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畜牧人

標題: 采用不同營養模型的飼料配方軟件的對比研究 [打印本頁]

作者: wxr6826 時間: 2010-11-3 08:44
標題: 采用不同營養模型的飼料配方軟件的對比研究
中國畜牧獸醫2008年第35卷第1期動物營養與飼料科學·奧特奇協辦·29·
采用不同營養模型的飼料配方軟件的對比研究
陳波。熊本海。孫獻忠
(中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所，動物營養學國家重點實驗室，北京100094)
摘要：在我國市場中已經引人很多國外奶牛飼料配方軟件，而飼料配方軟件內核的動物營養模型的不斷完善和更新，也
一直促使著配方軟件的不斷升級，作者的目的在于通過對幾套采用不同營養模型的國內外奶牛配方軟件采用的計算模型及
動物參數進行比較，以考察模型間的差異及應用于配方軟件后對計算結果的影響。
關鍵詞：營養模型；配方軟件；描述信息
中圖分類號：$816．31 文獻標識碼：A 文章編號：1671—7236(2008)01—0029—04
隨著世界奶牛飼養業的快速發展，奶牛的精
細科學飼養對于奶牛生產效率的提升引起了養殖
者的高度關注，從而推動了各種奶牛飼料配方軟
件逐步得到推廣應用。而飼料配方軟件開發的核
心——動物營養模型的不斷完善和更新，不斷促
使著配方軟件的升級和完善。隨著相關營養成分
指標的提出以及數學優化技術或技巧的出現，對
開發新一代的奶牛及其它動物的配方系統帶來了
新的挑戰。目前的奶牛營養模型已經不僅僅是孤
立的、簡單的幾個模型，而且是相互關聯但又獨立
運行的模型集，不僅影響到對奶牛營養需要的動
態預測，并進一步影響到奶牛個體和／或群體生產
性能的發揮。作者通過對國內外部分奶牛配方軟
件的特點進行分析，通過比較計算，以觀察因采用
不同的奶牛營養模型，究竟對奶牛營養需要和配
方結果帶來什么樣的差異。
1奶牛營養需要模型
NRC奶牛營養需要體系是由美國國家科學研
究委員會(national research council，NRC)下屬的
動物營養委員會提出的，作者以1978年、1989年、
2001年版進行介紹。1978年版的奶牛營養需要量
計算方程式用于計算奶牛需要的粗蛋白質和能量。
1989年的模型使用了蛋白質降解體系，將日糧蛋白
質分為瘤胃降解蛋白質和瘤胃非降解蛋白質，同時
瘤胃中微生物蛋白質產量可由凈能攝人量(NE。)算
收稿日期：2007-06-22
作者簡介：陳波(1982一)，男，山東人，碩士生，研究方向：飼料信
息科學。
通訊作者：熊本海。
基金項目：。863”計劃課題：集約化奶牛場繁育與飼養數字化關鍵技
術研究(2006AAl07．243)．
得(William，2005)。NRC(2001)發布了最新的奶牛
營養需要模型，能夠將不同飼料原料對營養物質吸
收的差異和對動物生產性能造成的影響均考慮在
內，并討論了NDF和ADF的營養需要量，引入“瘤
胃降解動力學”模型。該體系概括了奶牛營養研究
領域最新營養知識，是對科學文獻與實踐經驗方面
準確、科學、實用的總結(孟慶祥，2002)。
凈碳水化合物和蛋白質體系：美國康奈爾凈
碳水化合物和蛋白質體系，一般簡稱為CNCPS，是
康奈爾大學科學家提出的牛用動態能量和蛋白
質／氨基酸體系。核心是以小腸中凈吸收碳水化
合物(NAC)和凈吸收蛋白質(AP)或凈吸收氨基
酸(AAA)來評價飼料的能量和蛋白質營養價值。
用凈能(NE)表示牛的能量需要量，用AP或AAA
表示蛋白質需要。CNCPS是在吸收其他已有體系
優點的基礎上發展起來的。CNCPS中飼料能量、
蛋白質營養價值的評定及其對需要量的估計，充
分體現了動態觀點，強調飼料、動物及飼養三者間
的相互作用，同時將牛的蛋白質營養延伸到AAA
方面，是一個全新的飼養體系(姚軍虎等，1998)。
小腸可消化蛋白質體系：中國的小腸可消化蛋
白質體系由馮仰廉先生等1985年提出，并在我國
2004年發布的《奶牛飼養標準》中又做了更實用的
