[回上頁 | 顯示此文件為可列印格式]
此文件提供者： agrkb - [評分 : 0.00 (0 票選) | 評分！]
牛隻甲烷減量策略
廖曉涵、凃柏安 編譯
乳製品生產系統包含牛乳生產至加工販售，於生產管理較嚴格之已發達國家中，其所生產之乳產量較多但排放之溫室氣體較少；於生產管理較落後之發展中國家，則呈現相反之趨勢（圖1）。乳製品生產所產生之溫室氣體量因國家有別，範圍為1~7.5公斤二氧化碳當量/
每公斤能量校正乳（kg of CO2e/kg of ECM），在環保議題日益重要之現今社會，降低牛隻甲烷排放量刻不容緩。
 |
|
圖1. 全球各地區牛隻產乳量與溫室氣體排放量之百分比。 |
牛隻甲烷減量主要可分為：飼料、飼養管理與營養、瘤胃修飾劑與經由遺傳學或其他管理方法提高動物生產量等方面，以下將作詳細介紹。
一、飼料、飼養管理與營養
餵飼高品質飼糧可增加動物生產性能與飼料效率，部分飼糧可提高丙酸或降低乙酸產量，減少氫氣被轉換為甲烷之機會。選擇可提高揮發性脂肪酸（volatile fatty
acid,VFA）產量之原料、提高瘤胃通過速率以增加瘤胃微生物數量與VFA
產量及將部分飼糧移至小腸消化、提供高品質飼糧以增加乳產量以稀釋每單位甲烷排放量，以飼養及營養方式所降低甲烷排放量之比率（圖2）。
（一）採食量、消化率、通過速率
任飼牛隻每日甲烷排放量會隨著乾物質採食量（dry matter
intake, DMI）有52~64%之變異，隨DMI 增加，造成瘤胃通過速率上升，使澱粉及中洗纖維（neutral detergentfiber,
NDF）於瘤胃中之消化率下降，影響甲烷排放量，未消化之澱粉主要會於小腸醱酵而非後腸，
NDF則流入後腸醱酵並產生甲烷。若想利用提高DMI來降低甲烷排放量，尚需考慮飼糧中澱粉與非纖維性碳水化合物（non-fiber carbohydrate,
NFC）比例與芻料中纖維素與半纖維素之含量。
（二）碳水化合物型態
瘤胃中醱酵作用最終產物，尤其VFA，受NDF 與NFC
之比例影響。芻料為主之飼糧含較多纖維素、半纖維素與木質素，主要產生乙酸與丁酸；澱粉為主者則產生丙酸。此外，熱帶牧草其NDF
含量及木質化程度較溫帶牧草高，進而影響消化率，使甲烷排放量（CH4/DMI）較高。
高澱粉或穀物飼糧，可刺激丙酸生成菌之生長與代謝活性，增加瘤胃中丙酸產量且降低甲烷生成作用所需之氫氣，而飼糧中NFC 增加則造成瘤胃pH
值下降，抑制甲烷生成菌與纖毛原蟲之生長，使甲烷產量降低。
（三）芻料品質、種類、收割期與貯存
全球反芻動物之甲烷排放量約有75%
是由餵飼低品質（穀物殘渣、熱帶牧草等）飼料造成，若能提高飼糧品質與動物生產率，即能降低每單位生產量之甲烷排放量。
牧草品質可經由收割較不成熟芻料、利用基因篩檢並選取消化率較高之物種與適當貯存（如：青貯）等方式改善，以提高飼料效率。
（四）飼料加工
飼料原料可經由加工改變其飼料顆粒大小、醱酵速率與通過速率。芻料加工方式有粉碎、短切與打粒等，可降低瘤胃NDF
消化率與甲烷排放量。但是將芻料粉碎並不符合經濟效益，會使有效NDF
含量下降，進而造成瘤胃酸中毒與乳脂率下降。芻料打粒所降低之甲烷排放量雖較短切者佳，但因其使用之芻料品質通常較差，且其所降低之甲烷量較打粒製程中所產生之溫室氣體低，因此不符合效益。
穀物加工方式有粉碎、滾壓與壓片等，可提高瘤胃醱酵與流至腸道之食物量。熱處理如：打粒、壓片、擠壓與烘烤，可改變蛋白質與碳水化合物之降解速率並降低乙酸與丙酸之比率，但對於降低甲烷排放量，仍需視其飼糧組成而定。
（五）脂質與脂肪酸添加
飼糧中脂質對甲烷排放量之影響取決於其來源、脂肪酸組成、飼糧組成與添加比例，其中，脂質之來源形式對瘤胃利用率之影響最為重要。提高飼糧粗脂肪的方法有：選用內源性脂質含量較高或種子來源之飼料原料與惰性脂肪，經由稀釋DMI
中碳水化合物之醱酵量並降低DMI，達到降低內源性甲烷排放量（CH4/ECM）之目的。然而，評估添加脂質對於甲烷或其他溫室氣體排量之影響需做更全盤之考量，若添加脂質影響纖維消化率，則造成糞便中釋出之甲烷量提高。
|
 |
|
圖2.以飼養及營養方式所降低甲烷排放量之比率。其改善範圍為0-15%者，多為非額外使用添加劑者。 |
二、瘤胃修飾劑
瘤胃修飾劑主要透過化學抑制劑、有機酸及植物次級代謝產物等方式抑制甲烷產量，經由直接、間接或利用生物性控制（去原蟲、細菌素、噬菌體或免疫作用）抑制甲烷生成菌（methanogens）與甲烷生成作用（methanogenesis）、瘤胃纖毛蟲或提供氫氣其他被利用途徑，目前已研究出多種製劑，包含：鹵化甲烷類似物、輔
