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【 更新时间：2009-08-11 作者： 点击数：554次 】
饲养管理
奶牛氨基酸营养及其应用
冯仰廉
（中国农业大学动物科技学院，北京 100094）
摘要：现行的奶牛蛋白质营养体系主要以小肠可消化总氨基酸为基础，例如美国
（NRC,1996、2001）、英国（AFRC,1993）的可代谢蛋白质，法国（INRA,1989）和荷兰（Tamminga等，1994）的小肠可消化真蛋白质、北欧（Bickel等，1987）的小肠可吸收氨基酸等。但这些体系均未反应各种氨基酸之间的平衡，为此，INRA(1995)经研究提出，因赖氨酸和蛋氨酸为第一限制性氨基酸，而将小肠可消化真蛋白中的这两种氨基酸的比例作为氨基酸平衡的基础，赖氨酸和蛋氨酸的阈值分别为6.8%和2.0%，理想值为7.3%和2.5%，已编制成软件在法国推广应用。美国NRC(2001)亦提出相似的建议。澳大利亚(CSIRO,1990)和我国（2000）采用的小肠可消化粗蛋白体系，尚未包括氨基酸营养。因小肠可消化粗蛋白由瘤胃微生物蛋白和饲料非降解蛋白组成，我国已对瘤胃微生物蛋白的合成量的估测和微生物蛋白的氨基酸组成，以及饲料进入小肠的非降解氨基酸进行了较系统的研究，为奶牛以小肠可消化粗蛋白为基础的赖氨酸和蛋氨酸平衡打下了基础。建议奶牛小肠可消化粗蛋白中的赖氨酸和蛋氨酸含量以6%和1.9%为宜，瘤胃微生物蛋白和饲料非降解蛋白的氨基酸组成采用我国的平均参数。奶牛赖氨酸和蛋氨酸的需要按小肠可消化粗蛋白需要量中的比例进行计算。
关键词：奶牛；小肠可消化蛋白质；氨基酸；赖氨酸；蛋氨酸
现行的奶牛蛋白质营养体系主要以小肠可消化总氨基酸为基础，美国（NRC,1996,2001）、英国（ARC,1980、1993）采用可代谢蛋白质，法国（INRA,1989）和荷兰（Tamminga等，1994）采用小肠可消化真蛋白质、北欧（Bickel等，1987）的小肠可吸收氨基酸，澳大利亚(CSIRO,1990)、中国等则采用小肠可消化粗蛋白。但这些体系均未反应各种氨基酸之间的平衡。由于奶牛氨基酸营养的研究比较复杂，因此在九十年代才较系统地进行研究。
普遍认为赖氨酸和蛋氨酸对奶牛是第一限制性氨基酸，但其他氨基酸的限制性排队尚未得到证实。为此，INRA(1995)经研究提出了奶牛小肠可消化真蛋白中赖氨酸和蛋氨酸的适宜比例，并编制成软件在法国推广应用。美国NRC(2001)亦提出相似的建议。我国虽然现阶段采用的是小肠可消化粗蛋白，但由于高产奶牛逐渐增多，故在氨基酸营养研究的基础上提出奶牛小肠可消化粗蛋白中的适宜赖氨酸和蛋氨酸的比例，则易于推广应用。
1 小肠赖氨酸和蛋氨酸的平衡和需要的评定模式
1.1 评定饲料粗蛋白中的赖、蛋氨酸比例。
1.2 评定饲料蛋白质降解率及瘤胃微生物蛋白质合成量。
1.3 评定瘤胃可发酵有机物质（FOM）及用FOM估测瘤胃微生物蛋白质，使与用降解蛋白质估测的瘤胃微生物蛋白质相一致，即能氮供给达到平衡，以维持较高的效率。
1.4 评定微生物蛋白质的赖氨酸和蛋氨酸的比例。
1.5 评定进入小肠的饲料非降解蛋白量及其中赖氨酸和蛋氨酸比例。
1.6 评定瘤胃微生物蛋白质的小肠消化率。
1.7 评定饲料非降解蛋白质的小肠消化率。
1.8 综合评定小肠总可消化蛋白质及赖、蛋氨酸比例。
1.9 评定牛奶的乳蛋白率及乳蛋白的产生量以及小肠可消化蛋白质和赖氨酸及蛋氨酸的需要量。
对以上评定所需的参数可参考饲料成分表，或自行实测。如用计算机软件系统进行计算更加方便。
饲料蛋白质 饲料能量
赖、蛋氨酸比 FOM
非降解蛋白质 降解蛋白质 对微生物供能
赖、蛋比例 微生物蛋白质 微生物蛋白质
瘤胃能氮平衡
饲料小肠可消化粗蛋白， 微生物小肠可消化
赖、蛋氨基酸比例 粗蛋白，赖、蛋氨酸比例
小肠可消化粗蛋白， 奶牛对小肠可消化粗蛋白
赖、蛋氨酸比例 及赖、蛋氨酸需要
2 奶牛的限制性氨基酸
试验研究表明（Rulquin和Verite,1993），日粮蛋白质来源会明显影响奶牛的蛋白质，豆粕要优于玉米蛋白粕，而鱼粉要优于豆粕，虽然玉米蛋白粕的瘤胃降解率较低，但其氨基酸的组成较差。酪蛋白是广泛用作试验的理想蛋白质，对于试验表明灌注酪蛋白的乳蛋白中有50%的氨基酸来源于酪蛋白，而灌注提取大豆蛋白的乳蛋白中仅有20%的氨基酸来源于大豆蛋白。
很多研究用灌注单个氨基酸到瘤胃后的方法，表明赖氨酸和蛋氨酸对奶牛产奶为两个最限制性的氨基酸。瘤胃后灌注赖氨酸和蛋氨酸对泌乳的反应见表1.
