周艷，董利鋒，鄧凱東，許貴善，刁其玉

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肉用綿羊生長期甲烷排放特點(diǎn)與預(yù)測模型的建立

周艷1,3，董利鋒1，鄧凱東2，許貴善3，刁其玉1

（1中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所/農(nóng)業(yè)部飼料生物技術(shù)重點(diǎn)實驗室，北京 100081；2金陵科技學(xué)院動物科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，南京 210038；3塔里木大學(xué)動物科學(xué)學(xué)院，新疆阿拉爾 843300）

【目的】通過探索生長期肉用綿羊的甲烷（CH4）排放規(guī)律，旨在建立相關(guān)的CH4預(yù)測模型?！痉椒ā坎捎脝我蛩卦囼炘O(shè)計，以飼糧NFC/NDF（非纖維性碳水化合物/中性洗滌纖維）為0.78自由采食組的平均日增重作為飼糧NFC/NDF為1.03組和2.17組的限飼標(biāo)準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)下測定肉用綿羊的生長性能、營養(yǎng)物質(zhì)消化率和甲烷產(chǎn)量，并分析肉用綿羊不同體重階段的甲烷產(chǎn)量與飼糧干物質(zhì)基礎(chǔ)下的營養(yǎng)物質(zhì)含量、營養(yǎng)物質(zhì)攝入量、可消化營養(yǎng)物質(zhì)攝入量及營養(yǎng)物質(zhì)消化率間的回歸關(guān)系?！窘Y(jié)果】預(yù)測肉用綿羊生長早期（25—35 kg）CH4產(chǎn)量的最佳一元和多元回歸模型分別為：CH4（L·d-1）= -26.58×NFC/NDF + 92.7（2= 0.772，<0.001）；CH4(L·d-1)=2.71×NDFD-2.45×DMD-0.97 CPD+124.46（2=0.846，=0.001）。預(yù)測肉用綿羊生長后期（48-55 kg）CH4產(chǎn)量的最佳一元和多元回歸模型分別為：CH4(L/d)=-57.00×GE (MJ·kg-1)+1076.0（2=0.581，=0.002）；CH4/BW0.75(L/kg0.75)=-0.013×NDF intake (g/d)-0.13×CP intake (g/d)+0.02×DM intake (g/d)+0.84（2=0.652，=0.019）。而肉用綿羊生長期整體CH4產(chǎn)量的最佳一元和多元預(yù)測模型分別為：CH4(L/d)=-26.94×NFC/NDF+90.71（2=0.655，<0.001）；CH4/BW0.75(L/kg0.75)=0.005×Digestible NDF intake (g·d-1)+0.011×Digestible DM intake (g·d-1) - 0.097×Digestible CP intake (g·d-1)-4.78 （2=0.722，<0.001）?！窘Y(jié)論】建立了肉用綿羊獨(dú)立生長階段（25—35 kg、48—55 kg）和整體生長階段（25—55 kg）的CH4預(yù)測模型。研究表明，處于不同體重階段的肉用綿羊的最佳甲烷預(yù)測因子不盡相同，且甲烷產(chǎn)量受飼糧NFC/NDF影響較大。這可為今后評估我國飼養(yǎng)模式下的甲烷產(chǎn)量提供理論依據(jù)，也可為肉用綿羊飼糧的合理配制提供技術(shù)參考。

