一、干物质采食量
1. 概述
干物质采食量(DMI)在营养学上极为重要，这是因为它决定着维持动物健康和生产所需养分的数量。真实或精确估计DMI对于制定饲料配方尤为重要，它可以防止供给养分的不足或过剩，以及促进养分的有效利用。养分供应不足会限制动物的生产性能，并影响健康；养分供应过剩，会导致饲料成本增加，并造成排放到环境中的养分增多。超量的养分排放对环境有毒害作用，并对人类健康造成负面影响。
有多种因素影响奶牛的干物质随意采食量。已经提出了各种用以确定和预测干物质采食量的理论，其中包括基于瘤-网胃物理充满程度(Allen，1996；Mertens，1994)、代谢-反馈调节因子(Illius和Jessop，1996；Mertens，1994)和氧消耗(Ketelaars和Tolkamp，1996)等理论。虽然每种理论在一定的条件下是适用的，但更可能的是，包括在上述几种理论中多种刺激因素的加性效应在共同调节DMI(Forbes，1996)。
据认为，消化率较低的饲料限制DMI，原因是它们在瘤胃中被清除的速度和通过消化道的速度慢。在瘤-网胃(可能还包括皱胃)的胃壁上分布着连续的接触性受体。这些受体随着食糜重量增多和体积增大的刺激，会限制饲料DMI(Allen，1996)。饲料中中性洗涤纤维(NDF)组分的消化速度通常较慢，所以被认为是与瘤胃充满程度效应相关的主要饲料成分因子。
代谢-反馈调节理论的基本观点是，动物本身具有最大的生产潜力，并具有为了满足生产需要而最大限度利用养分的能力(Illius和Jessop，1996)。当养分(主要是蛋白质和能量)的吸收超过需要或者吸收的养分比例不当时，机体启动负代谢-反馈调节机制来调节DMI。
另外一个代谢调节理论是Ketelaars和Tolkamp(1996)提出的基于氧消耗的理论。这一理论认为，动物会以一定的速率消耗摄入的净能，在这一速率下，动物利用氧的程度最优，而产生导致衰老自由基的数量最少。
除了物理、代谢和化学稳恒因素的错综复杂性及其相互作用影响动物DMI外，动物的心理和感觉因素也起作用(Baumont，1996)。在任何情况下都能做到准确预测反刍动物的DMI是一件相当困难的事情，其原因主要是调节DMI的刺激因素复杂、纷乱和了解甚少。其他有关DMI的讨论和综述文章，请参见Baile和McLaughlin(1987)；Forbes(1995)；Ketelaars和Tolkamp(1992a，b)；Mertens(1994)，以及NRC(1987)。
对于泌乳奶牛来说，产奶(消耗能量)高峰通常出现在产后4～8周，而DMI(能量采食量)高峰通常滞后，在产后10～14周才能达到(NRC，1989)。关于是否采食促进产奶还是产奶促进采食? 至今仍存争议。基于能量进食调节理论和其他理论(Baile and Forbes，1974；Conrad等，1964；Mertens，1987；NRC，1989)，似乎是奶牛消耗饲料的目的是为了满足能量需要，也就是说产奶促进采食。
泌乳奶牛通过增加能量采食量来补偿其能量消耗的情况，在许多添加生长激素的试验中得到明确证实。在这些试验中，干物质采食量随产奶量的升高而增加(Bauman，1992；Etherton和Bauman，1998)。
2.泌乳奶牛干物质采食量预测方程式
1.1 泌乳奶牛以前版本的《奶牛营养需要》采用了不同方法来预测DMI。1971年版《奶牛营养需要》(NRC，1971)简单地推荐泌乳牛前6～8周及以后阶段根据能量需要来预测随意采食量。在1978版本的《奶牛营养需要》(NRC，1978)中，DMI指南的建立是根据一套精心挑选的试验结果建立起一个修正数据表格。将奶牛体重和4%校正乳作为因子来估测DMI，DMI一般占体重的2%～4%。在NRC(1989)版本中，预测DMI以能量需要理论为基础，并简单地表示为：
式中产奶净能(NEL)包括用于维持、产奶和补偿体重损失所需的能量。预计的干物质采食量还需要进行校正，在产奶最初3周阶段DMI预测值应减少18%；当饲喂发酵饲料时，饲粮水分含量在50%基础上水分含量每提高1个百分点，每100kg体重的DMI应减少0.02kg。在NRC(1989)的版本中，DMI的预测完全是以能量平衡为基础，也就是说，奶牛长期
