奶牛全价混合日粮（TMR）饲喂技术的配方优化程序设计

■胡迪先 田作华 薛丁萌

（1.贵州大学动物科技学院，贵州贵阳 550025；2.上海交通大学自动化系，上海200030）

任何改进奶牛饲养方法的最终目的都是为了增加奶牛采食量，提高奶产量，获取最佳繁殖率和理想的经济效益。现在国内外广泛采用全价混合日粮（total mixed ration，TMR）的饲喂方法，就是为达到这一目的采取的相应措施，具体做法是将粗饲料，精料，矿物质和添加剂按饲养标准要求，充分混合，制成饼状或块状，与青料搭配喂牛。现在进一步采用TMR搅拌机按配方参数将含水分高的青饲料，多汁料和粗饲料，精料，矿物质和添加剂一起混合，使物料含水百分率控制在40%～50%左右，定量饲喂。这就保证奶牛采食的每一口饲料都基本符合标准规定的营养浓度要求。

这样，能克服分道饲养方式诸多弊端，减轻工人劳动强度，减少饲料浪费，产奶量大约能在原奶产量基础上再提高6%～10%，还大大降低产褥热，酸中毒等营养代谢病发生的可能性。目前在以色列、美国、加拿大、意大利已普遍应用，我国也正在逐步推广采用TMR饲喂方法，在硬件方面：选择并配置TMR搅拌机十分重要，据上海光明荷斯坦牧业有限公司介绍，意大利的尤尼法斯特（unifast）公司生产的TMR搅拌机最为著名，我国也正在设计和制造类似设备。

本文重点叙述如何运用JT-畜禽饲料配方优化程序设计全价混合料配方和精确计算奶牛每天风干饲料采食量。

1 低成本优化全价混合料配方的设计

首先要根据营养浓度标准设计全价混合料，其次是计算奶牛不同产奶量、不同体重、泌乳周期不同阶段的日风干饲料采食量。

JT-畜禽饲料配方优化程序设计全价混合料配方和精确计算奶牛每天风干饲料采食量有独到之处：中国现行饲养标准是每头奶牛每天营养需要绝对量，这在通常情况下是无法进行配方优化设计的，我们借鉴国际上最新的奶牛饲养标准(按浓度表达营养需要)，它可以对配方中必须包含有精料补充料、青饲料、粗饲料、多汁料的奶牛，肉牛、羊的全价饲料（包含预混料）进行配方优化设计，以适应TMR饲养方法的需要。在数据库里边，按国际饲料8大分类，输入了包含中国农科院畜牧研究所公布在内的将近400种常用饲料40多种指标的营养成分表，将青饲料的总含水量分解为初水值和吸附水值，各种饲料按原料风干为基础（即含吸附水），参与配方优化计算，配方结果显示后，又折算回青饲料在配方中的新鲜重，考虑到反刍动物蛋白营养体系特殊性，除提供粗蛋白指标外，另外把粗蛋白需要分解为降解蛋白和非降解蛋白，在奶牛饲料数据库中相应输入了饲料粗蛋白降解参数。本程序还设置“各种添加剂最大限度和最低限度用量”，“奶牛日粮精、粗、青饲料比例”，“根据奶牛不同体重不同日产奶量计算每天风干饲料需要量”，“羊的日粮浓缩料与饲草比例”等的专家咨询系统。

程序组分为三部分，即主程序（optimize.exe），添加剂配方子程序（extra.exe），数据库管理子程序（dbman⁃ager.exe）。添加剂配方设计不必与主配方设计挂钩，可以独立运行并存档，当设计主配方时，按主配方界面的“添加剂”菜单，可以将与该奶牛体重、产奶量（生产性能）相应的添加剂配方存档调出到主配方中。数据库管理（包含界面调出、数据修订和增删）十分方便。

以体重≤400 kg，日产奶13～18 kg产奶牛为例设计全价混合饲料配方。

确定奶牛饲料配方优化设计的步骤。

奶牛配方设计的步骤和猪、鸡和其他动物的设计步骤有相同之处，包括：

第一步：“动物选择”。

第二步：“优化营养指标选择”。

第三步：“饲料原料选择”。所不同的是奶牛、肉牛不仅选用能量饲料，蛋白饲料，矿物类饲料，还包含选用粗饲料，青饲料，多汁料，青贮料。为设计全价饲料配方需要，我们将多水分的饲料（青饲料，多汁料，青贮料），一律换算成风干基础（相当于含水12%），然后，由于程序中输入这类饲料的初水值，在配制全价饲料结果显示后，又能将这类饲料再换算为新鲜饲料重量，并将新鲜饲料重量结果在界面上再显示出来。

