奶牛属反刍动物，它有一个由四个部分(即瘤胃、蜂巢胃、重瓣胃和真胃)构成的复胃。其内寄生着大量的细菌、纤毛原虫和厌氧性真菌。这些微生物统称微生物区系。它们之间以及它们与牛体之间形成了很复杂的“共生”关系。依靠这些微生物，完成了对牛所采食的各种精、粗饲料的发酵、降解、生物合成和结构的改造等化学和生物学变化。由此也引发出了奶牛的一系列特殊的消化生理现象。
诸如：
2.唾液分泌(114升/日)和氮的再循环(每天约60g氮)
3.嗳气现象：7～12次/分钟
4.食道沟和食道沟反射
由于牛瘤-蜂胃中这些微生物的生物发酵和合成作用，每天的发酵产物——VFA可以供给牛体所需能量的70～80%，通过微生物所合成的菌体蛋白质(MP)可供牛体所需蛋白质的60～65%。
可见：
1.瘤-蜂胃微生物活动对牛体的重要性。
2.调控瘤-蜂胃的内环境，促进这些微生物的活动，则显得更为重要。
一、奶牛营养调控的目标和内涵
1.对反刍前犊牛的调控目标——实现两个过渡：
①从单胃消化到复胃消化
②从奶食营养到草(料)食营养
措施：
①早喂、多喂、喂好初奶
②合理使用常乳喂养
③早期训食干草和精料(开食料)
④早期断奶
2.对反刍后奶牛的调控目标
①维持瘤胃内环境的相对恒定
②激活、平衡好微生物区系，最大限度的地发挥其对饲料成分的发酵、合成和改造作用。
调控内涵：
①保持瘤胃内容物的pH值：6.4～6.8
②维持瘤胃温度39～40℃
③保持日粮阴阳离子平衡(DCAB)在母牛产褥期达到-100～-150meq/kgDM，而在热应激时保持在-10meq～20meq/kgDM之间。
④微生物区系细菌和原虫的正常比例达到800～2000:1，在原虫过量的情况下要添加CuSO4和茶皂素以杀死过量原虫。
⑤VFA的比例：乙酸60%～65%，丙酸20%，丁酸15%。
⑥NH3浓度6～30ml/升。
二、奶牛的全营养(或称总营养)
由于奶牛的营养过程和微生物区系保持着密不可分的关系。所以在喂牛时必须十分重视各种饲料成分与微生物的关系(相生还是相克)，这就是“喂牛先喂菌”的道理。所以近年来提出了全营养(总营养)的概念。
1.全营养的内容和产生背景
全营养是由营养素和助营养素两部分所组成。它的提出关系着饲料和动物体之间的相互作用过程。包括从对饲料原料的质量控制，到动物体内所进行的一系列复杂的新陈代谢过程，再到最终形成供人类消费的食品。
因此，它是从饲料安全→食品安全，形成了一个完整的链条。
提出“全营养”的背景条件：
①抗菌素的限制使用和最终停用是对动物保健所提出的新要求;
②从人类的“保健性食品”引伸出对动物的“保健性饲粮”，因而提出“饲粮—健康—疾病”三者之间的对立统一关系;
③环境保护方面对动物生产的要求(特别是有机P、有机Cl和N对环境的污染);
④食品安全的要求。
2.内涵
1)营养素：包括供给动物体可利用能量、蛋白质和氨基酸、维生素和矿物质(含微量元素)等必需营养成分，含在各种精、粗饲料中的可消化糖和淀粉、纤维素和半纤维素，蛋白质，脂肪类物质，维生素、矿物质和微量元素等。这是动物生命活动中必不可少的物质，直接参与了动物体内的各种新陈代谢过程。是饲料配合中绝对不可忽视的部分。
2)助营养素：不提供动物生命活动中所需要的基本元素(如能量、蛋白质等)，但有活化机体的新陈代谢过程，增加采食量，提高消化率和吸收率，减少排泄量以及增进动物健康，减少使用抗菌素等作用。
助营养素有以下几种：
①改善饲料物理性能，提高采食量(色香味)
②促进营养物质的消化和吸收——酶
——非淀粉多糖酶：作用于纤维素、半纤维素
——木聚糖酶：作用于木质化纤维素
——淀粉酶：作用于淀粉、糊精等
——植酸酶：分解植酸磷
——果胶酶：分解果胶
——葡萄糖醛酸酶
③改善饲料形态、增大饲料消化面——乳化剂
