比)，而不是TDN下降的百分点。
折扣系数=((TDN1X－((0.18×TDN1X)－10.3))×采食量)／TDN1X (2-9) 这里TDN1X用干物质的百分比表示，针对的是整个饲粮，而非个别饲料。采食量为高出维持量的增加部分(如对摄入3倍维持量的奶牛，高出维持量的采食量为2)。例如，如果一头奶牛的采食量是维持采食量的3倍，饲粮TDN1X为74%，那么预期消化率是维持状态下饲粮消化率的0.918倍。
根据方程式2-9，对TDN1X为57.2%的饲粮，其消化率将不随饲养水平提高而下降。由图2-1可知，对于TDN1X小于60%的饲粮，其消化率的折扣可以忽略不计。因此对于这些饲粮，其消化率的折扣固定为1.0(即不折扣)。此外，还设定最大折扣率，以便折扣过的饲粮TDN不低于60%。目前尚无饲养水平高于4倍维持量时对消化率的影响的相关数据。Vandehaar(1998)指出，采食量对消化率的影响不是线性的，而是随采食量的增加，消化率折扣系数的增加幅度下降。这种非线性反应存在的可能性，是折扣后TDN最小值定为60%的原因之一。还需要高采食量对消化率影响的试验数据。图2-1中的数据是从未添加脂肪的饲粮中得出的。假定饲粮脂肪含量提高到3%以上时，不影响消化率的折扣系数。因此仅用于计算折扣率的TDN1X，就不包括高于3%的那部分脂肪。TDN1X为62%、67%、72%和77%的饲粮，饲喂量每高出维持量1倍，TDN分别下降0.9、1.8、2.7和3.6个百分点，消化率也分别下降1.5、1.8、3.8和4.7个百分点。该方法是在所有饲养水平间不断调整，其不同于NRC(1989)报道中固定调整到3倍维持水平的方法。具体是先确定每种饲料的DE1X，然后乘以由方程式2-9计算的折扣率，即可得到对应于实际采食量(DEp)的DE值。
6.根据实际采食量估测代谢能
方程式2-2是将实际采食的DE换算成ME。因此，实际采食的ME(MEp)应用DEp来计算。该方程式是以醚浸提物(EE)含量占3%左右的饲粮为基础建立的，但由于脂肪DE转化为ME的效率接近100%(Andrew等，1991；Romo等，1996)，因此，方程式2-2低估了高脂肪饲粮的ME。为此建立了一种理论方法以调整EE含量高于3%的饲粮代谢能值，即假定EE含量为100%的饲粮ME等同于DE(ME=DE)，从方程式2-2(1.01×DE－0.45)中减去这个等式，再除以EE浓度的变化(100-3)，则生成表达式：0.000103×DE＋0.00464，即EE含量每提高一个单位(百分点)引起的ME变化。该表达式中的DE项可忽略，则对于EE含量高于3%的饲粮，EE含量每提高1个百分点，MEp提高0.0046(方程式2-10)。而对于EE含量低于3%的饲料，MEp用方程式2-2计算。
MEp (Mcal／kg)=(1.01×(DEp)－0.45)＋0.0046×(EE－3) (2-10) 这里DEp单位为Mcal／kg，EE为干物质的百分比。 对脂肪添加物，MEp (Mcal／kg)=DEp (Mcal／kg)
7.根据实际采食量估测泌乳净能
用方程式2-3估测NEL已引起批评，因为用它将DE换算成NEL时，所有饲料的转化效率基本相同(Vermorel和Coulon，1998)。如含40%TDN的饲料(DE=1.76Mcal／kg)，DE转化为NEL的效率为0.49，而含90%TDN的饲料(DE=3.97Mcal／kg)，效率为0.53。不同饲料间DE转化为NEL的效率变化范围比预期要小。为解决该问题，选用由Moe和Tyrrell(1972)推导的方程式，用于将生产水平采食量(NELP)下的MEp换算成NEL，以替代以前基于TDN的NEL方程式。