表1瘤胃后灌注赖氨酸和蛋氨酸对泌乳的反应
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泌乳早期
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泌乳中期
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SED
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泌乳周期
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1至9
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10至29
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试验次数
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16
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71
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蛋氨酸灌注（g/d）
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10
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8
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赖氨酸灌注（g/d）
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24
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20
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产奶量（kg/d）
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+0.7
|
+0.1
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0.9
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产乳蛋白(g/d)
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+56
|
+31
|
|
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产乳脂(g/d)
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+10
|
+1
|
51
|
|
乳蛋白率(g/kg)
|
+1.2
|
+1.0
|
0.7
|
引自Relquin,1992
持续试验表明，当玉米蛋白作为主要的过瘤胃蛋白时，则赖氨酸明显为第一限制性；当玉米蛋白供给的很少，而豆粕为主要的过瘤胃蛋白时，则蛋氨酸明显为第一限制性氨基酸（Rulquin等，1994）。有些研究还认为组氨酸、苯丙氨酸、异亮氨酸是继赖、蛋氨酸之后的限制性氨基酸（Fraser等，1991；Liu等，2000），但该结论在其他一些研究中尚未被证实。
因此，针对我国奶牛饲养和饲料营养价值评定的现实条件，采用以小肠可消化粗蛋白为基础的赖氨酸和蛋氨酸平衡的体系，则在生产中容易推广应用，并能进一步提高产奶量和乳的成分。
3 奶牛对赖氨酸和蛋氨酸的需要量
NRC(2001)根据48个试验的数据统计分析，乳蛋白达到最大产量时，可代谢蛋白中赖氨酸和蛋氨酸含量回归式的捌点分别为7.08%和2.35%；认为，用于维持和乳蛋白合成最佳效率的可代谢蛋白中的赖、蛋氨酸含量分别为7.2%和2.4%。
对72头高产奶牛的试验表明（Socha等，1994），小肠可消化真蛋白含赖氨酸7.1%和蛋氨酸2.15%比含6.5%和1.85%，从分娩至105天乳蛋白产量平均要多80g/d,平均产奶量要多2.3kg/d,而泌乳高峰期的产奶量要多3.5kg/d.对2000头奶牛的生产试验亦表明（Thiaucourt,1996），当赖氨酸和蛋氨酸的比例分别为7.0%和2.2%时，泌乳头100天的产奶量增加了2.2kg/d,乳蛋白含量增加了1.3kg/d。
