在新生儿能够消化更多不同食品之前，牛奶为他们提供主要的营养来 源。同时，来源于商业来源如奶牛的牛奶可以在人类非常早的幼年期之后 长期为人类提供营养利益。奶牛按照泌乳周期的天然指示生产它们的牛 奶。在这一泌乳周期的高的产奶期间过程中，良好的饮食能量来源是关键 的，并且在导致奶牛的产奶峰值的上升期过程中，蛋白质是特别重要的。 奶牛场主已经利用补充方式增加牛奶产量。例如，Monsanto公司从1994 年起就已经销售FDA批准的重组牛促生长素。在泌乳期过程中，将这种 “bST”激素施用给奶牛，增加它们的牛奶产量。增强的奶牛营养状况也将 增加牛奶产量，并且还可以允许对所施用的bST激素的更大反应。
增加产奶的另一种方法已经在由对褐色叶中脉bm3基因纯合的杂种 植物生产的玉米青贮饲料的饲料配给中引起了应用。参见美国专利号 5,767,080；5,859,353；5,969,222；5,977,458；和授予Beck等的6,114,609。然 而，与瘤胃微生物群体将饲料消化成理想的挥发性脂肪酸(VFAs)的组合所 需要的瘤胃停留时间相比，BMR玉米青贮饲料的更高的纤维可消化性水 平(NDFd)也已经显示引起过高的饲料通过奶牛瘤胃的速率。这可以在奶牛 的瘤胃中引起过量的VFA产生，特别是丙酸的产生，如果饲料配给没有 被正确的平衡并且在奶牛的正确生产阶段给与的话，由此降低整个饮食的 缓冲能力(更低的物理有效中性洗涤纤维(neutral detergent fiber)(“peNDF”))，并且在奶牛中导致酸毒症和其它代谢问题。并且，这样 的“BMR”玉米杂种还已经表现出产量降低，其可能阻碍关心收获时的不 理想的农业经济学和草料(forage)产量的农民对它们的种植，特别是如果当 将所得到的BMR玉米青贮饲料喂给奶牛时，觉察到所述净产量下降超过 产奶的增加的话。
饲料配给成本占生产牛奶的总成本的45-60％，因此最优化的营养是 重要的。理想地，应该维持适当的营养水平，同时小心维持饲料成本。所 述最优化的营养将提高产奶，提高奶牛的整体健康，并且减少相关的成本 如兽医账单、药物治疗和饲养。
对奶牛配给重要的主要营养种类是碳水化合物、脂肪、蛋白质、矿物 质、维生素和水。尽管纤维在定义上严格地说不是一种营养，但是它重要 地影响奶牛的消化，并且因此在配制饲料配给时，奶牛场主或营养学家必 须考虑它。来自网胃的未消化的饲料和食糜(digesta)进入瘤胃，瘤胃主要 作用为大的发酵罐。容纳40-60加仑的物质，它还容纳估计每茶匙1500 亿的细菌、原生动物、和真菌的内容物。如果以正确平衡的草料和谷物饲 养，在瘤胃内得到的5.8-6.4pH和100-108°F条件应该允许这些重要的微 生物的生长。
经过反刍处理，母牛在瘤胃中减小饲料的粒度，这增强了微生物作用， 并且允许更容易从胃区室中流出。由于瘤胃的强的肌肉组织，瘤胃允许混 合并且搅拌食糜。
用营养平衡的日常饲料(diet)饲养奶牛的目的是提供使微生物生产和 生长最大化的瘤胃环境。在瘤胃内的微生物群体由细菌、原生动物、和真 菌组成。瘤胃pH是最可变的因素之一，其可以影响这种微生物群体和产 生的挥发性脂肪酸的水平。纤维助消化物(digester)在pH＝6.2-6.8最有活 性。当pH开始低于6.0时，分解纤维素的细菌和产甲烷细菌可能减少。 淀粉助消化物微生物优选更酸的环境，pH＝5.2-6.0。某些物种的原生动 物可以被低于5.5的pH极大地抑制。为了调和所有这些需要，正常的饲 养实践应该保持在pH＝5.8-6.4。
在瘤胃内，这些微生物可以消化碳水化合物、蛋白质、和纤维。通过 这一消化过程，产生了动物可以利用的挥发性脂肪酸(“VFA”)和微生物蛋 白质。有结构的(NDF)和无结构的(糖和淀粉)碳水化合物二者都在瘤胃 内经历了微生物发酵，以产生VFA，如乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、戊酸 和异戊酸，以及痕量的各种其它酸。乙酸可以占总VFA的50-60％，并且 在高草料日常饲料中占有优势。在瘤胃中充分水平的乙酸的产生对于保持 充分的牛奶脂肪水平是重要的。同时，丙酸可以占总VFA的18-20％，并 且在高谷物日常饲料中达到其最高浓度。丙酸通过在肝脏中转化为血糖而 提供能量，并且在乳糖(milk lactose or milk sugar)合成中利用。瘤胃微生物 还作用由饲料配给中的粗蛋白质合成微生物蛋白质，以产生氨基酸。氨基 酸又产生牛奶蛋白。
现在奶牛场主或动物营养学家有多种不同成分选择用于饲养奶牛的 目的。或许，最传统的日常饲料是草，其可以通过允许奶牛在牧场上放牧 而容易地获得。对于饲养目的，这样的饲料来源相对廉价和便利。然而， 在冬季的数月中，那时在饲养母牛的多个区域草处于休眠期，它也可能是 天然不可获得的。此外，未经补充的草场不含有充分可消化的营养物，以 支持高水平的牛奶生产。事实上，仅以草饲养的奶牛将典型地每天只生产 40磅牛奶。
干草组成已经在长度上剁碎并且部分干燥以减少其湿度水平的草。一 年到头都可以用干草饲养母牛。它可以用来控制瘤胃运动性并促进反刍咀 嚼。然而，它具有与它的草前体相同的相对低的能量水平，对于主要用干 草饲养的母牛，每天只生产40磅牛奶。
在能量谱的另一端是谷物，诸如玉米谷物。因为碳水化合物和蛋白质 高，谷物对于增加奶牛的牛奶产量是有益的。但是，如果奶牛仅以谷物饲 养，它将在瘤胃中产生不合乎自然规律的高体积乳酸和丙酸。大量的这两 种酸穿过瘤胃壁到血液中的吸收在母牛中引起系统酸毒症。瘤胃pH减小 到低于5.5的非常酸的水平。这导致母牛厌恶饲料，这在短期内将引起低 的牛奶产量水平、移位的皱胃，并且如果长期不治疗将引起可能的死亡， 以及同时高的兽医花费。
大量的奶牛场研究已经致力于奶牛日常饲料中的草料成分的利用的 科学研究。包括收获的农作物植物如已经被斩成段并且然后青贮至部分发 酵的玉米或苜蓿的这样的草料来源为母牛的日常饲料提供有效的纤维，并 且在草料中的NDF促进引起唾液分泌的母牛的反刍咀嚼。草料还增强瘤 胃“运动性”----饲料成分通过胃肠道并且被充分消化使营养成份通过瘤胃 和小肠壁吸收所需要的时间阶段。M.Oba和M.S.Allen，“玉米青贮饲料中 的褐色叶中脉3突变对高产率奶牛的干物质摄取和生产力的影响(Effects of Brown Midrib 3Mutation in Corn Silage on Dry Matter Intake and Productivity in High Yielding Cows)，”乳品科学杂志(J.Dairy Sci.) 85：135-42(1999)总结了比较奶牛对高或更低草料NDF可消化性的反应的 研究，并且发现更高的草料可消化性(“NDFd”)与增加的干物质摄取(“DMI”) 和牛奶产率相关。如果有人假设线性反应，那么对于NDFd的每个单位的 增加，在DMI中有0.17kg增加，在4％脂肪-校正的牛奶产量中有0.25kg 增加。
其它研究已经表明，与更低奶产量的母牛相比较，更高牛奶产量的母 牛对具有提高的NDFd水平的玉米青贮饲料反应更好。Oba和Allen(1999)； S.K.Ivan，R.J.Grant，D.Weakley，和J.Beck，“具有高细胞壁含量和可消化 性的玉米青贮饲料杂种和具有更低细胞壁含量的杂种对霍斯坦种奶牛生 产性能作用的比较(Comparison of a Corn Silage Hybrid with High Cell-Wall Content and Digestibility with a Hybrid of Lower Cell-Wall Content On Performance of Holstein Cows)，”乳品科学杂志(J.Dairy Sci.)88：244-54 (2005)。这些研究表明基于NDFd分配草料对不同生产组的母牛的有效性。
许多研究论文已经评估了母牛对3种不同种类的玉米青贮饲料：粮饲 兼用型玉米(dual-purpose corn)、多叶玉米(leafy corn)和褐色叶中脉玉米 (brown midrib corn(“BMR”))的反应。在下列各项中研究了杂种、成熟度 和对不同玉米类型的处理的相互作用：L.M.Johnson，J.H.Harrison，D. Davidson，J.L.Robutti，M.Swift，W.C.Mahanna，和K.Shinners，“玉米青贮 饲料管理I：杂种成熟度和机械加工对化学和物理特征的影响(Corn Silage Management I：Effects of Hybrid Maturity and Mechanical Processing on Chemical and Physical Characteristics)，”乳品科学杂志(J.Dairy Sci.) 85：833-53(2002)；L.M.Johnson，J.H.Harrison，D.Davidson，M.Swift，W.C. Mahanna，和K.Shinners，“玉米青贮饲料管理II：杂种、成熟度和机械加工 对消化和能量含量的影响(Corn Silage Management II：Effects of Hybrid， Maturity and Mechanical Processing on Digestion and Energy Content，)”乳品 科学杂志(J.Dairy Sci.)85：2913-27(2002)；L.M.Johnson，J.H.Harrison，D. Davidson，M.Swift，W.C.Mahanna，和K.Shinners，“玉米青贮饲料管理III： 杂种成熟度、和加工对氮代谢和矿物质发酵的影响(Corn Silage Management III：Effects of Hybrid Maturity，and Processing on Nitrogen Metabolism and Mineral Fermentation，)”乳品科学杂志(J.Dairy Sci.)85： 2928-47(2002)；L.M.Johnson，J.H.Harrison，D.Davidson，W.C.Mahanna， 和K.Shinners，“玉米青贮饲料管理：杂种、切割长度、和机械加工对消化 和能量含量的影响(Corn Silage Management：Effects of Hybrid，Chop Length，and Mechanical Processing on Digestion and Energy Content)，”乳品 科学杂志(J.Dairy Sci.)86：208-31(2003)；L.M.Johnson，J.H.Harrison，D. Davidson，C.Hunt，W.C.Mahanna和K.Shinners，“玉米青贮饲料管理：杂 种、成熟度、切割长度、和机械加工对消化速率和程度的影响(Corn Silage Management：Effects of Hybrid，Maturity，Chop Length，and Mechanical Processing on Rate and Extent of Digestion)，”乳品科学杂志(J.Dairy Sci.) 86：3271-99(2003)。
