《Journal of the Science of Food and Agriculture》:Freeze-dried Lactobacillus spp. improved average daily liveweight gain and reduced methane intensity in growing lambs
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本研究通过70天饲喂实验证实,冻干乳酸杆菌(FDL)可使生长羔羊日增重(ADG)提升24%,甲烷排放强度降低30%。该研究为反刍动物养殖提供了兼具经济效益与环境效益的直接饲喂微生物(DFM)解决方案,为精准饲喂技术在放牧系统的应用提供重要依据。
摘要
直接饲喂微生物(DFM)是反刍动物养殖系统中天然安全的肠道甲烷减排剂。本研究通过70天的对照实验,评估了在生长羔羊日粮中添加冻干乳酸杆菌(提供1×1011CFU kg?1新鲜谷物)对甲烷排放、生长性能和胴体特性的影响。结果显示,与对照组(CON)相比,FDL组羔羊的平均日增重(ADG)显著提高24%(P=0.009),体况评分变化总量提升28%(P=0.019)。虽然日均甲烷产量仅呈现降低趋势(P=0.095),但甲烷排放强度(每克ADG的甲烷克数)显著降低30%(P=0.008)。研究表明,冻干乳酸杆菌在提升羔羊生产性能的同时,能有效降低碳排放强度。
引言
反刍动物肠道甲烷排放占农业温室气体排放的87%,全球12.2亿只绵羊在2018年排放了1.42亿吨二氧化碳当量。乳酸杆菌作为革兰氏阳性兼性厌氧菌,可通过碳水化合物发酵产生乳酸,既往研究证实其具有降低体外和体内甲烷排放的潜力。在放牧系统中,通过冻干技术稳定菌群活性,结合智能饲喂器(SmartFeeder)实现精准投喂,为解决DFM在粗放饲养模式中的施用难题提供了新思路。
材料与方法
实验选取100只断奶羔羊,随机分为对照组(CON)和FDL组,通过智能饲喂器分别投喂基础谷物日粮和添加冻干乳酸杆菌(含布氏乳酸杆菌、干酪乳酸杆菌和副干酪乳酸杆菌)的日粮。实验期包含14天谷物适应期、21天协变量适应期和71天测定期。甲烷排放采用便携式累积舱(PAC)在实验第66、94、106天进行测量,动物体重和体况评分每周记录,胴体特性在屠宰后测定。
结果
动物生产性能
FDL组羔羊在实验末期体重(53.6 kg)较对照组(52.1 kg)呈升高趋势(P=0.079),但禁食12小时后的体重显著更高(P=0.028)。从实验第66天至106天,FDL组体重增量和ADG均显著高于对照组(P=0.009),体况评分变化总量提升29%(P=0.019)。两组谷物干物质摄入量无显著差异(约0.89 kg/天)。
甲烷排放
尽管三日均均甲烷产量无统计学差异(FDL组20.41 g/天 vs CON组22.7 g/天,P=0.095),但在实验第106天,FDL组甲烷产量显著降低14%(P=0.047)。更重要的是,FDL组甲烷排放强度(每克ADG的甲烷克数)降低30%(P=0.008),且随饲喂时间延长,减排效果逐渐增强。
胴体特性
两组在眼肌深度、背膘厚度、屠宰率及肉质评分(MEQ)等方面均无显著差异,但FDL组热胴体重(HSCW)呈现升高趋势(P=0.088),表明乳酸杆菌可能通过改善营养吸收促进肌肉沉积。
讨论
生产性能提升机制
乳酸杆菌通过维持肠道菌群稳定、促进乳酸利用菌增殖,使瘤胃pH稳定在6.4–6.8之间,从而增强纤维降解微生物活性,提高营养物质利用率。此外,乳酸杆菌可能通过促进氧化型肌纤维转化和肌内脂肪沉积,进一步改善增重效率。
甲烷减排路径
甲烷强度降低可能与乳酸杆菌改变瘤胃发酵模式有关:一方面抑制产甲烷菌活性,另一方面促进丙酸生成路径,减少可用于甲烷合成的氢气。智能饲喂器的分时段投喂策略保证了乳酸杆菌在瘤胃中的持续作用,这可能解释了随着时间推移减排效果增强的现象。
应用前景
本研究首次将冻干乳酸杆菌与精准饲喂技术结合,证实其在粗放饲养系统中同时实现生产增效和甲烷减排的可行性。未来需在放牧条件下进一步验证该策略的稳定性,并探索其对瘤胃微生物群落结构的长期影响。
结论
冻干乳酸杆菌 supplementation 可通过改善饲料利用效率和调控瘤胃发酵,实现生长羔羊生产性能与甲烷减排的协同提升。智能饲喂技术为DFM在反刍动物生产中的推广应用提供了可靠的技术载体。