《Animals》：Effect of Replacing Lucerne Meal with Seriphium plumosum Meal in the Diet on Growth Performance, Methane Emission, In Vitro Rumen Fermentation Characteristics, and Rumen Microbial Community Composition of Nguni Steers
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该研究评估了在Nguni阉牛日粮中以Seriphium plumosum（S. plumosum）粉替代苜蓿（lucerne）粉对生长性能、甲烷（CH?）排放、体外瘤胃发酵特征及瘤胃细菌群落组成的影响。研究人员将28头22月龄、初始体重约300±10 kg的N
该研究评估了在Nguni阉牛日粮中以Seriphium plumosum（S. plumosum）粉替代苜蓿（lucerne）粉对生长性能、甲烷（CH?）排放、体外瘤胃发酵特征及瘤胃细菌群落组成的影响。研究人员将28头22月龄、初始体重约300±10 kg的Nguni阉牛随机分配至含0%、10%、20%和30% S. plumosum粉的等能日粮处理组，开展90 d饲喂试验。结果表明，替代水平升高对干物质采食量、养分消化率、活重增重及CH?排放均无显著影响（p>0.05）。体外发酵中，3–48 h产气量随替代水平呈非线性变化，10%组产气量与体外有机物消化率（IVOMD）最高，20%与30%组随之下降；氨态氮（NH?-N）、挥发性脂肪酸（VFA）总量及乙酸/丙酸比也发生显著改变。基于16S rRNA扩增子测序，瘤胃细菌群落在属水平呈现处理特异性重组，但未破坏优势菌群稳定性。研究提示，S. plumosum可作为旱季替代性乡土粗饲料资源，以中等比例（约10%）部分替代苜蓿而不损害生产性能，并可调控瘤胃微生态。
研究背景与立项逻辑
南非畜牧业高度依赖天然草地，旱季牧草数量与品质同步下降，叠加气候变化使饲料短缺问题加剧。反刍动物贡献了可观的人为甲烷排放，其中牛源肠发酵甲烷占主导；瘤胃中产甲烷古菌利用发酵产生的H?与CO?通过氢营养型途径生成CH?，既加剧温室效应，又造成日粮能值2%–12%的损失。传统优质粗饲料如苜蓿（lucerne meal）成本高且依赖外购，而乡土木本植物Seriphium plumosum（S. plumosum，本地入侵性灌木）富含结构碳水化合物与缩合单宁（condensed tannins，CT），具调控氮利用与潜在减排价值，但其对肉牛生产、发酵与微生物组的具体影响缺乏系统证据。研究人员据此开展试验，旨在验证“以S. plumosum粉替代苜蓿粉能否在维持Nguni阉牛生产性能的同时改变瘤胃发酵与微生物生态”。
研究设计与主要方法
研究人员选用28头22月龄Nguni阉牛（初始体重300±10 kg），完全随机分为0%、10%、20%、30% S. plumosum替代苜蓿粉四个等能日粮组，每处理7头，单栏饲养，21 d适应后开展90 d生长试验；通过日采食差计算采食量，双周称重计算日增重，第85–89天采用全粪收集法测算表观养分消化率；第80–89天用激光甲烷检测仪（laser methane detector，LMD）于晨饲后2 h测定个体CH?排放（ppm·m/d）；体外发酵以200 mg底物加瘤胃液接种，3–48 h测产气、IVOMD、NH?-N与VFA；试验末经口腔胃管采集瘤胃液，提取DNA后对细菌16S rRNA V3–V4区扩增子测序，分析属水平群落。
研究结果
3.1 生长性能、消化率与甲烷强度
替代水平对干物质采食量、粗蛋白（crude protein，CP）与中性洗涤纤维（neutral detergent fiber，NDF）摄入、各养分消化率、初末重、日增重及CH?排放均无显著影响（p>0.05）。说明S. plumosum含低剂量CT（0.021%–0.032% DM）未引发适口性或抑制效应，可在不牺牲生产力前提下部分替代苜蓿。
3.2 体外产气、IVOMD与发酵参数
产气量在3–48 h均受处理显著影响（p<0.01），呈线性+二次+三次响应：10%组累计产气与IVOMD最高，20%、30%组递减；NH?-N在10%组最低，VFA总量、乙酸与丙酸随替代水平下降。结果表明中等比例添加优化发酵，过高纤维与木质化细胞壁限制底物降解。
3.3 瘤胃微生物组成
从378个属中聚焦10个优势/响应属：Erysipelotrichaceae UCG-009在对照组最丰，Ligilactobacillus在20%组上升，Ignavigranum在10%组富集，Kocuria在30%组偏高。群落未崩溃，但特定分类单元随日粮重构，反映微生物对木本饲料的适应性选择。
讨论与结论翻译
讨论指出，低CT水平不足以抑甲烷，但可形成可逆蛋白复合物改善氮利用；10%添加点对应最佳发酵效率，更高比例受纤维木质化限制；配方调整（糖蜜、尿素等）也参与发酵响应，故效应非S. plumosum单一归因。作者结论如下：以S. plumosum粉替代苜蓿粉可在维持Nguni阉牛生产性能的同时重塑瘤胃发酵环境与微生物生态；该乡土资源有望缓解旱季饲料短缺，并诱导瘤胃功能适应性重构。未来需等氮配方与多场景长期试验以厘清独立效应。
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