完善，將到達小腸中的可消化粗蛋白質分為飼料非
降解蛋白質和微生物蛋白質(MCP)兩部分，并分別
用可發酵有機物(FOM)和瘤胃可降解氮(RDN)評
定微生物蛋白的合成效率，并提出了瘤胃能氮平衡
(RENB)的概念和計算公式，為如何合理配制能量
和蛋白質組分平衡的El糧提供了評判的原則，即：
RENB=用FOM評定瘤胃微生物蛋白質合成
量一用RDN估測瘤胃微生物蛋白質合成量
萬方數據
·30· 動物營養與飼料科學·奧特奇協辦中國畜牧獸醫2008年第35卷第1期
當RENB=O，表明平衡良好；當RENB>0，表
明日糧供給的能量有余，可補充可降解蛋白質如尿
素，以減少能量的損失；當RENB<0，表明能量不
足，可降低可降解氮的供給，以減少蛋白質的排放。
顯然，該體系的建立可以說是我國反芻動物營養的
重大進步，但目前主要限于對原理、計算方法方面的
闡述，以及一些基于假設的靜態計算模型，而與之相
配套的飼料養分參數，如飼料在瘤胃中的降解率、可
發酵有機物含量等參數尚不易獲得，所以要全面推
廣應用新的體系，還有很多基礎性的工作需要開展，
必要的反映動物品種、體況、環境因素和生產性能預
期的動態模型需要建立。
其他的奶牛營養模型還包括英國的AFRC體
系、澳大利亞的CSIRO體系和法國的INRA體系。
這些營養需要體系模型，包含了更多的參數，從而對
奶牛營養需要描述的更加科學，使所開展的動物試
驗更加嚴謹。
表1列出了對不同飼養標準中蛋白質體系主要
參數的比較，通過表中參數對比可以看出，奶牛的飼
養標準體系在不斷的完善和修正，從可消化蛋白質
體系到降解蛋白質體系，計算特定指標的參數逐漸
增加，最新的蛋白質體系中包含了瘤胃降解的動力
學參數，如養分降解速率Kd和瘤胃食糜流通速率
Kp等，對營養需要的考慮日益全面。
NRC(2001)奶牛營養需要中給出70多個基本
參數用于建立奶牛的飼養標準體系，是迄今為止最
全面的奶牛標準體系之一。我國的小腸可消化蛋白
質體系已經引入RDP和UDP概念，體現了我國奶
牛飼養標準體系逐步與國際接軌，但該體系在計算
奶牛營養需要量方面仍然是靜態的，不能動態的反
映出奶牛不同生理階段的不同營養需要，這也是今
后需要不斷研究的領域。
表1配方軟件使用不同的蛋白質體系的主要參數比較
Cornell U．U Pennsylvania Miner Institute CPM—Dairy 凈碳水化合物——蛋白質體系(CNCPS)
U California．Davis PCDairy-2 NRC奶牛飼養標準(2001)
中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所畜牧信息中心三新飼料配方軟件(簡稱：Sanxin) 中國奶牛飼養標準(2004)
2飼料配方軟件
奶牛營養模型的不斷完善和更新，客觀上促進
了奶牛飼料配方軟件的不斷升級和換代。作者選取
3套采用不同營養體系的配方軟件進行比較，以獲
得不同模型對奶牛營養需要量預測的差別。表2列
出了對照軟件名稱、開發商以及采用的營養體系。
對軟件采用模型的評價內容包括：以干物質預測采
食量為例比較模型的不同，通過動物描述參數比較
不同營養體系精確程度。
2．1 不同體系的干物質采食量模型確定干物質
采食量和營養需要量是開發奶牛飼料配方軟件的基
礎。不同的軟件采用不同的DMI計算公式，
CNCPS體系中奶牛干物質采食量計算公式為：
DMI(kg／d)=(O．0185 BW+0．305 FCM)*(1
萬方數據
中國畜牧獸醫2008年第35卷第1期動物營養與飼料科學·奧特奇協辦·31·
一exp—o·316’(woo+2·36’)*TAl)J 式中：WOL_泌乳周數，刪一溫度校正因子。
NRC奶牛營養需要(2001)中干物質采食量預
測公式：
DMI(kg／d)=(0．372*4％FCM+0．0968*
BWo·75)*(1一P(一o·192。(woL+3·62)’)
式中4％FCM：4％乳脂率矯正奶量(kg／d)，
BW：體重(kg)，WOL泌乳周；e=2．71828。
