膳食植物提取物减少甲烷排放并调节美利奴羊羔瘤胃微生物功能

植物如何助力绵羊与地球

养牛养羊养活了数百万人，但这些动物胃内释放的甲烷——一种强效温室气体——也在排放。甲烷不仅影响气候，还代表了动物本可用于生长的能量损失。在这项研究中，研究人员检验了常见的药用植物是否可加入羔羊日粮以减少甲烷排放、提高饲料利用效率，同时保持生长不变。研究结果指向了几种简单的植物性补充物，可能帮助农户在提高肉类生产效率的同时减轻对环境的压力。

为什么绵羊打嗝很重要

牛羊瘤胃释放的甲烷是农业温室气体的主要来源之一，它由生活在瘤胃这一特殊肠道部位的微生物产生。当这些微生物分解饲料时，会释放气体并为动物提供能量。如果农户希望在不大幅增加动物数量的前提下养活越来越多的人，就需要在相同饲料下获得更多的肉奶产出同时减少气体排放。一个有希望的方法是微调瘤胃微生物，使其减少以甲烷形式浪费的能量，转而用于动物生长。

测试三种常见药用植物

研究团队在南非使用四十只年轻的美利奴羔羊，给所有羔羊相同的完全日粮。此外，三个试验组分别添加了鼓槐（Moringa oleifera）、巴豆（Jatropha curcas）或芦荟（Aloe vera）提取物，第四组只给水。收集植物叶片，用甲醇提取后干燥，并以相当于每公斤饲料50毫克提取物的剂量每天两次喂服给羔羊。研究持续数周，研究者记录了羔羊的采食量、生长速度、营养消化率，在特定箱体中测量甲烷排放，并通过DNA测序追踪瘤胃微生物的变化。

更少的甲烷、更好的蛋白质利用

与对照组相比，三种植物提取物都降低了甲烷排放。巴豆组降幅最大，约为17%，其次是芦荟约12%，鼓槐约9%。即便在调整了采食量或体重后，这些下降仍然显著。同时，接受鼓槐和巴豆补充的羔羊对日粮中干物质和蛋白质的消化率更高，意味着更少营养被浪费通过粪便排出。瘤胃液中的氨水平——反映蛋白浪费的指标——在所有补充组都较低，鼓槐和芦荟组尤为明显。尽管动物体内发生了这些变化，总体采食量、日增重和胴体质量在各组之间保持相似，表明这些植物添加剂并未损害生长。

羔羊肠道内发生了什么变化

为了解甲烷减少的原因，研究者使用了宏基因组鸟枪法（shotgun metagenomics）分析瘤胃微生物组，这种方法可同时读取大量DNA片段。总体主要微生物群落的构成在各组中类似，正如高草料日粮预期的那样，拟杆菌门（Bacteroidetes）和厚壁菌门（Firmicutes）占主导。然而，给予鼓槐和巴豆的羔羊显示出微生物多样性略有提高的迹象，且与蛋白质合成和碳水化合物分解相关的某些基因在这些组中更为常见。与此同时，与微生物应激防御相关的基因（例如处理有毒金属的基因）在添加植物提取物的羔羊中丰度较低，尤其在芦荟组更明显。这些变化共同表明，植物提取物促使瘤胃微生物朝着更高效利用饲料、远离有利于产生甲烷的代谢途径的方向转变。

对农户和气候的意义

简而言之，在羔羊日粮中加入少量鼓槐、巴豆或芦荟提取物，帮助动物更有效地从饲料中获得价值，同时悄然缩小了每只动物周围的看不见的甲烷羽流。研究显示，此类植物性补充剂可将甲烷排放减少约10%至20%，且不影响生长或肉类产出。尽管具体的微观机制复杂且仍需进一步研究，结论很明确：经过慎重选择的植物提取物有望成为农户在兼顾经济效益与气候友好型养殖目标时的实用工具。

引用: Akanmu, A.M., Hassen, A., van Marle-Köster, E. et al. Dietary plant extracts reduce methane emission and modulate rumen microbial functionality in Merino lambs. Sci Rep 16, 15776 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-46933-9

关键词: 瘤胃甲烷, 药用植物提取物, 美利奴羊羔, 瘤胃微生物组, 可持续畜牧业