一、美国肉牛产业简介
（一）美国肉牛业的历史
历史上，美国的肉牛主要有两个起源：一个是来自欧州的牛，另一个是来自热带的瘤牛。前者原产于英国（苏格兰，英格兰和威尔士），法国，比利时，西班牙，意大利，德国，奥地利和瑞士的温带地区，主要用于生产牛肉、牛奶以及皮革等副产品；后者来自东南亚及非州的热带、亚热带国家，其特征是有“驼峰状的回”的出现，能耐受高温和高湿度环境，抗病性蜱，蚊子和其他热带昆虫，并广泛用于使役、产肉及产奶。
据“The Science of Animal Husbandry”（Blakely and Bade, Second edition ，1979）与 “Animal Science” （Gillespie ，1998）等文献记载，Columbus发现美洲大陆之前，美洲没有牛。1493年在他第二次航行时开始把牛带入美洲。1521年，Vera Cruz分批将西班牙长角牛从西班牙带入位于墨西哥的由西班牙建造的基督教教堂，后来这些牛遍布整个美国西部，有记录的就有424000头。更牛由葡萄牙商人于1553年带入美洲。牛被大量带入美洲是英国人在1611年创立詹姆斯敦殖民地时，带入了大量的牛。美国革命之后，牛开始西迁，并在19世纪初，分布遍及美国东部，南部与远西大多数地区。从欧洲进口的牛，主要用于生产牛奶，黄油，皮革等，人们并不太关心它们的产肉性能。经过育种专家的努力，现已在美东育成了高产量的纯种群。
现在美国的肉牛生产变得更加专业化：集中育肥牛区分布在西南部分地区，西北太平洋等玉米种植带，小牛生产大多在土地不适于耕作的区域进行。美国是世界上最大的舍饲养牛国。育肥场的育肥期从90天到300天不等，平均为140天。日增重为2.5磅～4磅，每磅增重消耗的饲料干物质约6磅。
（二）产业规模
美国牛的饲养量在世界上排名第三，约1.1亿头左右，肉牛约占其总数的90%以上。但美国每天屠宰的肉牛数量在11万头以上，全年约3960多万头，位居世界第一。其牛肉20%用于加工，余者多以冷鲜品上市。近30年来，美国的牛肉产业规模逐渐缩小。1986年，美国从事肉牛业的企业超过100万个，2000年缩减到83万个，2012年下降到72.9万个，到2013年，这一数字依然保持在72.9万。这里包括了许多小企业，虽然它们数量庞大，但其产值占全国肉牛产值的比例却很小。只有不到5%的饲养场饲养规模达到1000头以上，但他们提供了80%以上的牛肉。与此同时，肉牛数量却一直稳定在3000万头左右，牛肉消费量也一直稳定在1150万吨左右。
美国各州肉牛发展极不平衡，2012年销售的牛和小牛前5名的州为德州、内布拉斯加州、密苏里州、俄克拉何马州、南达科他州5个州，它们的销量占美国总销量的一半以上；但到2013年，这一排名有所变化，销售的牛和小牛的总价值的50％以上来自于德州、内布拉斯加州、堪萨斯州、加州、俄克拉何马州等5个州。（美国农业部NASS ）
美国的肉牛业提供了超过100万个就业岗位，在经济上创造了连锁反应。每销售1美元牛肉，就会带来5美元的额外商业活动。在本世纪头10年，美国肉牛业每年的直接产值约为490亿美元，加上带动相关产业的间接效益，每年有近3000亿美元的经济贡献。
美国是肉牛出口大国，2012年，全美共出口牛肉113万吨，创汇55.1亿美元；2013年出口25亿磅（约为114万吨），与上一年比略有增加。出口牛肉主要销往加拿大、日本、墨西哥、南韩、香港等国家和地区。
