配方模型的评估第二部分

37配方模型的评估：第二部分Statusofformulationmodelsassessed:Part2作者:MichaelS.Allen译自:Feedstuffs，August8,2011译者:刘亮詹世琛一些来源于科研和日常经验与日粮配方有关的知识，虽然不能充分应用于日粮配方模型，但是能够用于改善奶牛健康和提高生产力的配方中。营养模型通常被用来预测能量供给和营养需要，这些都是基于动物的生理特性、日粮组成和环境参数来实现的。但是这些模型是存在经验成分的，因为在建立预测方程的时候没有考虑到复杂生物系统的代谢机制及其组成成分之间的关系，它们能够帮助我们研究和更好的理解复杂的生物学系统。由于反刍动物前胃对饲料的发酵作用使得反刍动物日粮配方变得非常复杂。瘤胃是一个复杂的生物学系统，它能影响由碳水化合物释放能量的类型，脂肪酸的组成和数量以及可吸收氨基酸的结构，所有这些都会影响能量的摄入和分配，从而影响产奶量和营养利用的效率。本文的目的是为了评估奶牛日粮配方模型的状态，从而为奶牛配方提供真实检测，这已经在本文的第一部分作了介绍（Feedstuffs,Aug.8），下面这部分是为了讨论一种可供选择的日粮配方策略。奥卡姆剃刀原则本文剩余的内容与日粮配方理念一致，可以适当借鉴该理念的精髓。奥卡姆剃刀原则是14世纪哲学家奥卡姆·威廉首创，他说“如无必要，勿增实体”意思是说我们应该倾向于朝着简单理论发展，除非更具说服力。爱因斯坦非常同意这一观点，在1934年他说：“几乎无法否认所有理论的最高目标是使必要的基本元素尽可能简单而不必屈服于有足够代表性的经验性单一数据”。爱因斯坦的这句话经常被解释为“万事万物应该都应尽可能简洁，但不能过于简单”反刍动物日粮配方之所以复杂是为适应瘤胃的发酵作用，而瘤胃模型给人一个错误的印象，那就是由于其复杂性使营养供给的精确性增加。然而，瘤胃的复杂性远远超过目前的机械模型的模拟，没有任何证据表明，在饲料配方中使用未经证实有效的瘤胃模型能够增加动物养分提供的准确性；与经验模型相比机械模型的精确性更差，因为机械模型更复杂并且需要有大量的数据输入（France等，2000）。目前使用的模型要么在结构上不正确（即他们使用整个饲料的瘤胃通过率来计算各种成分的消化率），要么太复杂以至于没有足够的数据支持。奥卡姆和爱因斯坦的智慧必须在这里得到应用，利用复杂的模型来制作常规日粮配方显然是不合逻辑的，因为增加的复杂性降低了精确性，考虑到每天送达38饲槽的饲料原料营养成分变异巨大，通过奶牛选择日粮以及日粮对采食量，日粮消化及养分分配的影响，没有考虑或者预测不准确。我们应该反思如何处理饲料配方，如何使用时间和资源。我们将使用一种简单的方法更好的服务于日粮配方，将我们的注意力集中在我们可以衡量什么，而不是使用这些不准确的预测模型。当我们使用复杂的模型时可能会只关注细节而迷失大局，成功的准备生产性能与所应用的日粮配方软件无关，但是很大程度上取决于营养师的经验和牧场管理团队以及它们之间的协作，提高生产性能的主要因素如下：●减少设备和人员的压力●饲料原料营养成分的低变异性●高品质的饲料和饮水●根据动物的生理特征和动物对日粮的代谢反应对动物分群。●粗饲料的选择和分配作为农场管理团队的组成成员，营养师有独特的视角和知识基础，可以发挥重要作用。营养师和管理团队的指定成员应定期检查农场所有饲料的质量，包括水分含量，青贮饲料的发酵质量，粗饲料的颗粒大小，是否有霉变等。