營養策略實現可持續發展的未來

靳文廣/譯 范美紅/校 李紅/審 孟祥光/制圖

摘? 要：為了實現真正的可持續發展，本文從畜牧業角度分析了溫室氣體的來源、排放量以及為了減少氨和溫室氣體的排放所采取的營養策略。這些策略包括使用低蛋白水平日糧，在飼料中添加植酸酶或蛋白酶以及開發海洋中藻類作為飼料原料。同時，通過各學科技術的合作，最終實現真正的可持續發展。

關鍵詞：可持續發展；營養策略；氨排放；溫室氣體

中圖分類號：S816 文獻標志碼：C ? 文章編號：1001-0769（2024）01-0100-02

在當今的政治格局中，許多人都在使用“全球變暖”“碳信用”和“可持續性”這些流行語。然而，很多時候真正的可持續性并沒有被考慮在內，尤其是在討論畜牧業時。

多年來，可持續性的定義在不斷演變。為了造福世世代代，現在大多數可持續性的定義均包括生態可持續發展（如環境健康）、經濟可持續發展（如經濟有活力）和社會可持續發展（如社會公平）三個方面。

1? 畜牧業的可持續性

1.1 溫室氣體來源

在全球范圍內，畜牧業的溫室氣體排放量占全球溫室氣體總排放量的14.5％。在畜牧業中，牛通過噯氣排出的甲烷，被認為是農業源溫室氣體排放的頭號來源，但在美國等第一世界國家，牛的甲烷排放量只占溫室氣體總排放量的4％。多年來，豬和家禽生產中的磷排放也受到了密切關注。

1.2 歐盟禁鋅

因鋅會造成土壤毒性和細菌耐藥性，歐盟禁止在豬日糧中添加藥理水平的鋅。

1.3 可再生能源

為了實現“碳中和”目標，許多行業都在考慮使用風能、太陽能和水能等可再生能源。此外，生物燃料和電動汽車也是可持續發展討論中的熱門話題，而最近圍繞替代飼料的討論也開始興起。

2? 可持續生產戰略

在過去幾十年里，畜牧業通過利用遺傳學、畜禽舍提升改造、管理變革和營養調控策略，提高了蛋白質生產的效率。這些改進從土地和水的使用到溫室氣體排放極大地提高了畜牧生產的可持續性。盡管農業繼續朝著更好的可持續方向邁進，但當前的社會和政治形勢將給現在的生產帶來一些挑戰，并將考驗畜牧業的真正可持續性。

3? 低蛋白水平日糧和飼料添加劑

為減少單胃動物氨和其他溫室氣體的排放，一個探索性研究領域是利用晶體氨基酸和其他飼料添加劑來降低日糧中的粗蛋白。一項研究報道，將日糧粗蛋白水平由18.7％降至12.2％可使畜禽舍中的氨排放量降低40％。進一步的研究表明，將育肥豬的日糧蛋白質水平分別降至22％、18％、16％、13％（質量分數），可使每頭豬的氨排放量分別降低8.27、5.89、3.89、3.11 g/d（P＜0.001）。因此，降低日糧蛋白質水平有利于減少氮排放。

3.1 植酸酶

植酸酶是一種用于豬和家禽日糧的飼料添加劑，已有三十多年的歷史，可以釋放飼料中的磷。持續的研究表明，植酸酶還可以提高蛋白質和氨基酸的消化率。美國阿肯色大學的研究小組是最早證明在豬日糧中添加植酸酶能減少氨排放（減少26％）并最終減少氮徑流損失的團隊之一。這項研究是阿肯色州水資助項目的一部分，該項目還調查了長期徑流和土壤養分保持情況。該研究表明，糞便和徑流中的總磷和可溶性磷都減少了。此外，該研究還證明，同樣的地用于放牧（牛）時，在兩年的時間里，磷和氮的去除增加了18％，每畝地收益提高了2.8％。

在再生農業成為新的流行語之前，這項試驗展示了一種真正的可持續畜牧生產方式。最終，植酸酶的研究為生產者提供了繼續提高動物生長性能和生產效率的策略，同時也解決了在幼畜日糧中使用不易消化的飼料原料的問題。

3.2 蛋白酶

蛋白酶是另一種主要用于家禽和豬日糧的酶。使用蛋白酶可提高蛋白質和氨基酸的消化率，為家禽和豬的生產提供了一種可持續的策略。低蛋白水平日糧在豬和家禽上的應用也得到了廣泛研究，并取得了不錯的結果。在低蛋白水平和正常蛋白水平日糧中，蛋白酶均能降低糞便中的氮含量，減少家禽生產中的排泄物，但在低水平蛋白日糧中蛋白酶的使用效果更好。研究還表明，在肉雞日糧中使用蛋白酶可減緩水體富營養化、土壤酸化和全球變暖，尤其是在低蛋白水平日糧中。

3.3 解開深海之謎

隨著動物營養學家尋找替代飼料和減少畜牧業排放的方法，海藻已成為一種令人感興趣的飼料，尤其是作為反芻動物的飼料。在主流媒體中，通過噯氣排出甲烷的奶牛正成為氣候變化倡議的目標。對于反芻動物營養學家來說，一個關鍵的機會是使用不同的海藻提取物或產品，它們可以減少牛群中90％的甲烷產生。海藻的好處不僅在于減少甲烷產生，還在于可提高飼料利用率和改善牛群的健康。此外，海藻的微量元素含量相對較高，而且生物利用率也較高，從而減少了開采傳統微量元素的需求。不同藻類的益生元作用也被用作替代豬日糧中促生長類抗生素和微量元素（如鋅和銅）的策略。

從土地管理的角度來看，利用海洋作為飼料原料來源的價值更加能夠激發人們的興趣，為收獲海洋牧草飼養牲畜提供了無限機會。Ocean Harvest Technology等公司將清除海洋中塑料與可持續獲獵方法相結合，在為東南亞曾經的漁民提供收入來源的同時，將可持續性向前推進了一步。海洋牧草的好處才剛剛開始發掘，其將在未來可持續的陸地畜牧業生產中發揮作用。

4? 合作是前進的方向

當今的飼料添加劑研究在很大程度上依賴于在動物生命的特定時間點研究一種特定的產品。為了真正提高生產效率和可持續性，營養研究需要不斷發展，以更好地了解生物的相互作用和協同作用，同時找到應用技術的最佳使用方法。在目前的營養方案中，這一切才剛剛開始，因為我們增加了配方模型，以包括生產系統的營養輸入和輸出。此外，動物保健、營養、農藝和食品生產之間的合作對于充分獲取和再利用關鍵營養物質、避免產生未獲取營養物質而導致的排放至關重要。

原題名：The future of sustainability through nutrition （英文）

原作者：Casey Bradley