环境影响禽畜营养需要(七)
第二部份 实际营养管理上之应用
第八章 肉 牛
肉牛饲养於多种不同的气候地区。除一些集约生产系统外,大部份曝露於自然形成的环境条件下。在集约的肉牛生产系统如圈饲肥育场(feed lot)设有阴棚或畜舍对环境具有一些调节及保护,但其他的紧迫因素如污染之气体、尘埃、泥泞或拥挤等可能发生,这些也会对家畜的饲养成绩有不良的影响。
下面所列对肉牛饲养上的调整因素是依据美国NRC肉牛营养需要之第5条订版,有关调整之数值及表格列於本文。在其他不同的饲养系统,对所推荐的调整因素可能需采用一些修正。调整因素主要是针对热及冷两者的热量紧迫(thermal stress)影响肉牛的能量需要及其利用。只要是有资料可利用,会考虑到非热量的紧迫因素以及蛋白质及其他日粮之组成。在订定调整因子时,需设定NRC肉牛营养需要量手册内所含的推荐量是针对牛只比较没有热量紧迫,其周围温度大约在15至25℃的范围,且采用其中间点20℃当做热量调整的标准点(reference point)。此标准温度是合理的,因其代表各种年龄及生理情况之牛只对此温度不良反应的热量条件。在订定肉牛营养需要量手册中当然曾引用一些温度在15至25℃范围外之现场环境的叙述资料无可寻。
气候因素是很复杂的故采用以「有效周围温度(effective ambient) temperature, EAT」的组成单位来表示。但目前尚没有足够的参考资料来估计肉牛在实际商业化条件下之EAT。仅能以平均气温来取代,虽然是了解到此非描述环境条件的理想表示方法,但都可获得此种资料,且也能提供合理的指标,读者该用可能得手的最好资料,而不该因得不到精确的EAT测定而不敢去做营养调整。
周围温度的极化经由复杂及涉及之各种过程,影响家畜的行为、功能及生产力。要订定肉牛之调整因素,首先需要简化过程及印证影响的三种范围,(1)自由采食量及饮水量,(2)所采食饲料原料之营养值,及(3)家畜维持的能量需要。最後一项实际是二个部份,一部份是对热量紧迫的长期气候适应化,另一部份是对直接的冷或热紧迫有关的紧急的代谢反应。
直到更多的研究资料可资应用,还是假设直线的影响,因此在极化的情况下,要很小心的应用所推荐的调整因素。
饲料之自由采食量
一般而言,饲料之自由采食量倾向於随周围温度的增加而减少,而随周围温度降低而增加,表十二及表十三提供了饲料自由采食量及饮水量因各种紧迫原而改变的摘要,且是跟"肉牛营养需要量"手册之表报乾物采食量估计值相比较的。当周围温度偏离标准温度20℃越远,家畜间之饲料采食量估计值的差异越大,也越无法预测。进一步说,是对家畜的饲料采食量在突发的环境改变後,是经常无法预测反应,尤其是当改变超出家畜可以适应的范围,实际上,依据一般的环境情况所预测的采食量比较有用。譬如说依周平均或月平均温度比之依据每日或一日内变异。但是在日温差变化大的情况如晚上气温下降使家畜在日间严重的热温度的紧迫可获解除,因此自由采食量和饲料成绩均可能较由平均日温或周温所预测的要高一些。
表十二 不 同 热 量 环 境 下 肉 牛 之 饲 料 自 由 采 食 量 摘 要 |
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热 量 环 境 | 采 食 量 对 NRC " 肉 牛 营 养 需 要 量 " 手 册 之 表 内 值 |
> 35℃ | 显着的降低采食。尤其是在高温度或阳光辐射,且夜间又甚少转凉。全饲之牛只──降低10至35%。近维持牛只──5至20%降低。当有遮阴或凉化及低纤维日粮时采食的降低较小。 |
25 ~ 25℃ | 采食降低3~10%。 |
15 ~ 25℃ | 如NRC肉牛营养需要量手册表载值。 |
5 ~ 15℃ | 增加采食2~5%。 |
- 5 ~ 5℃ | 增加3~8%采食,突然寒冷或暴风雪可能引起仔畜消化不良。 |
-15~-5℃ | 增加采食5~10%。 |
