红藻Chondrus crispus对奶牛生产性能、甲烷排放及碘代谢的剂量效应研究

为探索可持续畜牧业发展策略，研究人员通过梯度添加红藻Chondrus crispus（0%、3%、6% DM）研究其对奶牛DMI、CH4 排放及碘代谢的影响。结果表明，6%添加量可线性降低8%的CH4 产量，同时显著提升牛奶碘浓度至1,741 μg/L，但未影响产奶量。该研究为海藻饲料的生态与营养双重价值提供了重要数据支撑。

　　

背景与问题
全球畜牧业贡献了11.6%的甲烷（CH₄
）排放量，其中59%源自反刍动物瘤胃发酵。这种温室气体的增温潜能是CO₂
的28倍，而奶牛每日摄入总能量的6%会以CH₄
形式损失。尽管褐藻Asparagopsis因含溴仿（bromoform）被证实可高效抑制甲烷生成，但其入侵性、高碘含量及残留问题限制了应用。因此，寻找北半球本土红藻替代品成为研究热点。

研究设计与方法
新罕布什尔大学的研究团队采用3×3拉丁方设计，将18头有机认证的娟姗牛分为3组，分别饲喂含0%、3%、6%红藻Chondrus crispus的日粮，每期24天（14天适应+10天采样）。通过GreenFeed系统监测气体排放，结合瘤胃液16S rRNA测序、碘代谢分析和能量平衡计算，综合评价海藻的剂量效应。

主要技术
关键方法包括：（1）气相色谱测定CH₄
、CO₂
和H₂
排放；（2）ICP-MS分析饲料与牛奶碘含量；（3）瘤胃微生物V4-V5区扩增子测序；（4）ELISA检测血浆甲状腺激素（T₃
/T₄
）；（5）基于Brouwer公式计算产热（HP）与能量分配。

研究结果

干物质摄入与产奶性能
DMI随C. crispus添加量线性下降（21.5→19.8 kg/d），但产奶量（18.6→18.2 kg/d）及乳成分（脂肪5.49%→5.57%）保持稳定。值得注意的是，6%组奶牛通过动员体储备（日增重-0.27 kg/d）维持生产，BCS（体况评分）未受影响。

气体排放与能量利用
CH₄
产量线性降低8%（383→351 g/d），但CH₄
排放强度（g/kg ECM）无变化。H₂
和CO₂
同步减少表明底物可利用度是主因，而非直接抑制产甲烷菌。能量损失中，CH₄
能量（5.06→4.64 Mcal/d）和HP（27.7→24.6 Mcal/d）显著下降，但NEL（净能）利用率未受影响。

瘤胃发酵与微生物
瘤胃乙酸比例呈二次曲线变化（最低值73.8 mol/100 mol at 3%），异戊酸线性下降（0.15→0.04 mol/100 mol），提示海藻多酚可能抑制蛋白质降解。微生物群落中，Proteobacteria相对丰度线性增加，而Planctomycetota减少，但产甲烷菌Methanobrevibacter（占93%-95%）未受显著影响。

碘代谢与健康
牛奶碘浓度飙升至1,741 μg/L（6%组），远超欧盟安全限值（500 μg/L），但血浆T₃
/T₄
和血细胞参数（除血小板外）均正常。碘主要通过粪便排泄（占摄入量62.3%），尿碘排泄呈二次曲线增长。

结论与意义
该研究首次系统揭示了C. crispus在奶牛日粮中的剂量效应：3%-6%添加量可通过降低DMI实现CH₄
减排，同时显著富集牛奶碘含量，但未引发甲状腺功能障碍。尽管短期饲喂安全性得到验证，长期高碘摄入（400 mg/d）的风险仍需评估。研究成果发表于《Journal of Dairy Science》，为开发非溴仿型海藻饲料提供了重要依据，平衡了环境效益与食品安全需求。