養(yǎng)殖業(yè)溫室氣體排放的影響因素及減排措施

於江坤1,蔡麗媛1,張驥1,郭嬌1,胡榮桂2,齊德生1*(1.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 動物科技學(xué)院，2.華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，湖北 武漢 430070)

[基金項目] 農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)(農(nóng)業(yè))科研專項資助項目(201203145);湖北省低碳農(nóng)業(yè)模式研究(4005-35013020)

[摘要]21世紀(jì)以來溫室氣體大量排放造成的全球氣候變暖已經(jīng)引起了全世界的高度重視，如何減少二氧化碳(CO2)、甲烷(CH4)、一氧化二氮(N2O)等溫室氣體(GHG)的排放，減緩溫室氣體帶來的全球氣候變暖已經(jīng)成為亟待解決的戰(zhàn)略性問題。養(yǎng)殖業(yè)溫室氣體的排放量，約占全球溫室氣體排放總量的18%，尋找有效途徑減少溫室氣體排放迫在眉睫。本文主要從養(yǎng)殖場管理模式和糞污處理、不同家畜種類及其飼料組成，以及反芻動物瘤胃發(fā)酵調(diào)控等三方面闡述養(yǎng)殖業(yè)溫室氣體排放的影響因素，并據(jù)此提出溫室氣體減排措施。

[關(guān)鍵詞]養(yǎng)殖業(yè)；溫室氣體；影響因素；減排措施

[收稿日期]`* 2014-12-01修回日期:2015-01-15

[作者簡介]於江坤(1991-),男,湖北武漢人,在讀碩士,主要從事反芻動物營養(yǎng)調(diào)控研究。E-mail:463243702@qq.com

[通訊作者]`* 齊德生(1965-),男,河南駐馬店人,教授,博士生導(dǎo)師,主要從事動物營養(yǎng)與飼料科學(xué)、家畜環(huán)境衛(wèi)生研究。E-mail:qdshzau@126.com

[中圖分類號]S811.6

[文獻(xiàn)標(biāo)識碼]A

[文章編號]1005-5228(2015)10-0080-06

Abstracts：Global warming caused by emissions of greenhouse gas has aroused research focus of countries all over the world，the methods to reduce carbon dioxide(CO2), methane(CH4), nitrous oxide(N2O) and other greenhouse gases(GHG)have become a strategic issue to solve. The emissions of green-house gases by livestocks accounted for 18% of total global greenhouse gas emissions， and the effective ways to reduce greenhouse gas emissions revealed imminent. This paper mainly expounded the influencing factors to the emissions of greenhouse gas from three aspects including the management model of farm and manure management， livestock types and their feed composition，and the regulation of rumen fermentation on ruminant，and then proposed countermeasures to reduce greenhouse gas emissions targeting at the above factors.

近年來，隨著溫室氣體(greenhouse gas，GHG)的大量排放，全球氣候變暖的趨勢日益明顯，逐漸成為制約人類發(fā)展的重大問題。根據(jù)政府間氣候變化專業(yè)委員會(Intergovernmental Panel on Climate Change，IPCC)第三次工作組第四次報告，2004年農(nóng)業(yè)占GHG排放的14%，農(nóng)業(yè)是CH4的最大排放源，占全球排放量的50%， N2O占60%[1]，其中養(yǎng)殖業(yè)中由于動物呼吸代謝、反芻動物瘤胃發(fā)酵、動物糞便處理過程中直接或間接產(chǎn)生的 CO2、CH4、N2O是農(nóng)業(yè)活動產(chǎn)生溫室氣體的主要來源之一。CH4和N2O是溫室氣體中的重要成員，其中CH4的溫室效應(yīng)是CO2的23倍左右，占溫室氣體對全球變暖貢獻(xiàn)總份額的20%；N2O是一種痕量的長壽命溫室氣體，在100年尺度上，N2O的輻射效應(yīng)常數(shù)是CO2的298倍[2]。另外，CH4具有較強的化學(xué)活性，能在對流層大氣中參與許多重要的大氣化學(xué)過程，影響大氣的其它化學(xué)成分，間接引起氣候變化[3]。本文對養(yǎng)殖業(yè)溫室氣體產(chǎn)生的影響因素進(jìn)行總結(jié)，據(jù)此提出溫室氣體減排措施，為實際生產(chǎn)的減排行動提供參考。

