肉牛营养需要（第8次修订版）

本书现为POD数码印刷，改为平装版本

美国国家科学院-工程院-医学科学院组织编撰的《肉牛营养需要》（第8次修订版）于2016年正式出版。本版本是在第7次修订版基础上根据过去16年来肉牛营养研究的*成果编写的。全书分为21章，在体量上比上一版本有成倍增加。除系统介绍肉牛不同维持、生长、繁殖状况下对能量、碳水化合物、脂类、蛋白质及氨基酸、矿物质、维生素、水的需要量和饲料采食量、化学成分及其评价等内容外，还特别对环境、应激等因素影响肉牛营养物质需要量及改变肉牛消化代谢的化合物等问题进行了详细介绍。与以往版本相比，本版本关于营养和饲喂策略减少粪便中营养素和温室气体排放、营养需要新模型的建立与应用、燃料乙醇加工业副产品的应用及肉牛营养需要未来研究需要等，是作者奉献给读者的崭新内容。本书还专门增加了北美地区肉牛生产系统的特点、肉牛消化系统解剖生理、营养物质消化代谢及其对牛肉营养价值与安全品质影响等亮点内容。

目录
概要 1
1 肉牛生产：体系、质量与安全 4
1.1 引言 4
1.2 肉牛品种 5
1.3 生产体系 5
1.4 食品安全 13
1.5 营养特征 18
1.6 牛肉风味和嫩度 21
1.7 动物福利 22
1.8 饲料添加剂和生长调控剂 22
1.9 生产系统的环境影响 22
参考文献 23
2 肉牛解剖结构、消化及营养物质利用 29
2.1 引言 29
2.2 采食机理及其作用 30
2.3 胃肠道的解剖结构及生理特点 30
2.4 瘤胃内环境及其微生物 37
2.5 消化动力学 40
2.6 发酵过程 43
2.7 瘤胃pH和酸中毒 45
2.8 瘤胃氮代谢 48
2.9 营养物质在瘤胃后的消化与吸收 52
参考文献 56
3 能量术语和概念 64
3.1 能量单位 64
3.2 饲料能值的表达 64
3.3 关于本章能量术语和概念的小结 68
参考文献 69
4 碳水化合物 70
4.1 引言 70
4.2 非中性洗涤纤维性碳水化合物 71
4.3 中性洗涤纤维（CB3组分和CC组分） 79
4.4 牧草及其利用 83
4.5 纤维与瘤胃pH 预测 86
参考文献 89
5 脂类 95
5.1 引言 95
5.2 消化与吸收 96
5.3 消化率与能值 98
5.4 必需脂肪酸 99
5.5 脂肪添加 100
参考文献 104
6 蛋白质和氨基酸 106
6.1 引言 106
6.2 代谢蛋白体系 106
6.3 微生物蛋白质合成 107
6.4 尿素再循环 110
6.5 能量蛋白质的同步化 113
6.6 瘤胃非降解蛋白的外流 113
6.7 小肠蛋白质供应 115
6.8 氨基酸的吸收 115
6.9 代谢蛋白需要量 117
6.10 氨基酸需要 120
6.11 基于经验水平（ELS）和机制水平（MLS）的解决方案 121
6.12 蛋白质部分的建议调整小结 122
参考文献 122
7 矿物质 125
7.1 引言 125
7.2 常量元素 126
7.3 微量元素 138
参考文献 153
8 维生素 162
8.1 引言 162
8.2 脂溶性维生素 162
8.3 水溶性维生素 169
参考文献 173
9 水 177
9.1 引言 177
9.2 机体内水的分布 177
9.3 水的需要量 177
9.4 小结 182
参考文献 183
10 采食量 185
10.1 引言 185
10.2 影响肉牛饲料采食量的因素 186
10.3 肉牛采食量的预测 189
参考文献 196
11 维持的考量：能量与蛋白质 198
11.1 能量需要量 198
11.2 维持的蛋白质需要 210
参考文献 211
12 生长 217
12.1 引言 217
12.2 生长-肥育牛的能量和蛋白质需要量 217
12.3 前期营养水平的影响 224
12.4 特殊饲粮因素的影响 224
12.5 特殊品种的影响 225
12.6 能量体系的评估 225
参考文献 229
13 繁殖 231
13.1 引言 231
13.2 体况评分 232
13.3 初情期和青年母牛的发育 239
13.4 产后发情间隔 243
13.5 妊娠 244
13.6 泌乳 253
