《肉牛营养需要》的进展与改变（第8次修订版）

王斐然，王雅晶*，阿斯汗，张月肖，周东年，侯诗宇

（1.中国农业大学动物科技学院，动物营养学国家重点实验室，北京 100193；2.鞍山市恒利奶牛场，辽宁鞍山 114202）

《肉牛营养需要》的进展与改变（第8次修订版）

王斐然1，王雅晶1*，阿斯汗1，张月肖1，周东年1，侯诗宇2

（1.中国农业大学动物科技学院，动物营养学国家重点实验室，北京 100193；2.鞍山市恒利奶牛场，辽宁鞍山 114202）

本文简要叙述了修订第8版的《肉牛营养需要》的主要进展与改变。内容包括概述、维持与生长、繁殖、蛋白质及代谢调控因子、维生素、矿物质与水、环境因素、饲料加工副产品的应用和计算机模型的更新等。本文并未针对肉牛营养需要的某一部分内容进行特别深入的讨论，仅提供给读者整个肉牛营养需要的制定流程以及本次版本中最为主要的变动。

肉牛营养需要；第八版；进展；改变

美国国家研究委员会（NRC）对肉牛营养需要系列丛书的编写已有几十年之久，为营养学家和行业学者提供了大量关键信息，促进了肉牛行业的经济和环境可持续性发展。不管是在生产、饲喂经验或是牛的生物特性、生理潜能方面，这一系列丛书的每一版本内容都经历了时间的考验，证明其修订的价值所在。

自第7版《肉牛营养需要更新》2000年出版以来，时隔16年后，第8次修订版《肉牛营养需要》终于问世。

1 任务说明及研究过程

在开展研究工作之前，NRC出具了一份对于本版本肉牛营养需要的任务说明：委员会将针对肉牛营养的科学研究出具一份报告，涵盖其所有生长阶段和各种类型的生产。报告将包括以下几部分内容：对于近期关于肉牛饲喂与营养研究的全面分析，包括生长及繁育过程中肉牛的氨基酸、脂质、矿物质、矿物质和饮水需要量；总结最近关于肉牛能量需要体系的研究；更新1996版NRC的《肉牛营养需要》；总结常用肉牛饲料原料的组成、矿物质供给和饲料添加剂的使用；总结来源于生物能源行业的副产品的相关信息，包括各种类型产品的信息及含磷含硫物质的最有效的利用；综述减少粪污养分流失和降低温室气体排放的营养及饲喂策略；讨论饲喂对于牛肉营养品质及食品安全的作用；提供养分代谢和利用的新信息（如蛋白和脂类的过瘤胃，养分的包被，淀粉加工）；饲料添加剂改变瘤胃代谢与前胃吸收代谢的新信息；以及未来需要研究的领域。根据新信息的可获得程度，也可能对目前计算养分需要量的计算机模型做进一步开发。

这份任务说明中，有一些是第8版《肉牛营养需要》里新添加的内容，如与粪污及氮排放相关的环境问题、牛肉品质与食品安全问题等；有一些则是在1996年《肉牛营养需要》基础之上需要修改的内容。

研究动物的营养需要量时，通常需要从3个大方向入手：动物的营养需要、饲料能够满足营养需要的能力以及研究工具（图1）。动物的6种养分需要受到性别、品种、生理阶段、环境和管理等多种因素的影响，而饲料的养分组成也是存在波动与变异的。因此，需要通过各种工具，如综述文献、剂量效应数据、数据挖掘及验证等方法对这两个方向进行探究。另外，还需要了解影响养分供给机体的效率，也就是消化动力学和养分相互作用的内容。对养分的沉积与利用进行建模，采用独立数据验证，便能将它应用到已发表的公式以及计算机模型的修改与更新上。

同时，新增的计算机模型也在以前的基础上进行了改进。模型可以在Office Excel上运行，并可以提供2种模型解决方案，分别为NRC（1996）中提到的经验模型（ELS）和理论模型（MLS）。但新版本的模型操作简单，通过点击即可完成各项运

