吃的是草，擠的是奶。這是很多人提到“奶牛”時的第一印象。

“擠的是奶”不假，“吃的是草”現(xiàn)在看來并不全面。實際上，奶牛吃得極為講究，每頓飯里不僅有粗飼料、精飼料，還有多汁飼料以及礦物質(zhì)飼料。

“好料才能養(yǎng)好牛，好牛才能產(chǎn)好奶。”北京農(nóng)學(xué)院動物科學(xué)技術(shù)學(xué)院院長、奶牛營養(yǎng)學(xué)北京市重點實驗室主任蔣林樹與奶牛打了近三十年的交道，他堅持做好奶牛的“營養(yǎng)師”，致力于新飼料添加劑產(chǎn)品研發(fā)，讓奶牛不僅“吃得飽吃得好”，還要“吃得健康吃得營養(yǎng)”。

農(nóng)業(yè)農(nóng)村部神農(nóng)領(lǐng)軍英才、首批北京市屬高校“長城學(xué)者”培養(yǎng)計劃人選、中國奶業(yè)突出貢獻人才……面對諸多榮譽和鼓勵，蔣林樹說，他的夢想在蒼茫牧場。

蔣林樹在奶牛營養(yǎng)學(xué)北京市重點實驗室里查看飼料樣本。 受訪者供圖

亮出標(biāo)簽

牛奶是非常理想的天然食品之一。

碳水化合物、蛋白質(zhì)、脂肪、維生素、礦物質(zhì)……人類需要的基本營養(yǎng)元素一應(yīng)俱全；免疫球蛋白、脂肪酸、乳鐵蛋白……隨著各種功能因子不斷被發(fā)現(xiàn)，牛奶在增強人體免疫力、增進腸道發(fā)育、促進骨骼生長等方面的功效也被一一證實。

聰明的中國人一邊喝著牛奶，一邊研究牛奶的性質(zhì)、加工和應(yīng)用。

根據(jù)《史記·匈奴列傳》記載，早在公元前200年，匈奴人就開始飲用牛奶。成書于公元500年左右的《齊民要術(shù)》中，已有用牛奶、羊奶制作干酪的詳細記載。宋朝專門成立了一個部門叫“牛羊司乳酪院”。元朝時，成吉思汗的戰(zhàn)隊每次出征，都會有成群的牛羊跟在部隊后面，為士兵提供肉奶。清朝時，用牛奶加工的各種奶制品，更是皇家不可或缺的美味點心。

不過，幾十年前，每天喝上一瓶牛奶還是很多中國人難以企及的渴望。

1976年，北京市牛奶公司鮮牛奶上市量僅80噸，每人每天大概只能喝到一瓶蓋的牛奶。時光流轉(zhuǎn)，不到50年，牛奶市場已是另一番光景——2023年，全市生鮮奶產(chǎn)量達到26.5萬噸。

一口牛奶，品嘗的既是天然的醇香，也是時代的變遷。

“是我們這個專業(yè)實現(xiàn)了牛奶的從無到有、從有到足！”蔣林樹不無自豪地說。

蔣林樹的本科、碩士、博士聚焦的都是動物營養(yǎng)與飼料科學(xué)。在他看來，這個被很多人瞧不上的“低端”行業(yè)，與人們的生活息息相關(guān)。隨著研究的不斷深入，他對這個“接地氣”行業(yè)的情感也日益濃厚。

“飼料是動物的口糧，養(yǎng)殖業(yè)的發(fā)展必須有我們飼料業(yè)的支撐。沒有我們的‘低端’行業(yè)，就不會有‘高端’行業(yè)。”

位于奶牛營養(yǎng)學(xué)北京市重點實驗室7層的飼料樣本展示室里，瓶瓶罐罐里裝著目前牛場中所用的主要飼料。甜菜顆粒、犢牛的開胃料、膨化大豆……100多種天然飼料幾乎能滿足奶牛所有的營養(yǎng)需求。

作為一個常年扎根實驗牛場的人，蔣林樹對奶牛的口味了如指掌。“奶牛的飼料是根據(jù)它所處的不同階段來進行配比的。比如懷孕后期，就不能給它吃太好的飼料，否則胎兒長得過大容易引起難產(chǎn)；產(chǎn)奶期間就要吃得更精細、更新鮮。”