青贮饲料，料槽和水槽，全混合日粮（TMR）的混合过程的管理，以及饲料和水是否易获取等。分群策略对产奶量、体况和饲料效率有巨大的影响，各项管理都应该仔细考虑。营养师应参与牧草的类型和遗传学选择过程。牧草和谷物应该测定NDF或者淀粉的体外消化率来优化日粮配方和原料配置。这些因素比用于饲料配方的软件更重要，配方软件不应过于复杂。切记，假如你正朝着正确的方向前进，在说之前你需要先采取行动。饲料配方应该是一个反复的过程，奶牛应该包括在这一反复过程当中；对动物的评估将为日粮优化提供相应的反馈。动物的评估包括干物质采食量（DMI），产奶量，乳脂肪和乳蛋白含量，牛奶尿素氮，体况评分，粪便的一致性，酮体，尿液pH值等。群体饲喂使干物质采食量和产奶量的评估结果解释起来变得复杂。牛群的平均产奶量量掩盖了日粮对奶牛产奶量的影响，其原因是同一群内个体间产奶量的变化虽然很大但是可能这一群的平均产奶量变化并不大。例如，与干玉米粉相比，高水分玉米对奶牛产奶量有相反的影响，与整群的产奶量没有关系；高水分玉米使产奶量超过41-46千克/天的奶量提高，然而低于41-46千克/天的牛只产奶量降低（Bradford和Allen，2004）。奶牛个体的产奶流量计对群体内个体的反应提供了及时反馈，对日粮配方和动物分群是一个重要工具。同样适用于个体DMI，但是这一方法对于按棚分组的牛群不太经济可行。虽然这限制了整群DMI测定的有效性，但它仍然是一个非常有用的测量方法，特别是结合产奶量来衡量生产效率，并且为调整日粮配方提供39重要线索。过程控制应该采取方法来了解和降低饲料原料的变异。过程控制是一个管理科学，应该应用于饲料配方系统。至少每周两次检测青贮饲料和新鲜饲料的干物质浓度，并且应该定期分析所有饲料的干物质浓度，NDF和粗蛋白（所有的谷物原料还应该检测淀粉含量）的含量。分析的频率应该是每两个星期一次，分析结果应该随着时间的推移绘制曲线图。一旦确定了变化趋势，对那些变异较低的原料分析频率可以适当减少，但对那些高变异的原料仍要保持较高的检测频率。这将为日粮配方由于原料营养浓度变化而必须要调整时提供信息，而不会使配方每天波动起伏。频繁的采样虽然会增加成本，但是消除复杂模型所需的不必要的描述将抵消这些成本。通过周期性地TMR监审提供给动物的变异日粮，它可以暴露有关日粮混合和供给的问题。有效的方法饲料配方一种可供选择的途径允许在那些重要的因素上投入更多的时间和资金。当配制日粮时下面这些关键因素应当考虑，（1）在瘤胃中随时间推移日粮的填充效果的影响，（2）日粮的发酵性，（3）可吸收蛋白质的数量和质量（4）脂肪的数量和类型。日粮填充效果与饲料NDF的浓度，饲料颗粒大小（仅当切碎或与高NDF的日粮），牧草NDF浓度（阿伦，2000年）和消化特点有关。由于产奶量增加，饲料摄入限制了干物质采食量，因此高产奶牛日粮应配制较低NDF的浓度的日粮。然而，由于能够促进反刍，增加唾液分泌，刺激瘤胃蠕动和食糜混合，促进发酵酸的吸收，增加食糜在瘤胃的存留时间，增加对发酵产生的酸性物质的直接缓冲，牧草NDF浓度与瘤胃PH值呈正相关。因此，牧草NDF的最佳浓度必须在对DMI和瘤胃pH值的影响之间平衡。由于瘤胃模型不能精确的预测这两者的影响，并且不同的动物和不同牧草的NDF消化特性导致对牧草NDF的浓度的反应变异很大，因此对一个动物群体和粗饲料来源来说，最佳的粗饲料NDF浓度仅能通过详细评估奶牛的反应来决定（例如，DMI，产奶量和饲料转化效率）。