饲料玉米品种对反刍动物甲烷排放、养分降解及发酵特性的影响研究

为解决反刍动物饲料效率与温室气体排放的平衡问题，研究人员通过体外发酵技术评估了四种饲料玉米品种（TWC647、SC704、D5及SC704+D5混合物）对甲烷排放、养分降解及发酵特性的影响。结果表明，SC704具有最高的产气量（236.8 ml/g DM）和能量值（ME 5.17 MJ/kg DM），而SC704+D5混合物虽促进挥发性脂肪酸（VFA）生成，但甲烷排放最高（71.5 l/kg FOM）。该研究为优化饲料选择以兼顾生产效益与环境可持续性提供了科学依据。

　　

随着全球人口增长和自然资源消耗加剧，2050年预计需要增加70%的粮食产量以满足需求。反刍动物作为重要蛋白质来源，面临提高生产效率与减少环境足迹的双重挑战。饲料玉米（Zea mays L.）因其高产和富含可发酵碳水化合物，成为反刍动物关键饲料，但其品种间营养差异显著，影响瘤胃发酵模式、养分利用及甲烷排放。目前，育种技术已开发出多样化的玉米基因型，但如何平衡其生产性能与环境影响仍需深入探究。

为此，伊朗东阿塞拜疆农业与自然资源研究教育中心的Farhad Parnian-khajehdizaj团队联合阿尔达比勒研究中心，通过体外实验评估了四种饲料玉米（TWC647、SC704、D5及SC704+D5混合物）对甲烷排放、养分降解及发酵特性的影响，相关成果发表于《Scientific Reports》。

研究采用体外产气技术（in vitro gas production）和尼龙袋法（nylon bag technique）分析发酵动力学，结合气相色谱测定挥发性脂肪酸（VFA），并基于Gompertz模型拟合产气曲线。实验样本来自莫甘农业试验站的田间种植玉米，收获后经干燥粉碎处理。

化学组成与发酵效率
SC704的非纤维碳水化合物（NFC）含量最高（29.50%），NDF最低（49.03%），促使其发酵速率快、能量值（ME 5.17 MJ/kg DM）最高。而SC704+D5混合物因高NDF（64.18%）导致发酵延迟，但总VFA产量最高（71.56 mM），表明纤维结构影响微生物代谢路径。

发酵动力学与能量产出
SC704的产气速率（r_m 4.99 ml/h）显著高于其他品种，滞后时间（Lag -2.7 h）最短，印证其易降解特性。TWC647虽发酵缓慢，但DM降解率最高（56%），显示其纤维可及性更优。

甲烷排放与环境影响
SC704+D5的甲烷排放达71.5 l/kg FOM，与其高乙酸比例（49.55 mM）相关，而SC704因促进丙酸生成（17.08 mM）降低了甲烷产量（65.4 l/kg FOM），验证了发酵路径对氢分配的调控作用。

讨论与意义
该研究揭示了饲料玉米品种选择在反刍动物生产中的多维影响：SC704适合高产出系统，TWC647可优化纤维利用与减排，而混合品种需配合甲烷抑制策略。未来需通过体内试验验证这些发现，并探索品种-添加剂协同效应。研究为设计气候智能型畜牧系统提供了关键数据，推动育种目标向高消化率、低排放方向演进。