奶牛营养需要（第8版）讲座四：奶牛能量需求-维生素和矿物质

1.Bill Weiss: 2001NRC编委。2021NASEM编委和副主席。主要研究领域：奶牛的能量代谢、维生素和微量元素。
 
维生素和矿物质微量元素这类营养物质，需要一个比较长的周期才能从动物的生产性能、健康和繁殖上体现出来，因此，我们迫切希望知道在过去20年中在这个领域我们的研究到底有哪些进展。
 
这是一个非常大的主题，在此，只会把一些非常重要的点和大家分享：回顾2021-NASEM新版的关于矿物质营养和维生素营养的知识。新版的营养需求中，绝大多数元素的需求量都或大或小有所调整；即便是需求量与2001版没有太大区别，其计算公式也有所调整。



2、新版在吸收效率上做了很多的工作，由于吸收效率的不同和调整，也会对整体的需求量产生很大的影响。新版的营养需求中，维生素和矿物元素有了三种不同的表达方式：首先是需求量，其概念与01版的相同；其次，是充足的摄入量；第三是有效果的采食量。




3、需求量：所有常量元素都有一个需求量的数据。需求量含义：就是一个平均数，对所定义的牛群的平均需求量就是需要量。比如：一个牛群的平均体重是600kg，平均单产35kg/头日，由此给出该体重和单产的平均需求量。若按此平均需求量饲喂就满足了该牛群50%的需求，另外，50%没有达到需求量；如果按照2001版你仅满足了牛一半的需求，另外一半的牛营养需求没有得到满足。建议：基础需求量*1.2，就能满足牛群绝大部分的需求。
        充足的摄入量：主要针对微量元素和维生素。这些营养素的研究数量并不很多，没有达到有信心的区间而给出一个确切的需求量的值，因此，给出的是一个满足充足需求的建议值。比如：饲喂1000IU的VE给牛群而满足绝大多数牛的需求，其所需的能量、氨基酸和维矿的计算方法都是一样按照因子计算的。



4、日粮需求量中的维持需要：主要来自两个方面——1）内源粪（EF）和2）内源尿（EU）。3）牛奶中的元素含量；4）生长需要：沉积在身体里的维生素和微量元素的总量；5）胚胎发育：沉积在胚胎里的维生素和微量元素的总量；5种需求加总在一起，就是从日粮中要吸收进入体内的总量。
        做配方时，需要知道日粮营养需要量，日粮营养吸收了多少，1）~5）需求总量除以吸收效率（AC），就是日粮需要添加的总量（供应量）。
        吸收效率：测定吸收率有一些前提——一则动物是健康的，第二微量元素和维生素储量充足，因为要维持动物生长的基本需要，若添加不足动物表现不出正常的状态。若动物是生病的，则需求量会上升；没有足够的数据来展示生病的动物维生素和矿物质的需求量。若微量元素和维生素储量不足，需要营养师手动设定值。
对于大多数动物，吸收效率难以测定。因为计算吸收效率要测定采食了多少和排除了多少，排除的微量元素中有一些是内源分泌的，这些内源分泌的元素已经被吸收过一次，要排除在外。
        测定方法有几种：1）同位素：该方法成本比较高；2）统计的方法估算出值。新版NASEM的吸收效率已经很准确了，但后续仍然需要研究以计算的更准确。





6、相对供应量的方法：不仅NASEM使用该方法，其他供应商也使用该方法。该方法主要使用于额外添加的微量元素。



7、NRC2001版以CaCl₂作为Ca的参考标准，吸收率为0.95，但该值是针对犊牛的，偏高；不适应于其他阶段的奶牛，以此推算出的其他原料吸收率均偏高。而反刍动物的真吸收率接近0.6。如此，2021版均做了调整。



8、2001版维持钙以kg体重计算是错误的。2021版维持钙以DMI计算，乳中的钙也大幅调低了（H荷斯坦和J娟姗分别从1.22和1.45调低到1.03和1.13）。



