Effect of dietary corn gluten inclusion on rumen fermentation, microbiota and methane emissions in goats  

日糧中添加玉米蛋白對山羊瘤胃發(fā)酵、微生物群和甲烷排放的影響  

來源：Animal Feed Science and Technology 259 (2020) 114314

《動(dòng)物飼料科學(xué)與技術(shù)》第259卷（2020年）114314頁

 

摘要內(nèi)容：  

本研究評估了用玉米蛋白（CG）替代玉米粉（CM）對山羊采食量、消化率、瘤胃發(fā)酵、甲烷排放和微生物豐度的影響。實(shí)驗(yàn)采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，設(shè)兩種日糧處理（CM和CG，各占干物質(zhì)400 g/kg）。用CG替代CM增加了NDF和CP攝入量，降低了淀粉攝入量。飼喂CG日糧的山羊瘤胃溶解氫（dH2）濃度降低43%（P=0.009），溶解甲烷（dCH4）濃度降低30%（P=0.001）。處理與時(shí)間對溶解硫化氫（dH2S）有交互作用（P=0.03），晨飼后2.5小時(shí)dH2S濃度增加（CG對比CM，+63%，P<0.001）。CG日糧降低了丁酸鹽摩爾百分比（P=0.004），提高了氨濃度以及戊酸鹽和異丁酸鹽的摩爾百分比（P<0.01）。CG日糧減少了以g/d和g/kg DMI表示的甲烷排放（P=0.01）。CG日糧降低了R. amylophilus的16S rRNA基因拷貝數(shù)（P=0.003），提高了真菌18S rRNA基因拷貝數(shù)（P=0.05）和F. succinogenes的16S rRNA基因拷貝數(shù)（P=0.03）。總之，用CG替代CM降低了淀粉攝入并增加了纖維攝入，促進(jìn)了纖維分解真菌和F. succinogenes的生長，抑制了R. amylophilus的生長。CG替代CM增加的硫含量提供了額外的氫匯，導(dǎo)致瘤胃dH2S增加和甲烷排放減少。玉米蛋白可作為減少反芻動(dòng)物生產(chǎn)腸道甲烷排放的替代飼料。  

 

研究目的：  

評估用玉米蛋白替代玉米粉對山羊采食量、消化率、瘤胃發(fā)酵、甲烷排放和微生物豐度的影響，探究其作為減少反芻動(dòng)物甲烷排放替代飼料的潛力。  

 

研究思路：  

采用隨機(jī)區(qū)組設(shè)計(jì)，將24只山羊分為2組，分別飼喂玉米粉日糧（CM）和玉米蛋白日糧（CG）。經(jīng)過28天適應(yīng)期后，進(jìn)行19天的數(shù)據(jù)收集，包括采食量、消化率、瘤胃發(fā)酵參數(shù)、甲烷排放和微生物豐度的測量，通過對比分析兩種日糧的效果。  

 

測量數(shù)據(jù)及研究意義：  

1 采食量和消化率數(shù)據(jù)（表3）：研究意義在于評估日糧對山羊營養(yǎng)攝入和消化效率的影響，為優(yōu)化飼料配方提供依據(jù)。  

 

2 瘤胃發(fā)酵參數(shù)和溶解氣體數(shù)據(jù)（表4、圖1）：研究意義在于揭示日糧對瘤胃發(fā)酵過程和氣體產(chǎn)生的影響，有助于理解甲烷減排機(jī)制。  

 

 

3 甲烷和二氧化碳排放數(shù)據(jù)（表5）：研究意義在于量化日糧對溫室氣體排放的影響，為環(huán)保型飼料開發(fā)提供數(shù)據(jù)支持。  

 

4 微生物豐度數(shù)據(jù)（表6）：研究意義在于探討日糧對瘤胃微生物群落結(jié)構(gòu)的影響，揭示微生物與甲烷排放的關(guān)系。  

 

結(jié)論：  

用玉米蛋白替代玉米粉降低了日糧淀粉含量，增加了纖維、蛋白質(zhì)和硫含量。盡管玉米粉日糧通過增加淀粉攝入將瘤胃發(fā)酵從乙酸轉(zhuǎn)向丁酸生產(chǎn)，但飼喂玉米蛋白日糧的山羊甲烷排放更低。玉米蛋白日糧中增加的硫含量可作為氫匯，有助于減少甲烷排放。玉米蛋白日糧中較高的纖維攝入可能刺激了纖維分解微生物（如真菌和F. succinogenes）的生長，而玉米粉日糧中較高的淀粉攝入促進(jìn)了淀粉分解細(xì)菌（如R. amylophilus）的生長。玉米蛋白可作為減少反芻動(dòng)物生產(chǎn)腸道甲烷排放的替代飼料。  

 

詳細(xì)解讀使用丹麥Unisense電極測量數(shù)據(jù)的研究意義：  

使用丹麥Unisense電極測量的瘤胃溶解硫化氫（dH2S）數(shù)據(jù)具有重要研究意義。這些數(shù)據(jù)能夠?qū)崟r(shí)反映瘤胃內(nèi)硫化氫濃度的動(dòng)態(tài)變化，準(zhǔn)確評估硫還原過程的活動(dòng)情況。本研究中發(fā)現(xiàn)晨飼后2.5小時(shí)dH2S濃度顯著增加，表明硫還原菌在這一時(shí)間段活躍利用氫離子進(jìn)行硫還原反應(yīng)，這為解釋甲烷減排機(jī)制提供了直接證據(jù)。通過監(jiān)測dH2S濃度變化，可以更好地理解硫作為氫匯如何競爭性地減少用于甲烷生成的氫源，同時(shí)也有助于評估日糧硫水平的安全性，避免過量硫攝入可能導(dǎo)致的動(dòng)物健康問題。