肉用綿羊；甲烷；估測模型；生長性能；表觀消化率

0 引言

【研究意義】隨著人口的增長和城鄉(xiāng)居民消費(fèi)水平的不斷提高，畜產(chǎn)品的生產(chǎn)量和消費(fèi)量也在持續(xù)增長。據(jù)統(tǒng)計，2016年我國牛和羊存欄量分別達(dá)到了1.06和3.01億頭[1]。丁麗娜[2]根據(jù)羊肉供求模型對2015—2025年我國羊肉市場進(jìn)行預(yù)測，肉羊存欄量將由2.98億只升高到3.21億只，羊肉產(chǎn)量相應(yīng)的從416.56萬噸提高到565.10萬噸。在反芻動物生產(chǎn)過程中，飼料有機(jī)物經(jīng)瘤胃微生物發(fā)酵時，2%—15%的飼料總能以甲烷能（CH4-E）的形式損失掉，嚴(yán)重影響了營養(yǎng)物質(zhì)利用效率和農(nóng)場盈利能力。作為一種重要的溫室氣體之一，甲烷（CH4）是一種比CO2危害更大的溫室氣體，在大氣中存留時間超過10年，其增溫潛勢是CO2的28倍。閔繼勝等[3]統(tǒng)計2008年我國畜牧業(yè)CH4和N2O的排放總量為900.0×104和46.9×104t，且呈逐年上升的趨勢。為兌現(xiàn)我國低碳減排的國際承諾，也為實現(xiàn)我國環(huán)境友好型，資源節(jié)約型社會的發(fā)展策略，提高畜牧養(yǎng)殖業(yè)生產(chǎn)效率的同時實現(xiàn)溫室氣體減排是一種必然的發(fā)展趨勢?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】目前國內(nèi)外學(xué)者對反芻動物CH4排放的研究主要集中在奶牛和肉牛方向，對肉用綿羊的研究多以成年階段為主。僅有許貴善[4]（25—35 kg）、鄧凱東[5]（35—50 kg）和趙一廣[6]（36 kg）研究了生長期不同體重階段肉用綿羊的CH4產(chǎn)量，但對不同生理階段肉羊腸道CH4排放量的系統(tǒng)測量和準(zhǔn)確量化暫無太多文獻(xiàn)報道?！颈狙芯壳腥朦c(diǎn)】以飼糧不同NFC/NDF組平均日增重一致為研究肉用綿羊生長性能、營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率和CH4產(chǎn)量的前提條件，測定了飼糧不同非纖維性碳水化合物（NFC）/中性洗滌纖維（NDF）對肉用母羊不同體重階段CH4產(chǎn)量的影響?！緮M解決的關(guān)鍵問題】明確肉用綿羊生長期瘤胃CH4排放量，探索CH4排放規(guī)律，進(jìn)而建立我國養(yǎng)殖模式下的CH4預(yù)測模型，為飼糧配方的科學(xué)配制提供技術(shù)支撐，也為國家及國際組織或機(jī)構(gòu)評估中國地區(qū)溫室氣體排放量提供數(shù)據(jù)參考。

1 材料與方法

1.1 試驗時間和地點(diǎn)

本試驗于2016年11月至2017年5月在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院南口中試基地進(jìn)行。

1.2 試驗動物

根據(jù)體重相近、體況良好原則選擇30只杜泊羊（♂）×小尾寒羊（♀）雜交 F1代斷奶母羊，佩戴耳號，免疫注射三聯(lián)四防疫苗。按 0.2 mg·kg-1體重灌服伊維菌素驅(qū)蟲后，單欄飼養(yǎng)于不銹鋼欄位中（2.6 m2），每個羊欄配有不銹鋼飼槽和自動飲水器并鋪有塑料露縫地板，每周清理一次動物糞便。

1.3 試驗日糧

參考NRC（2007）體重35 kg、日增重為250 g·d-1綿羊營養(yǎng)需要量配制3種不同精粗比全混顆粒飼料，預(yù)混合飼料由北京精準(zhǔn)動物營養(yǎng)研究中心提供。3個不同精粗比飼糧的組成及營養(yǎng)成分見表1。

1.4 試驗設(shè)計與飼養(yǎng)管理

采用單因素試驗設(shè)計，將30只杜泊（♂）×小尾寒羊（♀）F1代母羊分至3個處理組中，每一組為10個重復(fù)，3個處理組分別為NFC/NDF = 0.78（精粗比 = 35﹕65）、NFC/NDF = 1.03（精粗比 = 50﹕50）、NFC/NDF = 2.17（精粗比 = 65﹕35）的試驗日糧。每天08:00和17:00各飼喂一次，自由飲水。試驗全期以NFC/NDF = 0.78自由采食組的平均日增重作為NFC/NDF = 1.03和NFC/NDF = 2.17限飼組的增重標(biāo)準(zhǔn)。自由采食組根據(jù)前一天羊只的采食量進(jìn)行調(diào)整，確保飼槽內(nèi)有10%左右的剩料，限飼組根據(jù)每10d自由采食組的平均日增重調(diào)整采食量，保證3個處理組平均日增重基本一致。在試驗羊只25—35 kg和48—55 kg時分別進(jìn)行消化代謝和氣體代謝試驗，每期試驗預(yù)飼期為17d，正式期為15d，其中在消化代謝的第1、4、7、10、13天分5批（每批3只羊，每處理組1只）進(jìn)行呼吸測熱。以兩期試驗的飼喂數(shù)據(jù)、消化代謝和氣體代謝數(shù)據(jù)為甲烷排放因子，分別建立甲烷產(chǎn)量與飼糧干物質(zhì)基礎(chǔ)下的營養(yǎng)物質(zhì)含量、營養(yǎng)物質(zhì)攝入量、可消化營養(yǎng)物質(zhì)攝入量和營養(yǎng)物質(zhì)消化率間的相關(guān)關(guān)系和回歸分析模型。