图1 如何确定反刍动物营养需要量

2 NRC委员会组成

NRC委员会有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；另外还受到农业及自然资源方向国会顾问Austin J. Lewis 的外部支持。

3 概 述

在2016《肉牛营养需要》（第8次修订版）中新增或者重新修订了如下章节：肉牛生产：系统、质量与安全；解剖、消化及养分的利用；能量术语与概念；碳水化合物；脂类；维生素与饮水分开设置章节；代谢调节剂；环境（养分排泻与利用）；牛对副产品饲料的应用以及进一步需要开展的研究。算，同时也保留了NRC （1996）的表格生成功能。通过Excel的规划求解加载项（Excel Solver Addin），可实现日粮的“最优化”功能。通过Palisade @Risk 加载项（ Palisade @Risk Add-in）实现随机模型选项。

下面分章节分别概述主要变更项。

3.1 第一章 肉牛生产：体系、质量和安全 本章节主要是对北美地区肉牛生产体系的简介，为读者提供了背景信息以理解建立营养需要量所依据的数据导出设置、养分推荐量所适用的典型条件。这一章针对食物来源的致病菌和耐药性，提供了关于牛肉安全的最新信息；针对牛肉产品的营养构成进行了简要综述；也阐述了肉牛产业中动物福利的重要性。它看似简单，但能够帮助读者更好了解并理解整本书的内容。

3.2 第二章 解剖、消化和养分的利用 这一章对于反刍动物解剖、消化和养分利用进行了全面介绍，为建立营养需要量和开发机理模型提供了基础概念。

3.3 第三章 能量术语与概念 这一章是在之前的基础上作了一些小的改进使得内容更具有逻辑完整性。本章对能量的术语进行了一些更新以保持前后的一致性，还有对于其他数理统计分析的相关关系的一些建议（如不同日粮能值下消化能到代谢能的转化效率及对能量平衡的影响）。

3.4 第四章 碳水化合物 由于碳水化合物是当前反刍动物饲料中的主要能量来源，它的重要性不言而喻。除了对不同类型的碳水化合物进行概述之外，本章节更关注碳水化合物的物理化学组成及其代谢，以及与计算机模型或者消化动力学相关的内容。这对于理解理解养分供给和模型的建立，以及后续对肉牛营养需要及生产性能进行预测十分关键。本章也讨论了加工方式对于碳水化合物养分供给的影响以及粗饲料纤维对维持瘤胃功能的重要性。

3.5 第五章 脂类 脂类是第8版《肉牛营养需要》中十分重要的新添内容。本章描述了脂类物质消化和吸收的过程，也添加了一些生产中较为实用的内容，如日粮中应当添加多少脂类，脂类会如何影响消化与吸收及机体的代谢等。除此之外，本章阐述了瘤胃微生物完成脂肪酸生物氢化的重要性；为未来版本的计算机模型中应用氨基酸代谢提供了可能。

3.6 第六章 蛋白质 对于蛋白质，本版本沿用了之前版本的代谢蛋白（Metabolizable Protein, MP）体系，以此作为建立肉牛蛋白需要的基础。在这一章，编者对代谢蛋白体系进行了综述与更新。本章提供了预测微生物蛋白产量的新方程（方程1）。使用这个方程估测低质量饲料或育肥料时，结果可能与之前方程的预测值相差无几。但新方程的预测值依然低于之前的预测方程。因此也许需要时间来验证这个方程是否合理，但和文献提供的信息相比，从数理统计的角度可认为这个系统是合理的。方程1：

其中，EE（Ether Extract）代表醚提取物；MCP （Microbial Crude Protein）为微生物蛋白，单位为g/d；TDNI（Total Digestible Nutrients Intake）指总可消化养分摄入量，单位为g/d；FFTDNI（Fat Free TDNI）指去脂肪的TDNI，单位为g/d。

