การทดลองกินธัญพืชชนิดเดียวเป็นการทดลองที่ดำเนินการที่มหาวิทยาลัยวิสคอนซิน-แมดิสันตั้งแต่เดือนพฤษภาคม ค.ศ. 1907 ถึง ค.ศ. 1911 การทดลองนี้ทดสอบว่าวัวสามารถอยู่รอดได้หรือไม่หากกินธัญพืชเพียงชนิดเดียว การทดลองนี้เป็นจุดเริ่มต้นของการพัฒนาวิทยาศาสตร์ โภชนาการ สมัยใหม่

ในปี ค.ศ. 1881 สตีเฟน เอ็ม. แบ็บค็อกนักเคมีเกษตร กลับมายังสหรัฐอเมริกาหลังจากได้รับปริญญาเอกสาขาเคมีอินทรีย์จาก มหาวิทยาลัยเกิ ตทิงเงนประเทศเยอรมนีเพื่อรับตำแหน่งที่สถานีทดลองทางการเกษตรแห่งรัฐนิวยอร์กในเมืองเจนีวา รัฐนิวยอร์กโดยงานแรกของเขาคือการหาอัตราส่วนที่เหมาะสมของคาร์โบไฮเดรตไขมันและโปรตีนจากมูล วัว โดยใช้การวิเคราะห์ทางเคมี ผลการวิจัยของเขาพบว่าองค์ประกอบทางเคมีของมูลวัวคล้ายคลึงกับอาหารสัตว์ โดยมีข้อแตกต่างที่สำคัญเพียงอย่างเดียวคือเถ้าผลลัพธ์เหล่านี้ได้รับการทดสอบซ้ำแล้วซ้ำอีก และพบว่าผลลัพธ์ของเขาคล้ายคลึงกับการศึกษาของเยอรมันที่ทำไว้ก่อนหน้านี้ สิ่งนี้ทำให้แบ็บค็อกคิดถึงสิ่งที่อาจเกิดขึ้นหากวัวได้รับอาหารจากธัญพืชชนิดเดียว ( ข้าวบาร์เลย์ข้าวโพดข้าวสาลี) แม้ว่าการทดสอบนั้นจะเกิดขึ้นในอีกเกือบยี่สิบห้าปีต่อ มา

เจ็ดปีต่อมา แบ็บค็อกได้รับตำแหน่ง ประธานภาค วิชาเคมีเกษตรที่สถานีทดลองทางการเกษตรมหาวิทยาลัยวิสคอนซิน-แมดิสัน (UWAES) และเริ่มยื่นคำร้องต่อคณบดีคณะเกษตรศาสตร์วิลเลียม อาร์นอน เฮนรีซึ่งดำรงตำแหน่งผู้อำนวยการสถานีในขณะนั้น เพื่อขออนุญาตทำการทดลอง "ปลูกพืชเมล็ดเดียว" แต่เฮนรีปฏิเสธ

แบ็บค็อกยังคงคะยั้นคะยอให้เฮนรีทำการทดลอง "การใช้ธัญพืชชนิดเดียว" ต่อไป แม้กระทั่งไปขอร้อง เจ.เอ. เครก ประธานภาควิชา ปศุสัตว์ ของ UWAES (แต่เขาปฏิเสธ) เมื่อดับเบิลยู.แอล. คาร์ไลล์เข้ามาแทนที่เครกในปี 1897 คาร์ไลล์ก็เปิดรับความคิดของแบ็บค็อกมากขึ้น ในขั้นต้นเขาได้ทดลองให้เกลือกับวัวนม 8 ตัวเพื่อดูความชอบในรสชาติ ขณะที่วัวอีก 8 ตัวไม่ได้รับเกลือ หลังจากที่วัวตัวหนึ่งใน 8 ตัวที่ไม่ได้รับเกลือตายไป คาร์ไลล์จึงยุติการทดลองและให้เกลือกับวัวที่เหลือทั้งหมดเพื่อฟื้นฟูสุขภาพ

เฮนรี ซึ่งดำรงตำแหน่งคณบดีคณะเกษตรศาสตร์ในปี 1901 ในที่สุดก็ยอมอ่อนข้อและอนุญาตให้แบ็บค็อกทำการทดลองได้ คาร์ไลล์อนุมัติการทดลองโดยใช้โคเพียงสองตัว โคตัวหนึ่งกินข้าวโพด ส่วนอีกตัวกินข้าวโอ๊ตบดและฟาง โดยหวังว่าการทดลองจะดำเนินไปได้หนึ่งปี สามเดือนหลังจากเริ่มการทดลอง โคที่กินข้าวโอ๊ตก็ตาย และคาร์ไลล์จึงหยุดการทดลองเพื่อช่วยชีวิตโคอีกตัว ผลการทดลองไม่ได้ถูกตีพิมพ์เนื่องจากแบ็บค็อกไม่ได้ระบุปริมาณของธัญพืชแต่ละชนิดที่โคแต่ละตัวกินเข้าไป