對飼料的研究，蔣林樹并未止步于此。

過去幾十年來，他與相關(guān)單位合作，對不同飼料中的粗蛋白、粗脂肪、鈣等成分進行檢測分析，致力于為奶牛打造一份科學(xué)的“帶量食譜”。

這是一個考驗?zāi)托牡募夹g(shù)活兒，他們面對的是海量的數(shù)據(jù)。

“就北京地區(qū)而言，長在延慶的玉米與長在大興的玉米營養(yǎng)成分就不太一樣。只有將飼料的營養(yǎng)成分明確了，奶牛才能吃得更健康。”

高投入高產(chǎn)出是我國奶牛養(yǎng)殖業(yè)實現(xiàn)快速發(fā)展的重要生產(chǎn)模式。但是這種模式可能導(dǎo)致奶牛免疫力下降、營養(yǎng)代謝病多發(fā)等一系列問題，使得奶牛綜合養(yǎng)殖效益顯著下降。

如何破解這個難題？蔣林樹一直在苦苦追問。

一次出差時，路上的保健食品廣告牌給了蔣林樹靈感。“人能通過保健食品增強免疫力，奶牛是不是也可以？”蔣林樹有了新思路。

為了確保奶牛吃得“綠色、健康”，中草藥等天然植物中的活性成分成了蔣林樹和團隊的首選研究對象。

事實上，早在20世紀(jì)80年代，歐洲等地的發(fā)達國家已經(jīng)開始將研究目光投向天然植物提取出的活性物質(zhì)，探索其在改善畜禽健康、促進優(yōu)質(zhì)畜產(chǎn)品生產(chǎn)上的功效。我國對天然活性提取物的研究與應(yīng)用歷史悠久，但受制于學(xué)科局限、分析水平及奶牛養(yǎng)殖特點，始終未在奶牛養(yǎng)殖上有所應(yīng)用。

2006年起，蔣林樹義無反顧地扎進了這片空白的研究領(lǐng)域。如今，“天然活性物質(zhì)”已經(jīng)成了這個團隊的亮眼標(biāo)簽。

撥云見日

剛剛踏上天然活性物質(zhì)研究之路時，蔣林樹只知道“傻乎乎地不停做實驗”，花費了一大堆時間和精力，卻沒有形成體系化的研究思路。

這讓他一度感到崩潰。

困擾著蔣林樹的難題，同樣困擾著未能在這條路上成功走下去的其他科學(xué)家，人們對天然植物提取物雖然有所了解，但是對其具體的作用機制并不十分清楚。

“就像你吃了一個蘋果后免疫力提高了，但是我們搞不清楚是果肉還是果皮發(fā)揮了作用。”蔣林樹解釋，天然植物提取物是一種復(fù)合物，要確認其中的有效成分，需要進一步提取出其中的不同組分，再分別進行實驗驗證。

天然植物種類如此之多，困在看不到盡頭的實驗室里，不斷遭受打擊的蔣林樹急迫地需要新的思路。

2020年5月的一天，蔣林樹無意中翻到了我國著名動物學(xué)家、系統(tǒng)動物營養(yǎng)學(xué)奠基人盧德勛在湖州考察的報道。報道中，盧德勛提出了體系化的研究思路，比如飼料營養(yǎng)活性物質(zhì)研究應(yīng)從營養(yǎng)活性物質(zhì)指紋圖譜數(shù)據(jù)庫構(gòu)建、營養(yǎng)活性物質(zhì)主效因子檢驗與評價等方面展開。

“盧老師的闡述，解開了我的困惑，給我指明了方向。”蔣林樹當(dāng)即聯(lián)系了老先生，盧德勛慷慨地將演示文稿和文字手稿發(fā)給了他。在老先生的啟發(fā)下，蔣林樹決定調(diào)整研究方向——由毫無頭緒地四處碰運氣，變?yōu)閷ふ姨烊恢参锾崛∥锇l(fā)揮作用背后的本質(zhì)規(guī)律。

這次，蔣林樹站在了“巨人”的肩膀上。“我們先篩選出已證實的對人或其他動物有效的天然植物提取物，探究這些提取物作用的基因，再去確認奶牛身上是否存在同樣的基因。這樣篩選形成的數(shù)據(jù)庫，就能為產(chǎn)品研發(fā)提供明確的方向和參照。”

