瘤胃甲烷排放不仅造成饲料能量损失,而且甲烷是主要的温室气体,会造成环境污染,因此,减少甲烷排放越来越成为科学工作者关注的焦点。本试验采用体外瘤胃发酵培养,以课题组自制的6种复方中药(“壮牛灵”1、2、3和“育肥散”1、2、3)为试验材料,以莫能菌素为阳性对照,研究复方中药、复方中药的组分(即单味中药)及其组合以及中药组分的有效成分对体外瘤胃发酵和甲烷产量的影响,探讨中药及其有效成分对甲烷生成的调控作用,揭示中药降低甲烷产生的主效成分。第一部分不同复方中药对体外瘤胃发酵和甲烷产量的影响研究分别选取复方“壮牛灵”1、2、3和“育肥散”1、2、3,分别添加0、20、40、80、160mg,进行体外培养48h,研究复方中药及不同添加水平对体外瘤胃发酵和甲烷产量的影响。结果显示,“壮牛灵”1、2、3添加80mg以上时显著增加产气量(p<0.05)。“壮牛灵”1均显著降低甲烷产量(p<0.05),其中添加80mg时降低幅度最大;“壮牛灵”2只在80mg时显著降低甲烷产量(p<0.05);“壮牛灵”3添加20、40和80mg时均显著降低甲烷产量(p<0.05)。“壮牛灵”1、2、3添加80mg以上时显著增加总挥发性脂肪酸(TVFA)浓度(p<0.05);“壮牛灵”3只在160mg时显著增加丙酸比例、降低乙丙比(p<0.05)。“育肥散”1、2添加80mg以上时显著增加产气量(p<0.05);“育肥散”3低于40mg时显著降低产气量(p<0.05)。“育肥散”2低于80mg时能显著降低甲烷产量(p<0.05);“育肥散”3均极显著降低甲烷产量(p<0.01),且随着添加水平提高,甲烷产量呈线性下降。“育肥散”1、2、3均显著提高TVFA浓度(p<0.05);“育肥散”1、2、3添加80mg以上时均显著增加丙酸比例(p<0.05);“育肥散”3添加40mg和80mg时显著降低丁酸比例(p<0.05)。选取复方“壮牛灵”1、2、3和“育肥散”1、2、3,添加量均为80mg,进行体外培养48h,研究复方中药对体外瘤胃发酵和甲烷产量的影响。结果显示,除“育肥散”3外,其他复方中药均极显著增加产气量(p<0.01)。“育肥散”2、3极显著降低甲烷产量(p<0.01),分别降低6.93%、17.79%;“壮牛灵”1、2、3和“育肥散”1均能降低甲烷产量,但差异不显著(p>0.05)。复方中药均增加TVFA浓度,但差异不显著(p>0.05);复方中药均显著增加丙酸比例(p<0.05);除壮牛灵3外,复方中药均极显著降低乙丙比(p<0.01)。结果表明,“育肥散”3降低甲烷产生最为显著,并改善瘤胃发酵模式。第二部分中药组分对体外瘤胃发酵和甲烷产量的影响研究选取上述复方中药的组分,即包括石膏、黄柏、山楂等13种单味中药,添加量为40mg,进行体外培养48h,研究不同中药对体外瘤胃发酵和甲烷产量的影响。结果显示,石膏极显著降低产气量(p<0.01),黄柏和陈皮显著降低产气量(p<0.05),当归极显著升高产气量(p<0.01)。石膏和黄柏极显著降低甲烷产量(p<0.01),分别降低32.66%和11.99%;山楂、陈皮、黄芪显著降低甲烷产量(p<0.05),分别降低8.80%、8.57%、8.00%;苍术降低甲烷4.82%(p>0.05)。陈皮、黄芪、当归和苦参极显著增加TVFA浓度(p<0.01);黄柏、山楂、苍术、白头翁、白术和当归显著降低乙酸比例(p<0.05)并极显著降低乙丙比(p<0.01);除石膏外,12种中药均极显著增加丙酸比例(p<0.01)。选取石膏、黄柏、山楂、苍术4种中药,分别添加0、10、25、45、70mg,进行体外培养48h,研究不同中药及不同添加水平对体外瘤胃发酵和甲烷产量的影响。结果显示,产气量随石膏添加水平的升高呈线性下降(p<0.01);黄柏和山楂45mg时显著降低产气量(p<0.01);苍术70mg时极显著增加产气量(p<0.01)。甲烷产量随石膏添加水平的升高极显著下降(p<0.01),其中石膏45mg和70mg时降低甲烷产量达32.71%和51.01%;黄柏和山楂对甲烷产量的影响呈“V”型变化,其中,45mg时显著降低甲烷产量(p<0.01),分别达15.16%和10.31%。