1我國養(yǎng)殖業(yè)溫室氣體排放現(xiàn)狀

我國養(yǎng)殖業(yè)發(fā)展迅猛，養(yǎng)殖規(guī)模逐年擴(kuò)大，各類動物的數(shù)目及排泄物急劇增多，因此每年都會產(chǎn)生和排放大量的溫室氣體。養(yǎng)殖場溫室氣體主要是由動物的胃腸道發(fā)酵以及動物排泄糞便的處理過程等方面產(chǎn)生的，其中動物胃腸道發(fā)酵主要產(chǎn)生CH4，而糞便管理過程不僅會產(chǎn)生CH4，而且還會產(chǎn)生大量N2O。

動物胃腸道發(fā)酵產(chǎn)生CH4的排放量可以依據(jù)相關(guān)的公式進(jìn)行估算[4]。規(guī)模化養(yǎng)殖條件下各類動物胃腸單發(fā)酵甲烷排放因子(kg/頭/年)：奶牛88.1，黃牛52.9，水牛70.5，綿羊8.2，山羊8.9，豬1，馬18，驢/騾10，駱駝46；農(nóng)戶散養(yǎng)條件下各類動物胃腸單發(fā)酵甲烷排放因子(kg/頭/年)：奶牛89.3，黃牛67.9，水牛87.7，綿羊8.7，山羊9.4；放牧飼養(yǎng)條件下各類動物胃腸單發(fā)酵甲烷排放因子(kg/頭/年)：奶牛99.3，黃牛85.3，綿羊7.5，山羊6.7[5]。按照國家畜牧業(yè)統(tǒng)計，2007年中國各類動物飼養(yǎng)量(萬頭，萬只，萬匹)分別為：豬30963.5，奶牛1151.1，黃牛7883.5，水牛1495.5，羊28467.3，馬711.2，驢709.9，騾321.8[6]。全部按照最低排放因子估算，每年由動物腸道發(fā)酵產(chǎn)生CH4約911.4×104t。

動物糞便管理CH4和N2O排放量同樣依據(jù)相關(guān)公式進(jìn)行估算[4]。根據(jù)2006年IPCC國家間溫室氣體排放指南所示，各類動物糞便管理CH4排放因子(kg/頭/年)為：奶牛16，水牛2，黃牛1，騾0.9，駱駝1.92，驢0.9，馬1.64，豬3.5，羊0.16, 按照2007年中國各類動物飼養(yǎng)量來估算，由糞便管理產(chǎn)生的CH4排放量約為144.3×104t 。各類動物糞便管理N2O排放因子(kg/頭/年)為：奶牛1.0，水牛1.34，黃牛1.39，騾1.39，駱駝1.39，驢1.39，馬1.39，豬0.53，羊0.33[6]。按照2007年中國各類動物飼養(yǎng)量來估算，由糞便管理產(chǎn)生的產(chǎn)生的N2O約為42.34萬噸。因此，以2007年養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模來看，總共約產(chǎn)生1.06×107t CH4和42.34×104t N2O，相當(dāng)于3.69×108t當(dāng)量的CO2。而自2003年以來，我國年均碳排放量為13.9×108t[7]，以估算結(jié)果來看，2007年養(yǎng)殖業(yè)溫室氣體排放占全國溫室氣體排放的比例高達(dá)26.5%，由此可見，采取有效措施減少養(yǎng)殖業(yè)溫室氣體排放是很有必要的。

此外，隨著糧食需求的增加和飲食結(jié)構(gòu)的改變，未來世界農(nóng)業(yè)領(lǐng)域溫室氣體排放量將呈增加趨勢。據(jù)預(yù)測，到2030年動物飼養(yǎng)造成的CH4排放將增加60%；在2010~2020年期間，農(nóng)業(yè)活動非CO2溫室氣體排放將增加10%～15%[8]。另外，據(jù)估計，從全球角度來看，農(nóng)業(yè)排放 CH4占由于人類自身活動的CH4排放總量的50%，N2O占60%，如果不采取有效的農(nóng)業(yè)減排政策，到2030年，農(nóng)業(yè)源CH4和N2O排放量將在2005年的基礎(chǔ)上分別增加60%和35%~60%[9-10]。因此，必須盡快采取有效措施減少養(yǎng)殖業(yè)溫室氣體的排放量。掌握養(yǎng)殖業(yè)中溫室氣體產(chǎn)生規(guī)律，并選擇合理有效的方式減少溫室氣體的排放，對遏制全球溫室氣體帶來的氣候變暖，為人類帶來舒適美好的生存環(huán)境有著重大的現(xiàn)實意義。