比较粮饲兼用型玉米青贮饲料和多叶玉米青贮饲料的营养表现的科 学研究已经表明混合的结果，在一种情形中是阳性反应，而在其它研究中 多叶杂种没有反应。C.S.Ballard，E.D.Thomas，D.S.Tsang，P.Mandebvu，C.J. Sniffen，M.I.Endres，和M.D.Carter，“玉米青贮饲料对干物质产率、营养组 成、体外消化、育成后备奶牛的摄入、和育成后备奶牛的牛奶产量的影响 (Effect of Corn Silage on Dry Matter Yield，Nutrient Composition，In-Vitro Digestion，Intake by Dairy Heifers，and Milk Production By Dairy Cows)，”乳 品科学杂志(J.Dairy Sci.)84：442-52(2001)；E.D.Thomas，P.Mandebvu，C.S. Ballard，C.J.Sniffen，M.P.Carter，和J.Beck，“玉米青贮饲料杂种对产率、营 养组成、体外可消化性、和奶牛的牛奶产率的比较(Comparison of Corn Silage Hybrids for Yield，Nutrient Composition，In-Vitro Digestibility，and Milk Yield by Dairy Cows)，”乳品科学杂志(J.Dairy Sci.)84：2217-26 (2001)。
另一项科学研究直接比较了多叶玉米杂种、BMR玉米杂种、和两种 粮饲兼用型玉米杂种。D.J.R.Cherney，J.H.Cherney，L.E.Chase，和W.J.Cox， “玉米青贮饲料质量影响的高产奶牛的牛奶产量(Milk Production in High-Producing Dairy Cows as Influenced by Corn Silage Quality)，”专业动 物科学家(Prof.Animal Scientist)20：302-11(2004)。这一研究证明，使用 BMR和多叶杂种青贮饲料导致比粮饲兼用型玉米杂种更高的奶牛干物质 摄取，并且与粮饲兼用型玉米杂种相比，BMR和多叶玉米杂种还具有相 似的、更高的牛奶产率。在以多叶玉米青贮饲料饲养的母牛的生产反应中 存在可变性，但是BMR玉米杂种无疑获得更高的干物质摄取，并且通常 牛奶产率与粮饲兼用型玉米杂种相当。然而，其它科学研究表明多叶玉米 青贮饲料不比粮饲兼用型青贮饲料有益。参见，Thomas，等.(2001)。BMR 玉米杂种相比粮饲兼用型玉米杂种更高的NDFd含量已经得到评估，认为 BMR玉米青贮饲料提供极好的可消化NDF来源，但是对于农场主具有明 显的10-15％的产率减少。参见Oba&Allen(1999)；M.Oba&M.S.Allen， “玉米青贮饲料中的褐色叶中脉3突变对以两种浓度的饮食中性洗涤纤维 饲养的奶牛生产力的影响：#1.饲养行为和营养利用(Effects of Brown Midrib 3Mutations in Corn Silage on Productivity of Dairy Cows Fed Two Concentrations of Dietary Neutral Detergent Fiber：#1.Feeding Behavior and Nutrient Utilization)，”乳品科学杂志(J.Dairy Sci.)83：1333-41(2000)；M. Oba&M.S.Allen，“玉米青贮饲料中的褐色叶中脉3突变对以两种浓度的 饮食中性洗涤纤维饲养的奶牛生产力的影响：#2.咀嚼活动(Effects of Brown Midrib 3Mutations in Corn Silage on Productivity of Dairy Cows Fed Two Concentrations of Dietary Neutral Detergent Fiber：#2.Chewing Activities)，”乳品科学杂志(J.Dairy Sci.)83：1342-49(2000)；M.Oba&M.S. Allen，“玉米青贮饲料中的褐色叶中脉3突变对以两种浓度的饮食中性洗 涤纤维饲养的奶牛生产力的影响：#3.可消化性和微生物效率(Effects of Brown Midrib 3Mutations in Corn Silage on Productivity of Dairy Cows Fed Two Concentrations of Dietary Neutral Detergent Fiber：#3.Digestibility and Microbial Efficiency)，”乳品科学杂志(J.Dairy Sci.)83：1350-58(2000)。
苜蓿用作有效纤维的主要来源的应用已经与奶牛饲料配给中的玉米 青贮饲料进行了比较。参见D.R.Mertens，“产生满足奶牛纤维需要的系统 (Creating a System for Meeting the Fiber Requirements of Dairy Cows)，”乳 品科学杂志(J.Dairy Sci.)80：1463-81(1997)。比较不同NDF来源对刺激 母牛咀嚼活性和保持功能性瘤胃食糜块(digesta mat)的效力，Mertens发现 苜蓿通常比玉米青贮饲料更有效地刺激咀嚼，由此表现出更高的有效NDF 含量。例如，与玉米青贮饲料仅产生66-96分钟的咀嚼比较，苜蓿干草刺 激109-134分钟的咀嚼/kg NDF。两篇最近的论文已经研究了不同粒度的 玉米青贮饲料和苜蓿的作用。减小的粒度以线性方式增加干物质摄取，并 且总咀嚼活动表现出与关于具有最短和最长粒度的日常饲料观察到的最 高咀嚼活动的二次方程反应。尽管母牛花费在食用和反刍的时间保持不 变，但是饲料仓中保留的饲料的NDF浓度减小。参见，P.J.Kononoff，A.J. Heinrichs，H.A.Lehman，“玉米青贮饲料粒度对泌乳的母牛的食用行为、咀 嚼活动、和瘤胃发酵的影响(The Effect of Corn Silage Particle Size on Eating Behavior，Chewing Activities，and Rumen Fermentation in Lactating Cows)，” 乳品科学杂志(J. Dairy Sci.)86：3343-53(2003)。还参见，P.J.Kononoff 和A.J.Heinricks，“减小苜蓿窖藏半干草饲料粒度对处于早期泌乳期的奶牛 的影响(The Effect of Reducing Alfalfa Haylage Particle S ize on Cows in Early Lactation)，”乳品科学杂志(J.Dairy Sci.)86：1445-57(2003)。
其它研究已经涉及可消化纤维的非草料来源(“NFFS”)在饲料配给中 的非草料来源的应用。已经确定NFFS与高淀粉日常饲料结合使用导致提 高的母牛反应。这样的NFFS包括大豆壳和棉籽壳。参见，R.Grant，Proc. 东部营养会议(Eastern Nutrition Conference)，2006年5月11-12日，Guelph， Ontario，加拿大；J.L.Beckman和W.P. Weiss，“具有不同纤维：淀粉比例的 日常饲料在饲养正在泌乳的奶牛时的营养消化性(Nutrient Digestibility of Diets with Different Fiber to Starch Ratios When Fed to Lactating Dairy Cows)，”乳品科学杂志(J.Dairy Sci.)88：1015-23(2005)。
谷物中的淀粉是用于正在泌乳的奶牛的常见饲料成分，原因在于它可 以容易地转化成能量。一个研究得出结论，即在用于青贮饲料或谷物所收 获的玉米中，蛋白质基质调节所暴露的玉米胚乳消化的速率和程度。Y. Wang，D.Sapienza，V.J.H.Sewalt，Z.Xu，和T.A.McAllister，“蛋白质基质在 玉米谷物消化中的作用：通过扫描电子显微镜评估(The Role of Protein Matrix in the Digestion of Corn Grain：Assessment By Scanning Electron Microscopy)，”乳品科学杂志(J. Dairy Sci.)88(增刊1)：315(2005)。所 获得的胚乳的透明性可以准确地预测瘤胃中的淀粉降解。C.Philippeau，C. Martin，和B.Micholet-Doreau，“谷物来源对瘤胃特征、和食用牛消化的速 率、位置和程度的影响(Influences of Grain Source on Ruminal Characteristics，and Rate，Site，and Extent of Digestion of Beef Steers)，”动物 科学杂志(J.Animal Sci.)77：1587-96(1999)；C.Philippeau，F.Le Deschault de Monredon，和B.Micholet-Doreau，“在瘤胃淀粉降解和玉米谷物的物理 特征之间的关系(Relationship Between Ruminal Starch Degradation and the Physical Characteristics of Corn Grain)，”动物科学杂志(J. Animal Sci.) 77：238-43(1999)。
一些研究已经确定相对于早马齿形(early-dent)成熟阶段，在黑层阶段 (black layer)，透明性对瘤胃和总消化道干物质以及淀粉可消化性具有更大 的影响。参见，例如，G.A.Celestine，M.N.Pereira，R.G.S.Bruno，R.G. VonPinho，和C.E.S.Correa，“玉米谷物质地和成熟度对瘤胃原位淀粉降解 的影响(Effect of Corn Grain Texture and Maturity on Ruminal In Situ Starch Degradation)，”乳品科学杂志(J.Dairy Sci.)84(增刊1)：419(2001)；D. Ngonyamo-Majee，R.D.Shaver，J.G.Coors，D.Sapienza，J.G.Lauer，和C. Venhaus，“核仁透明性对不同玉米胚质来源的瘤胃和总消化道干物质可消 化性的影响(Effect of Kernal Vitreousness on Ruminal and Total Tract Dry Matter Digestibility of Diverse Corn Germplasm Sources，”乳品科学杂志(J. Dairy Sci.)871(增刊1)：216(2004)。然而，一组法国研究人员发现在成熟 的青贮阶段(约30％DM)，在马齿形和硬质基因型之间的淀粉降解的差 别较高，并且与在所述谷物成熟时测量的相似。C.Phillipeau和B. Micholet-Doreau，“大麦基因型和成熟阶段对瘤胃淀粉降解速率的影响 (Influence of Genotype and Stage of Maturity of Maize on Rate of Ruminal Starch Degradation)，”动物饲料科学技术(Animal Feed Sci.Technol.) 68：25-35(1997)；Philippeau等.(1999)；C.Philippeau和B.Micholet-Doreau， “玉米谷物基因型和青贮处理对淀粉在瘤胃中的原位降解的影响(Influence of Genotype and Ensiling of Corn Grain on In-Situ Degradation of Starch in the Rumen)，”乳品科学杂志(J.Dairy Sci.)81：2178-84(1998)。尽管青贮 处理增加瘤胃淀粉降解，但是不管玉米是否进行青贮处理，在马齿形和硬 质玉米之间的瘤胃淀粉降解中的差别保持不变。Philippeau，等.(1997)。
