畜禽养殖业（二）反刍家畜胃肠道碳减排技术

1) 饲料营养调控技术

1.技术内涵

通过改善饲料的结构组成、供给品质优良的饲料原料等途径来实现碳减排改善饲料结构包括调节不同类型碳水化合物的比例、调节碳水化合物与粗蛋白的比例等途径，从而减少产甲烷菌生成甲烷所需关键底物一一氢的供给量，进而减少甲烷的生成。当增加饲料中非纤维碳水化合物的比例时，甲烷的排放量可降低10%~30%。改善低质饲料(主要是粗饲料)的品质可以提高营养物质的吸收转化效率，降低生产每单位动物产品的甲烷排放量。可以通过采取合适的加工和储存方式(如青贮等 )、选用较高消化率的高品质饲草种类等途径改善粗饲料品质。饲喂青贮粗饲料比干粗饲料产生的甲烷要少，饲喂青贮玉米的奶牛甲烷排放量比饲喂干草的要低20%。

2.未来发展方向和趋势

加深对饲料营养成分利用效率和胃肠道微生物功能之间相互关联的理解，制定调控瘤胃发酵和减少甲烷排放的有效饲料营养调控措施。同时，加强牧草新品种培育研究，培育高产优质牧草新品种。另外，需要根据不同区域的畜禽养殖和饲草料资源特征，有针对性地研发减少畜禽胃肠道温室气体排放量的饲草加工提质技术。

3.需解决的关键科技问题

需解决的关键科技问题：饲料组成、胃肠道微生物功能和甲烷减排之间的关联机制不清晰，需要针对不同家畜品种、生命阶段和生产需求，利用饲料原料成分特征构建能够实现甲烷减排和提升生产效益的相应饲料营养调控技术体系；牧草储存加工中干物质损失机制、关键养分及元素转化路径、效应因子对家畜机体营养的调控机理不清晰，需要建立有效减损、提质、增效、安全及节能的牧草加工技术体系；针对我国优质高产牧草品种严重短缺和新品种培育中面临的重要瓶颈等问题，发掘牧草重要性状相关的基因资源及调控元件，利用牧草分子遗传转化技术平台，推进牧草新品种的培育。

2)低碳排放家畜品种选育技术

A.技术内涵

通过育种技术，提高畜禽生产性能，可以有效降低畜禽养殖业的相对碳排放量。例如，通过选育高产奶牛，可以提高机体能量利用效率，减少单位产奶量的甲烷排放。另外，针对碳排放遗传潜力，选育低碳排放的畜禽品种，可以直接减少碳排放。以泌乳奶牛为例，泌乳量增加100千克可以使每单位产奶量的甲烷排放量降低3.1%~7.3%。近半个世纪以来，通过育种技术使奶牛的产奶量增加了400%，每单位产奶量的甲烷排放减少了57%。
b.未来发展方向和趋势
推进种业创新，充分发挥畜禽生产性能的遗传潜力，减少碳排放。建立畜禽育种数据平台，提高遗传评估效率，应用全基因组选择等技术，组建参考畜禽群体，建设核心育种场，增强良种自主供应能力，是未来发展方向和趋势。

c.需解决的关键科技问题目前尚不清楚甲烷排放这一性状的遗传潜力是否比生产性状(如生长和产奶量)的遗传潜力更有优势，选育低甲烷排放的家畜可能会降低饲料效率。需要深入认识影响碳排放、饲料效率和产奶量等重要生产性状的分子网络机理，构建畜禽碳减排遗传改良调控技术体系。

3) 甲烷生成抑制剂技术

a.技术内涵:甲烷生成抑制剂通过抑制牛、羊瘤胃内产甲烷菌增殖或活性等途径来减少甲烷,在饲料中添加化学抑制剂、油脂、莫能菌素和植物次生代谢物等抑制剂是较为通用的甲烷减排方法。饲料中添加3-硝基-1-丙醇(3-NOP)可使甲烷减排20%~40%，是截至目前最为有效的甲烷生成抑制剂。

b.未来发展方向和趋势目前的研究多集中在添加单一甲烷生成抑制剂的减排调控方面，但已有研究表明多种抑制剂(如3-NOP和油脂)组合使用可以实现减排的叠加效果。未来可以开展不同甲烷生成抑制剂的组合效应研究，寻求减排效果最大化。另外，针对产甲烷菌甲烷合成路径关键酶的分子结构特征，通过合成化学、合成生物学等技术设计新型甲烷生成抑制剂，实现甲烷减排的靶向调控，可在未来畜禽养殖业碳减排领域发挥重要作用。

c.需解决的关键科技问题目前的甲烷生成抑制剂都不具备长期减排的效果，并且甲烷排放的减少通常并没有改善家畜的生产性能。需要深入认识用甲烷生成抑制剂与瘤胃发酵、甲烷生成通路调控和营养物质吸收转化等方面的关联机制，研发具有长效甲烷减排功能并可有效改善家畜生产性能的甲烷生成抑制剂产品和相应的调控技术。近半个世纪以来，畜禽养殖业碳减排技术(尤其是牛、羊等反刍家畜胃肠道甲烷减排技术)在世界范围内得到了持续研究和快速发展。甲烷生成抑制剂具备长期高效减少胃肠道甲烷排放并实现商业化应用的潜力，在畜禽养殖业碳减排发展进程中扮演着重要角色。研发新型甲烷生成抑制剂并进行规模化推广应用是畜禽养殖业碳减排的重要发展方向。畜禽养殖粪污低碳化处理和资源化利用相关技术的发展也是畜禽养殖业碳减排工作的重要组成部分生成。