反刍动物甲烷排放的测定及调控技术研究进展

赵一广 刁其玉 邓凯东 刘 洁 姜成钢 屠 焰

据政府间气候变化专门委员会(IPCC)报道,最近 100年(1906—2005)中,地球表面平均温度上升了(0.74±0.18)℃,而近 50年的增温速率是近 100年的 2倍[1]。甲烷(CH4)占所有温室气体的 16%[2],虽然排放总量低于二氧化碳(CO2),但同体积 CH4温室效应是 CO2的 25倍[3]。反刍家畜每年排放 CH4约 8 000万 t,占人为 CH4排放总量的 33%[4]。在我国,动物胃肠道发酵排放CH4量占 CH4总排放量的 29.7%[5]。因此,降低反刍动物 CH4排放,对减缓气候变暖和保护环境具有重要意义。CH4的排放也造成动物饲粮能量的严重损失,在奶牛生产中,通常有 6%～10%的总能转变为 CH4能以嗳气的形式排放到大气中。因此,降低 CH4排放有利于提高动物的生产效益。本文就反刍动物 CH4排放的测定方法、预测模型和营养调控进行综述,为准确估测 CH4的产量和减少 CH4排放提供参考。

1 CH 4排放的测定方法和预测模型

1.1 CH4排放的测定方法

准确测定 CH4排放量对阐明 CH4产生机理、研究减缓排放技术以及编制动物 CH4排放清单均具有重要意义。CH4的测定方法分为直接测定和间接测定。

直接测定主要有呼吸代谢箱法、呼吸头箱法、呼吸面罩法、六氟化硫(SF6)示踪法等。呼吸代谢箱法的基本原理是把动物置于密闭的呼吸箱内,通过测定一定时间内呼吸箱中 CH4浓度的变化计算 CH4排放量。该法能测定瘤胃和肠道发酵产生的 CH4,且技术较为成熟,结果较为精确,但成本较高,且动物要经过一定时间的训练。呼吸头箱法和面罩法的原理与代谢箱法相似。用头箱测定时,动物整个头部固定于头箱内;用面罩测定时,动物只有口和鼻被面罩罩住。头箱和面罩比代谢箱成本低,操作也较简单,但只能测定由口和鼻排出的 CH4,忽略了直肠排出的部分,且戴上面罩后,会影响动物的自由采食和饮水。SF6示踪法的优点是可以在生产条件下直接测定群体动物的CH4排放量,缺点是在有风的环境中无法应用。SF6物理性质与 CH4类似,可以一起通过嗳气排出。通过测定 SF6的排放速度和 SF6与 CH4的浓度,即可推算出 CH4排放量[6]。但 Wright等[7]认为 SF6示踪法比呼吸代谢箱法所测结果偏高,且 2种方法之间没有显著相关关系。由于担心 SF6在肉、奶中残留,美国已经限制用 SF6示踪技术测定CH4排放[8]。

间接测定主要有人工瘤胃法和体外产气法等,这些方法通过人为模拟厌氧环境来反映瘤胃的各项生理指标。通过对 SF6示踪技术、人工瘤胃法和体外产气法的比较发现,人工瘤胃法所测得的 CH4排放量比 SF6示踪法低,而体外产气法与 SF6示踪法所测结果十分接近,因此,可以采用体外产气法建立不同饲粮类型 CH4排放的数据库[8-9]。间接测定具有成本低、省时和操作简便的特点,但是否有效且可以重复,需要与直接测定进行比较。

