通过营养策略来改善反刍动物的终生生产性能不仅能够增加动物的终生表现和福利，提高牧场的经济效益，还可减少动物对环境的影响。
利用多学科的方法将必需的微量营养素和特定的饲料添加剂结合起来，通过五个关键领域即氧化还原平衡、骨骼健康、养分利用率、无抗和环境，共同致力于改善反刍动物的终生生产性能。
1、氧化还原平衡
氧化还原平衡是免疫和健康的基础。动物日粮中需经常补充抗氧化物质，以抵消活性氧过量产生的负面影响，并改善其健康和生产力(Lean等，2013)。
充足的抗氧化维生素如硒（Se）和维生素E等，不仅能维持反刍动物的健康和性能，而且对确保其产品的高质量非常重要（Castillo等，2013；Chauhan等，2014c） 。
围产期给奶牛补充抗氧化维生素，特别是维生素A、D、E和β-胡萝卜素，可以提高初乳和牛奶中抗氧化维生素的含量（Kaewlamun等，2011；Moeini等，2011）。
补充维生素E可降低奶牛胎衣不下的发生率（Bourne 等，2007）。Weiss等（1997）表明，补充1000IU/d维生素E可减少30%的临床乳腺炎，补充4000IU/天可减少80%的临床乳腺炎。
奶牛泌乳早期的能量负平衡会导致非酯化脂肪酸（NEFA）浓度增加，NEFA浓度升高会危及卵母细胞发育和胚胎质量（Leroy等，2005；Van Hoeck等，2014）。最新的一项研究表明每天补充β-胡萝卜素可以显著提高卵母细胞中β-胡萝卜素和视黄醇的浓度，进而提高卵泡发育和卵母细胞质量（De Bie et al.，2016）。与无排卵奶牛的β-胡萝卜素浓度相比，在第一个卵泡波期间排卵的奶牛血浆中观察到高浓度的β-胡萝卜素（Kawashima等，2009a）。另一研究也表明产犊前日粮中添加β-胡萝卜素会导致产后排卵奶牛的数量增加（Kawa-shima等，2009b)。日粮中补充β-胡萝卜素对奶牛繁殖能力的积极影响与其在卵巢中转化为维生素A有关（Schweigert等，2003）。此外，产前补充β-胡萝卜素可降低胎衣不下的发病率（Oliveira等，2015）。
2、骨骼健康
钙（Ca）和磷（P）是奶牛体内最重要的矿物质，是骨骼的重要组成部分，在肌肉控制、能量产生和免疫等方面发挥着重要作用。与其他畜种相比，维生素D在反刍动物钙磷代谢中的作用一直被忽视。
维生素D被公认为泌乳牛从日粮中最佳吸收钙和磷的必要条件，并可改善奶牛在泌乳期的钙平衡（Ward等，1972）。25-羟基胆钙化醇和DCAD阴性日粮的联合应用已被证明可减缓产犊后血浆中钙的迅速降低（Wilkens等，2012），并可降低亚临床低钙血症相关疾病的发病率（Martinez等，2017）。Hibbs和Conrad（1976）的研究结果表明，长期补充维生素D可能对骨骼健康有好处。
利用维生素D的代谢物如25-羟基胆钙化醇，可使骨骼在泌乳后期有更多的可利用的钙储备，有效地减少亚临床低钙血症，并可能使DCAD阴性日粮和低钙日粮等技术发挥更好的作用。
3、养分利用率
饲料消化率是影响反刍动物有效能量摄入的主要因素（Beauchemin et al.，2003）。
在规模化牧场中，使用加工方法提高能量利用率的效率相对较低，利用外源酶作为饲料添加剂来提高反刍动物的能量利用率的方法早有报道（Beauchemin等，1999）。外源淀粉酶可能是通过“互惠互利”机制为纤维分解菌提供益处（DiLorenzo等，2011；Tricarco等，2007），由于较高的淀粉瘤胃降解，在瘤胃中有更多的寡糖作为纤维分解菌的能源来源，从而有利于纤维物质的分解。
Andreazzi等（2013）用28头荷斯坦奶牛（171±80 DIM）进行了70天的试验（日粮含32.1%的淀粉，每公斤日粮中添加0.5 g酶）。
结果发现添加外源性淀粉酶的奶牛比不添加外源性淀粉酶的奶牛产奶量增加0.7kg/d（P<0.02），且与对照组相比，添加外源性α-淀粉酶奶牛的DMI（对照组和α-淀粉酶组分别为20.7和19.7 kg/天）较低（P<0.01），因此α-淀粉酶组的饲料效率较高（P<0.01）。
作者认为α-淀粉酶组奶牛的饲料利用率较高是由于瘤胃中淀粉降解率较高所致，值得注意的是补充α-淀粉酶不会降低瘤胃pH值。Gencoglu等（2010）评估了在低淀粉日粮中添加淀粉酶对泌乳奶牛的影响，观察到添加酶的奶牛的脂肪固形物和能量校正乳分别增加了12%和13%。Klingerman等（2009）也评估了外源性淀粉酶对泌乳奶牛生产性能的影响，饲喂淀粉酶的奶牛干物质采食量和FCM产量均有提高。
