奶牛日粮水分增加1%（奶牛氨基酸平衡日粮）

Clay Zimmerman 美国北卡罗莱州立大学博士 百尔康&亚士可服务专家

Clay Zimmerman 专业动物科学家，弗吉尼亚理工大学奶业科学理学学士，北卡罗莱纳州立大学动物营养学专业硕士和博士。

职业生涯前22年，服务于美国两家大型饲料公司，担任首席奶牛营养师，一家位于美国中西部，另一家位于美国东北部。

2013年加入百尔康，担任技术服务专员、全球蛋白平台经理、ANH技术服务总监等职务。

我们从30年前开始研究日粮中的粗蛋白。之后在上世纪70年代和80年代，整个行业开始研究可溶性粗蛋白，因为溶解速度较快，所以，推荐饲喂一定比例的尿素。在上世纪80年代到90年代，整个行业又开始研究过瘤胃蛋白。近20年，整个行业开始研究可代谢蛋白，可代谢蛋白也是本文讨论的重点。

在最近15～20年中，瘤胃可降解蛋白中赖氨酸和蛋氨酸的需要量是研究的重点，包括瘤胃可降解蛋白和过瘤胃蛋白。当然，最新研究的范围不仅仅限于赖氨酸和蛋氨酸，还在研究其它氨基酸的需要量。总之，整个行业评判标准的演变就是从粗蛋白转向可代谢蛋白，今后将转向氨基酸平衡。

事实上，奶牛对个体氨基酸有需求，但是对蛋白没有特殊的需求，需要蛋白的是微生物，而氨基酸是蛋白质的构成元件。所以，我们才需要进一步的平衡氨基酸。

奶牛只有三个途径可以获得可代谢蛋白，第一，微生物蛋白的合成，它占到奶牛可代谢蛋白总数的55%。奶牛获得可代谢蛋白的第二个途径就是过瘤胃蛋白或者瘤胃未降解蛋白，这部分可代谢蛋白占到奶牛可获取总可代谢蛋白的40%左右。第三个可以获得氨基酸的可代谢蛋白就是奶牛自身产生的内源性蛋白，这种内源性蛋白占总可代谢蛋白的比例只有5%。微生物蛋白、过瘤胃蛋白和内源性蛋白统称为可代谢蛋白。

氨基酸主要分为两大类型，第一类是必需氨基酸，它是指奶牛不能合成或合成速度远不能适应机体需要，必须由饲料蛋白质供给的氨基酸。必需氨基酸中蛋氨酸和赖氨酸在奶牛所有限制性氨基酸排名第一和第二。第二种类型的氨基酸是非必需氨基酸，它可以由奶牛合成，如丙氨酸和天冬氨酸。

奶牛摄取蛋白后，在胃蛋白酶的作用下水解成为水溶性蛋白，然后进一步分解成氨基酸被吸收。之后就会组成奶牛所需要的肌肉组织，肌肉组织进一步利用氨基酸合成奶牛本身的蛋白质，在奶牛合成自身的蛋白质之后，它就有多种功效了，比如它可以提高奶牛自身的繁育、维持生长，提高产奶量，同时还可以合成更高的乳蛋白。

表1 动物产品、瘤胃细菌和饲料原料中赖氨酸、蛋氨酸和组氨酸含量（%CP）

我们把上表第二行标红的牛奶中三种氨基酸为对标，发现赖氨酸和蛋氨酸的值分别是7.6和2.7。如果把整个表格全部对比一遍，就会发现瘤胃细菌中三种氨基酸的百分比与牛奶最为接近，其次就是动物蛋白，其它不同种类的饲料来源中三种氨基酸的成分普遍较低。从这个角度来说，如果我们可以在奶牛饲料中最大化利用瘤胃细菌，那么从理论角度来说，就可以提高奶牛的生产效率。

另外，通过观察表格中所列出来的饲料组分中每一个不同组分赖氨酸、蛋氨酸和组氨酸的比值，大家就会明白为何需要平衡氨基酸的日粮。

我们的初衷就是帮助奶牛满足它的生物学需求。理想情况下，让瘤胃正常工作就行，不需要添加过多的过瘤胃蛋白，前提是对奶牛的生产没有特殊要求。但是，现实中我们需要提高奶牛的产奶量，那也就需要通过平衡过瘤胃蛋白或可代谢氨基酸来满足奶牛的产奶需求。比如在日粮中提高关键氨基酸的组份，这样就可以降低粗蛋白的比例，增加配方空间，给奶牛提供更多能量饲料。通过创造更多的饲草空间，可以帮助奶牛远离酸中毒。

首先是提高奶牛的氮利用效率。众所周知，蛋白质是奶牛的重要氮来源，现在奶牛的氮利用效率为20%～35%，但是，理论上氮的利用效率可以高达40%～45%。在实际操作当中，奶牛氮利用效率的上限大约为38%～40%，原因是较高的粗蛋白日粮导致氮的利用效率下降。

