肉用绵羊生长期甲烷排放规律研究
Prediction Models of Methane Emissions from Growing Sheep

本文以生长期不同体重阶段(25-35 kg和48-55 kg)的杜泊(♂)*小尾寒羊(♀)F1代母羊为研究对象,在平均日增重一致的前提下,通过饲养试验、消化代谢试验和气体代谢试验研究饲粮不同NFC/NDF比例对肉用绵羊甲烷产量的影响,并建立生长期各阶段(25-35 kg、48-55 kg)和整体阶段(25-55 kg)的甲烷排放预测模型.具体分为以下三个部分:试验一饲粮NFC/NDF对生长期早期肉用绵羊生长性能、营养物质表观消化率和甲烷产量的影响采用单因素试验设计,选取体况良好、体重为27.8±0.5 kg的杜泊(♂)*小尾寒羊(♀)F1代母羊30只,随机分配到3组,各组饲粮NFC/NDF分别为0.78(精粗比为35:65)、1.03(精粗比为50:50)、2.17(精粗比为65:35组),每组10只羊.试验期为25 d,包括3 d调整期、7d预试期和15 d正试期.试验分为自由采食组和限饲组两种饲养模式,各组的能量和粗蛋白质采食量均相同,以饲粮NFC/NDF为0.78自由采食组的平均日增重作为饲粮NFC/NDF为1.03组和饲粮NFC/NDF为2.17组的限饲标准.试验羊只定期晨饲前称重,记录每日采食量;在正试期内测定甲烷产量、饲粮能量和饲粮营养物质表观消化率.结果表明:在NFC/NDF=0.78组自由采食和其他组限饲条件下,3组试验羊的始重和终重以及平均日增重无显著差异(P>0.05),NFC/NDF=2.17组的饲料转化率数值(8.43)显著低于NFC/NDF=0.78组(10.57,P<0.05),两组皆与NFC/NDF=1.03组无显著性差异(8.76,P>0.05).当饲粮NFC/NDF由0.78增加至2.17时,NFC/NDF=2.17组的干物质和有机物表观消化率(61.34,59.82)显著高于NFC/NDF=0.78组和1.03组(51.18,49.43;55.77,54.43;P<0.05),后两组间无显著性差异(P>0.05).NFC/NDF=1.03组和2.17组的粗蛋白质表观消化率无显著性差异(41.54,47.47;P>0.05),但皆显著高于NFC/NDF=0.78组(30.95,P>0.05),NDF和ADF表观消化率无显著差异(P>0.05).另外,当NFC/NDF由0.78增加至2.17时,甲烷产量、甲烷能及单位代谢体重的甲烷产量均显著性下降(P<0.05).NFC/NDF=2.17组的单位干物质采食量、单位有机物采食量、单位可消化有机物采食量、单位可消化中性洗涤纤维采食量及单位总能摄入量、单位消化能摄入量、单位代谢能摄入量的甲烷产量均显著低于NFC/NDF=0.78组和1.03组(P<0.05),以上指标在后两个处理组间均无显著性差异(P>0.05).结果表明,在平均日增重一致的前提下,高NFC/NDF组饲料转化效率较高,且甲烷转化效率较低;对生长期杜泊(♂)*小尾寒羊(♀)F1代杂交母羊来说,限饲条件下饲喂NFC/NDF为2.17的饲粮在提高生产效益的同时,又兼顾甲烷减排,效果相对最佳.试验二饲粮NFC/NDF对生长后期肉用绵羊生长性能、营养物质消化率和甲烷产量的影响选用30只体重48±0.50 kg的杜泊(♂)*小尾寒羊(♀)母羊,采用单因素试验设计,将试验动物随机分到饲粮NFC/NDF=0.78组(精粗比为35:65,自由采食)、NFC/NDF=1.03组(精粗比为50:50,限饲)和NFC/NDF=2.17组(精粗比为65:35,限饲)3个处理组中,每个处理组10只羊.试验期为32 d,包括17 d预试期和15 d正试期.试验分为自由采食组和限饲组两种饲养模式,各组的能量和粗蛋白质采食量均相同,以饲粮NFC/NDF为0.78自由采食组的平均日增重作为饲粮NFC/NDF为1.03组和饲粮NFC/NDF为2.17组的限饲标准.试验羊只定期晨饲前称重,记录每日采食量;在正试期内测定甲烷产量、饲粮能量和饲粮营养物质表观消化率.结果表明:限饲条件下饲粮NFC/NDF为2.17组的饲料转化效率(9.81)显著高于自由采食条件下饲粮NFC/NDF为0.78组的饲粮转化效率(15.65;P<0.05),饲粮NFC/NDF为1.03组与其他两组皆无显著差异(13.33,P>0.05).当饲粮NFC/NDF比例由0.78增加至2.17时,三个处理组的干物质表观消化率、有机物表观消化率和总能表观消化率均得到显著性升高(P<0.05),NFC/NDF=2.17组的粗蛋白质表观消化率(59.72)显著高于NFC/NDF=0.78组(50.32,P<0.05),两组皆与NFC/NDF=1.03组无显著差异(55.19,P>0.05).