安迪苏主办-《奶牛营养需求》NASEM（第八版）系列讲座之五：奶牛日粮物理有效纤维-淀粉与纤维互作
2022/05/03 安迪苏
赞 助：安迪苏
主讲人：Jeff Firkins博士，美国俄亥俄州立大学动物科学系 教授
时 间：2022年1月6号晚上7:30~10:10
主持人：彭海宏博士，翻译张 倩博士
编 辑：冠鹏 巫立新
内 容：奶牛日粮物理有效纤维-淀粉与纤维互作（PPT32）
0、Jeff Firkins博士，美国 俄亥俄州立大学动物科学系 教授
5、NDF的研究最早源自上个世纪80年代加拿大在绵羊上的研究。这个研究发现：不管日粮的原料切割长度是多少，绵羊和奶牛粪便颗粒长度都在1.18mm以下。后来将1.18mm设定为一个临界值。奶牛NDF的研究是从绵羊上衍生而来。只是奶牛上使用的筛孔更大一些为2.36mm。发明peNDF（物理有效NDF）概念的专家名叫Mertens。后面使用了2.36mm和1.18mm的筛子。核心观点：比较长的颗粒不易被降解，可以刺激奶牛咀嚼、反刍和采食。
6、最初使用的粪便筛并不是宾州筛，而是实验室使用的分离筛。使用这个筛子对日粮进行筛分效果还是很好的。使用时，水从上往下冲日粮使其通过筛孔，实际上是以原料的直径来衡量其是否能通过筛孔，而不是长度。
7、假设1：实际操作中没有人会检测宾州筛每一层的NDF；另外，仅有一半的人检测每一层的干物质，而湿原料在上层的比例要多一些，若不检测每一层的干物质，计算出来的NDF含量和比例是不准确的。假设2：实际上1.18mm筛上颗粒度是一样的，而NDF来源不同对咀嚼的影响是不一样的。1997年Mertens教授在发表文章时建议：在1.18mm筛子上再加一层3.35mm的筛子，以对比一下1.18和3.35mm两层之间的颗粒度对咀嚼是否有不同的影响。假设在1.18mm筛子上是苜蓿草或燕麦草，两者的颗粒度是一样的，那么对咀嚼的影响应该是不一样的。主要原因是苜蓿草易碎，咀嚼较少就可以通过瘤胃，对咀嚼的刺激没有禾本科（燕麦草等）草那么大。所以不同来源的NDF对奶牛咀嚼影响是不同的，当然也很重要。原料的易碎性很少有人去做。假设3：ADF：NDF比例越高，就越易碎（比如：苜蓿等）；ADF：NDF比例越低，就越不易碎，需要更多咀嚼，对反刍的刺激也越大。
8、瘤胃垫密实度：测定方法——类似一杆秤，两头挂上重物，一个放置在瘤胃垫下面，一个放置在体外；瘤胃底部重物因浮力上行，测定其穿过瘤胃垫到达平衡
位置所花费的时间， 以此衡量瘤胃垫的密实度。虽然实际上没有人测定密实度，但此概念与物理有效NDF以及物理校正NDF是密切相关的。
9、瘤胃垫的作用：长的草在瘤胃液中形成瘤胃垫，饲料中的小颗粒可以保留在瘤胃垫上，如此增加它们在瘤胃中停留和消化的时间。如果没有瘤胃垫就会影响NDF整体的消化率，小的颗粒很快就离开瘤胃，没有在瘤胃完全消化。但长草料采食太多，形成太紧实的瘤胃垫，则会影响采食量。物理有效纤维只是对纤维摄入的最低要求。
10、刚发明滨州筛时，太过于强调上层，后来发现上层太高会造成奶牛挑食。后来也关注第二层，其对刺激反刍同样起到重要作用，同时可以避免奶牛挑食。
11、强调：滨州筛是水平移动，是根据长度分离，而不是依据直径分离的。所以，老版的滨州筛第三层是1.18mm的筛孔，当时是为了模仿Mertens实验室的筛孔，其实不应该使用1.18mm筛孔，因为实验室的1.18mm筛孔是根据草料的直径来分离的。10-15年前新版滨州筛将第三层1.18mm的孔径换成了4.0mm的，这样更加合适。访问滨大网站可以知道如何计算平均颗粒度。问题1：老版和新版滨州筛造成研究结果的混乱，因此，目前将1.18和4.0mm的研究数据均去除，以统一研究评估口径，以后就采用8.0mm的筛孔。问题2：对于TMR，湿度高于平均值和NDF含量高于平均值可以相互抵消，但毕竟还是有些许误差。问题3：物理有效NDF忽略了日粮中谷物的来源。
12、物理有效NDF从大到小（右向左移动），反刍的时间逐渐缓慢下降，但当peNDF到某个阶段（14.9%以下）时，反刍时间急剧下降。