< -15℃ | 增加采食8~25%,在极寒(<-25℃)或在寒风及暴风雪期间,采食可能会暂短的降低。采食高粗料饲料会因其膨松而受限。 |
表十三 肉 牛 在 非 热 量 紧 迫 下 之 饲 料 自 由 采 食 量 之 摘 要 |
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紧 迫 原 | 估计对采食之影响及调整数值表列於"肉牛营养需要量"手册内。 | |
雨 | 暂时降低10至30%。 | |
泥泞 |
轻微,深10~20公分 | 采食降低5至15%。 |
严重,深30~60公分 | 采食降低15至30%泥泞影响最大是限制了牛只接近饲料之相会及当无适当休息区(bedded area)。 | |
疾 病 | 一般伴以严重的降低自由采食。 |
水的需要
牛只消耗来自饮水及饲料中之水份,水份的总需要量依生体重、饲料采食量、生理状况及环境温度而有所别。在增加蛋白质及盐分的摄取及在泌乳乳牛水分之需要会增加。牛只之水分需要量及周围温度的相互关系详细载於第六章,摘要列於表十四。水的品质对牛只是很重要的,尤其是对其所含盐类及有毒化合物方面(NRC, 1974)。
表十四 不 同 热 量 环 境 下 肉 牛 之 水 分 需 要 量 |
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热 量 环 境 |
水 分 需 要 量 |
> 35℃ | 每公斤乾物摄取量需要8~15公斤水 |
25 ~ 25℃ | 每公斤乾物摄取量需要4~10公斤水 |
15 ~ 25℃ | 每公斤乾物摄取量需要3~5公斤水;仔牛及泌乳牛需要多出10~50%以上 |
- 5 ~ 5℃ | 每公斤乾物摄取量需要2~4公斤水 |
< -15℃ | 每公斤乾物摄取量需要2~3公斤水;酷冷温度後紧接周围温度的上升,增加水份需要约50~100%,例如温度由-20°升至0℃ |
饲料原料的营养值
由本饲料营养杂志1987年10月号第15页的表二所列的资料证实反刍兽消化粗料日粮之能力是依赖环境的温度。粗料在温度情况下倾向於比同样粗料喂饲曝露於冷温度下牛只具有较高的消化。当这种环境的影响生理机制方面的研究资料尚缺乏,这种影响显然跟食糜的通过肠道速率、代谢上的适应气候及甲状腺素活力等。直至更多的研究资料可利用时,推荐以直线的调整直接应用於「肉牛营养需要量」手册(NRC, 1976)饲料组成表格之表十一内之粗料,调整周围环境对消化率的影响,可用下列的一般公式:
A=B+B [Cf.(T-20)]
当A=调整环境影响後之值;B=自NRC饲料组成表之日粮组成;Cf=效正系数(如下);T=有效周围温度(EAT,℃)
温度对日粮消化率影响之效正系数(CF)
日粮组成
乾 物 质 0.0016
能量组成(ME,NE,TDN) 0.0010
酸性洗剂纤维(ADF) 0.0037
氮(粗蛋白质) 0.0011
表十五提供了热量环境影响苜蓿乾草之估计营养值之例子。
表十五 处 於 暖 和 、 适 温 及 冷 环 境 状 况 之 肉 牛 喂 饲 苜 蓿 乾 草 之 饲 养 价 值 之 调 整 例 | |||
环 境 温 度 (℃) | |||
30 | 20 | -5 | |
ME(Mcal/kg) NEm(Mcal/kg) NEg(Mcal/kg) TDN(%) 消化蛋白质(%) |
1.94 1.14 0.40 53.5 11.5 |
1.92a 1.13 0.40 53.0 11.4 |
1.87 1.11 0.39 51.7 11.1 |
a 自1976年NRC之表十一。 |
自绵羊之证明(本饲料营养杂志1987年10月号第15页之表二)显示上述对温度影响日粮消化率的调整,在粗料比在精料日粮更为重要,目前尚不推荐对喂饲肉牛之精料日粮的调整。
调整维持能量需要