另外,随着饲粮NFC/NDF比例的增加,NFC/NDF=2.17组的NDF表观消化率显著高于NFC/NDF=0.78组和NFC/NDF=1.03组(49.31;P<0.05),后两组间无显著差异(P>0.05).NFC/NDF=2.17组的甲烷日排放量为32.5 L/d,显著低于NFC/NDF=0.78组的58.0 L/d和NFC/NDF=1.03组的63.2 L/d(P<0.05),后两组间的甲烷日排放量无显著差异(P>0.05),单位代谢体重的甲烷日排放量具有相同的变化规律.随着饲粮NFC/NDF比例的增加,NFC/NDF=2.17组的单位干物质采食量的甲烷排放量、单位有机物采食量的甲烷排放量和单位可消化有机物的甲烷排放量皆显著低于NFC/NDF=1.03组(P<0.05),NFC/NDF=0.78组的以上指标与其他两组相比皆无显著差异(P>0.05);单位总能摄入量的甲烷能排放量、单位消化能摄入量的甲烷能排放量、单位代谢能摄入量的甲烷能排放量具有相同的变化规律.NFC/NDF=1.03组的单位中性洗涤纤维采食量的甲烷排放量和单位可消化中性洗涤纤维的甲烷排放量显著高于NFC/NDF=0.78组和NFC/NDF=2.17组(P<0.05),后两组间无显著差异(P>0.05).另外,三个处理组之间的单位日增重的甲烷排放量和单位可消化酸性洗涤纤维的甲烷排放量无显著差异(P>0.05).综合生长性能、饲粮各营养物质表观消化率、能量代谢及甲烷排放水平,对生长后期杜泊(♂)*小尾寒羊(♀)F1代杂交母羊限制饲喂NFC/NDF为2.17的饲粮是最佳的碳减排措施.试验三肉用绵羊生长期甲烷排放特点与预测模型的建立本试验通过探索生长期肉用绵羊的甲烷排放规律,旨在建立相关的甲烷估测模型.根据试验一和试验二在肉用绵羊体重为25-35 kg和48-55 kg时利用开路式循环呼吸测热系统测定的甲烷产量,总结归纳肉用绵羊独立生长阶段(25-35 kg、48-55 kg)和整体生长阶段(25-55 kg)甲烷产量与饲粮干物质基础下的营养物质含量、营养物质摄入量、可消化营养物质及营养物质消化率的回归关系.结果表明:随着肉用绵羊体重的增长,CH4产量与饲粮营养物质含量、营养物质摄入量、可消化营养物质摄入量及营养物质消化率的一元回归和多元回归关系均出现降低的趋势.在肉用绵羊体重阶段为25-35 kg时,以饲粮非纤维性碳水化合物/中性洗涤纤维(NFC/NDF)预测CH4的一元回归模型准确性最高:CH4(L/d)=-26.58*NFC/NDF+92.70(R2=0.772,P<0.001);以中性洗涤纤维表观消化率、干物质(DM)和粗蛋白质(CP)表观消化率预测CH4产量的多元回归模型准确性最高:CH4(L/d)=2.708*NDFD(%)-2.452*DMD(%)-0.965*CPD(%)+124.461(R2=0.846,P=0.001).在肉用绵羊体重阶段为48-55 kg时,以饲粮总能(GE)预测CH4产量的一元回归模型准确性最高:CH4(L/d)=-57.003*GE(MJ/kg)+1076.009(R2=0.581,P=0.002);以NDF摄入量(NDF intake)、CP摄入量(CP intake)和DM摄入量(DM intake)预测单位代谢体重(BW0.75)CH4排放量的多元回归模型准确性最高:CH4/BW0.75(L/kg0.75)=-0.013)*NDF intake(g/d)-0.133*CP intake(g/d)+0.021*DM intake(g/d)+0.837(R2=0.652,P=0.019).建立绵羊生长期整体CH4排放估测模型时,以饲粮中NFC/NDF含量预测CH4产量的一元回归模型准确性最高:CH4(L/d)=-26.94*NFC/NDF+90.71(R2=0.655,P<0.001);以可消化NDF摄入量(Digestible NDF intake)、可消化DM摄入量(Digestible DM intake)、可消化粗蛋白质摄入量(Digestible CP intake)预测单位代谢体重(BW0.75)CH4排放量的多元回归模型准确性最高:CH4/BW0.75(L/kg0.75)=0.005*Digestible NDF intake(g/d)+0.011*Digestible DM intake(g/d)-0.097*Digestible CP intake(g/d)(R2=0.722,P<0.001).综上所述,肉用绵羊生长期不同体重阶段的甲烷产量受不同因素影响,且随试验动物体重的增加其线性相关逐渐减弱.多元回归模型在准确性和相关性上均高于线性估测模型,能更好地反映饲粮营养物质间的组合效应对甲烷产量的影响.