肉牛营养需要（第8次修订版)平装

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 矿物质需要量及最大耐受浓度（DM基础） 125

表7-2 肉牛矿物元素中毒的最大耐受浓度 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 钙和磷需要量及最大耐受量 414

表19-4 其他矿物元素（基于DMI）和维生素（基于DMI和SBW）的需要量及最大耐受量 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