2飼養(yǎng)管理方式對溫室氣體排放的影響

2.1　養(yǎng)殖場管理模式對溫室氣體排放的影響

我國養(yǎng)殖業(yè)快速發(fā)展過程中，養(yǎng)殖方式也逐漸發(fā)生了改變，由早期分散的養(yǎng)殖戶的散養(yǎng)模式逐漸過渡到高度集約化的養(yǎng)殖場生產(chǎn)模式。從中國的養(yǎng)豬業(yè)來看，20世紀(jì)90年代至今，以良種豬、企業(yè)化、規(guī)?；曫B(yǎng)為主，是中國養(yǎng)豬集約化、規(guī)?；?、現(xiàn)代化、標(biāo)準(zhǔn)化發(fā)展的重要時期，從養(yǎng)殖規(guī)模來看， 農(nóng)戶生豬規(guī)?；B(yǎng)殖場越來越多，散戶占的比例逐漸減少[11]。養(yǎng)殖方式的改變一定程度上提高了養(yǎng)殖的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益，但大規(guī)模的養(yǎng)殖場廢棄物也給環(huán)境治理和凈化帶了巨大的壓力。例如，隨著生豬養(yǎng)殖業(yè)規(guī)模的持續(xù)擴(kuò)大，集約化程度不斷提高，養(yǎng)殖場集中產(chǎn)生的糞尿污物量急劇增加，而污染控制在政策管理、法規(guī)建設(shè)和技術(shù)上都明顯滯后于生豬產(chǎn)業(yè)發(fā)展速度，因而規(guī)模養(yǎng)殖及其養(yǎng)殖廢棄物逐漸成為重要環(huán)境污染源與溫室氣體排放源頭之一[12]。養(yǎng)殖管理對于控制溫室氣體產(chǎn)生和排放有明顯的作用。合理地運用生產(chǎn)管理模式，能有效減少溫室氣體產(chǎn)生，Webb[13]的研究結(jié)果表明，采用現(xiàn)代管理技術(shù)能夠在維持目前英國養(yǎng)殖業(yè)總體86%的生產(chǎn)水平的條件下，降低20%的溫室氣體排放量。此外，選擇較好的養(yǎng)殖管理系統(tǒng)，能夠在提高動物生育和雌性動物繁殖年限和繁殖力等條件下，提高動物年產(chǎn)奶量和飼料轉(zhuǎn)化率等，從而降低7%～21%溫室氣體排放量[14]。Crosson[15]對前人所做的研究結(jié)果進(jìn)行總結(jié)，也發(fā)現(xiàn)不同養(yǎng)殖模式下，肉?；蚰膛厥覛怏w的產(chǎn)生量差異顯著。因此，對于越來越多的集約化養(yǎng)殖場，選擇現(xiàn)代化的先進(jìn)的系統(tǒng)化管理模式，對養(yǎng)殖各環(huán)節(jié)進(jìn)行全程控制和優(yōu)化，能夠整體上提高養(yǎng)殖業(yè)養(yǎng)殖效率，減少溫室氣體產(chǎn)生和排放。

