奶牛养殖技术在世界范围内一直在进步,许多地区甚至一些国家都宣布他们现在的平均奶产量超过了8吨，一些牧场也有不少牛群每天的产量超过了45kg。高产奶牛也对配方师提出了更高的要求，要求配方师提供合乎需求的养分来支持奶牛的高产。随着产量的提高干物质采食量也随之增加，但增长的幅度不一致，牛奶价格的变化更加剧了这个挑战。我们都知道，饲料占生产成本的大部分，在现今经济不振，牛奶价格低迷的现状下，我们必须重新评估饲喂制度。现实存在的对畜牧业的压力让我们意识到公众不愿意置身于任何风险当中，尤其面对畜牧业对环境的污染及可能对水质量的影响。一些地区已经出台了或者将要出台管理措施来保证奶牛养殖场的“绿色”发展。

　　奶牛氨基酸平衡日粮可以解决：

　　降低蛋白的饲喂量

　　降低饲料成本

　　提高蛋白效率

　　减少环境氮污染

　　提高乳蛋白产量

　　提供更多能量及改善日粮的平衡度

　　牛奶合成

　　为了更好的理解氨基酸平衡日粮的优势，我们首先来回顾一下奶牛合成牛奶的基本原理，尤其是乳蛋白。乳蛋白来自于饲料或者微生物中的氨基酸。必需氨基酸甚至某种必需氨基酸的缺乏将会限制奶牛的产量。饲喂较多的碳水化合物能够提高乳蛋白产量的原因是能够提高微生物的氨基酸产量或者能够避免氨基酸用来供能（糖异生）。

　　氨基酸基础

　　如果我们想要合理的应用氨基酸，首先我们应该对它们有基本的了解。有10种氨基酸对奶牛是必需氨基酸，也就是说奶牛本身不能合成足够的量。它们是蛋氨酸、赖氨酸、亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸、精氨酸、组氨酸、色氨酸和苯丙氨酸。奶牛本身可以足量合成其他的氨基酸（例如丝氨酸、甘氨酸）称为非必需氨基酸。

　　蛋白质由许多氨基酸通过肽键连接在一起。氨基酸的顺序决定了蛋白质独特的形态、化学反应及功能。因此，特定的蛋白质具有特定的氨基酸模式。蛋白质具有许多生理功能，包括酶、激素、免疫球蛋白、肌肉的结构组成和乳成分。另外，作为蛋白质的组成成分，氨基酸能够转化为葡萄糖供能。但是这不是蛋白质的主要功能，因为供能使一些必需氨基酸不能履行它们的主要功能，在能量供应上是不经济的，并伴随着氮的浪费。

　　营养物质的吸收

　　氨基酸在奶牛的代谢中发挥着多重作用。氨基酸必须随饲料获取，并在体内消化和乳蛋白生成之间的几个点上发挥作用。

　　大部分蛋白质（大约65%）在瘤胃中被微生物降解，重新合成微生物蛋白。现在我们已知大部分原料的过瘤胃率。这是4个估计奶牛可吸收氨基酸的基本要素中的一个。它允许我们计算在小肠中过瘤胃蛋白能够提供的氨基酸量。其他的要素是估计微生物蛋白的合成量、饲料和微生物的氨基酸模式及这些来源的氨基酸可消化率。过瘤胃蛋白的氨基酸模式可能跟饲料蛋白中的氨基酸模式不同但差异应该不大，相比较过瘤胃蛋白及微生物蛋白提供的氨基酸，是很小的一部分。

　　微生物的合成取决于瘤胃中可发酵的有机物的量，可以通过计算脂肪校正能量浓度来进行估算，因为脂肪不能被微生物利用。

　　必须注意的是，瘤网胃对日粮中添加的一些营养元素如氨基酸等是一个比较大的挑战，因为瘤胃微生物试图降解它们。这也就是包被氨基酸兴起的一个原因。例如乙基纤维素包被产品能够为氨基酸产品在通过瘤胃的过程中提供足够的保护，过瘤胃率稳定维持在80%。