中國奶牛飼養標準(2004)中奶牛營養需要的干
物質采食量預測公式如下。
偏精料：DMI(kg／d)=0．062W0。75+0．40Y
偏粗料：DMI(kg／d)=0．062W0。75+0．45Y
式中Y為標準乳重量(kg)，W為體重(kg)。
通過比較不同體系干物質采食量預測的模型，。
可以發現用于預測DMI最常用的參數是體重(BW)
和4％校正乳產量(FCM)。在CNCPS模型中還包
含溫度校正因子以及泌乳周齡。而Sanxin預測公
式較為簡單，沒有考慮到不同泌乳階段對于物質需
求量的差別，但體現出了不同的精粗日糧比例也會
影響到DMI采食量，日糧精料水平達到干物質
60％之前，提高精料水平總能提高干物質采食量
(熊本海等，2003)。Roseler(1997)指出以下幾種
因素對DMI不一致的影響所占比例分別為：產奶
量為45％、體重為17％、日糧為22％、管理為
10％、體況得分為6％，產奶量和體重在這些影響
中占到62％，這就是在DMI預測公式中這2個參
數最常見的原因。
2．2 不同體系描述動物的參數通過考察描述動
物的參數，可以從一個側面反映出模型中是否將影
響動物營養需要的各種因素全部考慮在內，同時可
以反映出動物所處的生理狀態以及體現模型的動態
性能。
表3的內容是對照軟件對于泌乳奶牛和干奶牛
的動物描述和生產對照性能的輸入內容(L：泌乳
牛，D：干乳牛)。PCDairy-2要求用戶提供17個性
狀參數以計算泌乳奶牛營養需要量，11個性狀參數
以描述干奶牛，另外還特別要求輸入乳糖含量(孟慶
祥，2002)，PCDairy-2要求輸入泌乳牛和干奶牛的
不同飼養環境以及舍飼條件，但是這些輸人參數對
DMI或營養需要的影響表現并不明顯。盡管如此，
綜合考慮各種內外界因素對奶牛的影響仍是必須
的。Sanxin在計算泌乳牛時僅要求用戶提供7個
參數，主要是由于采用小腸可消化蛋白質體系的制
約，而計算干奶牛營養需要的參數僅有3個，沒有考
慮到動物的體況及生理狀態。CPMD所要求參數
也多達16個，只是沒有將奶牛品種及原奶中乳糖含
量考慮在內，而奶牛品種是成年牛體重的主要影響
因子，干奶牛輸入參數與PCDairy一2要求大致相似，
可以看出兩套模型有一些相似點。
表3不同配方軟件對于干奶牛(D)和泌乳奶
牛(L)的動物性狀描述和輸入信息
3 總結
通過對采用不同營養模型的3種軟件進行比
較，可以發現營養模型的優劣會直接影響到配方軟
件的性能和優化效果，這就要求一套成功的配方軟
件不能僅僅只體現在對計算機編程的要求上，更需
要與動物營養的最新研究進展結合起來以獲得最佳
效果。3套體系中以我國的小腸可消化蛋白質體系
所用參數最少，對動物影響因素考慮不夠全面，還有
待進一步的完善和修正，NRC體系中采用了
CNCPS體系中的部分模型，NRC和CNCPS體系
已經將瘤胃“黑箱”完全打開，為奶牛營養研究的進
一步發展打下基礎。
從軟件來說，采用先進體系的PCDairy-2以及
CPMD計算結果預算奶牛營養需要更加接近，而
Sanxin由于所用模型沒有考慮到動物生理、環境的
變化對機體的影響，預測結果不太理想，這也就是我
們正在開發新一代奶牛飼料配方的需要。PCDairy—
萬方數據
·32· 動物營養與飼料科學·奧特奇協辦中國畜牧獸醫2008年第35卷第1期
2以及CPMD均沒有影子價格，主要是由于這2套
軟件有大學科研人員編寫，而非商業軟件。而
Sanxin配方這方面做得比較好，通過影子價格可以
找出影響成本的主要因素，以審核選用的原料是否
合理，只有當所有約束因素的影子價格都為零時，才
說明選用的原料最合理，配方成本的下降潛力才是
零(葛翔，1999)。所以影子價格在選購日糧原料中
起到很大作用。
今后，配方軟件將把多配方技術、概率配方技
術、配料倉競爭技術、“理想蛋白質”模式引入到飼料
配方設計中，能夠全面考慮營養、成本和效益，提供
大量的參考信息，為配方調整、經濟分析和采購決策
提供科學依據，降低飼料成本，得出飼料轉化率高而
成本最低的配方(黃漢軍等，2003)。這也是計算機
技術和動物營養日益緊密結合的體現。國內用戶選