13.7 公牛 255
13.8 能量与蛋白质需要 256
13.9 重要改变 260
参考文献 260
14 改变消化与代谢的化合物 271
14.1 引言 271
14.2 改变瘤胃发酵的添加剂 271
14.3 改变瘤胃发酵和胃肠道功能方面的添加剂 277
14.4 影响营养物质吸收后代谢的代谢调控剂 279
14.5 与代谢调节剂相关的推荐校正问题小结 286
参考文献 287
15 应激对肉牛营养需要的影响 291
15.1 概述 291
15.2 饲粮能量 297
15.3 饲粮蛋白质 298
15.4 矿物元素 299
15.5 维生素 301
15.6 饲料添加剂 302
15.7 小结 302
参考文献 302
16 环境 308
16.1 背景 308
16.2 饲粮对营养物排泄的影响 310
16.3 温室气体排放 313
16.4 氨排放 322
16.5 硫化氢和硫化物 324
16.6 颗粒物及粉尘 324
16.7 气味/挥发性有机化合物 325
参考文献 325
17 肉牛对副产品饲料的利用 333
17.1 可利用性和概述 333
17.2 玉米加工副产品 334
17.3 大豆加工副产品 347
参考文献 350
18 肉牛精选饲料的成分 355
18.1 引言 355
18.2 数据背景 355
18.3 数据的应用 355
18.4 放牧饲草 386
18.5 加工处理的影响 392
18.6 矿物质 397
参考文献 400
19 模型公式和灵敏度分析 405
19.1 引言 405
19.2 能量和蛋白需要 407
19.3 矿物元素和维生素需要量 414
19.4 氨基酸需要量 415
19.5 干物质采食量的预测 416
19.6 饮水量的预测 418
19.7 能量和营养物质的供给 418
19.8 营养平衡 433
19.9 饲料数据库 434
19.10 模型比较 438
19.11 灵敏度分析 440
参考文献 450
20 营养需要列表 453
20.1 引言 453
20.2 关于生长和肥育牛营养需要的列表 454
20.3 关于种公牛营养需要的列表 456
20.4 关于怀孕的后备青年母牛营养需要的列表 457
20.5 关于肉用母牛营养需要的列表 459
20.6 关于肉用母牛能量储备的列表 462
参考文献 462
21 科学研究的需要 463
21.1 引言 463
21.2 概述 463
21.3 肉牛生产体系/牛肉品质与安全 463
21.4 能量、碳水化合物及脂类 463
21.5 蛋白质 464
21.6 矿物质、维生素和水分 464
21.7 饲料采食量 464
21.8 维持、生长、繁殖和应激 464
21.9 改变消化和代谢的化合物 465
21.10 环境 465
21.11 副产品饲料及饲料成分 465
21.12 肉牛营养需要计算机模型 465
参考文献 466
附录A 肉牛营养需要模型软件应用指南 467
参考文献 507
附录B 编委会任务书 508
附录C 缩略词和缩拼词 509
附录D 编委会成员简介 529
附录E 农业与自然资源学部近期出版物 533
索引 535
图版
图表目录
表
表2-1 瘤胃内VFA产生和还原过程 45
表4-1 一些牧草中碳水化合物的常规浓度 71
表4-2 饲喂加工谷物的围栏肥育肉牛和奶牛的消化试验总结 77
表4-3 影响反刍动物牧草纤维利用的因素汇总 83
表4-4 影响围栏肥育牛瘤胃pH及酸中毒风险的一些因素 88
表5-1 几种典型饲料原料中的脂肪酸组成 95
表5-2 几种特定来源油脂的脂肪酸组成 100
表6-1 新版公式与先前版本NRC（1996，2000）公式预测瘤胃微生物粗蛋白合成量数值的比较 109
表7-1 矿物质需要量及耐受浓度（DM基础） 125
表7-2 肉牛矿物元素中毒的耐受浓度 126
表7-3 常用饲料原料中硫的含量 137
表7-4 饮水中硫酸盐浓度和添加谷物酒精糟对肥育牛饲粮总硫含量（%；计算值）的影响 138
表8-1 国际单位（IU）和视黄醇当量（RE）的定义及其与维生素A的换算关系 163
表8-2 以国际单位（IU）表示的维生素E换算为以毫克表示的α-生育酚的转换因子 166