9、680kg泌乳牛（2021版）总可吸收钙需求量计算：1）维持=0.9*25kgDMI= 22.5g/天；2）泌乳=1.03*41kg=42.23g/天，总计=1）+2）=64.7g/天。日粮钙需要量=总吸收量/吸收率=64.7/0.45=143.7g/日，日粮钙含量=0.1437kg/25kgDMI= 0.58%（DM计）。





11、磷：新版增加了有机磷和非有机磷吸收效率项目。目前还没有商业机构测定该两个项目。配方里50%有机磷和50%非有机磷，吸收效率为0.72。如此，磷的饲喂更加精确。



12、2021版镁维持需求量来自：1）内源尿（跟体重相关），2）来自采食量（0.7mg/kg*680kg/1000+0.3g/kg*25kgDMI=7.9g/天。



13、镁的吸收系数：2001版基础是以玉米青贮为例为0.3，系统设定是0.16。新版与2001版接近为0.31，影响镁吸收的关键因素是钾（正常日粮K为1.2%）。镁对健康的影响（增加镁，降低低血镁症）并没有计算在镁的营养需求量里面。






17、牛奶中的钠近几十年大幅降低，从65版、01版到21版分别为0.65、0.41和0.4g/kg，主要原因是：乳房炎大幅降低，体细胞也大幅降低，钠随体细胞进入牛奶中的数量也大幅降低。泌乳牛钠维持需要增加（10-15g/天），乳中需求量下降（6-12g/天），一增一减日粮的需要量变化不大，但计算公式变化很大。




19、提高DCAD的值可以增加奶量。要从经济上平衡增加DCAD值的成本与增加产奶量的收益。



20、DCAD每增加100mEq/kg（成本），乳脂肪增加36g/天（收益）。



21、NRC给出的需求量是指TMR日粮的总需求量，而不是某个微量元素的量。原料中所含有的基础微量元素仍然是可以被动物有效利用的。建议：检测原料中的微量元素，并输入系统中，参与计算。若没有测定值，就使用课本中给出的平均值。





23、第一行Cu是指额外添加的Cu（硫酸铜等）；第二行是基础原料的Cu的吸收效率（由4%增加到了5%，这是基于新的计算方法）。蓝色数值部分是在2021版有很大调整的数值。Mn的吸收效率和基础原料数据都大幅调整了，是因为使用了同位素测定。Zn的基础原料吸收效率提高了（15%到20%），这主要是统计方法有了改变。



24、Fe给出的是充足摄入量。Se：0.3mg/kg DMI是额外的添加量，加上基础日粮0.1mg/kg，合计0.4mg/kg对泌乳牛是足够的需求量。



25、Cr：基础原料测定比较难。原料在检测前要超微粉碎，设备会造成Cr的残留污染，形成基础原料Cr测定的误差。大多数添加Cr在产量上有正向的回馈。Co：肉牛上有许多新的数据。



26、铜：35kg单产的牛整体日粮添加量11mg/kg+20%安全系数=13.2mg/kg，而非额外添加量。



27、锰：干奶牛需求量增加了1倍。泌乳牛需求量翻了2倍。增幅较大。



28、锌：干奶牛28mg/kg DMI和高产牛60mg/kg DMI都是平均值，要满足所有牛要增加20%安全系数。




29、VA：35kg/头日单产是平均的单产。若单产大于35kg，则要增加VA。比如：40kg单产增加VA=1000IU*（40-35）=5000IU。其他因素也会影响VA需求量，需要提醒的是：这些其他影响因素并不包含在新版营养需要里面。



