SEMINAR康奈尔净碳水化合物和蛋白体系在中国的应用Cornell Net Carbohydrate and Protein SystemCornell Net Carbohydrate and Protein System 1 1医疗类别医疗类别一、背景及问题二、课题目标三、实施计划四、远景讨论2 2医疗类别医疗类别一、背景及问题3 3医疗类别医疗类别CNCPSCNCPS的架构的架构CNCPSCNCPS的发展及的发展及CornellCornell大学最新研究进展大学最新研究进展NRCNRC的情况的情况目前我国的肉牛、奶牛饲料营养体系目前我国的肉牛、奶牛饲料营养体系CNCPSCNCPS在其他国家的应用及最新进展在其他国家的应用及最新进展我们需要什么？我们需要什么？4 4医疗类别医疗类别（一）、（一）、CNCPS架构架构营养学营养学试验试验计算机计算机营养评价营养评价程序程序数学数学模型模型计算机计算机饲料配方程序饲料配方程序生产生产应用应用CNCPS 第五版CPM奶牛饲料配方系统5医疗类别CNCPS的目标 1、动物营养需要量预测 综合考虑动物、环境、饲粮因素 2、饲料营养价值评价 描述各种饲料在瘤胃的发酵特点 通过化学分析值预测饲料ME和MP 3、动物生产性能预测6 6医疗类别医疗类别（二）、（二）、CNCPSCNCPS的发展及的发展及CornellCornell大学最新研究进展大学最新研究进展 1 1、核心生物学理论基础的解决：、核心生物学理论基础的解决： 康乃尔大学康乃尔大学1212位科学家位科学家，4040名研究生经过近名研究生经过近2525年年的研究成果，发表超过的研究成果，发表超过5050篇文献资料篇文献资料。 2 2、计算机模型开发带动整个研究进展：、计算机模型开发带动整个研究进展： 20032003年年7 7月月CNCPSCNCPS第第5 5版版 20052005年年5 5月第月第6 6版计划发布版计划发布 CNCPSCNCPS系统大量的公式计算，对多种因素的综合系统大量的公式计算，对多种因素的综合考虑，对营养需要的动态预测，都离不开计算机。考虑，对营养需要的动态预测，都离不开计算机。 3 3、系统灵活，开放，能够及时应用最新的生物学技术、系统灵活，开放，能够及时应用最新的生物学技术和营养学研究成果。和营养学研究成果。7 7医疗类别医疗类别（三）、（三）、NRCNRC的情况的情况 1 1、NRC1996 NRC1996 肉牛营养需要肉牛营养需要 NRC1996NRC1996全面接受了当时的全面接受了当时的CNCPSCNCPS研究成果：研究成果： 采用计算机模型，通过用户准确的输入牛只采用计算机模型，通过用户准确的输入牛只情况来动态的评价营养需要；情况来动态的评价营养需要； 采用总可消化养分采用总可消化养分TDNTDN推测代谢能及进一步推测代谢能及进一步推算维持、生长净能；推算维持、生长净能； 将蛋白需要深入小肠，划分为过瘤胃蛋白将蛋白需要深入小肠，划分为过瘤胃蛋白和微生物蛋白；和微生物蛋白； 将碳水化合物分为四个组分，蛋白分为五个将碳水化合物分为四个组分，蛋白分为五个组分分别评价。组分分别评价。8 8医疗类别医疗类别 2、NRC2001 奶牛营养需要 碳水化合物分为结构性和非结构性； 代谢蛋白，瘤胃降解和非降解蛋白需要量的规定； 小肠氨基酸需要量的预测； NRC2001中体现了新的研究成果，这些也都被CNCPS的新版本所接受。9 9医疗类别医疗类别（四）、目前我国的肉牛、奶牛饲料营养体系（四）、目前我国的肉牛、奶牛饲料营养体系 1 1、饲养标准、饲养标准 国内可查的肉牛饲养标准有国内可查的肉牛饲养标准有20002000年冯仰廉教授编写年冯仰廉教授编写的的肉牛营养需要肉牛营养需要， 奶牛饲养标准主要是中国奶牛饲养奶牛饲养标准主要是中国奶牛饲养标准（标准（20002000）表格。）表格。