13、peNDF在14.8-18%是个关键的窗口期（B），大约在18%和14.8%时瘤胃PH和干物质采食量分别出现一个拐点，达到了干物质采食量和瘤胃PH的平衡。拐点是建模时使用的，而实际情况应该是一个光滑的曲线。另外，还忽略了饲料原料的互作，因此，窗口期会向左或向右有所移动。还有一个限制是数据库中很少有短纤维的数据。由于计算是由宾州筛各层的比例乘以日粮的NDF的含量所得来的，这是将几个变量当作一个变量，其实这两个变量是独立的，而且相互之间存在互作。在教授之后的研究中将筛层的比例和各层的NDF以及日粮的其他一些因素当成各自独立的变量进行回归分析。应用的方法对结果都会有影响，以上拐点的方法就存在一定的误差。
16、北美在流行使用短纤维之前，日粮淀粉做到30%，后来随着短纤维的使用，典型的奶牛日粮淀粉会降到20-25%。淀粉在20%，就要供应高消化率的短纤维，否则能量供应不足。可溶性纤维（甜菜粕和柑橘渣等）的降解率很高，要当作淀粉使用。唯一与淀粉的区别是可溶性纤维在瘤胃发酵不会产生乳酸。使用DDGS要考虑脂肪含量，该类原料含有较高的瘤胃活性脂肪（含有低中高未保护脂肪如C18:2分别为4、7、14%），若日粮中同时再添加莫能菌素就会抑制乳脂。
17、NDF消化率比较低时（<24%）表明木质素和草料的成熟度高，ADF:NDF越高越好，如此不至于限制采食量。所以在校正peNDF时，也将ADF:NDF作为一个重要指标。
18、瘤胃平均PH：瘤胃PH在不同的采食前后时间变化很大。
20、F:C标示粗饲料的比例和牧草的切割长度对相应的指标有显著的影响。每顿采食摄入的NDF总量差异不大。高产奶牛要关注粗料的切割长度，保证一定的长度对保持一定的瘤胃PH和瘤胃功能都是非常关键的。新版物理校正NDF不仅考虑了日粮的淀粉的水平、NDF的水平以及不同饲料的切割长度等不同的一系列物理和化学特性。
22、宾州筛上层不宜太长，以防挑食；下层往往比想像的要多，因此要保证8mm层的比例，以形成密实的瘤胃垫，以保证咀嚼和瘤胃PH。最好测定一下各层的干物质，以干物质计算各层的比例。
23、DMI（干物质采食量）有两个公式（1和5），其中公式5中单独考虑了棉籽，棉籽是一种粗饲料，但又不能完全等同于牧草。DMI（干物质采食量）、反刍时间和PH公式中留存了主要的影响因子。使用了荟萃分析和建模方式，数据库的大小和准确性影响到公式的准确性。
25、图中拐点的意义在于：当日粮粗饲料NDF达到一定比例时，若继续增加则宾州筛第二层8mm以上颗粒的比例也会逐渐下降，亦即：NDF的数量足够的话，对于粗饲料的颗粒度要求会降低。从另外方向去看的话，日粮中粗饲料NDF逐渐降低，比如从30%降到25%降到20%，再继续往下降达到拐点，对宾州筛8mm以上的比例需求急剧增加。因此，8mm以上的比例非常关键，TMR中淀粉和粗饲料都会影响到宾州筛第二层的需求。若第一层19mm比例从12%降到6%，则对日粮中的NDF的需要量也要增加。
29、这是一个Munch配方软件的案例。右上角：是最小TMR颗粒度调整条——绿色条：目标值（61.6，偏高，因有长玉米青贮）；第一个灰色条可以减（-,51.8）, 第二个灰色条可以继续减少（--,25.6，该值跟实际测定比例接近）。
30、增加了禾本科牧草，目标值就比上页PPT中的51.8低了为35.8。日粮其他部分没有变化。但是该模拟的ADF:NDF高，所以推荐的滨州筛第二层比例比前者低。这个软件的目的是：帮助调整日粮时，更清楚地知道日粮调整后，对于纤维、滨州筛第二层的比例有何要求，尤其在乳脂抑制时给出日粮调整的方向。
31、粗饲料NDF在17%较低的情况下，左侧模拟淀粉含量较低为15.8%，右侧模拟淀粉较高为25%。结果是：粗饲料NDF和淀粉均比较低时，模拟出来的滨州筛第二层颗粒的要求也比较低为27.2%；若淀粉比较高，模拟出来的滨州筛第二层颗粒的要求也比较高为39.8%。通过增加滨州筛第二层颗粒的比例，目的是增加咀嚼的时间，约每天增加20分钟。需要注意的是：粗饲料NDF和淀粉均比较低（17%和15.8%），是因为短纤维（大豆皮）的使用量非常高，这种日粮长纤维一定要保持足够，这样才能形成密实的瘤胃垫，将大豆皮能保留在瘤胃里，以有充分的时间消化，否则，大豆皮很快通过瘤胃到网胃，得不到消化。