对于理论模型，建立了估测用于合成代谢的尿素氮新方程（方程2）（UUA,Urea-15N Utilized for Anabolism，表示回收的氮整合成为微生物蛋白或其他微生物产物）。方程2：

其中，UUA 指用于合成代谢的尿素氮，单位为g/d；CP（粗蛋白）、干物质（DM）百分比含量；NI（氮摄入量）单位为g/d。

3.7 第七章 矿物质 这一章节更新了常量与微量元素的需求量，综述了肉牛生产中关于矿物质的最新信息。主要更改包括：提供了肉牛生产中与硫元素作用相关的新信息，如硫、铜、钼和硒的相互作用，且将硫元素的最高可承受浓度范围调整为0.3%～0.5%（之前为0.4%）。生长和育肥牛对钴元素的需要量由0.10 mg/kg增至0.15 mg/kg。将铜元素的最大可承受剂量从100 mg/kg DM减少到40 mg/kg DM。将硒元素的最大可承受剂量由2 mg/kg DM设定为5 mg/kg DM。另外增加了一些与肉牛矿物质营养相关的最新试验信息。

3.8 第八章 维生素 这一章涵盖了脂溶性维生素和水溶性维生素相关的最新信息，阐明维生素缺乏或过量的问题，也呼吁学者对此进行深入探究。需要特别指出的是，本章针对不同生产目标设置下的肉牛维生素E推荐量提供了更为详实的解释。基于可得到的信息，研究委员会建议：对于无应激的成年肉牛，其维生素E的需要量很低，普通的日粮成分似乎可以满足需求。对于新进入牛场的有应激的犊牛，委员会推荐在新入场期间提供400～500 IU/d或1.6～2.0 IU/kg 体重的维生素E。入场适应期结束后，对于正常且健康的肥育牛，维生素E供给应当降低到以前的推荐量，即25～35 IU/kg 干物质采食量（DMI）或0.52～0.73 IU/kg 体重。目前，缺少其他阶段的肉牛维生素E需要量的数据；应开展更多应激方面的研究以对肉牛维生素E的需要量有更深入了解。

3.9 第九章 水 本章更新了肉牛饮水量的预测方程（方程3），同时研究了影响饮水量（L/d）的因素，包括水质在肉牛生产中的作用（表1）。

MT为最高摄氏温度；DMI为每天的干物质采食量，单位为kg/d；PP是降水量，单位为cm/d；DS是日粮中盐的百分含量。

3.10 第十章 采食量 本章节大多数方程都沿用了1996年《肉牛营养需要》的版本。委员会建立了更大的数据库用于重新评估现行的基于维持净能（NEm）的方程，为生长-肥育牛建立了新方程，也为不同生产性能的肉牛建立了干物质采食量需要量的预测方程。

表1 肉牛饮水中总可溶性糖（TSS）含量指南

预测肉母牛采食量的方程不变，但是针对放牧条件下的肉母牛采食量预测增加了一些选项，如中性洗涤纤维的利用率。

3.11 第十一章 维持需要：蛋白与能量 本章考虑了影响维持能量与维持蛋白需要量的因素，提供了预测公式，也指出了一些理解上的偏差。与第7版相比，维持净能和维持蛋白的计算没有大的改变。但是增加了针对冷应激及物理活动校正维持需要量的原则及注意事项。

3.12 第十二章 生长 本章沿用了第7版使用的公式，但在评估能量和蛋白沉积预测公式时使用了新数据。

3.13 第十三章 繁殖 由于繁殖效率是影响肉牛生产力的主要限制因素，肉牛营养对其繁殖的影响自然十分关键。本章对于如何使用体况评分（BCS）评估肉母牛的能量与蛋白需要进行了全面概述。与第7版相比，第8版《肉牛营养需要》采用了最新的方法对肉牛进行体况评分，即BCS每变化一分所代表的空腹活体重量（SBW）的变化占体重的百分比固定。