農(nóng)學(xué)院學(xué)生進行數(shù)據(jù)庫建設(shè)？聽上去毫無交集的兩個專業(yè)如何握手？

這曾經(jīng)也是蔣林樹面臨的一個痛點：獲取海量的數(shù)據(jù)后，他請來計算機專業(yè)人士進行分析，但是得到的并不是他想要的結(jié)果；而了解他需求的本專業(yè)人士，編程水平又欠佳。

蔣林樹決定自己培養(yǎng)團隊，打通兩個專業(yè)間的壁壘。

趙小博清晰地記得自己被“拉入群”的場景。2021年9月開學(xué)后不久，剛剛成為碩士研究生的趙小博正在蔣林樹辦公室享受“下午茶”——這是蔣林樹的傳統(tǒng)，他喜歡請學(xué)生喝咖啡，在放松的氛圍里與學(xué)生聊科研、聊生活。

談話間，蔣林樹問起學(xué)生們的計算機水平怎么樣。趙小博自信地回答：“還可以！”

“太好了，我們一起來做數(shù)據(jù)庫吧！”

“我當(dāng)時都傻眼了。我以為老師問的是我們處理文檔、表格的能力怎么樣。”如今已是博士生的趙小博笑言，真正做起來才發(fā)現(xiàn)，艱巨的挑戰(zhàn)還在后面。

“難是難，但這事兒得做！”誤打誤撞，靠自學(xué)進入編程圈，趙小博從未后悔。

經(jīng)過努力，數(shù)據(jù)庫已經(jīng)從藍圖變?yōu)楝F(xiàn)實——

目前，蔣林樹團隊打造的中國飼料功能組分數(shù)據(jù)庫里，已經(jīng)納入5632條天然活性物質(zhì)數(shù)據(jù)、9201條相關(guān)疾病數(shù)據(jù)、3479條基因數(shù)據(jù)、3698條蛋白數(shù)據(jù)，構(gòu)建關(guān)系網(wǎng)絡(luò)45670條，實現(xiàn)了天然活性物質(zhì)與疾病、基因及蛋白信息的關(guān)系網(wǎng)絡(luò)的精細定位。數(shù)據(jù)庫還覆蓋了117種飼用天然植物的功能信息，共計230萬條數(shù)據(jù)。

這樣的規(guī)模在國際上史無前例。

一條條數(shù)據(jù)，經(jīng)過科學(xué)家的妙手，連接成奶牛“保健品”開發(fā)的捷徑，為亞健康狀態(tài)的奶牛送去恢復(fù)的希望。

回憶過往，蔣林樹不后悔自己曾經(jīng)走過的“彎路”。他認為，所有的兜兜轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)都值得。“沒有十幾年的實驗和探索，我對老先生理念的理解可能就不會那么透徹。所有的挫折都是為成功積累經(jīng)驗。”

落地開花

今年，從柑橘中提取出來的黃酮將成為蔣林樹團隊從實驗室走向市場的首款產(chǎn)品，“我們已經(jīng)申報了國家級新飼料產(chǎn)品，正在按流程完成相關(guān)的驗證。”蔣林樹說。

團隊年輕教師趙玉超帶學(xué)生在北京郊外的牛場里干了小半年，為新產(chǎn)品的安全性、有效性、耐受性補充證據(jù)。

實驗對象為牛場里90頭處于泌乳期的奶牛，這幾乎是趙玉超帶學(xué)生做過的規(guī)模最大、挑戰(zhàn)最大的實驗。團隊將奶牛分為6組，分別在其飼料中添加上不同質(zhì)量的柑橘黃酮，觀察它們的“保健”效果。學(xué)生們扎在牛場里，定期為奶牛采血、取瘤胃液，分析其中的指標(biāo)；同時記錄奶牛的產(chǎn)奶量。

“實驗樣本量太大，取樣的時間就會變長。但不同時間內(nèi)，奶牛血液、瘤胃液的成分其實是有波動的。”趙玉超說，這對學(xué)生提出了很大考驗，“要冒著可能被牛踢到的風(fēng)險，熟練、快速地完成采樣。”