根据以上研究结果，INRA（1995）将原小肠可消化真蛋白体系增加了赖氨酸和蛋氨酸的比例，最佳比例分别为7.3%和2.5%,其阈值为6.8%和2.0%，并编制成软件在法国推广应用。
我国现行的是小肠可消化粗蛋白体系，故采用所含赖氨酸和蛋氨酸适宜比例的平衡方法则易于推广应用。按以上研究的参数进行换算，小肠可消化粗蛋白中的赖氨酸和蛋氨酸的比例，建议对高产奶牛为6.0%和1.9%。即：
小肠可消化粗蛋白中的赖氨酸含量（%）＝7.0×0.85＝6.0
小肠可消化粗蛋白中的蛋氨酸含量（%）＝2.2×0.85＝1.9
以体重600kg、日产30kg奶、乳蛋白率为30g/kg的奶牛为例：
维持的小肠可消化粗蛋白需要（g）＝3.5×W0.75＝3.5×121＝424
产奶的小肠可消化粗蛋白需要（g）＝(30×30)/0.62＝1452
该牛的小肠可消化粗蛋白总需要（g）＝424＋1452＝1876
小肠可消化粗蛋白中的赖氨酸需要量（g）＝1876×0.06＝113
小肠可消化粗蛋白中的蛋氨酸需要量（g）＝1876×0.019＝36
对低产奶牛，由于MCP中赖、蛋氨酸含量较高，而产奶需要在维持加产奶总需要中的比例相对较低，故可暂不考虑赖、蛋氨酸的需要，但须满足小肠可消化粗蛋白的需要。
优质鱼粉粗蛋白中的赖氨酸和蛋氨酸含量可高达8.3%和3%，所以用鱼粉去调节日粮小肠可消化粗蛋白中的比例就比较容易。但对全植物性日粮，则须根据各种饲料中的赖、蛋氨酸含量加以合理配合。如果将日粮中的部分大豆粕改用棉籽粕等，则由于赖、蛋氨酸含量较低，会使小肠可消化粗蛋白中的赖、蛋氨酸的比例偏低，达不到需要。因此在无鱼粉的条件下，可采用以下措施：
3.1由于工业生产的赖氨酸和蛋氨酸在瘤胃中会很快被降解，因此应添加过瘤胃保护的赖、蛋氨酸。
3.2 将赖氨酸和蛋氨酸含量高的饼粕进行过瘤胃保护。
3.3 尽量选用瘤胃蛋白质降解率低但赖、蛋氨酸含量高的饼粕，同时配合瘤胃蛋白降解率高的其他饼粕和可利碳水化合物，以达到较高的瘤胃微生物蛋白合成量和小肠赖、蛋氨酸。
3.4 由于瘤胃微生物蛋白质的赖、蛋氨酸含量很高，为了解低饲料成本，可用糊化淀粉缓释尿素为瘤胃微生物同时提供氮源和能量，取代一部分饼粕，而对豆粕进行过瘤胃保护，从而使小肠蛋白质中含有较高的赖、蛋氨酸。
4瘤胃微生物蛋白质的氨基酸组成
瘤胃微生物蛋白是小肠蛋白质的重要组成，其氨基酸组成合理且较稳定。据研究（Orskov,1992;史清河等，2000），瘤胃微生物粗蛋白（MCP）中的赖氨酸和蛋氨酸的平均含量为7.4%，2.09%（表二）。牛奶蛋白质的赖、蛋氨酸的含量为7.7%和2.5%（NRC,2001）。
但瘤胃微生物总氨基酸中的赖、蛋氨酸含量分别为8.5%~9.3%和2.4%~2.6%，可见赖氨酸比例要优于乳蛋白而蛋氨酸比例与乳蛋白相似。
表2瘤胃微生物的氨基酸组成
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|
史清河等（2000）
|
Orskov(1992)
|
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总氨基酸氮/总氮
|
0.838
|
0.825
|
|
必需氨基酸氮/总氮
|
0.473
|
－
|
|
必需氨基酸/总氨基酸
|
0.546
|
0.546
|
|
氨基酸组成（g/100g氨基酸）：
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||
|
苏氨酸
|
5.72
|
5.4
|
|
缬氨酸
|
5.55
|
6.0
|
|
异亮氨酸
|
5.74
|
5.7
|
|
亮氨酸
|
8.65
|
7.6
|
|
酪氨酸
|
5.21
|
4.4
|
|
苯丙氨酸
|
5.85
|
4.9
|
|
赖氨酸
|
9.32
|
8.5
|
|
组氨酸
|
2.18
|
2.1
|
|
精氨酸
|
4.91
|
5.2
|
|
半胱氨酸
|
0.65
|
1.2
|
|
蛋氨酸
|
2.63
|
2.4
|
|
天冬氨酸
|
11.6
|
11.2
|
|
丝氨酸
|
4.43
|
4.1
|
|
谷氨酸
|
12.4
|
12.6
|
|
甘氨酸
|
5.15
|
5.5
|
|
丙氨酸
|
6.44
|
7.1
|
|
脯氨酸
|
3.54
|
3.5
|
5饲料氨基酸的瘤胃降解率