第四步：确定奶牛全价饲料配方中粗饲料、青贮料、青饲料和多汁料的用量和精料之间的比例。它的基本依据是奶牛的体重和产奶量，参照美国NRC标准，同时汇总了国内大量奶牛典型日粮资料。以上参数可以通过弹出的咨询系统来供用户参考，方法是在界面中任何部位，单击鼠标右键便出现菜单，选择青粗精咨询后弹出如图1所示。

图1 青粗精比例咨询参数

营养配方师具体确定青粗比例，可主要参考咨询参数并根据地区情况和奶牛饲养经验而定，不强求一致，奶牛青贮料用量与青饲料、多汁料之间比例也应根据成年母牛的体重和产奶量决定，在奶牛临产前15 d和产后15 d内，应停止饲喂青贮饲料。干奶期的母牛投放青贮饲料的数量可稍多些，育成牛的青贮饲喂量以少为好，最好控制在5～10 kg（鲜重）。对于幼畜，应当少喂或不喂，只给适量的优质干草。粗饲料、青贮料、青饲料和多汁料的用量和精料之间的比例确定后编制约束条件，见表1。

表1 原料价格、上下限及青粗饲料固定用量

第五步：玉米青贮、禾本科野干草，青割黑麦草、葫萝卜用量固定后，与能量饲料、蛋白饲料、矿物类饲料一起，组成奶牛配方。即使玉米青贮、禾本科野干草，青割黑麦草、葫萝卜不参与作为数学模型中配方其它原料变量的优化组合的运算处理。重要的是配方的营养浓度总量计算仍包含所有饲料原料。方法很简单，只要在青饲料、青贮料、粗饲料和多汁料各饲料“用量设置”栏，鼠标双击后，由“可变”改为“固定”，这样青饲料、青贮料、粗饲料和多汁料用量就处于不变，其它饲料用量则处于优化选择状态，按“开始计算”键，界面便显示包含能量饲料、蛋白饲料、矿物类饲料、粗饲料、青饲料在内的奶牛全价混合料配方“TMR”（风干状态）。

奶牛的全价饲料配方显示后，再在青饲料、青贮料、粗饲料和多汁料各饲料用量设置”栏，通过鼠标双击，由“选中”改为“不选”，去掉了青饲料、青贮料、粗饲料和多汁料用量比例，全价料就自动缩减为精料补充料配方。

第六步：进行配方微调和检验配方的营养水平是否符合标准。点击配方微调后出现如图2所示，双击原料含量所对应的数值后出现图2所指，点击三角箭头可进行微调，但是总量应保持不变。微调后点击“确定”，计算机运算结果。结果表明，配方的营养水平完全符合标准，全价混合料配方去掉青饲料、青贮料、粗饲料、多汁料比例后缩合的精料补充料配方组成如下：

玉米60%、小麦麸4.4%、大豆粕22.6%、棉籽粕4.5%、菜籽粕4.5%、食盐0.9%、氧化镁0.6%、脱脂脱胶骨粉2.5%、另加预混料2%。

图2 配方的微调与检验

2 奶牛每天风干饲料采食量

计算400 kg体重，日产奶量13～18 kg奶牛的风干饲料采食量：

具体是1头牛1 d采食的精料补充料、青饲料、青贮料、粗饲料、多汁料具体数量。

2.1 最简捷的方法是在界面上查看“日粮查询”

