反刍动物生产与碳减排措施

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1、反刍动物生产与碳减排措施反刍动物:哺乳纲，偶蹄目，反刍亚目中的动物，如骆驼、鹿、长颈鹿、羊驼、 羚羊、牛、羊等。由于这类动物都具有复杂的反刍胃，能反刍食物，故称反刍动 物。反刍动物的消化分两个阶段：首先咀嚼原料吞入胃中，经过一段时间以后将 半消化的食物反刍再次咀嚼。反刍动物在解剖学的共同特征是均为偶蹄类。 反 刍动物的胃分为四个胃室，分别为瘤胃、网胃、重瓣胃和皱胃。前两个胃室(瘤 胃和网胃)将食物和胆汁混合，特别是使用共生细菌将纤维素分解为葡萄糖。然 后食物反刍，经缓慢咀嚼以充分混合，进一步分解纤维。然后重新吞咽，经过瘤 胃到重瓣胃，进行脱水。然后送到皱胃。最后送入小肠进行吸收。世界气象组织发

2、布的公报显示,从 19 世纪末到 20 世纪末的 100 年中, 全 球年平均气温上升了 0. 7 C,而20世纪90年代是自1840年有正式气象记录 以来最热的十年1 。目前, 二氧化碳( CO2 ) 每年的增长速率约0.5 % ( 1 18 卩mol/ mol );甲烷(CH4 )和氧化亚氮(N2 O)则分别以每年1.1 %和0.25 % 的速率增长。联合国政府间气候变化专门委员会( I PCC) 主席帕乔里披露大气 中CO2浓度在2009年达到387L/ L，为历史最高值。针对越发严重的温室气 体排放问题, 国际上出台了“碳税”和“碳交易”等政策。据联合国政府间气候 变化专业委员会的第2

3、次评估报告称，温室气体，如CO2、CH4和N2 O ,在 大气中的浓度从18 世纪工业化时代以来,已经有了很大的增加。究其原因,在很 大程度上是由人类活动，主要是矿物燃料的使用、土地使用的变化和农业造成的。 温室气体浓度的增加导致了大气和地球表面的变暖。全球温室气体的排放量中， 最大排放量的是能源利用，占24 %;其次是砍伐森林转化为土地占18 %; 农业、 工业和运输业同为第3 ， 各占14 %;然后是建筑占8 % ，其他能源占5 % ，废弃 物占3 %。其中农业、废弃物和土地使用是非耗能的排放，而工业、建筑、运输、 电力等则是耗能排放。 CH4 是大气中含量最为丰富的有机碳气体，虽然在大气

4、中 的浓度低于CO2，但全球变暖潜力指数(GWP)的分析显示，以单位分子数(也就是 同体积)而言,CH4的温室效应要比CO2大25倍。而且CH4不像CO2 一样可以 被植物吸收进入物质循环，会在大气中不断积累。因此，虽然CH4在大气中的浓 度只有1. 7L / L，与CO2的379L / L相比要低得多，但其对当前全球 变暖的综合贡献率达到19 %，仅次于CO2。全球CH4释放途径有2种:一种是自 然源 , 如沼泽和其他湿地中物质的厌氧腐烂 , 其排放量不到 CH4 总排放量的 25%; 另一种是人为源, 如水稻种植、家畜饲养、生物质燃烧、化石燃料生成和 使用、固体废物堆存以及污水处理等。大气

5、中CH4的含量每年以0.8 %1.0 % 的速度增加，1990年全球大气CH4的平均含量是1172 X 10 - 3 mg/ kg ,比 1978年的1152 X10 - 3 mg/ kg增长了 12 % ,比工业革命前期的8100 X 10 - 4 mg/ kg 翻了一番。反刍动物胃肠道中庞大而复杂的微生物群落对饲料利用 和宿主自身代谢有深远的影响。胃肠道微生物群落在亚种或菌株水平上表现出极 大的多样性。研究反刍动物胃肠道微生物多样性有助于了解其结构、功能、影响 因素以及可能的调控措施。瘤胃中的微生物区系主要包括厌氧的原虫、真菌和细菌类,这些微生物协同降解 植物细胞壁,在宿主的营养、生理和免

6、疫过程中均发挥着重要作用 ,是反刍动物 瘤胃功能的厌氧条件以及微生物相互作用等因素的限制。CH4 通常是饲料在瘤胃发酵过程中产生,其产量依赖于饲料发酵和转化成动物产 品的效率。在发酵过程产生的挥发性脂肪酸中，乙酸和丁酸可生成CH4和氢气（H2 ）;而丙酸可利用氢生成糖。产生的H2在生成CH4的过程中被产甲烷菌（古 细菌） 利用,随后通过嗳气从动物的嘴和鼻子中呼出, 另外,乙酸还可被产甲烷 菌直接转化成CH4 o 反刍动物具有功能强大的瘤胃,可消化吸收猪、鸡等单胃动物不能利用的农作物 秸秆，我国每年有近6亿t可利用的农作物秸秆，而目前用作饲料的比例不足 25 % , 大部分被焚烧还田, 释放出大量的温室气体。因此,反刍动物（特别是奶 牛、肉牛） 被列为我国发展节粮型畜牧业和发展可持续畜牧业的首位。减少反刍 动物养殖的温室气体排放量可以从4个方面入手:1） 提高单产水平， 减少养殖数 量，以提高养殖效益；2）调控日粮；3）调控瘤胃内CH4的生成过程（包括2种 方法:一种是直接抑制产甲烷菌的生长;另一种是通过减少生成CH4的底物H2的 生成量 ; 4） 降低反刍动物粪便的温室气体排放量。