2.2　清糞方式和糞污處理方式顯著影響溫室氣體排放量

養(yǎng)殖場的清糞方式是影響?zhàn)B殖過程中溫室氣體產(chǎn)生的重要因素之一，目前常見的清糞方式主要有水沖糞法、水泡糞法、干清糞法、微生物發(fā)酵床等。對于水沖糞法、水泡糞法，不僅浪費水資源，而且糞便容易被微生物厭氧發(fā)酵產(chǎn)生甲烷、氧化亞氮等溫室氣體，相對于濕清糞，采用干清糞可以減少污水產(chǎn)生，減少進(jìn)入?yún)捬醐h(huán)境的有機(jī)物總量，減少甲烷排放50%以上[8]。采用微生物發(fā)酵床的方式能夠變廢為寶，且更為環(huán)保，但由于微生物的發(fā)酵條件難以保證及菌種效果的不穩(wěn)定等問題，該技術(shù)目前仍在開發(fā)和完善。Godbout等[16]研究結(jié)果表示，CH4主要在液體清糞方式下產(chǎn)生，而N2O則主要在固體清糞方式下產(chǎn)生。另外，董紅敏等人表示，豬糞的甲烷產(chǎn)生潛力大于牛糞，液體糞便的貯存大于固體糞便的甲烷排放率[17]。養(yǎng)殖業(yè)產(chǎn)生的N2O遠(yuǎn)低于種植業(yè)化肥使用所產(chǎn)生，占農(nóng)業(yè)活動N2O比例小，對于我國許多大型養(yǎng)豬場，選擇干清糞法替代濕清糞的方式有利于減少溫室氣體排放。

養(yǎng)殖場糞污處理的方式也同樣是養(yǎng)殖場溫室氣體產(chǎn)生的主要影響因素。目前較為常見的糞污處理方式主要是傳統(tǒng)的堆肥或還田利用，采用生物發(fā)酵床，或建立沼氣工程產(chǎn)沼氣作能源使用等。研究表明，相比于堆肥或還田施肥利用以及微生物發(fā)酵床等方式，采用糞污厭氧發(fā)酵制沼氣的糞污處理方式能大大減少溫室氣體的排放[18]。傳統(tǒng)的堆肥處理，在堆肥規(guī)模較大時極易產(chǎn)生大量的CH4和N2O等溫室氣體，其原因是糞便堆積量較大時，容易造成堆積在中間部分糞便的厭氧發(fā)酵。有些研究表明，改變堆肥糞堆的規(guī)模會改變CH4的排放速率，因為CH4大部分在糞堆的中心部分產(chǎn)生，隨著堆肥規(guī)模的增大，厭氧發(fā)酵的范圍擴(kuò)大，產(chǎn)生和排放的CH4也上升[19]。堆肥過程中的人為處理也將顯著影響溫室氣體產(chǎn)生，翻堆和通風(fēng)都增加了堆體內(nèi)部含氧量，這可以有效的減少內(nèi)部厭氧發(fā)酵，從而減少CH4產(chǎn)生，然而翻堆后會出現(xiàn)N2O排放的短期高峰,導(dǎo)致堆肥N2O排放總量升高[20]。采用有氧或厭氧處理對減少CH4、N2O產(chǎn)生具有明顯的效果，馬宗虎等[21]研究表明厭氧-好氧系統(tǒng)處理豬場糞便，排放的甲烷量相對于基準(zhǔn)線情景減少了82.7%，項目活動排放的氧化亞氮相對于基準(zhǔn)線減少了4.6%。有學(xué)者研究表明，豬場設(shè)立沼氣池，對糞便進(jìn)行無氧發(fā)酵能顯著降低甲烷的排放，比預(yù)期效果甚至更好[22]。厭氧發(fā)酵的糞便管理方式具有降低CH4的排放量的潛力，并持續(xù)產(chǎn)生電能或熱能，或為作物種植提供肥料[23]。大中型養(yǎng)殖廠通過建設(shè)大型沼氣工程也可以減少溫室氣體排放，按照政府間氣候變化專業(yè)委員會(IPPC)2006年推薦的方法，以一個建在我國南方的沼氣工程為例進(jìn)行計算，一個年出欄萬頭豬的養(yǎng)豬場因沼氣工程而每年獲得的溫室氣體減排效益為781 t CO2當(dāng)量[24]。目前，使用畜禽糞便池生產(chǎn)沼氣和有機(jī)肥的技術(shù)已經(jīng)成熟，大力推廣沼氣工程不僅有能夠產(chǎn)生沼氣進(jìn)行循環(huán)利用，從而節(jié)約能源，也是有效減少養(yǎng)殖場溫室氣體排放的綠色通道。

