淺談放牧家畜營養(yǎng)均衡需要數(shù)字化體系建立的必要性

唐淑珍，陳翔宇，劉艷豐*

（1.新疆畜牧科學(xué)院飼料研究所，烏魯木齊 830000；2.新疆畜牧科學(xué)院計財處，烏魯木齊 830000）

當(dāng)代科學(xué)技術(shù)發(fā)展明顯呈現(xiàn)科學(xué)、定量化、重過程研究等特點，越來越依賴于系統(tǒng)的、高可信度的基本科學(xué)數(shù)據(jù)及其衍生數(shù)據(jù)產(chǎn)品?？茖W(xué)數(shù)據(jù)是國家科技進步、社會發(fā)展、經(jīng)濟建設(shè)和全民教育所需要的重要信息基礎(chǔ)，是國家寶貴的資源和財富，這已成為不爭事實，在動物營養(yǎng)學(xué)研究領(lǐng)域也不例外[1]。

我國實現(xiàn)牧區(qū)反芻家畜的營養(yǎng)與調(diào)控，越來越依賴于系統(tǒng)的、高可信度的能揭示牧區(qū)家畜營養(yǎng)、代謝規(guī)律的最基本科學(xué)數(shù)據(jù)參數(shù)。獲得我國放牧家畜營養(yǎng)參數(shù)數(shù)據(jù)，開展有關(guān)科學(xué)研究活動，是為社會公眾、行業(yè)研究和畜牧業(yè)生產(chǎn)提供最基本數(shù)據(jù)支撐。我國天然草原總面積3.93×108hm2，主要分布在內(nèi)蒙古、青海、甘肅、新疆、西藏和川西北等省區(qū)，占國土面積41.7%，不僅是我國陸地面積最大天然生態(tài)系統(tǒng)，是廣大牧區(qū)依存的主要自然資源和畜牧業(yè)生產(chǎn)資料，也是我國主要畜牧產(chǎn)區(qū)。草地牧草營養(yǎng)價值在一年中有一定的季節(jié)變化模式，這種動態(tài)模式對放牧綿羊的營養(yǎng)狀況產(chǎn)生很大影響。我國北方放牧綿羊生產(chǎn)水平低且不穩(wěn)定與這種動態(tài)變化規(guī)律密切相關(guān)。綿羊在冬春季節(jié)內(nèi)瘤胃內(nèi)環(huán)境處于不良狀況，能量和蛋白質(zhì)缺乏、干草質(zhì)量低劣、寒冷應(yīng)激及其之間的互作效應(yīng)是我國北方放牧綿羊的主要營養(yǎng)限制因素[2]。放牧牲畜需要通過試驗得出一套生長過程與營養(yǎng)需求的標準數(shù)據(jù)，獲得草地畜牧業(yè)家畜生產(chǎn)與草地管理的基本參數(shù)、動物營養(yǎng)參數(shù)和飼養(yǎng)標準和全年動態(tài)變化規(guī)律，指導(dǎo)草地自由放養(yǎng)的家畜生產(chǎn)[3]。

飼料是營養(yǎng)物質(zhì)的載體。根據(jù)產(chǎn)出和投入的關(guān)系，科學(xué)地調(diào)控放牧家畜對營養(yǎng)物質(zhì)的最佳供給量時，需要一系列科學(xué)參數(shù)為指南[4]。研究不同類型草場各季節(jié)牧草營養(yǎng)及牧草種類構(gòu)成變化規(guī)律，揭示放牧家畜攝入牧草營養(yǎng)全年動態(tài)變化的規(guī)律，根據(jù)營養(yǎng)參數(shù)與飼養(yǎng)標準，經(jīng)相關(guān)轉(zhuǎn)換，計算不同日增重水平對應(yīng)體重月平均動態(tài)及其營養(yǎng)和能量需求，以此作為草原自由放養(yǎng)情況下家畜理想生長過程及其對應(yīng)的營養(yǎng)和能量需求的基本評價參數(shù)，可衡量補飼需求以及飼養(yǎng)周期和牲畜狀況[5]。這是實現(xiàn)我國草地畜牧業(yè)自由放養(yǎng)的粗放經(jīng)營到集約經(jīng)營的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。

通過開展放牧草場牧草營養(yǎng)價值的評定、放牧家畜營養(yǎng)狀況的評價、放牧家畜的營養(yǎng)需要量的研究活動，獲得大量放牧家畜營養(yǎng)參數(shù)，最終建立放牧家畜營養(yǎng)參數(shù)數(shù)據(jù)庫，并研發(fā)放牧家畜營養(yǎng)均衡需要軟件系統(tǒng)。放牧家畜營養(yǎng)均衡需要數(shù)字化體系建立對畜牧業(yè)會產(chǎn)生很大的效益，以計算機為基礎(chǔ)的動態(tài)飼料營養(yǎng)數(shù)據(jù)庫，這類數(shù)據(jù)庫可貯存適用于所有家畜種類的數(shù)據(jù)。同時通過建立放牧家畜營養(yǎng)均衡需要數(shù)字化體系，研究人員可以挖掘飼料原料的營養(yǎng)價值及其影響因素，放牧家畜營養(yǎng)參數(shù)數(shù)據(jù)庫將充分體現(xiàn)科研為生產(chǎn)服務(wù)的時效性，對新方法、新技術(shù)乃至公式都盡量反映在其中，所有的參數(shù)都為用戶在決策時參考，動物生產(chǎn)者可以改善飼料利用效率。