表1 試驗飼糧組成及營養(yǎng)水平（%，風(fēng)干基礎(chǔ)）

1）由北京精準(zhǔn)動物營養(yǎng)研究中心提供，為每千克飼糧提供VA 15 000 IU，VD 2 200IU，VE 50 IU，F(xiàn)e 55 mg，Cu 12.5 mg，Mn 47 mg，Zn 24 mg，Se 0.5 mg，I 0.5 mg，Co 0.1 mg。2）代謝能為計算值，其余為實測值。3）非纖維性碳水化合物= 100 -（中性洗滌纖維+ 粗蛋白質(zhì)+ 粗脂肪+ 粗灰分）

1）The premix provided the following per kg of diets：VA 15 000 IU，VD 2 200IU，VE 50 IU，F(xiàn)e 55 mg，Cu 12.5 mg，Mn 47 mg，Zn 24 mg，Se 0.5 mg，I 0.5 mg，Co 0.1 mg.2）ME was calculated values and others were measured values.3）Non-Fiber Carbohydrate（NFC）= 100 - (NDF + CP + EE + Ash）

1.5 營養(yǎng)物質(zhì)和氣體代謝試驗

1.5.1 消化代謝試驗 試驗正試期于每天晨飼前采用全收糞尿法收集糞、尿。收集糞樣時，將每只試驗羊?qū)?yīng)的收糞袋取下后稱取重量，記錄其前一天的排糞量，隨后將每只試驗羊的糞樣攪拌均勻后，按排糞量的10 %進(jìn)行取樣。在收集尿樣前，需先向收集尿桶中加入100 mL 10 %的H2SO4以固尿氮，收集后記錄每只試驗羊?qū)?yīng)的尿液體積，隨后用4層紗布過濾，按每只羊排尿量的 10 %進(jìn)行取樣。

1.5.2 CH4測定 動物CH4排放量采用開路式氣體代謝系統(tǒng)（Sable Systems International, Las Vegas, NV, USA）進(jìn)行測定，系統(tǒng)連接3個呼吸測熱箱，可以同時測定3只羊的CH4排放量。每個呼吸測熱箱內(nèi)配有料槽和水槽，試驗羊在試驗期間可以自由采食和飲水。在試驗正試期的第1、4、7、10、13天，將試驗動物分五批（3只/批，每組1只）先后進(jìn)入3個氣體代謝箱內(nèi)，適應(yīng) 24 h，隨后再測定其 48 h 的 CH4和二氧化碳排放量（GGA，Los Gatos Research，California，USA）及氧氣消耗量（FC-10 氧氣測定儀，Sable System International，Henderson，NV，USA）。本試驗中測定系統(tǒng)30 min循環(huán)4次。開始測定時，系統(tǒng)首先測定試驗環(huán)境中 CH4的含量，測定時間為2 min，隨后由環(huán)境向呼吸測熱箱內(nèi)置換，置換時間為1 min，然后依次測定3個呼吸測熱箱的CH4排放量，每個呼吸測熱箱測定時間為2 min，接著系統(tǒng)由呼吸測熱箱向環(huán)境置換，置換時間為1 min，最后再次測定試驗環(huán)境中的CH4含量，測定時間為2 min。以上為Sable 開路式氣體代謝系統(tǒng)完成一個周期的測定流程，以此循環(huán)連續(xù)測定48 h 的CH4排放量。計算過程中，以前后兩次測定的試驗環(huán)境中CH4含量的平均值作為基底值，通過系統(tǒng)Sable氣體代謝系統(tǒng)的測定程序?qū)?yīng)的宏文件進(jìn)行計算機(jī)統(tǒng)計分析，得到每只試驗羊每天的CH4排放量。在試驗羊進(jìn)入和離開氣體代謝室時分別對其進(jìn)行體重測定，以兩次測定的平均體重作為試驗羊代謝體重的計算依據(jù)[7-8]。

