代乳粉组成与开食料蛋白源对德国荷斯坦公犊牛采食、代谢及生长的交互影响：全乳/脱脂乳与豌豆-菜籽粕/豆粕的2×2析因研究

《Frontiers in Animal Science》：Concentrate feed intake, metabolic response and growth in German Holstein bull calves vary depending on the composition of milk replacer and starter feed

　　

早期营养影响奶犊牛的生长、代谢发育及其后续生产力。本研究旨在探讨以本地豆科豌豆（Pisum sativum，30%）与菜籽（10%）混合物为基础配制的犊牛开食料（calf starter，CS）能否支持常规饲养犊牛的绩效导向培育，以及其反应是否随代乳粉（milk replacer，MR）品质不同而变化。为此，将49头德国荷斯坦公犊牛随机分配至2 × 2析因设计，比较基于脱脂乳或全乳的MR与含豆粕或豌豆和菜籽提取粕混合物的CS。记录MR和CS采食量、生长性能（体重、平均日增重（average daily gain，ADG）、背长和体长、胸围、肩高和臀高）及与能量和脂质代谢相关的部分血液代谢物。断奶前后采用超声测定背膘厚和肋膘厚。饲喂全乳基MR的犊牛生长性能较好（试验期间体重（P_{time × MR} = 0.005）和背长（P_{time × MR} = 0.029），断奶前ADG较大（P_{time × MR} = 0.009）。CS采食量主要在断奶期间增加（P_time < 0.001），豆粕基组干物质（dry matter，DM）和能量摄入较高（P_{time × CS} < 0.001）。其他生长参数差异较小且多为暂时性。血液代谢物反映断奶期间代谢转变，所有组葡萄糖浓度下降（P_time < 0.001），β-羟丁酸（β-hydroxybutyrate，BHB）水平升高（P_time < 0.001）。MR配方影响脂质代谢，饲喂脱脂乳基MR的犊牛胆固醇（P_{time × MR} < 0.001）和胆固醇组分浓度较高（P_{time × MR} < 0.001）。在本研究条件下，豌豆-菜籽CS导致采食量低于豆粕基CS，且未能支持断奶期间CS和MR来源的营养摄入。后续工作应通过改变菜籽-豆科基CS混合物中菜籽和豆科组分比例来改善适口性，并评估对瘤胃发育和生产性能的长期影响。

研究背景与目的：早期营养影响奶犊牛生长、代谢发育和后续生产性能。全球奶业常将牛奶作为高价值商品出售，犊牛多用MR而非全乳饲养；同时CS对瘤胃发育和由液体向固体饲料过渡至关重要，但断奶前CS采食量通常较低。豆粕（soybean meal，SBM）因蛋白含量高（44%—48% DM）、适口性好而常用，但可持续性和进口依赖促使人们关注本地豆科蛋白源。豌豆含34%—43%淀粉、19.4%—24%蛋白（DM），与10%菜籽提取粕（rapeseed extraction meal，REM）配合可提高粗蛋白；然而豌豆-REMCS在常规犊牛培育中的采食、生长和代谢效应，以及其与MR质量的交互作用仍不清楚。已有研究表明全乳适口性和消化率较好，MR中植物脂肪可改变代谢和健康，MR配方还可影响断奶前后开食料摄入。基于此，研究人员假设本地蛋白源（native protein source，NPS）型CS可在不负面影响生长和能量代谢的情况下替代SBM型CS，并预期MR类型与CS蛋白源存在交互。为此，研究人员以49头德国荷斯坦公犊牛开展2×2析因试验，比较全乳基（whole milk，WM）/脱脂乳基（skimmed milk，SM）MR与SBM/NPS CS；结果表明WM MR改善早期生长，NPS CS在断奶期接受性差、采食和养分摄入低，未见明确MR×CS交互，SM MR改变脂质代谢。该研究为常规饲养条件下代乳粉选择和本地蛋白源开食料配方优化提供了直接证据，并提示NPS需改善适口性和养分供给后才能替代SBM。

关键技术与方法：采用2×2析因设计，将49头德国荷斯坦公犊牛（试验站3个月内出生，出生体重43.1±6.4 kg）随机分4组；MR分WM和SM，CS分SBM基和NPS基（30%豌豆+10%REM）。自动记录MR与CS采食量，每周测体重和体尺；断奶前后超声测背膘、肋膘；试验第1、28、42天采血测能量和脂质代谢物；第42/43天采粪测粗养分；用混合模型分析时间、MR、CS及交互作用。

