反刍动物瘤胃甲烷产生的调控措施

植物提取物对反刍动物瘤胃发酵、生产性能及甲烷产量的调控作用及其机制张华;童津津;孙铭维;杨德莲;张婕;熊本海;蒋林树【摘要】With fuctions of manipulating rumen fermentation pattern, improving nitrogen reservation and de-creasing methane release to ruminants, and their lower toxic and side effects, unique natural charcter, nutrition and biological activity, plant extracts have become one of the perfect alternative products to antibiotics. In this aticle, research progress of regulation of plant extracts on rumen fermentation and its mechanisms were re-viewed, and to provide some ideas for further investigation and applications of plant extracts in ruminant nutri-tion.%植物提取物不但具有调控反刍动物瘤胃发酵模式、提高氮存留率、减少甲烷排放等功能,而且因其低毒副作用及其所具有的天然性、营养性和生物活性等特性,已成为抗生素的理想替代品之一.本文综述了植物提取物对反刍动物瘤胃发酵调控作用及其机制的最新研究进展,以期对今后该领域的研究及产品研发提供参考依据.【期刊名称】《动物营养学报》【年(卷),期】2018(030)006【总页数】9页(P2027-2035)【关键词】植物提取物;反刍动物;瘤胃发酵;调控;机制【作者】张华;童津津;孙铭维;杨德莲;张婕;熊本海;蒋林树【作者单位】奶牛营养学北京市重点实验室,北京农学院动物科学技术学院,北京102206;奶牛营养学北京市重点实验室,北京农学院动物科学技术学院,北京102206;奶牛营养学北京市重点实验室,北京农学院动物科学技术学院,北京102206;奶牛营养学北京市重点实验室,北京农学院动物科学技术学院,北京102206;奶牛营养学北京市重点实验室,北京农学院动物科学技术学院,北京102206;中国农业科学院北京畜牧兽医研究所,北京 100193;奶牛营养学北京市重点实验室,北京农学院动物科学技术学院,北京 102206【正文语种】中文【中图分类】S816反刍动物瘤胃是一个复杂的厌氧发酵体系，瘤胃微生物与其建立了一种共生关系。