1.6 測定指標(biāo)

1.6.1 生長性能 每天晨飼前，記錄前一天自由采食組剩料量，并根據(jù)剩料量調(diào)整第二天飼喂量，保證采食方式為自由采食水平；中、高限飼組根據(jù)每10 d稱重結(jié)果調(diào)整采食量。對采食量、剩料量均嚴(yán)格記錄，用于計算整個試驗期每只羊的干物質(zhì)采食量。

1.6.2 營養(yǎng)物質(zhì)消化率 消化代謝和氣體代謝試驗結(jié)束后，將每只羊的糞樣、料樣置于65 ℃烘箱內(nèi)烘干48 h，回潮24 h后稱重，得出初水分含量，隨后經(jīng)粉碎過40目網(wǎng)篩制成分析樣品，以備分析檢測干物質(zhì)（dry matter，DM）、粗灰分（ash）、粗蛋白（crude protein，CP）、粗脂肪（EE）含量。中性洗滌纖維（neutral detergent fiber，NDF），飼料總能（gross energy，GE）、糞能（fecal energy，F(xiàn)E）及尿能（urinary energy，UE），以及飼糧中鈣（Ca）和磷（P）含量測定依據(jù)《飼料分析及飼料質(zhì)量檢測技術(shù)》[9]。

尿能：取3 mL經(jīng)初步處理后的尿液，分多次滴在三張疊好的定量濾紙上，在65 ℃烘箱內(nèi)烘干后置于Parr 6400氧彈式量熱儀中測定，得到濾紙和尿液的總能，然后減去空白組能值，既為尿能（UE）；

甲烷能（CH4-E，kJ/d）= 甲烷排放量（L·d-1）× 39.54 kJ·L-1；

代謝能（ME，kJ）= 總能（GE）- 糞能（FE）- 尿能（UE）- 甲烷能（CH4-E）。

1.7 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

數(shù)據(jù)采用Excel 2007進(jìn)行初步整理，相關(guān)分析采用SPASS 19.0統(tǒng)計分析軟件中的雙變量相關(guān)和線性回歸分析。

2 試驗

2.1 甲烷排放量與飼糧營養(yǎng)物質(zhì)含量的相關(guān)性

將甲烷產(chǎn)量與飼糧營養(yǎng)物質(zhì)含量進(jìn)行相關(guān)性分析，相關(guān)分析結(jié)果見表2?？梢钥闯觯淄楫a(chǎn)量與飼糧不同營養(yǎng)物質(zhì)含量間存在極顯著相關(guān)關(guān)系（< 0.01）。

表2 甲烷排放量與飼料不同營養(yǎng)物質(zhì)含量的相關(guān)系數(shù)（r）

**.< 0.01; *.< 0.05

根據(jù)相關(guān)性分析的結(jié)果，建立利用飼料成分預(yù)測甲烷產(chǎn)量的方程（表3）。結(jié)果表明，預(yù)測肉用綿羊生長前期（25—35 kg）甲烷產(chǎn)量的最佳預(yù)測因子是NFC/NDF，GE則是預(yù)測生長后期（48—55 kg）和生長期（25—55 kg）的最佳預(yù)測因子。而觀察肉用綿羊整個生長期飼糧營養(yǎng)物質(zhì)含量與甲烷產(chǎn)量間的回歸分析時，相同指標(biāo)的估測模型決定系數(shù)皆出現(xiàn)低于生長前期高于生長后期的變化規(guī)律。

2.2 甲烷產(chǎn)量與采食量、可消化營養(yǎng)物質(zhì)攝入量及營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的關(guān)系

將甲烷產(chǎn)量與采食量、可消化營養(yǎng)物質(zhì)攝入量及營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率進(jìn)行相關(guān)性分析，相關(guān)分析結(jié)果見表4。可以看出，中性洗滌纖維攝入量（NDFI）是預(yù)測生長期獨(dú)立體重階段和整體階段甲烷產(chǎn)量的最佳預(yù)測因子。

