能夠節省日糧空間，從而飼喂更多的碳水化合物。

　　基于跟脂肪相同的考慮，對于灰分建議也采用基本的方法。多數日糧的灰分處于8-10%之間，但是日糧配制的目標應該少于8%。

　　氨基酸平衡日糧的優勢

　　通過改善氨基酸供應，提高乳蛋白率和/或者提高乳蛋白產量?低蛋白日糧降低日糧成本

　　飼喂低蛋白日糧，提高蛋白質（氨基酸）效率，減少氮浪費?飼喂低蛋白日糧，節省日糧空間，飼喂更多其他營養成分，改善營養平衡，長期改善牛群健康和生產性能。