牛的饲养中的瘤胃功能调节瘤胃（rumen）是反刍动物如牛的消化系统中的一个重要器官。

它由一系列袋状结构组成，其主要功能是在食物消化过程中进行发酵。

瘤胃内的微生物能够分解纤维素等复杂的碳水化合物，并产生维生素、脂肪酸等对牛的营养十分重要的物质。

然而，有时候牛的瘤胃功能可能会受到影响，导致消化问题、营养不良等健康问题的出现。

因此，瘤胃功能的调节对于牛的饲养十分关键。

一、饲料的选择与配比饮食是影响瘤胃功能的一个重要因素。

对于牛的饲料选择与配比需要注意以下几点：1. 粗饲料：牛的瘤胃主要发酵粗纤维，因此应提供富含纤维的粗饲料，如青草、干草等。

这样能够促进瘤胃内微生物的生长和发酵过程。

2. 精饲料：适量添加精饲料可以提高饲料的能量密度和蛋白质含量，但过多的精饲料可能导致酸性环境增加。

3. 配比：根据牛的生理状态和生长发育需要，合理进行饲料配比。

饲料的营养成分需要平衡，以满足牛的需求。

二、饲料管理与喂养技巧除了饲料的选择与配比外，饲养管理和喂养技巧也对瘤胃功能的调节起到重要作用。

1. 喂食频率：将饲料分为几次供应，提高牛的进食频率。

这样能够保持瘤胃的稳定发酵环境，减少酸性环境的出现。

2. 喂食量：控制每次喂食的量，避免过量喂食导致消化问题的发生。

3. 喂食时间：牛应有固定的喂食和休息时间，不要频繁打扰其进食和休息规律。

4. 饮水管理：提供充足的清洁饮水，以保持瘤胃内环境的湿度，有利于瘤胃功能的调节。

三、微生物管理和添加剂应用瘤胃内的微生物群落对于牛的消化过程至关重要。

因此，微生物管理和添加剂的应用可以帮助调节瘤胃功能。

1. 益生菌添加：通过添加益生菌，可促进瘤胃内有益菌株的生长和代谢活性的提高，有利于牛的消化和养分吸收。

2. 抗生素使用：在一定情况下可以使用抗生素，控制瘤胃内的有害菌群，避免消化问题的发生。

3. 酶制剂应用：适当应用酶制剂可以促进牛对饲料中纤维素的消化和瘤胃环境的平衡。

四、疾病防控和兽医监测疾病防控和兽医监测是保证牛的瘤胃功能调节的重要措施。

瘤胃甲烷菌及甲烷生成的调控郭嫣秋胡伟莲刘建新①(浙江大学奶业科学研究所杭州310029)摘要甲烷茵属于古细菌，参与有机物的厌氧降解，生成甲烷。

反刍动物瘤胃内甲烷的生成损耗2%～12%的饲料能量，并且通过暖气排入大气。

甲烷不仅是温室气体之一，而且还会破坏大气臭氧层。

每年全球反刍动物排放大量的甲烷，减少瘤胃内甲烷的生成对提高饲料能量利用率和改善环境具有重要意义。

近年来，有关瘤胃甲烷茵及甲烷生成调控的报道日益增多，本文概述了甲烷茵的特性以及瘤胃内甲烷生成的途径，综述了甲烷生成的调控手段，主要包括去原虫、日粮配合、添加电子受体、增加乙酸生成茵等方法。

关键词甲烷茵瘤胃调控Methanogens and Manipulation of MethaneProduction in the RumenGuo Yanqiu, Hu Weilian, Liu Jianxin②(Institute of Dairy Science and Industry,Zhejiang University, Hangzhou 310029, China)Abstract: Methanogens belong to the kingdom of Euryarchaeota in the domain of Archaea. They are characterized by their ability to produce methane under anaerobic conditions. Methane production in the rumen represents a loss of energy for the host animal, and, in addition, methane eructated by ruminants may contribute to a greenhouse effect or global warming. Reduction or elimination of methanogenesis in the rumen has been touted as a way of improving animal production and may marginally benefit to control of anthropogenic release of methane. More and more scientists focus on ruminal methanogens and methanogenesis recently. Author summarized the manipulation of methanogenesis in the rumen, including defaunation, feed formulation, adding electron acceptors and stimulation of acetogens. The characteristics of methanogenic Archaea and the recent knowledge of the methanogenesis in the rumen were also reviewed in this article.Key words: Methanogens Rumen Manipulation甲烷菌严格厌氧，属于古细菌的水生古细菌门(Euryarchaeota)。

反刍家畜肠道甲烷的产生与减排技术措施周艳;邓凯东;董利锋;许贵善;马涛;刁其玉【摘要】甲烷是造成温室效应的重要诱因之一,也是反刍动物瘤胃发酵过程中重要的能量损失来源.采取有效降低甲烷产量的措施不仅可以降低畜牧养殖业温室气体排放,而且能够提升畜牧养殖业的生产效率、盈利能力和抗风险能力,从而为保障和促进我国节粮型农业和可持续农业发展提供重要的理论依据.文章从反刍动物瘤胃甲烷形成机理入手,系统地阐述了产甲烷菌的生化代谢途径,总结了反刍家畜营养和饲养管理、遗传育种等减排措施,以期为降低甲烷排放、发展低碳畜牧业提供新思路.%Methane is one of the most important causes of greenhouse effect,and it is also an important source of energy loss in the rumen fermentation of ruminants.Therefore,to take effective measures to reduce methane production can not only reduce greenhouse gas emissions in animal husbandry,but also enhance the production efficiency,profitability and risk-resistance capacity of animal husbandry,which will consequently provide a theoretical basis for the protection and promotion of China's grain saving agriculture and sustainable agricultural development.This article described the process of ruminal methane formation mechanism,systematically expounded the biochemical metabolic pathways of methanogens,summarized the ruminant nutrition and feeding management,genetic breeding and emission reduction measures,aiming to provide new ideas for reducing methane emission,and thus contribute to the low carbon development of animal husbandry.【期刊名称】《家畜生态学报》【年(卷),期】2018(039)004【总页数】6页(P6-10,54)【关键词】瘤胃;甲烷;产甲烷菌;减排措施;低碳畜牧业【作者】周艳;邓凯东;董利锋;许贵善;马涛;刁其玉【作者单位】中国农业科学院饲料研究所,农业部饲料生物技术重点实验室,北京100081;金陵科技学院动物科学与技术学院,江苏南京210038;中国农业科学院饲料研究所,农业部饲料生物技术重点实验室,北京100081;塔里木大学动物科学学院,新疆阿拉尔843300;中国农业科学院饲料研究所,农业部饲料生物技术重点实验室,北京100081;中国农业科学院饲料研究所,农业部饲料生物技术重点实验室,北京100081【正文语种】中文【中图分类】S811.5近50年来，地球表面平均温度上升了0.74 ℃，其增速是过去100年的2倍左右[1]，由于温室气体排放造成的全球性气候变暖现象已是不争的事实。

反刍动物瘤胃内环境的特点及调控措施张彩英,胡国良,曹华斌【摘要】摘要:瘤胃是反刍动物的一个极其重要的消化器官,瘤胃微生物在反刍动物营养物质代谢方面尤其是粗饲料利用方面起着举足轻重的作用,而瘤胃内环境的稳定是保证瘤胃微生物正常发酵性消化的前提条件。