NELP (Mcal／kg)=(0.703×MEp(Mcal／kg))－0.19 (2-11) 为适应脂肪代谢效率的提高，将脂肪ME换算成NEL的平均效率调整为0.80(sd=0.05； N=3；(Andrew等，1991；Romo等，1996))。前文中因饲粮脂肪含量不同而调整MEp的方法，这里也应用于将ME换算成NEL时转化效率提高的情况。对EE含量高于3%的饲料，EE含量每提高一个百分点，NEL提高(0.097×MEp＋0.19)／97(方程式2-12)。对于EE含量低于3%的饲料，用方程式2-11计算NELP。
NELP (Mcal／kg)=0.703×MEp－0.19＋(((0.097×MEp＋0.19)／97)×(EE-3)) (2-12) 这里MEp为Mcal／kg，EE为占干物质的百分比。
对于脂肪添加物，NELP (Mcal／kg)=0.8×MEp (Mcal／kg)。
8.用于维持和增重饲料净能的估测
用于估测肉牛维持净能(NEM)和增重净能(NEG)的方程式(NRC，1996)继续保留。饲料的NEM和NEG是假定干物质采食量在3倍维持量时，将饲料的DE1X乘以0.82得到ME值(NRC，1996)，再用下列方程式，将ME换算成NEM和NEG (Garrett，1980)： NEM=1.37ME-0.138ME2+0.0105ME3-1.12 (2-13) NEG=1.42ME-0.174ME2+0.0122ME3-1.65 (2-14) 这里，ME、NEM和NEG的单位均为Mcal／kg。
这些方程式不适用于脂肪添加物。对于该类饲料，MEp等同于DEp，将ME转化为NEM的系数和将ME换算为NEL的系数相同(0.80)，而ME换算为NEG的效率系数定为0.55。体重低于100kg的犊牛饲料能值的计算方法将在第10章中
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介绍。
9.第7版NEL值与1989版的比较
表15-1中饲料的NEL值是用前面列出的方法，是根据饲喂3倍维持量的奶牛计算得出的，并与前一版《奶牛营养需要》(NRC，1989)的表7-1数值进行比较。表15-1中所有饲料的平均NEL值比前一版中相应饲料低2%。尽管两个表的数值平均起来很相似，但还是存在一些明显差异。一般来讲，牧草尤其是劣质牧草的NEL值比前一版低，高蛋白饲料的NEL值高，而高淀粉精料的NEL值与前一版(NRC，1989)相同。棉子的NEL比前一版约低16%，而焙炒大豆的NEL则比前一版高出约25%。前一版中棉子的NEE值要高于焙炒大豆，然而棉子的NDF(50%比22%)和木质素(13%比3%)含量都较高，CP含量(23%比43%)却低。棉子中的NDF主要来自于棉子壳，消化率较低。这些组成成分与纤维消化率的差异表明，大豆提供的能量应多于棉子。由于大豆和棉子刺激咀嚼和反刍能力不同，在低纤维饲粮中，棉子可降低负组合作用，从而表现出比大豆更高的能量。已将含全棉子和焙炒大豆的饲粮纳入软件模型(第16章)的估测中。尽管数据十分有限，但这些饲粮的NEL估测值与NEL消耗的估测值偏差不大。
用两种不同的方法进行比较发现，《奶牛营养需要》第6版(NRC，1989)中的饲料NEL值高估了约5%(Weiss，1998)和5%～7%(Vermorel和Coulon，1998)。当对Weiss(1998)的数据用本文前面所述的方法进行计算时，则饲料能值的高估量由5%降低至1.2%。Dhiman等(1995)对奶牛在整个泌乳期饲喂不同比例苜蓿青贮和精料(高水分带穗粉碎玉米和大豆粕)，并根据饲料的营养成分和计算的能量平衡，用方程式2-12计算出的饲粮NEL值偏差在+5.6%～7.3%之间，平均偏差为0%。对于Tyrrell和Varga(1987)所用的四种饲粮，计算出的NEL值(方程式2-11)比实测值高1.3%～5.1%(平均偏差为2.8%)。而Wilkerson和Glenn(1997)使用的四种饲粮，计算值在比实测值低7%或高1.2%(平均偏差为3.5%)。
