在體外培養中添加臺灣本地養殖海藻對牛隻甲烷排放及瘤胃發酵性狀的影響

報告時間:2025-4-25
報告地點:407
指導老師:江信毅老師
學生:謝旻沂
摘要

畜牧業約佔全球15%至19%的溫室氣體排放,其中牛隻為主要甲烷來源,主要來自瘤胃內產甲烷古菌的還原作用。根據統計,2021年台灣畜禽腸胃發酵產生的甲烷排放約占農業部門總排放量的18%,其中以反芻動物貢獻最多。近年研究指出,在反芻動物日糧中添加海藻可有效減少甲烷排放,尤其是紅藻Asparagopsis taxiformis,其減排效果高達99%;然而該海藻難以人工養殖且含有大量溴仿,使用安全性尚待評估。台灣地處熱帶與亞熱帶交界,四面環海,擁有豐富多樣的本土海藻資源,具備發展低碳畜牧技術的潛力。本研究即以台灣本土養殖海藻為對象,評估不同種類海藻作為甲烷抑制劑的可行性,期望開發兼具環保與實用性的飼料添加劑,以促進畜牧業的永續發展。本試驗採用人工瘤胃體外培養系統,模擬瘤胃環境,評估五種海藻對泌乳牛日糧中甲烷產生的影響。人工養殖海藻採收後經風乾及磨粉處理,包含 S(Sarcodia 屬)、G(Gracilaria 屬)、K(Kappaphycus 屬)、ER與EG(皆為 Eucheuma 屬)。將各海藻粉與基質粉(由百慕達草與精料1:1混合)依5:1比例混合後加入培養瓶中,並添加由過濾後瘤胃液與人工唾液(1:4)混合而成的培養液。各組設三重複,於39°C、40 rpm條件下進行24小時體外培養,並收集氣體與發酵液進行後續分析。結果顯示,五種海藻在17%添加量下均可顯著減少甲烷排放,分別降低20.5%(S)、28.3%(G)、28.7%(K)、26.9%(ER)及30.1%(EG)。然而,海藻的添加同時導致乙酸與丙酸產量的下降,顯示其可能抑制了瘤胃內的微生物發酵活動,進而整體降低了瘤胃的發酵效率與能量產出潛力。在G、ER及EG組別中,氨態氮濃度顯著下降,可能是瘤胃微生物對氨的利用增加,用於合成微生物蛋白,或海藻中可能含有抑制蛋白質分解的次級代謝物,如多酚或單寧,進而降低氨的釋放。綜上所述,台灣本土養殖海藻在體外條件下顯示出良好的甲烷抑制潛力,惟其對瘤胃發酵與氮代謝亦具有一定程度的抑制作用,顯示未來在實際應用上,需於減碳效益與營養利用間取得平衡,方能實現低碳且永續的飼養策略。
 
關鍵字:反芻動物、海藻、甲烷、體外培養

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