在Allen等进行的综合研究中评价了玉米的胚乳类型和淀粉降解性。 在针对粉状、不透明-2、蜡样的、马齿形、和硬质胚乳类型的多阶段研究 (Michigan，Nebraska，Pennsylvania)中，玉米在40，30和20％湿度收获，并 且在小型地窖中青贮处理。在该研究中，发现杂种的淀粉降解与透明性高 度相关(R2＝0.96)。随着增加的青贮处理时间和湿度含量增加的淀粉降解 与增加的核仁脆性相关。当玉米在黑色层阶段收获时，确定质地(透明性) 对淀粉消化(原位和整个消化道)具有最大的影响。M.S.Allen，R.J.Grant， W.P. Weiss，G.W. Roth，和J.F.Beck，“玉米谷物胚乳类型对瘤胃微生物体外 淀粉降解的影响(Effect of Endosperm Type of Corn Grain on Starch Degradation By Ruminal Microbes In-Vitro)，”乳品科学杂志(J.Dairy Sci.) 86(增刊1)：61(2003)。还参见Celestine，等.(2001)；Nyonyamo-Majee，等. (2004)。
仅有三项研究已经报告胚乳类型(透明性)对奶牛生产性能 (performance)的影响。I.Andrighetto，P. Berzaghi，G. Cozzi，G. Magni，和D. Sapienza，“谷物硬度对玉米的原位降解和对牛奶产量的影响(Effect of Grain Hardness on In-Situ Degradation of Corn and on Milk Production)，”乳 品科学杂志(J.Dairy Sci.)81(增刊1)：319(1998)；K.C.Fanning，R.A. Longuski，R.J.Grant，M.S.Allen，和J.F.Beck，“玉米阶段的胚乳类型和核仁 处理：对正在泌乳的奶牛的淀粉和纤维消化和瘤胃代谢回转的影响 (Endosperm Type and Kernal Processing of Corn Stage：Effect on Starch and Fiber Digestion and Ruminal Turnover in Lactating Dairy Cows)，”乳品科学 杂志(J.Dairy Sci.)85(增刊1)：204(2002)；R.A.Longuski，K.C.Fanning， M.S.Allen，R.J.Grant，和J.F.Beck，“玉米青贮饲料的胚乳类型和核仁处 理：对奶牛短期泌乳生产性能的影响(Endosperm Type and Kernal Processing of Corn Silage：Effects on Short-Term Lactational Performances in Dairy Cows)，”乳品科学杂志(J.Dairy Sci.)85(增刊1)：204(2002)。这 些研究没有一个发现玉米透明性对DMI或牛奶产率的任何影响；然而， Longuski，等的确发现在粉状相对于玻璃质玉米青贮饲料的FCM/DMI的显 著增加。然而，这些研究没有一个试图结合来自玉米青贮饲料和补充的玉 米谷物二者的淀粉特征。迄今为止，没有强有力的证据证明改变胚乳质地 对母牛生产性能的影响。
一项公布的科学研究已经直接评估了最优化NDF和淀粉可消化性的 概念。C.C.Taylor和M.S.Allen，“玉米谷物胚乳类型和褐色叶中脉3玉米 青贮饲料：在正在泌乳的母牛中的消化部位和瘤胃消化动力学(Corn Grain Endosperm Type and Brown Midrib 3Corn Silage：Site of Digestion and Ruminal Digestion Kinetics in Lactating Cows)，”乳品科学杂志(J.Dairy Sci.)88：1413-24(2005)；C.C.Taylor和M.S.Allen，“玉米谷物胚乳类型和褐 色叶中脉3玉米青贮饲料：正在泌乳的母牛的饲养行为和牛奶产率(Corn Grain Endosperm Type and Brown Midrib 3Corn Silage：Feeding Behavior and Milk Yield of Lactating Cows)，”乳品科学杂志(J.Dairy Sci.) 88：1425-33(2005)；C.C.Taylor和M.S.Allen，“玉米谷物胚乳类型和褐色叶 中脉3玉米青贮饲料：在正在泌乳的母牛中的瘤胃发酵和N分配(Corn Grain Endosperm Type and Brown Midrib 3Corn Silage：Ruminal Fermentation and N.Partitioning in Lactating Cows)，”乳品科学杂志(J. Dairy Sci.)88：1434-42(2005)。该研究发现淀粉和纤维可消化性相互作用 影响饲养行为和牛奶产量。母牛对高NDF可消化性草料(例如，BMR玉米 青贮饲料)的反应依赖于所喂给的谷物来源(例如，玻璃质的相对粉状的)。 本研究表明粉状胚乳谷物和高NDF可消化性玉米青贮饲料的结合导致最 大的饲料摄取、牛奶产率、更多的进食、和每天消耗的更多的进食。还参 见于2002年12月2日公布的PCT申请WO/096191(Beck，等)。
除了玉米基因型(粉状的、硬质的(flirty))之外，已经发现不同的玉 米谷物粒度是操纵玉米淀粉的瘤胃降解性的有效工具。D.Remond，J.F. Cabrera-Estrada，M.Champion，B.Chauveau，R.Coudure，和C.Poncet，“玉 米粒度对泌乳的奶牛中的淀粉消化的部位和程度的影响(Effect of Corn Particle size on Site and Extent of Starch Digestion in Lactating Dairy Cows)，” 乳品科学杂志(J.Dairy Sci.)87：1389-99(2004)。在该研究中，在具有粗 碾的瘤胃中发酵的淀粉的量的减少得到使用马齿形基因型、但是具有半硬 质基因型玉米在小肠中消化的淀粉的量增加的部分补偿，瘤胃后消化没有 增加，并且瘤胃漏出(escape)的淀粉不被动物利用。
然而，这种奶牛营养研究的大部分已经集中在饲料配给中的单变量对 母牛生产性能的影响上。尚未真正努力尝试结合多个饲料变量，以获得瘤 胃生产力的更大提高。此外，公布的奶牛营养研究已经集中在母牛所生产 的牛奶的数量，这与奶牛生产力的其它重要特征相对，所述其它重要特征 如使牛奶峰值最大化和在泌乳周期的各个阶段保持牛奶产量稳定与持续， 同时保持牛奶内的蛋白质和脂肪成分并且限制关于母牛畜群的健康问题。 因此，通过产生由策略性掺加的谷物成分补充的多种草料成分之间的协同 性而努力寻找一种奶牛营养的综合途径将是有利的，其中所掺加的谷物成 分具有使奶牛场的收益性最大化的补充性淀粉消化模式。实时分析饲料成 分的营养含量，以确保更准确平衡的饲料配给，并且在泌乳周期过程中重 新评估喂给母牛的饲料成分，以使得所述配给能够按照个体母牛而不是大 群母牛的营养需要所需进行重新配制，这也将是有益的。
发明概述
按照本发明提供了一种用提高反刍动物在多阶段泌乳周期的奶生产 稳定性的饲料配给饲养反刍动物的方法。所述饲料配给应该含有：至少一 种主要的草料来源，其选自由褐色叶中脉玉米青贮饲料、多叶玉米青贮饲 料、粮饲兼用型玉米青贮饲料和草青贮饲料组成的组，用于产生具有特定 的NDF和NDFd水平的配给草料组合物；次要的草料来源，其选自由粮 饲兼用型玉米青贮饲料、苜蓿、苜蓿干草、草青贮饲料、和苜蓿/草混合物 组成的组，用于辅助形成所述饲料配给的特定水平的NDF、草料粒度和粗 蛋白质；掺加的玉米谷物，其包含基本的马齿形玉米胚质或“杂交种(mutt)” 玉米，向其中掺加单独的不透明/粉状和/或玻璃质/硬胚乳淀粉谷物来源， 以获得预先确定的体外淀粉可消化性水平，从而当消化所述谷物时在母牛 内产生最适的丙酸；将这样掺加的谷物成分进一步加工，以产生所述掺加 淀粉的特定的粒度，从而进一步改善在母牛内丙酸产生的水平和部位。所 述玉米谷物可以备选地包含向其中掺加了相反的胚乳类型的粉状或玻璃 质胚乳淀粉谷物，以在不需要基本的正常马齿形或杂交种玉米谷物的条件 下获得需要的淀粉可消化性水平。依据该方法制备的饲料配给使消耗所述 饲料配给的母牛内的瘤胃环境最优化，以产生最优的饲料摄取水平和淀粉 降解部位，和生产提高的奶生产稳定性所需要的能量摄入。
为了针对个体母牛水平而不是畜群水平的精确需要提供饲料值，所述 饲料配给应该依据具体的母牛生产阶段(例如，过渡初产(transition fresh)、 早期/中期泌乳期、晚期泌乳期)配制。营养学家还应该根据关于所述具体 生产阶段的“配给可发酵性指数”范围检查由所有的饲料成分贡献的聚集 纤维和淀粉可消化物质，以确保所述配给将不会对处于所述时刻的母牛提 供太多或太少的可消化性。然后，可以按照需要重新平衡所述饲料配给。 最后，对于在生产阶段组内的每只母牛应该监测响应日常饲料的牛奶产量 的变化，并且与该母牛以前的基线生产水平进行比较，以确定所述母牛是 否应该重新编组在该生产阶段，从而使得单独重新配制的配给进一步提高 高产母牛(high-producer cow)的生产性能，同时改善低产母牛(low producer cow)的生产性能。
附图简述
在所述附图中：
图1是举例说明奶牛泌乳周期的图表。
图2是显示在泌乳周期过程中不稳定的相对于稳定的奶产量的图表。
图3是本发明的饲养方法和相关的工具以及商业方法的示意图。
图4是依据本发明制备营养模板、草料模板、淀粉模板和饲养模板的 方法的示意图。
图5是用于制备营养模板的方法的示意图。
图6是用于制备草料模板和向奶牛场运送草料成分的方法的示意图。
图7是用于制备淀粉模板和向奶牛场运送谷物成分的方法的示意图。
图8是举例说明奶牛的三阶段泌乳周期的图表。
图9是举例说明在母牛的泌乳周期过程中关于BMR玉米青贮饲料- 日常饲料的优选饲养区的图表。
图10是用于使奶牛重新入栏(re-penning)并且基于它们奶产量的比较 分析重新配制它们的饲料配给的系统的示意图。
优选实施方案详述
本发明提供了一种用于为反刍动物提供最佳营养的综合方法。所述方 法将饲料设计和奶牛瘤胃功能的知识与草料和谷物的可消化特征结合，以 建立用于奶牛的特定生产阶段的配给模板。本发明提供一种系统，其结合 至少两种特定的草料来源和配给草料规格(specification)，以建立增效的基 础草料日常饲料，然后向其中加入掺加的淀粉谷物，以影响丙酸VFA生 产的量及其在母牛胃肠道内的吸收部位。通过表征玉米遗传来源(谷物) 的可消化的速率和程度和通过加工保持该淀粉的特定的粒度而控制并且 调节淀粉的这种靶向可消化性。结合这些谷物淀粉来源和特定粒度，以获 得需要的淀粉可消化模式。将这一完整程序包装在向奶牛场的运送系统 中，以协同性提高关于现有牧场模型的效率，从而使净奶产量和奶量峰值 最大化，并且保持在泌乳期生产周期每个阶段内的生产稳定性，同时保持 需要的奶成分(例如，蛋白质和脂肪)，并且限制畜群的健康问题。结合 在这种构建饲料配给方法中的多成分变量能够根据环境变化和处于给定 的泌乳周期阶段的反刍动物畜群生产组的特定的能量需要调整所述配给。