根據(jù)相關(guān)分析的結(jié)果，建立利用營養(yǎng)物質(zhì)采食量、可消化營養(yǎng)物質(zhì)攝入量及營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率預(yù)測甲烷產(chǎn)量的方程（表5、6）。結(jié)果表明，在眾多預(yù)測因子中，以NDFI為自變量，甲烷產(chǎn)量為因變量所建立的一元回歸方程在生長期獨(dú)立體重階段和整體階段皆具有較高的決定系數(shù)。生長期甲烷產(chǎn)量與采食量、可消化營養(yǎng)物質(zhì)攝入量及營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率所建立的一元和多元回歸模型的決定系數(shù)均出現(xiàn)低于生長前期高于生長后期的變化趨勢，以上指標(biāo)與單位代謝體重的甲烷產(chǎn)量的一元和多元回歸模型具有相同的變化規(guī)律。

表3 甲烷排放量與營養(yǎng)物質(zhì)含量的回歸分析

表4 甲烷產(chǎn)量與采食量、可消化營養(yǎng)物質(zhì)攝入量及營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的相關(guān)性（r）

3 討論

3.1 甲烷產(chǎn)量與飼糧成分和營養(yǎng)物質(zhì)攝入量的關(guān)系

飼糧是瘤胃甲烷產(chǎn)生的物質(zhì)基礎(chǔ)，因此采食量是預(yù)測胃腸道甲烷排放數(shù)據(jù)的重要參數(shù)，其一元線性回歸關(guān)系最早于1930年由KRISS[10]提出（2= 0.94），AXLSSON[11]于1949年也提出了采食量與甲烷產(chǎn)量的一元二次回歸模型（2= 0.78），而后韓繼福[12-13]報道甲烷產(chǎn)量與干物質(zhì)采食量回歸模型的決定系數(shù)為0.94，但上述研究均源自牛的數(shù)據(jù)。1998年P(guān)ELCHEN等[14]整理了1 137頭綿羊甲烷排放數(shù)據(jù)，并建立了不同標(biāo)準(zhǔn)下的甲烷回歸模型，最后利用BLAXTER等[15]的經(jīng)典甲烷排放模型，將估算的甲烷排放量與實際測量值進(jìn)行回歸分析，以驗證其有效性，得出應(yīng)用該模型估測出的甲烷產(chǎn)量與實測值間的相關(guān)性和決定系數(shù)均較低的結(jié)論。與本文研究的差異在于，PELCHEN等收集到的甲烷數(shù)據(jù)來自于不同品種、不同生理階段和不同飼糧及不同飼喂水平下，因此所產(chǎn)生的能量損失及絕對甲烷排放量屬于變量因素。作者經(jīng)統(tǒng)計得出的不同影響因子下的平均甲烷排放量，成年羊與生長羊的相對甲烷排放量間無顯著性差異，而絕對甲烷排放量間存在顯著性差異，與本研究中限飼組結(jié)果相似。

表6 單位代謝體重的甲烷產(chǎn)量與采食量、可消化營養(yǎng)物質(zhì)攝入量及營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的回歸分析

另外，本試驗自由采食組的相對甲烷排放量和絕對甲烷排放量皆隨體重的增加而顯著降低，與焦浩鵬[16]研究結(jié)果的變化趨勢相同。毛宏祥[17]研究說明，當(dāng)反芻家畜采食量處于維持水平的范圍時，DMI與胃腸道甲烷排放量成正比例關(guān)系；當(dāng)反芻家畜的采食量高于維持水平的2倍時，DMI與胃腸道甲烷排放呈非線性相關(guān)，與本研究結(jié)果一致。我國養(yǎng)羊業(yè)已逐漸由傳統(tǒng)的散養(yǎng)模式轉(zhuǎn)變?yōu)楝F(xiàn)代集約飼養(yǎng)模式[18-19]，但溫室氣體減排的量化和核算多采用國外組織推薦的默認(rèn)數(shù)據(jù)，這些默認(rèn)數(shù)據(jù)多基于發(fā)達(dá)國家畜牧養(yǎng)殖業(yè)的飼養(yǎng)標(biāo)準(zhǔn)和管理模式，往往高估我國溫室氣體的實際排放量。綜合前人的試驗研究，飼喂管理，飼糧加工方式、動物種類、動物體重、飼糧來源及飼糧組成、營養(yǎng)物質(zhì)攝入量及試驗動物不同體重階段、瘤胃微生物區(qū)系等均對反芻家畜腸道甲烷的產(chǎn)生造成一定影響，而本文中肉用綿羊種類相同，生活環(huán)境相同、生理階段相同，體重接近、飼糧組分及來源均相同，且平均日增重一致，在此基礎(chǔ)下測定出的數(shù)據(jù)能更加客觀的體現(xiàn)出飼糧不同NFC/NDF對甲烷產(chǎn)量的影響，所建立的甲烷預(yù)測模型也能在一定程度上適用于估測我國飼養(yǎng)水平下的肉用綿羊甲烷產(chǎn)量。