因此,了解瘤胃内环境的特点,对瘤胃内环境实施有效调控,使营养物质的利用率达到最优化,具有非常大的经济效益。

【期刊名称】中国畜牧兽医【年(卷),期】2010(037)004【总页数】3【关键词】关键词:瘤胃内环境;发酵性消化;调控措施反刍动物的瘤胃约占全胃的80%,除反刍、食管沟反射和瘤胃运动外,尚有微生物群系独特的生理作用。

饲料中70%～85%可消化的干物质和约50%的粗纤维在瘤胃中经微生物降解为挥发性脂肪酸、肽类、氨基酸、氨及二氧化碳等成分;同时这些微生物可以利用氮源、能源等发酵产物合成蛋白质、B族维生素及VK等营养物质(西北农业大学,1992;任慧波等,2006)。

很显然,瘤胃是反刍动物的一个极其重要的营养消化器官。

因此,了解瘤胃内环境的特点,对瘤胃内环境实施有效调控,使营养物质的利用率达到最优化,具有非常大的经济效益。

1 瘤胃内环境的特点瘤胃可看作是一个供厌氧微生物繁殖的发酵罐,具有微生物活动及繁殖的良好条件。

食物和水分相对稳定的进入瘤胃,供给微生物生长繁殖所需要的营养;节律性瘤胃运动将内容物搅拌混合,并使未消化的食物残渣和微生物均匀地排入后段消化道。

瘤胃内环境具有以下特点:①微生物有一定的区系、数量,并在一定范围内保持恒定。

瘤胃微生物主要有细菌、古细菌、厌氧真菌、原虫和少量噬菌体,其中细菌数量最多,瘤胃液中1010～1011个/mL;原虫在数量上比细菌少,瘤胃液中105～106个/mL,但由于其体积较大,在瘤胃微生态总量中占相当大的比例;真菌游动孢子数则在103～105个/mL之间(Theodorou等,1990)。

瘤胃微生物之间既存在协同关系又有竞争作用,一种微生物的代谢产物可以被其它微生物利用,而不同微生物利用底物转化为发酵产物的代谢间相互依赖。

反刍动物甲烷生成机制及调控苏醒,董国忠【摘要】摘要:甲烷是反刍动物瘤胃正常消化的产物,但其排放不仅对空气环境造成污染,增加温室效应,并且造成饲料能量的损失。

因此,减少反刍动物瘤胃内甲烷的生成量对提高饲料能量利用率和改善环境都具有重要的意义。

文章综述了瘤胃中甲烷生成的机制及影响甲烷产生量的因素,详细介绍了控制瘤胃内甲烷产生量的措施。

【期刊名称】中国草食动物科学【年(卷),期】2010(030)002【总页数】4【关键词】关键词:反刍动物;甲烷;机制;调控甲烷(CH4)是一种重要的大气微量成分。

它与CO2一样,是一种长寿命的温室效应气体。

研究者普遍认为甲烷的温室效应是二氧化碳的20～30倍。

甲烷对全球气候变暖的影响作用占到所有影响气候变暖因素作用的15%～20%[1]。

联合国政府间气候变化专业委员会(IPCC)的报告中指出,全球每年排入大气的CH4量是535 Tg(410～660Tg)(1Tg=1012g),而来自动物,主要是反刍动物的达85Tg(65～100Tg),对全球温室效应的贡献率达2%[2]。

我国农业部环境保护科研监测所对我国家养动物和动物废弃物甲烷排放量的估算结果是,甲烷排放量平均每年大约以2.34%的速度上升[3]。

反刍动物以嗳气的形式排出体外的甲烷主要是由瘤胃中甲烷菌通过CO2和H2进行还原反应产生的,化学性质稳定,一旦发生后很难被代谢。

在反刍动物瘤胃代谢过程中,瘤胃内甲烷的产生是瘤胃发酵能量损失的主要原因,依据饲养水平、饲粮组成、消化率的不同,以甲烷形式损失的能量占饲料总能的2%～15%[4]。