为了将饲料值针对个体奶牛水平而不是畜群水平/组围栏水平的精确 需要提供，应该依据具体的母牛生产阶段(例如，过渡初产、早期/中期泌 乳期、晚期泌乳期)配制所述饲料配给。营养学家还应该根据关于所述具 体生产阶段的“配给可发酵性指数”范围检查由所有的饲料成分提供的聚 集纤维和淀粉可消化物质，以确保所述配给将不会对处于所述时刻的母牛 提供太多或太少的可消化性。然后，可以按照需要重新平衡所述饲料配给。 最后，对于在生产阶段组内的每只母牛应该监测响应于日常饲料的奶产量 的变化，并且与该母牛以前的基线生产水平进行比较，以确定所述母牛是 否应该重新编组在该生产阶段，从而使得单独重新配制的配给进一步提高 高产母牛的生产性能，同时改善低产母牛的生产性能。
为了本发明的目的，“反刍动物”意指具有用于消化由该动物反刍的饲 料成分的多-区室胃的任何动物，其包括但不限于，奶牛、肉牛、绵羊、山 羊、牦牛、水牛和骆驼。奶牛的实例特别包括霍斯坦种奶牛(Holstein)，格 恩西奶牛(Guernsey)，埃尔夏种牛(Ayshire)，瑞士褐牛(Brown Swiss)， 泽西种奶牛(Jersey)，和产奶短角牛(Milking Shorthorn cows)。
在本发明的内容中，“泌乳周期”意指反刍动物在分娩新生动物后产 奶的时间阶段。
为了本发明的目的，“初产泌乳阶段”意指在紧随反刍动物分娩新生 动物后的时间阶段，在该时间阶段内，所述反刍动物产生的奶可以用于养 育新生动物。对于母牛，这一初产泌乳阶段持续约21天。注意到对于大 部分奶牛场，在该初产泌乳阶段，奶牛生产用于商业目的的牛奶。
当用在本申请中时，“早期泌乳阶段”意指紧随初产泌乳阶段之后的 时间阶段，在该时间阶段内该反刍动物每日生产的奶量增加直到达到奶产 量的峰值。对于奶牛，该早期泌乳阶段持续约100天。
为了本发明的目的，“中期泌乳阶段”意指紧随早期泌乳阶段之后的 时间阶段，在该时间阶段内该反刍动物以接近峰值的量产奶。对于奶牛， 该中期泌乳阶段持续约130天。
为了本申请的目的，“晚期泌乳阶段”意指紧随中期泌乳阶段之后的 时间阶段，在该时间阶段内所述反刍动物继续以逐渐减少的数量水平产 奶，直到产奶终止。对于奶牛，该晚期泌乳阶段持续约75天。
当用于本申请时，“干奶前期(far-off dry phase)”意指紧随晚期泌乳 阶段之后直到在怀孕的奶牛下一次产犊前约20天的时间阶段，在该时间 阶段内，该反刍动物不产奶。
为了本发明的目的，“干奶后期(close-up dry phase)”意指奶牛在干 奶前期之后紧接下一次产新生小牛之前的约20天的阶段。
当用在本申请中时，“奶产量”意指由正在泌乳的反刍动物在一天、 一周或其它相关的时间阶段内生产的奶量。
为了本发明的目的，“奶量峰值”意指在泌乳周期内反刍动物获得的 奶产量的最高水平。
为了本发明的目的，“产奶稳定性”意指在泌乳周期内所述反刍动物 通过获得关于所述反刍动物的最佳的奶量峰值和稳定的产奶持续性曲线 每天以接近理想泌乳量的方式产奶。
当用于本申请时，“营养学家”意指负责详细说明用于反刍动物的饲 料配给的组成的个人。这样的营养学家可以是奶牛场主、奶牛场公司的雇 员、或由这样的农场或公司聘用的顾问。
当用于本申请时，“非-纤维碳水化合物”(“NFC”)以100％粗蛋白+NDF +脂肪+灰分计算。它主要包含淀粉、糖、和可溶的纤维如果胶。对于 普通的谷物如玉米和大麦，NFC为80-90％淀粉和10-20％糖和/或果胶。玉 米谷物包含80％淀粉和20％糖。
为了本发明的目的，“中性洗涤纤维”(“NDF”)意指将饲料样品在中性 洗涤中煮沸后残留的不溶的残渣。主要成分是木质素、纤维素和半纤维素， 但是NDF也包含蛋白质、结合的氮、矿物质和表皮。它与反刍动物的饲 料摄入和可消化性成负相关。
当用于本申请时，“NDF可消化性”(“NDFd”)意指在固定时间点由瘤 胃微生物发酵的NDF的量，并且用作草料质量的指征。关于发酵的常见 终点为：24，30，或48小时。NDFd与奶牛的饲料摄入、奶产量、和体重 增加成正相关。
为了本发明的目的，“木质化的NDF”意指通过其与木质素的化学和 物理关系免于发酵的一部分NDF。它通常称为难以消化的NDF，并且通 常估算为(木质素x 2.4)。
当用于本申请时，“有效的纤维”，更通常称为“物理有效的纤维” (“peNDF”)，意指刺激反刍并且在瘤胃中形成食糜块(digesta mat)的一部分 NDF。它测量为当干筛样品时在1.18-mm筛上留下的一部分颗粒。
对于本发明，“干物质摄入”意指在给定的时间阶段，典型的是24小 时，动物消耗的饲料的量(在不含水分的基础上)。计算为提供的饲料-不 接受的饲料(全部是在不含水分的基础上)。
对于本发明的目的，“挥发性脂肪酸”(“VFA”)是饲料成分在瘤胃中经 厌氧微生物发酵的终产物。常见的VFA是乙酸、丙酸、丁酸、异丁酸、 戊酸和异戊酸。所述VFA被瘤胃吸收，并且被动物用于能量和脂质合成。
在本申请中关于奶牛讨论本发明的饲养方法、饲料组合物、和农场上 饲料运送系统。然而，应该理解，本发明可以应用于任何其它反刍动物， 包括不用于产奶的反刍动物，如用于产肉的食用肉牛。
如在图1中更清楚地显示，奶牛依据泌乳周期的自然指示产奶。怀孕 的母牛将在零时刻分娩它的小牛犊，开始持续约21天的“初产阶段”。然 后，母牛将典型地被奶牛场主转移到另一组中，持续接下来的约305天， 其包括“早期泌乳阶段”、“中期泌乳阶段”和“晚期泌乳阶段”，在这一 期间内，生产用于商业消费的牛奶。
早期泌乳期通常是指泌乳期最初的约100天(第22天-第121天)。在 该阶段内，母牛的牛奶产量将增加到峰值点。由于对于母牛生产这种牛奶 的增加的能量需要，在该早期泌乳阶段应该促进母牛最大化它的饲料的干 物质摄入。每多消耗1千克的干物质饲料可以支持约2-2.4kg更多的牛奶 产量。这种饲料摄入将由许多因素影响，包括生产水平、草料数量、草料 质量、饲料可消化性、饲料加工、饲养频率、和饲料配给成分的浓度。因 为在该早期泌乳阶段，奶产量通常将比干物质摄入增加更快，净能量需要 将使得母牛动用它的身体脂肪来补偿这一不足，由此导致重量减少。奶牛 产业已经在尝试识别具有在更长的时间阶段内安全动用这种身体脂肪的 更高遗传潜能的母牛上花费了大量的时间和金钱。因此，在产奶上不是所 有的奶牛都相等的。在这一早期泌乳阶段内，良好的日常饮食能量和蛋白 质来源是关键的。
中期泌乳阶段表示在产犊后从大约第121天到大约第251天的时间阶 段。在该阶段的开始，母牛将已经获得峰值奶产量(在产犊后8-10周)。 在没有额外的重量损失的条件下，也已经获得了峰值干物质摄入。在该中 期泌乳阶段内，奶牛场主将寻求用将保持牛奶生产的高持续水平的配给饲 养母牛。在该中期泌乳阶段内，在产犊后约60-70天，母牛还应该进行交 配或人工受精以开始下一泌乳周期的新妊娠期。在该中期泌乳阶段内，满 足高能量需要仍然是重要的。蛋白需要没有它们在早期泌乳阶段那样重 要。有效纤维水平是相似的。
晚期泌乳阶段将在产犊后约251天开始，并且当母牛的产奶干枯时终 止(大约在泌乳期的第305天)。在该期间内，牛奶产量和饲料摄入都将 下降。母牛还将增重，以补充在早期泌乳阶段失去的脂肪组织。当接近泌 乳期结束时，更多的增加的体重将是由于不断成长的胎儿引起的。在该晚 期泌乳阶段内，蛋白质和能量来源较不重要，原因在于需要比在早期和中 期泌乳期内少很多。参见M.Hutjens，饲养指导(Feeding Guide)(W.D. Hoards和Sons公司，Fort Atkinson，Wisconsin 1998)。
对于母牛，在产奶终止后开始泌乳周期的“干奶前期”阶段，并且持 续到产犊前约20天。“干奶后期”包括在下一个牛犊出生之前的这一最后 的20天。在这两个阶段内从无奶过渡到泌乳期对于母牛是有压力的，并 且对于使得母牛尽可能顺利地产下新的小牛正确的营养是关键的。
能量是支持母牛泌乳期以及健康和成长所必需的食物。在母牛饲料配 给内的用于泌乳期的净能量(NE1；Mcal/lb)应该在早期泌乳期内共计约 0.76-0.80，在中期泌乳期内共计约0.72-0.76，并且在晚期泌乳期内共计约 0.69-0.72。“能量摄入”计算为干物质摄入(DMI)x饲料的能量含量的乘积。 对于幼牛和高产的牛，低能量摄入是成问题的。不足的和可变的热量摄入 可以导致减少的生长、减少的奶产量、降低的奶蛋白质奶脂肪检测、和削 弱的繁殖和健康。同时，母牛的过量的能量摄入，特别是从快速发酵的碳 水化合物的过量能量摄入，可以导致过条件作用(over-conditioning)、降 低的奶脂肪产量、和畜群健康问题。这样的过度饲养可以对处于中期和晚 期泌乳阶段的母牛以及对无奶的母牛引起问题。
饲料成分应该向母牛提供正常消化、代谢和生产性能必需的营养、纤 维来源和粒度。“草料”是在牧场上生长的多年生的和一年生的农作物、 绿色的碎块(chop)、窖藏半干草饲料(haylage)、青贮饲料、或已经在最佳 成熟阶段、水分含量和正确的长度收获的干草。如果它们已经被太阳晒干 时，它们包含大量水平的蛋白质、纤维、能量、维生素E和维生素D。为 了本发明的目的，草料制备为干处理的和好氧-稳定发酵的青贮饲料。“粗 饲料(roughage)”是纤维高能量含量相对低的农作物或加工的适当粒度的 废物。常见的粗饲料包括谷物、禾秆、玉米秆、棉籽壳、玉米芯、和具有 外壳的苹果果渣。“浓缩物”是谷粒和含有相对高能量水平的副产物饲料。 浓缩物通常具有比收获的草料更细碎的粒度。
许多不同的变量影响向奶牛有效运送并由奶牛利用饲料配给中所含 有的营养成分。由申请人所谓的“GELT作用”，所述变量包括遗传特征 (genetic)、环境、位置和性状。奶牛的特异性遗传特征将直接影响它消化 和吸收营养成分的能力。同样地，饲料成分的草料和谷物成分的特异性遗 传特征可以直接影响它们的碳水化合物、蛋白质和纤维的营养含量。因此， 用于玉米青贮饲料生产的玉米遗传特征具有重要的NDF含量、NDFd和百 分数淀粉含量范围。同样地，谷物遗传特征具有宽范围的油、蛋白、淀粉 组成、和淀粉可消化的速度和程度。因此，种子的遗传特征决定每种草料 和谷物向母牛运送营养的质量性状的潜能。未能使用适当的农艺学输入物 (agronomic input)(例如，肥料、除草剂、杀真菌剂、杀虫剂)及其水平还 可能对所获得的由所述种子长成的农作物的质量性状(trail)特征具有不 利的影响。
农作物生长的环境和气候条件是另一个主要的变量来源。认为气候是 不可控事件。从一年到下一年，关于温度和湿度，没有一个生长季节是相 同的。这直接影响并且对草料产量、草料质量和淀粉可消化性添加高度的 可变性，其可能在奶牛生产性能中产生后续的不一致。例如，在生长季节 内的温度和降雨模式可以影响纤维(NDF)的水平、数量、和木质素对纤维 可消化性(NDFd)的作用。这随后可能影响怎样“喂给”草料，并且可能对 奶牛尤其是受供应(fill)限制和处于早期泌乳期的母牛的干物质摄入 (DMI)和能量摄入具有增加或减少的影响。
在剁碎成青贮饲料的玉米杂种的核仁和用于能量补充的玉米谷粒内 的淀粉可消化性还可能随着生长季节环境变化。淀粉含量与消化的速度和 程度可能是改变的。因此，添加到日常饲料内的补充谷物和在玉米青贮饲 料内的玉米谷粒可能正向或负向影响奶牛生产力。因此，环境决定每种草 料和谷物质量性状的水平和范围。