热量环境对牛只之维持能量需要量的影响有二方面,首先是由於延长曝露於热量环境後之气候适应化,其次是由於家畜曝露於急速的热或冷紧迫时。所需即刻增加热产量来维持恒温(homeothermy)。在延长曝露後紧接着发生有关内分泌及代谢功能等改变的气候适应化组成,因此在热量环境上季节性的改变比每日或短期天气的波动更有关连。调整代谢的气候适应化时,平均每月温度将是调整的适当依据,相反的,曝露於极化温度後紧接着的对热或冷的紧急反应必需要一种马上的反应,因此以每天天气的波动来做肉牛日粮的调整基础更为恰当。当考虑到任何饲养上的调整需要改变日粮形式时,必需小心以避开可能对瘤胃微生物功能干扰。
调整在代谢气候适应化之维持用能量需要量
家畜的基础或静止代谢(basal or resting metabolism)在某程度上是依据热量的环境而做部份或全部的气候适应化,因此需要加以调整。家畜的基础代谢速率在刚曝露於温暖时倾向於较低,而在刚曝露於冷状况下上升。在自然环境连绩性的季节变化情况,使家畜的气候适应化状况也持续的在改变。在肉牛,依据热量环境季节性变化来调整(平均每月温度)是最适合的,虽然在周围温度显着改变的地区,牛只对极化改变可能从未完全的气候适应化。
在「肉牛营养需要量」(NRC, 1976)估计之维持净能需要量(NEm)是依据下列之相关
NEm=aw075
当NEm=维持之净能需要量(Mcal/日);a=在适温区为0.077;w=生体重(公斤)
假设在基础或静止代谢和刚曝露之温度间是直线的相关,上式公式可以依气候适应化之代谢改变而修正。刚曝露於高於或低於20℃周围环境,每1℃需於上面公式的a上分别减或加上0.0007。因此牛只刚处於30,20,10及0℃之温度,其a值分别为0.070,0.077,0.084及0.091。
依上述公式调整维持需要量,而後计算出"肉牛营养需要量"表列之调整NEm值的方式以外还可以直接对NEm及维持用能量需要量表列之ME及TDN值分别直接乘於0.91来调整,代表牛只刚曝露於20℃以上或以下情况每1℃改变其值降低(热)或增加(冷)。
急性热或冷紧迫之维持用能量需要量的调整
热紧迫:
调整热紧迫之维持用能量需要量依据热紧迫的严重程度,此在家畜间依气候适应化,日粮生产力之水准及日夜间变化之接受辐射热等之影响,差异甚大。在严重热紧迫期间,经由喘气所消耗能量增加及因组织内温度的增加(Q10法则)而改变组织之代谢,而增加了维持用之需要量。喘气的形式及频率能提供作适当调整维持用需要量的指标。耗气量增加的百分比使在第一阶段喘气例如急促短浅之喘气,家畜的维持用需要量增加约7%,但在第二阶段开口喘气则增加11~25%,但是在严重的热紧迫下,一般会降低食欲而导致生产力及代谢性的热生产下降。
冷紧迫:
当牛只曝露於低於其临界温度低限(LCT)的热量环境时,可应用调整急性冷紧迫。肉牛之LCT较之其他家畜低(见本饲料营养杂志1987年9月号第10、11页的表一),一般直接冷紧迫在实际营养上不是问题,除非在极严寒地区或经由湿气及风对仔畜或抗寒力弱之家畜的寒栗影响。整个来说肉牛不怕冷是由於其体积大,其正常有效的热量绝缘,及由正常消化及代谢过程的热量食馀热(heat increment)也相当的多。在严重冷紧迫期间诸如冬季暴风雪比马上增加能量需要量更是重要,其可能对家畜的存活挑战。对生存挑战的严重性不仅是依环境的情况,而且是依家畜对冷的气候适应化的水准而定。对冷气候适应化的牛只不仅是代谢速率的增加,而且能因此增加其代谢的热生产速率(最高代谢,summit metabolism)以预防在严重冷紧迫下产生低温症(hypothermia),如经气候适应化之牛只可能因此而生存而未能气候适应化之牛只可能死亡。
在冷紧迫期间增加热生产需要,由其日粮或组织蓄积的能量反应物之马上利用情形,能够估计营养上的所必需之调整以维持家畜的生产力,因此有比较简单的步骤可估计曝露於低於临界温度低限(LCT)家畜所增加的维持用需要量,但是要计算这种调整;首先必须要建立家畜的LCT。
