植物單寧調控反芻動物溫室氣體排放的研究進展

王 瑩 李留學 趙玉超 蔣林樹

(北京農學院動物科學技術學院,奶牛營養學北京市重點實驗室,北京 102206)

溫室效應造成的全球氣候變化問題已經引起了國際社會的廣泛關注,溫室氣體的大量排放是加劇溫室效應的直接原因[1-2]。農業系統是溫室氣體排放的重要來源,約占排放總量的30%,其中畜牧業是農業溫室氣體排放的重要來源,占全球總人為排放量的14.5%[3-4]。二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)和氧化亞氮(N2O)是農業系統中動物產生的3種主要溫室氣體[5],除CO2這一最重要的溫室氣體之外,排放量占比相對較小的CH4和N2O也逐漸受到科學家的關注,其增溫潛勢分別是CO2的25倍和298倍[6]。CH4的產生也代表著反芻動物的能量損失,占總攝入能量的2%～12%[7],而反芻動物排泄物生成N2O的過程也造成了氮素的損失[8]。因此,有效抑制反芻動物生產中溫室氣體的生成,一方面有利于減少溫室氣體排放,減緩溫室效應;另一方面有利于減少飼料能量和蛋白質損失,提高飼料效率。

大量研究表明,植物次級代謝物可以調節瘤胃發酵,抑制CH4排放,而單寧廣泛存在于植物界中,是植物次級代謝物中的研究熱點[9-10]。同時,單寧在瘤胃中可與飼料蛋白質結合,減少其在瘤胃中的降解,提高反芻動物蛋白質利用率,從而降低N2O排放[11]。據此,本文對植物單寧調控反芻動物溫室氣體排放進行綜述,以期為進一步研究和開發植物單寧作為瘤胃CH4和排泄物N2O排放的抑制劑提供參考。

1 反芻動物溫室氣體的生成

1.1 瘤胃CH4的生成

反芻動物產生的CH4主要來自瘤胃發酵。……