1 草場牧草營養(yǎng)價值的分析研究及數(shù)據(jù)庫的建立

通過定期跟蹤我國五大牧區(qū)放牧家畜，模仿家畜攝取可采食性牧草種類、部位和數(shù)量，采集各種牧草樣品，分類計算重量，按重量比例制成風(fēng)干混合樣品，用常規(guī)法測定出牧草粗蛋白質(zhì)、粗脂肪、粗纖維、無氮浸出物、灰分并計算總能，測定出牧草中14 種礦物元素含量以及牧草的代謝能（體內(nèi)法）、小腸可消化蛋白（體內(nèi)法）、牧草有機物等[6]。在此基礎(chǔ)上，建立以五大牧區(qū)草場牧草種類信息、產(chǎn)草量信息及牧草營養(yǎng)價值信息為主要內(nèi)容的牧草營養(yǎng)信息數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫將成為我國五大牧區(qū)草場牧草的數(shù)字化基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，同時為“放牧家畜營養(yǎng)均衡數(shù)字化體系的建立”后期放牧家畜補飼方案的生成提供數(shù)據(jù)依據(jù)。

2 放牧家畜營養(yǎng)狀況數(shù)據(jù)庫的建立

放牧家畜營養(yǎng)狀況數(shù)據(jù)庫通過研究分析：我國牧區(qū)家畜（綿羊、山羊、黃牛、褐牛）采食行為信息數(shù)據(jù)，牛羊?qū)Ω鞣N植物的選擇性指數(shù)，放牧家畜性能信息數(shù)據(jù)，放牧家畜所需礦物質(zhì)的信息數(shù)據(jù)等。對我國五大牧區(qū)放牧家畜的營養(yǎng)狀況作數(shù)字化追蹤與記錄[7]。該數(shù)據(jù)庫主要涉及信息包括：我國牧區(qū)家畜采食行為參數(shù)信息，放牧家畜不同階段營養(yǎng)需要量信息，牛羊?qū)Ω鞣N植物的選擇性指數(shù)信息，放牧家畜的體貌特征、生產(chǎn)性能信息，放牧家畜礦物質(zhì)等營養(yǎng)狀況信息等。研究放牧家畜采食行為，測定采食量，評價放牧家畜營養(yǎng)狀況變化規(guī)律。

3 放牧家畜營養(yǎng)需要量分析數(shù)據(jù)模型的建立

研究放牧家畜營養(yǎng)需要量，建立放牧家畜營養(yǎng)需要量分析數(shù)據(jù)模型，根據(jù)草場牧草營養(yǎng)價值數(shù)據(jù)庫與放牧家畜營養(yǎng)狀況數(shù)據(jù)庫中相關(guān)數(shù)據(jù)，通過與標準數(shù)據(jù)對比，軟件自動分析計算出放牧家畜營養(yǎng)所需量。研究放牧家畜營養(yǎng)需要量及主要營養(yǎng)物質(zhì)消化代謝規(guī)律，建立放牧家畜能氮、礦物質(zhì)平衡模式。研究放牧家畜在不同生長階段、不同季節(jié)、不同草場攝入牧草中能量、蛋白質(zhì)、礦物質(zhì)的動態(tài)變化規(guī)律及主要營養(yǎng)物質(zhì)消化代謝規(guī)律；根據(jù)一年中牧草的數(shù)量和質(zhì)量變化規(guī)律，研究放牧草場上放牧家畜主要營養(yǎng)物質(zhì)、礦物質(zhì)營養(yǎng)狀況，找出影響其生產(chǎn)力的限制性質(zhì)元素，建立放牧家畜能氮、礦物質(zhì)平衡模式，最終通過補飼與所飼養(yǎng)家畜類型的營養(yǎng)需要相匹配。

4 放牧家畜營養(yǎng)參數(shù)數(shù)據(jù)庫的建立及均衡營養(yǎng)應(yīng)用軟件系統(tǒng)的研發(fā)

通過開展放牧家畜營養(yǎng)需要量、營養(yǎng)與代謝規(guī)律、草場中牧草營養(yǎng)價值評定等基礎(chǔ)性研究工作，獲得放牧家畜營養(yǎng)參數(shù)，建立數(shù)據(jù)庫，研發(fā)均衡營養(yǎng)應(yīng)用軟件，通過開展放牧家畜營養(yǎng)平衡供給關(guān)鍵技術(shù)研究獲得補飼方案數(shù)據(jù)參數(shù)，最終得出不同草場不同家畜每日需要補充的營養(yǎng)量[8-9]，針對放牧家畜（綿羊、山羊、黃牛、褐牛）獲得補飼方案數(shù)據(jù)參數(shù)，優(yōu)化飼料配方軟件作為系統(tǒng)外部模塊，可利用系統(tǒng)數(shù)據(jù)資源優(yōu)化飼料配方。在有最優(yōu)解情況下，提供最低飼料成本配方、營養(yǎng)診斷、影子價格等參考決策信息，無最優(yōu)解可提供參考配方及調(diào)整配方的輔助信息等。以上內(nèi)容完成后，放牧家畜營養(yǎng)均衡數(shù)字化體系建立為放牧家畜補飼、動物營養(yǎng)專家、飼料生產(chǎn)者、養(yǎng)殖場及農(nóng)戶、政策制定者，提供了強有力的工具，通過數(shù)據(jù)庫可快速查閱、分類、打印相關(guān)信息，從營養(yǎng)、環(huán)境和經(jīng)濟因素來講，只有運用好準確的數(shù)據(jù)信息才能有理想的動物產(chǎn)出和經(jīng)濟回報[10]。因此，放牧家畜營養(yǎng)均衡數(shù)字化體系的建立，對畜牧信息學(xué)科建設(shè)的基本任務(wù)、主要研究內(nèi)容和研究方向的定位提出了一些思路，為我國牧區(qū)養(yǎng)殖業(yè)服務(wù)，促進技術(shù)的普及和提升行業(yè)的綜合效益，應(yīng)用前景廣闊。