1.2 CH 4排放的预测模型

测定 CH4排放的一个重要目的是以饲料特性、营养成分、能量摄入和瘤胃发酵中间产物等为自变量建立 CH4排放的预测模型。Moe等[10]利用开放式呼吸代谢箱测定了 404头荷斯坦种乳牛的 CH4排放,经过回归分析得到:①CH4(g/d)=61.74+9.25×摄入中性洗涤可溶物(kg/d)+31.48×摄入半纤维素(kg/d)+48.01×摄入纤维素(kg/d)(R2=0.67);②CH4(g/d)=33.30+20.71×可消化中性洗涤可溶物(kg/d)+38.83×可消化半纤维素(kg/d)+105.66×可消化纤维素(kg/d)(R2=0.73)。虽然模型①的决定系数(R2=0.67)低于模型②的(R2=0.73),但其自变量为采食量,相对于模型②的可消化量更容易获得,因此更具有应用价值。Jentsch等[11]通过分析337种不同营养成分饲粮饲喂不同牛种的代谢试验数据,发现饲粮各可消化营养成分与 CH4排放量显著相关,得出:③CH4(KJ)=(1.61±0.20)×可消化粗蛋白质(g)-(0.38±0.52)×可消化粗脂肪(g)+(3.78±0.18)×可消化粗纤维(g)+(1.49±0.06)×可消化无氮浸出物(g)+(1 142±196)(R2=0.896)。模型的自变量与上述模型②一样,采用了饲料成分的可消化量,但其决定系数(R2=0.896)相比前者(R2=0.73)有了大幅提高,使所得模型更为准确。Ellis等[12]通过分析 83头肉牛和 89头奶牛的试验数据,得出:④肉牛模型 CH4(MJ/d)=(2.94±1.16)+(0.059±0.020)×摄入代谢能(MJ/d)+(1.44±0.33)×酸性洗涤纤维(ADF,kg/d)-(4.16±1.93)×木质素(kg/d)(R2=0.85);⑤奶牛模型CH4(MJ/d)=(8.56±2.63)+(0.14±0.06)×粗料比例(%)(R2=0.56),或 CH4(MJ/d)=(3.23±1.12)+(0.81±0.09)×干物质采食量(kg/d)(R2=0.65);⑥肉牛和奶牛综合模型 CH4(MJ/d)=(3.27±0.79)+(0.74±0.07)×干物质采食量(kg/d)(R2=0.68)。模型④中既有饲料成分摄入量,又有能量摄入量,参数的多元化使模型获得了较高的决定系数。虽然模型⑤和⑥的决定系数较低,但相应的自变量只有一个且非常容易获得,因此应用性更强。

我国科技人员也建立了一些预测模型。韩继福等[13]以 4头成年阉牛为试验动物,对不同精粗比饲粮的中性洗涤纤维(NDF)和 ADF降解量与CH4排放进行了回归分析,得出:CH4(L/d)=169.269+19.263×NDF降解量 (kg/d)(r=0.868 9);CH4(L/d)=157.432+57.698×ADF降解量(kg/d)(r=0.977 5)。以挥发性脂肪酸(VFA)为参数的预测模型为:CH4(L/d)=84.335+7.209×乙酸(mol/d)(r=0.969 1);CH4(L/d)=231.515-6.431×丙酸(mol/d)(r=-0.968 3);CH4(L/d)=31.492+9.805×乙酸 (mol/d)+2.318×丙酸(mol/d)(r=0.978 9);CH4(L/d)=167.710+8.291×乙酸 /丙酸 (r=0.883 3)。可见,由 NDF降解量、ADF降解量、乙酸、乙酸 /丙酸建立的预测模型均有较高的相关系数。但由于试验动物头数较少,利用这些参数建立预测模型还需进一步研究。冯仰廉[14]给消化道瘘管牛饲喂 8种不同精粗比饲粮,发现 CH4排放量与瘤胃可发酵有机物(FOM)中可发酵中性洗涤纤维(FNDF)含量呈显著线性相关:CH4(L/kg FOM)=60.456 2+0.296 7×FNDF/FOM(%)(r=0.984 2)。消化能(DE)中 CH4能量 (CH4E)损失(CH4E/DE)亦与 FNDF/FOM呈显著线性相关:CH4E/DE(%)=8.680 4+0.037 3×FNDF/FOM(%)(r=0.984 5)。上式实测饲粮的 FNDF/FOM范围为 21.54%～91.06%,适用面较宽。孙家义[15]采用呼吸面罩法对 9只 3～7月龄小尾寒羊进行了气体能量代谢试验,得出:3～5月龄,CH4(g/d)=6.25+0.89×摄入总能 (MJ/d)(R2=0.85);5～7月龄,CH4(g/d)=8.26+0.77×摄入总能(MJ/d)(R2=0.90)。因模型中只有摄入总能一个变量,应用较为方便。

有关 CH4的估测模型有不少报道,但相关系数较高的多采用了多元参数,甚至结合了饲料成分和能量摄入。饲料成分也多以 NDF、ADF、FOM、木质素及瘤胃内乙酸和丙酸等作为参数,这些参数在生产实践中并不容易获得。而以干物质(DM)采食量和粗料含量等作为参数的预测模型,相关系数则相对偏低。且这些模型不一定适合中国的生产实际,国内相关研究数据还十分缺乏。因此,应根据我国实际,分别测定不同品种反刍动物的 CH4排放,建立数据库,得出相关系数高且应用简便的预测模型,为编制 CH4排放清单和采取相应的调控措施奠定基础。

