增加草地物种多样性对轮牧系统中荷斯坦-弗里斯兰奶牛及荷斯坦-弗里斯兰与杰西奶牛杂交后代肠道甲烷排放的影响

《Journal of Dairy Science》：The effect of increasing sward species diversity on enteric methane emissions from Holstein-Friesian and Holstein-Friesian × Jersey crossbred dairy cows in a rotational grazing system

牧草系统与牛品种对反刍动物甲烷排放的影响研究。多物种混播系统（MSS）在提高干物质摄入（20.2 kg/d）和牛奶固体产量（1.49 kg/d）的同时，显著降低甲烷排放强度（208 g/kg MSo）和产量（15.5 g/kg DMI）；黑白花杂交牛（JFX）的甲烷排放强度（207 g/kg MSo）和日排放量（296 g）均低于纯种荷斯坦-弗里生牛（HF）。

　　在当前研究中，我们探讨了不同草地系统以及奶牛品种对春季产犊草地型奶牛系统中瘤胃甲烷排放的影响。实验采用GreenFeed技术（C-lock Inc.）对奶牛的甲烷排放进行了测量，结果显示，草地系统和奶牛品种在影响甲烷排放方面起到了关键作用。研究包括三种草地系统：一种是每年施用250公斤氮肥的多年生黑麦草（*Lolium perenne* L.）单一种植系统（PRG），一种是每年施用125公斤氮肥的多年生黑麦草与白三叶草（*Trifolium repens* L.）混合系统（PRGWC），以及一种包含多种草本植物、豆科植物和杂草的多物种草地系统（MSS），每年施用125公斤氮肥。每种草地系统均设有自己的奶牛群，这些奶牛群体由纯种荷斯坦-弗里斯兰（HF）奶牛和荷斯坦-弗里斯兰与娟姗（JFX）杂交奶牛组成，且在每种草地系统中均匀分布。实验期间从5月中旬到10月中旬，测量了奶牛的产奶量和甲烷排放，同时在7月下旬和9月初测量了干物质摄入（DMI）和瘤胃特征。

研究发现，MSS草地系统中的奶牛产奶固体（MSo，即牛奶脂肪和蛋白质）最高，这与更高的DMI有关。在本研究中，PRGWC草地系统的奶牛平均每日甲烷输出最高，达到311克，而PRG和MSS草地系统的甲烷输出则相似，分别为294克和297克。甲烷强度（每公斤MSo的甲烷排放量）在MSS草地系统中的奶牛中较低，相较于PRG和PRGWC草地系统的奶牛（分别为217克和219克）。MSS草地系统中的奶牛也表现出最低的甲烷产量（每公斤DMI的甲烷排放量），分别为15.5克，而PRG和PRGWC草地系统中的奶牛则分别为17.6克和17.7克。这表明，多物种草地系统在降低甲烷排放强度方面具有潜力。

此外，研究还发现，JFX奶牛相比HF奶牛在产奶量和甲烷排放特征方面表现出显著差异。JFX奶牛的产奶脂肪和蛋白质浓度更高，产奶固体产量也更高，而体重则更低。尽管JFX奶牛的DMI和甲烷产量没有差异，但它们在饲料利用效率方面更优，无论是每公斤DMI还是每公斤体重。HF奶牛的甲烷强度（每公斤MSo的甲烷排放量）高于JFX奶牛（分别为223克和207克）。JFX奶牛的瘤胃氨浓度和乙酸与丙酸的比例更高，而丙酸的比例更低，但丁酸的比例更高。这些发现表明，JFX奶牛可能在降低甲烷排放和强度方面具有优势。

在甲烷排放方面，研究发现，PRGWC草地系统的奶牛由于较高的DMI而表现出更高的总甲烷排放，但甲烷产量（每公斤DMI的甲烷排放量）与PRG草地系统相似。而MSS草地系统的奶牛由于更高的DMI和较低的甲烷产量，表现出更低的甲烷强度。这种现象可能与MSS草地系统中包含的植物种类有关，这些植物可能影响瘤胃发酵过程，从而减少甲烷的产生。此外，JFX奶牛的甲烷排放量和强度均低于HF奶牛，这可能与其较高的饲料利用效率和较低的体重有关。

从更广泛的视角来看，甲烷排放是农业温室气体排放的主要来源之一，特别是在温带地区的草地型奶牛系统中。因此，探索减少甲烷排放的管理策略对于可持续农业至关重要。本研究的结果表明，通过引入多物种草地系统和使用JFX奶牛杂交品种，可以在不显著影响产奶量的情况下有效降低甲烷排放强度。这些发现为未来的草地型奶牛系统提供了新的思路，即通过优化草地组成和奶牛品种选择来减少环境足迹。然而，进一步的研究仍需关注多物种草地系统的长期稳定性以及JFX奶牛在不同草地系统中的表现，以确保这些策略的可行性和有效性。