3不同家畜及其生長周期和飼料對溫室氣體排放的影響

3.1　不同家畜和生長周期對溫室氣體排放的影響

養(yǎng)殖業(yè)中畜禽產(chǎn)生的溫室氣體主要來源于動物胃腸道微生物發(fā)酵和畜禽糞便在微生物作用下無氧發(fā)酵等途徑。Monteny 等[25]研究表明，奶牛、豬和家禽每個體每年平均分別會產(chǎn)生 CH484～123、4.8 和 0.26 kg，其中由胃腸道發(fā)酵生成的CH4量分別占75%～83%、30% 和0% ；這表明反芻動物生產(chǎn)中 CH4主要來源于瘤胃發(fā)酵，而單胃動物生產(chǎn)中CH4主要來源于糞便。并且，在由農(nóng)業(yè)排放的CH4中，反芻動物被認(rèn)為是主要的CH4排放源，全球反芻動物每年約產(chǎn)生CH48×107t，占全球人類活動CH4排放量的 28%[26]。不同種類家畜 CH4排放所占比重各異，其中水牛排放量占8%，其他牛排放量占74%，羊排放量占13%，駱駝排放量占1%[27]。此外，Mara的研究也表明，無論是動物胃腸道發(fā)酵還是糞便處理，不同品種動物CH4的產(chǎn)生量都有著明顯的差異，其中牛是胃腸道發(fā)酵CH4產(chǎn)生量最大的，而非反芻動物尤其是豬，是糞便處理CH4產(chǎn)生最多的動物[28]。因此，不同家畜產(chǎn)生溫室氣體能力有著顯著的差別。合理配置養(yǎng)殖動物的種類及數(shù)量，一定程度上能降低養(yǎng)殖業(yè)溫室氣體的排放量。

動物在不同的生長周期內(nèi)，產(chǎn)生溫室氣體能力也可能存在著差異。不同生長周期，由于生理活動的不同，營養(yǎng)物質(zhì)的攝取量不同，且營養(yǎng)物質(zhì)利用途徑與利用效率不同，因此產(chǎn)生甲烷等溫室氣體的能力不同。另外，由于排糞量不同，在糞便處理過程中產(chǎn)生的溫室氣體也不同，合理地對不同生長階段的畜禽進(jìn)行分類管理，能有效提高飼料利用效率和糞便管理效率，減少溫室氣體產(chǎn)生和排放。

3.2　飼料組成對溫室氣體產(chǎn)生排放的影響

動物的胃腸道發(fā)酵是養(yǎng)殖過程中溫室氣體產(chǎn)生的主要方式之一，尤其是反芻動物瘤胃發(fā)酵容易產(chǎn)生CH4等溫室氣體。反芻動物年產(chǎn) CH4約為 7.7×107t，約占全球CH4排放總量的15%，僅次于CO2，反芻動物對全球氣候變暖的綜合貢獻(xiàn)率達(dá)到19%[29]。通過改變動物日糧結(jié)構(gòu)及組成，是一種減少動物CH4等溫室氣體的產(chǎn)生的有效途徑。飼喂不同成分日糧動物產(chǎn)生溫室氣體量差別很大，反芻動物粗料類型的不同和日糧粗精比都會影響CH4的產(chǎn)生。牧草種類不同，動物的CH4產(chǎn)量也不相同；Eckard等認(rèn)為提高牧草質(zhì)量，飼喂含可溶性碳水化合物高，含纖維素少的牧草，或者飼喂鮮嫩的牧草都可以降低CH4排放[30]。娜仁花等人的研究也得出相同的結(jié)果，低質(zhì)粗飼料CH4產(chǎn)生量大，飼喂青貯牧草比干草更容易降低CH4產(chǎn)生量[31]。玉米秸稈經(jīng)青貯處理和適當(dāng)增加日糧精料的比例有利于提高飼料消化性能，降低CH4的產(chǎn)生：日糧精粗比均為40∶60的條件下，粗料為玉米秸稈青貯的日糧CH4產(chǎn)生量、消化單位干物質(zhì)的CH4產(chǎn)生量、單位消化能量的CH4產(chǎn)生量比粗料為干玉米秸稈的日糧分別減少了30%、37%、32%；粗料均為玉米秸稈青貯的條件下，精粗比為60∶40的日糧CH4產(chǎn)生量、消化單位干物質(zhì)的CH4產(chǎn)生量、單位消化能量的CH4產(chǎn)生量比精粗比40∶60的日糧分別減少了21%、23%、23%[32]。龔飛飛等[33]也有相同的結(jié)論：當(dāng)飼喂以粗料為主的日糧時，瘤胃中乙酸的含量有所提高；當(dāng)飼喂以精料為主的日糧時，瘤胃中的丙酸含量增加，丙酸與CH4的生成之間呈負(fù)相關(guān)。Doreau等[34]試驗結(jié)果：高精料日糧能顯著降低年輕公牛CH4產(chǎn)生量。Clemens等[35]也有相似的觀點，日糧的成分和總量常常會影響反芻動物生產(chǎn)性能，當(dāng)飼料中以粗料為主時，奶牛產(chǎn)奶量較低，溫室氣體產(chǎn)生較多；當(dāng)提高飼料中精料組成時，產(chǎn)奶量上升，溫室氣體產(chǎn)生減少。因此，選擇優(yōu)質(zhì)的粗飼料，或適當(dāng)?shù)奶岣唢暳暇直榷寄苡行Ы档蛣游顲H4產(chǎn)生量，從而減少養(yǎng)殖業(yè)溫室氣體排放量。

