王斐然，王雅晶*，阿斯汗，張?jiān)滦?，周東年，侯詩(shī)宇

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193；2.鞍山市恒利奶牛場(chǎng)，遼寧鞍山 114202）

《肉牛營(yíng)養(yǎng)需要》的進(jìn)展與改變（第8次修訂版）

王斐然1，王雅晶1*，阿斯汗1，張?jiān)滦?，周東年1，侯詩(shī)宇2

（1.中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)動(dòng)物科技學(xué)院，動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，北京 100193；2.鞍山市恒利奶牛場(chǎng)，遼寧鞍山 114202）

本文簡(jiǎn)要敘述了修訂第8版的《肉牛營(yíng)養(yǎng)需要》的主要進(jìn)展與改變。內(nèi)容包括概述、維持與生長(zhǎng)、繁殖、蛋白質(zhì)及代謝調(diào)控因子、維生素、礦物質(zhì)與水、環(huán)境因素、飼料加工副產(chǎn)品的應(yīng)用和計(jì)算機(jī)模型的更新等。本文并未針對(duì)肉牛營(yíng)養(yǎng)需要的某一部分內(nèi)容進(jìn)行特別深入的討論，僅提供給讀者整個(gè)肉牛營(yíng)養(yǎng)需要的制定流程以及本次版本中最為主要的變動(dòng)。

肉牛營(yíng)養(yǎng)需要；第八版；進(jìn)展；改變

美國(guó)國(guó)家研究委員會(huì)（NRC）對(duì)肉牛營(yíng)養(yǎng)需要系列叢書的編寫已有幾十年之久，為營(yíng)養(yǎng)學(xué)家和行業(yè)學(xué)者提供了大量關(guān)鍵信息，促進(jìn)了肉牛行業(yè)的經(jīng)濟(jì)和環(huán)境可持續(xù)性發(fā)展。不管是在生產(chǎn)、飼喂經(jīng)驗(yàn)或是牛的生物特性、生理潛能方面，這一系列叢書的每一版本內(nèi)容都經(jīng)歷了時(shí)間的考驗(yàn)，證明其修訂的價(jià)值所在。

自第7版《肉牛營(yíng)養(yǎng)需要更新》2000年出版以來，時(shí)隔16年后，第8次修訂版《肉牛營(yíng)養(yǎng)需要》終于問世。

1 任務(wù)說明及研究過程

在開展研究工作之前，NRC出具了一份對(duì)于本版本肉牛營(yíng)養(yǎng)需要的任務(wù)說明：委員會(huì)將針對(duì)肉牛營(yíng)養(yǎng)的科學(xué)研究出具一份報(bào)告，涵蓋其所有生長(zhǎng)階段和各種類型的生產(chǎn)。報(bào)告將包括以下幾部分內(nèi)容：對(duì)于近期關(guān)于肉牛飼喂與營(yíng)養(yǎng)研究的全面分析，包括生長(zhǎng)及繁育過程中肉牛的氨基酸、脂質(zhì)、礦物質(zhì)、礦物質(zhì)和飲水需要量；總結(jié)最近關(guān)于肉牛能量需要體系的研究；更新1996版NRC的《肉牛營(yíng)養(yǎng)需要》；總結(jié)常用肉牛飼料原料的組成、礦物質(zhì)供給和飼料添加劑的使用；總結(jié)來源于生物能源行業(yè)的副產(chǎn)品的相關(guān)信息，包括各種類型產(chǎn)品的信息及含磷含硫物質(zhì)的最有效的利用；綜述減少糞污養(yǎng)分流失和降低溫室氣體排放的營(yíng)養(yǎng)及飼喂策略；討論飼喂對(duì)于牛肉營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)及食品安全的作用；提供養(yǎng)分代謝和利用的新信息（如蛋白和脂類的過瘤胃，養(yǎng)分的包被，淀粉加工）；飼料添加劑改變瘤胃代謝與前胃吸收代謝的新信息；以及未來需要研究的領(lǐng)域。根據(jù)新信息的可獲得程度，也可能對(duì)目前計(jì)算養(yǎng)分需要量的計(jì)算機(jī)模型做進(jìn)一步開發(fā)。

