1、奶牛營養(yǎng)需要模型
NRC奶牛營養(yǎng)需要體系是由美國國家科學(xué)研究委員會(huì)(national research council．NRC)下屬的動(dòng)物營養(yǎng)委員會(huì)提出的，作者以1978年、1989年、2001年版進(jìn)行介紹。1978年版的奶牛營養(yǎng)需要量計(jì)算方程式用于計(jì)算奶牛需要的粗蛋白質(zhì)和能量。1989年的模型使用了蛋白質(zhì)降解體系，將日糧蛋白質(zhì)分為瘤胃降解蛋白質(zhì)和瘤胃非降解蛋白質(zhì)，同時(shí)瘤胃中微生物蛋白質(zhì)產(chǎn)量可由凈能攝人量(NEl)算得(William，2005)。NRc(2001)發(fā)布了最新的奶牛營養(yǎng)需要模型，能夠?qū)⒉煌暳显蠈I養(yǎng)物質(zhì)吸收的差異和對動(dòng)物生產(chǎn)性能造成的影響均考慮在內(nèi)，并討論了NDF和ADF的營養(yǎng)需要量，引入“瘤胃降解動(dòng)力學(xué)”模型。該體系概括了奶牛營養(yǎng)研究領(lǐng)域最新營養(yǎng)知識(shí)，是對科學(xué)文獻(xiàn)與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)方面準(zhǔn)確、科學(xué)、實(shí)用的總結(jié)(孟慶祥，2002)。
凈碳水化合物和蛋白質(zhì)體系：美國康奈爾凈碳水化合物和蛋白質(zhì)體系，一般簡稱為CNCPS，是康奈爾大學(xué)科學(xué)家提出的牛用動(dòng)態(tài)能量和蛋白質(zhì)／氨基酸體系。核心是以小腸中凈吸收碳水化合物( NAC)和凈吸收蛋白質(zhì)(AP)或凈吸收氨基酸(AAA)來評價(jià)飼料的能量和蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值。用凈能(NE)表示牛的能量需要量，用AP或AAA表示蛋白質(zhì)需要。CNCPS是在吸收其他已有體系優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的。CNCPS中飼料能量、蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值的評定及其對需要量的估計(jì)，充分體現(xiàn)了動(dòng)態(tài)觀點(diǎn)，強(qiáng)調(diào)飼料、動(dòng)物及飼養(yǎng)三者間的相互作用，同時(shí)將牛的蛋白質(zhì)營養(yǎng)延伸到AAA方面，是一個(gè)全新的飼養(yǎng)體系。
飼料顆粒機(jī)、秸稈顆粒機(jī)是養(yǎng)殖戶們生產(chǎn)顆粒飼料很好的選擇。
小腸可消化蛋白質(zhì)體系：中國的小腸可消化蛋白質(zhì)體系由馮仰廉先生等1985年提出，并在我國2004年發(fā)布的《奶牛飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》中又做了更實(shí)用的完善，將到達(dá)小腸中的可消化粗蛋白質(zhì)分為飼料非降解蛋白質(zhì)和微生物蛋白質(zhì)(MCP)兩部分，并分別用可發(fā)酵有機(jī)物(FOM)和瘤胃可降解氮(RDN)評定微生物蛋白的合成效率，并提出了瘤胃能氮平衡(RENB)的概念和計(jì)算公式，為如何合理配制能量和蛋白質(zhì)組分平衡的日糧提供了評判的原則，即：
RENB-用FOM評定瘤胃微生物蛋白質(zhì)合成量一用RDN估測瘤胃微生物蛋白質(zhì)合成量
當(dāng)RENB-O，表明平衡良好；當(dāng)RENB>0，表明日糧供給的能量有余，可補(bǔ)充可降解蛋白質(zhì)如尿素，以減少能量的損失；當(dāng)RENB<O，表明能量不足，可降低可降解氮的供給，以減少蛋白質(zhì)的排放。顯然，該體系的建立可以說是我國反芻動(dòng)物營養(yǎng)的重大進(jìn)步，但目前主要限于對原理、計(jì)算方法方面的闡述，以及一些基于假設(shè)的靜態(tài)計(jì)算模型，而與之相配套的飼料養(yǎng)分參數(shù)，如飼料在瘤胃中的降解率、可發(fā)酵有機(jī)物含量等參數(shù)尚不易獲得，所以要全面推廣應(yīng)用新的體系，還有很多基礎(chǔ)性的工作需要開展，必要的反映動(dòng)物品種、體況、環(huán)境因素和生產(chǎn)性能預(yù)期的動(dòng)態(tài)模型需要建立。