表9-1 肉牛每日总饮水量的估计值 179
表9-2 肉牛饮用水中总可溶性盐分（TSS）的浓度指导值 180
表9-3 水的硬度分级指导值 181
表9-4 肉牛饮用水中硝酸盐浓度风险程度的指导说明 181
表9-5 肉牛饮水中一些潜在毒性营养物和污染物的一般公认安全浓度 182
表10-1 肉用母牛饲草采食量指南 194
表12-1 中等体型阉牛生长阶段与生长速率及机体组成之间的关系（NRC，1984） 219
表12-2 肉牛不同终末体成分的标准参比体重 222
表13-1 母牛体况评分（BCS）的描述 235
表13-2 母牛体况评分（BCS）决策树 236
表13-3 不同体况评分（BCS）和体重的母牛绝食体重估计值 237
表13-4 不同体况评分（BCS）和体重的母牛估计能量沉积量 239
表13-5 不同体重和体况评分（BCS）的母牛改变1个BCS单位的能量沉积量 239
表13-6 不同品种和杂交品种犊牛的估计初生重 247
表13-7 妊娠维持净能（NEm）估计值 257
表13-8 肉用母牛不同妊娠阶段妊娠可利用净蛋白需要量估计值 258
表13-9 产奶的净能需要量（NEm） 258
表13-10 产奶的净蛋白需要量 259
表14-1 肉牛饲养中允许使用的合成代谢类埋植剂清单 280
表15-1 新进场犊牛的干物质采食量（%体重） 296
表15-2 应激肉牛推荐的营养物质给量（DM基础） 296
表16-1 预测肉牛肠道甲烷排放的经验模型和机制模型 318
表16-2 肉牛营养需要模型中用于估测肠道甲烷产量的相关公式 321
表17-1 用于肉牛饲粮成分的副产品类能量饲料和蛋白饲料 333
表17-2 玉米籽粒及由玉米、高粱、小麦加工的干谷物酒精糟及可溶物（DDGS）的氨基酸组成 338
表17-3 关于阉牛饲粮中以湿玉米谷物酒精糟及可溶物（WDGS）、半干玉米谷物酒精糟及可溶物（MDGS）或干玉米谷物酒精糟及可溶物（DDGS）按不同比例（%）替代干碾压玉米和高湿玉米饲粮的肥育性能荟萃分析结果 339
表18-1 肉牛饲粮中常用饲料原料的营养成分平均值和标准差 356
表18-2 不同地区牧草样本的能量、纤维（NDF）和蛋白质（粗蛋白）含量 386
表18-3 一般来源常量元素的成分含量（100%，DM基础） 398
表18-4 微量矿物元素的无机来源及生物学效价估计值 399
表19-1 根据肉牛品种、生理阶段、犊牛初生重、泌乳高峰期产奶量和乳成分、预期妊娠体重占成年体重百分比等因素确定维持需要量的倍数 407
表19-2 不同的当前绝食体重（SBW）和体况评分（BCS）的能量储备 414
表19-3 钙和磷需要量及耐受量 414
表19-4 其他矿物元素（基于DMI）和维生素（基于DMI和SBW）的需要量及耐受量 415
表19-5 组织蛋白和乳蛋白中的氨基酸组成（AAg/100g蛋白质）以及被吸收的AA用于妊娠和哺乳的分效率 415
表19-6 应用埋植剂及饲料添加剂时的干物质采食量校正系数 417
表19-7 瘤胃菌体细胞壁以及非细胞壁蛋白的氨基酸组成 420
表19-8 过瘤胃淀粉（CB1）的消化率（%流入小肠） 428
表19-9 由糖、淀粉和纤维计算乳酸、乙酸：丙酸比值和丁酸质量分数的公式 431
表19-10 估测的肉牛饲粮peNDF需要量 437
表19-11 敏感性分析中环境变量的平均值、标准差及Spearman相关系数 442
表19-12 敏感性分析中饲粮变量的平均值、标准差及Spearman相关系数 442
表20-1 生长肥育牛日营养需要量（左侧）和饲粮评估（右侧） 455
表20-2 种公牛日营养需要量（左侧）和饲粮评估（右侧） 456
表20-3 后备青年母牛的营养需要量 457
表20-4 后备青年母牛的饲粮评估 458
表20-5 泌乳母牛的营养需要量 460
表20-6 泌乳母牛的饲粮评估 461
图
图2-1 牛的消化系统 31
图2-2 牛的网胃、瘤胃、瓣胃和皱胃 32
图2-3 瘤胃主要发酵途径示意图 43
图3-1 能量在动物体内的理想化流程 65
图3-2 消化能（DE）与代谢能（ME）转化关系示意图 66