在界面的任何部分按鼠标右键，在下拉菜单中选择“日粮查询”，具体见图3。

图3 日粮查询

根据查询得到该奶牛日需风干料14.56 kg。

2.2 另有一种计算精度比较高的方法是根据NRC(2001版本)的荷斯坦奶牛干物质采食量公式计算：

式中：FCM——含脂率4%的校正标准乳；

BW0.75——奶牛代谢体重；

WQL——泌乳周；

12%——风干物质采食量按含水12%计。

FCM计算公式为：

其中，M为未折算标准乳的乳量（kg）；F为乳中实际含脂率。

例如：一头体重400 kg荷斯坦黑白花奶牛，日产含脂肪百分率3.5%的鲜奶20 kg，处在泌乳第5周，问该奶牛每天风干物质需要量是多少？

计算方法如下：

即该奶牛在第5泌乳周期的风干物采集量为14.31 kg/d。与查表值相差0.25 kg。

我们已把按上列公式很繁琐的计算编成程序，用户只需填报奶牛的含脂率，不同的产奶量、体重、泌乳周期等基本参数，就可很快精确地获得奶牛日需风干饲料的数据。方法是：在界面任何部分按鼠标右键，弹出菜单，选择“采食量计算”，弹出如图4所示。

在对话框中输入对应的参数，便可得到相应的结果，该奶牛在第5泌乳周期每天采食量的风干物数量为14.317 kg。见图5。

根据干物质采食量结果计算各饲料用量。

精料补充料占日粮55%，用量为14.317×55%=7.87 kg；

禾本科野干草占日粮15%，用量为14.317×15%=2.15 kg；

玉米青贮占日粮7%，用量为14.317×7%=1.00 kg；

青割黑麦草占日粮15%，用量为14.317×15%=2.15 kg；

胡萝卜占日粮8%，用量为14.317×8%=1.15 kg。

图4 干物质采食量对话框

图5 干物质采食量计算结果

从数据库中查出所用青饲料、多汁料原料初水值，按以下公式就可计算出青饲料、多汁料的鲜样本重。

鲜样本重（kg）=风干样本重（kg）/（1-初水%）；

鲜玉米青贮用量（kg）=1.00/（1-62%）=2.63；

鲜青割黑麦草用量（kg）=2.15/（1-73%）=7.96；

鲜胡萝卜用量（kg）=1.15/（1-74%）=4.42。

该牛采食精料补充料+干草+鲜青贮料+鲜青料、多汁料总量为：7.87+2.15+2.63+7.96+4.42=25.03 kg。

3 关于“TMR”全价混合料（指精料补充料+粗饲料+鲜重状态的青饲料）配方的计算

从奶牛日需风干料计算过程进一步推算，每用1 kg精料补充料时，其它饲料相应的用量。

4 关于“TMR”全价混合料（指精料补充料+粗饲料+鲜重状态的青饲料）配方制作和每天生产量的控制

大中型奶牛场采用“TMR”全价混合料，改变传统喂法，这是一个饲喂方式、科学管理层面全新改革。首先应按奶牛体重、产奶量合理进行车间分群，划分高产群、低产群、干奶（前期、后期）牛群，育成牛群。按群配制全价混合料。其次，充分考虑奶牛泌乳阶段、产奶量、胎次、体况以及饲料资源、季节性特点，定期进行配方调整。

与此同时，饲料调制应根据分群奶牛总头数计算每天全价混合料配方采食需求量；另外，计算TMR搅拌机的容积也很重要，选择TMR搅拌机应根据牛群大小，日粮种类、容重，奶牛风干物采集量，以及每一次搅拌各种饲料原料填料的数量，并且最好采用易于搅拌的立式TMR搅拌机。依照先粗料后精料原则，把干草、青贮饲料、多汁饲料称重、切碎、切短再与糟渣类、精料补充料顺序加入机内调制，搅拌时间3～5 min为宜。

车间奶牛食槽架上方应挂有每头奶牛每天混合料采食量标牌，饲养员照此规定饲喂，但也毋需过于计斤掂两，但应记录日采食量，食欲，供营养配方师调整日采食量数据时参考。

需要强调的是应用“TMR”全价混合料配方务必根据国情，更不能生搬硬套外国经验，要总结本场饲养经验，因地制宜，灵活掌握。国外喂牛粗料指的是各类青干草，而我们冬季喂牛所指粗料多数是秸秆（稻草、玉米秸、麦秸等），按饲料国际分类，青干草与秸秆同属粗饲料，但营养价值和适口性差异很大，完全不在一个档次。我们认为，秸秆不宜作为全价混合料配方原料，只能作为全价混合料喂后，供奶牛随意采食的填充料。