（资料来源：U.S. USDA. Economic Research Service. Cattle & Beef; Overview. N.p., n.d. Web. 10 Apr. 2013.）
（三）生产方式
如上所述，美国土地面积广，人口少，农业生产效率高，肉牛生产机械化程度高，大型饲草收割机械、饲料加工机械、送料机械、耕作机械一应俱全。美国肉牛生产的基本单元为个体农场，饲养规模达到千头以上的养殖场提供提供了80%以上的牛肉。饲养方式为人工种植牧草，收刈后青饲或干饲，栅栏式舍饲饲养，因美国的肉牛带正好与其玉米带相吻合，其玉米多用于肉牛精料，肉牛生产精料以自产的玉米和大豆为主。
美国肉牛育肥通常分为以下三阶段：第一阶段，始重约350kg（1岁左右），日粮中玉米占8%，日增重约1kg左右，饲养100天后转入第二阶段；第二阶段，始重约450kg，日粮中玉米占50%，日增重约1.5kg左右，饲养30天后转入第三阶段；第三阶段，始重约500kg左右，日粮中玉米占60%-70%，日增重约1.5kg以上，饲养100天后出栏。
（四）美国常见的肉牛品种
在美国，除了来自欧州的世界知名肉牛品种外，还有本土的一些知名品种，如Brahman.它是一个非常着名的适合热带饲养的品种。德州是美国牛肉主产区之一，同南加州一样，那里夏季漫长，气温在华氏105 度（约为摄氏40度）以上，有时高达124℉（51℃）。
美国的肉牛业非常先进，早已形成了专门用于育肥的商业品种。在德州及南加州，由于气候炎热，饲养的品种主要是含安格斯、海福特与婆罗门血统的三元杂交牛。
二、肉牛营养与饲料研究
在美国，研究工作是影响和决定肉牛产业的基石。通过项目研究，能让肉牛经营者更好地了解消费者对肉牛产品的需求，从而尽可能生产出更加安全、更加营养的肉牛产品。此外，通过研发新的牛肉产品，能满足消费者的新的需求。临床研究结果肯定了牛肉的营养价值和它在人们膳食结构中所占的地位。肉牛研究项目通常需要包括动物科学、作物和土壤科学、农业经济学、农业工程学、人口健康学等几大学科的努力协作来完成。
美国肉牛营养研究侧重于通过基础研究和应用的方法来提高牛肉生产效率。当前美国肉牛营养主要进行以下几个方面的研究：
（一）饲料营养价值评定的研究
肉牛的主要饲料为粗饲料，而影响粗饲料品质的因素有很多，因此，粗饲料的品质是一个很不稳定的技术指标。为了科学地进行肉牛日粮配合，我所在实验室坚持经常性地对肉牛采食的饲料原料及日粮进行品质评定。
1、传统评定方法
美国肉牛粗饲料品质评定的传统方法主要有两种：一种是感官评定法；另一种是实验室化学评定法。以干草为例，感官评定法主要根据牧草的种类、成熟度、叶茎比例、物理结构、颜色、气味，混杂程度等指标进行评定。我所在实验室每次进行日粮配合时，每个处理都坚持留样。所留样品先在牛场测定初水分后，再转移到实验室的样品间，以试验阶段为单位进行混合，制备成分析样品。通常每一处理每一阶段保留3瓶样口，如图20所示，中间那瓶是未经粉碎的日粮原样，仅供感官评定用；右瓶为经过初步粉碎的样品；左瓶为经过进一步粉碎的样品，供化学分析用。化学评定法主要测定饲料的DM、CP、NDF、ADF、ADIN（ADF结合氮）含量等，我所在实验室还经常测定饲料的淀粉含量。这些传统的评定可以粗略地对饲料品质进行分级，但无法做到量化，使其在实践中应用受到限制。
2、饲料相对值（Relative Feed Value，RFV）法
为了克服上述传统评定方法的不足，最近几十年，利用整体指标评定饲料品质技术获得了快速发展。它代表了粗饲料品质评定技术的发展方向。现在美国普遍采用的RFV技术对饲料进行整体评定。
