随着世界奶牛饲养业的快速发展，奶牛的精细科学饲养对于奶牛生产效率的提升引起了养殖者的高度关注，从而推动了各种奶牛饲料配方软件逐步得到推广应用。而饲料配方软件开发的核心——动物营养模型的不断完善和更新，不断促使着配方软件的升级和完善。随着相关营养成分指标的提出以及数学优化技术或技巧的出现，对开发新一代的奶牛及其它动物的配方系统带来了新的挑战。目前的奶牛营养模型已经不仅仅是孤立的、简单的几个模型，而且是相互关联但又独立运行的模型集，不仅影响到对奶牛营养需要的动态预测，并进一步影响到奶牛个体和／或群体生产性能的发挥。作者通过对国内外部分奶牛配方软件的特点进行分析，通过比较计算，以观察因采用不同的奶牛营养模型，究竟对奶牛营养需要和配方结果带来什么样的差异，
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1、奶牛营养需要模型
NRC奶牛营养需要体系是由美国国家科学研究委员会(national research council．NRC)下属的动物营养委员会提出的，作者以1978年、1989年、2001年版进行介绍。1978年版的奶牛营养需要量计算方程式用于计算奶牛需要的粗蛋白质和能量。1989年的模型使用了蛋白质降解体系，将日粮蛋白质分为瘤胃降解蛋白质和瘤胃非降解蛋白质，同时瘤胃中微生物蛋白质产量可由净能摄人量(NEl)算得(William，2005)。NRc(2001)发布了最新的奶牛营养需要模型，能够将不同饲料原料对营养物质吸收的差异和对动物生产性能造成的影响均考虑在内，并讨论了NDF和ADF的营养需要量，引入“瘤胃降解动力学”模型。该体系概括了奶牛营养研究领域最新营养知识，是对科学文献与实践经验方面准确、科学、实用的总结(孟庆祥，2002)。
净碳水化合物和蛋白质体系：美国康奈尔净碳水化合物和蛋白质体系，一般简称为CNCPS，是康奈尔大学科学家提出的牛用动态能量和蛋白质／氨基酸体系。核心是以小肠中净吸收碳水化合物( NAC)和净吸收蛋白质(AP)或净吸收氨基酸(AAA)来评价饲料的能量和蛋白质营养价值。用净能(NE)表示牛的能量需要量，用AP或AAA表示蛋白质需要。CNCPS是在吸收其他已有体系优点的基础上发展起来的。CNCPS中饲料能量、蛋白质营养价值的评定及其对需要量的估计，充分体现了动态观点，强调饲料、动物及饲养三者间的相互作用，同时将牛的蛋白质营养延伸到AAA方面，是一个全新的饲养体系。
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小肠可消化蛋白质体系：中国的小肠可消化蛋白质体系由冯仰廉先生等1985年提出，并在我国2004年发布的《奶牛饲养标准》中又做了更实用的完善，将到达小肠中的可消化粗蛋白质分为饲料非降解蛋白质和微生物蛋白质(MCP)两部分，并分别用可发酵有机物(FOM)和瘤胃可降解氮(RDN)评定微生物蛋白的合成效率，并提出了瘤胃能氮平衡(RENB)的概念和计算公式，为如何合理配制能量和蛋白质组分平衡的日粮提供了评判的原则，即：
RENB-用FOM评定瘤胃微生物蛋白质合成量一用RDN估测瘤胃微生物蛋白质合成量
当RENB-O，表明平衡良好；当RENB>0，表明日粮供给的能量有余，可补充可降解蛋白质如尿素，以减少能量的损失；当RENB<O，表明能量不足，可降低可降解氮的供给，以减少蛋白质的排放。显然，该体系的建立可以说是我国反刍动物营养的重大进步，但目前主要限于对原理、计算方法方面的阐述，以及一些基于假设的静态计算模型，而与之相配套的饲料养分参数，如饲料在瘤胃中的降解率、可发酵有机物含量等参数尚不易获得，所以要全面推广应用新的体系，还有很多基础性的工作需要开展，必要的反映动物品种、体况、环境因素和生产性能预期的动态模型需要建立。
其他的奶牛营养模型还包括英国的AFRC体系、澳大利亚的CSIRO体系和法国的INRA体系。这些营养需要体系模型，包含了更多的参数，从而对奶牛营养需要描述的更加科学，使所开展的动物试验更加严谨。
表1列出了对不同饲养标准中蛋白质体系主要参数的比较，通过表中参数对比可以看出，奶牛的饲养标准体系在不断的完善和修正，从可消化蛋白质体系到降解蛋白质体系，计算特定指标的参数逐渐增加，最新的蛋白质体系中包含了瘤胃降解的动力学参数，如养分降解速率Kd和瘤胃食糜流通速率Kp等，对营养需要的考虑日益全面。
NRC(2001)奶牛营养需要中给出70多个基本参数用于建立奶牛的饲养标准体系，是迄今为止最全面的奶牛标准体系之一。我国的小肠可消化蛋白质体系已经引入RDP和UDP概念，体现了我国奶牛饲养标准体系逐步与国际接轨，但该体系在计算奶牛营养需要量方面仍然是静态的，不能动态的反映出奶牛不同生理阶段的不同营养需要，这也是今后需要不断研究的领域。
