成年奶牛的營養(yǎng)需要由維持、產(chǎn)奶、生長和妊娠四部分組成。科學(xué)的飼養(yǎng)制度要求按照奶牛所處的階段，分群進(jìn)行飼養(yǎng)。但筆者在一些奶牛場調(diào)查的過程中發(fā)現(xiàn)．采用固定圍欄拴系飼養(yǎng)的一些奶牛場沒有進(jìn)行分群．而是飼養(yǎng)員根據(jù)整個牛舍的生產(chǎn)性能粗放式地飼養(yǎng)管理，一成不變地每頭成母牛每天飼喂7.85kg的精飼料，不論產(chǎn)奶量高低以及所處月份的產(chǎn)奶特點。精飼料超量會造成奶牛過肥和飼料浪費．精飼料飼喂不足又會造成產(chǎn)奶損失和掉膘。為此，筆者通過研究，以期建立根據(jù)產(chǎn)奶量和月份泌乳特點來調(diào)整整個牛群精飼料平均飼喂量的模型，從而指導(dǎo)奶牛生產(chǎn)實踐。
Excel電子表格是微軟公司推出的Office辦公軟件套裝中功能強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理軟件，可用來編寫程序計算飼料配方，利用其規(guī)劃求解功能進(jìn)行配方的優(yōu)化設(shè)計，具有使用方便，價格低廉等優(yōu)點。
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1、奶牛場日產(chǎn)奶量的測定
奶牛場定期測定每頭牛的日產(chǎn)奶量具有重要的意義。測定日產(chǎn)奶量，可以衡量整個牛群的生產(chǎn)性能，是奶牛場生產(chǎn)工作和牛群改良的基礎(chǔ)。對日產(chǎn)奶量進(jìn)行分析，可以挖掘提高產(chǎn)奶量的因素，增加經(jīng)濟(jì)效益。根據(jù)連續(xù)兩次測定的個體日產(chǎn)奶量，可以計算泌乳持續(xù)力。泌乳持續(xù)力=測定日奶量，前次測試日奶量x100%，泌乳持續(xù)力可用來衡量個體牛只的產(chǎn)奶持續(xù)能力。
1.1日測產(chǎn)奶量
對于未分群飼養(yǎng)的牛群，根據(jù)其個體牛只的日產(chǎn)奶量，計算整個牛群成母牛的平均日產(chǎn)奶量，據(jù)此計算所需要的營養(yǎng)需要量。以筆者進(jìn)行科技示范項目所在的奶牛場為例，每周測定一次產(chǎn)奶牛的產(chǎn)奶量，每天交奶的時候由蒙牛奶站測定乳成分。舉例分析．1#牛舍2008年10月6日測定的日產(chǎn)奶量見表1。
1.2月份泌乳曲線繪制
奶牛生產(chǎn)具有月份的特點。夏季7～9月份牛群處于嚴(yán)重的熱應(yīng)激，熱應(yīng)激嚴(yán)重地造成奶牛產(chǎn)奶量下降，據(jù)報道，奶牛產(chǎn)奶量下降幅度北京為15%，南京17%～20%．上海20cYo_28%．杭州31.5%．給我國奶牛養(yǎng)殖業(yè)造成嚴(yán)重的損失。lo月份后秋高氣爽，氣溫逐漸變涼，氣溫基本符合奶牛的最適溫度lO℃．20qC．此時食欲逐漸恢復(fù)，采食量和產(chǎn)奶量開始增加。II月后進(jìn)入產(chǎn)犢高峰，隨后12月達(dá)到泌乳高峰，并維持至來年3月或4月，之后產(chǎn)奶曲線開始逐漸下降，直至7_9月達(dá)到最低值。
通過對日產(chǎn)奶量進(jìn)行分析，可以繪制整個牛群的月份泌乳曲線。本示范奶牛場過去46個月整個牛群的月份泌乳曲線見圖1。
從過去4年的月份泌乳曲線來看．可以發(fā)現(xiàn)10月份處于月份泌乳曲線的上升階段。以2007年10月份為例，1 1月份與10月份相比，成母牛平均產(chǎn)奶量增加23.95%(2.11kg)，相當(dāng)于每周增加大約5.5%左右。
2、奶牛營養(yǎng)需要量和實例分析