因此,降低瘤胃内甲烷的产量不仅对缓解温室效应有重要意义,而且可减少反刍动物瘤胃发酵过程中的能量损失,提高饲料利用率。

减少反刍动物CH4排放量是国际上十分关注并重点研究的问题。

本文综述了瘤胃甲烷生成的机制、影响瘤胃甲烷产生的因素和控制瘤胃内甲烷产生量的措施。

1 瘤胃甲烷生成的机制反刍动物生成甲烷与其特有的消化特点有关。

反刍动物甲烷排放的调控技术摘要：反刍动物体内甲烷的产生不但降低了饲料中能量的利用效率，而且产生的大量的甲烷会加重温室效应，促使全球气候变暖。

因此，各种调控反刍动物甲烷排放技术的实施，不仅可以增加饲料能量的利用效率而且可以带来良好的生态效益。

本文主要介绍关于反刍动物甲烷排放的调控技术。

关键词：反刍动物；瘤胃微生物；甲烷；调控排放正文：地球气候正经历着一次以全球变暖为主要特征的显著变化，全球气候变暖已经成为人类最为关注的共性问题之一。

甲烷（CH4)是一种重要的生物源温室气体，源自生物的排放占大气CH4排放总量的70％左右。

目前，全球大气中CH4的平均浓度为1.72×10-6μL/L，而且每年以1.1％的比率增长，对全球气候变暖的贡献率约为20％。

CH4气体对于温室效应产生的作用远高于二氧化碳和氧化亚氮，其对大气的温室作用是CO2的20～30倍，是N2O的300倍。

在由农业排放的CH4中，反刍动物被认为是主要的CH4排放源，全球反刍动物每年约产生CH4 8×107t，占全球人类活动CH4排放量的28％。

不同种类家畜CH4排放所占比重各异，其中水牛排放量占8％，其他牛排放量占74％，羊排放量占13％，骆驼排放量占1％。

随着反刍动物养殖规模的不断扩大，其CH4排放已经构成严重的环境污染，因此，如何减少反刍动物CH4排放量并探求减排方法已经成为当务之急。

1瘤胃内产甲烷菌及甲烷(CH4)的产生机制目前，从瘤冒中用传统方法分离得到的主要四个菌属产甲烷菌分别为：可活动甲烷细菌(Met hanobacterium mobile)、反刍兽甲烷杆菌(Met hanobrevibacter ruminantium)、巴氏甲烷八叠球菌(Met hanosarcinabarkeri)、甲酸甲烷杆菌(Met hanobacterium formic1icum)(Tatsuoka etal，2004)。

其中在瘤胃中的数目达到lxl06个/mL的只有甲烷八叠球菌和反刍兽甲烷短杆菌(吴健豪等，2008)。

反刍动物胃肠道减排技术之甲烷1.减排的原因反刍动物排放的甲烷产生于内含丰富微生物的瘤胃和后肠中，据测定，约94%的甲烷是由瘤胃产生的。

有人估计全球因反刍动物甲烷排放造成的饲料损失价值相当于3 亿吨饲料或240 亿美元。

因此，开展家畜胃肠道甲烷减排控制技术的研究对于实现畜牧业节能减排、减缓全球气候变暖与提高动物生产力均具有重要意义。

2.甲烷的产生通过对反刍动物瘤胃的研究，表明微生物在分解纤维素等的过程中会产生大量的氢气和二氧化碳，而产甲烷菌就是利用这些产物进行还原反应生成甲烷，从而维持了动物体内微环境的稳定，故此，有学者认为产甲烷菌实质是瘤胃内氢气的利用菌。

普遍认为的甲烷生成途径主要有如下三种：①CO2-H2 还原途径，瘤胃中的反刍兽甲烷短杆菌(Methanobrevibacter ruminantium）在体内主要就是通过此途径产生甲烷，反应式为：4H2 +HCO3-+H+→CH4+ 2H2O, 其中CO2和H2来自糖酵解产生丙酮酸，后转变为乙酸的过程，只有少量的CO2和H2是由甲酸形成的：HCOOH→CO2+H2；（主要）②由甲酸、乙酸和丁酸等挥发性脂肪酸分解产生, 反应式为: HCOOH+H2O→CH4 + HCO3、CH3COOH +H2O→CH4+ HCO3、2CH3CH2CH2COOH→2H2O+CO2→CH4 +4CHCOOH;③由甲醇、乙醇等果胶发酵产物分解生成，4CH3OH→3CH4+HCO3 、2CH2CH2OH+CO2→3CH3COOH+CH4。

3.甲烷的减排已有的甲烷减排方法主要是提前预防和终端减排两种，都不同程度的减少或抑制了反刍动物甲烷的排放。

依甲烷减排方法的原理将其分为四类：○1通过遗传育种方式，提高单位动物的生产性能，减少动物存栏总数量，从而降低家畜甲烷的总排放量；○2通过控制日粮方式，对饲料进行合理加工处理及精粗粮搭配（即减少畜牧饲养系统中碳的输入），实现甲烷减排；○3通过减少或竞争体内另一供甲烷菌利用的底物氢气，达到减少甲烷生成的目的；○4通过控制甲烷生成过程中的微生物作用从而减少甲烷排放。