使用Cowbytes配比平衡软件程序预测肉牛在多种多年生牧草混合物上的生长表现

《Canadian Journal of Animal Science》：Predicting the performance of beef cattle on diverse perennial forage mixtures using the cowbytes ration-balancing software program

牧草处理对肉牛性能及成本的影响研究基于CowBytes?模拟，评估了29种多年生牧草（包括5种单一禾本科、6种简单混合及18种复杂混合）对 steer、干妊娠母牛和泌乳母牛在2021-2023年的生长性能及饲料成本。结果显示：复杂豆科-禾本科混播在2021和2023年显著提高steer ADG（0.80 kg·d?1），而2022年简单混合（Fleet Bromegrass+AC Yellowhead苜蓿）和单一禾本科（Timothy grass）更优；干妊娠母牛需补充稻草降低成本，且混合牧草在2021年表现最佳，2022-2023年单一禾本科更经济；泌乳母牛2021年依赖复杂混播，2022-2023年单一禾本科（Orchardgrass、Kirk crested wheatgrass）成本效益更高。三年试验表明，首年豆科混播效果显著，后续单一禾本科及稻草补充可优化成本。

　　
该研究通过为期三年的田间试验结合CowBytes? ration-balancing软件模拟，系统评估了29种多年生牧草处理（包括5种单一牧草、6种简单混合物和18种复杂混合物）对牛只生产性能的影响。研究区域位于加拿大艾伯塔省北部的Fairview农场，试验田土壤为黑钙土（pH 5.2，有机质3.1%），气候数据来自当地气象站。试验采用随机完全区组设计（RCBD），设置4个重复，2020年6月播种，2021-2023年连续三年进行牧草收获及营养分析。

研究核心发现体现在三个关键方面：

一、不同饲养阶段对牧草需求的年度差异
1. **犊牛（ steer）表现**：2021年复杂豆科-牧草混合物（如M16、M21、M22）因高能量浓度（TDN达63.8%-64.9%）显著提升日增重（0.80kg/日），但2022-2023年单一牧草（ orchardgrass OG、Kirk crested wheatgrass KCG、timothy TG）因更高的能量效率和更低的干物质摄入（DMI降低至7.7-15.4kg/日）成为更优选择。这表明随着牧草生长年限增加，单一牧草的产量稳定性与营养均衡性得到提升。

2. **妊娠母牛（dry gestating cows）表现**：首年（2021）需依赖混合物M9（Fleet bromegrass+AC Yellowhead alfalfa+AC Mountainview sainfoin+Veldt cicer milkvetch）等复杂配方实现日增重0.10kg，而后续两年（2022-2023）简单混合物M4（Fleet bromegrass+Spredor 5 alfalfa）及补充燕麦秸秆的单一牧草处理成本降低40%-60%，同时维持目标日增重。

3. **哺乳期母牛（lactating cows）表现**：2021年复杂混合物（如M17）因蛋白质含量（CP 16.5%-18.2%）和矿物质均衡性获得最佳成本效益（$1.24/头日）。但2022-2023年单一牧草（KCG、OG、TG）结合秸秆补充后，日成本降至$0.90-$1.28，降幅达35%-55%。值得注意的是，哺乳期母牛的DMI普遍高于其他饲养阶段（14.8-17.4kg/日），这与能量需求（日均9kg牛奶）和体重（680kg）直接相关。

二、燕麦秸秆补充的经济效益
研究证实，在2021-2023年间，所有需补充能量的处理组（如干奶期母牛的NDF含量超标组）添加8.5%燕麦秸秆后，日饲养成本平均降低$0.12-$0.26/头。具体案例包括：
- 2021年补充组成本较纯牧草组降低$0.24/头日（如M3组从$1.29降至$1.05）
- 2022年TG+秸秆组合成本比纯TG降低$0.26（$2.02→$1.76）
- 2023年OG+秸秆组合实现成本$1.00/头日，较纯OG降低$0.09

这种成本效益提升源于秸秆的三个特性：1）单位成本仅为纯牧草的68%（$0.085/kg vs $0.153-$0.191/kg）；2）补充后可降低DMI需求15%-30%；3）能量密度（TDN）提升2.5%-4.8%。

三、牧草处理组合的年度适应性
1. **首年（2021）**：豆科含量＞60%的混合物（如M16含100%豆科）因CP（16.2%-18.5%）和TDN（63.8%-64.9%）优势，成为犊牛最佳饲料。此时单一牧草表现不佳（OG TDN仅59.2%），需依赖豆科补充。

2. **次年（2022）**：环境温度回升（年均温8.2℃）导致牧草纤维化程度增加（NDF达68.4%-72.1%）。此时KCG（crested wheatgrass）因更高的钙磷比（Ca 0.82%、P 0.45%）和更稳定的NDF（65.3%）成为最佳选择，而复杂混合物（如M9）因豆科比例过高导致纤维含量超标（NDF 73.8%），需额外补充矿物质。

3. **第三年（2023）**：气候趋于稳定（年降水385mm），单一牧草OG（orchardgrass）和TG（timothy grass）因连续生长形成的根系网络（生物量积累达28.6吨/公顷）和更高的CP（OG为15.8%、TG为17.2%）成为主导选择。复杂混合物M18因豆科（sainfoin）占比过高（42%）导致NDF超标（72.3%），需补充秸秆调节。

四、模型验证与局限性
研究采用NLME混合效应模型（R 4.0版本）进行方差分析，结果显示：
- 牧草处理对DMI的年度影响显著（p=0.004-0.025）
- ADG与牧草类型相关度达0.78（2021）和0.82（2023）
- 补充秸秆使成本曲线下移约30%（95%置信区间）

但存在两个局限：1）未考虑土壤微生物群落在不同年份的动态变化；2）模型中未纳入雨后牧草结块（baleability）对实际采食效率的影响（结块率差异达12%-18%）。

五、生产建议
1. **轮作策略**：建议采用3年轮作制度，第一年以复杂豆科-牧草混合物（M16/M21）为主，次年改种单一优质牧草（OG/KCG），第三年继续单一牧草维持产量稳定性。
2. **成本优化**：对需补充能量＞15%的处理组（如2023年M23 TDN 61.2%），推荐按1:3.5比例补充燕麦秸秆，可降低总成本42%-58%。
3. **品质监控**：NDF含量需控制在68%以下（当前单一牧草组NDF为65.3%-67.8%），CP应＞16.0%（当前最优组CP 17.2%-18.5%）。

该研究为加拿大西部草原区（年积温2200℃·d）的牧场管理提供了量化模型，其成本效益分析框架可扩展至其他气候带（如年积温1500-2500℃·d区域）。后续研究应着重于秸秆预处理技术（如蒸汽爆破）对能量释放率的影响，以及不同豆科（苜蓿/紫花苜蓿/越冬三叶草）品种组合的长期稳定性测试。