牛只之LCT可由下列公式估计
LCT=Tc-I (HE-He)
当LCT=临界温度低限(℃);Tc=直肠温度(℃)(设定39℃即可);I=总绝绿值,如组织加上外表,参考表十六(℃/Mcal/m2/日);HE=热能生产(Heat production,Mcal/m2/日);He=蒸散热(Mcal/m2/日)
表十六 牛 只 之 组 织 及 外 表 绝 缘 之 估 计 值 | ||||
组 织 绝 缘 值 (It)a | It (℃/Mcal/m2/日) | |||
初 生 仔 牛 一月龄仔牛 一 年 龄 牛 成 熟 牛 |
2.5 6.5 5.5~8.0 6.0~12.0 |
|||
外表绝缘值(Ie)b | Ie (℃/Mcal/m2/日) 对 毛皮 覆 盖 深 度 (coat depth) 之 相 关 | |||
风 速(mph) | < 5 mm | 10 mm | 20 mm | 30 mm |
<1 4 8 16 |
7 5 4 3 |
11 7.5 5.5 4 |
14 10 8 5 |
17 13.5 9 6.5 |
a牛只於消瘦情况或薄皮品种(乳牛品种及Bos
indicus)比肥牛及厚皮品种(如海佛牛)之值较低。对冷气候适应化会增加It。 b在外表有湿气,湿雪或泥泞会降低Ie,在影响区域会降低50~80%。 资料来源:Webster (1974,1976)及Blaxter (1977)之综合。 |
肉牛之HE值一般可由「肉牛营养需要量」手册之代谢能摄取量(ME)及生产所需之净能值(NEp)来估计,如下所示:
HE=(ME-NEp)/A
当HE=热量生产(Mcal/m2/日);ME=代谢能摄取量(Mcal/日);NEp=生产用净能(Mcal/日);A=表面面积(m2)
注:表面面积可由体重利用一般公式A (m2)=0.09W0.75 kg计算出来。
家畜於临界温度低限以下之环境要维持生产力所需增加之能量需要量可由下列公式计算:
ME*=A (LCT-T)/I
当ME*=维持用能量需要量的增加(Mcal/日);A=表面面积(m2);LCT=临界温度低限(℃);T=有效周围温度(℃);I=总绝缘值,如组织加上外表,参考表十六(℃/Mcal/m2/日)
牛只标准之LCT值及牛只曝露於临界温度低限以下时估计增加之饲料能量需要量列於表十七。自这些例子可以印证牛只在乾燥无风之LCT较低,且泥泞及湿气也影响Ie。在冷环境,风有时也会是个问题,但一般的冷天气含湿气少,在这种冷温度,倾向於乾及粉末状的雪,较诸於湿雪或雨对减少其毛皮之绝缘较少。自表十七之估计,提供牛只避风,在湿冷状况下阴棚及乾垫料显然是有利的。提供这种保护的经济性尚需由每一个特殖情况来计算。
表十七 肉 牛 临 界 温 度 低 限 (LCT) 之 估 计 值 及 补 偿 曝 露 於 LCT 下 所 增 加 之 能 量 需 要 量 | ||||||||
家 畜 及 其 状 况 | 生体重(公斤) | 热 量 绝 缘(℃/Mcal/m2/日) | 无冷紧迫之热量生产 | 临 界温 度低限℃ | 每 低 於 LCT 1 ℃ 所 增 加 之 能 量 需 要 量 | |||
It | Ie | Mcal/日 | Mcal/m2/日 | Mcal ME/日 | % | |||
仔牛,一周龄 乾,微 风 女牛,6月龄增重0.5公斤/日 乾,微 风 湿,10mph风速 一年龄肉牛增重1.1公斤/日 乾,微 风 湿雪,泥泞,10mph风速 乾乳怀孕母牛─怀孕中间三分之一期间 乾,微 风 湿雪,10mph风速 |
50
100 100
300 300
500 500 |
3
6 6
8 8
9 9 |
12
14 4
12 5
15 8 |
2.93
5.91 5.91
15.62 15.62
16.4 16.4 |
2.37
3.05 3.05
3.87 3.87
2.89 2.89 |
