挤压大豆粕替代菜籽粕对奶牛泌乳性能及肠道气体排放的影响研究

为解决奶牛日粮中蛋白质来源对泌乳性能及甲烷排放的影响问题，研究人员开展了一项关于挤压大豆粕(ESBM)替代菜籽粕(CM)的对照研究。通过比较149°C(LSBM)和171°C(HSBM)两种挤压温度处理的ESBM对奶牛生产性能、瘤胃发酵及氮利用效率的影响，发现ESBM替代CM虽不影响产奶量，但降低了乳脂率，且高温处理ESBM未显现额外优势。该研究为优化奶牛日粮配方提供了重要数据支撑。

　　

在畜牧业可持续发展面临环境压力与资源效率双重挑战的背景下，奶牛养殖业亟需优化饲料配方以平衡生产性能与环境影响。传统蛋白质饲料如菜籽粕(CM)与豆粕(SBM)的利用效率存在争议，尤其关于不同加工工艺对蛋白质瘤胃降解特性及甲烷排放的影响尚未明确。这一领域的研究空白使得饲料企业难以精准评估新型蛋白原料的经济与环境效益，也制约了低碳养殖技术的推广。

针对这一科学问题，宾夕法尼亚州立大学的研究团队在《Journal of Dairy Science》发表了一项创新性研究。该团队采用随机区组设计，将45头荷斯坦奶牛分为三组，分别饲喂含13.7% CM、12.1%低温挤压豆粕(LSBM,149°C)和12.5%高温挤压豆粕(HSBM,171°C)的等粗蛋白(CP)日粮，通过9周试验系统评估了三种蛋白源对奶牛生产性能、瘤胃发酵参数及肠道气体排放的影响。研究运用GreenFeed系统实时监测甲烷排放，结合瘤胃液采样、全消化道消化率测定及氮平衡分析等综合手段，首次揭示了不同加工温度ESBM替代CM的潜在效益与局限。

材料与方法
研究采用随机区组设计，45头泌乳期荷斯坦奶牛（12头初产，33头经产）按产奶量、胎次和泌乳天数分组。基础日粮配方通过添加豆皮调整中性洗涤纤维(NDF)平衡，使用近红外光谱分析饲料成分。瘤胃降解特性通过尼龙袋法测定，甲烷排放采用GreenFeed系统连续监测，粪便与尿液样本通过酸不溶灰分标记法评估消化率。

结果与讨论

日粮与饲料特性
ESBM的瘤胃非降解蛋白(RUP)含量显著高于CM（HSBM达66.2% CP），且高温处理进一步提高了RUP比例。但值得注意的是，HSBM日粮的瘤胃降解蛋白(RDP)供应比NRC(2001)推荐值低10%，这为后续瘤胃发酵异常埋下伏笔。

生产性能
尽管三种日粮的干物质采食量(DMI)和标准乳(ECM)产量无差异，但CM组乳脂率显著高于ESBM组(4.07% vs. 3.73-3.79%)。高温处理的HSBM反而使乳真蛋白(MTP)含量呈现下降趋势，这可能与其RDP供应不足影响微生物蛋白合成有关。这一发现颠覆了"更高RUP必然改善生产性能"的传统认知。

瘤胃发酵
HSBM组表现出异常的瘤胃发酵模式：丙酸比例下降4.7个百分点，乙酸/丙酸比值升高至2.98（LSBM组为2.34），同时异丁酸有增加趋势。这些变化与RDP缺乏导致的微生物活性抑制高度一致，印证了瘤胃氮平衡对发酵模式的关键调控作用。

甲烷排放
尽管ESBM的粗脂肪(EE)含量比CM高40%，但CH₄排放量、排放强度(g/kg ECM)在三组间无统计学差异。这一结果提示，在日粮EE含量5%左右的常规范围内，脂肪对甲烷生成的抑制效应可能被其他营养因素的交互作用所抵消。

氮利用效率
HSBM组粪便氮排泄量比LSBM组增加7.1%，这与其较低的CP全消化道消化率(75.5% vs. 77.5%)相呼应。值得注意的是，ESBM组的尿尿素氮(UUN)排泄量比CM组高38%，反映出过量的RUP未被有效利用于乳蛋白合成。

结论与展望
该研究首次系统论证了在等CP基础上，ESBM替代CM不会降低奶牛产奶量，但会轻微影响乳成分组成。特别重要的是，171°C高温处理的ESBM不仅未能带来预期效益，反而可能因RDP供应不足而损害瘤胃功能。这一发现为饲料加工业优化挤压工艺参数提供了直接依据——过高的温度虽能提高RUP含量，但可能以牺牲蛋白质利用效率为代价。

从环境角度看，研究否定了"ESBM天然具备减排优势"的假设，强调需通过整体日粮调控而非单一原料替代来实现甲烷减排。未来研究应关注不同RUP/RDP组合的协同效应，并探索补充瘤胃可降解氮对高温处理ESBM利用效率的改善潜力。该成果为构建"精准营养-高效生产-低碳排放"三位一体的奶牛饲养模式提供了重要理论支撑。