④益生素被吸收到动物体内以后，可以参与胃-肠道中微生物的平衡，增强动物机体对消化道内有害微生物的抑制作用;或者通过增强动物机体的非特异性免疫功能，提高动物生长率和饲料转化效率。
益生素有两大类：细菌类益生素：乳酸杆菌、埃氏巨形球菌、丙酸杆菌、嗜酸性乳杆菌。
它们对牛体的有益作用：
A产生酸、抑菌剂和抗菌素杀灭消化道中对动物有毒、有害和致病的细菌和病毒;
B通过竞争营养素抑制有毒、有害细菌的生长;
C产生提供牛体利用的营养素(AA和V)，酶、生长刺激素以及其它一些活性物质;
D对肠道在代谢过程中所产生的一些有毒、有害成分进行脱毒;
E这些细菌在代谢过程中新产生的一些毒素又刺激牛体产生抗体，增强抗病力的作用。
——真菌类益生素：啤酒酵母菌、米曲霉菌、OZYZae黄曲霉素和B·Subtilis。
真菌的作用：
A啤酒酵母菌可以促进对瘤胃发酵有益的一些细菌(如解纤菌和别的厌氧菌)的生长，同时有降低CH4产量，消耗瘤胃中积聚的过量O2以保持瘤胃的厌氧环境的作用;它还可以在产甲烷细菌的作用下，刺激瘤胃中乙酰乙酸菌的生长，提高发酵产物中乙酸的比例。
B米曲霉菌可以刺激反刍兽单孢菌的生长，还可以为埃氏巨形球菌的生长提供苹果酸，从而使瘤胃中的乳酸浓度降低，以维持瘤胃pH值的恒定，提高纤维素的消化率。
C可以提高动物对不良环境条件的适应能力，特别是热应激;
D提高各种营养物质的消化率和吸收率，提高牛的产奶量、生长率和产肉量。
⑤益生元，亦称前生素，是一种非消化性的饲料成分，当被动物采食以后，随食糜运抵后部肠道(大肠)，可以选择性地被大肠中的有益细菌降解、利用，但不为有害细菌所利用，这样便可减少后部肠道中致病菌(如大肠杆菌等)的生长和繁殖，对动物起到保健作用。现已使用的益生元有：低聚果糖、甘露低聚糖、麦芽低聚糖等。
⑥酸化剂：一些低分子有机酸，到达胃-肠道以后，既有杀灭有毒、有害病原菌的作用，还有活化酶的作用。不仅可以提高饲料采食量、消化率和吸收率，而且可以防病。
常用的酸化剂：柠檬酸、延胡索酸、乳酸、丙酸、苹果酸、酮酸、山梨酸、甲酸、乙酸以及相应的盐类(如乙酸钠、双乙酸钠等)。
三、奶牛的营养需要和饲养标准
1.奶牛所需的营养种类
1)能量是奶牛进行基本生命活动、生产产品、生长发育和发情配种、怀孕产犊等的物质基础。
饲料中碳水化合物(含单糖、双糖、淀粉、纤维素和半纤维素等)、蛋白质和脂肪均可以提供奶牛以能量。
能量在奶牛体内的转归见下图：
从代谢能转化为净能的效率，也因不同的生产类型而变化。
ME——NEM约73%
ME——NEL约70～73%
ME——NEG约33%
ME——NER约30～40%
2)蛋白质蛋白质是生命构成形式，这种形式的基本特点是不断地和外界环境进行新陈代谢。
由于奶牛解剖、生理方面的特点，饲料蛋白质在体内的转归有三个渠道：
①瘤胃可降解蛋白质(RDP)
②细菌合成蛋白质(MP)
③过瘤胃蛋白质(UDP)
当前表示牛体对蛋白质的需要量——小肠可利用蛋白质(或氨基酸)，也有人用可代谢蛋白质(MP)表示。不论那种表示方式，均是由细菌合成蛋白质(AA)和过瘤胃蛋白质以及循环蛋白质三部分组成。
而表示饲料中所含蛋白质的数量则以瘤胃可降解蛋白质(RDP)和过瘤胃蛋白质(UDP)来表示。为此，就要测定每种饲料蛋白质在奶牛瘤胃中的降解率(dg%)。不同种类的饲料，其降解率差异很大。一般将饲料分为：
——低降解率(20～40%)，如，血粉、肉粉、鱼粉、玉米麸质粉、啤酒糟干燥颗粒、DDG或DDGS、脱水苜蓿，加热到156℃保温30分钟后压榨的豆粕、棉籽粕、亚麻粉等。
——中等降解率(41～70%)，有玉米、大麦、小麦、花生粕、向日葵粕、菜籽粕、生大豆粉、玉米青贮、太阳晒干苜蓿、麸皮、羽毛粉等。
——高降解率(71～100%)，有尿素、二缩脲、磷酸脲、谷物浸提液和干酪等。
由于饲料蛋白质在瘤胃中被微生物利用受饲料中所含能量多少的影响，所以计算时以可消化有机物质(DOM)或代谢能的多少为单位。例如，ARC(1980)提出的计算公式为：