　　不管是微生物蛋白还是过瘤胃蛋白，都要在随后的真胃中进行消化，真胃能够分泌胃酸，保持酸性环境维持消化酶的功能。氨基酸在小肠中进行吸收，在小肠吸收之前，酶将蛋白质分解为各个氨基酸，通过小肠壁进行吸收。它们通过主动吸收至小肠上皮细胞，然后进入血液循环。不能被酶剪切的蛋白质如难以消化的蛋白质。过度热处理的蛋白质和紧密结合纤维的蛋白质因为结构太大无法进行吸收，会通过消化道排泄掉。

　　哺乳动物的肝脏能处理来自于消化道的血液，并调控营养元素进入其他组织。研究表明如果单个氨基酸从肠道中吸收的浓度过高，它将在肝脏中降解或者转化，从而保证进入其他组织的氨基酸水平。

　　乳腺血液中的氨基酸水平已经过肝脏“调控”。证据表明，乳腺可以通过调控经过乳腺的血流量来摄取营养元素（葡萄糖、某种氨基酸）适应泌乳合成的需要。如果某种氨基酸过多的话对应将会减少血流量，但是同时也降低了其他氨基酸的供应量，这时某些氨基酸可能成为乳蛋白的限制因素。蛋白合成只有在第一限制性氨基酸供应充足的基础上合成。避免氨基酸不平衡可以提高效率，并帮助实现基因潜力。

　　饲料原料中的氨基酸

　　猪鸡饲料原料中的氨基酸含量都已经广泛进行测定，并以占蛋白的百分比给出。多年来根据氨基酸制作配方的实践操作验证了这些数据。赢创自己开发了一个针对奶牛的包括各种牧草的氨基酸数据库。这些数据库结合之前提到的过瘤胃率为我们估计过瘤胃氨基酸提供了可能。

　　关于青贮有一点需要注意。在青贮的过程中会发生蛋白水解及氨基酸降解。氨基酸中具有比较活泼的化学结构的如赖氨酸和精氨酸比其他氨基酸的降解程度更大。青贮的氨基酸相比新鲜的牧草或者干草较低且变异较大，大部分青贮蛋白将被转化为微生物蛋白，因此除了微生物蛋白对牛的其他氨基酸供应很有限。被奶农认为质量较差的青贮经过分析发现赖氨酸和精氨酸的含量低于预期。平衡日粮种包含较差的发酵牧草时应多加注意。

　　奶牛平衡氨基酸实例通过了解影响氨基酸平衡应用的主要因素，下面的例子证明了经济和生产效益均可实现。演示日粮如下：

　　600kg 奶牛，35kg产奶/天，3.3%脂肪，2.9%蛋白，21.8kg干物质采食量21.5kg 青贮玉米+4kg 干草（10.7%蛋白）

　　2kg 大麦+3 kg 小麦

　　3kg 菜粕（38%蛋白）+3kg葵花粕（34%蛋白）

　　0.7kg 矿物维生素预混料

　　图1列出了这个日粮的可代谢氨基酸量。17.3%蛋白能够完全满足氨基酸的需求量。大部分氨基酸严重过量。图2列出了蛋白水平降低至15.5%氨基酸的过量情况减少很多。需要添加氨基酸来满足需要。

　　图1   来自于微生物和饲料原料的氨基酸

　　（蛋白质水平17.3%）

　　图2 氨基酸平衡方法，降低蛋白水平

　　（蛋白水平15.5%）

　　在第二个日粮中，以1.8kg大麦和6g过瘤胃蛋氨酸取代1.8kg葵花粕将日粮水平从17.3%降低至15.5%，增加能量水平及蛋氨酸水平。其他氨基酸的过量程度减轻，赖氨酸、亮氨酸和精氨酸的供应与需要量比较接近。虽然这不是一个完美的平衡结果，但是氨基酸的模型改善了很多。需要氧化的氨的数量减少，因此，向环境中排放的氮的数量减少。