2 CH 4排放的营养调控

反刍动物排放 CH4和其特有的消化方式有关。饲料被摄入后首先在瘤胃中进行厌氧发酵,瘤胃中的微生物把碳水化合物和其他植物纤维发酵成可继续分解和消化利用的物质(包括乙酸、丙酸和丁酸等),同时产生 CH4。瘤胃内 82%的 CH4是通过甲烷短杆菌以 CO2和氢气(H2)为底物经还原反应产生的[16]。CO2和 H2主要来自糖降解中丙酮酸转变为乙酸和丁酸的过程,而丙酸可利用 H2生成糖。因此,CH4产量与乙酸、乙酸 /丙酸呈正相关,与丙酸呈负相关[13]。瘤胃内还可通过甲酸、乙酸和甲醇的分解产生 CH4,但以这 3种方式生成的 CH4较少[16]。目前的研究表明,CH4排放的营养调控主要包括调节饲粮营养水平,向饲粮中添加脂肪、脂肪酸、天然植物及植物提取物、化学制剂、微生物及其代谢物等。

2.1 调节饲粮营养水平

2.1.1 饲粮采食水平

许多研究证明 DM采食量与 CH4排放呈正相关关系。然而,随着采食量不断增加,单位采食量的 CH4排放却呈下降趋势。这可能是由于进食量大导致瘤胃通过率高,降低了养分在瘤胃停留时间,从而减少了甲烷菌发酵生成 CH4的时机。Kumar等[17]认为高采食量会使营养物质更多地在小肠内消化而不是在瘤胃发酵。而且无论饲粮精粗比如何,采食量增加均会降低单位采食量的 CH4生成[18]。

2.1.2 饲粮精料水平

随着饲粮精料水平的提高,瘤胃中乙酸比例降低,丙酸比例升高[19]。适当提高精料水平可以降低 CH4产量,提高饲料利用率和动物生产性能。Lovett等[20]对泌乳期奶牛设置了 2个精料添加水平(DM分别为 0.87和 5.24 kg),结果证明高精料组显著提高了奶牛干物质采食量和产奶量,同时草料采食量和乳成分并未受影响,单位标准乳的 CH4产量呈现下降趋势。孙德成等[21]通过饲喂 18头奶牛不同精粗比全混合日粮(TMR),发现随着精料含量的提高,瘤胃乙酸和丁酸逐渐降低,丙酸显著升高。CH4排放和甲烷能/总能显著降低,并提高了产奶性能。然而精料添加须控制在适宜范围内,过高的精料,易引起动物酸中毒、蹄叶炎和过肥等一系列营养代谢疾病。

2.1.3 碳水化合物类型

不同碳水化合物类型通过影响瘤胃 pH及微生物发酵模式来影响 CH4产生。高纤维含量的细胞壁发酵产生高乙酸/丙酸,伴随较高的 CH4损失;而可溶性碳水化合物发酵,CH4损失则相对较低[22]。Eckard等[23]认为提高牧草质量,饲喂含可溶性碳水化合物高,含纤维素少的牧草,或者饲喂鲜嫩的牧草都可以降低 CH4排放。单位纤维素发酵 CH4产量是半纤维素的 3倍,而每单位非结构性碳水化合物 CH4产量低于半纤维素。饲粮中高淀粉和蔗糖含量降低了瘤胃 pH,而纤维降解菌和产甲烷菌对低 pH极其敏感,从而抑制纤维素发酵和 CH4产生。相比之下,蔗糖比淀粉更易产生CH4,蔗糖发酵优先产生丁酸并降低丙酸含量,同时在瘤胃中降解率更高[11]。

2.1.4 饲粮营养平衡调控和饲喂技术调控

饲粮营养平衡调控技术,主要指通过适当添加能量和蛋白质饲料,提高饲料利用率,降低瘤胃内养分降解速度,抑制瘤胃发酵,从而提高肠道对养分的吸收[24]。Moss等[25]往牧草青贮中添加不同比例的黄豆饲喂羯羊,发现饲粮添加粗蛋白质有降低 CH4排放的作用。添加过瘤胃蛋白也可以降低 CH4产量,蛋白质在瘤胃中分解为氨基酸后按碳水化合物分解方式代谢,从而产生 CH4。而让蛋白质直接到达小肠内消化则不会产生 CH4。在反刍动物饲养中推行 TMR及采用青贮发酵饲料同样可以降低 CH4产生。Cao等[26]发现用发酵的 TMR饲喂绵羊,相对于不发酵的 TMR显著降低 CH4产量,并促使瘤胃中的乳酸向丙酸转变。改变饲喂程序和增加饲喂次数也可以减少 CH4生成。若将精粗料分开饲喂,则先粗后精可以使更多的能量通过瘤胃,从而减少 CH4的排放。而少量多次的饲喂方式降低了瘤胃 pH和乙酸/丙酸,增加过瘤胃物质的数量,也可减少 CH4产生[27]。