温度和其它饲养条件也可能直接影响母牛摄取包含在饲料配给内的 干物质的积极性或能力。因此，这种环境变量使其在给定的生产年内几乎 不可能预测和实施对奶牛的饲养设计策略，或者在不利用某种类型的实时 调整机制来说明这一不可控变量因素的条件下，几乎不可能设计种植或获 取草料和谷物饲料成分的种植或成分购买方案。
特定的收获技术也可能对饲料成分的营养含量具有不利的影响。恶劣 的存储技术(例如，包装和存储)也可能不利地影响谷物、草料或青贮饲 料的营养价值。取样程序和在分析饲料成分的营养特征过程中产生的实验 室检测误差可能干扰构建适当的饲料配给。此外，用于促进草料发酵以产 生青贮饲料的接种体，和用于青贮饲料和谷物存储的防腐剂可以不利地影 响所述青贮饲料或谷物产品的营养性状(trail)。因此，收获管理技术决定 每种草料和谷物质量性状的净值。当然，饲料配给的较差配方也可影响营 养价值向奶牛的正确递送。
因此，重要的是理解没有两种草料或谷物样品在营养含量上是完全相 同的，即使由相同的种子种类或杂种长成，并且不同种类和杂种的营养含 量将可能变化显著----全都是因为这种GELT作用。
如在图2中更清楚地显示，奶牛在整个初产母牛、早期泌乳期、中期 泌乳期和晚期泌乳期阶段的实际牛奶产量可能表现出多个间断性的下降 和峰值，由此导致不稳定的牛奶产量，如线20所示。这样的峰值和下降 可以由下列各项的这一GELT作用可变性引起：饲料配给成分的营养含量、 动物饲养环境、错误的饲料规划、和未能响应其调整用于奶牛的饲料配给 组成。线22表示可通过利用本发明的制备饲料组合物的饲养方法获得的 稳定的牛奶产量，本发明的饲养方法考虑这些变量因素，并且满足奶牛在 泌乳期生产阶段的具体时刻的能量和营养需要。牛奶产量线22的稳定性 不但将产生奶牛的更高且一致的牛奶量峰值，而且在牛奶产量线20和22 之间的区域表示由未能用本发明的饲料组合物饲养奶牛所产生的净牛奶 的损失。因此，本发明的饲养方法稳定影响奶产量的自然环境和人为的不 一致。
本发明的整体饲养方法200显示在图3中。它包括一系列可以使用的 手段(tool)：各个保持牛奶产量稳定，保持或提高牛奶成分蛋白质和脂肪， 并且导致更多的纯牛奶和关于该牛奶的成分价格差异(component price premium)；或者与进一步提高这些阳性影响结合。因此，产生适用于具体 的母牛生产阶段204的营养模板202。该营养模板202特征在于，限定所 得到的配给的NDF、NDFd和peNDF值的草料规格206，以及限定所述配 给的体外淀粉可消化性(“IVSD”)的淀粉规格208。在所述配给中使用两种 不同的草料来源：(1)主要草料210，其特征在于高NDFd(以及一些可消 化的淀粉)，如BMR玉米，多叶玉米，草，或粮饲兼用型玉米青贮饲料；和 (2)次要草料212，其贡献peNDF和粗蛋白，如苜蓿或粮饲兼用型玉米青 贮饲料。这两种草料来源彼此互相补充，以在母牛的瘤胃内产生草料协同 性，从而运送需要的NDF，NDFd，和peNDF规格。
在饲料配给中利用来源于玉米谷粒的掺加的淀粉来源214来控制淀粉 可消化性水平(IVSD)。由于对玉米谷粒的GELT作用，粉状胚乳淀粉216 和/或玻璃质胚乳淀粉218与基本淀粉如正常的马齿形胚乳淀粉220的掺加 物可以用来操纵IVSD到在淀粉规格208内设定的水平。在一些情形中， 分配以正常马齿形胚乳基质，并且仅掺加粉状胚乳淀粉216和玻璃质胚乳 淀粉218，以实现需要的IVSD目标是可能的。此外，在本产业内已知的 保存方法222应该用来调节所得到的掺加淀粉成分214的粒度，从而控制 所述淀粉在母牛胃肠道内的消化部位。当被食用时，结合在所述饲料配给 内的淀粉和草料成分将在母牛瘤胃内产生进一步的增效作用。
由该营养模板生产的饲料配给可以喂给处于生产阶段内的母牛，以提 高它们的牛奶产量和牛奶稳定性。由于由GELT作用产生的草料和淀粉成 分的可变性，通过实时表征工具226，使这些成分进行关于NDFd，IVSD， RAS，和RBS的实时表征是有利的。将在本文中更充分地描述基于NIRS 方程和系统硬件228的便携工具，该实时表征工具226能够在野外准确和 精确测量草料和淀粉成分，以致可以产生更精确地符合草料规格206和淀 粉规格208的营养模板202。
在本发明的饲养方法200中精确说明由草料和淀粉来源(包括RAS 和RBS)贡献的完整NDFd和IVSD也是重要的，以便饲料配给不会不知 情地过量运送或不足地运送其营养特征。将在本文中更充分描述的配给可 发酵性指数(“RFI”)220表征关于饲料配给的这一完整的NDFd和IVSD。 此外，在生产阶段中应该测量该RFI几次，以在需要时能够重新平衡所述 饲料配给。
尽管将母牛集中在生产组内喂养相同的配给是便利的，实际上没有任 何两头母牛在它们对日常饲料的响应上是相同的，这不管是由于它们的生 理还是健康、或两者。因此，在本发明的饲养方法200下另一个重要的手 段是在生产阶段的过程内重新分组母牛222。如在本文更充分描述地，应 该用在一个亚组中的高产者和在另一个亚组中的低产者针对它们的基线 产量评价个体母牛对日常饲料的响应。这种重新围栏策略222能够为每个 亚组的母牛重新配制饲料配给，以使得所述高产者得到更多的奶和奶稳定 性，并使低产者恢复它们的健康和它们的基线奶产量水平和稳定性。
如在图4中更充分显示地，本发明的饲养方法30包括研发用于奶牛 的营养模板32。该营养模板将设定基本的草料配给参数，通过来源和组成 比例鉴定和结合最佳草料选择，并且鉴定最佳淀粉可消化性模式，以产生 纤维/淀粉瘤胃协同性。设定奶牛的能量、蛋白、纤维和其它营养需要的特 定的目标，用于在所有生产阶段的饲养。由于在整个泌乳周期奶牛的变化 的营养需要，该营养模板32考虑正在饲养的母牛组的当前泌乳周期阶段。 由于奶牛场典型地将饲养不止一头母牛，应该通过分组步骤34优选地将 母牛分成初产母牛、早期泌乳期母牛、中期泌乳期母牛、晚期泌乳期母牛、 干奶前期母牛、干奶后期母牛、和育成后备母牛(heifer)的单独生产组。然 后应该建立关于要用来部分满足营养模板32的需要的草料成分的草料模 板36。同时，应该产生关于要用来提供营养模板32的其它需要的谷物成 分的淀粉模板38。最后，应该形成饲料组成模板，其指定满足奶牛生产阶 段34的营养需要所需的结合到总混合物配给(TMR)中的草料、谷物、和其 它饲料成分的特定的饮食干物质磅数，如由营养模板32、草料模板36和 淀粉模板38所体现的。
在图5中举例说明用于构建营养模板32的方法和营养输入。母牛46 将需要特定量的能量、蛋白质和充足的纤维(NDF)48，这取决于其生产阶 段分组50。这应该转换成母牛46在一天内应该从喂给的配给中消耗的干 物质摄入52的体积。饲料配给草料成分的NDF含量54提供有效纤维用 于产生关于瘤胃运动性的瘤胃垫(mat)，提供乙酸VFA用于牛奶脂肪生产， 并且将在母牛反刍所述配给的过程中促进母牛的唾液分泌，以产生保持该 母牛瘤胃的适当pH必需的缓冲剂。草料成分又应该含有适当水平的NDF 可消化性(“NDFd”)56，以确保母牛46可以充分消化所述草料，并且使在 其瘤胃内的干物质摄入最优化。
母牛能量摄入需要的大部分将通常由谷物和浓缩成分提供。这样的谷 物成分必须由指定水平的淀粉可消化性58表征，以致母牛可以充分消化 包含在谷物中的淀粉，从而产生泌乳期所需要的能量。同时，淀粉在胃肠 道内消化的部位60对于产生最佳的丙酸水平和保持瘤胃pH 6.2-6.8以行使 最佳功能是重要的。丙酸VFA是3-碳脂肪酸，其在反刍动物中作为用来 合成葡萄糖的主要糖原异生(gluconeogenic)底物。
最后，饲料成分通过母牛胃肠道的理想的通过速率62对于使干物质 摄入最大化并且确保所述饲料成分可以被充分消化且其中所包含的营养 通过瘤胃和小肠壁被吸收是必需的。以这种方式，可以获得具有理想水平 的脂肪、蛋白质、和其它牛奶成分的提高水平的牛奶产量、和产量稳定性 64。还可以获得母牛46免于有害的代谢疾病和其它缺陷的健康。将饲料 成分转化产生提高的牛奶产量、牛奶成分、牛奶产量稳定性、饲料转化率 和畜群健康64定义为“母牛收益性”。通过饲料转化率在母牛收益性中的 进一步收获可以由更低的饲料成本导致，这由用更少的饲料生产牛奶磅数 66所反映。通常奶牛产业中熟练的营养学家知道怎样从母牛46的需要建 立这样的营养模板32。
图6显示本发明用于建立奶牛草料模板36的方法70。确定了关于草 料成分的必要的规格72，其包括NDF含量54，NDFd水平56，和物理有效 纤维(peNDF)74。
其次，饲料配给的草料成分可以来源于多种不同的来源，并且分成主 要草料来源76和次要草料来源78。在本发明的一个实施方案中，主要草 料来源76又可以由粮饲兼用型玉米青贮饲料80、多叶玉米青贮饲料84、 BMR玉米青贮饲料86、草87、或其组合提供。青贮饲料组成具有适当的 全植物水分含量优选65-70％的全草料植物。利用机械收获装置，将植物 剁碎成段或1/4-3/4英寸长度的碎块，并且包装成用于发酵的存储结构。发酵 步骤由两个阶段组成。好氧性(呼吸氧气)和厌氧性(无氧气，实际的发 酵)。在这一存储步骤，剁碎的植物段将在物质的重量下被压缩，并且通 过呼吸作用，消耗在草料的细胞壁内捕获的氧气和在存储结构内捕获的氧 气，从而发出CO2和水和热。在厌氧发酵阶段，产生乳酸作为主要的VFA 以不确定地保持并且稳定草料。在这一青贮过程以及此后的存储过程中， 必须防止青贮饲料暴露于空气中的氧气，以避免变质腐败。填充存储结构 和机械包装步骤产生防止氧气透过青贮饲料实体的屏障。所得到的在青贮 的青贮饲料产物保持在该植物中存在的大部分营养和发酵VFA----比仅将 碎块干燥并且作为干草或干粗饲料存储的多得多。
粮饲兼用型玉米特征在于约36-42％的低-NDF含量、30-36％的高淀粉 含量、和约43-48％的30小时体外NDFd水平。多叶玉米遗传特征是来源 于诱变和选择性杂交的特殊的玉米植物，其特征在于约46-55％的高NDF 含量、约22-26％的低淀粉含量、和约50-54％的NDFd水平。
褐色叶中脉(“BMR”)玉米是一种来源于诱变和选择性杂交的特殊的玉 米植物，其包含bm3基因。BMR玉米特征在于约32-36％的低NDF含量， 约32-38％的高淀粉水平，和约58-64％的非常高的NDFd水平。表1总结 了每一种这些主要玉米青贮饲料来源的NDF含量、30小时体外淀粉含量、 NDFd、和木质化NDF性状范围。
表1
青贮饲料来源
草料质量特点

草料粒度是草料颗粒长度的测量，典型地通过筛分样品确定。反刍动 物需要最少量的粗颗粒促进反刍作用，有助于形成瘤胃垫以调节饲料通过 的速度，并且保持瘤胃健康。评估粒度的常用方法是干筛样品，然后测量 保留在1.18-mm筛上的草料颗粒部分(称为物理有效NDF(peNDF))。
本发明的饲养方法和系统的必需部分是每年筛选可商购的杂种，以确 定哪些满足不同玉米青贮饲料成分的需要参数。这些可商购的杂种包含在 这些特征中的宽泛变化，并且因此必须针对本发明的应用进行筛选和鉴 定，同时将向市场引入新的杂种，并且将老的杂种淘汰出市场。本发明的 饲料运送系统200的供应商通过实施这一重要的筛选功能并且供应图3所 述的一系列可接受的杂种232，可以为其奶牛场消费者提供有价值的服务， 所述杂种232可以种植，产生饲料配给的必需玉米青贮饲料成分，或者购 买收获的青贮饲料用在所述配给中。
本发明的次要草料来源78可以由苜蓿窖藏半干草饲料88，苜蓿干草， 晒干的干草90，草青贮饲料92，苜蓿/草混合物，粮饲兼用型玉米93，或草 料高粱属(例如，褐色叶中脉)提供。从历史上看，苜蓿是一种难以保持一 致的草料质量特性的草料农作物。这是因为在生长季节所需要的多次收割 (3-4)和将该农作物置于理想的天气和干燥条件下的时间选择。即使纤维含 量可以保持为相对稳定，但是生长季节的气候模式，特别是温度-诱导的 NDF木质化作用和由于破坏性降雨引起的叶损失可以极大地改变NDF水 平、粗蛋白质含量或草料的可消化性(NDFd)。