這份任務(wù)說明中，有一些是第8版《肉牛營(yíng)養(yǎng)需要》里新添加的內(nèi)容，如與糞污及氮排放相關(guān)的環(huán)境問題、牛肉品質(zhì)與食品安全問題等；有一些則是在1996年《肉牛營(yíng)養(yǎng)需要》基礎(chǔ)之上需要修改的內(nèi)容。

研究動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)需要量時(shí)，通常需要從3個(gè)大方向入手：動(dòng)物的營(yíng)養(yǎng)需要、飼料能夠滿足營(yíng)養(yǎng)需要的能力以及研究工具（圖1）。動(dòng)物的6種養(yǎng)分需要受到性別、品種、生理階段、環(huán)境和管理等多種因素的影響，而飼料的養(yǎng)分組成也是存在波動(dòng)與變異的。因此，需要通過各種工具，如綜述文獻(xiàn)、劑量效應(yīng)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)挖掘及驗(yàn)證等方法對(duì)這兩個(gè)方向進(jìn)行探究。另外，還需要了解影響?zhàn)B分供給機(jī)體的效率，也就是消化動(dòng)力學(xué)和養(yǎng)分相互作用的內(nèi)容。對(duì)養(yǎng)分的沉積與利用進(jìn)行建模，采用獨(dú)立數(shù)據(jù)驗(yàn)證，便能將它應(yīng)用到已發(fā)表的公式以及計(jì)算機(jī)模型的修改與更新上。

同時(shí)，新增的計(jì)算機(jī)模型也在以前的基礎(chǔ)上進(jìn)行了改進(jìn)。模型可以在Office Excel上運(yùn)行，并可以提供2種模型解決方案，分別為NRC（1996）中提到的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ停‥LS）和理論模型（MLS）。但新版本的模型操作簡(jiǎn)單，通過點(diǎn)擊即可完成各項(xiàng)運(yùn)

圖1 如何確定反芻動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)需要量

2 NRC委員會(huì)組成

NRC委員會(huì)有Michael L. Gaylean博士（主席）、Karen A. Beauchemin博士、Joel Caton博 士、Noel Andy Cole博士、Terry Engle博士、Galen E. Erickson博士、Clinton R. Krehbiel博士、Ronald P. Lemenager博士、Luis O. Tendeschi博士、Camilla Yandoc Ables、Katie Reimer等；另外還受到農(nóng)業(yè)及自然資源方向國(guó)會(huì)顧問Austin J. Lewis 的外部支持。

3 概 述

在2016《肉牛營(yíng)養(yǎng)需要》（第8次修訂版）中新增或者重新修訂了如下章節(jié)：肉牛生產(chǎn)：系統(tǒng)、質(zhì)量與安全；解剖、消化及養(yǎng)分的利用；能量術(shù)語(yǔ)與概念；碳水化合物；脂類；維生素與飲水分開設(shè)置章節(jié)；代謝調(diào)節(jié)劑；環(huán)境（養(yǎng)分排瀉與利用）；牛對(duì)副產(chǎn)品飼料的應(yīng)用以及進(jìn)一步需要開展的研究。算，同時(shí)也保留了NRC （1996）的表格生成功能。通過Excel的規(guī)劃求解加載項(xiàng)（Excel Solver Addin），可實(shí)現(xiàn)日糧的“最優(yōu)化”功能。通過Palisade @Risk 加載項(xiàng)（ Palisade @Risk Add-in）實(shí)現(xiàn)隨機(jī)模型選項(xiàng)。