2、饲料配方软件
奶牛营养模型的不断完善和更新，客观上促进了奶牛饲料配方软件的不断升级和换代。作者选取3套采用不同营养体系的配方软件进行比较，以获得不同模型对奶牛营养需要量预测的差别。表2列出了对照软件名称、开发商以及采用的营养体系。对软件采用模型的评价内容包括：以干物质预测采食量为例比较模型的不同，通过动物描述参数比较不同营养体系精确程度。
2.1不同体系的干物质采食量模型 确定干物质采食量和营养需要量是开发奶牛饲料配方软件的基础。不同的软件采用不同的DMI计算公式，CNCPS体系中奶牛干物质采食量计算公式为：
DMI(kg/d)= (0. 0185 BW+O. 305 FCM)*(1
通过比较不同体系干物质采食量预测的模型，可以发现用于预测DMI最常用的参数是体重(BW)和4%校正乳产量(FCM)。在CNCPS模型中还包含温度校正因子以及泌乳周龄。而Sanxin预测公式较为简单，没有考虑到不同泌乳阶段对于物质需求量的差别，但体现出了不同的精粗日粮比例也会影响到DMI采食量，日粮精料水平达到干物质60%之前，提高精料水平总能提高干物质采食量（熊本海等，2003）。Roseler (1997)指出以下几种因素对DMI不一致的影响所占比例分别为：产奶量为45%、体重为17%、日粮为22%、管理为10%、体况得分为6%，产奶量和体重在这些影响中占到62%，这就是在DMI预测公式中这2个参数最常见的原因。
2.2不同体系描述动物的参数通过考察描述动物的参数，可以从一个侧面反映出模型中是否将影响动物营养需要的各种因素全部考虑在内，同时可以反映出动物所处的生理状态以及体现模型的动态性能。
表3的内容是对照软件对于泌乳奶牛和干奶牛的动物描述和生产对照性能的输入内容（L:泌乳牛，D:干乳牛）。PCDairy-2要求用户提供17个性状参数以计算泌乳奶牛营养需要量，11个性状参数以描述干奶牛，另外还特别要求输入乳糖含量(孟庆祥，2002)，PCDairy-2要求输入泌乳牛和干奶牛的不同饲养环境以及舍饲条件，但是这些输入参数对DMI或营养需要的影响表现并不明显。尽管如此，综合考虑各种内外界因素对奶牛的影响仍是必须的。Sanxin在计算泌乳牛时仅要求用户提供7个参数，主要是由于采用小肠可消化蛋白质体系的制约，而计算干奶牛营养需要的参数仅有3个，没有考虑到动物的体况及生理状态。CPMD所要求参数也多达16个，只是没有将奶牛品种及原奶中乳糖含量考虑在内，而奶牛品种是成年牛体重的主要影响因子，干奶牛输入参数与PCDairy-2要求大致相似，可以看出两套模型有一些相似点。
3、总结
通过对采用不同营养模型的3种软件进行比较，可以发现营养模型的优劣会直接影响到配方软件的性能和优化效果，这就要求一套成功的配方软件不能仅仅只体现在对计算机编程的要求上，更需要与动物营养的最新研究进展结合起来以获得最佳效果。3套体系中以我国的小肠可消化蛋白质体系所用参数最少，对动物影响因素考虑不够全面，还有待进一步的完善和修正，NRC体系中采用了CNCPS体系中的部分模型，NRC和CNCPS体系已经将瘤胃“黑箱”完全打开，为奶牛营养研究的进一步发展打下基础。
从软件来说，采用先进体系的PCDairy—2以及CPMD计算结果预算奶牛营养需要更加接近，而Sanxin由于所用模型没有考虑到动物生理、环境的变化对机体的影响，预测结果不太理想，这也就是我们正在开发新一代奶牛饲料配方的需要。PCDairy-2以及CPMD均没有影子价格，主要是由于这2套软件有大学科研人员编写，而非商业软件。而Sanxin配方这方面做得比较好，通过影子价格可以找出影响成本的主要因素，以审核选用的原料是否合理，只有当所有约束因素的影子价格都为零时，才说明选用的原料最合理，配方成本的下降潜力才是零。所以影子价格在选购日粮原料中起到很大作用。
今后，配方软件将把多配方技术、概率配方技术、配料仓竞争技术、“理想蛋白质”模式引入到饲料配方设计中，能够全面考虑营养、成本和效益，提供大量的参考信息，为配方调整、经济分析和采购决策提供科学依据，降低饲料成本，得出饲料转化率高而成本最低的配方（黄汉军等，2003）。这也是计算机技术和动物营养日益紧密结合的体现。国内用户选择国外软件使用时，应充分考虑到饲料原料成分和饲养标准的不同；同时对于国内软件应尽快采用最新的奶牛研究进展和新的动态营养模型，对于参数因子的选择更加全面，才能在与国外软件竞争中，寻找新的发展空间。