2.2 添加脂肪及脂肪酸

饲粮中添加适量动植物脂肪及高级脂肪酸可抑制 CH4产生,改变瘤胃 VFA比例,提高饲粮能量水平,改善动物生产性能。脂肪对瘤胃原虫具有毒害作用,而大多数甲烷菌附着于原虫上,与原虫有互利共生关系。甲烷菌通过与原虫的种间氢传递将 H2转化成 CH4,因此驱除原虫可间接减少CH4产生。而一些中链脂肪酸则通过直接抑制产甲烷菌来降低 CH4产生,Machmüller[28]通过一系列体内和体外试验表明,无论是酯化还是未酯化的中链脂肪酸均可显著降低 CH4排放,甚至饲粮中添加 3%的未酯化饱和中链脂肪酸(C12∶0和C14∶0)即可使 CH4产量下降 50%。长链脂肪酸可以降低纤维消化率,在奶牛饲粮中添加经加工的富含长链脂肪酸的油料种子(葵花籽、亚麻籽和油菜籽)可以有效降低 CH4产生。其中,添加葵花籽和亚麻籽降低了饲粮消化率,而添加油菜籽既可以降低 CH4产量又对饲粮消化率和产奶量无负面影响[29]。很多研究表明不饱和脂肪酸可以通过生物氢化作用,竞争利用生成 CH4的底物 H2,从而降低 CH4的产生。张春梅等[30]运用体外产气法发现,添加亚油酸和亚麻酸不同比例混合物均显著降低甲烷生成,且亚麻酸的抑制作用更强。李文婷等[31]证明,亚麻酸对甲烷抑制作用强于月桂酸。Boeckaert等[32]证实,饲粮中添加富含二十二碳六烯酸(DHA)的微型藻类亦可以抑制 CH4生成。也有研究指出其他类型的油脂可降低 CH4生成。陆燕等[33]运用体外培养法,证明饲粮中添加大蒜油可以改变瘤胃发酵类型,增加丙酸摩尔比例,显著抑制 CH4生成而不影响消化。孙德成等[34]给奶牛饲粮添加 150.0～200.0 g/d的复合脂肪酸,显著降低了 CH4排放量和甲烷能/总能。通过各种研究发现,脂肪及脂肪酸抑制 CH4生成大概有 5种可能:1)抑制瘤胃原虫;2)抑制产甲烷菌(主要是中链脂肪酸);3)降低纤维消化率(主要是长链脂肪酸);4)竞争利用生成 CH4的底物 H2(主要是不饱和脂肪酸);5)降低干物质采食量(饲粮中脂肪含量超过 7%)。然而,脂肪及脂肪酸的添加一定要适度,过量添加会抑制纤维分解菌,降低瘤胃纤维降解率,影响反刍动物对粗饲料的利用率。同时也会在消化道内形成钙皂,影响钙的吸收。

2.3 添加天然植物及植物提取物

2.3.1 单宁

单宁通过对产甲烷菌的直接毒害作用可以降低 13%～16%的 CH4,然而过高的添加浓度会降低饲料采食量和消化率[35]。Huang等[36]通过体外发酵试验证明,饲粮添加 20～40 mg/g DM的缩合单宁可显著降低 CH4产量。Jayanegara等[37]往牧草中分别添加 17种不同的富含单宁的植物,通过体外发酵试验证明,CH4与植物中单宁含量呈负相关。Animut等[38]发现,往西班牙羯羊饲粮中添加富含单宁的胡枝子,可以直接影响产甲烷菌活性,从而降低 CH4产量。单宁抑制 CH4可能有2种模式:1)抑制甲烷菌;2)降低饲料降解率,减少生成 CH4的底物 H2[39]。然而,饲粮添加较低浓度的单宁,在降低 CH4生成的同时并不会对其他代谢活动(如蛋白质的消化)带来负面影响。目前,单宁多用于体外发酵试验,通过饲粮直接饲喂动物的研究较少,今后可以通过动物饲养试验进一步验证其抑制 CH4排放的效果。