其他的奶牛營養(yǎng)模型還包括英國的AFRC體系、澳大利亞的CSIRO體系和法國的INRA體系。這些營養(yǎng)需要體系模型，包含了更多的參數(shù)，從而對奶牛營養(yǎng)需要描述的更加科學(xué)，使所開展的動(dòng)物試驗(yàn)更加嚴(yán)謹(jǐn)。
表1列出了對不同飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)中蛋白質(zhì)體系主要參數(shù)的比較，通過表中參數(shù)對比可以看出，奶牛的飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系在不斷的完善和修正，從可消化蛋白質(zhì)體系到降解蛋白質(zhì)體系，計(jì)算特定指標(biāo)的參數(shù)逐漸增加，最新的蛋白質(zhì)體系中包含了瘤胃降解的動(dòng)力學(xué)參數(shù)，如養(yǎng)分降解速率Kd和瘤胃食糜流通速率Kp等，對營養(yǎng)需要的考慮日益全面。
NRC(2001)奶牛營養(yǎng)需要中給出70多個(gè)基本參數(shù)用于建立奶牛的飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系，是迄今為止最全面的奶牛標(biāo)準(zhǔn)體系之一。我國的小腸可消化蛋白質(zhì)體系已經(jīng)引入RDP和UDP概念，體現(xiàn)了我國奶牛飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)體系逐步與國際接軌，但該體系在計(jì)算奶牛營養(yǎng)需要量方面仍然是靜態(tài)的，不能動(dòng)態(tài)的反映出奶牛不同生理階段的不同營養(yǎng)需要，這也是今后需要不斷研究的領(lǐng)域。
2、飼料配方軟件
奶牛營養(yǎng)模型的不斷完善和更新，客觀上促進(jìn)了奶牛飼料配方軟件的不斷升級(jí)和換代。作者選取3套采用不同營養(yǎng)體系的配方軟件進(jìn)行比較，以獲得不同模型對奶牛營養(yǎng)需要量預(yù)測的差別。表2列出了對照軟件名稱、開發(fā)商以及采用的營養(yǎng)體系。對軟件采用模型的評價(jià)內(nèi)容包括：以干物質(zhì)預(yù)測采食量為例比較模型的不同，通過動(dòng)物描述參數(shù)比較不同營養(yǎng)體系精確程度。
2.1不同體系的干物質(zhì)采食量模型 確定干物質(zhì)采食量和營養(yǎng)需要量是開發(fā)奶牛飼料配方軟件的基礎(chǔ)。不同的軟件采用不同的DMI計(jì)算公式，CNCPS體系中奶牛干物質(zhì)采食量計(jì)算公式為：
DMI(kg/d)= (0. 0185 BW+O. 305 FCM)*(1
通過比較不同體系干物質(zhì)采食量預(yù)測的模型，可以發(fā)現(xiàn)用于預(yù)測DMI最常用的參數(shù)是體重(BW)和4%校正乳產(chǎn)量(FCM)。在CNCPS模型中還包含溫度校正因子以及泌乳周齡。而Sanxin預(yù)測公式較為簡單，沒有考慮到不同泌乳階段對于物質(zhì)需求量的差別，但體現(xiàn)出了不同的精粗日糧比例也會(huì)影響到DMI采食量，日糧精料水平達(dá)到干物質(zhì)60%之前，提高精料水平總能提高干物質(zhì)采食量（熊本海等，2003）。Roseler (1997)指出以下幾種因素對DMI不一致的影響所占比例分別為：產(chǎn)奶量為45%、體重為17%、日糧為22%、管理為10%、體況得分為6%，產(chǎn)奶量和體重在這些影響中占到62%，這就是在DMI預(yù)測公式中這2個(gè)參數(shù)最常見的原因。