4瘤胃發(fā)酵調(diào)控方式減少反芻動物溫室氣體排放

4.1　影響反芻動物瘤胃發(fā)酵CH 4產(chǎn)生的主要因素

反芻動物瘤胃微生物類群復(fù)雜，同時共存有纖維分解菌、產(chǎn)CH4菌和其他厭氧微生物。飼料經(jīng)動物采食后在瘤胃中厭氧發(fā)酵，其中碳水化合物和其他植物纖維在瘤胃內(nèi)微生物作用下發(fā)酵分解成酸性物質(zhì)(如揮發(fā)性脂肪酸)、H2和 CO2等；CH4菌利用這些產(chǎn)物合成CH4[36]。CH4主要有三個生成途徑:(1)CO2-H2還原途徑：瘤胃中CH4主要來自CO2和H2在多種酶和輔酶的作用下, 與還原甲基呋喃化合, 經(jīng)一系列反應(yīng)，被H2和甲酸還原成CH4。瘤胃中約80%的CH4由此途徑產(chǎn)生；(2)乙酸發(fā)酵途徑：主要由甲酸、乙酸等VFA(揮發(fā)性脂肪酸 )形成，該途徑主要在瘤胃發(fā)酵后期起作用，約有3~5%CH4由乙酸轉(zhuǎn)變而來。(3)甲基轉(zhuǎn)化途徑：主要由甲醇、乙醇等果膠發(fā)醉產(chǎn)物分解而來。從發(fā)酵條件來看，影響瘤胃發(fā)酵的影響因素主要包括：瘤胃內(nèi)理化環(huán)境(包括溫度、pH值、離子濃度及氧化還原電位等)和微生物菌群的數(shù)量和種類及其生理狀態(tài)，以及動物的攝食的種類和總量(發(fā)酵的底物)。改變反芻動物瘤胃內(nèi)環(huán)境或動物進(jìn)食量和飼料結(jié)構(gòu)，或改變瘤胃內(nèi)微生物的生理活性，都將顯著影響反芻動物瘤胃發(fā)酵CH4產(chǎn)生量，減少其溫室氣體的產(chǎn)生和排放。