评定小肠氨基酸，除瘤胃微生物的氨基酸外还有饲料非降解氨基酸。饲料蛋白质的氨基酸含量和组成可用分析仪测定并列入饲料成分表中，但饲料非降解蛋白质的含量及组成，则用测定饲料降解后的残渣去评定，这在目前条件下还不可能完全做到。
研究表明（Susmel等，1989；Keery等，1993；Weisbjerg等，1996；蒋琪等，1998），不同饲料蛋白质的同一种氨基酸的降解率往往存在一定差异，但饲料氨基酸瘤胃降解率与蛋白质瘤胃降解率存在显著相关，从而简化了评定方法。对黄豆、向日葵粕、小麦麸、花生粕、豆粕、菜籽粕、鱼粉、羊草等9种常用饲料的18 种氨基酸用瘤胃尼龙袋法的研究结果表明（蒋琪等，1998）：
饲料总氨基酸瘤胃降解率（Y）与饲料蛋白质瘤胃降解率（X）呈显著线形相关：
Y＝－2.349＋1.008x,r＝0.996,p＜0.01
表明饲料总氨基酸瘤胃降解率低于粗蛋白质的降解率，相差仅2个百分点。
18种单个氨基酸的瘤胃降解率与总氨基酸瘤胃降解率呈显著性相关（P＜0.01）。
其中赖氨酸降解率(Y)与总氨基酸降解率（X）的线性相关：Y＝7.317＋0.902x,r＝0.924,P＜0.01,
蛋氨酸降解率（Y）与总氨基酸降解率（X）间的线性相关：Y＝11.538＋0.86x,r＝0.893,P＜0.01，
赖、蛋氨酸的瘤胃降解率与粗蛋白质降解率间的相关分别为0.9338和0.9143（P＜0.01）,他们的平均降解率分别为52%、54%和52%，相差很小。由于以上回归式间的高低差异可相互抵消，从而简化了评定方法，可直接用饲料蛋白质降解率去评定精饲料的赖、蛋氨酸的降解率。
对青饲料蛋白质瘤胃降解前后氨基酸占粗蛋白的比例研究较少，缺少试验参数。研究表明（Rook,1984;Hvelplund,1987），青饲料降解后氨基酸占总氮的比例，稍低于降解前的比例，牧草青贮低15%，黑麦草低11%，三叶草低5.5%。为了简化计算，建议暂时采用氨基酸的比例比降解前，禾本科青贮和青草低于15%，豆科青饲低6%。
6 小肠可消化粗蛋白的供给及赖氨酸和蛋氨酸比例
根据国内的研究工作和基础，现仍采用小肠可消化粗蛋白体系（奶牛营养需要和饲料标准，2000），在此基础上增加小肠可消化粗蛋白中的赖氨酸和蛋氨酸比例。
饲料小肠可消化粗蛋白＝饲料瘤胃非降解蛋白质×0.65
饲料小肠可消化赖氨酸＝饲料小肠可消化粗蛋白×原样中的赖氨酸比例
饲料小肠可消化蛋氨酸＝饲料小肠可消化粗蛋白×原样中的蛋氨酸比例
瘤胃微生物蛋白质（MCP）＝饲料饲料降解蛋白质×0.9
小肠可消化MCP＝MCP×0.7
小肠可消化总粗蛋白＝（MCP×0.7）＋(饲料非降解蛋白质×0.65)
小肠可消化总赖氨酸＝（MCP×0.7×0.074）＋(饲料小肠可消化粗蛋白×原样中的赖氨酸比例)
小肠可消化总蛋氨酸＝（MCP×0.7×0.0209）＋(饲料小肠可消化粗蛋白×原样中的蛋
氨酸比例)
以豆粕为例，含粗蛋白45.8%，赖氨酸／CP＝0.0601，蛋氨酸／CP＝0.0141,降解蛋白质＝240g/kg,非降解蛋白质218g/kg,则：
豆粕小肠可消化粗蛋白，g/kg＝218×0.65＝142
豆粕小肠可消化赖氨酸，g/kg＝142×0.0601＝8.53
豆粕小肠可消化蛋氨酸，g/kg＝142×0.0141＝2.00
MCP，g/kg＝240×0.9＝216
小肠可消化MCP, g/kg＝216×0.7＝151
小肠可消化总粗蛋白,g/kg＝151＋142＝293
小肠可消化总赖氨酸,g/kg＝ (151×0.074) ＋8.53＝19.7
赖氨酸在小肠可消化粗蛋白的比例＝19.7/293＝0.067
小肠可消化总蛋氨酸,g/kg＝ (151×0.0209) ＋2.0＝5.16
蛋氨酸在小肠可消化粗蛋白中的比例＝5.16/293＝0.0176
该举例表明，虽然MCP含有较高比例的赖氨酸和蛋氨酸，但连同豆粕的过瘤胃赖、蛋氨酸，其在小肠可消化粗蛋白中的比例，赖氨酸可达到需要而蛋氨酸则明显不足，因此在配合日粮时，应再选用含蛋氨酸较高的饼粕以弥补蛋氨酸的缺口。
7 饲料成分
奶牛的常规饲料成分表已不能满足小肠可消化粗蛋白及赖氨酸和蛋氨酸平衡的需要，因此饲料成分表中还应包括：
7.1饲料蛋白质的降解率，以便评定瘤胃微生物蛋白质合成量及饲料的非降解蛋白质，进一步评定出小肠可消化总的粗蛋白。
7.2 瘤胃可发酵有机物质（FOM），以便按FOM去评定瘤胃微生物合成量并调整瘤胃能氮供给平衡，以达到MCP的最大产生量。
7.3 饲料粗蛋白中的赖氨酸和蛋氨酸比例，在无条件分析单个饲料的赖、蛋氨酸组成时，可参考同类饲料的平均值。