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为探究不同饮食干预对牦牛瘤胃甲烷（CH4）排放的影响，研究发现多种策略可减排，为低碳畜牧提供参考。
《牦牛瘤胃甲烷减排研究：探索低碳畜牧新路径》在全球积极应对气候变化的大背景下，温室气体排放问题备受关注。其中，反刍动物排放的甲烷（
CH4）是导致全球变暖的重要因素之一，约占人为甲烷排放的 30%。而在我国青藏高原地区，牦牛作为当地畜牧业的核心物种，其瘤胃发酵产生的甲烷对区域温室气体排放贡献显著。一方面，甲烷排放加剧了全球气候变暖的进程；另一方面，这也是牦牛能量的一种损失，影响了畜牧生产效率。目前，针对青藏高原牦牛生产的甲烷减排策略十分匮乏，现有的研究多集中在其他反刍动物，且在高海拔环境下的适用性存疑。因此，开展针对牦牛的甲烷减排研究迫在眉睫，这对于实现青藏高原低碳畜牧生产、推动区域可持续发展以及助力我国 “双碳” 目标的达成意义重大。
中国科学院西北高原生物研究所的研究人员针对这一现状，开展了 “瘤胃甲烷产生和微生物群落对牦牛不同减排策略的响应” 的研究。该研究成果发表在《BMC Microbiology》上，为牦牛甲烷减排提供了重要的理论依据和实践指导。
在这项研究中，研究人员主要运用了体外瘤胃发酵技术（基于 ANKOMRF 气体生产测量系统）、气相色谱技术以及微生物测序技术。其中，体外瘤胃发酵技术能够模拟瘤胃环境，研究不同饲料添加剂对瘤胃发酵和甲烷产生的影响；气相色谱技术用于精确分析发酵过程中产生的气体成分；微生物测序技术则帮助研究人员深入了解瘤胃微生物群落的变化。研究的样本来源于青藏高原地区 6 头成熟圈养牦牛的瘤胃液。
研究结果主要如下：
- 发酵底物组成和营养特性：不同减排策略的发酵底物在组成和营养水平上存在差异。与对照组（FR 组）相比，添加苜蓿（Medicago sativa L.，FRM 组）和菊芋（Helianthus tuberosus L.，FRH 组）的底物粗蛋白（CP）含量更高，中性洗涤纤维（NDF）和酸性洗涤纤维（ADF）含量更低；添加硝酸钠溶液（12 mmol/L，FRN 组）的底物营养水平与 FR 组相似1。
- 发酵底物干物质消失率和瘤胃液发酵参数：发酵 48 小时后，FRM 组的干物质消失率（DMdr）、总挥发性脂肪酸（TVFA）、丙酸和丁酸水平均高于 FR 组，pH 值和乙酸与丙酸的比值更低；FRN 组和 FRH 组的 pH 值低于 FR 组，其他参数与 FR 组相似23。
- 发酵过程中的累积气体产量和CH4产量：不同减排策略的发酵过程均能持续产生气体，且累积气体产量呈现 FR 组 > FRN 组 > FRH 组 > FRM 组的趋势。在 12、24 和 48 小时的发酵过程中，FR 组的单位净CH4产量显著高于其他三组，其中 FRM 组的减排效果最佳，相比 FR 组降低了 42.76%，FRH 组和 FRN 组的减排效果相似45。
- 不同减排策略对瘤胃微生物群落特征的影响：通过对发酵液样本的微生物测序分析发现，不同减排策略影响了牦牛瘤胃发酵液中的微生物群落特征。在细菌群落中，与 FR 组相比，FRN、FRM 和 FRH 组的 α 多样性显著降低；在古菌群落中，这三组的 α 多样性显著增加。同时，不同组之间的细菌和古菌群落组成也存在显著差异6。
- 气体产量指标与影响因素的相关性分析：通过多元逐步回归分析筛选出与体外发酵单位CH4产量相关的关键驱动因素，包括底物的 CP 水平、瘤胃液的 TVFA 水平、古菌群落的 α 多样性、细菌群落中纤维杆菌（Fibrobacter）和硒单胞菌（Selenomonas）的相对丰度以及古菌群落中甲烷鬃菌属（Methanoplanus）的相对丰度。进一步的相关性分析表明，单位CH4产量与这些因素之间存在显著的正相关或负相关关系78。
研究结论表明，在区域牦牛舍饲日粮中添加硝酸钠溶液、苜蓿和菊芋，均能有效降低瘤胃CH4的产生。这些减排策略的关键机制与发酵底物的营养组成，尤其是粗蛋白含量密切相关。营养因素驱动了发酵液中微生物群落多样性的变化以及特定细菌属相对丰度的改变，进而影响发酵参数和气体产生。不过，该研究也存在一定的局限性。体外发酵系统虽能模拟瘤胃基本发酵过程，但无法完全重现实际瘤胃环境的复杂性，特别是宿主与微生物群落之间的复杂相互作用。因此，未来需要开展更多的体内验证研究，评估这些策略在实际养殖条件下的有效性。同时，长期添加这些物质对动物健康、生产性能和微生物群落适应性的影响也有待进一步研究。
总的来说，这项研究为牦牛甲烷减排策略的制定提供了重要的理论基础，有助于推动青藏高原地区低碳畜牧生产系统的发展，为实现 “双碳” 目标贡献了重要力量。但后续还需在体内实验和长期影响研究方面持续发力，以确保这些策略的可行性和可持续性。