30、由于饲喂高淀粉日粮对VA的破坏程度不同，泌乳牛日粮淀粉设定在25%，若提高到30%，则日粮的VA含量就要增加10,000IU/kg DMI，这是NRC系统不含有的变量。另外，要考虑基础原料所含有的β-胡萝卜素。奶牛如同其他动物一样可以将日粮中的β-胡萝卜素转化为VA。假如30-40%的基础日粮来自于放牧，所采食的牧草就可以满足奶牛VA的需求，这是一个理论值。早年在人类和小鼠上的试验：1mgβ-胡萝卜素转化为400IUVA，过高估计了转化率，并不准确。因此，即使奶牛放牧也要补充VA。





32、VD₃：20,000IU/天，亦即：30IU/650kg体重，仍然达不到部分牛的需求（红色箭头）。若提高到40IU/kg体重，亦即：26,000IU/天，就可以满足需求。



33、VE：围产设定3IU/kg体重，是根据乳房炎和子宫炎发病状况调高的。



34、黑实线表示产犊前后奶牛血液维生素A和E含量，产前显著下降。左中图提高了β-胡萝卜素，产前血液含量仍然下降。 左上图：空心线正常产犊，但乳房切除没有合成初乳，VA没有明显下降，说明：是由于初乳导致血浆中VA下降。VE即使不合成初乳也会下降，建议提高围产牛VE添加量，VA并没有建议提高。


35、后备牛的数据比较少，要么来自于干奶牛和泌乳牛的推断，要么来自于肉牛上的数据。显然，需要更多的后备牛在维生素和矿物元素的数据。



36、高产牛铜的整体摄入量有所下降。VA：高产牛提高了。VE：干奶牛从1000IU/天提高到了2000IU/天。



Q & A：
Q 1：异食癖-吃土的原因?
A: 磷和钠的缺乏和酸中毒都会导致吃土的状况。建议：额外补充自由采食的食盐或舔砖。
 
Q 2：铜或锌的补充是否可以缓解蹄病发生？使用有机的微量元素是否会降低蹄病的发生？
A：按照NRC营养元素需要量添加都不会造成铜或锌的缺乏。但是微量元素的来源不同会有不同的结果。一定要拿到供应商销售的有机微量元素的公开发表的试验报告，或研究文章、数据和技术资料。有机硒比无机硒的吸收利用率高20%，干奶和围产阶段使用有机硒，泌乳阶段不一定使用有机硒，无机硒就够了。再比如：使用两种有机锌与无机来源的锌（氧化锌或硫酸锌）做对比实验，发现：饲喂有机锌的牛粪便中的导致蹄病的致病菌的数量减少了。建议：添加部分有机锌（50%）。日粮中有机锌：无机锌各占一半。铜：添加正常的无机铜就足够了，铜在常规的基础原料吸收率是5%，没有含硫、钼等拮抗情况下的吸收率。当日粮中有拮抗铜的原料存在，比如含硫高的原料DDGS，需要使用有机铜。有拮抗铜的原料存在时，可以使用50%的有机铜。若没有拮抗铜的原料，使用无机铜即可。NASEM《奶牛营养需要》（第8版）书籍中解释了微量元素拮抗的各种状况，但CPM配方中没有考虑在内，因此，在计算具体配方时要考虑各种原料对微量元素吸收拮抗的因素。
 
Q3：被毛发红是否缺乏某种微量元素？
A：缺乏铜的确会造成毛色的变化，如果牛的眼睛周围出现发灰的颜色，这是缺铜的表现，而不是被毛的发红。光照会影响到被毛颜色，出现发红现象。
 
Q4：VA和VD长时间缺乏会造成什么后果？
 A：VD在成年上很少缺乏，生长牛缺乏就会腿部畸形（螺旋腿）；VA很少有临床型的缺乏，会出现也临床缺乏症，比如：流产、胎衣不下。
 
Q5：从奶牛投入产出角度，推荐使用哪几种有机微量元素？
A：第一，推荐有机锌，以及有机锌和无机锌的混合使用。有机硒：干奶和围产阶段使用有机硒，可以增加胎儿体内硒的含量，也可以提高初乳中硒的含量而增强免疫的作用；含硫多的DDGA也会影响硒（亚硒酸钠）的吸收，建议：有机硒和无机硒同时使用，以避免硫对硒吸收的干扰。
 
