Влияние источников неразлагаемого в рубце белка на выбросы закиси азота, метана и аммиака из навоза откормочной площадки

Том 12 научных докладов, Номер статьи: 9166 (2022) Цитировать эту статью

1083 доступа

1 Цитаты

1 Альтметрика

Подробности о метриках

Было оценено влияние источников неразлагаемого в рубце белка (RUP) в рационах на выбросы метана (CH4), закиси азота (N2O) и аммиака (NH3) из навоза крупного рогатого скота, откормленного на откормочных площадках. Мы предположили, что использование различных источников RUP в рационе снизит потери N с мочой и будет способствовать снижению выбросов N2O, CH4 и NH3 в окружающую среду. Крупный рогатый скот Неллор получал различные рационы (18 животных на обработку), включая соевый шрот (SM, источник RDP), соевый шрот с обходным режимом (BSM, источник RUP) и кукурузный глютен (CGM, источник RUP). Источник белка не влиял на концентрацию N и C в моче, концентрацию C в кале и баланс N (P > 0,05). Источники RUP привели к более высоким выбросам N2O, чем источник RDP (P = 0,030), тогда как BSM привел к более высоким выбросам N2O, чем CGM (P = 0,038) (SM = 633, BSM = 2521 и CGM = 1153 г га- 2 N–N2O); однако различий в выбросах CH4 и NH3 не было (P > 0,05). В заключение следует отметить, что использование RUP в рационах не влияло на экскрецию N у мясного скота или на выбросы CH4 и NH3 из навоза, но увеличивало выбросы N2O из навоза.

Откорм скота на откормочных площадках закрытого типа позволяет использовать источники корма, адекватные потребностям животного, что повышает продуктивность и качество мяса1. Однако эта система ответственна за большее накопление навоза, который содержит несколько компонентов, таких как азот и органические вещества2. Эти компоненты могут подвергаться трансформации и служить источником выбросов парниковых газов (ПГ), таких как закись азота (N2O) и метан (CH4)3,4,5, а также аммиака (NH3)6,7. Выбросы парниковых газов способствуют глобальному потеплению8, тогда как улетучивание NH3 вредит здоровью человека7,9 и потенциально увеличивает выбросы парниковых газов, поскольку NH3 является предшественником образования N2O10.

Закись азота выделяется в результате трансформации аммония (NH4+) и нитрата (NO3–) в почве во время нитрификации, денитрификации11 и денитрификации нитрификаторов12, опосредованной грибами, бактериями и археями13. На эти процессы влияют осадки, температура и наличие субстрата14,15. Величина газовыделения навоза крупного рогатого скота зависит от формы и концентрации N16. Таким образом, снижение потерь N с экскрементами жвачных животных, особенно N в форме мочевины, имеет важное значение для смягчения выбросов N2O, поскольку 70% N, выделяемого жвачными животными, находится в форме мочевины, которая высвобождает NH4+ после гидролиза17. Кроме того, микробный гидролиз мочевины приводит к выбросу NH318; таким образом, снижение содержания N-мочевины в экскрементах может напрямую снизить выбросы NH319.

Количество CH4, выделяемого навозом, невелико по сравнению с общим количеством кишечного CH4, вырабатываемого жвачными животными20. Однако выбросы навоза на откормочных площадках актуальны, поскольку большие объемы навоза могут привести к более высоким выбросам CH421. Содержание азота и углерода22, влага и температура23 являются основными модуляторами выбросов CH4. Стратегии, направленные на повышение эффективности использования N, что приводит к снижению экскреции N, могут изменить соотношение CN в навозе, что является важным фактором, ответственным за сокращение выбросов CH424. Высокое соотношение CN может способствовать росту популяций метаногенных архей, которые способны удовлетворить свои потребности в белке и, следовательно, не реагировать с оставшимся содержанием углерода в субстрате, что приводит к низкой продукции CH425. Таким образом, снижение выделения питательных веществ животными может служить стратегией снижения выбросов CH4 из навоза.

Оптимизация использования N жвачными животными может снизить потери N с мочой и, следовательно, свести к минимуму выбросы NH37 и N2O из навоза26. Уменьшение количества белка, расщепляемого в рубце (RDP), и увеличение количества неразлагаемого белка в рубце (RUP) в рационе может повысить общую эффективность N и обеспечить адекватное поступление метаболизируемого белка (PM) в тонкий кишечник27. Таким образом, мы предположили, что различные источники RUP в рационе будут снижать потери N с мочой и способствовать снижению выбросов N2O, CH4 и NH3 в окружающую среду. Модулируя диету с целью снижения экскреции N, можно повлиять на выработку кишечного CH428. Однако в нашем исследовании основное внимание было направлено на то, чтобы понять, как источники RUP могут влиять на выбросы в экскременты, следовательно, выбросы кишечного CH4 не измерялись. Оценка на месте позволит получить более репрезентативные выбросы из среды откормочной площадки. Таким образом, цель настоящего исследования состояла в том, чтобы оценить влияние источников RUP в рационах на выбросы N2O, CH4 и NH3 из навоза откормленных коров Nellore и определить ключевые движущие переменные, которые регулируют производство этих газов.