营养策略实现可持续发展的未来

靳文广/译 范美红/校 李红/审 孟祥光/制图

摘  要：为了实现真正的可持续发展，本文从畜牧业角度分析了温室气体的来源、排放量以及为了减少氨和温室气体的排放所采取的营养策略。这些策略包括使用低蛋白水平日粮，在饲料中添加植酸酶或蛋白酶以及开发海洋中藻类作为饲料原料。同时，通过各学科技术的合作，最终实现真正的可持续发展。

关键词：可持续发展；营养策略；氨排放；温室气体

中图分类号：S816 文献标志码：C   文章编号：1001-0769（2024）01-0100-02

在当今的政治格局中，许多人都在使用“全球变暖”“碳信用”和“可持续性”这些流行语。然而，很多时候真正的可持续性并没有被考虑在内，尤其是在讨论畜牧业时。

多年来，可持续性的定义在不断演变。为了造福世世代代，现在大多数可持续性的定义均包括生态可持续发展（如环境健康）、经济可持续发展（如经济有活力）和社会可持续发展（如社会公平）三个方面。

1  畜牧业的可持续性

1.1 温室气体来源

在全球范围内，畜牧业的温室气体排放量占全球温室气体总排放量的14.5％。在畜牧业中，牛通过嗳气排出的甲烷，被认为是农业源温室气体排放的头号来源，但在美国等第一世界国家，牛的甲烷排放量只占温室气体总排放量的4％。多年来，猪和家禽生产中的磷排放也受到了密切关注。

1.2 欧盟禁锌

因锌会造成土壤毒性和细菌耐药性，欧盟禁止在猪日粮中添加药理水平的锌。

1.3 可再生能源

为了实现“碳中和”目标，许多行业都在考虑使用风能、太阳能和水能等可再生能源。此外，生物燃料和电动汽车也是可持续发展讨论中的热门话题，而最近围绕替代饲料的讨论也开始兴起。

2  可持续生产战略

在过去几十年里，畜牧业通过利用遗传学、畜禽舍提升改造、管理变革和营养调控策略，提高了蛋白质生产的效率。这些改进从土地和水的使用到温室气体排放极大地提高了畜牧生产的可持续性。尽管农业继续朝着更好的可持续方向迈进，但当前的社会和政治形势将给现在的生产带来一些挑战，并将考验畜牧业的真正可持续性。

3  低蛋白水平日粮和饲料添加剂

为减少单胃动物氨和其他温室气体的排放，一个探索性研究领域是利用晶体氨基酸和其他饲料添加剂来降低日粮中的粗蛋白。一项研究报道，将日粮粗蛋白水平由18.7％降至12.2％可使畜禽舍中的氨排放量降低40％。进一步的研究表明，将育肥猪的日粮蛋白质水平分别降至22％、18％、16％、13％（质量分数），可使每头猪的氨排放量分别降低8.27、5.89、3.89、3.11 g/d（P＜0.001）。因此，降低日粮蛋白质水平有利于减少氮排放。

3.1 植酸酶

植酸酶是一种用于猪和家禽日粮的饲料添加剂，已有三十多年的历史，可以释放饲料中的磷。持续的研究表明，植酸酶还可以提高蛋白质和氨基酸的消化率。美国阿肯色大学的研究小组是最早证明在猪日粮中添加植酸酶能减少氨排放（减少26％）并最终减少氮径流损失的团队之一。这项研究是阿肯色州水资助项目的一部分，该项目还调查了长期径流和土壤养分保持情况。该研究表明，粪便和径流中的总磷和可溶性磷都减少了。此外，该研究还证明，同样的地用于放牧（牛）时，在两年的时间里，磷和氮的去除增加了18％，每亩地收益提高了2.8％。

在再生农业成为新的流行語之前，这项试验展示了一种真正的可持续畜牧生产方式。最终，植酸酶的研究为生产者提供了继续提高动物生长性能和生产效率的策略，同时也解决了在幼畜日粮中使用不易消化的饲料原料的问题。

3.2 蛋白酶

蛋白酶是另一种主要用于家禽和猪日粮的酶。使用蛋白酶可提高蛋白质和氨基酸的消化率，为家禽和猪的生产提供了一种可持续的策略。低蛋白水平日粮在猪和家禽上的应用也得到了广泛研究，并取得了不错的结果。在低蛋白水平和正常蛋白水平日粮中，蛋白酶均能降低粪便中的氮含量，减少家禽生产中的排泄物，但在低水平蛋白日粮中蛋白酶的使用效果更好。研究还表明，在肉鸡日粮中使用蛋白酶可减缓水体富营养化、土壤酸化和全球变暖，尤其是在低蛋白水平日粮中。

3.3 解开深海之谜

随着动物营养学家寻找替代饲料和减少畜牧业排放的方法，海藻已成为一种令人感兴趣的饲料，尤其是作为反刍动物的饲料。在主流媒体中，通过嗳气排出甲烷的奶牛正成为气候变化倡议的目标。对于反刍动物营养学家来说，一个关键的机会是使用不同的海藻提取物或产品，它们可以减少牛群中90％的甲烷产生。海藻的好处不仅在于减少甲烷产生，还在于可提高饲料利用率和改善牛群的健康。此外，海藻的微量元素含量相对较高，而且生物利用率也较高，从而减少了开采传统微量元素的需求。不同藻类的益生元作用也被用作替代猪日粮中促生长类抗生素和微量元素（如锌和铜）的策略。

从土地管理的角度来看，利用海洋作为饲料原料来源的价值更加能够激发人们的兴趣，为收获海洋牧草饲养牲畜提供了无限机会。Ocean Harvest Technology等公司将清除海洋中塑料与可持续获猎方法相结合，在为东南亚曾经的渔民提供收入来源的同时，将可持续性向前推进了一步。海洋牧草的好处才刚刚开始发掘，其将在未来可持续的陆地畜牧业生产中发挥作用。

4  合作是前进的方向

当今的饲料添加剂研究在很大程度上依赖于在动物生命的特定时间点研究一种特定的产品。为了真正提高生产效率和可持续性，营养研究需要不断发展，以更好地了解生物的相互作用和协同作用，同时找到应用技术的最佳使用方法。在目前的营养方案中，这一切才刚刚开始，因为我们增加了配方模型，以包括生产系统的营养输入和输出。此外，动物保健、营养、农艺和食品生产之间的合作对于充分获取和再利用关键营养物质、避免产生未获取营养物质而导致的排放至关重要。

原题名：The future of sustainability through nutrition （英文）

原作者：Casey Bradley