塞内加尔萨赫勒农牧区牧草树叶对羊的采食偏好及其甲烷减排潜力研究

《Archives of Animal Nutrition》：Sheep feeding preference and methane mitigation potential of fodder tree leaves in the Sahelian silvopastoral zone of Senegal

为解决萨赫勒地区漫长旱季饲料短缺、牲畜生产受限的问题，研究人员针对五种当地木本植物（Acacia tortilis subsp. raddiana, Balanites aegyptiaca等）的叶片，开展了羊的采食偏好（采用自助餐式试验）与体外产气（结合聚乙二醇PEG）研究。结果表明，羊显著偏好高粗蛋白(CP)、低纤维/单宁的A. raddiana和B. aegyptiaca叶片；而富含缩合单宁(CT)的物种（如Guiera senegalensis）则被低度采食，但体外甲烷(CH4)产量较低。该研究为利用本土饲料资源改善旱季营养、构建气候智能型畜牧业提供了科学依据。

　　

在广袤而干旱的西非萨赫勒地区，漫长的旱季是畜牧业面临的一大挑战。随着青草迅速枯萎，饲料变得稀缺且营养价值低下，如何让牲畜安然度过这段“饥荒期”，是当地牧民和科学家们共同关心的问题。幸运的是，大自然也提供了解决方案——散落在草原上的各种木本植物。它们的叶子往往能在旱季保持较高的营养，成为牲畜重要的“救命粮”。然而，并非所有树叶都受牲畜欢迎，有些可能因为口感差、含有抗营养因子（如单宁）而难以被采食。更重要的是，反刍动物在消化过程中会产生甲烷(CH₄)，这是一种强效的温室气体。那么，有没有可能找到那些既受羊喜爱、营养丰富，又能潜在减少甲烷排放的“明星树种”呢？为了回答这个问题，一项发表在《Archives of Animal Nutrition》上的研究，对塞内加尔萨赫勒农牧区的五种本土木本植物叶子进行了深入探究。

为了系统评估这些树叶的价值，研究人员巧妙地结合了动物行为学观察和体外模拟发酵实验。首先，他们从当地选取了四种萨赫勒佩尔品种的公羊，进行了一项为期20天的“自助餐式”偏好测试。每天，每只羊面前会同时摆放装有五种不同树种新鲜或风干叶子的料桶，研究人员记录它们在30分钟内对每种叶子的采食量、采食时间，并计算偏好系数。实验设计严谨，通过每日轮换料桶位置来消除位置偏好。其次，在实验室中，研究人员利用改良的霍恩海姆产气试验，模拟了这些树叶在羊瘤胃中的发酵过程。他们特别设置了添加与不添加聚乙二醇(PEG) 的对比组。PEG能特异性结合单宁，从而“中和”其抗营养作用。通过测量总产气量(GP)、气体中的甲烷浓度(%CH₄)，并估算体外有机物消化率(IVOMD) 和代谢能(IVME)，研究人员得以量化不同树叶的发酵特性以及单宁在其中扮演的角色。

3.1. 所选树叶的化学成分

五种树叶的营养成分差异显著。Acacia tortilissubsp. raddiana(简称A. raddiana) 和 Balanites aegyptiaca的粗蛋白(CP) 含量很高（分别约为169和167 g/kg DM），纤维含量较低。相反，Guiera senegalensis和 Khaya senegalensis则含有高水平的中性洗涤纤维(aNDF) 和缩合单宁(CT)，其中K. senegalensis的CT含量高达66.9 g/kg DM。Adansonia digitata的CP和纤维含量处于中等水平。

3.2. PEG对所选树叶体外发酵的影响

体外发酵结果清晰显示了单宁的抑制作用。在不添加PEG时，G. senegalensis和 K. senegalensis的GP、IVOMD和IVME值均显著低于其他物种。添加PEG后，这两个物种的GP、%CH₄和IVOMD均出现显著增加，这证实了其叶片中的单宁强烈抑制了瘤胃微生物的发酵活动。相比之下，A. raddiana 和 B. aegyptiaca 在不加PEG时就表现出较高的发酵效率，添加PEG后提升幅度较小，说明其单宁活性较弱。

3.3. 对新鲜和风干叶片的偏好与采食量

羊的采食行为与化学成分高度一致。在自助餐试验中，羊对A. raddiana 和 B. aegyptiaca 叶片表现出极强的偏好，无论是新鲜还是风干状态，其采食量、采食时间和偏好系数都显著高于其他三种树叶。对于G. senegalensis和 K. senegalensis，羊几乎不愿意采食。尽管A. digitata的体外消化率尚可，但其采食量同样很低，暗示可能存在口感或其他防御性化合物影响了适口性。

3.4. 饲料品质、发酵性与动物偏好之间的关系

相关性分析（需注意仅基于五个物种）揭示了一些有趣的模式：偏好系数(PC) 与粗蛋白(CP) 含量呈正相关，与中性洗涤纤维(aNDF) 和缩合单宁(CT) 含量呈负相关。同时，甲烷浓度(%CH₄) 也与CP正相关，与CT负相关。这意味着，富含蛋白质的叶子更受羊的喜爱，但可能产生更多甲烷；而富含单宁的叶子虽不受欢迎，却可能在体外抑制甲烷生成。

4. 讨论与结论

本研究通过动物偏好测试和体外发酵实验的有机结合，全面评估了五种萨赫勒本土木本植物的饲料价值。A. raddiana 和 B. aegyptiaca 凭借其高蛋白、易消化和良好的适口性，脱颖而出作为极有价值的旱季补充饲料资源。它们的推广使用可以直接改善萨赫勒地区反刍动物在饲料匮乏期的营养状况。

另一方面，G. senegalensis和 K. senegalensis尽管由于高单宁和高纤维而导致适口性和消化率差，但其单宁在体外表现出的甲烷抑制效应值得关注。这揭示了单宁在反刍动物营养中的“双刃剑”角色：过量会损害营养利用，但适量可能有助于调节发酵、减少温室气体排放。然而，研究也指出，PEG的使用在实验室是有效的诊断工具，但在实际的放牧体系中并不具操作性。因此，依赖高单宁植物来实现甲烷减排在实践中面临挑战。

最终，A. raddiana 和 B. aegyptiaca 被视为最有希望应用于“气候智能型”畜牧系统的树种。它们不仅能解决迫在眉睫的饲料营养问题，还可能在不依赖外加剂的情况下，对降低牲畜的肠道甲烷排放做出潜在贡献。这项研究将当地牧民的实践经验与科学数据相结合，为在萨赫勒这样生态脆弱区推动可持续的农牧业实践提供了重要的科学依据。当然，体外观测到的甲烷减排潜力，仍需未来的体内实验进一步验证。