2.3.2 皂苷

很多报道证明皂苷和皂苷类似物可以通过驱原虫,改变瘤胃发酵类型来降低 CH4的生成。茶皂素是从茶科植物中提取的一种五环三萜皂甙,是由多种配基、糖体和有机酸组成的结构复杂的混合物。研究发现,它不仅是一种天然的表面活性剂,而且具有广泛的生理活性。Mao等[40]发现,在湖羊饲料中添加 3 g/d茶皂素与对照组相比CH4产量降低 27.7%。胡伟莲[41]证明,茶皂素可以促进瘤胃液体外发酵,降低氨态氮(NH3-N)浓度,抑制 CH4生成,同时抑杀瘤胃原虫,提高微生物蛋白产量。丝兰提取物的主要成分是甾类皂苷、自由皂苷和糖类复合物。其特殊的生理结构对 CH4有很强的吸附能力,同时还影响消化道内环境,降低乙酸浓度,提高丙酸浓度,并有强烈的抗原虫能力。Xu等[42]采用体外发酵试验,在不同精粗比饲粮中添加丝兰提取物,均显著降低了CH4产量。Wang[43]以绵羊为试验动物,饲粮中添加 170 mg/d的丝兰提取物,发现单位可消化有机物和单位中性洗涤纤维的 CH4产量分别降低了3.3和 12.0 g/kg。然而,皂苷对纤维降解有一定的负面影响,也有引起胀气的危险[3]。因此,其抑制 CH4的作用还需全面研究和评价。

2.4 添加化学制剂

2.4.1 离子载体

离子载体是由放线菌产生的一种抗生素,它们能改变通过微生物生物膜的离子流量[3],从而改变微生物代谢活动,通过抑制瘤胃原虫和纤维分解菌间接地降低 CH4产生。同时还有利于产琥珀酸菌和丙酸菌生长,增加丙酸产量,提高饲料利用率。莫能菌素是应用最为广泛的抑制 CH4生成的离子载体类抗生素。在奶牛饲粮中添加莫能菌素已被证实是一种有效地抑制 CH4生成的措施[17]。Odongo等[44]研究了泌乳期奶牛饲喂莫能菌素对 CH4生成的抑制效果,结果表明在精粗比为 40∶60的 TMR中添加 24 mg/kg DM的莫能菌素,CH4日排放量降低了 7%,单位体重的 CH4排放量降低了 9%。莫能菌素对奶牛的干物质采食量和产奶量没有影响。Guan等[45]比较了单种离子载体(莫能菌素)和复合离子载体(莫能菌素 +拉沙里菌素)对 CH4的抑制作用,结果表明 2种离子载体均显著降低了 CH4排放量。饲喂复合离子载体没有表现出更强的抑制作用和更久的抑制时间。虽然莫能菌素可以降低 CH4产量,但瘤胃微生物对其具有适应性,长期使用效果并不理想。而 Johnson等[22]认为莫能菌素更有可能是通过降低采食量来降低 CH4生成。也有报道指出莫能菌素可能会被瘤胃壁吸收,进入到肉和奶产品中,从而对食品安全构成威胁[17]。

2.4.2 丙酸前体物

许多研究证明,CH4产量的降低往往伴随丙酸含量的升高,饲粮中添加丙酸前体物质可以促进瘤胃往丙酸型发酵转变。丙酸前体物质主要包括富马酸(又称反丁烯二酸、延胡索酸)和苹果酸。它们提供了新的电子转移途径,并且与甲烷菌竞争利用 H2,抑制 CH4生成[46]。 Foley等[47]研究表明,肉牛饲粮添加 7.5%苹果酸,CH4排放降低16%,采食量降低 9%,乙酸、丁酸减少,丙酸增加。瘤胃 p H呈上升趋势,原虫数减少。由于苹果酸会导致采食量下降,影响生产性能,因此其适宜添加量仍待深入研究。Wood等[48]采集绵羊瘤胃液进行体外发酵试验,证明富马酸可降低 19%的 CH4产量。随后对生长期羔羊进行体内试验,发现添加 100 g/kg DM富马酸后,CH4由 24.6 L/d降至9.6 L/d。体外批次培养试验证明富马酸对高粗料型饲粮 CH4抑制作用更强[49-50]。还可增加糖原合成,提高产奶量,然而大剂量饲喂会导致酸中毒及纤维分解和采食量的下降。