如在表2中所示，对于本发明的饲养方法的目的，农作物管理者保持 的理想的苜蓿草料质量目标将比传统管理的苜蓿草料在纤维(NDF)上更 高。该苜蓿的净NDF水平将为40％-42％，而不是如典型实践那样在40％ 以下。这是因为将需要该苜蓿来提供来自草料的日常饮食的大百分比的有 效纤维或peNDF。这也可改变每次收割的收获时间间隔到更长的时日，并 且可能需要由4个收割系统改变为3个收割。这种改变可积极地增加在生 长季节回收的总干物质产率，更少暴露于恶劣的干草收获条件。
表2
草料来源
草料质量特点
  草料来源   ％NDF   ％DM   ％淀粉   ％DM   NDFd   ％NDF   木质化的   NDF   苜蓿窖藏半干   草饲料   40％-42％   N/A   48％-52％   ＜15.0   苜蓿干的干草   42％-44％   N/A   48％-52％   ＜15.0   苜蓿/草混合物   45％-50％   N/A   44％-48％   ＜12.0
木质化NDF＝％木质素/％NDFX100
NDFd＝30小时IVNDFD可消化性方法
因为苜蓿质量由于收获管理、不一致的最佳收获的天气、或由于高温 引起的NDF木质化而如此易变，故将苜蓿指定为作为草料设计的百分数 的次要草料来源，并且在配给配制过程中应该编程为NDF和蛋白质来源 和有效纤维(peNDF)工具。当在苜蓿质量变得低于满足特定的配给和饲养 策略的饲养规格的规格时需要向日常饲料中添加更多的NDFd时，BMR 玉米青贮饲料将被替代。当苜蓿NDF超过44％并且NDFd下降低于40％ 时，用DM替代BMR玉米青贮饲料将是有效的补救方式。
干燥无水的干草(Dry bailed hay)将是苜蓿草料的次要来源，用作日 常饲料的有效纤维来源并且中和来自其它草料来源的环境影响的极高纤 维可消化性的不稳定的影响。其约42-44％的NDF含量将略高于由窖藏半 干草饲料提供的NDF含量。可以给初产母牛和早期与中期泌乳期母牛饲 以窖藏半干草饲料88或干的干草90作为次要草料来源78。
关于草料模板36的选择是在用于晚期泌乳期、干奶前期的母牛、干 奶后期的母牛和育成后备母牛的配给规格中包括草的草料(即，鸡足草 (orchard)/雀麦草)。这些母牛可通过用草作为配给添加，通过增加牛奶产 量，减少饲料成本，并且减少来自处于正能量平衡的母牛过量消耗能量摄 入的畜群健康问题而受益。
因此，关于所述饲养方法在日常饮食配制中的关键步骤是确定要生长 的草料来源的正确适合性和确定用于奶牛场的草料平台。生产组的每种饲 养策略将指定主要和次要的草料来源结构，以建立大概的草料规格。对个 体奶牛场在偏爱玉米青贮饲料的观念或草和苜蓿来源上可以有不同。如果 特定设计的草料的草料生产产量没有实现，那么购买的备选非草料 NDF/NDFd来源可以被替代。特定的地理条件可以具有不同的主要和次要 草料来源。
淀粉来源的可消化性和对丙酸产生的部位和在消化道内的吸收的影 响已经被称为克制奶牛营养的主要障碍。淀粉消化的速率、程度和部位也 是保持产量稳定性，保持在特定泌乳期阶段内的产量峰值，并且减少亚临 床酸毒症、厌食症的发生，并且减少或消除移位皱胃必需的营养配给工具。
设计本发明饲养方法的谷物成分，以利用干谷物建立一致的淀粉可消 化性来源，这与典型地在30-34％水分含量收获的高湿度玉米(HMC)相反。 高湿度玉米的常用用途已经为瘤胃日常饲料增加了另一个变量来源，原因 在于淀粉的水分含量与淀粉可消化性高度相关的事实。由于玉米谷粒在秋 季具有线性的和快速干燥的模式，成功地以最佳湿度目标收获和保存 HMC谷物已经变得非常易变。因此，在催肥(feed out)期间，淀粉可消化 性特性可以变得高度缺乏一致性，为所述配给添加了不一致性。本发明的 饲养系统使用干谷物(12％-15.5％湿度)作为限制这一变量来源的手段，由 于它的干核仁特征，保存和来源选择可以为将谷物加工成更有优势的 (leverage)特定粒度和控制瘤胃消化部位添加更多的保存选择。这一添 加的发明特征提供淀粉消化的所需部位作为配给工具，以使日常饲料的草 料规格增效，满足配给的最佳营养需要。淀粉可消化性是由于瘤胃发酵和 小肠消化在瘤胃消化道内消失的淀粉的量。
图7举例说明用于建立淀粉模板38和向饲料配给运送这些成分的系 统的方法102。首先，营养学家制备关于谷物成分的初始淀粉规格100， 以满足奶牛的能量和其它营养需要。所述淀粉规格100包括淀粉的消化速 度。然后，利用保存特定粒度的淀粉靶向淀粉的消化部位，并且将该消化 部位控制在瘤胃和下消化道(lower tract)内。其次，这些淀粉规格通过改 变淀粉的可消化性特征来匹配关于日常饲料的草料规格需要72，从而解决 了通过实时表征方法98测量的草料成分的实际纤维可消化性和营养含量 导致的配给能量密度的任何不足。以这种方式，谷物成分中的淀粉成分与 主要和次要草料成分的NDF和NDFd成分相互作用，以便以协同方式改 善动物的生产性能和健康。淀粉粒度是在确定的物理加工后典型地通过干 筛测量的淀粉颗粒的平均尺寸。这样的物理加工可以包括裂化、碾轧或研 磨。
谷物成分的基本来源可以由传统的马齿形胚乳玉米104提供。这样的 马齿形玉米将典型地包含68-72％的淀粉含量、和在7小时内体外消化70％ 的淀粉的淀粉可消化程度。
对于这一目的，考虑到饲料配给所需的体积，奶牛场主将典型地栽培 和种植其自己的马齿形玉米谷物来源。这样的生产者-种植的玉米谷物106 将在奶牛场位置收获和保存。对于更小的奶牛场或更大奶牛场的剩余需 求，正常马齿形玉米104可以从第三方供应商购买。该正常马齿形遗传基 本来源必须来自具有大于75％淀粉可消化性历史的已筛选和鉴定核准的 遗传学列表。通过本发明的饲料运送系统230的第三方供应商将向奶牛场 消费者提供这样的核准的杂种列表。奶牛场可以种植这样的种子以收获其 自己的基本谷物来源，或者从供应商处购买由这样核准的杂种生产的谷 物。
在饲料谷物成分内部的淀粉成分的消化速度通过掺合马齿形玉米谷 物104玻璃质胚乳玉米110和/或粉状胚乳玉米112的掺合步骤108改变。 以这种方式，获得目的淀粉可消化性。玻璃质淀粉是紧密压紧并且容纳在 完整的蛋白质基质内的淀粉。粉状淀粉是容纳在不完整蛋白质基质内的淀 粉粒。马齿形玉米具有大约相等的玻璃质和粉状淀粉比例。
玻璃质胚乳淀粉玉米110应该典型地表现出在7小时内消化约45-55％ 的淀粉的淀粉可消化速率。这样的玻璃质胚乳淀粉玉米110可以由含有 flint胚质基因、68-72％的淀粉含量、其它优良农艺学特征的玉米杂种提供。 当掺加马齿形胚乳玉米谷物104时，玻璃质胚乳淀粉玉米110将减缓谷物 淀粉成分的消化速度，以获得淀粉规格100的淀粉可消化性目标。
粉状胚乳淀粉玉米112应该典型地表现出在7小时内消化约80-90％ 的淀粉的淀粉消化速度。这样的粉状胚乳淀粉玉米112可以由含有opaque 胚质基因、68-72％的淀粉含量、和其它优良农艺学特征的玉米杂种提供。 当掺加马齿形胚乳玉米谷物104时，粉状胚乳淀粉玉米112将加快谷物淀 粉成分的消化速度，以获得淀粉规格100的淀粉可消化性目标。
配置这样的粉状和玻璃质胚乳淀粉“书档(bookend)”110和112， 在掺加步骤108过程中，营养学家可以容易地掺加所述书档的一种或两种 与马齿形胚乳玉米基质104，以从谷物成分产生淀粉可消化性的目的水平， 其与饲料配给中的草料成分协同性相互作用，以提高食用该配给的奶牛的 产量和健康。该淀粉消化速度可以用数字归类，如在表3中所示。例如， “1”可以表示50％，而“5”，“6”，和“9”分别表示70％，75％，和90％。
表3
％淀粉可消化性
7小时体外可消化性
  水平   ％   编号   书档缓慢   45％   50％   1   55％   2
  缓慢   60％   3   65％   4   中等   70％   5   75％   6   高   80％   7   85％   8   90％   9   书档快速   95％
奶牛场主可以种植和收获其自己的玻璃质和粉状胚乳书档组，以满足 其在饲料运送系统的合同指导内的饲养需要。然而，这必须要在农场上种 植和收获三种不同类型的玉米谷物(计算主要草料成分在内的四种以上)， 由于易变的气候条件，这可能是费时、资本支出庞大的和有风险的。此外， 粉状和玻璃质胚乳书档110和112必须保持性质(identity)，以致它们不能 变成彼此共混合的或马齿形胚乳谷粒104，并且因此失去它们特有的性质。
因此，对于奶牛场可以更便利地与第三方种植者114订立关于这些书 档的生产和性质保留的分割(segmentation)的合同。这样的合同种植的玻璃 质和粉状胚乳书档可以在需要这些谷物掺加成分之前提前用卡车116运送 至奶牛场。这一第三方的淀粉成分来源是本发明系统的一个完整部分。
奶牛场的其它潜在选择包括由生产玻璃质和粉状胚乳书档110和112 的公司成立的粮库交易所(grain bank swap)118，由此奶牛场以预先确定 或协商的兑换率交易它为书档物质生产的一些基本的玉米谷物。然后，粮 库交易所118的工作者可以与另一个需要的奶牛场交易或出售所交易的基 本马齿形玉米谷物。奶牛场也可以从第三方只购买100％的其谷物需求 120。该第三方淀粉成分来源是本发明饲料递送系统的一个完整部分。
在本发明的淀粉成分的备选实施方案中，奶牛场主或营养学家可以仅 选择使用玻璃质胚乳谷物110或粉状胚乳谷物112(任何一种都提供与在 淀粉规格内设定的值接近的IVSD值)，并且掺加另一种胚乳谷物类型，以 获得需要的IVSD靶标，或者仅利用粒度调节所述粉状或玻璃质胚乳淀粉 谷物的IVSD值。这假设淀粉书档物质的充分供应，但是它将消除生产、 保存和隔离正常马齿形物质104的需要。在另一个备选实施方案中，淀粉 成分可以仅包括已经相对于其上述平均淀粉可消化性进行筛选和分离的 正常马齿形玉米杂种。正常马齿形杂种的混合物也可以相对于上述平均淀 粉可消化性进行成功地筛选和分离。
淀粉成分的第二元素是提供保存方法，以通过加工厂122裂化、碾轧 或研磨淀粉而加工淀粉，从而生产用于包括基本谷物104、玻璃质胚乳淀 粉110和粉状胚乳淀粉112的掺合的淀粉目标的特定的粒度。最终结果是 精细调整淀粉的降解性质，进一步改变淀粉瘤胃消化的速度和部位。谷物 成分的这样的粒度可以用字母指示分类，如在表4中所示。例如，粒度“A” 可以是破裂的，而粒度“C”和“E”可以分别是中度碾轧的和粉末。以这 种方式，奶牛场的营养学家可以与粮库交易所118或专门的谷物生产者116 通话，并且要求“6C”淀粉的供应，并在协议的时间内接收到卡车运来的 包含75％淀粉可消化性和中度碾轧的粒度的掺合的谷物装载。
表4
淀粉粒度
通过干筛的毫米
  水平   粒度   编号   破裂的   ＞3.0mm   A   粗/碾轧的   2.0≤x≤3.0mm   B   中等碾轧的   1.0≤x＜2.0mm   C   精细碾轧的   0.5≤x＜1.0mm   D   粉末   ＜0.5mm   E
如果需要，淀粉成分的第三元素是实时校正饲养环境中正在发生的变 化、可变的草料、和饲养策略中的变化，其通过将目的淀粉从远程补充储 备用货车运送到奶牛场改变正在进行的消化速度和粒度进行。这允许实时 校正已经添加到变量来源中无法预料的元素、短期生产需要、或用于掺加 的农场上生产的淀粉来源的短期下降，从而提高特定生产组的生产性能。