日粮发酵性在很大程度上受淀粉的浓度和可发酵性的影响，从而影响DMI，营养分配，微生物蛋白产量和全消化道的消化率。动物的生理状态决定淀粉发酵性对DMI（Bradford和艾伦，2007年）和生产性能的影响（Bradford和艾伦，2004年）；这是模型所不考虑的，必须由动物的反应决定。评估瘤胃淀粉发酵性不同但全消化道消化率高的谷物（例如，高水分玉米和干玉米粉）需要考虑测定最佳瘤胃淀粉消化性而不考虑像粗饲料或者非粗饲料NDF等影响因素，然而用非牧草纤维来源（像甜菜粕，大豆皮，玉米麸皮）的原40料取代谷物会降低日粮淀粉的浓度。可吸收蛋白质的量受粗蛋白含量，粗蛋白瘤胃降解，瘤胃微生物蛋白的生成以及通过率的影响。一些瘤胃模型的主要作用是预测可吸收蛋白质，然而由于前面已经讨论过的一些原因，模型精确性的改进还值得怀疑。日粮配方应该根据蛋白质来源的特性而定，包括粗蛋白，瘤胃可降解蛋白和过瘤胃蛋白。一旦生产性能对粗饲料NDF和发酵性的反应确定，并且已经调整日粮，就可以确定蛋白质浓度，瘤胃蛋白质降解率以及氨基酸组成都能通过原料替代和对乳及乳成分的评估而确定。蛋白浓度的反应可以通过用豆粕取代干玉米粉来评估，蛋白的瘤胃降解率可以通过用热或者化学处理的豆粕取代溶剂浸提的豆粕来评估，氨基酸组成可以通过添加过瘤胃保护蛋氨酸或赖氨酸来评估，或者用不同氨基酸组成的蛋白源取代来评估。日粮中添加脂肪往往是为了增加能量浓度或改善繁殖能力。然而，对于脂肪的来源必须仔细考虑，因为摄入过多能量对采食量有负面影响，导致乳脂降低，增加体脂沉积。添加脂肪对能量摄入和分配的影响受不饱和脂肪的来源的影响很大，中链脂肪酸同样对能量摄入和分配有负面影响。由于瘤胃模型无法预测共轭亚油酸异构体的瘤胃外流量，导致牛奶中的脂肪含量降低，使能量更多的用于体脂沉积，补充不饱和脂肪时其来源应该通过评估奶牛的反应仔细考虑。虽然可以简化饲料配方，但是评估奶牛反应需要营养师和农场的管理团队投入更多的精力。在不同的农场营养师和管理团队协作的程度会有所不同，但是这是一个营养方案成功的重要因素。结论许多奶牛营养师正在努力贯彻一些或者大部分本文中提到的观点。然而，还是要强调对过于复杂的模型所需的细枝末节冲淡了他在其他重要领域的效力。这篇文章中所提供的信息可以帮助营养师决定如何权衡他们的努力方向。在配制日粮时应首先考虑日粮对能量摄入和分配的影响；然而不幸的是，在这一点上得到的重视比较少。减少动物日粮的变异同时评估奶牛的反应是饲料配方能否成功的重要因素，在农场的管理团队中应该有更多的营养师参与进来。“所有模型都是错误的，但有些还是有用的”（Box，1979年）。本文的内容会拓宽我们的眼界或者激发我们采取行动，特别是关于复杂模型精确性的质疑，这些模型最初只是用来进行科学研究，但是现在已经进入到日粮配方的应用领域。只要你知道模型能做什么不能做什么，什么可以相信什么不能相信，其实大多数模型对日粮配方来说是非常有用的。了解模型的使用是必要的，但是复杂的模型是很难理解的甚至对那些在研究所有足够的时间和资源去研究的人来说都是很困难的。应该使用最简单的能充分说明这个系统的模型；如果复杂的模型不能提高精41度，那么就不应该用它来进行日常的日粮配方。日粮配方软件最重要的功能之一就是作为会计系统，提供一个基准，跟踪已经采取的措施，并帮助考虑下一步该做什么。我所希望，这篇文章将在营养师间搭建一个有关模型精确性的对话平台，在学术界这一话题在过去二十多年里已经被反复讨论，应该把重点放在在日粮配方过程中什么是最重要的，应该取其精华，弃其糟粕。