10.注意事项
饲料与饲粮的能值主要取决于饲料的化学特性，并假定饲料特性限制了能量的利用。整个饲粮的成分和干物质采食量对消化率及其能值有着显著的影响，不能维持瘤胃最佳发酵状态的饲粮，其能值的估测将偏高。例如，如果由于饲粮中缺乏瘤胃可利用蛋白或者因纤维不足(或NFC过量)引起瘤胃pH值下降，限制了饲粮的消化率，计算的能量值将偏高。目前不考虑正组合效应。在纤维含量不足的饲粮中添加纤维性饲料，该饲料的实际能值可能比方程式2-12计算的高，原因在于添加纤维提高了瘤胃的整体消化能力。
11. 维持需要
用非妊娠干奶牛测定的绝食产热量(Flatt等，1965)平均为0.073Mcal／kg BW0.75，与用回归分析法估计的完全相同。这些结果是用固定在代谢室中的奶牛测定的。为反映饲养在肥育场或散养奶牛正常的随意活动，再增加10%的活动补偿，因此，成年奶牛NEL的维持需要量就定为0.080Mcal／kg BW0.75。
体重和品种相同的奶牛，即使在活动条件受限时维持需要也可能不同，差异高达8%～10%(Van Es，1961)。NRC(1996)将英系肉牛品种的净能维持值定为0.077Mcal／kg EBW0.75 (空腹体重)，并根据品种和／或基因型进行调整。若空腹体重为活重的85%，以活重为基础的维持需要即为0.065Mcal／kg BW0.75。NRC(1996)对荷斯坦牛和娟姗牛的品种校正系数为1.2，即校正后的维持需要为0.079Meal／kg BW0.75，这与本文所用的0.080Mcal／kg BW0.75基本相同。
研究表明，肉用品种母牛的维持需要随产奶需要变化。直接比较不同品种奶牛对能量代谢影响的研究很少。Tyrrell等(1991)对泌乳与非泌乳荷斯坦奶牛和娟姗牛进行了比较。尽管荷斯坦牛的实际产奶量高于娟姗牛，但由奶排出的能量与代谢体重间的函数关系是相同的，所以不能说明品种间用于维持或生产的能量需要有差异。
12. 泌乳需要
泌乳需要的净能(NEL)定义为所产奶中含有的能量。奶中NEL含量等于其中各组分(脂肪、蛋白和乳糖)燃烧热值的总和。已报道的乳脂、乳蛋白及乳糖的燃烧热分别为9.29，5.71和3.95Mcal／kg。通常对乳脂和乳蛋白含量的测定较多，乳糖较少。奶成分中，乳糖的变异度最低，常稳定在4.85%，随品种不同乳蛋白含量变化非常小。
用氮含量乘以6.38可得到奶中粗蛋白含量的估测值，其中非蛋白氮(NPN)约占7%(De Peters等，1992)。NPN中尿素氮占50%，其余的为氨、肽类、肌酸、肌酸酐、马尿酸、尿酸和其他含氮物质(DePeters等，1992)。根据各种NPN组分的平均含量和燃烧热，计算出每克粗蛋白中NPN的燃烧热为2.21kcal。当测定的是奶中的粗蛋白总量而不是真蛋白时，奶中粗蛋白燃烧热(奶中各种含N化合物燃烧热的加权平均数)为5.47kcal／g，该值略高于用乳脂、乳蛋白和乳糖含量对奶的能值进行回归分析所测得的5.31kcal／g(Tyrrell和Reid，1965)。当各种乳成分是实测值时，奶的NEL含量用下式计算：