图3的“配给可发酵性指数”(“RFI”)工具220组成一系列的相关计算， 其评估饲料配给的营养效用及其将营养价值安全运送给处于相关生产阶 段的奶牛的能力。首先，它考虑饲料配给的总可消化性，汇编(compile)由 草料来源贡献的可消化纤维的磅数和由谷物和草料来源贡献的可消化淀 粉的磅数。对于母牛的每个生产阶段，在营养模板32内应该指定关于该 总可消化性的范围。通过使用实时表征工具98周期性检查在饲料配给中 所用的不同草料和谷物淀粉成分的NDFd和IVSD值，并且将这些值输入 总可消化性方程，营养学家可以确定GELT作用是否使得一种或多种饲料 成分向用该饲料配给饲养的母牛提供太多或太少的纤维和淀粉可消化性。
其次，应该关于个体饲料成分测量NDFd和IVSD值。这一数据将告 知营养学家哪种特定成分有助于饲料配给的纤维和淀粉可消化性。对于不 同生产阶段，母牛可以需要不同水平的NDFd和IVSD。
再次，应该计算相对瘤胃淀粉(“RAS”)和过瘤胃淀粉(ruminal bypass starch)(“RBS”)值，以观察RAS/RBS比例是否在营养模板内指定的范围之 内。通过控制RAS/RBS比例，可以获得最大的健康奶产量。
最后，通过将总日常饲料的总配给可消化性、个体成分可消化性、和 干物质、NDF、NDFd、IVSD、和RAS/RBS比例值与在营养模板内指定 的对应值进行比较，营养学家可以通过该RFI工具220快速和准确地实时 确定所述饲料配给成分是否需要进行调整，以使日常饲料与在该生产阶段 内的规格相符。这不仅可以导致提高的奶产量和稳定性，而且它可以使母 牛免于由于太“热”的饲料配给患有的严重健康问题，所述太“热”的饲 料配给是由于个体饲料成分表现出出乎意料高的可消化性导致的。
因此，为了配制营养模板32，第一，建立草料模板36。第二，使用 实时表征工具226和RFI 220评估草料成分的可发酵性。第三，添加淀粉 模板38以补充(compliment)草料模板成分数值。只有以这种方式，才可 以获得饲料配给的纤维-淀粉协同性。
表5显示营养模板的示例性实施方案，其含有用于奶牛不同泌乳期阶 段的饲料配给的主要和次要草料成分、淀粉可消化性特性和范围水平。


在该实施方案中，如在图8中所示，仅为奶牛泌乳周期的三个不同阶 段建立三个日常饲料模板：
●过渡期日常饲料(干奶前期，干奶后期，和初产母牛)。
●早期/中期泌乳期日常饲料(早期和中期泌乳期母牛)。
●晚期泌乳期日常饲料(晚期泌乳期母牛)。
在这一简化方法中，主要草料成分应该贡献在草料模板内所用的至少60％ 草料NDF。
过渡期日常饲料应该为母牛提供大量具有高度可发酵性纤维和低钾 草料的供应。这将填充和缓冲母牛的瘤胃，调节发酵速度，减缓脂肪动用 的速度，并且促使母牛在初产的周期内倾向最大奶量峰值。在一个示例性 的饲料配给中，草可以用作主要的草料成分，并且多叶玉米青贮饲料用作 次要草料，联合约80-90％的淀粉规格和A-C的粒度，主要由干玻璃质胚 乳玉米提供。干粉状胚乳玉米可以掺加干玻璃质胚乳玉米，以获得这种需 要的淀粉可消化性水平和粒度。作为一种备选的过渡期初产日常饲料，多 叶玉米可以与干玻璃质胚乳玉米淀粉成分联合使用。
对于早期/中期泌乳期日常饲料的目的，其中获得最大奶量峰值并且通 过低供应草料、最大程度发酵的淀粉来源、和淀粉消化的可控部位保持所 述最大奶量峰值，一些不同日常饲料组合是可能的。例如，BMR玉米青 贮饲料可以与粮饲兼用型玉米青贮饲料组合提供草料来源，并且干粉状胚 乳玉米可以作为淀粉成分添加，以有助于淀粉可消化性和A-D粒度。窖藏 半干草饲料可以替代粮饲兼用型玉米作为次要草料来源。
在备选方法中，多叶玉米可以与粮饲兼用型玉米或窖藏半干草饲料组 合作为提供淀粉来源的具有高湿度粉状胚乳玉米的草料来源，该高湿度粉 状胚乳玉米具有＞85％的淀粉可消化性和A-D的粒度。
最后，对于晚期泌乳期母牛，其中应该使用高-NDF可消化性草料和 减少的可发酵性淀粉，来使奶产量和BCS(？)目标最大化，同时为即将 到来的初产阶段调整母牛身体，BMR玉米可以与粮饲兼用型玉米组合用 作草料来源。应该加入具有约80-85％的淀粉可消化性和A-C粒度的干玻 璃质胚乳玉米。在备选的晚期泌乳期阶段日常饲料中，草或多叶玉米可以 替代BMR玉米。
表6显示用于本发明饲养方法的营养模板的另一个实施方案。在该具 体实施方案中，粮饲兼用型玉米青贮饲料80或多叶玉米青贮饲料84倾向 于为特定的泌乳期阶段提供最佳基本草料，占草料模板中所用的草料成分 的约60-70％。由于其高得多的(58-64％)NDFd水平，BMR玉米青贮饲料 86可以是主要的或基本草料，或被替代，以调整总草料的NDFd水平或配 给NDFd。BMR特别有效地作为稳定苜蓿来源的NDFd水平的工具，由于 环境和收获管理的挑战，所述苜蓿来源倾向于具有高度可变的NDF和 NDFd值。将BMR玉米青贮饲料用作日常饲料NDFd增强剂对于处于早 期泌乳期阶段的高产母牛或受饲料摄入(供应)限制的母牛是重要的。
理解本发明的饲养方法关于这些主要草料来源的利用是灵活的是重 要的。可以使用一个这样的来源或两个以上所述来源的组合，这取决于对 奶牛场可用的草料和相对于饲料成分成本的需要的动物生产水平。因此， 对于初产母牛和具有最高干物质和能量摄入需要的早期泌乳期母牛，粮饲 兼用型玉米青贮饲料80，多叶玉米青贮饲料84，和BMR玉米青贮饲料 86可以用作主要草料来源，或组合使用。中期泌乳期母牛可以用含有粮饲 兼用型玉米青贮饲料或多叶玉米青贮饲料的饲料配给饲养。在它们由于生 产(maternity)原因无奶之前产生有限的牛奶的干奶前期母牛、干奶后期 母牛、和不产奶的育成后备母牛，仅需要喂给具有减少的NDFd或减少的 淀粉含量的草料。尤其是BMR玉米青贮饲料将被它们浪费，并且引起体 重或病症的大量累积或引起代谢健康问题。
表6的营养模板建立生产阶段的构建饲料配给草料规格所需的特定范 围内的草料来源、谷物可消化性、和粒度规格的协同性的完整概述。这包 括用于每个生产组的两种优选的主要草料来源和一种优选的次要草料来 源，两种主要草料来源的百分数，主要青贮饲料/次要青贮饲料来源的比例， 配给NDF，和配给NDFd。在开发该营养模板后的科学包括下述关系的研 究和知识：
玉米青贮饲料观念的可消化性(和能量含量)的准确评估
关于粮饲兼用型、多叶和BMR玉米杂种的理解和重新配制策略
影响淀粉可消化性的遗传性功能数据库
通过下述的淀粉作用的充足知识：
谷物加工(粒度)
胚乳类型
湿度
成熟度

青贮饲料纤维/谷物和补充来源之间相互作用的知识/重要性
精确预测动物对日常饲料的青贮饲料和谷物成分的这些相互作用的 响应
在表7中显示一个示例性饲养模板。

如在表6中所示，所述主要草料来源应该优选必须为初产母牛限定多 叶和粮饲兼用型玉米青贮饲料的70∶30混合物，并且苜蓿或草应该优选地 用作次要草料来源，采取60∶40的主要/次要草料混合物。同时，饲料配给 的33-37％的干物质部分应该由具有至少90％的淀粉可消化性和“B”粒度的 谷物提供。
对于早期泌乳期母牛，营养学家有选择。他可以采用“早期泌乳期(B)” 饲料配给方法，其中草料规格需要70∶30的主要/次要草料混合物，其中所 述主要草料包含粮饲兼用型玉米青贮饲料和多叶或粮饲兼用型玉米青贮 饲料的80∶20的混合物。所述谷物来源应该表现出具有“B-D”粒度的至少 90％的淀粉可消化性，占饲料配给干物质部分的约35-40％。对于紧随其后 的母牛中期泌乳期阶段，草料规格应该优选地包含50∶50的主要/次要草料 的混合物，其中主要草料由粮饲兼用型和多叶或粮饲兼用型玉米青贮饲料 的80∶20的混合物组成，并且次要草料需要有苜蓿。所述谷物来源应该特 征在于约85-90％的淀粉可消化性和“B-D”的粒度，约占饲料配给干物质的 35-40％。
备选地，在本发明的优选实施方案中，在泌乳周期的早期泌乳期和中 期泌乳期阶段，为了在奶牛更高的牛奶产量期间加强奶牛的干物质和能量 摄入，营养学家可以选择利用BMR玉米青贮饲料的更高纤维可消化性性 质，然而同时要理解BMR玉米青贮饲料需要小心地用作平衡的配给的部 分，以控制饲料通过的最佳速度，保持反刍和瘤胃缓冲能力，并且避免在 瘤胃内过量产生丙酸以及导致的酸毒症。图8显示针对图2的泌乳周期和 牛奶产量稳定性曲线的BMR玉米青贮饲料的优选应用。在这种情形中， 在第21-50天时间阶段内，BMR玉米应用可以被过渡到母牛的饲料配给 中，此时母牛生产增加量的牛奶，并且可以得益于由BMR玉米青贮饲料 提高的纤维可消化性导致的增加的饲料摄入。以这种方式，母牛可以避免 利用它自身储备的身体脂肪来补偿在饲料配给内的任何净能量不足。这将 需要在表5中显示的营养子模板(Nutritional Subtemplate)的“初产/早期泌 乳期(A)”草料，其包括BMR和多叶或粮饲兼用型玉米青贮饲料的60∶40 混合物的主要草料，其中苜蓿作为次要草料来源。
在第50-150天，奶牛能量需要将随着牛奶产量稳定增加而增加，直到 达到奶量峰值，并且然后在负-到-正能量平衡转变之后正常持续地下降。 在这一时刻，母牛能量需要减少，并且它在它的日常饲料中需要更少的能 量，以便它不会增加不必要的体重。因此，母牛应该用表5显示的“早期 /中期泌乳期(A)”配给喂养，其包括BMR和多叶或粮饲兼用型玉米青贮 饲料的80∶20主要草料混合物，选择苜蓿作为次要草料来源。如在表5中 所示，与不包含BMR玉米青贮饲料的标准早期泌乳期(B)配给的35-40％ 淀粉、大于90％的淀粉可消化性、和“B-D”粒度特征相比较，该草料模板 的更高BMR含量应该通过这样的淀粉配给规格平衡，所述淀粉配给规格 需要更少的淀粉(约33-35％)、淀粉可消化性(约80-85％)、和更粗的“A-C” 粒度(见早期泌乳期(A)配给)。对淀粉量、淀粉可消化性和粒度的这样的策 略调整将减少在母牛瘤胃内由消化BMR玉米青贮饲料产生的丙酸的量， 并且有助于在小肠区域内发生更多的消化，由此减少母牛患有酸毒症的机 会。
返回参考图9，在“过渡(transitional-out)”期间内，母牛应该断掉 BMR玉米青贮饲料，然后在中期泌乳阶段的其余时间内是表6的中期泌 乳期配给。在该过渡期间所用的主要草料来源可以包含70％BMR玉米青 贮饲料和30％多叶玉米青贮饲料的减少的混合物，选择苜蓿作为次要草料 来源。紧随其后的中期泌乳期阶段饲料不含BMR玉米青贮饲料。
对于晚期泌乳期母牛，所述草料规格应该优选地是主要/次要草料的 50∶50混合物，其中所述主要草料由多叶玉米青贮饲料和草的50∶50％混合 物组成，并且所述次要青贮饲料是苜蓿。同时，所述饲料配给的谷物部分 应该表现出约80-85％的淀粉可消化性和“A-C”的粒度，并且约占该饲料配 给干物质部分的30-35％。
干奶前期母牛的营养需要是不同的。主要草料应该优选地是多叶玉米 青贮饲料和草的40∶60％混合物。次要草料应该优选地是苜蓿，所述主要 和次要草料来源比例是50∶50。谷物来源应该占所述饲料配给干物质部分 的约25-28％，并且特征在于约70-80％的淀粉可消化性和“A-C”的粒度。
对于干奶后期母牛，主要草料来源应该优选地需要草和多叶玉米青贮 饲料的70∶30混合物。次要青贮饲料来源应该是苜蓿，具有所述主要和次 要青贮饲料来源的40∶60混合物。谷物成分应该表现出约80-90％的淀粉可 消化性和“B-C”的粒度。所述谷物应该占饲料配给干物质的约34-37％。