生长肉牛饲养标准主要指标生长肉牛饲养标准主要指标 冯仰廉（冯仰廉（20002000），），肉牛营养需要肉牛营养需要体重体重（kg) kg) 日增重日增重（kg)kg)干物质干物质(kg)(kg)肉牛能量肉牛能量单位（单位（RND) RND) 综合净能综合净能（MJ)MJ)粗蛋白质粗蛋白质（g)g)钙钙 （g)g)磷磷 （g)g)成年母牛维持的营养需要主要指标成年母牛维持的营养需要主要指标 中国奶牛饲养标准（中国奶牛饲养标准（20002000） 体重体重（kgkg) ) 日粮干物日粮干物质（质（KgKg）奶牛能量单位奶牛能量单位（NND)NND)产奶净能产奶净能（McalMcal或或MJMJ）可消化粗可消化粗蛋白（蛋白（g g）小肠可消化小肠可消化粗蛋白质粗蛋白质（g)g)钙钙 （g)g)磷磷 （g)g)1010医疗类别医疗类别 这两套标准采用的均为冯仰廉教授“反刍家畜小肠蛋白质体系”及“反刍动物能量转化规律及营养调控（1994-1998）研究成果” 其主要特点是蛋白深入到小肠蛋白，能量采用综合净能。 1111医疗类别医疗类别（五）、（五）、CNCPSCNCPS在部分国家的应用及最新进展在部分国家的应用及最新进展1 1、英国、英国 早在早在19961996年便由年便由MILK DEVELOPMENT COUNCIL MILK DEVELOPMENT COUNCIL 制定制定了一份为期了一份为期3 3年的年的 Further developments of the UK Further developments of the UK CNCPS database CNCPS database 计划书，并有人建立了专门的计划书，并有人建立了专门的CNCPSCNCPS服务服务网站：网站：http:/www.dynamicnutrition.co.uk/http:/www.dynamicnutrition.co.uk/2 2、加拿大、加拿大 19961996年以来就有人陆续发表关于年以来就有人陆续发表关于CNCPSCNCPS评估的文评估的文章，并有章，并有NUTRITIONAL BIOCHEMISTRY AND FEED NUTRITIONAL BIOCHEMISTRY AND FEED EVALUATION GROUP EVALUATION GROUP 开展工作。开展工作。3 3、南非、南非 从从19991999年开始也有专门的研究机构开展对于年开始也有专门的研究机构开展对于CNCPSCNCPS在当地的应用。在当地的应用。4 4、巴西（、巴西（20012001），意大利（），意大利（20032003）等都发表过对于）等都发表过对于CNCPSCNCPS在在本国应用的研究性文章。本国应用的研究性文章。1212医疗类别医疗类别（六）、我们需要什么？ 紧迫性：生产/饲养体系模型化/信息化现代饲养体系五种类型：信息型、标准化、福利型、生态环保型、产业型其中信息型、标准化都离不开“数据化”，即量化家畜生长模拟模型、实时监控 1313医疗类别医疗类别 1、改进现有的肉牛奶牛饲养标准及饲料评价手段，吸收运用国际国内目前最新的营养需要及饲料评价研究成果。 2、总结我国现有的经验数据，参考CNCPS体系，补充不足，建立适合我国的计算机模型/评价系统。 1414医疗类别医疗类别 CNCPS CNCPS作为一个有效的工具，一个开放的作为一个有效的工具，一个开放的系统，可以为我们提供这些。系统，可以为我们提供这些。 CNCPSCNCPS的核心就是以小肠净吸收的碳水的核心就是以小肠净吸收的碳水化合物、蛋白质和氨基酸来评价饲料的能量和蛋化合物、蛋白质和氨基酸来评价饲料的能量和蛋白营养价值。他是以经验公式以及大量动物试验白营养价值。他是以经验公式以及大量动物试验为基础的计算机动态模型。为基础的计算机动态模型。 