2.4.3 电子受体

产 CH4是消耗电子,维持较低氢分压的主要途径,但瘤胃中还存在其他电子受体,如硝酸盐和硝基化合物。硝酸盐可以替代生成 CH4的底物CO2,在瘤胃中竞争 H2生成氨[51]。硝基化合物可以抑制氢化酶和甲酸盐脱氢酶的活性,减少了甲烷菌的底物[52]。Anderson等[52]通过体外发酵试验发现,在瘤胃液中添加硝基化合物降低了 92%的 CH4,然而瘤胃发酵效率并没有受影响。Saengkerdsub等[53]在体外发酵试验中比较了硝基乙烷、硝基乙醇和 2-硝基丙醇对 CH4的抑制作用,发现硝基乙烷的抑制作用最强。给绵羊口服硝基乙烷和 2-硝基丙醇,同样证实硝基乙烷有更强的抑制作用[54]。然而,硝酸盐和硝基化合物在代谢过程中产生的亚硝酸盐和乙胺具有潜在的毒副作用,这或许会限制其实际应用。

2.5 添加微生物及其代谢产物

2.5.1 乙酸生成菌

乙酸生成菌可以利用 H2和 CO2生成乙酸,并作为能源物质被机体利用。如果瘤胃中的 CH4可以全部转换成乙酸,会使动物额外获得 4%～15%的能量[55]。然而 CO2还原生成 CH4比生成乙酸在热力学上更有优势,甲烷菌竞争 H2的能力远超过乙酸菌[51]。体外发酵试验证实,在甲烷菌受到抑制时,添加乙酸生成菌可以增加乙酸产量,降低CH4产量。然而在正常环境下,即使乙酸菌数量更多却依然无法与甲烷菌竞争 H2[56]。因此,解决问题的关键是设计一种具有高 H2亲和力的乙酸生成菌,使其在正常瘤胃环境中即可与甲烷菌有效竞争,或者将乙酸生成基因转移到已在瘤胃中定植的微生物上。

2.5.2 酵母菌

酵母菌能够产生一些促进瘤胃微生物生长的物质,如苹果酸、生物素、对氨基苯酸和氨基酸。但对 CH4产量的影响,研究结果不尽一致。据Chaucheyras等[57]报道,酿酒酵母的培养物可以促进产乙酸菌利用 H2生成乙酸,进而间接地降低CH4产量。而乔国华等[58]采用短期人工瘤胃发酵的方法,发现酿酒酵母和扣囊酵母显著提高了CH4产量,而热带假丝酵母则显著降低了 CH4产量。各种酵母菌降低 CH4生成的作用机理尚不明确,其抑制效果还需进一步验证。

2.5.3 细菌素

细菌素是细菌分泌的小肽或蛋白质复合物,具有作为 CH4抑制剂的潜力。Callaway等[59]认为乳酸链球菌素可以作为莫能菌素的替代物,体外研究发现其提高了丙酸产量,降低了 36%的CH4。Lee等[60]通过体外试验发现牛链球菌 HC5产生的细菌素 bovicin HC5可以降低 50%的 CH4产量。而且,甲烷菌对已发现的细菌素没有显示出适应性。但目前的研究多集中在体外试验,细菌素的化学本质是小肽或蛋白质复合物,在体内易被消化降解,体内试验时是否可以发挥作用还需进一步研究。

2.5.4 酶制剂

以纤维素酶和半纤维素酶为代表的酶制剂,添加到饲粮中可以提高瘤胃纤维降解率和动物生产率,并且在体内试验中分别降低了28%和 9%的CH4产量。其作用机制可能是降低了乙酸/丙酸,使瘤胃转变为丙酸型发酵,从而降低 CH4生成[4]。酶制剂目前已广泛应用于各种化工领域,可以实现大批量低成本的生产。因此,未来的研究目标可以集中在筛选既可以提高生产效率又有显著CH4抑制作用的酶制剂方面。

3 小 结

反刍动物排放的 CH4是温室气体的重要来源,这使得反刍动物养殖业对气候变化产生了广泛而深远的影响,并逐渐成为环境决策时一个重要关注因素。然而,针对各种反刍动物 CH4排放量的实测值还十分缺乏,反刍动物 CH4排放的综合性研究数据亟需完善。因此,完善 CH4测定方法,构建 CH4排放数据库,建立合理的 CH4排放预测模型是非常必要的。还可进一步从中探究影响CH4产生的关键因素,进行营养调控,改进饲料配方,研制既能促进动物生长又利于环境保护的绿色环保型饲料,最终实现降低反刍动物 CH4排放,提高能量利用率的目标。

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