图3-3 能量存留（RE）与净能（NE）的关系示意图 67
图4-1 简化的植物性碳水化合物组分剖分示意图 70
图4-2 （A）被半纤维素和木质素缠绕的纤维素束；（B）植物细胞壁的组织结构 80
图4-3 木质素与多糖之间的连接 81
图5-1 瘤胃中亚油酸和α-亚麻酸生物氢化的主要途径 97
图5-2 两种必需脂肪酸（C18）前体物合成长链多不饱和脂肪酸（PUFA）的过程 99
图6-1 瘤胃再循环N或用于合成代谢的尿素N（g N/d）与N素采食量（g N/d）的关系 112
图10-1 550kg体重肉用母牛在妊娠160d时干物质采食量预测值 194
图10-2 550kg体重肉用母牛在泌乳第6周时干物质采食量预测值 195
图12-1 英系肉牛品种阉公牛空体重和体脂肪含量之间的关系 218
图12-2 安格斯和荷斯坦青年母牛、阉牛、公牛的空体重（kg）与体脂肪含量（%）之间的关系 221
图12-3 利用NRC（1984）的中等体型阉牛作为标准参比基础预测的生长牛能量存留量（A）和蛋白质存留量（B），这里未考虑生长牛在品种、体型、埋植剂应用及营养管理体系等方面存在的差异 227
图12-4 利用NRC（1984）的中等体型阉牛作为标准参比基础并以本版BCNRM模型预测的肉牛用于生长的存留能量预测值与观察值间的关系。这里未考虑肉牛在品种、体型、埋植剂应用及营养管理体系等方面存在的差异。新版BCNRM模型可以解释该数据集中95%的能量存留量变异 228
图12-5 利用NRC（1984）的中等体型阉牛作为标准参比基础，并基于本版BCNRM模型对第二套数据集中根据存留能量观察值预测的肉牛用于生长的存留蛋白质预测值与其存留蛋白质实际观察值间的关系。这里未考虑肉牛在品种、体型、埋植剂应用及营养管理体系等方面存在的差异。当以存留能量观察值预测蛋白质存留量时，新版BCNRM模型可以解释74%的蛋白质存留量变异 228
图12-6 利用NRC（1984）的中等体型阉牛作为标准参比基础，并基于本版BCNRM模型对第二套数据集中根据存留能量预测值预测的肉牛用于生长的存留蛋白质预测值与其存留蛋白质实际观察值间的关系。这里未考虑肉牛在品种、体型、埋植剂应用及营养管理体系等方面存在的差异。当以存留能量预测值来预测蛋白质存留量时，新版BCNRM模型可以解释72%的蛋白质存留量变异 229
图13-1 BCS分值与肉牛空体脂肪、蛋白质、水分和灰分含量之间的关系（NRC，1996，2000） 234
图13-2 9个品种成年母牛的犊牛初生重与母牛体况评分的关系（NRC，1996，2000） 248
图13-3 胎儿重量与母牛妊娠天数的关系（NRC，1996，2000） 249
图13-4 母牛高峰期产5kg、8kg、11kg和14kg奶量的标准泌乳曲线（NRC，1996，2000） 254
图17-1 干谷物生产乙醇行业中的副产品生产示意图 334
图17-2 美国乙醇年产量 335
图17-3 饲粮添加DDGS对生长牛平均日增重（ADG）的影响 343
图17-4 舍饲肉牛试验中添加DDGS对牛只采食量的影响 343
图18-1 基于观测值的群体样本正态分布图 385
图19-1 应用本版解决方案模型和先前版本NRC（2000）模型预测的20个围栏肥育场（n=2539头）阉牛和青年母牛的代谢能（A）和代谢蛋白（B）用于增重的效果比较 440
图19-2 环境因素变化对包括用于维持的代谢能需要量预测值（A）、增重代谢能预测值（B）及影响用于维持的代谢能预测值变化的变量（C）和影响增重代谢能预测值变化的变量（D）等在内的各指标分布情况的影响 443
图19-3 饲粮营养成分变化对包括用于维持的代谢能需要量预测值（A）、增重代谢能预测值（B）及影响用于维持的代谢能预测值变化的变量（C）和影响增重代谢能预测值变化的变量（D）等在内的各指标分布情况的影响 446
图19-4 饲粮营养成分变化（饲粮采食量恒定）对包括甲烷产量预测值（CH4 g/d）（A）、标准化回归系数（B）、影响甲烷日产生量（CH4 g/d；C）和甲烷相对产量（g/kg 瘤胃可降解碳水化合物）（D）影响变量间Spearman分级指数在内的各指标分布情况的影响 448