CNCPSCNCPS的应用，第一步要解决其主要参数的验证，的应用，第一步要解决其主要参数的验证，以及建立符合其要求的饲料数据库。以及建立符合其要求的饲料数据库。1515医疗类别医疗类别二、课题目标1616医疗类别医疗类别解决CNCPS在中国应用的一大前题饲料数据库CNCPS中关键参数的本地化对中国化的CNCPS系统进行验证设计出适合中国的计算机应用程序便于对肉牛、奶牛饲养、饲料、生产进行评价1717医疗类别医疗类别三、实施计划1818医疗类别医疗类别饲料分析方法的标准化建立中国肉牛奶牛CNCPS饲料数据库编写计算机模型系统评估及验证1919医疗类别医疗类别（一）、饲料分析方法的标准化营养学研究和饲料分析研究是相互促进的。营养学研究和饲料分析研究是相互促进的。CNCPSCNCPS采用的是回归法，通过饲料化学成分分析来采用的是回归法，通过饲料化学成分分析来预测生物学价值。预测生物学价值。饲料分析是系统应用的前提，饲料分析的准确性，饲料分析是系统应用的前提，饲料分析的准确性，决定了系统对生物学价值预测的准确性。决定了系统对生物学价值预测的准确性。CNCPSCNCPS将饲料成分细化，目的之一就是为了更准确将饲料成分细化，目的之一就是为了更准确地预测生物学价值。地预测生物学价值。方法是不断该进的，好的方法才有好的可重复性，方法是不断该进的，好的方法才有好的可重复性，高的精确性，必须要用标准化的分析方法。高的精确性，必须要用标准化的分析方法。2020医疗类别医疗类别CNCPS饲料成分项目DMDM，NDF NDF ，LigninLignin，CPCP，SOLSOLP P，NPN NPN ，NDFIPNDFIP，ADFIPADFIP，StarchStarch，AshAsh，EEEE6 and 24 hour in vitro NDF disappearance 6 and 24 hour in vitro NDF disappearance eNDFeNDF，AAAA青贮测定青贮测定VFAVFACaCa，P P 等矿物元素，微量元素等矿物元素，微量元素2121医疗类别医疗类别（二）、建立中国肉牛奶牛饲料数据库收集现有国内的饲料数据库（表）、饲料分析论文等。比较现有的饲料评价体系。参考CNCPS建立热带饲料数据库Tedeschi1（2002）的方法。用标准方法开展工作：样本的采集，分类，测定部分指标。2222医疗类别医疗类别（三）、编写计算机模型CNCPS资料的翻译，具体参数的本地化。 品种与维持需要 干物质采食量预测 中国粗饲料碳水化合物蛋白组分和消化率伪代码的编写。核心程序编写。使用手册的编写。2323医疗类别医疗类别（四）、系统评估及验证肉肉/ /奶牛场奶牛场 采集分析饲料成分（与建立饲料数据库同步进采集分析饲料成分（与建立饲料数据库同步进行）行） 采集输入相关信息：日粮配方，动物体况，环采集输入相关信息：日粮配方，动物体况，环境管理境管理 观察记录实际采食量，增重或产奶，乳成分观察记录实际采食量，增重或产奶，乳成分 用系统预测：采食量，增重或产奶，乳成分用系统预测：采食量，增重或产奶，乳成分 分析相关数据，校正数学公式分析相关数据，校正数学公式2424医疗类别医疗类别系统输入（Input）动物动物生产生产环境及管理环境及管理类型：生长类型：生长/ /育成育成/ /泌乳泌乳/ /干干奶奶/ /后备后备（肉牛）育肥（肉牛）育肥目标脂肪等级目标脂肪等级添加剂添加剂/ /促生长剂促生长剂年龄年龄体况评分体况评分风速风速体重体重日粮日粮温度：最高，最低温度：最高，最低品种品种日照时间日照时间群体情况：个群体情况：个体数量体数量被毛：厚度，洁净度被毛：厚度，洁净度目标饲喂天数目标饲喂天数运动情况运动情况2525医疗类别医疗类别系统输出（Output）Group OutputGroup OutputHerd OutputHerd