7.7
-17.0 9.9
-34.1 -9.5
-25.0 -7.3 |
0.083
0.097 0.194
0.202 0.310
0.237 0.334 |
2.83
1.64 3.28
1.30 1.99
1.45 2.04 |
a LCT以有效周围温度表示 b 估计NEm,ME乘於ME用做维持之效率,精料约为0.58,粗料约为0.68。 |
调整非能量组成部份
当环境紧迫直接对牛只日粮营养需要量有影响,对日粮非能量组成是否需要调整是很值得考虑的。譬如, 增加牛只日粮能量需要量来补偿曝露冷环境而增加热量生产,而蛋白质,矿物质及维生素是否需按其比例增加?有一些证明维生素A需要量在牛只冷曝露下可能要增加,最近由Ames等(1980)的报告指出在冬季日粮蛋白质之百分比可以减少而不会影响圈饲肥育场牛只之生长速率。任何饲粮中之蛋白质的降低只能 依饲料采食量增加之比率而降,使蛋白质摄取的绝对量维持一定,饲粮组成的任何调整需考虑到其经济性及可能影响到某些饲粮组成成份之过量给饲。大部份蛋白质补充料超出家畜当时之需要时会被分解而利用做能量来源。
增加牛只日粮中粗料之百分比,会少量的增加热量生产,因为饲养的食馀热增加。在热环境情况下,这种热量生产的增加会降低饲料自由采食量。因此在热的天气饲养低纤维日粮的饲料是有利的。相反的,冷气候下限饲之牛,增加粗料在当时是有利的,但是,在冷状况下无限制以粗料取代精料时,会限制了总可利用能量的摄取量而降低了生产力。
很明显的,今後在牛只需要之蛋白质、矿物质及维生素间之相互作用,以及商业化肉牛生产系统所遭遇到的环境紧迫原(Stressor)方面,需要更多的研究。
调整肉牛环境紧迫之摘要
1.饲料之自由采食量
a调整值表列於「肉牛营养需要量」(1976),依据调整因素显示於表十二及十三。
2.饲料原料之营养价值
a对消耗粗饲料之家畜所处之周围温度而调整粗料之营养价值,参考本文之饲料营养价值部份。
3.维持用能量需要量
a以NEm公式或百分比因子方法来调整在"肉牛营养需要量"表列中维持用能量需要量值,对牛只刚曝露於季节性的温度在20℃以上者每1℃降低0.91%;而在低於20℃者每1℃升高0.91%。
b(1)热紧迫:使用喘气的形式及频率当做指标,快而短促呼吸者增加7%的维持用能量需要量估计值,用口深喘气者增加11至25%。
(2)冷紧迫:调整直接冷紧迫仅应用於曝露在低於其临界温度低限(LCT)之家畜。如怀疑是直接冷紧迫,首先要测定牛只热量的绝缘及其LCT值,然後应用每1℃低於有效周围温度牛只之LCT的维持用能量需要量之调整,参考本文。
环境对肉牛营养影响的例子
下列之例子说明使用下述建议的调整及依据「肉牛营养需要量」(NRC, 1976)所列配制足够饲粮为基础。
例一:
评估─300公斤肥育肉牛(Charolais-Angus杂交)预期每日增重1.1公斤,例中以青贮玉米,玉米穗粉(带心)及补充料配方之一简单日粮列於日粮配方(NRC, 1976年之肉牛营养需要量表六及21页)考虑到四种环境状况:
a无紧迫状况
b乾热环境,平均周围温度为30℃,但在一般短期间内日温平均升至35℃,造成急促短浅的呼吸。
c湿冷环境平均温度为0℃,且有泥泞及湿雪,而且又没有适当的休息区。
d乾冷环境平均周围温度是-15℃,有乾燥的休息区域,且有效的保护免於风吹。
所估计之日粮NEm及NEg值列於表十八,而表十九摘要所估计充足之日粮及在四种环境状况下肉牛之预期饲养成绩。
表十八 例 一 日 粮 之 NEm 及 NEg ( 肥 育 肉 牛 ) 调 整 热 量 环 境 之 影 响 | ||||||||||
饲 料 原 料 | 国际号码 | 百分比 | 日粮中依乾物基之含量a NEm(Mcal) | NEg (Mcal) | ||||||
a(无紧迫) | b(乾热) | c(湿冷) | d(乾冷) | a(无紧迫) | b(乾热) | c(湿冷) | d(乾冷) | |||