擇國外軟件使用時，應充分考慮到飼料原料成分和
飼養標準的不同；同時對于國內軟件應盡快采用最
新的奶牛研究進展和新的動態營養模型，對于參數
因子的選擇更加全面，才能在與國外軟件競爭中，尋
找新的發展空間。
參考文獻
1盂慶翔．奶牛營養需要(2001版)．中國農業大學出版社，2002．
2 Oseler DK，D G Fox，L E Chase，et a1．Development and evaluation
of equations for prediction of feed intake for lactating Hol—
stein dairy COWS．J Dairy Sci，1997．80：878．
3 William C，Ray B．Dairy nutrition models：their forms and appli—
cations．School of Veterinary Medicine，University of Pennsylvania，
Kennett Square，19348．
Comparative Study of Ration Formulation Software
with Different Nutrition Models
CHEN Bo，XIONG Ben—hai，SUN Xian-zhong
(Institute of Animal Sciences，Chinese Academy of Agricultural Sciences，The Key
Lab of Animal Nutrition，Beijing 100094，China)
Abstract：A variety of dairy cattle ration formulation software programs are available from foreign countries that have been
applied in our marketplace．Inside these formulation programs，the nutrition models used are vital to the software．As the mod—
els are improved ceaselessly，ration formulation softwares also renovate endlessly．The purpose of this paper is tO create a
guide by evaluating avariety of commercially available software based on different nutrition models and observing optimizing re—
suits from different models and their computing softwares．
Key words：nutrition models I ration formulation software；animal description
奶牛日糧對糞中微生物群落、有機物和氮含量的影響
P．C．J．Van Vliet等著梁松摘譯卜登攀校
摘要：通過奶牛日糧調控可、以提高營養成分的利用效
率，降低N排放對環境造成的污染。本研究使用非泌乳奶
牛探討了奶牛日糧變化對糞化學成分及微生物群落的影響。
通過日糧原料和精粗比配制8種日糧，其粗蛋白質、中性洗
滌纖維、淀粉及凈能含量均不相同。選用16頭奶牛，分別飼
喂上述日糧，三周適應期后采集糞樣并分析其成分，并比較
觀測值與模擬預測值的差異，利用模型模擬了不同日糧組分
對糞成分的影響。試驗結果表明，高纖維低蛋白日糧組中糞
“碳氮比”較高(>16)，而有機氮和無機氮含量較低。高蛋白
高能量日糧組中糞微生物數量最高。各試驗組中，糞無機氮
含量差異不顯著。糞中每克干物質中含有1200～8000 p-g
微生物碳。各試驗組中糞細菌多樣性相似，但是日糧不同蛋