奶牛所需要的營養(yǎng)由精飼料和粗飼料來補(bǔ)充。粗飼料體積大，水分含量高，營養(yǎng)物質(zhì)濃度低，遠(yuǎn)不能滿足奶牛的營養(yǎng)需要：因此必須通過補(bǔ)充精飼料來提供所需要的營養(yǎng)物質(zhì)。而筆者在調(diào)查的過程中，發(fā)現(xiàn)一些小型的奶牛場僅僅飼喂酒糟、玉米和小蘇打，沒有補(bǔ)充礦物質(zhì)、微量元素和維生素等必需營養(yǎng)物質(zhì)。
2.1 營養(yǎng)需要量
按照《NY/T34-2004奶牛飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)》和<奶牛營養(yǎng)需要和飼料成分（修訂第三版）》計算奶牛所需要的各項營養(yǎng)物質(zhì)，成母牛的體重以牛群的平均體重550kg計算，具體需要量見表2。
2.2精飼料的配方和營養(yǎng)價值
本場現(xiàn)階段所飼喂的精飼料的配方和營養(yǎng)指標(biāo)見表3。
2.3 利用Excel 2003建立計算模型
首先在第2～10行列出所選飼料原料的營養(yǎng)價值．然后在第11行計算出精飼料配方的營養(yǎng)價值，在第12行列出精飼料的飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)（參考(NY/t 1245-2006奶牛用精飼料>），調(diào)整飼料配方的比例，使其營養(yǎng)價值滿足飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)的要求。
然后在第14行和第15行輸入粗飼料的營養(yǎng)指標(biāo)。在第B18、B19、B20分別輸入精飼料、玉米青貯、稻草的飼喂量。在第21行，分別計算B18、B19、B20中所飼喂的飼料所能夠提供的各項營養(yǎng)物質(zhì)的指標(biāo)。在第25-41行，根據(jù)析因法分別計算出可消化蛋白質(zhì)、產(chǎn)奶凈能、鈣、磷等指標(biāo)的維持、產(chǎn)奶、生長、妊娠以及總的營養(yǎng)需要量，并把這些數(shù)據(jù)復(fù)制在第22行，便于與營養(yǎng)需要量進(jìn)行比較。根據(jù)比較的結(jié)果修改精飼料的飼喂量，通過多次找到滿足各種營養(yǎng)需要量的精飼料飼喂量。所建立的Excel 2003電子表格模型如圖2。
2.4實例分析
2.4.1精科需要量
通過多次嘗試，計算出滿足l#牛舍整個牛群營養(yǎng)需要的需飼喂精科量．具體計算的過程和結(jié)果見表4。
由表中數(shù)據(jù)可知，一號牛舍每頭牛平均每天飼喂5.75kg的精飼料僅可滿足維持和平均產(chǎn)8.77kg標(biāo)準(zhǔn)乳的產(chǎn)奶凈能的營養(yǎng)需要；飼喂6.90kg的精飼料，可滿足可消化蛋白和產(chǎn)奶凈能的營養(yǎng)需要，但此時不能滿足鈣和磷的營養(yǎng)需要．為此必須增加精飼料的飼喂量；當(dāng)調(diào)整為7.15kg時可以滿足鈣的營養(yǎng)需要，此時仍不能滿足磷的營養(yǎng)需要；繼續(xù)調(diào)整至7.50kg時，可以滿足磷的營養(yǎng)需要。根據(jù)水桶效應(yīng)，必須滿足缺乏最多的營養(yǎng)素的需要，才能達(dá)到所設(shè)計的生產(chǎn)水平。但此時，產(chǎn)奶凈能已經(jīng)超標(biāo)了10.80MJ/頭·天，可消化蛋白超標(biāo)51.88g/頭/天。由此可見在現(xiàn)有的生產(chǎn)水平下，本飼料配方中鈣和磷的含量嚴(yán)重不足．這與預(yù)混料中的含量有很大關(guān)系，另外能量稍微偏高，可以通過調(diào)整配方降低能量的水平，提高蛋白的水平，同時提高飼料中的鈣磷水平，減少精飼料浪費。
