奶牛饲料原料中蛋白质组分及RDP、RUP的动态计算

　　中国农业科学院畜牧研究所 中国饲料数据库情报网中心

　　摘要：瘤胃饲料蛋白质降解动力学是科学计算饲料粗蛋白中瘤胃降解蛋白质和非降解蛋白质的基础。本文描述了计算特定日粮背景条件下饲料原料中RDP和RUP的理论方法，并给出了具体的计算实例。同时按饲喂状态，分别总结了不同类型奶牛饲料中蛋白质的特性指标，供读者在用新的《奶牛营养需要》标准体系设计奶牛日粮配方时参考。

　　一、瘤胃蛋白质降解动力学

　　饲料粗蛋白(CP)在瘤胃中的降解是影响奶牛瘤胃发酵和氨基酸供应的一个重要因素。瘤胃降解蛋白质(RDP)和瘤胃非降解蛋白质(RUP)是饲料CP中两个功能截然不同的组分。饲料CP在瘤胃中的降解为微生物的生长和微生物蛋白质的合成提供了所需的肽、游离氨基酸和氨。瘤胃合成的微生物蛋白质提供了小肠氨基酸流量中的绝大部分。瘤胃非降解的蛋白质是动物吸收氨基酸的第二重要来源。瘤胃中饲料蛋白质降解的动力学知识，是科学配置饲粮使瘤胃微生物获得充足RDP和宿主动物本身获得充足RUP的基础。

　　在NRC《奶牛营养需要》的第7次修订版中，将饲料中的CP划分为A、B和C三个组分。组分A为在零时间点迅速溶解的非蛋白氮(NPN)部分，其溶解速度(Kd)可假设为无穷大；组分C为在化学分析时属于从酸性洗涤纤维(ADF)中回收的那部分蛋白质既酸性洗涤不溶氮(ADIN)，是被认为不能被降解的蛋白质，其溶解速度(Kd)可假设为零。剩余的B组分则代表了潜在可降解的真蛋白部分。在 NRC《肉牛营养需要》还将B部分细分为B1、B2和B3，各部分具有不同的降解速率(Kd)。但在新版的《奶牛营养需要》中，组分B不在细分而给出统一的Kd值。利用每种饲料原料CP中RDP和RUP的含量可用下列2个方程式计算：

　　RDP=A+B(Kd/(Kd+Kp)) (1)

　　RUP=B(Kp/(Kd+Kp))+C (2)

　　其中RDP=饲料原料中瘤胃降解蛋白(% as_fed)； A=饲料CP中的A组分(% as_fed)； B=饲料CP中的B组分(% as_fed)； Kd=B组分的降解速率(%/h)，可用尼龙袋方法测定；C=饲料CP中的C组分(% as_fed)； Kp=瘤胃内容物的外流速率(%/h)。

　　在应用上述方程式设计奶牛日粮时，还必须估测每种饲料原料瘤胃外流速率Kp。NRC(2001)总结了275个试验的研究结果，推荐了计算不同性质饲料原料Kp的方程式：

　　估测湿的粗饲料(青贮或新鲜牧草): Kp=3.054+0.614 X1 (3)

　　估测干的粗饲料: Kp=3.362+0.479 X1—0.007X2—0.017X3 (4)

　　估测精料: Kp=2.904+1.375 X1—0.020X2 (5)

　　式中X1=干物质采食量(%体重)；X2=饲粮DM中精料比例(%DM)； X3=饲料原料中中性洗涤纤维(NDF)含量(%DM)。由此可见，各种类型的饲料原料在瘤胃中的外流速率受控于动物本身、干物质采食量、日粮类型等因素而动态变化，与瘤胃养分消化的动力学特征相呼应。

　　二、降解动力学模型的应用

　　瘤胃降解动力学模型建立的主要目的是科学获得每种饲料原料的RDP和RUP数值，为优化设计反刍动物的日粮配方提供数据基础。从公式(1)~(5)不难发现，每种饲料中的RDP和RUP的含量不是测定值，而且在一定时空条件下的计算值。它们既与饲料原料本身的蛋白质组分有关，又与待配制日粮的结构(精、粗饲料比例)、干物质采食量以及动物体重等有直接的关系。这意味着评定饲料的RDP和RUP必须与具体的日粮配制的背景信息结合起来，才能通过公式(1)~(5)得出具体的结果。为此，以下假定以配制大体型泌乳奶牛的日粮配方为例，说明用瘤胃蛋白质降解模型计算奶牛能量饲料的RDP和RUP。日粮配制的基本参数为：奶牛体重为680kg, 产奶天数=11天，乳脂率=3.0%,干物质采食量=12kg，并且按粗料和精料干物质比例F:C=30:70、40:60、50:50和60:40四种情形考虑。表1总结了奶牛能量饲料原料中CP及其组分含量、组分B的溶解速率Kd值。

　　表1 奶牛能量饲料原料中蛋白质及其组分含量(饲喂状态)

　　[table1]