白質水平導致糞中微生物群落結構發生變化。模擬預測的
糞總氮濃度是觀測值的1～1．5倍，而模擬碳氮比則是觀測
值的0．7～o．9倍。然而，細菌碳含量的預測值卻不理想，大
約是觀測值的3倍左右，需要進一步研究糞中微生物碳的模
型定義。本研究中，日糧成分影響糞化學成分及微生物數
量，進而影響糞養分的利用。但由于本研究中選用的奶牛數
量較少，且日糧配合為極端情況，在將本研究結果推廣到其
他條件時需十分謹慎。
關鍵詞：DNA指紋；糞養分含量；細菌多樣性；奶牛飼養
(原載：J Dairy Sci，2007，90：5146～5158)
萬方數據
采用不同營養模型的飼料配方軟件的對比研究
作者：陳波，熊本海，孫獻忠， CHEN Bo， XIONG Ben-hai， SUN Xian-zhong
作者單位：中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所,動物營養學國家重點實驗室,北京,100094
刊名：
中國畜牧獸醫
英文刊名： CHINA ANIMAL HUSBANDRY & VETERINARY MEDICINE
年，卷(期)： 2008，35(1)
被引用次數： 0次
參考文獻(3條)
1.孟慶翔奶牛營養需要(2001版) 2002
2.Oseler D K.D G Fox.L E Chase Development and evalu-ation of equations for prediction of feed
intake for lactating Hol-stein dairy cows 1997
3.William C.Ray B Dairy nutrition models:their forms and appli-cations 1934
相似文獻(1條)
1.學位論文陳波模型化奶牛營養需要及全混合日糧配方軟件系統的開發 2008
隨著世界奶牛飼養業的發展，奶牛的精細科學飼養對于奶牛生產性能的提升引起了養殖者的高度關注，從而推動了各種奶牛飼料配方軟件的開發與
應用。動物營養模型作為飼料配方軟件開發的核心，一直在不斷完善和更新，促使飼料配方軟件的升級與換代，新的養分概念指標的提出和數學優化技
術的更新，也對開發飼料配方軟件帶來了挑戰。
本研究基于美國NRC2001年版《奶牛營養需要》中的奶牛營養需要標準體系、主要養分預測模型及原料基礎數據，采用VB語言、Access2003數據庫及
數學規劃技術，設計實現了奶牛日糧配方養分診斷系統及奶牛TMR日糧配方系統，實現了對指定日糧的養分供給數量及平衡與否的智能診斷與評價，以及
在一定飼料原料資源、環境條件及預期生產目標下的最低成本日糧配方的篩選。系統的打印部分采用水晶報表以及Excel打印方式，簡潔美觀。系統主要
功能包括：配方診斷、配方制作、配方打印、數據管理和幫助等，共設計了11個功能模塊，包括犢牛養分需要計算模塊、礦物質需要計算模塊、妊娠營
養需要計算模塊、泌乳營養需要模塊、目標增重預測計算模塊、能量和蛋白質供應計算模塊、氨基酸流量計算模塊、干物質采食量預測模塊、日糧養分
評估模塊(ⅰ)、日糧養分評估模塊(ⅱ)及沉積養分計算模塊等。系統開發的難點與創新點在于：一是通過對奶牛營養知識的深入理解，將奶牛營養需要
中400多個參數之間的相互關聯與制約機制進行了模塊化處理；二是實現了奶牛營養需要的動態計算即“非表格化”處理；三是通過采用動態降解蛋白質
與非降解蛋白質及其平衡，以及小腸可代謝蛋白質體系設計與優化奶牛日糧配方，使得優化出的奶牛TMR真正具有全價性即內在養分的平衡性，克服了過
去按可消化蛋白質配制日糧的局限性，達到預測的研究目標。此外，利用開發的奶牛配方診斷優化系統對北京昌平區踩河奶牛場的泌乳牛日糧配方進行
了全面診斷，提出了奶牛配方調整建議，并提供了優化設計的奶牛飼料配方。經過試驗驗證，效果良好，有利于提高產奶量和穩定乳脂率。

作者: wsldyf 時間: 2011-1-10 14:57
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