下面分章節(jié)分別概述主要變更項(xiàng)。

3.1 第一章 肉牛生產(chǎn)：體系、質(zhì)量和安全 本章節(jié)主要是對(duì)北美地區(qū)肉牛生產(chǎn)體系的簡(jiǎn)介，為讀者提供了背景信息以理解建立營(yíng)養(yǎng)需要量所依據(jù)的數(shù)據(jù)導(dǎo)出設(shè)置、養(yǎng)分推薦量所適用的典型條件。這一章針對(duì)食物來源的致病菌和耐藥性，提供了關(guān)于牛肉安全的最新信息；針對(duì)牛肉產(chǎn)品的營(yíng)養(yǎng)構(gòu)成進(jìn)行了簡(jiǎn)要綜述；也闡述了肉牛產(chǎn)業(yè)中動(dòng)物福利的重要性。它看似簡(jiǎn)單，但能夠幫助讀者更好了解并理解整本書的內(nèi)容。

3.2 第二章 解剖、消化和養(yǎng)分的利用 這一章對(duì)于反芻動(dòng)物解剖、消化和養(yǎng)分利用進(jìn)行了全面介紹，為建立營(yíng)養(yǎng)需要量和開發(fā)機(jī)理模型提供了基礎(chǔ)概念。

3.3 第三章 能量術(shù)語(yǔ)與概念 這一章是在之前的基礎(chǔ)上作了一些小的改進(jìn)使得內(nèi)容更具有邏輯完整性。本章對(duì)能量的術(shù)語(yǔ)進(jìn)行了一些更新以保持前后的一致性，還有對(duì)于其他數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析的相關(guān)關(guān)系的一些建議（如不同日糧能值下消化能到代謝能的轉(zhuǎn)化效率及對(duì)能量平衡的影響）。

3.4 第四章 碳水化合物 由于碳水化合物是當(dāng)前反芻動(dòng)物飼料中的主要能量來源，它的重要性不言而喻。除了對(duì)不同類型的碳水化合物進(jìn)行概述之外，本章節(jié)更關(guān)注碳水化合物的物理化學(xué)組成及其代謝，以及與計(jì)算機(jī)模型或者消化動(dòng)力學(xué)相關(guān)的內(nèi)容。這對(duì)于理解理解養(yǎng)分供給和模型的建立，以及后續(xù)對(duì)肉牛營(yíng)養(yǎng)需要及生產(chǎn)性能進(jìn)行預(yù)測(cè)十分關(guān)鍵。本章也討論了加工方式對(duì)于碳水化合物養(yǎng)分供給的影響以及粗飼料纖維對(duì)維持瘤胃功能的重要性。

3.5 第五章 脂類 脂類是第8版《肉牛營(yíng)養(yǎng)需要》中十分重要的新添內(nèi)容。本章描述了脂類物質(zhì)消化和吸收的過程，也添加了一些生產(chǎn)中較為實(shí)用的內(nèi)容，如日糧中應(yīng)當(dāng)添加多少脂類，脂類會(huì)如何影響消化與吸收及機(jī)體的代謝等。除此之外，本章闡述了瘤胃微生物完成脂肪酸生物氫化的重要性；為未來版本的計(jì)算機(jī)模型中應(yīng)用氨基酸代謝提供了可能。

3.6 第六章 蛋白質(zhì) 對(duì)于蛋白質(zhì)，本版本沿用了之前版本的代謝蛋白（Metabolizable Protein, MP）體系，以此作為建立肉牛蛋白需要的基礎(chǔ)。在這一章，編者對(duì)代謝蛋白體系進(jìn)行了綜述與更新。本章提供了預(yù)測(cè)微生物蛋白產(chǎn)量的新方程（方程1）。使用這個(gè)方程估測(cè)低質(zhì)量飼料或育肥料時(shí)，結(jié)果可能與之前方程的預(yù)測(cè)值相差無幾。但新方程的預(yù)測(cè)值依然低于之前的預(yù)測(cè)方程。因此也許需要時(shí)間來驗(yàn)證這個(gè)方程是否合理，但和文獻(xiàn)提供的信息相比，從數(shù)理統(tǒng)計(jì)的角度可認(rèn)為這個(gè)系統(tǒng)是合理的。方程1：

其中，EE（Ether Extract）代表醚提取物；MCP （Microbial Crude Protein）為微生物蛋白，單位為g/d；TDNI（Total Digestible Nutrients Intake）指總可消化養(yǎng)分?jǐn)z入量，單位為g/d；FFTDNI（Fat Free TDNI）指去脂肪的TDNI，單位為g/d。

