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Frontiers in Animal Science来源发表:

在妊娠期后备母牛日粮中添加1.0%和2.0%北大西洋褐藻,使甲烷排放降低约8.2%和8.7%,且不影响生长性能

核心概要

该研究以20头18月龄、平均体重383 kg的妊娠期混合品种后备母牛为对象,在50天性能试验中按干物质基础饲喂0.0%、0.5%、1.0%、2.0%的北大西洋褐藻(Atlantic GRO®,由Laminaria longicruris与Fucus vesiculosus组成),随后对其中16头用头箱式代谢舱进行两周各一次24小时气体测定,结果显示各添加水平均未对生长性能产生不利影响(p>0.51),而1.0%和2.0%组的甲烷排放分别比对照组低约8.2%和8.7%(p<0.05),同时二氧化碳排放和氧气消耗也显著降低(p<0.05)。

Source-provided article image: Effects of brown seaweed supplementation on methane and carbon dioxide emissions and productivity indicators in pregnant replacement heifers
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深度剖析

在活体妊娠期后备母牛中,1.0%和2.0%干物质基础的北大西洋褐藻添加使甲烷排放由对照组的11.89 g/h降至10.93和10.86 g/h,降幅约8.2%和8.7%(p<0.05),而0.5%组仅降1.16%且不显著。 此前该产品(Atlantic GRO®)的甲烷减排潜力仅通过人工瘤胃体外系统评估,1%添加曾显示最高16%的甲烷下降,但未在活体动物中验证,最佳添加剂量也未知。 头箱式代谢舱连续测定,每头动物在两个24小时周期各测一次;采用重复测量混合模型(AR(1)协方差结构、Kenward–Roger自由度校正),并做正交多项式对比检验剂量反应;甲烷数据经背景校正和三次样条插值对齐时间点。

甲烷减排呈显著线性剂量反应(p<0.001),并存在较弱的二次分量(p=0.046),1%与2%之间差异很小,提示高添加水平下减排趋于平台。 该研究首次在活体牛上给出该褐藻产品的剂量-反应曲线,指出有效阈值在1%及以上,而体外研究(如Ramos等2025年对F. vesiculosus与L. longicruris混合物的5%添加)所需剂量更高。 四个添加水平(每组n=5,气体测定阶段对照组因一头母牛流产后减为3头,其余组各4头)的梯度设计,配合线性与二次正交对比。

1.0%和2.0%组的二氧化碳排放(328.5和329.3 g/h)与氧气消耗(242.6和242.9 g/h)均显著低于对照组(342.2 g/h和250.0 g/h,p<0.001),而0.5%组二氧化碳排放与对照组无显著差异。 以往研究主要关注甲烷,该研究同时报告了二氧化碳与氧气交换,为评估日粮策略对整体气体输出的影响提供了补充信息。 同一代谢舱系统同步测定三种气体;作者明确将这些结果定位为舱内条件下的次要气体交换观察,并指出瘤胃发酵、产甲烷古菌丰度和挥发性脂肪酸谱未在本研究中测定。

所有添加水平均未对生长性能产生不利影响:平均日增重0.52–0.63 kg/day、饲料转化率15.0–25.86、干物质采食量在各处理间无显著差异(p>0.51),仅试验天数对干物质采食量有显著影响(p<0.001)。 该结果与部分报道褐藻改善生产性能的研究不同,但与多项红藻(A. taxiformis)和褐藻(A. nodosum)研究一致;作者指出本研究中较低的日增重符合后备母牛控制生长的生产目标。 50天性能试验,20头母牛随机分为四组(每组n=5),个体采食量用Growsafe系统记录,体重在试验开始、每两周及结束时测定;ADG与FCR作为全期汇总性状分析。

启示与展望

该研究为区域可获得褐藻产品作为反刍动物甲烷减排策略提供了活体证据,适用于加拿大西洋地区以青贮为主的基础日粮、妊娠期混合品种后备母牛这一场景。对生产者而言,1.0%和2.0%添加水平在本试验中均与较低的肠道甲烷排放相关且未负面影响生产参数,作者建议最终添加水平可结合产品供应量和经济性考虑。对研究者而言,该结果支持进一步在活体动物中验证其他褐藻产品,并提示体外结果向活体转化时需要考虑适口性、瘤胃适应和日粮等因素。

作者明确指出,由于仅分析了两个海藻样品,酚类含量数据应视为描述性而非机制的直接证据;瘤胃发酵、产甲烷古菌丰度、挥发性脂肪酸谱和具体酚类组分均未测定,因此任何关于甲烷减排机制的解释都应视为假设。气体排放阶段是在不同管理条件下对性能试验动物的子集进行的后续观察,作者提示实验二的结果应作为舱内条件下的后续观察,而非与实验一直接等同。此外,一头对照母牛在适应期后流产并被移出研究(作者说明死因与本研究无关),使气体测定阶段对照组减为3头。二氧化碳和氧气交换结果被作者定位为次要观察,其与发酵动态或能量代谢的关系仍需进一步研究确认。

来源