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NEL (Mcal／kg)=0.0929×脂肪%＋0.0547×粗蛋白%＋0.0395×乳糖% (2-15) 当仅测定乳脂及乳蛋白含量，假定乳糖量为4.85%，奶的NEL含量用下式计算； NEL (Mcal／kg)=0.0929×脂肪%＋0.0547×粗蛋白%＋0.192 (2-16) 如果测定的是奶中真蛋白，而非粗蛋白含量，上式中的系数应从0.0547变为0.0563，这反映了前面讨论过的奶中真蛋白和NPN的相对比例和能值。
用于计算4%乳脂校正奶(FCM)的方程式(4üM(kg／d)=0.4×奶量(kg／d)＋15×脂肪(kg／d)；Gaines，1928)，是以统一的能量基础对产奶量进行校正的方法，已使用了70多年。Gaines的方程式假定，当奶中含4%的乳脂时，每千克奶的NEL为0.749Mcal。NRC(1989)的报道中采用0.74Mcal／kg，但根据测定燃烧热(Moe和Tyrrell，1972)，当用Gaines方程式计算时，FCM的实际系数应为0.749Mcal／kg。Gaines方程式是根据奶的容积和乳脂总产量计算的，当乳脂率低于3%时，会低估奶的能值。如果奶成分中只测定了乳脂率时，奶中NEL含量可由Tyrrell和Reid(1965)的方程式计算： NEL (Mcal／kg)=0.360＋(0.0969(脂肪%)) (2-17) 目前尚未确定用于生产各种奶成分所需要的饲料能量，本版中采用的NEL体系是以产奶量和奶的总能为基础，并未说明合成各种奶成分时代谢转化或底物需求方面存在的多种差异。根据测热法测定的代谢能用于产奶时，其无效利用的损失包括吸收的营养成分经代谢转化成奶成分时的损失、营养物质消耗能量和产奶量增加时内脏组织代谢加快。现在已建立了计算合成各种奶成分能量需要的的理论方法(Baldwin，1968；Dado等，1993)，这些估测结果仅反映了合成各种乳成分时有关代谢转化过程中的能量损失。Mertens和Dado(1993)估测的代谢能用于乳脂、乳蛋白及乳糖合成的理论效率分别为82%、89%和77%，每一种都比测热法得到的饲粮代谢能转化为奶中能量的效率(64%)高很多(Moe和Tyrrell，1972)。代谢模型包含了内脏代谢、运输、代谢物的重新合成的变化以及其他能量消耗(Baldwin等，1987)，这就解释了存在的较大差异的原因，但仍然很难确定合成各种乳成分合成所需的能量。可以设想，将来研究泌乳的净能需要，更多地将集中在合成各种乳成分所需的底物上，而不是根据奶的总能产量而设定的更笼统的需要量。
13. 活动需要
维持的能量需要包含了10%的活动补偿，对单栏饲养或围栏饲养的泌乳牛的正常活动已经足够了，但产奶量相近的放牧奶牛比舍饲奶牛耗用更多的能量，原因在于：①从草场到挤奶间的距离通常比大多数舍饲区到挤奶间的距离远。②放牧奶牛可能必须在地势不平的地方行走。③放牧奶牛的采食时间比舍饲奶牛长。对放牧奶牛由此增加的能量需要，在很大程度上与行走距离、草场地势和体重存在函数关系。奶牛水平行走1km,产热量增加0.00045Mcal／kg BW(Agricultural Research Council，1980；Bellows等，1994；Coulon等，1998)。由于实际上未做有用功，身体活动引起的能量需要增力皈映为产热量增加，从概念上讲，也相当于维持所需的NEL。因此，NEL体系中规定，额外行走所需的能量为每行走1km消耗0.00045Mcal／kg BW。额外行走定义为放牧奶牛从草场到挤奶间的行走距离。对于-头600kg的放牧奶牛，每天往返挤奶间2次，单程距离为0.5km(共2km)，需要额外补偿0.54Mcal NEL或将维持需要量约提高5%。