對(duì)于理論模型，建立了估測(cè)用于合成代謝的尿素氮新方程（方程2）（UUA,Urea-15N Utilized for Anabolism，表示回收的氮整合成為微生物蛋白或其他微生物產(chǎn)物）。方程2：

其中，UUA 指用于合成代謝的尿素氮，單位為g/d；CP（粗蛋白）、干物質(zhì)（DM）百分比含量；NI（氮攝入量）單位為g/d。

3.7 第七章 礦物質(zhì) 這一章節(jié)更新了常量與微量元素的需求量，綜述了肉牛生產(chǎn)中關(guān)于礦物質(zhì)的最新信息。主要更改包括：提供了肉牛生產(chǎn)中與硫元素作用相關(guān)的新信息，如硫、銅、鉬和硒的相互作用，且將硫元素的最高可承受濃度范圍調(diào)整為0.3%～0.5%（之前為0.4%）。生長(zhǎng)和育肥牛對(duì)鈷元素的需要量由0.10 mg/kg增至0.15 mg/kg。將銅元素的最大可承受劑量從100 mg/kg DM減少到40 mg/kg DM。將硒元素的最大可承受劑量由2 mg/kg DM設(shè)定為5 mg/kg DM。另外增加了一些與肉牛礦物質(zhì)營(yíng)養(yǎng)相關(guān)的最新試驗(yàn)信息。

3.8 第八章 維生素 這一章涵蓋了脂溶性維生素和水溶性維生素相關(guān)的最新信息，闡明維生素缺乏或過量的問題，也呼吁學(xué)者對(duì)此進(jìn)行深入探究。需要特別指出的是，本章針對(duì)不同生產(chǎn)目標(biāo)設(shè)置下的肉牛維生素E推薦量提供了更為詳實(shí)的解釋?；诳傻玫降男畔?，研究委員會(huì)建議：對(duì)于無應(yīng)激的成年肉牛，其維生素E的需要量很低，普通的日糧成分似乎可以滿足需求。對(duì)于新進(jìn)入牛場(chǎng)的有應(yīng)激的犢牛，委員會(huì)推薦在新入場(chǎng)期間提供400～500 IU/d或1.6～2.0 IU/kg 體重的維生素E。入場(chǎng)適應(yīng)期結(jié)束后，對(duì)于正常且健康的肥育牛，維生素E供給應(yīng)當(dāng)降低到以前的推薦量，即25～35 IU/kg 干物質(zhì)采食量（DMI）或0.52～0.73 IU/kg 體重。目前，缺少其他階段的肉牛維生素E需要量的數(shù)據(jù)；應(yīng)開展更多應(yīng)激方面的研究以對(duì)肉牛維生素E的需要量有更深入了解。

3.9 第九章 水 本章更新了肉牛飲水量的預(yù)測(cè)方程（方程3），同時(shí)研究了影響飲水量（L/d）的因素，包括水質(zhì)在肉牛生產(chǎn)中的作用（表1）。

MT為最高攝氏溫度；DMI為每天的干物質(zhì)采食量，單位為kg/d；PP是降水量，單位為cm/d；DS是日糧中鹽的百分含量。

3.10 第十章 采食量 本章節(jié)大多數(shù)方程都沿用了1996年《肉牛營(yíng)養(yǎng)需要》的版本。委員會(huì)建立了更大的數(shù)據(jù)庫(kù)用于重新評(píng)估現(xiàn)行的基于維持凈能（NEm）的方程，為生長(zhǎng)-肥育牛建立了新方程，也為不同生產(chǎn)性能的肉牛建立了干物質(zhì)采食量需要量的預(yù)測(cè)方程。