ในปี ค.ศ. 1906 เอ็ดวิน บี. ฮาร์ท (ค.ศ. 1874–1953) นักเคมีจากมหาวิทยาลัยมิชิแกนได้รับการว่าจ้างจากแบ็บค็อก ฮาร์ทเคยทำงานที่สถานีทดลองทางการเกษตรแห่งรัฐนิวยอร์ก และศึกษาเคมีสรีรวิทยา ภายใต้การดูแลของ อัลเบรชต์ คอสเซล ในเยอรมนี ทั้งสองได้ทำงานร่วมกับจอร์จ ซี. ฮัมฟรีย์ ซึ่งเข้ามาแทนที่คาร์ไลล์ในตำแหน่งศาสตราจารย์ด้านการเลี้ยงสัตว์ เพื่อวางแผนการให้อาหารระยะยาวโดยใช้สูตร อาหารที่มีความสมดุลทางเคมีของคาร์โบไฮเดรต ไขมัน และโปรตีน แทนที่จะใช้สูตรอาหารจากพืชชนิดเดียวอย่างที่ทำในการทดลองก่อนหน้านี้ของแบ็บค็อก ดังนั้น "การทดลองใช้ธัญพืชชนิดเดียว" จึงถือกำเนิดขึ้นในปี ค.ศ. 1907

การทดลองนี้ดำเนินการตั้งแต่เดือนพฤษภาคม พ.ศ. 2450 ถึง พ.ศ. 2454 โดยมี Hart เป็นผู้อำนวยการ Babcock เป็นผู้ให้แนวคิด และ Humphrey ดูแลสวัสดิภาพของวัวในระหว่างการทดลองElmer McCollumนักเคมีอินทรีย์จากรัฐคอนเนตทิคัต ได้รับการว่าจ้างจาก Hart ให้วิเคราะห์อาหารเม็ดและอุจจาระของวัว การทดลองนี้กำหนดให้มีลูกวัวเพศเมีย 4 กลุ่ม กลุ่มละ 4 ตัว โดยเลี้ยง 3 กลุ่ม และ มีการตั้ง ครรภ์ 2 ครั้ง ในระหว่างการทดลอง กลุ่มแรกกินเฉพาะข้าวโพด (ซังข้าวโพด แป้งข้าวโพด และกลูเตน) กลุ่มที่สองกินเฉพาะสารอาหารจากต้นข้าวสาลี (ฟางข้าวสาลี แป้งข้าวสาลี และกลูเตนข้าวสาลี) กลุ่มที่สามกินเฉพาะสารอาหารจากต้นข้าวโอ๊ต (ฟางข้าวโอ๊ตและข้าวโอ๊ตบด) ^{[ 1 ]}และกลุ่มสุดท้ายกินส่วนผสมของอีก 3 กลุ่ม

ในปี ค.ศ. 1908 พบว่าสัตว์ที่กินข้าวโพดเป็นอาหารมีสุขภาพดีที่สุดในกลุ่ม ในขณะที่กลุ่มที่กินข้าวสาลีเป็นอาหารมีสุขภาพแย่ที่สุด สัตว์ทั้งสี่กลุ่มผสมพันธุ์กันในปีนั้น โดยลูกวัวที่กินข้าวโพดเป็นอาหารมีสุขภาพดีที่สุด ในขณะที่ลูกวัวที่กินข้าวสาลีและอาหารผสม ตายตั้งแต่ แรกเกิดหรือตายในภายหลัง ผลลัพธ์ที่คล้ายกันนี้พบในปี ค.ศ. 1909 ในปี ค.ศ. 1910 วัวที่เคยกินข้าวโพดเป็นอาหารถูกเปลี่ยนอาหารเป็นข้าวสาลี และวัวที่ไม่เคยกินข้าวโพดเป็นอาหารถูกเปลี่ยนมากินข้าวโพด ผลที่ได้คือลูกวัวของวัวที่เคยกินข้าวโพดเป็นอาหารมีสุขภาพไม่ดี ในขณะที่วัวที่เหลือให้กำเนิดลูกวัวที่มีสุขภาพดี เมื่อมีการนำสูตรผสมพันธุ์ปี 1909 กลับมาใช้กับวัวเหล่านั้นอีกครั้งในปี 1911 ผลลัพธ์ของการตั้งครรภ์ก็เหมือนกับปี 1909 ผลลัพธ์เหล่านี้ได้รับการตีพิมพ์ในปี 1911 ผลลัพธ์ที่คล้ายกันนี้เคยเกิดขึ้นแล้วในหมู่เกาะอินเดียตะวันออกของเนเธอร์แลนด์ (ปัจจุบันคืออินโดนีเซีย ) ในปี 1901 ในโปแลนด์ ใน ปี 1910 และในอังกฤษในปี 1906 (แม้ว่าผลลัพธ์ของอังกฤษจะไม่ได้ตีพิมพ์จนกระทั่งปี 1912)

“การทดลองนี้แสดงให้เห็นอย่างชัดเจนว่ามีความแตกต่างอย่างเห็นได้ชัดในคุณค่าทางโภชนาการซึ่งไม่สามารถตรวจพบได้ด้วยวิธีการทางเคมีใดๆ ที่มีอยู่ในขณะนั้น และพื้นฐานทางวิทยาศาสตร์ในปัจจุบันสำหรับการกำหนดสูตรอาหารไม่เพียงพออย่างมาก ที่สำคัญกว่านั้น การทดลองนี้ทำให้เกิดความเชื่อมั่นว่าต้องใช้สูตรอาหารที่เรียบง่ายเพื่อแก้ปัญหาด้านโภชนาการ” ^{[ 2 ]} การทดลองนี้จะนำไปสู่การพัฒนาโภชนาการในฐานะวิทยาศาสตร์ นอกจากนี้ยังนำไปสู่การกำหนดว่ามีแร่ธาตุและวิตามินในอาหาร การวิจัยจะดำเนินต่อไปในช่วงทศวรรษ 1930 และ 1940 สิ้นสุดลงในปี 1948 ด้วยการค้นพบวิตามินบี₁₂ ^{[ 3 ]}