如今，數(shù)千個樣本已經(jīng)被運送至北京農(nóng)學(xué)院的實驗室里，團隊正加班加點地分析數(shù)據(jù)。事實上，他們對柑橘黃酮的有效性很有信心。直觀的產(chǎn)奶量已經(jīng)頗說明問題：添加柑橘黃酮后，每頭牛每天的產(chǎn)奶量增加1至2千克。

最快今年上半年，這款產(chǎn)品就能問世。這距離蔣林樹開啟天然活性物質(zhì)的研究，已經(jīng)過去了近20年。

“數(shù)據(jù)庫為我們新產(chǎn)品的研發(fā)提供了明確的方向，未來，我們的產(chǎn)品研發(fā)將大大提速。”在新的技術(shù)體系的支持下，蔣林樹帶領(lǐng)團隊已經(jīng)研發(fā)了19種提高奶牛免疫力的天然活性物質(zhì)組學(xué)新產(chǎn)品。

當(dāng)然，實驗室通往市場之路從來都不會是坦途。有了理論的支撐、實驗數(shù)據(jù)的支持，他們還需要根據(jù)產(chǎn)品的特性和市場的需求來制定質(zhì)量、檢驗、檢測等多個標(biāo)準(zhǔn)。這些都要從零做起。

但不管路途多么艱難，牛場始終是蔣林樹所有科研項目服務(wù)的終點。基于多年的理論與實踐研究，他創(chuàng)新性地形成了“高校研發(fā)-企業(yè)生產(chǎn)-養(yǎng)殖企業(yè)驗證”的研發(fā)模式和“高校指導(dǎo)-專業(yè)機構(gòu)推廣-養(yǎng)殖企業(yè)應(yīng)用”的推廣模式，縮短了科研成果為產(chǎn)業(yè)服務(wù)的距離。

截至2022年，他合作的實驗牛場的生鮮乳質(zhì)量顯著提升，平均乳脂率由2014年的3.7%上升到了3.9%，乳蛋白率提高0.2個百分點；奶牛乳房炎發(fā)病率均低于10%，每頭奶牛每日平均產(chǎn)奶量2千克，牛場糞污中的有害菌含量降低16%左右，經(jīng)濟、社會和生態(tài)效益顯著。

“能為產(chǎn)業(yè)解決實際難題，我覺得特別有意思。”蔣林樹說，北京國際科技創(chuàng)新中心建設(shè)如火如荼，身處這股熱潮之中，他和團隊有了更高的站位和格局。

“不做國際領(lǐng)先或唯一的研究，有什么意思？”蔣林樹經(jīng)常以這樣的高度來激勵學(xué)生。“學(xué)生聽完都可激動了，搞起科研來特別有熱情，希望自己也能創(chuàng)造歷史。”

在趙玉超眼中，蔣林樹永遠是“先卷起來”的那個人，“他要求學(xué)生早上8點到實驗室，自己肯定到得比學(xué)生更早；要求學(xué)生永爭第一，自己永遠是身先士卒。”

蔣林樹瞄準(zhǔn)的永遠都是最前沿。

過去幾十年里，我國養(yǎng)殖業(yè)深受智能化不足之苦：養(yǎng)殖粗放、效率低下；可溯源性差，產(chǎn)品質(zhì)量缺乏保障。人工智能技術(shù)發(fā)展如日中天，給了不斷追求創(chuàng)新的蔣林樹新靈感。

對應(yīng)兩大痛點，他與其他團隊合作，先后研發(fā)了精準(zhǔn)飼喂、自動捕食等27大類系統(tǒng)，通過可溯源、環(huán)境控制系統(tǒng)的打造，保證了產(chǎn)品的質(zhì)量、安全，讓無人牧場漸漸變?yōu)楝F(xiàn)實。這一項目榮獲2019年度國家科技進步獎二等獎，相關(guān)應(yīng)用覆蓋了國內(nèi)3700家相關(guān)企業(yè)，實現(xiàn)了畜產(chǎn)品增值15%至50%。

情牽牧場，心懷人民。

扎根在祖國大地，蔣林樹孜孜不倦地書寫著科研論文，為牧育健康持續(xù)努力。

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