美国典型的泌乳牛日粮在不额外添加糖的情况下，含糖量在1.5%-3.0%。然而，我们了解到，实际上，日粮理想的含糖量是在6%-8%之间。随着青贮和加工处理饲料的饲喂量增加，奶牛日粮成分的改变，其中自然存在的糖可能已经被去除了。常见的糖来源和含糖量如下：食糖（100%）、糖蜜（70%）、乳清（70%）、糖果（40%）、巧克力（35%）、柑橘渣（25%）、饼干（22%）和甜菜粕（15%）。

从瘤胃开始

碳水化合物和可降解蛋白被瘤胃微生物利用合成微生物蛋白（MCP）。随着瘤胃中MCP合成量的增加，成本较高的过瘤胃蛋白（RUP）的需求量就会降低。MCP是非常优质的蛋白，其氨基酸组成可以很容易转化为乳蛋白。因此，改善瘤胃MCP的合成，有助于增加产奶量。

为了瘤胃微生物有效的生长繁殖，碳水化合物和蛋白需要同步释放被利用。若可利用的蛋白过多，而缺乏可利用的碳水化合物，那么微生物就会把蛋白作为能量来源，从而导致蛋白的浪费。

另一方面，糖在瘤胃中降解和利用的速率非常快。研究表明，奶牛日粮中添加糖，会减少瘤胃中的氨含量。这意味着糖可以改善瘤胃微生物对日粮氮的利用率，尤其是快速释放的氮，如青贮中的可溶性蛋白。

瘤胃pH值的影响

当瘤胃微生物消化饲料时，会产生酸。若酸累积，瘤胃pH值就会下降，降低微生物的生长繁殖。当瘤胃pH值低于5.8时，奶牛就会发生亚急性瘤胃酸中毒。结果就是，奶牛的采食量下降且浮动较大，纤维消化率降低，MCP合成量受限，产奶量和乳脂含量通常也会降低。

日粮糖可以通过几种不同的机制来控制瘤胃酸度。首先，若瘤胃微生物可利用的糖含量增加，那么就会减少碳水化合物转化为酸的比例。其次，由于糖的发酵速率很快，它们更容易被瘤胃细菌和原虫转化为多糖和糖原，减缓发酵速率以控制瘤胃酸度。

最后，日粮中的糖更容易转化为挥发性脂肪酸丁酸。丁酸的生产过程中只产生一个氢离子，而淀粉产生丙酸的过程则会产生两个氢离子。因此，用糖替代日粮中的淀粉，产生丁酸，有助于降低瘤胃酸度。丁酸还能刺激瘤胃上皮细胞的生长，促进瘤胃对挥发性脂肪酸的吸收，从而降低瘤胃酸度。

加拿大研究人员用糖替代玉米，两种日粮的含糖量分别为3.0%和6.0。结果显示，高糖日粮组奶牛瘤胃的最低pH值高于低糖组（5.61 vs. 5.42）。同样的，高糖日粮组奶牛瘤胃的平均pH值也高于低糖组（6.30 vs. 6.17）。

乳脂含量

通常情况下，日粮添加糖会增加乳脂率和乳脂产量。该现象有很多解释：首先，糖会增加瘤胃中丁酸的比例，其可用于乳脂的合成。其次，若糖代替淀粉有助于控制瘤胃pH值，那么其就有可能增加乳脂的合成。

瘤胃微生物会将日粮中的不饱和脂肪酸转化为饱和脂肪酸，该过程称为生物氢化。研究人员发现，该过程一般以两种方式发生，一种是正常的，一种是异常的。

极少量的异常生物氢化产物就可导致乳脂合成抑制。日粮添加糖已被证明可促进脂肪酸的正常生物氢化过程，减少异常生物氢化。威斯康辛大学的研究人员分别用2.5%、5%和7.5%的糖替代淀粉，结果显示，每头奶牛每天的乳脂产量从3.23磅（约1.45kg）分别增加至3.37磅（1.52kg）、3.63磅（约1.63kg）和3.56磅（约1.60kg），乳脂率从3.81%变化为3.80%、4.08%和4.16%。

分析已发表的85份研究结果，日粮糖添加量范围分别为1.5%-3.0%、3.0%-5.0%和5.0%-7.0% DM，糖来源包括糖蜜、乳清和食糖。

在不添加糖的情况，每头奶牛每天的产量为70.2磅（约31.59kg）。日粮添加3.0%-5.0%和5.0%-7.0%糖组奶牛的产奶量分别增加至73.3磅（约32.99kg）和72.60磅（约32.67kg）。同样的，日粮添加5.0%-7.0%糖组奶牛的3.5%乳脂校正乳（FCM）也从71.2磅（约32.04kg）增加至74.4磅（约33.48kg）。无糖添加组奶牛每天的牛奶真蛋白产量为2.16磅（约0.97kg），而添加5.0%-7.0%糖组奶牛每天的牛奶真蛋白产量增加至2.31磅（约1.04kg）。

牛奶真蛋白产量的增加表明，日粮添加糖提高了瘤胃MCP的合成。牛奶尿素氮（MUN）虽然在添加糖后数值上有所降低，但没有统计学差异。

日粮添加糖，高产牛对此的反应更好。每天产奶量超过73磅（约32.85kg）的奶牛，饲喂日粮添加5.0%-7.0%糖，其3.5%FCM增加4.7磅（约2.12kg）。然而，每天产奶量低于73磅（约32.85kg）的奶牛，其3.5%FCM只增加1.7磅（约0.77kg）。

图1.日粮添加糖水平对不同产量奶牛的影响

实际应用

为了改善奶牛的瘤胃功能和生产性能，建议日粮中添加糖，使总糖含量达到6.0%-8.0%。一般来说，在美国典型的日粮中，每头奶牛每天额外补充1.5-2.0磅（约0.68-0.90kg）的糖，就能使日粮糖含量达到6.0%-8.0%。日粮添加糖，产量较高奶牛的效果反应较好。此外，液态糖源还能潜在的减少全混合日粮（TMR）的挑食。

研究和实践经验证明，以下营养指标的最佳范围（%DM）如下：

此外，还需考虑日粮中淀粉和蛋白的降解率对糖的影响。当日粮中快速发酵淀粉含量较低时，添加糖应该会更有积极的作用。根据MUN的水平情况，可以考虑增加可溶性蛋白含量。

希望，未来的研究结果能有助于我们了解不同的糖源（葡萄糖、蔗糖、果糖和乳糖等）对奶牛生产性能的影响，并能根据消化速率来区分不同的淀粉，这也有助于我们了解其对日粮添加糖的影响。