4.2　適當(dāng)?shù)娘暳咸砑觿┠軠p少溫室氣體排放

飼料添加劑種類繁多，功能也各不相同，有研究表明，在飼料中添加大蒜素和茶皂素都能抑制瘤胃微生物發(fā)酵，可分別減少CH4排放70%以上和16%，另外，莫能菌素、皂苷和降膽固醇藥物也能抑制瘤胃微生物活性，減少CH4排放[8]。另外，Chatterjee等[37]發(fā)現(xiàn)，一些熱帶植物產(chǎn)生的次級代謝產(chǎn)物能夠抑制反芻動物瘤胃發(fā)酵；番石榴葉子提取物能夠顯著降低反芻動物瘤胃發(fā)酵CH4的產(chǎn)量。微生態(tài)制劑等飼料添加劑也能減少發(fā)出動物CH4等溫室氣體的產(chǎn)生。喬國華[38]研究表明，添加直接飼喂微生物培養(yǎng)物地衣芽孢桿菌組和熱帶假絲酵母,可以顯著降低瘤胃發(fā)酵CH4的產(chǎn)生量，其原因可能是添加培養(yǎng)物后減少了產(chǎn)CH4菌等用以產(chǎn)生CH4的氧氣的產(chǎn)生量。研究表明，可以通過調(diào)節(jié)反芻動物瘤胃內(nèi)環(huán)境，提高微生物活性，促進(jìn)微生物對飼料的利用，或?qū)⒅参镏刑崛〉玫降囊恍┪镔|(zhì)能夠調(diào)控反芻動物瘤胃微生物的發(fā)酵作用的提取物添加到動物飼料中，提高飼料的能量水平及蛋白的消化率，都能減少CH4氣體的生成[36]。干物質(zhì)降解率越高，瘤胃內(nèi)的環(huán)境就越適合微生物發(fā)酵，越有利于提高飼料中營養(yǎng)物質(zhì)的利用率；添加微生態(tài)制劑(EM)可提高人工瘤胃pH，促進(jìn)微生物在良好的瘤胃內(nèi)環(huán)境下增殖，可降低13～24 h人工瘤胃中CO2和CH4的產(chǎn)生量[39]。此外，通過添加阻斷產(chǎn)CH4菌內(nèi)CH4生成途徑，抑制CH4生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵酶和因子，也可有效降低CH4生成，如鹵CH4與維生素B12反應(yīng)后能抑制甲基轉(zhuǎn)移[40]。因此，選擇合適的飼料添加劑，如植物提取物和微生態(tài)和制劑，能夠有效在提高飼料降解利用率，同時降低CH4等溫室氣體的產(chǎn)生和排放；或在飼料中添加某些酶活性抑制劑，也能有效抑制CH4產(chǎn)生。

5小結(jié)及展望

全球變暖的趨勢越來越明顯，尋求理想的降低溫室氣體排放的策略越來越緊迫，養(yǎng)殖業(yè)溫室氣體排放占整個農(nóng)業(yè)活動溫室氣體排放的50%以上，其重點在于反芻動物瘤胃發(fā)酵的控制和單胃動物的糞便管理。通過改善養(yǎng)殖業(yè)的飼養(yǎng)管理模式，減少養(yǎng)殖場糞污中的溫室氣體產(chǎn)生量，或者通過營養(yǎng)的手段優(yōu)化動物日糧組成，從而減少動物消化道發(fā)酵產(chǎn)生溫室氣體，以及通過調(diào)控反芻動物瘤胃發(fā)酵來減少產(chǎn)CH4菌產(chǎn)生CH4等方式，或者通過調(diào)整飼養(yǎng)動物的種類及結(jié)構(gòu)，或選育產(chǎn)溫室氣體更少，飼料利用率更高的動物品種，都可以作為養(yǎng)殖場溫室氣體減排的有效措施。

不同于當(dāng)前直接地對養(yǎng)殖動物這個排放源進(jìn)行控制，越來越多的研究開始采用生命周期評估的方法對整個養(yǎng)殖系統(tǒng)中的溫室氣體排放量進(jìn)行估算[15,41]，該方法納入動物從出生到性成熟后繁殖整個生命周期中涉及的對溫室氣體排放有貢獻(xiàn)的所有因素進(jìn)行估算，其結(jié)果與前者相較，更為科學(xué)合理和有效。生命周期評估方法不僅估算了溫室氣體排放的直接因素所產(chǎn)生的溫室氣體量，還估算了許多間接因素，其目的是從系統(tǒng)整體上減少農(nóng)業(yè)活動溫室氣體排放。盡管，生命周期評估的研究方法是對目前的研究手段的改進(jìn)，但已有的大多數(shù)生命評估周期的研究模型并沒有將植物和土壤的溫室氣體排放和消除計算在內(nèi)，特別是低投入的放牧系統(tǒng)[42]。完善和推廣生命周期評估方法，對養(yǎng)殖業(yè)甚至整個農(nóng)業(yè)活動溫室氣體排放減排具有重大的現(xiàn)實意義。

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Influencing Factors to Greenhouse Gas Emissions and the Mitigation Measures in Aquaculture

YU Jiang-kun1，CAI Li-yuan1，ZHANG Ji1，GUO Jiao1，HU Rong-gui2，QI De-sheng1*

(1.CollegeofAnimalScience,HuazhongAgriculturalUniversity，

2.CollegeofResourcesandEnvironment,HuazhongAgricultureUniversity，Wuhan，Hubei430070)

Key words：aquaculture；greenhouse gas；influencing factors；mitigation measures