2.4.2月份泌乳曲線
鑒于10月份處于產(chǎn)奶增長期（圖1），可以采用“料領(lǐng)著奶走”的飼養(yǎng)制度．額外增加下一個星期“產(chǎn)奶增量”所需要的精料。(1)按照2007年11月比10月增加24%的產(chǎn)奶量推算，那么平均每周增加5.5%(1.0554*1.24)的產(chǎn)奶量，因此需要額外添加5.5%產(chǎn)奶增量所需要的營養(yǎng)物質(zhì)。此時需要7.75kg的精料才能滿足產(chǎn)奶凈能、可消化蛋白、鈣和磷的營養(yǎng)需要。(2)通過比較本周比上個星期增加的產(chǎn)奶量（增加了6%），作為產(chǎn)奶增量。以此建議10月7日-10月13日下一個測定日之間的精料飼喂量（見表5）。
2.4.3 配方的優(yōu)化設(shè)計
鑒于原有配方中預(yù)混料的鈣磷含量較低．根據(jù)水桶效應(yīng)為了滿足鈣磷的需要量就必須額外地多喂精料，造成蛋白質(zhì)和能量的浪費。為此調(diào)整飼料配方，在飼料中添加磷酸氫鈣。減少精飼料的飼喂量。
2.4.3.1 添加磷酸氫鈣
在精飼料配方中，添加2.3%的磷酸氫鈣，可以使鈣磷水平跟上可消化蛋白質(zhì)的變化“步伐”。此時，添加7.00kg的精飼料即可滿足可消化蛋白質(zhì)、產(chǎn)奶凈能、鈣磷的營養(yǎng)需要（表6），比配方調(diào)整前的7.50kg可以節(jié)省0.5kg的精飼料。對于整棟牛舍來說，每天可以節(jié)省52.00kg精飼料，節(jié)省109.2元(52.00x2.15=111.8)。
添加磷酸氫鈣后，飼料中產(chǎn)奶凈能仍然超標(biāo)7.52NWkg，近10.50%。能量是飼料中較昂貴的營養(yǎng)物質(zhì)。能量過量會造成奶牛過肥．甚至影響繁殖性能。此時可消化蛋白質(zhì)、鈣磷就成為限制的因素，需要調(diào)整其含量。
2.4.3.2優(yōu)化設(shè)計精飼料配方
利用試差法在Excel電子表格中可以很方便地實現(xiàn)配方的優(yōu)化設(shè)計．也可以利用Excel的規(guī)劃求解功能對配方進(jìn)行線性規(guī)劃，求出最優(yōu)解，詳細(xì)操作也可參考筆者以前在《飼料研究》上發(fā)表的論文。對精飼料的配方進(jìn)行調(diào)整，提高可消化蛋白、鈣磷的水平，使其與產(chǎn)奶凈能水平的變化相適應(yīng)（表7）。
對配方優(yōu)化設(shè)計后，僅需要630kg的精飼料即可滿足產(chǎn)奶凈能、可消化蛋白、鈣磷的營養(yǎng)需要：但飼料價格從210元1kg增加到2.20元/kg。與配方調(diào)整前相比仍可節(jié)省0.84元／頭(7.0*2.1-63*2.2=0.84)，整棟牛舍每天節(jié)省87.36元。
2.4.4經(jīng)濟(jì)效益分析
配方優(yōu)化設(shè)計前后的精飼料需要量及經(jīng)濟(jì)效益分析見表8。
3、討論
3.1影響奶牛產(chǎn)奶量的因素
影響奶牛產(chǎn)奶量的因素有很多，在遺傳、環(huán)境、管理、粗飼料等條件都一致的情況下．主要由精飼料來決定。如果能夠?qū)εＶ桓鶕?jù)其所處的生理階段進(jìn)行分群飼養(yǎng)，可以很方便地根據(jù)產(chǎn)奶量和泌乳曲線調(diào)整精飼料的飼喂量：在泌乳初期采取“料領(lǐng)著奶走”、泌乳后期采取“奶領(lǐng)著料走”等飼養(yǎng)方法．對干奶牛和圍產(chǎn)期牛根據(jù)其生理特點進(jìn)行調(diào)整。
3.2平均產(chǎn)奶量與月份泌乳曲線的聯(lián)合分析
