本地化低蛋白精料对放牧奶牛产奶性能及氮素利用的影响研究

《Journal of Dairy Science》：The effect of concentrate crude protein concentration and replacing imported feed ingredients with locally grown cereals and faba bean on milk production and nitrogen utilization in grazing dairy cows

为降低放牧奶牛氮排泄及碳足迹，研究评估了低蛋白精料（12% vs 14% CP）及本地原料（大麦、燕麦、蚕豆）替代进口原料的效果。结果表明，12% CP精料（无论来源）均未降低产奶量，但本地12% CP组因牧草采食量增加导致氮利用效率（NUE）降低。该策略可在维持生产的同时减少环境负担，但需优化氮素管理。

　　

背景：当“碳中和”遇上“放牧奶牛”

在欧洲和爱尔兰立志于2050年实现气候中和的宏大目标下，畜牧业正面临前所未有的转型压力。对于以放牧为主的奶牛养殖系统而言，这不仅是能源问题，更是一场关于“氮”的效率革命。

传统的放牧系统存在一个尴尬的矛盾：一方面，牧草虽然富含粗蛋白（CP，通常高达20%），但能量密度不足，限制了产奶潜力的发挥；另一方面，为了补足能量而大量使用的进口精料（如豆粕、玉米），不仅带来了高碳足迹，还加剧了氮的过剩。奶牛对氮的利用效率（NUE）极低，大量未被利用的氮以尿液形式排出，转化为环境中的氨气和温室气体。因此，如何在维持高产奶量的同时，通过降低日粮蛋白水平和利用本地低碳原料来“减氮”，成为了爱尔兰乃至全球温带放牧系统亟待解决的难题。

关键技术方法

本研究在爱尔兰都柏林大学（UCD） Lyons研究农场进行了为期两年（2020-2021）的随机区组实验。研究队列为105头（每年35头）处于泌乳中期的放牧荷斯坦奶牛。实验设计了三种精料处理：LS12（本地原料，12% CP，含大麦、燕麦、蚕豆）、IF12（进口原料，12% CP）和IF14（进口原料，14% CP）。通过自动投喂系统（Feedrite）精确控制精料摄入，结合PastureBase Ireland平台进行草场管理，并在泌乳后期（188 ± 17.6 DIM）使用指示剂法（Cr₂O₃）精确测定了干物质采食量（DMI）和氮素分配。

研究结果与发现

1. 产奶性能：低蛋白并未“减产”

结论： 将精料蛋白水平从14%降至12%，无论是使用进口还是本地原料，均未对全期产奶量、乳脂和乳蛋白产量造成显著负面影响（P> 0.05）。

数据深挖： 唯一的例外出现在实验前10周，LS12组（本地12%）的能量校正乳（ECM）比IF14组（进口14%）平均低1.52 kg/d。这表明在泌乳高峰期，本地原料配方的能量平衡可能需要进一步优化，但在整个放牧季节的大部分时间里，生产性能是稳定的。

2. 采食行为：本地原料激发了“吃草欲”

结论： LS12组奶牛表现出显著的“补偿性采食”行为，其牧草干物质采食量显著高于IF12组。

机制推断： 本地原料精料（LS12）可能适口性更佳或物理结构更利于反刍，促使奶牛增加了优质牧草的摄入。这虽然维持了总能量摄入，但也带来了意想不到的氮素管理问题。

3. 氮素利用：效率的“悖论”

结论： 尽管LS12精料本身蛋白较低，但由于奶牛采食了更多高蛋白牧草，其总氮摄入量反而最高，导致氮利用效率（NUE）显著低于IF12组。

关键对比：

• •
  IF12（进口12%）： 氮摄入适中，NUE最高，是减排的最佳平衡点。
• •
  LS12（本地12%）： 氮摄入最高，NUE最低，存在氮浪费风险。
• •
  IF14（进口14%）： 氮摄入高且无增产效果，NUE低，不推荐。

结论与意义

这项发表在《Journal of Dairy Science》上的研究为可持续放牧养殖提供了明确的实践指南：

1. 1.
   降蛋白可行： 在优质牧草背景下，将精料CP从14%降至12%是安全的，不会牺牲产奶量。
2. 2.
   本地化机遇与挑战： 使用大麦、燕麦和蚕豆完全替代进口原料是可行的，但需警惕其可能带来的牧草采食量增加，进而导致氮摄入超标。未来的配方优化需更精准地匹配牧草蛋白水平。
3. 3.
   环境红利： 该策略显著降低了饲料运输的碳足迹，并减少了对外部进口蛋白（如豆粕）的依赖。

简而言之，“本地化低蛋白”是放牧奶牛实现绿色生产的有效路径，但成功的关键在于精细化的氮素预算管理，而非简单的原料替换。