表2 不同蛋白日粮的氮摄入和排泄

从上表可以看到不同蛋白含量的日粮以及氮摄入和奶牛排泄之间的对比。日粮中粗蛋白的百分比从左往右依次增高，从13.5%到14.5%。第二行标红的位置，氮摄入也随着粗蛋白百分比含量的增高逐渐走高。第三行乳氮与粗蛋白的百分比关系并不大，说明奶牛摄入的氮可能通过粪便或者尿液已经排出了，也意味着随着日粮中粗蛋白比例的不断增加，氮的利用效率反而在下降，主要是因为氮摄入较多之后排泄的也多。如果从氮摄入、乳氮、乳尿素氮、粪氮、尿氮、乳氮与摄入氮的比值综合来看，粗蛋白的百分比介于15%～16.5%之间是最为理想的。简单地说，奶牛吃的越多拉的越多，吃的越少拉的越少。

上图横坐标是日粮中粗蛋白的含量，纵坐标是奶牛的产奶量，结果发现它们二者之间没有显著关系。与奶牛的产奶量直接相关的，其实是粗蛋白中氨基酸和可代谢蛋白。总体来看，我们可以提高日粮中氨基酸平衡的组份，进一步提高奶牛的产奶量以及它的生产效率。

氨基酸平衡日粮还有一些其它的潜在好处，比如可以增加奶牛泌乳早期的产奶量，增加乳蛋白的百分比，来源就是增加日粮中蛋氨酸的含量。同时，还可以增加乳蛋白产量、增加乳脂肪的百分比和乳脂肪的产量，主要是通过平衡氨基酸中蛋氨酸和赖氨酸的平衡。除了乳蛋白之外，乳脂肪的影响也非常显著。同时，也可以提高乳脂肪的总体产量。一些实验数据显示，平衡氨基酸日粮可以改善奶牛的健康和免疫力，主要针对过渡期的奶牛。也有一些数据和报告显示通过平衡日粮中蛋氨酸的比值还可以在一定程度上改善奶牛的繁殖性能。

通过提供氨基酸平衡日粮，可以提高乳蛋白产量0.1%～0.25%。提高奶牛总产奶量0.5～2公斤，在奶牛泌乳早期，这个表现尤为显著。同时，氨基酸平衡日粮还可以将乳脂肪提高0.1～0.2个百分点。当然，氨基酸平衡日粮可能会提升成本，但总收益减去总成本之后，就是你所获得的收益。

上面就是大家所熟知的短板效应示意图，如果日粮中任何必需氨基酸含量不足，蛋白合成就无法超过氨基酸的可利用率。第一个桶的限制性因素是赖氨酸、蛋氨酸，如果在奶牛日粮中将蛋氨酸的百分比或者它的组份含量提高到赖氨酸的位置，这样所有的氨基酸效率都可以提高到赖氨酸的水平。这个例子解释了我们为什么要补充蛋氨酸和赖氨酸等限制性氨基酸。

过瘤胃蛋氨酸的补充其实已经有很长的历史了，虽然奶牛需要很多种必需氨基酸，但是，关于奶牛日粮中单个氨基酸的补充，大多数的研究都涉及蛋氨酸。

过瘤胃蛋氨酸的研究始于上世纪80年代，距现在也有30～40年的历史了。自上世纪90年代中期以来，已经有商业化的过瘤胃蛋氨酸源，因此过瘤胃蛋氨酸产品已经被商业化应用了25年。

在奶牛日粮中补充过瘤胃蛋氨酸时，你期望看到什么反应呢？首先，奶牛的产奶量会有所增加，尤其是在奶牛泌乳早期。最可能看到的第二个现象是可以增加牛奶中乳蛋白的百分比，很有可能看到的现象是可以增加乳蛋白的总体产量。有时可能会产生的现象就是增加奶牛的乳脂百分比以及乳脂产量。总体来说，蛋氨酸可以提高奶牛乳蛋白含量和产量。

蛋氨酸提升乳蛋白含量和产量。过瘤胃蛋氨酸的经验法则：补充过瘤胃蛋氨酸的预期反应是补充每克过瘤胃蛋氨酸可以增加乳蛋白的产量4～5克/头/天。

过瘤胃赖氨酸补充剂的商业化较晚于过瘤胃蛋氨酸。百尔康于2008年推出了北美首个商业化过瘤胃赖氨酸的产品，这个产品上市距现在已经有12年的时间。同时，如果可代谢赖氨酸受限，那么它会限制奶牛的产奶量，特别是在奶牛泌乳早期，这种情况更加显著。过瘤胃赖氨酸的经验法则：补充过瘤胃赖氨酸的预期反应为每额外补充1克可代谢赖氨酸就会让每头母牛每天多生产牛奶175克。从这个角度来说，赖氨酸也可以提高奶牛的生产效率。