Q6：体况偏肥的牛是否有必要添加VB12以帮助碳水化合物或脂肪的代谢？
A：在正常的日粮配方中，钴的量足够，因为钴是帮助瘤胃微生物合成B族维生素，包括B12。如果日粮中有足够的钴，就不必补充VB12。胖牛可以考虑使用过瘤胃胆碱，预防脂肪肝和酮病。
 
Q7：为什么围产期使用高钙？
A：围产期使用阴离子盐DCAD主要是为了促进骨骼中钙的释放，使用高钙日粮的目的就是通过补充钙以弥补钙的流失。DCAD适合各种钙含量的情况，关键是要把钙添加够。围产期DMI中0.8~1.5%的钙都可以。还要关注磷和镁的添加水平。
 
Q8：补充钠和钾是如何改善热应激的？
A：新版NRC没有就温度变化推荐钠和钾的添加量。夏季增加钠和钾的添加可以增加奶牛的饮水量，喝进去的水是凉的，排出的尿液是热的，从而带走体内的热量。
 
Q9：有机牧场燕麦草钾离子高，不能使用阴离子盐DCAD，产后瘫或低血钙症如何解决？
A：磷的使用可以降低点，略低于推荐值；围产前期镁做高。
 
Q10：FDA是何原因考虑对硒的限定？
A：中国和美国对硒的限定量都是0.3ppm（mg/kg DM）。在美国并不是进行很多的研究结果，在美国早期研究中发现：给老鼠额外饲喂添加亚硒酸钠会导致癌症。所以限制在0.3ppm是基于过量硒对人健康的影响。
 
Q 11：铜中毒都有哪些症状？
A：铜中毒不存在亚临床症状。因为铜在肝脏积累蓄积，可能是几个月或几年的积累，蓄积造成的中毒症状，通常是在应激状态下从肝脏中释放出来，比如：乳房炎或其他疾病的爆发等出现的应激状态，铜从肝脏中释放出来后进入血液破坏红细胞，导致奶牛的突然死亡。可以从肝脏组织取样测定铜的含量。
 
Q12：围产前期饲喂燕麦草，其含钾较高，高钾会导致镁的吸收下降，如何通过添加镁以弥补不足？
A：可以通过增加镁饲喂量防止钾的拮抗。甚至镁可以增加1倍。
 
Q13：甘氨酸鳌合微量元素、蛋氨酸鳌合微量元素和小肽鳌合微量元素，哪种微量元素在奶牛中使用效果最好？
A：不同来源很难比较，即使同一种鳌合微量元素，厂家不同效果也不同。不论哪种微量元素，一定要拿到供应商（厂家）销售的有机微量元素的公开发表的试验报告，或研究文章、数据和技术资料。
 
Q14：围产期肌肉注射VDE针剂，或饲喂VADE粉是否有助于产后繁殖的恢复？
A：VE注射很难保持长期的效果，作用是有限的，因为粘稠度的问题。VAD注射是可以被利用的，多余的部分主要在肝脏贮藏。在日粮中补充饲喂的效果最好。
 
Q15：就如同氨基酸、胆碱，包被VADE对奶牛有意义吗？
A：VA通常都是包被的，因为防止其氧化。VA在瘤胃很大一部分被破坏了，NASEM推荐量已经考虑了维生素被破坏的因素。VD和VE在瘤胃里破坏的很少，不需要包被。
 
Q16：奶牛各个阶段的盐砖或小苏打如何添加？
A：干奶、围产和泌乳牛中建议在日粮中将维生素和微量元素补充够，这样就胸有成竹了。后备牛和育成牛可以添加舔砖，因为这些阶段维生素和微量元素很重要，过量或缺乏对这些阶段的牛都影响很大。小苏打在日粮配方中添加够了，再让牛自由采食，是不经济的。