外源淀粉酶是反刍动物营养的一项根本性创新，最大限度地提高淀粉降解率及其消化率，用以满足高产奶牛和快速育肥肉牛的需求。
4、无抗
莫能菌素是肉牛精补料中最常用的饲料添加剂（Samuelson等，2016），用于改变瘤胃发酵模式（Butaye等，2003），提高饲料转化效率（Ellis等，2012）。由于公众对抗生素残留和耐药性的关注增加，替代性饲料化合物（如精油）被认为是改善瘤胃发酵和动物生产性能的天然抗生素替代品（Khiaosa ard和Zebeli，2013）。
Borchers，（1965）评估百里酚（百里香和牛至油的主要成分）时观察到氨基酸中N的积累和氨氮浓度的降低，表明百里酚抑制脱氨作用。有体外研究表明添加特定的环氧乙烷化合物会降低乙酸与丙酸的比例，并增加VFA的总浓度（Cardozo等，2005）。在瘤胃液中加入丁香酚会增加丙酸的摩尔比例（Busquet等，2006），并提高瘤胃能量和蛋白质的利用效率（Calsamiglia等，2007）。混合精油对体外瘤胃发酵的协同效应也有报道（Burt，2004）。有研究表明含有百里酚、丁香酚、香草醛和柠檬烯的精油混合物抑制了豆粕N的瘤胃降解（Newbold等，2004）。
在饲喂TMR日粮的泌乳奶牛中添加精油混合物增加了DMI和3.5%FCM（Kung等，2008）。另一项关于泌乳奶牛TMR日粮中添加精油混合物的研究也观察到FCM的增加（Varga等，2004）。与莫能菌素相比，精油混合物可提高ADF的消化率、乳脂和总固体含量（Benchaar等，2006）。
用天然化合物（如精油）替代抗生素可以提高动物的生产性，而不会产生有害影响。精油化合物具有许多有益的特性，例如提高适口性和DMI、刺激消化酶分泌、抗氧化和抗菌作用以及抗真菌和抗寄生虫作用（Calsamiglia等，2007），在反刍动物养殖中使用EO是一种环境友好的提高反刍动物的终生性能的方法。
5、环境
就奶牛和肉牛而言，环境足迹大部分与甲烷（CH4）的产生有关，甲烷是一种温室气体，其“全球变暖潜力”是二氧化碳的34倍（Stocker等，2013）。
在减少反刍动物产甲烷方面，可以考虑从微生物学的角度用三种策略来解决这个问题。
第一个策略是改变饲料在瘤胃中的消化方式，提高饲料效率。
一些研究报道了直接喂食微生物（如酵母菌）对纤维消化和生产参数的影响（Newbold和Rode，2006），通过此策略减少每单位生产的肉类或牛奶的CH4。参与纤维消化的微生物对氧最敏感，因此可考虑补充酶（纤维素酶、淀粉酶），这在理论上有助于通过提高饲料效率来减少畜牧业的碳足迹（Beauchemin等，2008）。这两种方式都是在微生物方面，对甲烷产量的任何影响都是间接的结果。
第二种策略是通过“饥饿”产甲烷菌来直接减少CH4。
如果能够成功地剥夺微生物产生甲烷所需的一种底物，其结果必然是代谢活性和产甲烷作用的降低。第一种是减少产氢，例如通过脱脂，去除瘤胃原生动物。第二种是通过将氢气从产甲烷转移到其他代谢途径，可以获得类似的效果，如使用硝酸盐。
第三种策略针对产甲烷过程中的酶。
3-硝基氧基丙醇（3-NOP）已在几种反刍动物物种中进行了评估，包括绵羊（Martinez Fernandez et al.，2014），奶牛（Haisan et al.，2017；Hristov等，2015；Lopes等，2016）和肉牛（Romero Perez等，2014；Vyas等，2016a；Vyas等，2016b）。除一项研究（Reynolds等，2014）外，所有研究都报道了使用3-NOP可降低25%到84%的甲烷。3-NOP对甲烷的抑制作用是可逆的，即使在长时间给药后，一旦停止饲喂3-NOP，动物体内的甲烷产量也会迅速恢复（Romero Perez等，2015）。
在反刍动物营养中使用必需的微量营养素和特定的饲料添加剂是现代规模化生产系统中实现动物最佳生产和健康所必需的。
氧化还原平衡的作用是免疫和健康的基础，骨骼健康的作用是动物长期生产生活的框架，养分利用率的重要性是规模化牧场系统生产能力的决定因素，无抗饲养反刍动物和在不影响生产性能的情况下减少其环境的碳足迹具有长远的社会效益。这五个关键领域共同作用，致力于改善反刍动物的终生生产性能，提高牧场收益和社会效益。
本文为Joseph McGrath等文章《Nutritional Strategies in ruminants: A lifetime approch 》部分翻译内容
翻译：石风华 帝斯曼动物营养与保健大中华区 反刍技术经理
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