RDP(g)=32.6×ME(Mcal)
RMP(g)=13.8×ME(Mcal)
UDP(g)=1.47TP-27.9ME(Mcal)
对奶牛而言，一般要求UDP在日粮粗蛋白质中所占比例不能低于33%，高产奶牛要达到40%以上。
奶牛对能量(NND)和可消化粗蛋白质的需要见表1
表1奶牛对能量和可消化粗蛋白质的需要量
3)矿物质这是动物身体内骨骼、体液、酶和激素中不可缺少的成分，对奶牛的健康、生长发育、繁殖产犊以及分泌乳汁等生命活动过程必不可少。
矿物质分两大类：
①常量矿物质：以克或%表示。有：Ca、P、Mg、K、Na、Cl、S等。
在配合饲粮时注意：
——不仅考虑每种元素的绝对数量，而且还必须注意相互比例。如，Ca/P，Ca/Mg，K/Na，N/S。
——要按照奶牛的生理周期、饲养方式、疾病和健康灵活掌握。例如，母牛干奶后期采用低钙日粮，或采用阴离子盐;母牛出现热应激时使用阳离子盐;精料过多出现酸中毒时要用K+、Na+、Mg2+盐等。
②微量矿物质，以mg/kg或ppm表示。有I、Fe、Mn、Co、Zn、Se、Cu和Mo等。对于这些微量元素的使用特别考虑以下几点：
——注意微量元素之间的相生和相克。例如Fe和Co、Cu、Mn、Zn及P有拮抗作用;Cu和Mo之间有相克;S和Mo可以降低Cu的利用率;Mn、Zn和I可以降低Co的利用率等。
——注意一些微量元素和维生素之间的协同作用。例如，Se和VE、Co和VB12、Ca/P和VD3;
——必须严格按照饲养标准推荐的用量，绝对不能超标，以防对奶牛造成不良影响(或危害)，以及造成环境的污染。
各种矿物质的推荐用量见表2。
表2奶牛对矿物质和微量元素需要量
母牛在妊娠最后2个月要饲喂低钙日粮，其中钙的采食量为53g，磷为57克。也可以饲喂阴离子盐，但此时必须配合以高钙饲粮。
4)维生素维生素是奶牛体内一些重要的活性物质(如视紫质)的组成成分，并参与组织细胞内的物质代谢，抗氧化以及促成代谢产物的排出等作用。
奶牛依靠其体内的微生物区系可以合成VB、VK;并依靠自身肝脏合成VC。但奶牛不能合成VA、VD和VE，必须从饲料中给予补充。对于高产奶牛来讲，自身合成的VB中的一部分不能满足需要，也需补充，如烟酸，生物素和胆碱等。各种维生素的需要量如表3。
表3奶牛对几种维生素的日需要量
5)纤维素对奶牛特别重要。主要作用：
——促进瘤胃蠕动和收缩
——维持瘤胃正常发酵：VFA总量及比例
——保持正常的pH值(6.4～6.8)
——维持乳脂率的正常
——提高NDF的降解速度
奶牛纤维素的需要量：
NDF36～40%
ADF25～28%
CF≥17%
检验粗纤维素是否满足可以根据：
每一个NND的填饱系数为0.18(0.2～0.3)
四、奶牛最佳日粮配方的设计
奶牛24小时采食的各种饲料，统称日粮(ration)。奶牛的日粮组成中既有粗饲料、精饲料、青绿多汁饲料，也含有工业副产品饲料。
1.配制奶牛日粮的基本要求
1)保证日粮中含有足够的干物质。确定DM的需要量必须依据：
——体格大小和体重;
——泌乳时期;
——4%FCM的产量高低;
——奶牛的生理状态和身体瘦弱还是肥胖。
需要量的范围从占活重的2%到4.2%。
2)必须含有一定数量、一定长度的纤维质粗饲料，且随泌乳阶段而变化。
泌乳早期(0～60天)占日粮DM的50～40%
泌乳中期(61天～120天)保持在40%
泌乳后期(从121～305天)保持40%增加到60%
干奶前期(干奶～45天)从60%降到55%
干奶后期(产前15天)从55%降到50%
纤维素饲料的长度≥2.5厘米。
3)含有必需数量的精饲料，以弥补由于粗饲料营养浓度不够所造成的进食营养物质与需要量之间的差异。精料的给量要考虑：
——奶牛的泌乳期和产奶量(4%FCM)
