不同膳食粗蛋白浓度对奶牛生产性能、饲料效率及甲烷排放的影响研究

为探究膳食粗蛋白（CP）浓度对奶牛的影响，研究人员开展相关研究，发现 15 - 18% CP 浓度的日粮有诸多优势。

　　在当今的奶牛养殖领域，可持续发展的需求愈发迫切。一方面，随着全球人口的增长，对动物产品的需求不断攀升，奶牛养殖规模持续扩大。但与此同时，奶牛养殖带来的环境问题也日益凸显。其中，奶牛对膳食蛋白质的利用效率较低，仅有约 25 - 30% 被储存和利用，其余则以氮的形式随粪便和尿液排出。这些氮在微生物发酵作用下，会转化为氨和一氧化二氮等温室气体，还会导致地下水富营养化，对环境造成极大压力。

另一方面，反刍动物的肠道发酵是甲烷（CH₄）排放的重要来源，在英国，农业领域的 CH₄排放约 47% 来自反刍动物，这对气候变化构成了严重威胁。而且，CH₄的排放意味着奶牛摄入的总能量中有 3.7 - 10.1% 被损失掉，影响了能量利用效率。

在这样的背景下，降低奶牛膳食中的 CP 浓度成为了一个可能的解决方案。然而，此前的研究表明，降低 CP 浓度可能会导致牛奶产量下降，并且关于不同 CP 浓度对能量利用效率和 CH₄排放的综合影响，相关研究还十分匮乏。因此，确定一个既能保证奶牛生产性能和饲料效率，又不会增加 CH₄排放的最佳膳食 CP 浓度，成为了奶牛养殖领域亟待解决的问题。

为了攻克这一难题，来自 Agri - Food and Biosciences Institute（英国农业与食品生物科学研究所）的研究人员开展了一项深入研究。该研究成果发表在《animal》杂志上。

研究人员采用了一系列科学的技术方法来开展此项研究。首先，他们从一项代谢研究中收集数据，该代谢研究涉及 24 头秋季产犊的泌乳荷斯坦 - 弗里斯奶牛（12 头初产牛和 12 头经产牛）。这些奶牛来自一项全泌乳期研究，在全泌乳期研究中，90 头奶牛被分配到含有不同 CP 浓度（低 LCP、中 MCP、高 HCP）的总混合日粮中，目标 CP 浓度分别为 120、150 和 180 g/kg 干物质（DM）。在代谢研究中，研究人员在奶牛泌乳的早期（70 - 90 天）、中期（150 - 170 天）和晚期（230 - 250 天），将奶牛转移到代谢单元进行为期 8 天的测量，包括饲料摄入量、粪便和尿液的总输出量等。之后，奶牛被转移到间接开路呼吸热量计室进行 3 天的测量，以测定气体交换（O₂、CO₂和 CH₄）情况。同时，研究人员还记录了奶牛的体重、体况评分等数据，并对牛奶产量、成分以及饲料效率和能量利用效率等参数进行了详细计算和分析。

在研究结果方面：

• 饲料摄入、动物生产性能和饲料效率：CP 浓度显著影响饲料摄入量。与 LCP 组相比，MCP 和 HCP 组的总干物质采食量（DMI）、精饲料 DMI 更高，且 HCP 组的粗饲料（如青贮草和青贮玉米）DMI 也更高。CP 浓度对牛奶产量和成分影响显著，MCP 和 HCP 组的牛奶产量、能量校正乳产量（ECMY）、脂肪、蛋白质和乳糖产量均高于 LCP 组。通过回归分析发现，牛奶产量、ECMY 与 CP 浓度存在显著的二次关系，在 CP 浓度为 17% 时，牛奶产量达到峰值（28.0 kg/d），在 CP 浓度为 18% 时，ECMY 达到峰值（27.5 kg/d）。在饲料效率方面，MCP 和 HCP 组在将 DMI 转化为 ECMY、牛奶固体和牛奶能量方面更高效，但 CP 浓度对牛奶 / DMI 的影响存在线性和二次效应，当 CP 浓度超过 16% DM 时，牛奶 / DMI 不再提高，甚至会产生负面影响。
• 能量利用效率和甲烷排放：CP 浓度对能量摄入和输出有显著影响。MCP 和 HCP 组的总能量摄入（GEI）、消化能摄入（DEI）、代谢能摄入（MEI）、粪便 GE、尿液 GE 和牛奶能量输出更高，HCP 组的产热（HP）也更高。在能量利用效率方面，除了 E_L/MEI 和 K_L外，CP 浓度对其他能量利用效率参数均有显著线性影响。MCP 和 HCP 组的 DEI/GEI、MEI/GEI、MEI/DEI 和 E_L(0)/MEI 更高，而 LCP 组的 HP/MEI 更高。在甲烷排放方面，虽然 CP 浓度对总体 CH₄产量（g/d）无显著影响，但 LCP 组的 CH₄输出相对于可消化 DMI、ECMY、GEI、DEI 和 MEI 的比例更高，回归分析表明，CP 浓度与 CH₄/ 可消化 DMI、CH₄/ECMY 等存在负线性关系。

研究结论和讨论部分表明，虽然在整个泌乳期，饲喂 151 g/kg 或 181 g/kg CP 的奶牛在牛奶产量、ECMY 和效率参数方面表现相似，但回归分析显示，在 150 - 180 g/kg DM 范围内，牛奶和 ECMY 产量仍有上升空间，最佳 CP 浓度分别为 170 g/kg（牛奶产量）和 180 g/kg（ECMY），不过这可能取决于泌乳阶段。低 CP 浓度（122 g/kg）对奶牛的生产性能、效率以及 CH₄排放均有负面影响。综合来看，CP 浓度在 15 - 18%（DM 基础）的日粮能够为初产和经产泌乳奶牛提供足够的蛋白质，维持牛奶生产和饲养效率，同时降低 CH₄产量和排放强度。这一研究成果为奶牛养殖中合理调整饲料 CP 浓度提供了重要的理论依据，有助于在保证牛奶产量的同时，降低养殖成本，减少环境影响，推动奶牛养殖行业的可持续发展。