Q 1、小麦或大麦青贮如何使用？
A: 小麦青贮如果籽实含量高，瘤胃降解的速度很快，再经过发酵降解率更快。日粮配制中若使用了小麦青贮，就需要提供较高的peNDF。小麦青贮若切割长度是合适的，如此TMR的均匀度比较好，不会出现挑食的情况。若小麦青贮的籽实多，要求破碎，否则淀粉消化率不高。
Q2、做宾州筛时同一层的变异系数如何控制？
A：宾州筛使用上每个人有差异。关键是饲喂后看看料槽剩料，以判断TMR的混合均匀度。除了第一层，其他三层变异系数控制在3%以内，不能超过5%。每个牧场的原料和TMR组成不同，不能使用一个标准来衡量。
Q3、在考虑物理有效纤维的同时，是否还考虑纤维消化速率的因素？
A：不同粗饲料的来源消化率会存在差异。使用了比较好的粗饲料，纤维消化率比较快，但这种消化率与淀粉不同，淀粉快速消化会产生乳酸，而粗饲料消化率快并不会产生乳酸，对瘤胃PH不会产生影响。好的粗饲料比较脆容易消化，过瘤胃比较快，对反刍的贡献比较弱，因此可以考虑适当增加有效纤维的使用量。
Q4、高短纤维+低淀粉与低短纤维+高淀粉日粮在实际饲喂上有何差异？
A：前者可以提高日粮消化率，但可能能量供应不足；后者高淀粉对粗饲料的消化会产生影响，高淀粉提供高能量，但粗饲料的消化率被降低了，则又降低了能量，因此需要折中考虑。美国一些牧场使用高淀粉（30%），玉米青贮的数量多，因为其质量较好、木质素少，消化率也高，其从青贮中获得的淀粉是相对便宜的，如此可能并不在意。建议：总体25~28%淀粉，这样可以提高淀粉或营养浓度的同时，还可以兼顾到粗饲料的消化。高淀粉日粮需要考虑纤维的长度，以刺激反刍和消化，并减少高精料潜在的对粗料消化的影响，同时保证长纤维不会出现挑食现象。
Q5、DDGS和湿啤酒糟有何区别？如果将湿啤酒糟换成DDGS对奶产量有何影响？
A：啤酒糟比DDGS有些优势。首先，啤酒糟的脂肪含量通常比高脂的DDGS低；另外，啤酒糟发酵原料是大麦，含有短纤维能够提供物理有效纤维；而且其氨基酸的组成相对好些；但两者的赖氨酸含量都比较低。湿啤酒糟对保持TMR的均匀度有益，总体上相对DDGS效果更好。
Q6、高产日粮的可溶性纤维比例多少?
A：目前的配方软件没有给出建议。据经验可溶性纤维也是非常好的原料，比如：甜菜粕或柑橘渣，使用这些原料时，同样要保证瘤胃微生物发酵时淀粉的需要，比如淀粉配在20%，在此基础上可以考虑将可溶性纤维原料的量提高到20%，当然动物具体的表现还要在观察后做适当的调整。
Q7、宾州筛各层测量干物质后，各层推荐的比例有显著的变化吗？
A：推荐的每一层比例并没有太大的区别。若用了水分比较大的原料（玉米青贮或小麦青贮），还要做干物质的测定，以保证每一层的干物质比例都是一样的，准确性会更好。
Q8、苜蓿草和燕麦草饲喂高产奶牛，哪一个对反刍刺激更好？
A：苜蓿草更易消化，对瘤胃反刍的刺激更弱，若在制作TMR时能控制长度，苜蓿草比禾本科草的适口性和采食量更好。苜蓿干草要关注其加工工艺，切割加工的长度比较好；揉搓的苜蓿草长草中有比较多的碎颗粒，这对TMR制作不太有利。禾本科草通常是切割的，长度的均匀度和对日粮的均匀度有保证。
Q9、精料中的玉米的粉碎粒度多少何时？
A：建议越细越好，使用1mm的筛片，对淀粉的利用最佳。市场上的玉米通常有粉质的和半透明质的，粉质的颗粒可以大一点，半透明质的粉碎粒度不细的话，其淀粉颗粒外面包裹的玉米醇溶蛋白会将淀粉包裹的比较紧实，淀粉的消化率比较低，变异也比较大，细粉碎玉米则可以避免该问题。
Q10、日粮的ADF：NDF多少更合理？
A：这跟使用的原料相关。比如使用了豆科或禾本科的草，会影响ADF和NDF的比例。若粗饲料的质量比较差，要试图提高ADF：NDF之比，ADF高意味着饲料容易消化。
Q11、娟姗牛的peNDF推荐值？最低到多少？还有包括淀粉、宾州筛1+2层的比例为42%可否?
