奶牛全價混合日糧（TMR）飼喂技術的配方優(yōu)化程序設計

■胡迪先 田作華 薛丁萌

（1.貴州大學動物科技學院，貴州貴陽 550025；2.上海交通大學自動化系，上海200030）

任何改進奶牛飼養(yǎng)方法的最終目的都是為了增加奶牛采食量，提高奶產(chǎn)量，獲取最佳繁殖率和理想的經(jīng)濟效益?，F(xiàn)在國內(nèi)外廣泛采用全價混合日糧（total mixed ration，TMR）的飼喂方法，就是為達到這一目的采取的相應措施，具體做法是將粗飼料，精料，礦物質和添加劑按飼養(yǎng)標準要求，充分混合，制成餅狀或塊狀，與青料搭配喂?！，F(xiàn)在進一步采用TMR攪拌機按配方參數(shù)將含水分高的青飼料，多汁料和粗飼料，精料，礦物質和添加劑一起混合，使物料含水百分率控制在40%～50%左右，定量飼喂。這就保證奶牛采食的每一口飼料都基本符合標準規(guī)定的營養(yǎng)濃度要求。

這樣，能克服分道飼養(yǎng)方式諸多弊端，減輕工人勞動強度，減少飼料浪費，產(chǎn)奶量大約能在原奶產(chǎn)量基礎上再提高6%～10%，還大大降低產(chǎn)褥熱，酸中毒等營養(yǎng)代謝病發(fā)生的可能性。目前在以色列、美國、加拿大、意大利已普遍應用，我國也正在逐步推廣采用TMR飼喂方法，在硬件方面：選擇并配置TMR攪拌機十分重要，據(jù)上海光明荷斯坦牧業(yè)有限公司介紹，意大利的尤尼法斯特（unifast）公司生產(chǎn)的TMR攪拌機最為著名，我國也正在設計和制造類似設備。

本文重點敘述如何運用JT-畜禽飼料配方優(yōu)化程序設計全價混合料配方和精確計算奶牛每天風干飼料采食量。

1 低成本優(yōu)化全價混合料配方的設計

首先要根據(jù)營養(yǎng)濃度標準設計全價混合料，其次是計算奶牛不同產(chǎn)奶量、不同體重、泌乳周期不同階段的日風干飼料采食量。

JT-畜禽飼料配方優(yōu)化程序設計全價混合料配方和精確計算奶牛每天風干飼料采食量有獨到之處：中國現(xiàn)行飼養(yǎng)標準是每頭奶牛每天營養(yǎng)需要絕對量，這在通常情況下是無法進行配方優(yōu)化設計的，我們借鑒國際上最新的奶牛飼養(yǎng)標準(按濃度表達營養(yǎng)需要)，它可以對配方中必須包含有精料補充料、青飼料、粗飼料、多汁料的奶牛，肉牛、羊的全價飼料（包含預混料）進行配方優(yōu)化設計，以適應TMR飼養(yǎng)方法的需要。在數(shù)據(jù)庫里邊，按國際飼料8大分類，輸入了包含中國農(nóng)科院畜牧研究所公布在內(nèi)的將近400種常用飼料40多種指標的營養(yǎng)成分表，將青飼料的總含水量分解為初水值和吸附水值，各種飼料按原料風干為基礎（即含吸附水），參與配方優(yōu)化計算，配方結果顯示后，又折算回青飼料在配方中的新鮮重，考慮到反芻動物蛋白營養(yǎng)體系特殊性，除提供粗蛋白指標外，另外把粗蛋白需要分解為降解蛋白和非降解蛋白，在奶牛飼料數(shù)據(jù)庫中相應輸入了飼料粗蛋白降解參數(shù)。本程序還設置“各種添加劑最大限度和最低限度用量”，“奶牛日糧精、粗、青飼料比例”，“根據(jù)奶牛不同體重不同日產(chǎn)奶量計算每天風干飼料需要量”，“羊的日糧濃縮料與飼草比例”等的專家咨詢系統(tǒng)。

程序組分為三部分，即主程序（optimize.exe），添加劑配方子程序（extra.exe），數(shù)據(jù)庫管理子程序（dbman?ager.exe）。添加劑配方設計不必與主配方設計掛鉤，可以獨立運行并存檔，當設計主配方時，按主配方界面的“添加劑”菜單，可以將與該奶牛體重、產(chǎn)奶量（生產(chǎn)性能）相應的添加劑配方存檔調(diào)出到主配方中。數(shù)據(jù)庫管理（包含界面調(diào)出、數(shù)據(jù)修訂和增刪）十分方便。