表1 肉牛飲水中總可溶性糖（TSS）含量指南

預(yù)測(cè)肉母牛采食量的方程不變，但是針對(duì)放牧條件下的肉母牛采食量預(yù)測(cè)增加了一些選項(xiàng)，如中性洗滌纖維的利用率。

3.11 第十一章 維持需要：蛋白與能量 本章考慮了影響維持能量與維持蛋白需要量的因素，提供了預(yù)測(cè)公式，也指出了一些理解上的偏差。與第7版相比，維持凈能和維持蛋白的計(jì)算沒有大的改變。但是增加了針對(duì)冷應(yīng)激及物理活動(dòng)校正維持需要量的原則及注意事項(xiàng)。

3.12 第十二章 生長(zhǎng) 本章沿用了第7版使用的公式，但在評(píng)估能量和蛋白沉積預(yù)測(cè)公式時(shí)使用了新數(shù)據(jù)。

3.13 第十三章 繁殖 由于繁殖效率是影響肉牛生產(chǎn)力的主要限制因素，肉牛營(yíng)養(yǎng)對(duì)其繁殖的影響自然十分關(guān)鍵。本章對(duì)于如何使用體況評(píng)分（BCS）評(píng)估肉母牛的能量與蛋白需要進(jìn)行了全面概述。與第7版相比，第8版《肉牛營(yíng)養(yǎng)需要》采用了最新的方法對(duì)肉牛進(jìn)行體況評(píng)分，即BCS每變化一分所代表的空腹活體重量（SBW）的變化占體重的百分比固定。

3.14 第十四章 消化與代謝的調(diào)節(jié)復(fù)合物 作為一個(gè)新章節(jié)，這部分整合了有關(guān)代謝調(diào)節(jié)劑的信息，包括相對(duì)第7版更為全面的概述。同時(shí)更新了使用離子載體時(shí)日糧能值的調(diào)整準(zhǔn)則（第7版推薦使用離子載體時(shí)增加12%的NEm濃度）：第8版建議使用莫能菌素時(shí)，日糧消化能增加2.3%；使用拉沙里菌素時(shí)，消化能增加1.5%。此外，使用埋植劑和β-受體激動(dòng)劑的最終空腹活體重（SBW）無推薦調(diào)整變化。

表2 不同BCS的體重占5分BCS體重的百分比 %

3.15 第十五章 應(yīng)激對(duì)肉牛營(yíng)養(yǎng)需要的影響 肉牛營(yíng)養(yǎng)需要受到應(yīng)激的影響，尤其與斷奶、買賣、運(yùn)輸、新環(huán)境、疾病等相關(guān)的群體。本章對(duì)這些影響進(jìn)行了綜述，尤其強(qiáng)調(diào)了應(yīng)激狀態(tài)下的肉牛飼料采食量降低而帶來的影響。本章保留了第7版的大多數(shù)推薦標(biāo)準(zhǔn)。

3.16 第十六章 環(huán)境 本章節(jié)是第8版《肉牛營(yíng)養(yǎng)需要》有很大改變的部分，也是當(dāng)下巨大的社會(huì)和文化壓力下的重要話題。本章討論了糞尿、溫室氣體、氨和其他揮發(fā)性物質(zhì)排放造成的養(yǎng)分損失的影響因素，包括相當(dāng)多的預(yù)測(cè)公式；另外建立評(píng)估了預(yù)測(cè)腸道甲烷的方程，提供給使用者粗料濃度可變的多元方程以供讀者根據(jù)相應(yīng)的情況選擇。本章對(duì)關(guān)注環(huán)境問題的肉牛飼養(yǎng)者，尤其是精料的使用提供有用信息。

圖2 BCNRM2016 使用界面

3.17 第十七章 肉牛對(duì)副產(chǎn)品飼料的利用 作為全新章節(jié)，本章對(duì)副產(chǎn)品飼料，尤其是谷實(shí)類生物燃料進(jìn)行了綜述，包括在帶犢母牛、育成牛及生長(zhǎng)/育肥牛階段的使用以及與其他原料的互作效應(yīng)及生產(chǎn)實(shí)踐的管理。也包含了關(guān)于副產(chǎn)品中營(yíng)養(yǎng)過量（如硫元素）可能帶來的影響等。