　　之前被蛋白原料占据的配方空间可以释放出来补充其他原料，主要是碳水化合物来供给能量或者纤维来维持瘤胃功能和采食。

　　必须承认的是，任何一个日粮都有其独特的配方挑战但是之前提到的氨基酸平衡在奶牛日粮中的概念框架适用于任何情况，并能看到营养优势。

　　经济效益

　　以过瘤胃蛋氨酸和谷物或者牧草取代高过瘤胃蛋白原料通常能够降低饲料成本。成本的降低程度主要取决于之前的日粮和原料成本。需要注意的是，某些日粮制作氨基酸平衡日粮成本可能会增加。这些日粮基本是因为相对于其他原料氨基酸的供应量相当低所致，氨基酸平衡日粮通常也会提高产量。

　　我们之前与威斯康辛大学合作的一个商业试验在牧场水平验证了这个方法。试验动物为19头奶牛（群平均产量为10,700）。氨基酸平衡日粮与之前的日粮进行了对比。氨基酸平衡将粗蛋白从17.6%降低至16.8%（%DM）。因为氨基酸平衡及低蛋白释放的空间ADF、NDF和NFC稍微有所提高。在试验期间，半群采食氨基酸平衡日粮，另半群采食之前的日粮来避免任何季节因素。

　　采食氨基酸平衡日粮的牛群乳蛋白率比对照组有显著提高（0.05%），其他生产性能没有差异。日粮中蛋白原料的用量降低导致饲料成本每牛每天降低0.05美元。氨基酸平衡日粮提高了部分牧场自制粗饲料的采食量，需采购的饲料成本节省每牛每天0.1美元。该试验很好的阐述了氨基酸平衡日粮能给牧场带来的利润。

　　氨基酸平衡-已经得到科学验证的概念

　　美国奶业牧草研究中心（麦迪逊）在2008年进行的一个试验表明平衡氨基酸降低粗蛋白水平能够提高乳氮效率至少20%（Broderick et al.2008）。乳氮效率衡量了蛋白质也就是说氮被利用合成乳蛋白的效率，也间接表示了氮被浪费的程度及对环境的挑战。

　　试验设计

　　该试验中基础牧草包括了苜蓿青贮（干物质的21%）和玉米青贮（干物质的28%）。采用24头荷斯坦奶牛作为试验动物，平均产奶量45±6 kg/d，平均体重598±73kg，100±42 DIM。高水（HM）玉米为唯一谷物，豆粕（SBM）和膨化大豆提供蛋白补充。所有处理都包含豆壳（干物质的5.8%），以防淀粉采食量过多造成瘤胃酸中毒。整个试验蛋白水平分别为18.6，17.3，16.1和14.8%。蛋白最高组不添加蛋氨酸，其他组以HM玉米替代豆粕降低蛋白含量，添加Mepron?保证蛋氨酸供应，其中Mepron?（赢创德固赛集团提供）的蛋氨酸含量为85%，过瘤胃率80%，小肠消化率90%。

　　对氮利用的影响

　　如下表所示，随着蛋白水平的降低，氮和粗蛋白的利用率提高，这可能是因为更低的氮的摄入量、更高的产奶量及乳蛋白率的缘故，如17.3和16.1%蛋白组所示。14.8%蛋白组影响奶牛的生产性能，因此在商业生产中不推荐使用。       17.3和16.1%蛋白组不仅提高奶牛生产性能，而且降低尿素氮排放，尿素氮是最易造成空气污染的氮形式。

　　17.3和16.1%蛋白组相对18.6%蛋白组分别提高氮泌乳效率14和21%，同时降低尿液中尿素氮损失28和44%，说明添加Mepron?能够在保持奶牛生产性能的同时改善环境。