3.14 第十四章 消化与代谢的调节复合物 作为一个新章节，这部分整合了有关代谢调节剂的信息，包括相对第7版更为全面的概述。同时更新了使用离子载体时日粮能值的调整准则（第7版推荐使用离子载体时增加12%的NEm浓度）：第8版建议使用莫能菌素时，日粮消化能增加2.3%；使用拉沙里菌素时，消化能增加1.5%。此外，使用埋植剂和β-受体激动剂的最终空腹活体重（SBW）无推荐调整变化。

表2 不同BCS的体重占5分BCS体重的百分比 %

3.15 第十五章 应激对肉牛营养需要的影响 肉牛营养需要受到应激的影响，尤其与断奶、买卖、运输、新环境、疾病等相关的群体。本章对这些影响进行了综述，尤其强调了应激状态下的肉牛饲料采食量降低而带来的影响。本章保留了第7版的大多数推荐标准。

3.16 第十六章 环境 本章节是第8版《肉牛营养需要》有很大改变的部分，也是当下巨大的社会和文化压力下的重要话题。本章讨论了粪尿、温室气体、氨和其他挥发性物质排放造成的养分损失的影响因素，包括相当多的预测公式；另外建立评估了预测肠道甲烷的方程，提供给使用者粗料浓度可变的多元方程以供读者根据相应的情况选择。本章对关注环境问题的肉牛饲养者，尤其是精料的使用提供有用信息。

图2 BCNRM2016 使用界面

3.17 第十七章 肉牛对副产品饲料的利用 作为全新章节，本章对副产品饲料，尤其是谷实类生物燃料进行了综述，包括在带犊母牛、育成牛及生长/育肥牛阶段的使用以及与其他原料的互作效应及生产实践的管理。也包含了关于副产品中营养过量（如硫元素）可能带来的影响等。

3.18 第十八章 肉牛饲料的营养成分组成 以商业实验室为数据来源建立了新的饲料营养成分表格。本章更新了谷物加工对其养分的影响，新添了放牧牧草的营养组成信息。

3.19 第十九章 建模方程和敏感度测试 本章对最新版本的计算机模型（Beef Cattle Nutrient Requirements Model, BCNRM）进行了详细描述。另外，为阐明影响模型预测值的最主要组分而进行了敏感度分析。

3.20 第二十章 营养需要表格 软件中提供的表格生成器可通过优化程序建立营养需要的表格。

3.21 附录A 肉牛营养需要模型（BCRM2016）的使用指南 最新开发的肉牛营养需要模型可在Excel上运行使用，界面友好，操作人性化。使用界面见图2。在模型中能够“开启或关闭”某些特殊计算或更改某些参数，也包含规划求解以协助日粮配方的平衡，同时能够生成随机模型。用户可在网站（http∶// www.nap.edu/download/19014）下载此模型。

4 总 结

建立肉牛营养需要的过程中面临了许多挑战。在北美乃至全球各个地区，肉牛生产的体系都有所差异，饲料品种、肉牛品种环境条件以及管理模式也十分多样化，这使得规范所有可能影响肉牛营养需要量的因素成为不可能的任务。尽管存在这些问题，新版NRC《肉牛营养需要》反映了我们对于肉牛营养需要量的了解又迈近一步，且是至关重要的一步。它服务于全球学者和产业相关的农场主，对于全球肉牛行业的发展有重要意义，并引领肉牛行业走向更为高效、环保的新阶段。

[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

国家自然科学基金青年基金（31402099）

王斐然(1995-)，女，安徽人，在读硕士，研究方向为反刍动物营养，E-mail: wangfeirancau@qq.com

* 通讯作者：王雅晶，博士，高级畜牧师，研究方向为反刍动物营养，E-mail: yajingwang@cau.edu.cn