類似物及質子聯繫反應解除劑。
迄今為止，除了以硝酸鹽作為替代電子受體外，多數瘤胃修飾劑都無法在持續降低甲烷排放量與維持乳產量，或降低甲烷排放量與維持動物生長中取得平衡。其對於瘤胃微生物間交感作用之影響，仍待更深入之探討與研究。
三、經由遺傳學提高動物生產量
動物間之個體差異，如：放牧過程中對植物的選擇、飼糧於瘤胃內消化停留速率及瘤胃中宿主與微生物間的交感作用等應可遺傳。利用遺傳選拔或增進管理以提高生產效率，不僅牽涉營養與飼養層面，還涉及繁殖、熱緊迫耐受性、疾病發生率、淘汰率及女牛更新計畫等因素，經由改善上述因素，進而使每單位產品（乳或肉）之甲烷排放量降低。
（一）以遺傳選拔提高乳產量及能量效率
目前可透過三種不同方式減少CH4/ECM，首先透過提高乳產量與降低DMI；其次是在不影響產乳量與乳成分之情況下減小牛隻體型；第三為利用殘餘採食量（residual
feed intake）或殘餘固體產量（residual solids
production）測定飼料效率，三種方法不但能提高總能利用效率亦能降低維持能，在維持或增加產乳量的同時，減少維持能，以降低CH4/ECM 之產量。
（二）終身生產
利用遺傳改善健康、抗病性、繁殖力及熱緊迫耐受性會提高動物個體的壽命與族群生產力，亦間接降低每單位牛乳的甲烷排放量。近年來，由於乳牛選拔指數修正，影響包含繁殖性狀、乳房炎敏感性及生產壽命等項目，可提高產乳效率並於乳製品生產時減少甲烷排放量。研究顯示，遺傳改進於牛隻前三胎泌乳期間可降低15%
之CH4/ECM，直到牛隻達到成熟體型與最大產乳量為止。
四、經由管理方法提高動物生產量
在強化管理之狀況下，所增加之乳產量有50~55%
是透過遺傳選拔所達成，其餘45~50%
則由改善管理方式所實踐。管理方式包含：減少非自願淘汰的牛群數與疾病、改善現場環境與設施、更改設備的設計及改進營養與飼料運輸等，皆有提升獲利和降低甲烷排放量之潛力。
（一）熱緊迫
熱緊迫造成的影響包含：降低DMI、平均日增重、產乳量與受精率、影響繁殖率、淘汰率與死亡率增加，如能將牛隻耐熱性提高25%，則使淘汰率與死亡率分別降低2.5%與0.5%，每頭牛每年也可減少1,000
公斤之乳產量損失。
（二）轉換期的疾病
轉換期間又以產犢後60
天內發生代謝與感染性疾病的機率最高，相對也產生較高淘汰率與死亡率，更影響終身乳產量，如能精進管理方式以降低轉換期間疾病發生與代謝紊亂之問題，將減少非自願淘汰與死亡之損失並提高個別牛隻的生產力，另可使牛群之甲烷排放量減少8~12%。
（三）提升產量的製劑
在美國，離子載體或直接餵飼牛隻微生物、酵素與重組牛隻生長激素等方法皆可使用，可增加飼料效率、為瘤胃酸鹼值之緩衝劑以避免酸中毒、抑制瘤胃中有害微生物數量或促進有益微生物數量、加速牛隻生長與提高產乳量。經由以上方式來提高產量，使每單位產量所產生之甲烷排放量降低。
（四）受精率
對乳牛而言，懷孕期與泌乳期重疊，母牛自分娩後即開始泌乳，理想懷孕期為產後3~4
個月開始。繁殖效率對乳牛場之獲利有極大影響，擁有良好配種計畫與管理極佳之乳牛場，其泌乳牛隻可於泌乳高峰維持較長時間，除產生較高之產乳量外，也擁有更長之壽命，所需更新替代之牛隻頭數也下降。如此一來，不但可以降低牛隻經由胃腸道醱酵產生之甲烷放量，亦可提高乳牛場之獲利。
綜上所述，除營養與飼養方法外，其他管理方法如：降低熱緊迫、控制與治療疾病、利用科技改善生長性能及改善繁殖管理等方法，均可提升乳產量、降低淘汰數量與減少更新牛隻之需求量，進而降低9~19%
之甲烷排放量（CH4/ECM）（圖3），甲烷減量策略並非遙不可及，其實在牛隻日常飼養管理中即可落實。
|
 |
|
圖3.
各種用於降低牛隻甲烷排放量方法中可降低之最大潛力。若僅以單一方法而言，以基因篩選及其
他管理方法具有最大潛力，若整合多種方法，其降低程度雖無法完全累加，但也有加乘之功效。 |
參考文獻
Knapp, J. R., G. L. Laur, P. A.
Vadas, W. P. Weiss, and J. M. Tricarico. 2014. Invited review: Enteric methane in dairy cattle
production: Quantifying the opportunities and impact of reducing emissions. J.
Dairy Sci. 97: 3231-3261.
[回上頁 | 顯示此文件為可列印格式]
此文件提供者： agrkb - [評分 : 0.00 (0 票選) | 評分！]