3.2 甲烷產(chǎn)量與可消化營養(yǎng)物質(zhì)攝入量的相關(guān)關(guān)系

飼糧在瘤胃內(nèi)被纖維分解菌、淀粉分解菌等瘤胃微生物降解，以為主的瘤胃產(chǎn)甲烷菌能夠利用丙酮酸生化過程中釋放的氫氣作為電子供體還原二氧化碳生成甲烷，因此發(fā)酵底物的增加必然導(dǎo)致甲烷產(chǎn)量的增加[20]，而可消化有機(jī)物則能更好的反映甲烷實際發(fā)酵所利用的底物[21]。JENTSCH等[22]研究了不同飼糧對不同年齡、不同種類的牛甲烷產(chǎn)量的影響，并建立了相應(yīng)的甲烷預(yù)測模型，發(fā)現(xiàn)以干物質(zhì)采食量為自變量，甲烷能為因變量建立的回歸模型決定系數(shù)較低。當(dāng)對碳水化合物進(jìn)行細(xì)分，以可消化營養(yǎng)物質(zhì)為自變量建立的四元回歸模型則提高了其決定系數(shù)（2= 0.896，< 0.05），并得出干物質(zhì)采食量不是影響甲烷產(chǎn)量的主要因素，而是與飼糧的營養(yǎng)成分相關(guān)的結(jié)論。趙一廣[21]以DCP為自變量，CH4（L·kg-1FOM）為因變量建立的一元回歸模型（2= 0.6924，= 0.0104）和以DOM、DCP、DNDF、DEE為自變量建立的四元回歸模型（2= 0.918，= 0.0558），其模型決定系數(shù)均高于本試驗獨(dú)立生長階段（2= 0.819，= 0.001；2= 0.638，= 0.022）和整體生長階段（2= 0.648，< 0.001）所建立的三元回歸模型。本試驗所建立的甲烷預(yù)測模型與兩位學(xué)者所建立的模型在決定系數(shù)上有所差異，可能受以下因素的影響：1）前人研究中動物種類和飼喂模式、飼養(yǎng)水平皆與本文不同。JENTSCH[22]和趙一廣[21]皆是研究動物維持水平下的甲烷產(chǎn)量，而本試驗則是在自由采食和限飼條件，但平均日增重一致的前提下進(jìn)行，甲烷數(shù)據(jù)是在兼顧生產(chǎn)性能的情況下產(chǎn)生。2）本研究所建立的三元回歸模型的決定系數(shù)（0.819）略低于JENTSCH建立的四元回歸模型。自變量的增加，也會相應(yīng)的提高模型的決定系數(shù)。3）本研究所建立的三元回歸模型的決定系數(shù)低于趙一廣建立的四元回歸模型。趙一廣選擇8頭成年羊飼喂8種NDF飼糧，樣本重復(fù)為1，而本文選擇15頭肉用綿羊飼喂3種不同NFC/NDF飼糧，樣本重復(fù)數(shù)為5。趙一廣總結(jié)甲烷排放除受采食量和飼糧營養(yǎng)組分等多重影響外，還與樣本量的大小有關(guān)，樣本數(shù)多具有一定的代表性，但也易出現(xiàn)離群性，進(jìn)而影響模型的相關(guān)性。4）區(qū)別于前人的整體測量，本研究旨在研究飼糧不同NFC/NDF對不同體重階段的肉用綿羊甲烷產(chǎn)量的影響，并對生長期獨(dú)立體重階段和整體階段的試驗動物建立了針對性預(yù)測模型，以期降低套用同一種預(yù)測模型造成的系統(tǒng)誤差。5）另外，用不同的單位表示CH4排放量也有可能是導(dǎo)致這些差異的原因之一。