以體重≤400 kg，日產(chǎn)奶13～18 kg產(chǎn)奶牛為例設計全價混合飼料配方。

確定奶牛飼料配方優(yōu)化設計的步驟。

奶牛配方設計的步驟和豬、雞和其他動物的設計步驟有相同之處，包括：

第一步：“動物選擇”。

第二步：“優(yōu)化營養(yǎng)指標選擇”。

第三步：“飼料原料選擇”。所不同的是奶牛、肉牛不僅選用能量飼料，蛋白飼料，礦物類飼料，還包含選用粗飼料，青飼料，多汁料，青貯料。為設計全價飼料配方需要，我們將多水分的飼料（青飼料，多汁料，青貯料），一律換算成風干基礎（相當于含水12%），然后，由于程序中輸入這類飼料的初水值，在配制全價飼料結果顯示后，又能將這類飼料再換算為新鮮飼料重量，并將新鮮飼料重量結果在界面上再顯示出來。

第四步：確定奶牛全價飼料配方中粗飼料、青貯料、青飼料和多汁料的用量和精料之間的比例。它的基本依據(jù)是奶牛的體重和產(chǎn)奶量，參照美國NRC標準，同時匯總了國內(nèi)大量奶牛典型日糧資料。以上參數(shù)可以通過彈出的咨詢系統(tǒng)來供用戶參考，方法是在界面中任何部位，單擊鼠標右鍵便出現(xiàn)菜單，選擇青粗精咨詢后彈出如圖1所示。

圖1 青粗精比例咨詢參數(shù)

營養(yǎng)配方師具體確定青粗比例，可主要參考咨詢參數(shù)并根據(jù)地區(qū)情況和奶牛飼養(yǎng)經(jīng)驗而定，不強求一致，奶牛青貯料用量與青飼料、多汁料之間比例也應根據(jù)成年母牛的體重和產(chǎn)奶量決定，在奶牛臨產(chǎn)前15 d和產(chǎn)后15 d內(nèi)，應停止飼喂青貯飼料。干奶期的母牛投放青貯飼料的數(shù)量可稍多些，育成牛的青貯飼喂量以少為好，最好控制在5～10 kg（鮮重）。對于幼畜，應當少喂或不喂，只給適量的優(yōu)質干草。粗飼料、青貯料、青飼料和多汁料的用量和精料之間的比例確定后編制約束條件，見表1。

表1 原料價格、上下限及青粗飼料固定用量

第五步：玉米青貯、禾本科野干草，青割黑麥草、葫蘿卜用量固定后，與能量飼料、蛋白飼料、礦物類飼料一起，組成奶牛配方。即使玉米青貯、禾本科野干草，青割黑麥草、葫蘿卜不參與作為數(shù)學模型中配方其它原料變量的優(yōu)化組合的運算處理。重要的是配方的營養(yǎng)濃度總量計算仍包含所有飼料原料。方法很簡單，只要在青飼料、青貯料、粗飼料和多汁料各飼料“用量設置”欄，鼠標雙擊后，由“可變”改為“固定”，這樣青飼料、青貯料、粗飼料和多汁料用量就處于不變，其它飼料用量則處于優(yōu)化選擇狀態(tài)，按“開始計算”鍵，界面便顯示包含能量飼料、蛋白飼料、礦物類飼料、粗飼料、青飼料在內(nèi)的奶牛全價混合料配方“TMR”（風干狀態(tài)）。

奶牛的全價飼料配方顯示后，再在青飼料、青貯料、粗飼料和多汁料各飼料用量設置”欄，通過鼠標雙擊，由“選中”改為“不選”，去掉了青飼料、青貯料、粗飼料和多汁料用量比例，全價料就自動縮減為精料補充料配方。

第六步：進行配方微調(diào)和檢驗配方的營養(yǎng)水平是否符合標準。點擊配方微調(diào)后出現(xiàn)如圖2所示，雙擊原料含量所對應的數(shù)值后出現(xiàn)圖2所指，點擊三角箭頭可進行微調(diào)，但是總量應保持不變。微調(diào)后點擊“確定”，計算機運算結果。結果表明，配方的營養(yǎng)水平完全符合標準，全價混合料配方去掉青飼料、青貯料、粗飼料、多汁料比例后縮合的精料補充料配方組成如下：

玉米60%、小麥麩4.4%、大豆粕22.6%、棉籽粕4.5%、菜籽粕4.5%、食鹽0.9%、氧化鎂0.6%、脫脂脫膠骨粉2.5%、另加預混料2%。

圖2 配方的微調(diào)與檢驗

2 奶牛每天風干飼料采食量

計算400 kg體重，日產(chǎn)奶量13～18 kg奶牛的風干飼料采食量：

具體是1頭牛1 d采食的精料補充料、青飼料、青貯料、粗飼料、多汁料具體數(shù)量。

2.1 最簡捷的方法是在界面上查看“日糧查詢”

