泌乳奶牛在摄入不同比例干酒糟和可溶性物质替代饲料的情况下，其肠道产生的甲烷量、粪便成分以及厌氧消化器中的甲烷生成潜力

《Journal of Dairy Science》：Enteric methane, manure composition, and anaerobic digestor methane potential in lactating cows fed diets differing in substitution of dried distillers grains and solubles

甲烷排放研究利用中红外光谱预测牛奶脂肪酸，分析传统与现代奶业系统及动物福利对帕尔马干酪生产中甲烷排放的影响，发现现代系统总排放量高但单位产量排放低，品种间存在显著交互作用，尤其是Reggiana牛，而动物福利影响较小。

　　在当今社会，随着人们对环境保护意识的增强，农业领域的可持续性问题日益受到关注。特别是乳制品行业，由于其在温室气体（GHG）排放中占据重要地位，如何减少其对环境的影响成为研究的重点。其中，瘤胃甲烷排放（EME）作为主要的人为GHG来源之一，对全球气候变化具有显著影响。为了实现对乳制品生产过程中环境影响的准确评估，尤其是像帕米里亚雷焦（Parmigiano Reggiano）奶酪这类认证食品，需要一种快速、经济且适用于大规模生产单位的方法。本研究正是基于这一需求，探索了通过牛奶中红外光谱（MIR）预测脂肪酸（FA）以估算EME的方法，并进一步分析了乳牛养殖系统和农场动物福利指标对EME特征的影响。

本研究的数据集整合了牛奶测试日记录、MIR光谱数据以及农场动物福利评估，最终形成了包含1,256,135条记录的数据库，涉及174,180头奶牛和940个农场。通过对这些数据的深入分析，研究发现，乳牛养殖系统和其与品种的交互作用显著影响了所有EME特征。总体趋势显示，现代养殖系统在每日甲烷排放量上高于传统系统，但其单位产出的甲烷排放量则较低。品种相关的EME差异在帕米里亚雷焦奶牛中尤为明显。此外，农场动物福利对EME特征的影响相对较弱，相比之下，养殖系统和品种的影响更为显著。

在EME特征中，只有两个特征与管理实践（MGT）存在显著关联，分别是每日甲烷排放量（以克/天为单位）和以千克干物质摄入量（DMI）为基准的甲烷排放量。而在动物基础指标（ABM）中，仅有一个特征与甲烷产量（以克/天为单位）显著相关。结构与设备（SAE）对EME特征的影响则未被发现。这些发现表明，在评估EME特征时，管理实践和动物基础指标在某些方面确实发挥了一定作用，但其影响程度仍不及养殖系统和品种的影响。

从研究结果来看，现代养殖系统在甲烷排放量上确实高于传统系统，这可能与现代系统中更高的牛奶产量有关。然而，当甲烷排放量以单位牛奶或奶酪固体产量进行校正后，现代系统表现出更低的甲烷强度，这反映了其在单位产出效率上的优势。这一趋势表明，尽管现代系统可能产生更多的甲烷排放，但其整体效率更高，对环境的影响相对较小。此外，研究还发现，品种与养殖系统的交互作用对甲烷排放特征有显著影响，尤其是在帕米里亚雷焦奶牛中。这一现象可能与品种自身的代谢特性以及其在不同养殖系统中的适应性有关。

帕米里亚雷焦奶酪作为一种传统奶酪，其生产受到严格的地理和工艺限制。这些限制不仅保证了产品的高品质，也对乳牛的饲养方式和环境条件提出了更高的要求。在这样的背景下，研究EME特征对帕米里亚雷焦奶酪生产系统的评估具有重要意义。研究发现，动物福利指标对EME特征的影响较小，这可能是因为动物福利的评估更多地关注于整体的农场环境和管理，而EME特征则更直接地与乳牛的生理和代谢过程相关。因此，在考虑如何减少EME时，应更多关注养殖系统和品种选择，而非动物福利的单一指标。

研究还指出，MIR光谱技术在估算EME方面具有巨大的潜力。该技术不仅能够提供快速、经济的评估方法，还能够在大规模数据集的构建中发挥重要作用。MIR光谱分析通过非破坏性的方式获取牛奶的分子组成和动态信息，使得EME特征的估算更加高效。结合MIR光谱预测的脂肪酸数据和奶牛的日常生产数据，研究团队能够计算出多种EME特征，如甲烷产量（以克/天为单位）、以DMI为基准的甲烷强度，以及以牛奶或奶酪固体为基准的甲烷强度。这些特征的计算基于已有的预测模型，为乳牛生产系统的优化提供了科学依据。

研究还强调了乳牛养殖系统分类的重要性。通过非层次化聚类分析，将农场划分为不同的养殖系统，有助于更准确地评估EME特征。这些系统包括两种传统系统和两种现代系统，分别代表了意大利不同地区的养殖特点。研究发现，现代系统在多个EME特征上表现出不同的趋势，这可能与它们的管理方式、饲料结构以及养殖规模有关。此外，研究还发现，某些特定的动物福利指标，如管理实践和动物基础指标，对EME特征有显著影响，这提示我们，在优化乳牛生产系统时，需要综合考虑这些因素。

综上所述，本研究的结果表明，现代乳牛养殖系统在单位产出的甲烷排放量上优于传统系统，但在每日甲烷排放量上则有所增加。这一现象提示我们，需要更加全面地看待EME的评估，不仅要关注总排放量，还要考虑单位产出的效率。同时，品种与养殖系统的交互作用对EME特征有显著影响，特别是帕米里亚雷焦奶牛，这可能意味着在选择品种时，应考虑其在不同养殖系统中的表现。此外，尽管动物福利对EME特征的影响相对较小，但其在某些方面仍然具有重要意义，特别是在提升乳牛健康和生产效率方面。

对于乳制品生产者而言，了解EME特征的变化对于制定可持续的生产策略至关重要。本研究的结果表明，现代系统虽然在单位产出效率上表现优异，但在每日甲烷排放量上较高，这可能意味着在追求高产的同时，需要平衡环境影响。此外，研究还指出，通过MIR光谱预测脂肪酸以估算EME是一种可行且经济的方法，这为大规模数据集的构建提供了技术支持。在未来的乳牛养殖中，这种技术有望成为评估EME的重要工具，帮助生产者更好地管理其农场，并在育种计划中减少环境影响。

本研究还为乳牛养殖系统和品种的优化提供了参考。例如，帕米里亚雷焦奶牛在不同养殖系统中的表现差异较大，这可能与其代谢特性有关。同时，现代系统中的某些品种，如荷斯坦弗里斯兰奶牛，表现出较低的单位产出甲烷强度，这提示我们，可以通过选择合适的品种来进一步降低EME。此外，研究还发现，动物福利指标对EME的影响较小，这可能是因为这些指标更多地反映了农场的整体管理，而非直接与甲烷排放相关。因此，在制定EME减少策略时，应更多关注养殖系统和品种选择，而不是动物福利的单一指标。

总体而言，本研究为乳制品行业提供了重要的科学依据，帮助生产者更好地理解EME特征的变化及其影响因素。通过结合MIR光谱预测技术、养殖系统分类和动物福利评估，研究团队能够更全面地评估EME，并为优化乳牛生产系统提供支持。这些发现不仅有助于提高乳制品生产的可持续性，也为未来的育种计划和农场管理策略提供了新的思路。