过瘤胃氨基酸的饲喂率会因日粮中的氨基酸缺乏而有所不同，影响因素主要有以下几方面：1.饲料原料本身和饲喂率，饲喂率其实与原料本身也有关系。2.每个配方师所使用的配方软件不同，氨基酸的平衡百分比也会有区别。3.牛群产奶量以及牛奶组成。比如想更多地提高乳蛋白的产量和乳脂的产量。4.氨基酸营养师如何平衡氨基酸，这也会影响到奶牛的饲喂率。5.营养师资对于补充剂本身的看法，比如是不是经济划算，到底要不要用。

如果奶牛场想要使用氨基酸平衡日粮，在选取氨基酸的时候需要注意哪些产品信息呢？首先是氨基酸的含量，主要是蛋氨酸和赖氨酸的含量。其次是过瘤胃率，也就是有多少赖氨酸和蛋氨酸可以通过瘤胃到达奶牛下一部位。第三是生物利用率，就是奶牛消化和吸收蛋氨酸和赖氨酸的百分比。第四，当氨基酸与其它饲料进行混合时的稳定性。最后，奶牛采食氨基酸平衡日粮之后的表现如何，是否有一些产量方面的提升。

首先看可代谢赖氨酸和可代谢蛋氨酸的推荐，这个推荐基于康乃尔大学的一些研究，使用的模型是CNCPS。我们在进行信息总结的时候，首要考虑的指标就是可代谢蛋白平衡，也就是我们提供的这些蛋白都是奶牛可利用的可代谢蛋白。

其次，可代谢赖氨酸和蛋氨酸总克数或者干物质的整体克数。我们总结出一个经验法则，它取决于奶牛的采食量，每采食23～23.5kg干物质，那么预期目标就是可以让产奶量达到36公斤，乳脂达到3.7%，真乳蛋白达到3.1%。可代谢赖氨酸的目标数值是每天175克或以上。奶牛所需要的可代谢蛋氨酸，每天需要至少62克。

第三，可代谢赖氨酸和可代谢蛋氨酸之间的比值也非常重要。康乃尔的数据实验显示可代谢赖氨酸和可代谢蛋氨酸的比值2.7：1，这是最理想的。

另外，还要重点考虑可代谢蛋白在整个日粮里的百分比。当然，因配方模型和可代谢蛋白的总克数而异，目标是让可代谢赖氨酸的百分比达到6.5%或以上，可代谢蛋氨酸的百分比达到2.3%或以上。

此外，还有一个重要的数据指标，最大乳蛋白产量的氨基酸和代谢能之间的比值，这个比值也是衡量氨基酸的重要数据。我们可设立的一个目标数据就是让可代谢赖氨酸与代谢能的比值达到3-3.5：1。可代谢蛋氨酸与代谢能的比值，目标值是1.1-1.15：1。

在平衡氨基酸日粮时，还需要对牧场制定一些适当的能量校正乳日粮，并通过观察能量校正乳的奶量来评估日粮的效果。评估指标包括总体产奶量、乳蛋白百分比和乳脂肪百分比。为什么要看这些数据呢？主要是在饲喂奶牛平衡日粮之后，看它是否产生了你所想要的效果，因为不同奶牛对氨基酸平衡日粮的表现效果是不一样的。

在评估的时候，首先看产奶量反应，在奶牛泌乳早期是否有一定的提升。同时，还可以看到乳蛋白的百分比、乳蛋白的产量是否有正向的反应。另外，如果奶牛高效利用了氨基酸平衡日粮，奶中乳脂百分比和乳脂产量也会有一定的提升。还有可能总产奶量、乳蛋白百分比、乳蛋白产量、乳脂百分比和乳脂产量全部都有很大的提升，这时候就可以得到上述四个指标之和。

此外，大多数氨基酸研究都是在高峰奶后进行的，因为泌乳阶段有可能对补充的氨基酸预期反应产生一定的影响，奶牛在泌乳早期可能会在产奶量以及乳蛋白方面表现的更加明显一些。

首先，奶牛实际上需要的是氨基酸，不是蛋白，需要蛋白的是瘤胃里的微生物。其次，如果日粮中粗蛋白过量，通过使用氨基酸平衡，可以降低日粮中粗蛋白的水平，进一步提高奶牛对氮的利用效率。第三，如果可代谢赖氨酸受限，尤其是在奶牛的泌乳初期，它会限制奶牛的产奶量。第四，提高乳蛋白含量和产量的唯一方法就是通过氨基酸平衡，尤其是添加蛋氨酸就可以实现。

（本文根据 “第十三届荷斯坦奶农俱乐部年会暨第五届国际奶牛营养论坛”专家讲课内容整理）