结果：3.1 饲料与养分摄入：通过自动饲喂系统记录发现，MR干物质摄入从试验第1天（experimental day，ED 1）至ED 4增加，断奶期随限量下降（P_time < 0.001），无处理效应；CS干物质摄入受CS×时间影响（P_{time × CS} < 0.001），断奶期SBM组由93±14.1 g DM/d增至673±42.1 g DM/d，NPS组由22±1.1 g DM/d增至78±25.9 g DM/d；全期SBM组CS总摄入约23 kg DM，NPS组约3 kg DM；SBM组MR+CS干物质、粗蛋白和代谢能摄入较高，WM组MR的代谢能和粗脂肪摄入较高。3.2 生长性能：每周测体重和体尺、ED 28和42超声测脂肪厚度，所有组生长参数随时间增加；WM组试验期体重较高（P_{time × MR} = 0.005）、背长较长（P_{time × MR} = 0.029）、断奶前ADG较高（P_{time × MR} = 0.009），ED 21差异明显；臀高受MR×时间×CS影响（P_{time × MR × CS} = 0.012），ED 14有暂时差异、ED 28消失；肩高、体长、胸围无处理效应；背膘和肋膘无变化，平均分别为5.2±0.42 mm和8.8±0.21 mm。3.3 瘤胃参数：每周观察瘤胃收缩频率和充盈度，ED 1—21未见收缩且不能触诊；ED 28起SM-NPS组8%动物偶见每2分钟1次收缩，SM-SBM组8%动物中度充盈；ED 35和42各组出现1—2次/2分钟收缩及可检测充盈的比例增加。3.4 血液：ED 1、28、42采血，所有组血糖ED 1—28稳定、断奶末下降（P_time < 0.001）；BHB于ED 28—42升高（P_time < 0.001），WM组较高（P_{time × MR} = 0.023）；非酯化脂肪酸（non-esterified fatty acids，NEFA）无处理和时间变化，约0.31±0.056 mmol/L；SM组胆固醇、高密度脂蛋白胆固醇（high-density lipoprotein cholesterol，HDL-C）、低密度脂蛋白胆固醇（low-density lipoprotein cholesterol，LDL-C）较高（P_{time × MR} < 0.001），LDL-C/HDL-C随时间和MR升高；甘油三酯、乳酸、总蛋白无处理效应但随时间变化。3.5 粪便粗养分：ED 42/43采粪，除SBM组粗灰分高于NPS组（P_CS = 0.040）外，养分组成无处理差异；因NPS组断奶前CS摄入低，粪便主要反映MR来源营养，无法据此评价SBM与豌豆/菜籽蛋白的消化率。

讨论总结：作者将NPS低采食与CS粗蛋白较低（SBM 21.0% DM，NPS 15.1% DM）、适口性、淀粉及纤维差异联系起来；SBM CS的代谢能高0.2 MJ/kg，NPS淀粉较高（438 vs 355 g/kg DM），但未测氨基酸组成、抗营养因子和瘤胃微生物活性，故不能据此确定机制。MR方面，WM MR能量和脂肪较高；SM MR主要含植物脂肪，SM组胆固醇、HDL-C、LDL-C及LDL-C/HDL-C较高，作者认为脂肪来源影响脂质代谢。血糖下降和BHB升高符合断奶及瘤胃发育，NEFA稳定不支持能量缺乏。未观察到MR×CS明确交互，需长期研究总固形物采食、瘤胃发育和健康。

研究结论（翻译）：在本研究范围内，MR配方对生长相关参数影响更明显，全乳基代乳粉改善断奶前增重和背长；断奶期本地豆科开食料（30%豌豆+10%菜籽粕）接受性差，NPS组干物质和养分摄入明显低于SBM组；未观察到MR与CS明确交互；脱脂/植物脂肪代乳粉改变脂质代谢，使总胆固醇、HDL-C和LDL-C升高。在所采用断奶程序和研究期内，NPS开食料不适合替代SBM开食料；低接受性应限于断奶前后荷斯坦犊牛，不能外推至其他反刍动物；全乳型代乳粉可促进早期生长，替代豆粕需优化配方以改善适口性和养分供给；需更长期研究总固形物采食、瘤胃发育和健康。