　　该试验结果表明，Mepron?结合HM玉米可以替代部分豆粕。添加Mepron?能够在保持奶牛生产性能及乳成分的同时将蛋白含量从18.6%降低至16.1%。日粮蛋白水平降低至14.8%抑制牛奶生产及消耗体蛋白用于产奶，添加Mepron?无法补偿该负面影响。

　　总结

　　平衡日粮氨基酸是满足环境改善需求和提高生产经济效益的一条有效途径。在本试验中16.1%蛋白组添加Mepron?，在不改变生产性能的同时N利用率最高。

　　商业奶牛日粮配方软件在预测小肠蛋白质和必需氨基酸上的功用Pacheco等在2012年发表了一篇文章，比较了4种常用的日粮配方软件的小肠蛋白量，蛋白质分布及必需氨基酸的预测值与观察值的差异。文章选取了来自奶业科学的40个研究，154种日粮，以Aminocow、AMTS、CPM和NRC模型得出预测值与文中观察值进行比较。

　　根据这些模型预测平均值、均方根预测误差、误差偏倚和每种蛋白片段的回归方程适用性的能力来评估它们。

　　所有模型对小肠平均CP的预测误差都在5%以内，90%以上的变异来自于随机误差。Aminocow、AMTS和NRC对微生物平均CP预测值的预测误差也处于5%以内，CPM高估了微生物平均CP27%。NRC对RUP量平均值的预测误差小于5%，Aminocow、AMTS的误差在8到9%之间，CPM为24%。关于小肠单个氨基酸的量，所有日粮中，CPM高估了（>10%）精氨酸、组氨酸、异亮氨酸、蛋氨酸和赖氨酸。AMTS高估了精氨酸和蛋氨酸，Aminocow和NRC的估计值误差均在10%以内。

　　四个模型都能很准确地预测干物质采食量。Aminocow、AMTS和NRC在牧场水平应用氨基酸平衡日粮方面都足够准确。

　　应用氨基酸平衡日粮的指导原则

　　提供足量的碳水化合物。纤维碳水化合物（FC）是首要考虑的，因为纤维在平衡任何日粮中都是最重要的因素。它对瘤胃健康、奶牛健康和发酵效率是必须的。

　　一旦满足了奶牛对纤维的需求，考虑的重心要转移到非纤维碳水化合物（NFC）上来，NFC能够提供足量的丙酸前体。奶牛高产的顺序如下：

　　淀粉和糖>>>丙酸>>>葡萄糖>>>乳糖>>>奶产量

　　最具决定性影响的因素是可发酵淀粉。

　　为了达到节省成本的目的，不要对粗蛋白和过瘤胃蛋白水平进行限制。需要对RDP进行平衡，RDP根据日粮中NFC水平的变化而变化。

　　关于氨基酸，蛋氨酸和赖氨酸一般来说是第一限制性氨基酸。赖氨酸(+2 to +3g)及蛋氨酸的微量正平衡被证明是最优的。保证其他的必需氨基酸满足需要量。

　　因为脂肪不能促进微生物的生长，饲喂脂肪采取了相对保守的策略，DM含量的3-5%。从NRC（2001）不包括脂肪的需求量可以看出NRC也采用了相对保守的观点。总之，日粮中少量的脂肪能够节省日粮空间，从而饲喂更多的碳水化合物。

　　基于跟脂肪相同的考虑，对于灰分建议也采用基本的方法。多数日粮的灰分处于8-10%之间，但是日粮配制的目标应该少于8%。

　　氨基酸平衡日粮的优势

　　通过改善氨基酸供应，提高乳蛋白率和/或者提高乳蛋白产量?低蛋白日粮降低日粮成本

　　饲喂低蛋白日粮，提高蛋白质（氨基酸）效率，减少氮浪费?饲喂低蛋白日粮，节省日粮空间，饲喂更多其他营养成分，改善营养平衡，长期改善牛群健康和生产性能。