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饲养时能量摄入量和能量消耗量应相等。这一方法不能用于估测短期饲养奶牛每日的DMI，这时需要准确预测体组织的成分变化(尽管预测方程式是以体重的变化为基础，但其假设体重的变化与体成分变化情况相同)和饲粮中NEL的浓度。由于胃肠道充满程度的变化和准确测定方面的难度，短期体成分的改变和能量需要量或供给量是难以准确测定的，同理，饲粮中NEL的浓度也不能准确测定。为了提高该方程式的可利用性，本届奶牛营养分委员会研究决定，采用一个经验方程式来预测短期内奶牛的DMI。
有人提出了几个可用于实际生产预测奶牛DMI的方程式，但这些方程式很少在科学文献中公开发表，更没有对它们应用的准确程度进行过检验(Fuentes-Pila等，1996；Roseler等，1997a)。文献中报道的方程式是以动物采食的干物质用以满足其能量需要为原则，并将影响DMI的不同因素与DMI实际观察值建立起了回归关系。Holter和Urban(1992)和Holter等(1997)发展了考虑动物、饲粮和环境等因素的DMI预测方程式。
在本版本建立DMI预测方程式的方法中，DMI预测是基于实际生产数据，同时仅仅考虑动物因素，而且也只是那些容易测定或已知的因素。饲粮原料组成的因素在泌乳牛DMI的预测模型中没有考虑，这是因为，在泌乳牛常用的配方方法中，首要的是明确养分需要量和估计的采食量，然后才考虑饲料原料的组成。考虑饲粮组成因素的预测方程式最好用来评价饲喂效果，而不是预测应该使用什么饲料原料。
评价和建立荷斯坦奶牛DMI预测方程式的有关数据均来自1988-1998年间发表在《乳业科学杂志》上的文章(参见第16章的参考文献)、俄亥俄州立大学和明尼苏达大学(1994年5月)的研究结果。这些数据源包括17087个泌乳牛周(每头牛泌乳1周为1泌乳牛周，译者注)(包括5962个第一泌乳期和11125个第二泌乳期或更高泌乳期的泌乳牛周)、多种类型饲粮、添加或不添加牛生长激素、时间从1988-1997年10年间的资料。泌乳周龄从第1～80周，其中绝大部分为第1～40周龄。评价方程式的建立基于Roseler等(1997b)和May(1994)提出的方程式及Raybum和Fox(1993)报道的根据NRC(1989)《奶牛营养需要》中DMI值的方程式。最好的预测方程式是Roseler和Fox(1993)提出的结合型方程式，预测偏差为-0.27kg／d；还有Roseler等(1997b)推荐的采用泌乳周龄进行校正的方程式，其预测均方为3.31(kg) 2／d。用来预测荷斯坦泌乳牛DMI的方程式为：
式中FCM=4%校正乳产量(kg／d)；BW=体重(kg)；WOL=泌乳周龄；(1-e (-0.192×(WOL+3.67)) )=校正泌乳早期DMI下降的校正项。对于泌乳早期的产奶牛来说，方程式1-2预测的结果与Kertz等(1991)所建立方程式的预测结果相一致。最初14周龄泌乳牛干物质采食量以不同方程式预测的比较结果列于图1-1。用方程式1-2预测泌乳牛最初10周DMI结果与DMI实际观察值非常接近，但在随后的泌乳期内预测值略低于实际观察值，但与Kertz等(1991)方程式的预测结果相吻合。
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方程式1-2的数据全部来自荷斯坦奶牛。目前还没有公开发表关于DMI的数据用于发展或修正目前预测DMI的方程式，以便能用在荷斯坦牛以外其他品种牛上。关于娟姗牛DMI的预测问题，请参见Holter等(1996)的文章。
DMI预测方程式用于经产奶牛可不必进行校正。预测偏差和均方值在初产奶牛(-0.16kg／d和3.05(kg) 2／d)和经产奶
牛(0.12kg／d和3.20(kg) 2／d)相近，而且综合全部预测结果发现它们在统计上也没有差异。但是，对于初产和第二胎的奶牛来说，为了准确地估计其DMI值，有必要考虑其体重和产奶量。