3.3 甲烷產(chǎn)量與營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率的相關(guān)關(guān)系

VAN SOEST[23]報道，營養(yǎng)物質(zhì)消化率反映了瘤胃微生物降解營養(yǎng)物質(zhì)與通過速率相競爭的情況，BLAXTER[15]對綿羊和牛進(jìn)行多次直接測定后得出甲烷能損失量可根據(jù)飼料能值的表觀消化率來估測，因此，消化率是影響瘤胃 CH4產(chǎn)量的另一因素[24]。劉潔等[25]試驗表明，飼糧中性洗滌纖維的含量與營養(yǎng)物質(zhì)（干物質(zhì)、有機(jī)物、總能和粗蛋白質(zhì)）消化率及消化能、代謝能均呈極顯著負(fù)相關(guān)關(guān)系。JOHNSON[26]研究發(fā)現(xiàn)，在1.2倍維持水平飼喂下，有機(jī)物消化率與甲烷能呈線性相關(guān)，但當(dāng)消化率提高至78%以上時，以甲烷能形式的能量損失會顯著下降，分析其可能的原因為：1）飼糧纖維組分的減少會增加無氮浸出物的含量，進(jìn)而提高消化率[14]。2）飼糧中NFC含量的提高能夠?qū)⒘鑫傅陌l(fā)酵模式由乙酸發(fā)酵轉(zhuǎn)變?yōu)楸岚l(fā)酵型，產(chǎn)甲烷菌生產(chǎn)甲烷的底物H2濃度降低，進(jìn)而降低甲烷產(chǎn)量[26]，說明飼糧的纖維含量對消化率和甲烷產(chǎn)量的影響較大。RAMIN等[27]認(rèn)為維持水平下的消化率可有效評價營養(yǎng)物質(zhì)消化率一致性，因此大多研究中甲烷預(yù)測模型的建立均在這種飼養(yǎng)水平下建立，卻未考慮到此類飼養(yǎng)模式對畜牧業(yè)實際生產(chǎn)中經(jīng)濟(jì)效益的影響。Hristov等[28]表明，模型不具備統(tǒng)一性，實證模型在模擬特定條件下的甲烷產(chǎn)量具有一定的優(yōu)勢，但應(yīng)根據(jù)實際生產(chǎn)需求建立相應(yīng)的預(yù)測模型。本試驗在不影響肉用綿羊生長性能條件下得出隨著飼糧NFC/ NDF的升高，低NFC/NDF自由采食組消化率顯著低于高NDC/NDF組，而甲烷產(chǎn)量顯著高于高NFC/NDF限飼組的結(jié)果，與丁靜美[8]、趙敏孟[30]研究結(jié)果一致。同時，以在此基礎(chǔ)下測定出的甲烷產(chǎn)量為因變量，建立了以營養(yǎng)物質(zhì)消化率為自變量的預(yù)測方程。發(fā)現(xiàn)營養(yǎng)物質(zhì)消化率是估測肉用綿羊25—35kg甲烷產(chǎn)量的最佳預(yù)測因子，生長后期和整體生長期的預(yù)測因子則分別以營養(yǎng)物質(zhì)攝入量和可消化營養(yǎng)物質(zhì)攝入量為佳。

4 結(jié)論

（1）在肉用綿羊育肥早期（25—35 kg），以飼糧粗蛋白質(zhì)含量和營養(yǎng)物質(zhì)表觀消化率作為預(yù)測甲烷產(chǎn)量的估測因子效果相對最佳，所建立的一元和多元估測模型分別為：

CH4(L·d-1)= -26.59 × NFC/NDF + 92.70（2= 0.772，<0.001）；

CH4(L·d-1)= 2.71 × NDFD -2.45 × DMD - 0.97 × CPD +124.46（2= 0.846，= 0.001）

（2）在肉用綿羊育肥后期（48—55 kg），以飼糧總能含量和營養(yǎng)物質(zhì)攝入量作為預(yù)測甲烷產(chǎn)量的估測因子效果相對最佳，所建立的一元和多元估測模型分別為：