在界面的任何部分按鼠標右鍵，在下拉菜單中選擇“日糧查詢”，具體見圖3。

圖3 日糧查詢

根據(jù)查詢得到該奶牛日需風干料14.56 kg。

2.2 另有一種計算精度比較高的方法是根據(jù)NRC(2001版本)的荷斯坦奶牛干物質采食量公式計算：

式中：FCM——含脂率4%的校正標準乳；

BW0.75——奶牛代謝體重；

WQL——泌乳周；

12%——風干物質采食量按含水12%計。

FCM計算公式為：

其中，M為未折算標準乳的乳量（kg）；F為乳中實際含脂率。

例如：一頭體重400 kg荷斯坦黑白花奶牛，日產(chǎn)含脂肪百分率3.5%的鮮奶20 kg，處在泌乳第5周，問該奶牛每天風干物質需要量是多少？

計算方法如下：

即該奶牛在第5泌乳周期的風干物采集量為14.31 kg/d。與查表值相差0.25 kg。

我們已把按上列公式很繁瑣的計算編成程序，用戶只需填報奶牛的含脂率，不同的產(chǎn)奶量、體重、泌乳周期等基本參數(shù)，就可很快精確地獲得奶牛日需風干飼料的數(shù)據(jù)。方法是：在界面任何部分按鼠標右鍵，彈出菜單，選擇“采食量計算”，彈出如圖4所示。

在對話框中輸入對應的參數(shù)，便可得到相應的結果，該奶牛在第5泌乳周期每天采食量的風干物數(shù)量為14.317 kg。見圖5。

根據(jù)干物質采食量結果計算各飼料用量。

精料補充料占日糧55%，用量為14.317×55%=7.87 kg；

禾本科野干草占日糧15%，用量為14.317×15%=2.15 kg；

玉米青貯占日糧7%，用量為14.317×7%=1.00 kg；

青割黑麥草占日糧15%，用量為14.317×15%=2.15 kg；

胡蘿卜占日糧8%，用量為14.317×8%=1.15 kg。

圖4 干物質采食量對話框

圖5 干物質采食量計算結果

從數(shù)據(jù)庫中查出所用青飼料、多汁料原料初水值，按以下公式就可計算出青飼料、多汁料的鮮樣本重。

鮮樣本重（kg）=風干樣本重（kg）/（1-初水%）；

鮮玉米青貯用量（kg）=1.00/（1-62%）=2.63；

鮮青割黑麥草用量（kg）=2.15/（1-73%）=7.96；

鮮胡蘿卜用量（kg）=1.15/（1-74%）=4.42。

該牛采食精料補充料+干草+鮮青貯料+鮮青料、多汁料總量為：7.87+2.15+2.63+7.96+4.42=25.03 kg。

3 關于“TMR”全價混合料（指精料補充料+粗飼料+鮮重狀態(tài)的青飼料）配方的計算

從奶牛日需風干料計算過程進一步推算，每用1 kg精料補充料時，其它飼料相應的用量。

4 關于“TMR”全價混合料（指精料補充料+粗飼料+鮮重狀態(tài)的青飼料）配方制作和每天生產(chǎn)量的控制

大中型奶牛場采用“TMR”全價混合料，改變傳統(tǒng)喂法，這是一個飼喂方式、科學管理層面全新改革。首先應按奶牛體重、產(chǎn)奶量合理進行車間分群，劃分高產(chǎn)群、低產(chǎn)群、干奶（前期、后期）牛群，育成牛群。按群配制全價混合料。其次，充分考慮奶牛泌乳階段、產(chǎn)奶量、胎次、體況以及飼料資源、季節(jié)性特點，定期進行配方調(diào)整。

與此同時，飼料調(diào)制應根據(jù)分群奶?？傤^數(shù)計算每天全價混合料配方采食需求量；另外，計算TMR攪拌機的容積也很重要，選擇TMR攪拌機應根據(jù)牛群大小，日糧種類、容重，奶牛風干物采集量，以及每一次攪拌各種飼料原料填料的數(shù)量，并且最好采用易于攪拌的立式TMR攪拌機。依照先粗料后精料原則，把干草、青貯飼料、多汁飼料稱重、切碎、切短再與糟渣類、精料補充料順序加入機內(nèi)調(diào)制，攪拌時間3～5 min為宜。

車間奶牛食槽架上方應掛有每頭奶牛每天混合料采食量標牌，飼養(yǎng)員照此規(guī)定飼喂，但也毋需過于計斤掂兩，但應記錄日采食量，食欲，供營養(yǎng)配方師調(diào)整日采食量數(shù)據(jù)時參考。

需要強調(diào)的是應用“TMR”全價混合料配方務必根據(jù)國情，更不能生搬硬套外國經(jīng)驗，要總結本場飼養(yǎng)經(jīng)驗，因地制宜，靈活掌握。國外喂牛粗料指的是各類青干草，而我們冬季喂牛所指粗料多數(shù)是秸稈（稻草、玉米秸、麥秸等），按飼料國際分類，青干草與秸稈同屬粗飼料，但營養(yǎng)價值和適口性差異很大，完全不在一個檔次。我們認為，秸稈不宜作為全價混合料配方原料，只能作為全價混合料喂后，供奶牛隨意采食的填充料。