用来建立和完善泌乳奶牛DMI预测方程式的实际DMI、FCM和体重数据示于图1-2。奶牛本身体重变化主要由于泌乳17周以前的怀孕引起，之后泌乳期的体重变化则反映了奶牛本身和胎儿体重的增加情况。
在热中温区(5～20℃)以外，泌乳牛的DMI受到环境的影响。Eastridge等(1998)和Holter等(1997)的研究都表明，当环境温度在20℃以上时，DMI随温度的升高而下降。由于没有足够的数据来确定热中温区以外环境对DMI的影响程度，
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本版NRC泌乳牛DMI预测方程式(方程式1-2)没有考虑温度或湿度校正因子。但是，在热应激时，利用低产奶量可以表明DMI的减少，这种情况与热应激时的实际结果相一致。Eastridge等(1998)认为，当温度超出热中温区以外时，泌乳奶牛DMI的变化如下：温度＞20℃时，DMI ×(1-((℃-20) ×0.005 922))；温度＜5℃时，DMI／(1-((5-℃) ×0.004 644))。将上述校正因子应用于DMI预测方程式1-2进行热应激条件下产奶量降低时DMI的预测，可能导致DMI预测值过低。
3.青年母牛干物质采食量预测方程式
1.2 预测DMI的方程式 青年母牛有关体重60～625kg阶段青年母牛DMI方面的资料很少。多数试验的奶牛数量少于40头，而且体重变化范围较窄，试验观察期也有限。利用在New Hampshire和Minnesota进行数月试验测出有关饲粮组成、青年母牛生长速度和DMI的数据，对Quigley等(1986)和Stallings等(1985)提出的青年奶牛DMI预测方程式和《肉牛营养需要》(NRC，1996)推荐的肉用犊牛DMI预测方程式进行了检验。在Quigley等(1986)和《肉牛营养需要》(NRC，1996)推荐的方程式中，均考虑了饲粮能量浓度和动物体重的因素。在方程式中考虑饲粮组成的因素不如仅考虑动物因素更好。然而，只有Stallings等(1985)公开发表的青年母牛DMI预测方程式没有考虑饲粮组成的因素。在评价中，Stallings等(1985)报道的较少考虑动物因素的预测方程式比Quigley等(1986)和《肉牛营养需要》(NRC，1996)推荐的任何一个方程式都具有更大的预测误差，对于体重在350kg以上的青年母牛来说尤为如此，但后两个方程式预测DMI的准确度较高(表1-1)。
由于肉牛营养需要(NRC，1996)
肉用犊牛采食量预测方程式采用了比Quigley等(1986)方程式更新和更具有说服力的数据，我们利用来自密苏里州圣路易斯市普瑞纳饲料公司的实际数据对该方程式预测DMI的可行性进行了进一步评价。这套数据包括来自生长母牛(体重范围58～588kg；饲粮NEM浓度1.24～1.55Mcal／kg)的2727个观察值。由于所用数据的初步评价与可信度即已表现出高度一致性(图1-3)，本版本将《肉牛营养需要》(NRC，1996)中关于肉用犊牛DMI的预测方程式推荐作为预测生长期、非泌乳青年荷斯坦母牛DMI的预测方程式：
其中BW=体重(kg)；NEM为饲粮的维持净能(Mcal／kg)。
本方程式对来自品种、空体脂肪重(empty body fat)、饲料添加剂或促进合成代谢的埋植剂使用方面的影响未做任何校正。利用方程式(1-3)预测青年母牛妊娠后期DMI和利用方程式(见奶牛营养的独特性中：青年母牛：DMI(%体重)=1.71-0.69e0.35t ，)预测妊娠最后21d的DMI具有明显预测偏差。在应用以上模型进行预测时，为了避免奶牛DMI在妊娠第260～261d之间较大的预测偏差，在方程式1-3中引入妊娠日龄校正因子，即：(1+((210-DG) ×0.0025))，其中：DG为妊娠日龄。上述方程式虽然使用了校正因子，但并非一定有效。有关妊娠最后3个月青年母牛DMI的资料，在文献中未见报道。
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