低磷日粮对夏南牛生长性能的维持与粪便磷排放的减排作用

本研究针对肉牛养殖中无机磷过度添加导致的磷环境污染问题，系统探讨了低磷日粮对夏南牛生长性能、磷代谢及瘤胃菌群的影响。研究发现，将日粮磷水平从0.25%降至0.19%（干物质基础）可在维持牛只正常生长性能（ADG、DMI）的同时，显著降低磷摄入量及粪便磷排泄量（降幅达25.15%），并揭示了Ruminococcaceae UCG-005、Saccharofermentans等菌属与磷排泄呈正相关。该研究为通过营养调控减少畜牧业磷污染提供了重要理论依据和实践方案，对推动绿色养殖发展具有积极意义。

　　

在集约化畜牧业快速发展的背景下，如何平衡动物生产性能与环境保护已成为行业面临的重要挑战。磷（P）作为动物体内含量第二的矿物元素，不仅是骨骼组织的重要构成成分，还参与能量代谢（ATP）、细胞信号传导和血液pH缓冲等多种生理过程。然而，长期以来，由于缺乏精准的磷利用评估方法，养殖现场普遍存在无机磷过度添加的现象。这不仅提高了饲养成本，更导致大量未被吸收的磷通过粪便排出，造成水体富营养化和土壤污染等一系列环境问题。已有研究表明，奶牛日粮磷水平从0.41%降至0.35%可使整个加拿大奶牛群年磷排泄量减少1300吨，同时每头牛节省约20加元成本。尽管如此，关于生长肉牛，特别是中国地方品种夏南牛的低磷饲喂方案研究仍较为缺乏。

为此，湖南农业大学动物科学技术学院的科研团队在《Animal Nutrition》上发表了一项研究，系统评价了低磷日粮对夏南牛生长性能、养分消化、磷代谢、血清指标及瘤胃发酵特性与菌群结构的影响，旨在为制定既能保证牛健康生长又可减少环境污染的磷营养策略提供科学依据。

该研究采用了动物饲养试验、血清生化分析、瘤胃发酵参数测定以及基于PacBio平台的全长16S rRNA测序技术。32头健康夏南牛阉牛（初始体重267.42±45.77 kg）被随机分为4组，分别接受磷水平为0.16%（XPA）、0.19%（XPB）、0.22%（XPC）和0.25%（XPD，对照组）的日粮，试验持续90天。研究过程中，定期采集血液、瘤胃液及粪便样本，进行多指标检测与相关性分析。

研究结果首先体现在生长性能上。与XPD组相比，XPA组的末重、平均日增重（ADG）和干物质采食量（DMI）均显著降低，而XPB和XPC组则与对照组无显著差异。特别值得注意的是，XPB组获得了最低的料重比（FCR），表明0.19%的磷水平可在不影响增重的同时提高饲料利用效率。

在磷代谢与消化率方面，除钙（Ca）和磷之外，其他养分（DM、EE、CP、NDF、ADF）的表观消化率组间无显著差异。随着日粮磷水平的降低，磷摄入量、磷消化率及粪便磷含量均呈线性下降。其中，XPB组（0.19% P）的粪便磷排放较对照组降低了25.15%，显示出显著的环境效益。

血清生化指标对磷营养状况响应敏感。甲状旁腺激素（PTH）、1,25-二羟基维生素D₃（1,25(OH)₂D₃）、血钙和血磷浓度均随日粮磷降低而下降；相反，降钙素（CT）和碱性磷酸酶（ALP）活性则呈上升趋势，反映了机体在低磷状态下通过内分泌调节机制竭力维持钙磷稳态。

瘤胃发酵参数测定发现，除微生物蛋白（MCP）在XPC组最高外，各组间pH、氨氮（NH₃-N）和总挥发性脂肪酸（TVFA）无显著差异。但随着磷水平降低，乙酸摩尔比例和乙酸/丙酸（A:P）比值上升，而丙酸、异丁酸和异戊酸比例下降，这提示低磷可能影响了瘤胃微生物的代谢途径与能量利用效率。

通过全长16S rRNA测序，研究进一步解析了瘤胃菌群结构。尽管各组间菌群α与β多样性无显著差异，但菌群组成存在一定变化。在门水平上，低磷日粮降低了厚壁菌门（Firmicutes）的相对丰度及厚壁菌门/拟杆菌门（F:B）比值。在属水平上，Ruminococcaceae UCG-005、Saccharofermentans、Butyrivibrio等菌属的相对丰度随磷水平降低而下降，而这些菌属与丙酸生成呈正相关，与A:P比值呈负相关。特别重要的是，Spearman相关分析揭示，Ruminococcaceae UCG-005、Saccharofermentans和Butyrivibrio与粪便磷含量呈正相关，而Rikenellaceae_RC9_gut_group和uncultured_bacterium_f_F082则与磷排泄负相关，这为通过调控菌群减少磷排放提供了新的靶点。

综上所述，本研究通过多指标综合评价表明，将夏南牛日粮磷水平降至0.19%（干物质基础）可有效维持正常生长性能，同时显著降低磷摄入与粪便磷排放，减轻环境压力。瘤胃菌群分析进一步揭示了特定细菌类群与磷代谢的密切关系，为未来通过营养干预调控菌群、实现精准减排提供了重要方向。该研究成果对推动畜牧业绿色、可持续发展具有重要的理论与实践意义。