根据用生长奶牛得出的数据(Holmes等，1978；Havstad和Malechek，1982)，与舍饲奶牛相比，放牧奶牛的采食活动每天增加的能量需要为0.003Mcal ME／kg BW,或接近0.002Mcal NEL／kg BW。该值适用于只放牧的奶牛，补充精料时应适当降低。本书假定放牧泌乳奶牛饲粮的60%从草场获取(于物质基础)，因此，采食的额外能量(NEL补偿为0.0012 Mcal／kg BW。对于优质高产草场，放牧牛在围栏内行走所消耗的能量与舍饲奶牛活动的能量需要接近。在地势相对平坦的高产草场上放牧的奶牛，应该增加每天维持的能量需要，即奶牛从挤奶间到草场每行走1km的能量需要在0.00045Mcal／kg BW基础上加上0.0012Mcal／kg BW。例如，一头体重为600kg在平坦草场(可提供饲粮的60%)放牧的奶牛，从挤奶间到草场的距离约0.5km，每日挤奶两次，共行走2km,维持能量需要应增加0.54Mcal(2×0.00045×600)用于行走，加上0.7Mcal(0.0012×600)用于采食行走，或约为净能需要1.2McalNEL／d(维持需要量提高约12%)。
奶牛在坡地草场放牧时采食的能量消耗高于在相对平坦的草场放牧。由于特定的地势不明，奶牛既要爬山又要下坡，实际能量消耗难以定量。ARC(1980)估计，奶牛垂直行走1 km，需要0.03McalNEL／kg BW，并用一种定性的方法对地势进行校正。奶牛每天行走的垂直距离为200m的草场称为“坡地”(50m高的山每天上下4次)。根据ARC(1980)的估测值，在坡地草场放牧的奶牛，维持能量需要增加0.006McalNEL／kg BW。这种调整方法还要加上从草场到挤奶间行走和采食活动增加的能量需要增加0.006McalNEL／kg BW。该调整是对从草场到挤奶间行走和采食活动能量需要增加的补充。还用前面的那个例子，奶牛每天挤奶两次，挤奶间到坡地草场的距离为0.5km,维持能量需要将增加4.9McalNEL／d((0.00045×600×2)＋(0.0012×600)＋0.006×600)，或维持需要量约增加50%。随着产奶量增加，食欲与耗用在采食上的能量也将上升，但计算活动的能量需要时不包括这种影响。
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放牧的时间取决于牧草采食量及牧草丰富程度。牧草稀疏，则奶牛采食等量牧草需要的时间就多。牧草采食量取决于奶牛的产奶量及谷物补饲量。有一篇综述(CSIRO，1990)估计，在平地放牧的奶牛，因采食活动引起的能量增加相当于维持需要的20%，在坡地草场则高达50%。作者还根据牧草采食量及其消化率、地势和植物密度，提出了一个可计算放牧能量耗用量增加的体系。该体系收录在NRC《肉牛营养需要》(1996)中，但尚未对其进行评估。用该体系的方程式进行估测，结果表明，一头体重为600kg的泌乳奶牛，在植株密度中上(2～3t／hm2)的优质草场(DM消化率为65%)采食15kg DM，NEL需要量增加4～4.4Mcal／d。
对于放牧的生长母牛，应提高能量需要以弥补采食活动和行走所需能量。生长母牛能量消耗与泌乳牛相同(假定维持净能与泌乳净能相等)，每行走1km需要的能量消耗为0.00045Mcal NEM／kg BW。每天行走的距离取决于牧草的多少和水源的位置。Havstad和Malechek(1982)报道，牧草丰富时，放牧的生长肉用母牛每天行走3.9km。奶牛营养分委员会假定生长母牛放牧时行走的平均距离大约是舍饲时的两倍(每天约多走2km)。因此，放牧生长母牛每天行走需要的NEM为0.0009McalNEL／kg BW(0.00045×2)。采食活动需要的能量计算法，除了假定采食的牧草提供饲粮DM的80%以外，其他与泌乳奶牛相同(0.0016Mcal NEM BW)。