Output日粮评估日粮评估畜牧场经济分析畜牧场经济分析营养需要营养需要畜牧场营养管理畜牧场营养管理营养供给营养供给畜牧场粪尿排泄及氮磷循环畜牧场粪尿排泄及氮磷循环矿物平衡矿物平衡氨基酸氨基酸氮平衡氮平衡微生物产量微生物产量采食量、生产性能采食量、生产性能粪物排泄及氮磷排量粪物排泄及氮磷排量2626医疗类别医疗类别赵遵阳遵阳2003 HOC115高油玉米高油玉米试验 粪尿排泄尿排泄评估估结果果 (个体均个体均值 )Predicted Fecal Dry Matter : 3.3 (kg/day)Predicted Fecal Dry Matter : 3.3 (kg/day)Predicted Urine Output : 13.1 (kg/day)Predicted Urine Output : 13.1 (kg/day)Predicted Fecal Ouput : 15.3 (kg/day)Predicted Fecal Ouput : 15.3 (kg/day)Predicted Total Manure : 28.5 (kg/day)Predicted Total Manure : 28.5 (kg/day)Nitrogen Excretion (g/day)FecalUrinaryTotal92851772727医疗类别医疗类别搜集大量试验数据2828医疗类别医疗类别姜成刚 2004 河北邢台 矿物元素研究 2929医疗类别医疗类别四、远景讨论3030医疗类别医疗类别方法学方法学饲料瘤胃降解率的快速评定方法饲料瘤胃降解率的快速评定方法饲料营养价值近红外快速评定饲料营养价值近红外快速评定机理研究机理研究反刍动物氨基酸模型的开发反刍动物氨基酸模型的开发瘤胃及后消化道模型中饲料互作效应瘤胃及后消化道模型中饲料互作效应环境保护环境保护N N，P P循环模型循环模型应用开发应用开发畜牧场营养管理系统畜牧场营养管理系统计算机软件界面的友好性，人性化计算机软件界面的友好性，人性化TMRTMR饲喂方式的推广饲喂方式的推广3131医疗类别医疗类别讨论：复杂与简单CNCPSCNCPS第六版中碳水化合物划分第六版中碳水化合物划分 Expanded carbohydrate poolsExpanded carbohydrate poolsCHO A1 (VFAs)CHO A1 (VFAs)CHO A2 (lactic acid)CHO A2 (lactic acid)CHO A3 (other organic acids)CHO A3 (other organic acids)CHO A4 (sugars)CHO A4 (sugars)CHO B1 (starch)CHO B1 (starch)CHO B2 (soluble fiber)CHO B2 (soluble fiber)CHO B3 (fermentable NDF)CHO B3 (fermentable NDF)CHO C (indigestible fiber)CHO C (indigestible fiber)3232医疗类别医疗类别更详细的饲料组分划分，为系统增加更多信息，更接近于真实生理情况。需要更复杂的计算及复杂的测定。计算可以由计算机解决测定需要建立快速测定方法3333医疗类别医疗类别CNCPS是适应发展的 精确的营养需要预测：排除保险系数，控制氮、磷排放量。 畜牧场营养管理系统：动物饲养、粪物回收及管理、作物种植、饲料加工看作一个有机的循环，监控氮、磷及其它营养素的总体和局部平衡。总 结3434医疗类别医疗类别 CNCPS的基础理论科学正确，其先进性更在于不断发展、及时采纳接受最新研究成果。 及时吸收国际国内最新成果，改进我国的反刍动物饲养标准和饲料评价体系，建立适应生产实际的计算机系统模型，任重而道远！3535医疗类别医疗类别谢谢大家3636医疗类别医疗类别