利用日粮策略减少反刍动物瘤胃的甲烷产量

本文选自“世界畜牧”微信公众号

利用日粮策略减少反刍动物瘤胃的甲烷产量

文/Salah Hamed Esmail博士

甲烷是反刍动物打嗝时排泄出的一种瘤胃发酵产物，它会导致动物摄入的能量损失8％～10％，否则这些能量可以被动物用于生产。以下我们将对能够被用来实现这些目标的日粮策略进行综述，并讨论在制定一个约定的策略时需要考虑的要点。

1 干草对浓缩料的比值

科学家通过一项试验调查了在日粮粗蛋白含量(12％)相同时，干草对浓缩料的比值对山羊的甲烷产量的影响。试验将草料对浓缩料的比值分成五个等级，分别为90对10(H90)、75对25(H75)、60对40(H60)、45对55(H45)和30对70(H30)，它们基本能够满足动物对能源的维护需要。在干草对浓缩料的比值达到H45之前，随着浓缩料摄入量对干草摄入量的比值的提高，山羊干物质(Dry Matter，DM)单位摄入量所产生的甲烷量增加。

然而，甲烷的能量损失量占代谢能(ME)摄入量的比例出现类似的情况。这些结果表明，如果山羊的代谢能摄入量处于机体对能量需要的维持水平时，其每日的甲烷产量不会受到干草对浓缩料的比值的影响。

在另一项试验中，研究人员给哺乳奶牛所饲喂日粮的粗饲料对浓缩料比值从三种等级中选择一种：70对30(R70)、50对50(R50)或30对70(R30)。与低浓缩料型日粮相比，高浓缩料型日粮不仅可以降低奶牛的干物质单位摄入量所产的甲烷量，而且还可以降低甲烷的损失能量对ME摄入量的比值。因此，要降低哺乳奶牛每日的甲烷产量，提高浓缩料对总日粮的比值非常重要。

2 日粮的粗蛋白含量

表1显示了当山羊喂给能量含量达到机体维持需要水平的日粮时，日粮中的粗蛋白(CrudeProtein，CP)含量对其肠道甲烷产量的影响。试验所用的日粮含4％(CP4)、7％(CP7)、9％(CP9)和12％(CP12)四种粗蛋白水平中的一种。

结果表明，随着日粮中粗蛋白水平从CP4提高到CP9，山羊的干物质单位摄入量所产生的甲烷量和甲烷能量损失量占代谢能摄入量的比例提高；然而，CP9型日粮和CP12型日粮之间的差异不明显。这些趋势也与乳牛上的情况相同。然而，当动物喂给粗蛋白含量高于机体维持能量需要水平即充足的粗蛋白的日粮时，甲烷的每日产量与粗蛋白的每日摄入量呈负相关。

3 脂肪添加剂

在反刍动物饲料中添加脂肪，似乎是一个能够减少动物的甲烷产量、随后可以降低甲烷对动物的能量利用率、瘤胃发酵和生产性能不良影响的有效且便捷的方法。然而，脂肪对甲烷产量的影响程度因脂肪来源的不同而差异较大，同时可归因于瘤胃中不饱和脂肪酸生物氢化作用、丙酸产生量的增多和原生动物活性的抑制。

4  海藻的潜在作用

在大西洋和地中海海岸，石莼、杉藻和真江蓠(G. vermiculophylla)等海藻在饲料缺乏期被当地养殖户用作家畜的饲料原料，这是由于海藻富含有机化合物、复合碳水化合物、蛋白质、脂类、维生素、挥发性化合物、色素和具有广泛生物活性的生物活性物质的原因。

此外，它们能够有效地减少反刍动物瘤胃的甲烷产量，且不会对瘤胃的其他发酵反应产生不利的影响。然而，海藻的作用取决于使用的基质。换言之，前两种海藻(即石莼和杉藻)在和草料按25％的添加水平混合时能够更有效地减少动物的甲烷产量；然而，第三种海藻(即真江蓠)仅在按相同的添加水平与玉米青贮饲料混合时才有效。

5 草药及草药提取物

印度楝(Azadirachta indica)、大蒜(Allium sativum)、姜(Zingiber officinale)、诃子(Terminalia chebula)和余甘果(Emblica officinalis)等草药及其提取物含有木质素、鞣质、萜类、挥发油和生物碱等次生代谢产物。

它们具有特定的抗菌活性，并能够以一种非常特殊的方式抑制反刍动物瘤胃中的微生物的生长，随后可以被用于选择性地改善瘤胃的发酵，尤其是甲烷气体的产生量。此外，草药及其提取物不会在动物产品中产生任何残留，因为它们是有机的，同时已经被人类使用了几个世纪且没有副作用产生。

6 外源性酶

纤维素酶和半纤维素酶等酶目前被养殖户用于反刍动物的饲料中。在动物饲料中适当地加入酶，可以改善动物的纤维消化率，提高它们的生产性能。可以提高纤维消化率的酶通常能够降低反刍动物瘤胃中的醋酸对丙酸的比例，最终可以降低甲烷的产量。

7 微生物饲料添加剂和益生菌

将产乙酸菌作为微生物型饲料添加剂和一些抗产甲烷化合物一起使用，可以有效地抑制反刍动物瘤胃产生甲烷。益生菌，如酵母培养物，被用于促进瘤胃内细菌的活性。益生菌已被证明可以稳定瘤胃内容物的pH，提高丙酸盐的水平，同时能够降低醋酸盐、甲烷和氨的产量。

8 离子载体

莫能菌素(monensin)和拉沙里菌素(lasalocid)等离子载体被养殖户广泛地用作饲料添加剂，以便提高反刍动物的消化效率。这些离子载体类抗生素是由链霉菌的多个菌株产生的羟基聚醚化合物，例如，莫能菌素由肉桂地链霉菌(Streptomyces cinnamonensis)产生，拉沙里菌素由拉沙链霉菌(Streptomyces Lasaliensis)产生。

莫能菌素对革兰氏阳性菌、某些分枝杆菌和球虫有中等抗性，而拉沙里菌素对产氢细菌有明确的抗性，同时能产生较高的丙酸盐，从而可以降低甲烷的产量。

9 结论

研究人员已经对多种营养策略进行了研究和发展，以便减少反刍动物肠内的甲烷数量。选择采用哪一种策略应该根据其减少与经济可行性和动物生产性能有关的甲烷排放量的能力。

● 提高草料对浓缩料的比值将能够减少反刍动物瘤胃中的甲烷数量，从而改善家畜的生产力，但与此同时也会大大提高反刍动物饲料的成本。当浓缩料供应有限时，适当减少粗饲料的供应量可以提供另一个解决方案。

● 在选择可以减少甲烷排放量的合适的方法时，另一个需要考虑的问题是该策略对家畜整体系统而不是仅对瘤胃发酵的影响。例如，通过减少蛋白质的供应量来降低反刍动物瘤胃的甲烷产量是不明智的，因为这种方法会对家畜的生产力和健康产生负面影响。

● 添加脂肪是一个有趣的选择，但是如果饲料中的脂肪含量太高，动物会因为其散发出了不适宜的气味而拒绝采食。

● 海藻在减少反刍动物瘤胃的甲烷产量上有巨大的潜力，但是我们应该考虑与它们一起使用的基质。有些海藻在与青贮饲料一起使用时效果很好，而其他海藻只有在与干草一起使用时才有效。

● 酶和微生物添加剂是降低反刍动物瘤胃的甲烷产量的有效手段。

● 离子载体类抗生素在减少反刍动物瘤胃的甲烷产量上也很有效，但是考虑禁止使用此类产品也很重要。