生长母牛放牧每天耗用的能量总补偿量(NEM，Mcal／d)为(0.0016×BW)+(0.0009×BW)。计算坡地草场放牧泌乳奶牛行走所需能量的方程式也适用于生长母牛。放牧生长母牛每天需要额外增加维持需要0.06McalNEM／kg BW。例如，一头体重为300kg在坡地草场放牧的生长母牛，所需活动能量补偿量为2.6Mcal ME(0.0009×300+0.0016×300+0.006×300)(或者维持需要增加约40%)。
上述活动的能量需要是根据多种假设和极其有限的数据给出的。特定环境中行走距离、地势、牧草产量等准确资料很难定量，因而实际的活动能量需要可能与用上述方程式计算的结果有很大差异。前一版《奶牛营养需要》(NRC，1989)指出，在优质高产草场放牧的奶牛，维持能量需要应增加10%。从现有数据来看，该值可能太低，可能在维持能量需要的10%(靠近挤奶间的平坦草场)和50%(远离挤奶间的坡地草场)范围内。
14. 环境因素
泌乳奶牛在冷环境中的能量需要量的变化可能很小，这是因为此时奶牛的采食量通常很高，采食产热多。如果奶牛的饲养环境保持干燥且牛不迎风，即使是采用越来越多的自然通风的非拴系舍饲方式，奶牛也不需要提高能量采食量以御寒。Young(1976)总结了一些反刍动物的试验结果得出，在20℃以下时，环境温度每下降10℃，DM消化率平均下降1.8个百分点。寒冷环境中消化率的降低可能主要是饲料通过消化道的速度加快引起的(Kennedy等，1976)。鉴于低温对消化率的影响，在严寒条件下，饲料的能值可能低于预期值。
NRC(1981)估测，中等程度到严重的热应激时奶牛的维持需要量分别提高7%和25%(对于一头600kg的奶牛，每天增加的NEL为0.7Mcal和2.4Mcal)，但现有资料尚不足以精确量化这些影响。热应激引起奶牛行为和代谢发生变化(West，1994)，如喘息等变化增加了能量的消耗，而其他一些变化(DM采食量减少、挑食、活动量减少和代谢速度降低)将减少产热量。根据与热应激相关的环境变量(环境温度、相对湿度、辐射能及风速)，已建立了一个用于调整奶牛维持能量需要的计算方法，但尚未充分验证。由于数据有限，本书未对成年牛热应激的维持需要量做调整，然而应当认识到热应激对维持需要量的影响，有望通过饲粮的调节来克服。
15. 妊娠需要
对妊娠期后100d能量需要的估测根据的是Bell等(1995)的研究。妊娠期前190d的妊娠能量需要被假定为0，妊娠期最长定为279d(延长妊娠期不改变能量需要)。Bell等(1995)通过连续屠宰不同妊娠阶段的荷斯坦奶牛，建立了一个描述孕体能量含量的二次方程式。方程式的一阶导数反映了能量含量的日变化量。本届奶牛营养分委员会推测妊娠的能量需要取决于犊牛的初生重，因此对Bell等的方程式根据荷斯坦奶犊牛的平均初生重(45 kg)做出调整。假定孕体的代谢能利用效率为0.14(Ferrell等，1976)，则妊娠的代谢能需要表示为：
ME(Mcal／d)=((0.00318×D－0.0352)×(CBW／45))／0.14 (2-18) 这里D=怀孕天数(190-279d)，CBW为犊牛初生重，以kg表示。
将代谢能换算成泌乳净能时，采用的效率系数为0.64，则妊娠的泌乳净能(NEL)需要为：
NEL (Mcal／d)=((0.00318×D－0.0352)×(CBW／45))／0.218 (2-19) 这里D=怀孕天数(190-279d)，CBW为犊牛初生重，以kg表示。
16. 泌乳期和干奶期组织动用恢复
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