A:娟姗牛从生理上比荷斯坦牛咀嚼的更要细一点，对消化功能会更好些。配方比例上跟荷斯坦牛并没有太多的差异，第二层的比例还是在40%，需要根据牧场的粗料情况，看乳脂的变化。没有特别的推荐值。
Q12、新版NRC中有否关于淀粉与ADF、NDF指标关系的推荐？
A：新版有淀粉与总的NDF以及ADF和NDF之间的关系指标。
Q13、围产前期日粮peNDF对新产牛日粮peNDF是否有延伸的影响？新产牛日粮peNDF推荐值多少对真胃移位有影响？
A：围产牛和新产日粮需要消化率比较低的禾本科草，一则提高瘤胃的充盈度，其二形成瘤胃垫，避免真胃移位的发生。在美国围产前期日粮还使用一些麦秸，提高瘤胃充盈度和降低产后真胃移位。新产牛日粮中需要优质牧草，以提高采食量和避免真胃移位，要平衡日粮NDF含量而影响的采食量和淀粉含量以影响的瘤胃健康。
Q14、替代啤酒糟的理想原料有哪些？
A：棉籽可以作为替代粗原料使用，替代率为75%。甜菜颗粒不仅在奶牛上使用，在美国也用于宠物（狗粮、马粮）日粮，因此价格较高。若性价比合适，甜菜颗粒的消化率和对营养的贡献是很好的原料。大豆皮是很好的原料，其消化比较慢，使用时要保证瘤胃垫的形成，日粮中要有足够的长纤维，形成紧实的瘤胃垫，减慢大豆皮离开瘤胃的时间，淀粉的使用量不能过高。替代啤酒糟的原料：甜菜粕、大豆皮、棉籽。
Q15、夏季重度热应激，会使奶牛瘤胃PH降低，甚至在6.0以下，日粮中peNDF占比多少？对粗饲料的推荐？
A：推荐使用小苏打和碳酸氢钾，补充钠、钾离子和碳酸根，对瘤胃PH维持和稳定有利。夏季日粮中peNDF也很重要，可以考虑使用短纤维和脂肪类产品增加能量浓度，但是不要增加淀粉。适当降低淀粉用量，增加使用大豆皮。
Q16、玉米青贮质量不好，使用草替代玉米青贮时注意些什么？
A：可以考虑使用优质的牧草替代质量不佳的玉米青贮，也可以使用全棉籽，其脂肪、蛋白、短纤维等营养全面；以日粮干物质计，全棉籽的使用量可以到5-10%，最高到15%，但使用太高全棉籽要考虑棉酚的毒性和对繁殖的影响，蛋白原料就不建议使用棉粕了。牧草替代玉米青贮时不要考虑精粗比的营养组成，而要考虑牧草NDF或者粗料NDF变化的状况。使用玉米青贮，由于切割、破碎、发酵时间等影响，其中的淀粉含量变化相对压片玉米或玉米粉更大。玉米青贮的干物质在40%以上，在收割过程中，压制和破碎是必需的；因为玉米青贮收获过晚，淀粉的消化率过低，使用这种玉米青贮过程中，要测定粪便中的淀粉不超过3%，若>5%就要额外添加玉米补足淀粉，否则影响奶产量。
本文结束
上海冠鹏饲料科技有限公司2008年在上海成立，是由多年耕耘于饲料添加剂行业专业营销精英、奶牛场管理和技术服务资深人士以及奶牛界专家共同组建的一家，在中国专业推广国际知名动物营养公司的反刍动物营养添加剂产品，倡导“健康源自营养、创新彰显价值”理念的创新型公司。我们尊崇“以人为本，诚信经营，为客户创造价值”的经营理念。我们的经营模式是打造一个高效的、立体的和综合性的专业产品、信息和技术服务平台，把全球高生产水准国家公认的成熟产品、资讯和技术引入国内，并集全球反刍营养最新研究进展之大成，认真聆听客户的需求，积极创新研发出适合中国市场的营养健康、高质高效和安全环保的产品和综合解决方案，为中国养殖业持续创造价值。
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