3.18 第十八章 肉牛飼料的營(yíng)養(yǎng)成分組成 以商業(yè)實(shí)驗(yàn)室為數(shù)據(jù)來源建立了新的飼料營(yíng)養(yǎng)成分表格。本章更新了谷物加工對(duì)其養(yǎng)分的影響，新添了放牧牧草的營(yíng)養(yǎng)組成信息。

3.19 第十九章 建模方程和敏感度測(cè)試 本章對(duì)最新版本的計(jì)算機(jī)模型（Beef Cattle Nutrient Requirements Model, BCNRM）進(jìn)行了詳細(xì)描述。另外，為闡明影響模型預(yù)測(cè)值的最主要組分而進(jìn)行了敏感度分析。

3.20 第二十章 營(yíng)養(yǎng)需要表格 軟件中提供的表格生成器可通過優(yōu)化程序建立營(yíng)養(yǎng)需要的表格。

3.21 附錄A 肉牛營(yíng)養(yǎng)需要模型（BCRM2016）的使用指南 最新開發(fā)的肉牛營(yíng)養(yǎng)需要模型可在Excel上運(yùn)行使用，界面友好，操作人性化。使用界面見圖2。在模型中能夠“開啟或關(guān)閉”某些特殊計(jì)算或更改某些參數(shù)，也包含規(guī)劃求解以協(xié)助日糧配方的平衡，同時(shí)能夠生成隨機(jī)模型。用戶可在網(wǎng)站（http∶// www.nap.edu/download/19014）下載此模型。

4 總 結(jié)

建立肉牛營(yíng)養(yǎng)需要的過程中面臨了許多挑戰(zhàn)。在北美乃至全球各個(gè)地區(qū)，肉牛生產(chǎn)的體系都有所差異，飼料品種、肉牛品種環(huán)境條件以及管理模式也十分多樣化，這使得規(guī)范所有可能影響肉牛營(yíng)養(yǎng)需要量的因素成為不可能的任務(wù)。盡管存在這些問題，新版NRC《肉牛營(yíng)養(yǎng)需要》反映了我們對(duì)于肉牛營(yíng)養(yǎng)需要量的了解又邁近一步，且是至關(guān)重要的一步。它服務(wù)于全球?qū)W者和產(chǎn)業(yè)相關(guān)的農(nóng)場(chǎng)主，對(duì)于全球肉牛行業(yè)的發(fā)展有重要意義，并引領(lǐng)肉牛行業(yè)走向更為高效、環(huán)保的新階段。

[1] National Research Council. Nutrient Requirements of Beef Cattle: Eighth Revised Edition[M].National Academy Press, 2016.

[2] National Research Council. Nutrient Requirements of Beef Cattle: Seventh Revised Edition: Update 2000[M].National Academy Press, 2000.

Overview of the Process and Changes in the Nutrient Requirements of Beef Cattle: 8thRevised Edition

WANG Fei-ran1, WANG Ya-jing1*, A Si-han1, ZHANG Yue-xiao1, ZHOU Dong-nian1, HOU Shi-yu2
(1. State Key Laboratory of Animal Nutrition, College of Animal Science and Technology, China Agricultural University, Beijing 10093, China; 2.Hengli Dairy Farm, Liaoning Anshan 114202, China)

This article was to elaborate the process of establishing Nutrient Requirements of Beef Cattle: 8thRevised Edition and its major change, which includes overview, maintenance and growth, reproduction, protein and metabolites, vitamin, minerals and water, environment issues, byproduct and feed composition and development of computer model. The article did not discuss the contents in detail, but aim to introduce the process and major changes in the 8thRevised Edition of the Nutrient Requirements of Beef Cattle.

Nutrient requirements of beef cattle;8threvised edition; Process; Change

S823.9+2

：A

：10.19556/j.0258-7033.2017-02-146

2016-12-30；

2017-01-11

國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金（31402099）

王斐然(1995-)，女，安徽人，在讀碩士，研究方向?yàn)榉雌c動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)，E-mail: wangfeirancau@qq.com

* 通訊作者：王雅晶，博士，高級(jí)畜牧師，研究方向?yàn)榉雌c動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)，E-mail: yajingwang@cau.edu.cn