CH4(L·d-1)= -57.00 × GE(MJ·kg-1)+1076.01（2= 0.581，= 0.002）；

CH4/BW0.75(L·kg-0.75)= -0.013 × NDFI(g) - 0.13 × CPI(g)+0.021 × DMI(g) + 0.84（2= 0.652，= 0.019）；

（3）在肉用綿羊主要生長期（25—55 kg），以飼糧總能含量和可消化營養(yǎng)物質(zhì)攝入量作為預(yù)測甲烷產(chǎn)量的估測因子效果相對最佳，所建立的一元和多元估測模型分別為：

CH4(L·d-1)= -26.94 × NFC/NDF + 90.72（2= 0.655，<0.001）；

CH4/BW0.75(L·kg-0.75)= 0.005 × DNDFI(g) + 0.011× DDMI(g)-0.097×DCPI(g) – 4.78（2= 0.722，<0.001）

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（責(zé)任編輯 林鑒非）

Development of Models of Methane Emissions from Growing Sheep

ZHOU Yan1,3, DONG LiFeng1, DENG KaiDong2, XU GuiShan3, DIAO QiYu1

(1Key Laboratory of Feed Biotechnology of Ministry of Agriculture/Feed Research Institute, Chinese Academy of Agricultural Sciences, Beijing, 100081;2College of Animal Science , Jinling Institute of Technology, Nanjing 210038;3College of Animal Science and Technology, Tarim University, Alar 843300, Xinjiang)

【Objective】This study was aimed to investigate the methane (CH4) emission and develop CH4prediction models of growing sheep. 【Method】The average daily weight gain of the treatment of NFC/NDF = 0.78, 1.03 and 2.17 was used as the reference for the restricting level of feed for the other three treatments, respectively, and the digestibility of nutrients and methane production of meat sheep were measured on this basis. Furthermore, the regression relationships were established between CH4production and dietary nutrient content, nutrient intake, digestible nutrients intake, and apparent digestibility of nutrients. 【Result】When the sheep grew from 25 to 35 kg BW, the most accurate single-variable and multivariate regression model were shown below: CH4（L/d）= -26.58 × NFC/NDF + 92.70（2= 0.772,<0.001）; CH4(L/d) = 2.71 × NDFD - 2.45 × DMD - 0.97 × CPD + 124.46 (2= 0.846,= 0.001). When the sheep grew from 48 to 55 kg BW, the most accurate single-variable and multivariate regression model were shown below: CH4(L/d) = -57.00 × GE (MJ·kg-1) + 1076.01 (2= 0.581,= 0.002); CH4/BW0.75(L·kg-1) = - 0.01 × NDFI (g·d-1) - 0.13 × CPI (g·d-1) + 0.02 × DMI (g·d-1) + 0.84 (2= 0.652,= 0.019). The most accurate single-variable and multivariate regression model in the overall growing period of sheep were shown below: CH4(L/d)= -26.94 × NFC/NDF + 90.71（2= 0.655,<0.001）; CH4/BW0.75(L·kg-1) = 0.005 × DNDFI (g·d-1) + 0.011 × DDMI (g·d-1) - 0.097 × DCPI (g·d-1) - 4.78 (2= 0.722,<0.001). 【Conclusion】The regression relationships were established for the respective growth periods (25-35 kg and 48-55 kg BW) and the overall growth period (25-55 kg BW). The studies showed that the optimal methane prediction factors for meat sheep at different weight were various, and methane production was greatly affected by dietary NFC/NDF, which could be used as a theoretical basis for the evaluation of methane production under the breeding model in China and a reference for the diets of meat sheep.

sheep; methane; prediction models; performance production; apparent digestibility

10.3864/j.issn.0578-1752.2019.10.012

2018-05-28；

2019-03-15

政府間國際科技創(chuàng)新合作重點(diǎn)專項（2016YFE0109000）、國家自然科學(xué)基金（41475126）、中國科協(xié)青年托舉人才工程（2017-2019）

周艷，Tel：18201092708；E-mail：1141387117@qq.com。通信作者刁其玉，Tel：010-82106055；E-mail：diaoqiyu@caas.cn