饲料相对值（RFV）早在1978年就由美国饲草和草原理事会下属的干草市场特别工作组提出，美国全国饲草评定协会（NFTA）所属试验室定期报告全国不同饲草产品的RFV值，规范粗饲料品质评定，指导饲草拍卖市场价值的认定。其计算公式为：
RFV（%）=DMI×DDM/1.29……（公式1）
式中，DMI和DDM分别为粗饲料的随意采食量和粗饲料的可消化干物质含量。在实际应用中，他们只需测定粗饲料的NDF和ADF以及DM含量，再通过以下数学模型来估测DMI和DDM值。
DMI（%BW）=120/NDF（%DM）……（公式2）
DDM（%DM）=88.9-0.779ADF（%DM）……（公式3）
（二）体内代谢试验
在美国，肉牛体内代谢试验进行比较普遍，通常是用体内指示剂法和瘘管法。我所在的实验室就经常开展这些试验。主要采集的样品包括粪便、瘤胃液、十二指肠液等。瘤胃液通常用于测定脂肪酸和粗蛋白；十二指肠液和粪样则通常需要常测定DM、NDF、CP、Cr2O3、Ash、Starch、核酸、氨、总能等指标。
（三）肉牛营养需要的研究
动物营养需要是在大量饲养试验基础上制定的，美国从事这方面研究的人较多。但由于肉牛育种工作的快速发展，加上分子生物学技术在肉牛业中的广泛应用，使得当前的肉牛营养需要与快速发展的肉牛生产相比，还是显得相对滞后。即便是在美国这样的肉牛产业发达的国家，其营养需要还是沿用2000版的NRC“Nutrient Requirements of Beef Cattle”。该标准虽然在宏量营养素方面能满足肉牛生产的需要，但在微量营养素方面，由于分子营养物学、分子免疫学等学科的快速发展，微量营养素中的许多生理因子及其作用不断被人们发现，10多年以前制定的营养需要标准已不能完全满足当前肉牛产业发展的需要，迫切需要完善和更新。目前美国对肉牛营养需要的研究主要集中在对维生素、微量元素等微量营养素的需要方面，我在美期间就参与了对早期荷斯坦小公牛对维生素A、维生素E需要量的研究工作。
（四）体外研究
在美国，用体外法研究肉牛营养与饲料营养价值最为普遍的方法是体外产气技术。该技术是采用瘤胃液对饲料进行体外培养，以达到近似于瘤胃内发酵环境来研究饲料的瘤胃降解情况的技术。因为此方法不受试验动物的限制，可以在常规实验室条件下进行研究，因此得到了越来越广泛的应用。是目前发达国家采用最多的用来评价放牧家畜饲草饲料饲用价值的技术之一。Theodorou（1994）等研制出一种简便、灵敏的提测定法，即气压转换技术。在反刍动物中，瘤胃是饲料降解消化的主要场所，瘤胃内的产气量与饲料降解密切相关，自从Menke等（1979）建立并发展了体外产气法评定饲料营养价值，发现产气量与饲料在瘤胃中的降解率程显着正相关，科学家们已经成功地用体外产气法评估饲料的消化性、采食量、动物生长速度。这种方法大大地提高了饲料评定效率，降低了试验费用，而且试验条件更好控制，以获得精确一致的数据。体外产气技术在不需要太多重复和不破坏样品的前提下，直观地比较出同类饲料的营养价值，也弥补了原来尼龙袋法中液态饲料应用的缺陷。但是，其技术也受自身因素的限制，无法将培养过程中终产物的排出，因而只能反映出饲料在较短时间内静态发酵降解的情况（冯仰廉，2004），比较不同饲料的营养价值时，需要综合其他发酵产物，如挥发性脂肪酸（VFA）、微生物氮和氨态氮等做出评定。我所在实验室在进行单宁对育肥牛生产性能的影响的研究时，就采用了此种方法，再结合VFA、微生物氮、氨态氮等来综合评估处理后的苜蓿草的饲用价值。