2.2不同體系描述動(dòng)物的參數(shù)通過考察描述動(dòng)物的參數(shù)，可以從一個(gè)側(cè)面反映出模型中是否將影響動(dòng)物營養(yǎng)需要的各種因素全部考慮在內(nèi)，同時(shí)可以反映出動(dòng)物所處的生理狀態(tài)以及體現(xiàn)模型的動(dòng)態(tài)性能。
表3的內(nèi)容是對照軟件對于泌乳奶牛和干奶牛的動(dòng)物描述和生產(chǎn)對照性能的輸入內(nèi)容（L:泌乳牛，D:干乳牛）。PCDairy-2要求用戶提供17個(gè)性狀參數(shù)以計(jì)算泌乳奶牛營養(yǎng)需要量，11個(gè)性狀參數(shù)以描述干奶牛，另外還特別要求輸入乳糖含量(孟慶祥，2002)，PCDairy-2要求輸入泌乳牛和干奶牛的不同飼養(yǎng)環(huán)境以及舍飼條件，但是這些輸入?yún)?shù)對DMI或營養(yǎng)需要的影響表現(xiàn)并不明顯。盡管如此，綜合考慮各種內(nèi)外界因素對奶牛的影響仍是必須的。Sanxin在計(jì)算泌乳牛時(shí)僅要求用戶提供7個(gè)參數(shù)，主要是由于采用小腸可消化蛋白質(zhì)體系的制約，而計(jì)算干奶牛營養(yǎng)需要的參數(shù)僅有3個(gè)，沒有考慮到動(dòng)物的體況及生理狀態(tài)。CPMD所要求參數(shù)也多達(dá)16個(gè)，只是沒有將奶牛品種及原奶中乳糖含量考慮在內(nèi)，而奶牛品種是成年牛體重的主要影響因子，干奶牛輸入?yún)?shù)與PCDairy-2要求大致相似，可以看出兩套模型有一些相似點(diǎn)。
3、總結(jié)
通過對采用不同營養(yǎng)模型的3種軟件進(jìn)行比較，可以發(fā)現(xiàn)營養(yǎng)模型的優(yōu)劣會(huì)直接影響到配方軟件的性能和優(yōu)化效果，這就要求一套成功的配方軟件不能僅僅只體現(xiàn)在對計(jì)算機(jī)編程的要求上，更需要與動(dòng)物營養(yǎng)的最新研究進(jìn)展結(jié)合起來以獲得最佳效果。3套體系中以我國的小腸可消化蛋白質(zhì)體系所用參數(shù)最少，對動(dòng)物影響因素考慮不夠全面，還有待進(jìn)一步的完善和修正，NRC體系中采用了CNCPS體系中的部分模型，NRC和CNCPS體系已經(jīng)將瘤胃“黑箱”完全打開，為奶牛營養(yǎng)研究的進(jìn)一步發(fā)展打下基礎(chǔ)。
從軟件來說，采用先進(jìn)體系的PCDairy—2以及CPMD計(jì)算結(jié)果預(yù)算奶牛營養(yǎng)需要更加接近，而Sanxin由于所用模型沒有考慮到動(dòng)物生理、環(huán)境的變化對機(jī)體的影響，預(yù)測結(jié)果不太理想，這也就是我們正在開發(fā)新一代奶牛飼料配方的需要。PCDairy-2以及CPMD均沒有影子價(jià)格，主要是由于這2套軟件有大學(xué)科研人員編寫，而非商業(yè)軟件。而Sanxin配方這方面做得比較好，通過影子價(jià)格可以找出影響成本的主要因素，以審核選用的原料是否合理，只有當(dāng)所有約束因素的影子價(jià)格都為零時(shí)，才說明選用的原料最合理，配方成本的下降潛力才是零。所以影子價(jià)格在選購日糧原料中起到很大作用。
今后，配方軟件將把多配方技術(shù)、概率配方技術(shù)、配料倉競爭技術(shù)、“理想蛋白質(zhì)”模式引入到飼料配方設(shè)計(jì)中，能夠全面考慮營養(yǎng)、成本和效益，提供大量的參考信息，為配方調(diào)整、經(jīng)濟(jì)分析和采購決策提供科學(xué)依據(jù)，降低飼料成本，得出飼料轉(zhuǎn)化率高而成本最低的配方（黃漢軍等，2003）。這也是計(jì)算機(jī)技術(shù)和動(dòng)物營養(yǎng)日益緊密結(jié)合的體現(xiàn)。國內(nèi)用戶選擇國外軟件使用時(shí)，應(yīng)充分考慮到飼料原料成分和飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)的不同；同時(shí)對于國內(nèi)軟件應(yīng)盡快采用最新的奶牛研究進(jìn)展和新的動(dòng)態(tài)營養(yǎng)模型，對于參數(shù)因子的選擇更加全面，才能在與國外軟件競爭中，尋找新的發(fā)展空間。