——动物的健康状况;
——粗饲料的质量和喂量;
——精饲料的价格和牛奶价格。
但精饲料的最大喂量必须控制在16kg/日以内。
4)日粮的蛋白质要根据奶牛的产奶量及泌乳期的不同时期而变化。
干奶期12%泌乳早期(0～60天)18%
泌乳中期(61～120天)16%～17%
泌乳后期(121～305天)15%～16%
5)在保证产奶水平和营养需要的条件下，根据当地的牛奶售价，要选择最合适的饲料品种，以使所配制的日粮能获得最大的经济效益(简称最大经济收益日粮)。
6)选择日粮中的精料品种时，必须严格遵循表4中所推荐的各种饲料的最大用量。
表4各种饲料最大用量表
2.奶牛配合饲料的种类
1)添加剂：使用量少，用于校正饲料中某些营养成分的缺乏。
主要有：
——维生素添加剂
——微量元素添加剂
——阴/阳离子添加剂
——生长添加剂
2)预混料：用载体将一种或多种不同的添加剂原料混合在一起。有的预混料除各种添加剂外，又加上常量矿物质元素——Ca、P、Mg、Na等。
3)浓缩料：含有比例平衡的蛋白质、微量元素、维生素和其它添加剂。用量20～50%。
4)精料补充料：包含比例平衡的所有营养物质(根据饲养标准规定的)，补充粗饲料中不能满足奶牛需要的能量、蛋白质、维生素、矿物质和微量元素。可以直接喂牛。
以上几种饲料添加剂和饲料的使用必须根据各自条件，有选择性地使用。
3.日粮的配合原则
1)选择适宜的饲养标准和饲料成分表
饲养标准是根据生产实践中所积累的经验结合物质和能量代谢试验以及饲养试验，科学地规定出不同种类、性别、年龄、生理状态、生产目的与水平的奶牛，每头、每天应给予的各种营养物质的数量。
对饲养标准要有一个正确的认识;
——标准中规定的指标不是“永恒”的;
——有地区性和局限性，使用时应从实际出发予以调整;
——标准不可能完全符合每一个群体的需要，要因地制宜，灵活应用;
——根据“标准”所出的配方，要根据采食量变化有一个范围。
在借用饲料成分表时，要有同样认识。
2)要求饲料多样性，以达营养互补，但也要注意饲料的适口性(色香味)和其中所含的有毒物质，特别是饼粕类饲料;
3)不能超过每种饲料在日粮中的最大用量(见表5)。
4)所配出的精饲料弥补粗饲料的营养不足
5)质优价廉
4.配制奶牛日粮的方法和步骤
1)根据奶牛活重、泌乳期、日产奶量、乳脂率、怀孕状况、有无增重等基本条件，确定奶牛的每日营养物质总需要量。其中包括：干物质(DM)、NND、可消化粗蛋白质(或RDP和UDP)，钙、磷和胡萝卜素(VA)等。
2)选择当地已有的、价格便宜的粗饲料，按照前面所介绍的理论喂量和其中所含的营养成分计算出粗饲料可能提供的营养物质数量。
3)确定混合精料数量及配合比例。
五、几点建议
1.在奶牛日粮配合中增加瘤胃可降解蛋白质(RDP)和过瘤胃蛋白质(UDP)的供给量指标。
2.要十分注意粗饲料在奶牛日粮中的重要性。饲料生产厂家在供应浓缩料和精料补充料时必须对客户的粗料供应情况(数量和质量)有所了解。不仅要使所供应的精料真正能起到对粗饲料的“补充”作用，而且还要考虑当地的奶/料价比，在一般情况下，要使奶农有利润空间。
3.正确使用蛋白质饲料。有目的的供应RDP的UDP。既不能不足，也不能过多。
5.奶牛只需添加三种脂溶性维生素——A、D、E，对十分高产的奶牛有必要添加少量的烟酸、生物素和胆碱。其它维生素B族、维生素C和维生素K，牛体内可以合成。即便需要添加的维生素，也要有“量”的概念，并非越多越好。例如，维生素A在每千克日粮干物质中超过6.6万IU，就引起中毒;而维生素D和维生素E的中毒量相应为1.0万IU和2000IU。
6.在审验饲料质量时，要根据配方、原料质量、混合均匀度、营养指标以及外观表现(色香味)、生产日期等作全面衡量，不要仅根据一种“理想”颜色、体积大小、松软程度等作出片面的判断。