最后，对于育成后备母牛，应该喂给主要和次要草料的70∶30混合物。 所述主要草料应该优选地由多叶玉米青贮饲料和草的80∶20混合物组成。 所述次要草料来源应该是苜蓿或草。表现出低于75％淀粉可消化性和 “A-B”粒度的谷物应该占所述饲料干物质部分的约25-30％。
本发明的饲养方法允许奶牛场用非草料纤维来源(“NFFS”)替代表8中 所列出的部分草料来源。这些NFFS替代物包括甜菜废丝、柑橘果肉、大 豆壳、玉米谷蛋白饲料(湿)、玉米谷蛋白饲料(干)、蒸馏酿酒厂的谷物 (湿的或干的)、啤酒厂的谷物(湿的或干的)、和棉籽壳。它们在表8中 更明确地描述，以生产组草料NDF的百分数列出每种NFFS的最大替代 量。这样的NFFS来源的使用为奶牛场提供其它的灵活性和用于饲料配给 配制成本的可能的减少。
表8

当预计的在农场上种植的草料来源的草料储备由于恶劣的生产环境 变得不足，农场外草料购买的途径有限或者没有价格竞争性，或者购买这 些NFFS的机会变得与正常草料来源具有价格竞争性时，非草料NDF和 NDFd来源如甜菜废丝(best pulp)和大豆壳可以用来替代草料。
尽管为了使不同母牛生产组的收益率最大，可以存在最佳青贮饲料观 念，但是并不是每个奶牛场将能够在它们奶牛场结构或种植范围内种植或 另外提供和分割(segmenting)所有这三种玉米青贮饲料物质。一些奶牛场可 能不具有实施所需要的分割所需要的土地或存储系统，设立所述分割的目 的是保持这些不同的青贮饲料来源。因此，本发明的饲养方法被设计成能 够使农场种植组使用最佳适合其运作的一种或多种主要青贮饲料来源。然 而，BMR玉米青贮饲料将需要成为最少英亩数/吨数的草料成分来最大化 对所述系统投资的回报。
因此，农场作物管理者和它的营养学家将需要审计其目前农场生产、 奶牛生产、和目前的饲养策略。该审计将结合草料模板36需求和奶牛场 生产目标，以设计将要使用的草料模块。作为该方程的一部分，可以做出 这样的决定，所述决定关于奶牛场生产者94本身需要在要种植的农场上 种植哪种青贮饲料来源，相对于哪种青贮饲料来源可以是合同种植的96 或另外从第三方购买。

表9的这一饲养模板是本发明的系统为营养学家提供设计和建立生产 阶段的最佳配给的详细水平的实例。该饲料模板的成分提供关于在每个生 产组中的奶牛的估计的总每日干物质摄入，以及主要草料来源(例如，玉 米青贮饲料)、苜蓿青贮饲料/苜蓿干草/草次要草料来源、和掺加的玉米谷 物的干物质磅数，其组成为了向母牛运送所述营养模板中指定的营养必须 喂给每头奶牛的饲料配给。应该理解，所述营养模板和饲养模板将在奶牛 场和母牛生产组之间不同。本发明饲养方法的一个主要优点是其使营养模 板、饲养模板、和特定的饲料成分与每个母牛生产组的具体需要相适合的 能力，这是基于什么对于将营养运送给母牛是理想的和什么成分是营养学 家合理易于获得的。
在本发明的饲养方法的一个重要方面中，应该按照图3所示的母牛重 新围栏策略工具222，监测处于生产阶段内的基本数量的母牛、优选所有 的母牛的牛奶产量水平。用于围栏分组策略的奶牛重新平衡系统绘制了对 泌乳周期内的产奶天数的，母牛繁殖的能力，和个体母牛对日常饲料组成 改变的牛奶产量与牛奶成分反应的影响。结合由奶牛场送来的检测日数据 和先前的基线检测数据(date)，可以标示围栏内的母牛，以确定所述日常 饲料对母牛的生产影响。鉴别从先前的基线水平下降的母牛，并且以其为 目标进行移栏到适当的日常饲料。该系统的净作用是测量配给生产效率， 鉴别在围栏内错误分组的母牛，并且提供准确的围栏重新平衡策略，以使 生产力和收益率最大化，同时保持整个畜群健康。
该重新围栏策略能够在泌乳周期内使高产奶母牛与低产奶母牛分开。 对于所述高产母牛可以继续所述日常饲料，其将能够使它们获得高牛奶产 量数值，而不会受到低产母牛的阻碍。同时，营养学家可以为已经被重新 围栏在独立的围栏内的低产母牛重新配制日常饲料，以提高这些母牛的产 奶日和奶产量水平和成分，并且解决妨碍它们的奶生产的任何畜群健康问 题。这描述了与常规母牛饲养实践的显著不同，在常规母牛饲养实践中， 仅监测关于整个母牛生产组的牛奶生产率数据，并且所有的母牛用相同的 配给喂养。
如在图10中更充分地显示，将鉴定每只母牛的目前围栏分组和关于 每只这样的母牛的牛奶产量水平、牛奶成分等的数据输入到由奶牛场主或 在挤奶站(milking parlor)的营养学家操作的计算机150中。然后通过数据 传送连接如由奶牛畜群改进协会(Dairy Herd Improvement Association， “DHIA”)提供的数据传送连接或在本产业内可用的奶牛-比较305系统，将 该数据以周期性基础(例如，每周或每月)转移到第三方营养学家计算机 152。使用专有软件，该营养学家可以将关于在当前生产组内的的未处理 的奶产量数据154转换成简单、易于理解的曲线图156，其中将每只母牛 先前的奶产率(基线)针对母牛在奶产率中的增加或减少绘图。所得到的 高于和低于基线158的母牛分布允许它们被分到高产母牛组(围栏A)160 和低生产者组(围栏B)162中。第三方营养学家可以向奶牛场传送回响 应数据组164，关于母牛的重新分组策略(围栏A相对于围栏B)，关于 围栏A高产母牛的新的营养模板，以进一步释放它们的奶产量和稳定性潜 力，和关于围栏B低产母牛的新的营养模板，以使得它们至少恢复到它们 的牛奶产量基线并且解决可能已经引起它们降低的奶产率的任何难以解 决的健康问题。因此，使用这种围栏重新分组工具，用于饲养在生产周期 内的母牛的营养模板响应它们的实时需要而动态改变。
在本申请内已经多次提到图3所示的实时表征工具226。它更详细地 记述在授予本申请人的已授权的美国专利号7,174,672、由本申请人于 2006年10月20日提交的同时待审的U.S.S.N.11/584,767、和由本申请人 于与其同日提交的题目为“用于实时表征反刍动物饲料成分的系统(System for Real-Time Characterization of Ruminant Feed Components)”的同时待审 的申请中，所有这些通过引用完全结合与比。在农场上的草料和谷物成分 的目前库存，以及可以由奶牛场种植的新的草料和谷物农作物需要实时表 征。获得每块地的代表性样品，并且使用处于由先前开发的相对应的预测 方程所需要的波长的NIRS进行扫描。使用该方程预测在每块地上的植物 的纤维消化特征。此外，还使用该组方程预测淀粉和草料来源的淀粉可消 化性特征。然后，使用该淀粉特征来确定在饲料配给中的多种来源的瘤胃 可用的淀粉(RAS)和过瘤胃的淀粉(RBS)。此外，预测方程可以预测不同粒 度的草料或淀粉成分的纤维或淀粉可消化性特征。结合在该配给中的主要 和次要草料来源二者的这些淀粉数值与纤维可消化性(NDFd)能够计算用 于饲料设计中的RFI，以建立准确和安全的奶牛生产阶段的日常饲料。重 要的价值是这样的事实，即，“原样”湿农作物样品可以实时评估，无需 象常规实验室NIRS装置通常所需那样将其干燥并研磨。
这种NIRS分析在实验室中或在野外使用便携式NIRS仪器进行。理 想地，测量这些性状的方法相对快速，例如，实时的。实时是指在从获得 和检测样品时起48小时内，并且更优选地在从获得和检测样品时起24小 时内获得淀粉和纤维可消化性结果。
简言之，该NIRS方法包括获得一组具有已知特征如淀粉和纤维可降 解性的农作物植物样品。按照上述IVSD和NDFd测量方法测量这些特征。 也可以使用本领域已知的其它淀粉和NDFd测量方法。这些农作物植物样 品以近红外光谱扫描。然后记录在该近红外光谱中的反射度。对于每组样 品，通过将已知测量的特征关于跨越波长的反射度进行回归而开发关于每 种性状的预测方程。
对于每种性状，通过预测独立组样品的目的特征而验证所述预测方 程。按照本发明，目的测量特征为：在谷物中，在谷物、玉米青贮饲料、 HMC或干玉米的％IVSD，和粒度。这些数值反映在指定消化期间通常7 小时的瘤胃淀粉消化的速率和程度。IVSD应该以不同的粒度测量，诸如6 mm，4mm，2mm，2UD，和1UD。对于草料来源，目的特征包括干物质含 量、NDF、纤维可消化性(NDFd)、木质素含量、体外总植物可消化性(IVTD)、 玉米青贮饲料淀粉可消化性(IVSD-CS)、处于不同碎块长度(peNDF)和保藏 处理方法的玉米青贮饲料粒度。最后，对于要用于饲料配给的不同农作物 种类，包括粮饲兼用型玉米、多叶玉米、BMR玉米、草(青贮饲料/干的)、 苜蓿(青贮饲料/干的)、和BMR草料高粱，应该研发独立的方程。
近红外反射度光谱(NIRS)是一种快速、准确和精确确定草料和饲料化 学组成的非破坏性的、仪器方法。NIRS是一种关于饲料和草料分析和工 业应用的公认技术。NIRS具有一些独特的优点：分析的速度，样品的非 破坏性分析，样品制备的简单性，并且数个分析可以用一份样品完成。由 于NIRS分析操作相对简单，所以减少了操作者-引入的误差。
为了体外测量淀粉可降解性，在用含有瘤胃微生物的瘤胃液接种的培 养基内培育不同时间长度之前和之后，分析包含多种遗传不同的农作物植 物的一组农作物植物样品的淀粉浓度。淀粉可降解性计算为关于每个目的 时间点消失的淀粉量占样品中总淀粉的百分数。淀粉浓度可以通过使用商 购分析试剂盒分析在水解之前和之后的葡萄糖浓度确定。葡萄糖浓度可以 使用葡萄糖氧化酶方法酶促确定或通过高效液相色谱确定。对于体外测量 饲料可消化性的通用方法，参见Goering和Van Soest(1970)。备选的方法 是将在多孔袋中的饲料样品在牛或绵羊的瘤胃中进行培育。(Philippeau和 Michalet-Doreau，1997)。
为了测量体外纤维可消化性，将干燥的植物组织用磨粉机研 磨，通过1mm筛。使用0.5g样品，利用Goering和Van Soest(1970)方法 的改进，用培育时间表示目的动物的瘤胃停留时间如30小时，确定体外 真正的可消化性(IVTD)和体外中性洗涤纤维可消化性。将未消化的IVTD 残渣进行中性洗涤纤维(NDF)方法(Goering和Van Soest，1970)。NDF方法 的改进是在回流过程中和在样品过滤过程中再次用0.1mlα-淀粉酶处理所 有的样品，如Mertens(1991)所述。在使用前，按照Mertens(1991)，测定 α-淀粉酶的活性。通过下述方程计算关于每份样品的NDF可消化性 (dNDF)：100*[(NDF-(100-IVTD))/NDF]。
关于限定草料的草料质量参数和谷物的淀粉可消化性特征的实验室 数值的精确性对于本发明的数值建立是极为重要的。为了使草料和谷物规 格的协同性最大化，获得草料来源的草料协同性的草料模板的准确性，并 且为了准确研发饲养模板需要准确的表征。因此，仅使用由国家草料检测 协会(NFTA)认证的分析实验室来保持该表征方法的准确性和一致性是重 要的。
本发明需要经核准的已认证的实验室来表征草料和谷物二者，以建立 关于每种表征性状的历史性基线。该基线可以用来确定在给定的生长季节 内对草料质量性状和用在营养模板内的草料和谷物二者的潜在饲养价值 的杂种遗传影响和环境影响。然后，可以对该营养模板进行准确调整，以 保持所得到的关于每个奶牛生产阶段的饲养模板的准确性。
相同的实时表征方法用在饲料成分必需的优良草料和谷物遗传性的 遗传开发中。实时表征测量杂交方法的方向、进展和性状提高水平。它还 用作筛选和鉴定用于本发明申请的最高实施遗传学的数据库开发工具。此 外，该工具可以用来测量除NDFd和IVSD之外的质量性状，诸如油含量、 粗蛋白和NDF。
上述说明书、附图和数据提供本发明的饲养方法和所得到的饲料组合 物的完整描述。由于本发明的许多实施方案可以在不背离本发明的精神和 范围的条件下进行，所述发明的保护范围在后附的权利要求中。