一些奶牛場．尤其是中小型的奶牛場以及數(shù)量較少的養(yǎng)殖戶．由于飼養(yǎng)條件的限制往往做不到分群飼養(yǎng)，這就需要按照整個牛群的生產(chǎn)性能進(jìn)行飼養(yǎng)管理。當(dāng)整個牛群足夠大的時候，比如數(shù)百頭，就可以認(rèn)為整個牛群處于各個階段的牛只處于一個比較均衡的狀態(tài)。按照概率計算，大約有1/13的牛處于泌乳期的同一個月。這樣就可以把生長、妊娠的營養(yǎng)需要平均地分?jǐn)偟矫款^牛的身上。
同時結(jié)合自然月泌乳曲線，在月份泌乳曲線上可以看到在7～9月，牛群處于產(chǎn)奶的低峰，可以采取“奶決定料”的飼養(yǎng)制度。從9月至次年的4月處于產(chǎn)奶持續(xù)上升和穩(wěn)定的階段，采取“料領(lǐng)著奶走”的飼養(yǎng)制度，在滿足維持、產(chǎn)奶、生長、妊娠的基礎(chǔ)之上額外增加一個增量，以滿足下一個星期“產(chǎn)奶增量”所需要的營養(yǎng)(2008年是個例外．由于“雪災(zāi)”缺乏精飼料和草料導(dǎo)致月份產(chǎn)奶高峰降低，并在3月份提前結(jié)束）。在4-7月份，產(chǎn)奶量處于持續(xù)下降的階段，可以采取“奶領(lǐng)著料走”的飼養(yǎng)制度，為了防止產(chǎn)奶量陡然下降，一般減料時可設(shè)定一定的折扣和安全裕量．
采用“平均主義大鍋飯”飼喂方法需要飼養(yǎng)員用心觀察牛只的采食情況，定期對牛只進(jìn)行體況評分。如果大部分的牛只都吃不飽或者把食槽舔舐的很干凈．就需要適當(dāng)?shù)脑黾语曃沽浚喝绻行┡Ｖ缓芸炀统燥柌⑶矣惺Ａ希行┏圆伙枺托枰曫B(yǎng)員糾正以避免飼料浪費。采取拴系飼養(yǎng)的奶牛，飼養(yǎng)員對牛只很熟悉，對于高產(chǎn)奶牛可以額外地多飼喂一些精料。
3.3配方的優(yōu)化
在原有的配方基礎(chǔ)上．不一定能夠得出最優(yōu)的結(jié)果。這就需要對飼料配方進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計，根據(jù)水桶效應(yīng)，調(diào)節(jié)含量最低的指標(biāo)，使其跟上其它指標(biāo)的“步伐”。利用規(guī)劃求解功能，把配方設(shè)置為可變單元格，添加約束條件，使其滿足產(chǎn)奶凈能、可消化蛋白、鈣磷的營養(yǎng)需要，利用Excel自帶的線性模型，求出最優(yōu)解，可以更加節(jié)省成本。用科學(xué)的算法來實現(xiàn)營養(yǎng)需要量的計算．用配方師的眼光和經(jīng)驗藝術(shù)性地優(yōu)化設(shè)計配方，從而可以降低生產(chǎn)成本，獲得更高的生產(chǎn)效益。
3.4進(jìn)一步的研究方向
本實驗為中小型奶牛場，尤其是不分群飼養(yǎng)的奶牛場提供了一種相對于經(jīng)驗飼喂較精確的模型，可以據(jù)此較科學(xué)方便地根據(jù)產(chǎn)奶量調(diào)整精飼料的飼喂量。在示范牛場推廣半年來．顯著提高了產(chǎn)奶量和養(yǎng)殖效益，受到較好評價。但從時間和數(shù)量上值得進(jìn)一步擴(kuò)大和深入研究。
本模型僅僅考察可消化蛋白、產(chǎn)奶凈能、鈣和磷這4個營養(yǎng)指標(biāo)，受限于飼養(yǎng)廠家的預(yù)混料，不能準(zhǔn)確得知其中的營養(yǎng)物質(zhì)含量．所以沒有加入維生素、氨基酸和微量元素等指標(biāo)．如果規(guī)模化奶牛場能夠自己生產(chǎn)預(yù)混料．可以在模型中加入維生素、氨基酸和微量元素等指標(biāo)，所建立的模型會更加準(zhǔn)確。
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