饮水添加3-硝基氧丙醇(3-NOP)对绵羊肠道甲烷减排的增效机制研究

针对反刍动物牧场系统中CH4抑制剂投喂难题，西班牙CSIC团队创新性评估3-NOP通过饮水给药的减排效果。研究发现DW80组CH4排放量较对照组降低41.4%，且药效持续4小时，为放牧系统甲烷减排提供了可行解决方案。

　　

论文解读
在全球气候变暖背景下，反刍动物肠道发酵产生的甲烷(CH₄)占人为排放量的26%，其中放牧系统的减排尤为棘手。当前商用甲烷抑制剂Bovaer?（含3-NOP）需混入饲料使用，但在自由采食的牧场中难以均匀投喂。更麻烦的是，3-NOP在瘤胃中的活性仅能维持2小时（Duin等证实），与放牧动物断续进食的特性难以匹配。这种"时间差"导致现有方案在牧场中减排效果骤降至5-10%，远低于圈养系统的32%降幅。

西班牙国家研究委员会(CSIC)的Isabel Müller团队独辟蹊径，利用3-NOP的水溶性特性，首次通过饮水给药测试其效果。研究采用4×4拉丁方设计，选取4只体重44.9±2.6 kg的母羊，设置对照组(CTL)、饲料添加80 mg/kg DMI(Bovaer? 10)、饮水添加80/120 mg/kg DMI(DW80/DW120)四组。通过开放式呼吸代谢室监测发现：饮水给药展现出惊人优势——DW80组甲烷排放量锐减41.4%，且抑制作用持续至进食后4小时，而饲料组仅在头2小时有效。这种差异源于羊群日间多次饮水的习性，使3-NOP得以持续抑制甲基辅酶M还原酶(MCR)活性。

关键技术包括：1）拉丁方实验设计控制个体差异；2）开放式呼吸代谢室连续监测CH₄/H₂排放；3）精确记录饮水量与频次的电子系统；4）70:30的牧草-精料模拟牧场日粮。

结果揭示：

1. 减排效能：所有处理组均显著降低CH₄排放（P<0.05），DW80效果最优，且不影响干物质摄入。
2. 时效特征：饮水组实现全天候减排，而饲料组仅在两餐后短暂起效。
3. 剂量响应：DW120组效果反稍逊于DW80，提示存在最佳浓度窗口。

讨论与展望：该研究突破性地证明饮水投药可解决牧场3-NOP给药同步性难题。作者团队指出，下一步需针对不同畜种（如牛）的饮水行为优化方案。值得注意的是，研究者中多位来自资助方DSM-firmenich，提示成果可能快速转化应用。论文发表于《Animal Feed Science and Technology》，为全球11亿头放牧反刍动物的甲烷减排提供了可操作性极强的技术路径。