石膏10mg时极显著增加TVFA浓度(p<0.01),而45mg以上时极显著降低TVFA浓度(p<0.01);添加黄柏、山楂和苍术均显著(p<0.05)或极显著(p<0.01)增加TVFA浓度。石膏25mg以上时极显著降低乙酸比例(p<0.01);黄柏(25mg)、苍术(70mg)极显著降低乙酸比例(p<0.01),山楂和黄柏45mg时显著降低乙酸比例(P<0.05)。石膏45mg以上时极显著增加丙酸比例(p<0.01);黄柏25和45mg和极显著增加丙酸浓度、降低乙丙比(p<0.01);山楂45mg时极显著增加丙酸浓度、降低乙丙比(p<0.01);苍术45mg以上时极显著增加丙酸比例、降低乙丙比(p<0.01)。结果表明,石膏降低甲烷产生效果最好,黄柏和山楂次之,添加石膏、黄柏(45mg)、山楂(45mg)显著改善瘤胃发酵模式,但高剂量石膏可能不利于发酵。第三部分中药组分不同比例组合对体外瘤胃发酵和甲烷产量的影响研究黄柏与山楂分别按0:0、0:100、20:80、40:60、50:50、60:40、80:20、100:0比例组合,其中0:0为空白对照,添加量为40mg,进行体外培养48h,研究黄柏山楂不同比例组合对体外瘤胃发酵和甲烷产量的影响。结果显示,黄柏单独添加及与山楂不同比例组合均极显著降低了产气量和甲烷产量(p<0.01);单独添加山楂降低产气量和甲烷产量,但差异不显著(p>0.05);甲烷产量随着黄柏比例的升高呈“V”型变化,其中黄柏与山楂比例为60:40时降低甲烷产量幅度最大,达19.75%。单独添加山楂显著增加TVFA浓度(p<0.05),其他比例组合对TVFA浓度影响不显著(p>0.05)。黄柏山楂不同比例组合均显著增加丙酸比例(p<0.05)。结果表明,黄柏与山楂比例为60:40时降低甲烷产生效果最好,并改善瘤胃发酵模式。石膏与黄柏山楂混合物(黄柏:山楂=60:40)分别按0:0、0:100、20:80、40:60、50:50、60:40、80:20、100:0比例组合,其中0:0为空白对照,添加量为70mg,进行体外培养48h,研究石膏与黄柏山楂混合物不同比例组合对体外瘤胃发酵和甲烷产量的影响。结果显示,石膏与黄柏山楂混合物的不同比例组合均极显著降低产气量和甲烷产量(p<0.01),且随着石膏比例的提高,产气量和甲烷产量呈线性降低。石膏比例在60%以上时显著降低TVFA浓度(p<0.05);石膏与黄柏山楂比例为100:0和20:80时显著降低乙酸比例(p<0.05);石膏与黄柏山楂混合不同比例组合均显著增加丙酸比例,降低乙丙比(p<0.05)。结果表明,石膏降低甲烷产生效果最好,但添加高剂量石膏不利于瘤胃发酵,瘤胃发酵与石膏可能存在剂量关系。第四部分中药有效成分对体外瘤胃发酵和甲烷产量的影响研究选取石膏、黄柏和山楂的有效成分二水硫酸钙、小檗碱、黄柏内酯、熊果酸、牡荆素,分别添加0、5、15、25mg,进行体外培养48h,研究中药有效成分及添加水平对体外瘤胃发酵和甲烷产量的影响。结果显示,小檗碱均极显著降低产气量和甲烷产量(p<0.01),且随添加水平提高呈线性降低;二水硫酸钙在15mg以上时极显著降低甲烷产量(p<0.01);另外三种有效成分对甲烷产量影响均不显著(p>0.05)。小檗碱15mg以上时极显著降低TVFA浓度(p<0.01);石膏添加5mg时显著增加TVFA浓度(p<0.05)。小檗碱5mg时极显著降低乙酸比例和乙丙比(p<0.01),极显著升高丙酸比例(p<0.01);二水硫酸钙15mg以上时显著降低乙酸比例和乙丙比,增加丙酸比例(p<0.05);黄柏内酯5mg时显著增加丙酸比例,降低乙丙比(p<0.05)。结果表明,小檗碱降低甲烷产生效果最好,二水硫酸钙次之,小檗碱5mg及二水硫酸钙15mg以上时可以显著改善瘤胃发酵模式。综上所述,复方中药“育肥散”3和复方中药的组分石膏、黄柏、山楂以及组分的有效成分小檗碱和二水硫酸钙均能显著降低甲烷产生,并改善瘤胃发酵模式;复方中药“育肥散”3能有效降低甲烷产生可能归因于其中的组分石膏、黄柏和山楂,而石膏和黄柏的有效成分二水硫酸钙和小檗碱在降低甲烷产量方面起主要作用。