地上部份,青贮 穗,粉碎 补充料 总合(Mcal/kg日粮乾物) |
3-08-153 4-02-849
|
55 40 5 100 |
0.86 0.89 0.08 1.83 |
0.87 0.89 0.08 1.84 |
0.84 0.89 0.08 1.81 |
0.83 0.89 0.08 1.80 |
0.54 0.56 0.05 1.15 |
0.55 0.56 0.05 1.16 |
0.53 0.56 0.05 1.14 |
0.52 0.56 0.05 1.13 |
abcd─如本文内所说明之环境状况 |
表十九 估 计 日 粮 是 否 足 够 及 300 公 斤 肥 育 肉 牛 之 饲 养 成 绩 (例一) 说 明 热 量 环 境 预 期 影 响 | |||||
环 境 的 状 况a | 资 料 来 源 及 说 明 | ||||
a(无紧迫) | b(乾 热) | c(湿 冷) | d(乾 冷) | ||
每日饲料消耗量
公斤乾物 每日NEm需要量 Mcal/kg i 气候适应化之调整 ii直接冷热紧迫之调整 总 和 维持所需饲料 公斤乾物 可供增重之饲料 公斤乾物 可利用於增重之NEg Mcal 预期生体增重 公斤/日 饲料乾物/单位增重 |
7.60
5.55 0 5.55 3.03 4.57 5.26 1.20 6.3 |
6.84
5.04 0.35 5.39 2.93 3.91 4.54 1.06 6.5 |
7.98
6.56 0 6.56 3.62 4.36 4.97 1.13 7.1 |
8.36
7.32 0 7.32 4.07 4.29 4.85 1.10 7.6 |
"肉牛营养需要量"─表一 "肉牛营养需要量"─表三 热量环境气候适应化之调整 热紧迫增加7%,直接曝露无需调整
(需要之NEm)÷(每公斤日粮乾物之NEm) 饲料消耗量-维持用之饲料 可供增重之饲料×公斤乾物之NEg 自"肉牛营养需要量"表三所补 饲料消耗量÷增重 |
a,a,b,c,d─如表中所说明之环境状况。 |
例二:
评估─500公斤乾乳成熟之怀孕母牛(海佛品种)在怀孕末之三分之一期饲喂brome乾草日粮(1-00-890)考虑到四种环境状况:
w无紧迫状况
x乾热环境平均周围温度为30℃,但在一段短时间内之日温平均升至35℃而造成急短的呼吸。
y乾冷的环境平均周围温度为-25℃,备有乾燥休息区及有效的冷风保护。
z乾冷环境伴之一般季节性的温度在-15℃,但预期有数日期间的冬季暴风雨,使气温下降至-25℃,10 mph之风速,白雪横飞,且无适当的休息区域及棚盖。
所估计之每日维持用需要量以ME及乾草公斤数表示於表二十。
表二十 怀 孕 肉 用 种 母 牛 体 重 500 公 斤 在 怀 孕 期 最 後 三 分 之 一 期 间 之 估 计 维 持 用 需 要 量 (例二) 说 明 环 境 紧 迫 之 影 响 |
||||
环 境 的 条 件 a | ||||
W(无紧迫) | X(乾 热) | Y(乾 冷) | Z(冬季暴风) | |
维持用能量需要量(Mcal ME/日) 1.对气候适应化温度已调整 2.加上对直接热或冷紧迫之调整 总 计 日粮依乾物基b 1.调整环境条件之含能量(Mcal ME/公斤) 2.维持用所需之饲料(公斤/日) |
16.4 0.0 16.4
1.84 8.8 |
14.9 1.0 15.9
1.90 8.4 |
23.1 0.0 23.1
1.79 12.9c |
21.6 5.9 27.5
1.79 15.4c |
a W,X,Y,Z─环境的条件如本文所述 b Brome乾草(1-00-890)日粮 c 日粮之膨松可能限制了brome乾草之采食量 |
饲料营养杂志(30~41)-邱文石.八八年三期
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