In Vivo Digestibility, In Vitro Gas Fermentation and Enteric Methane Values of Sunn Hemp’s  (Crotalaria juncea L.) as Affected by Cutting Stages

反刍动物（如绵羊和牛）拥有独特的消化系统，依赖于生活在它们胃部繁茂的微生物群落来分解坚韧的植物材料。这些微生物通过发酵食物来释放能量供动物使用，并产生气体作为副产物。其中一种气体是甲烷，它是一种强效的气候变化贡献者，其产生与动物摄取的植物类型密切相关。幼嫩、多汁的植物通常更容易被微生物消化，产生的甲烷较少；而较老、较硬且含有更多纤维茎秆的植物则需要更多的分解过程，往往导致更高的甲烷排放量。随着全球对可持续畜牧业需求量的增长，寻找既能提供高营养又能最大限度减少环境影响的牧草，已成为农民和科学家们共同的关键目标。

在最近一项于土耳其伊兹密尔（Izmiр）地中海气候区进行的研究所中，研究人员调查了一种被称为“太阳麻”（Sunn Hemp）的热带豆科植物，以确定收获该作物作为动物饲料的最佳时机。这种植物以生长迅速和能够改良土壤而闻名，但其作为食物的价值会随着成熟度的变化而发生剧烈改变。科学家们种植了这种作物，并在四个不同的发育阶段对其进行了收获：当植物初现花蕾时、当一半的花朵开放时、当所有花朵完全盛开时，以及当植物开始结籽时。随后，他们将这四次收获的样本喂给了一小群绵羊，以测量动物对食物的消化程度以及植物在发酵过程中产生的气体量。

结果显示，随着植物的生长，其营养成分发生了明显且显著的变化。在最早的一次收获中，植物富含蛋白质，粗蛋白含量约为16%，这是动物生长的关键营养素。然而，随着植物向结籽阶段过渡，这种蛋白质含量下降到了约13%。与此同时，植物变得更加坚韧。纤维物质（作为植物的结构骨架）的含量从第一次收割时的约64%增加到了最后一次收割时的84%以上。这种结构性的变化使得植物对绵羊而言更难消化。动物能够吸收第一次收获的幼嫩植物中约71%的干物质，但对于较老、更成熟的植物，这种消化率下降到了约50%至55%。因此，动物能从饲料中提取的能量也大幅下降，从第一次收割的高达10.67兆焦耳/千克降至最后一次收割的仅7.07兆焦耳。

除了消化之外，研究还观察了动物胃部在发酵过程中的情况。当研究人员在实验室中模拟瘤胃环境时，他们发现，与较老、纤维较多的植物相比，最年轻的植物在最初几小时内被微生物分解的速度要快得多。更重要的是，产生的气体类型随植物的年龄而改变。成熟植物的发酵会导致产生一种被称为乙酸的特定酸，这种酸已知会触发甲烷的产生。结果显示，计算出的甲烷排放量从第一次收割时的每摩尔挥发性脂肪酸约10摩尔，上升到第四次收割时的近14摩尔。这表明，喂食成熟的太阳麻不仅为动物提供的能量更少，还会导致更多的温室气体释放。

研究结论认为，太阳麻是一种优秀的、高质量的饲料来源，但前提是必须早期收获。第一和第二次收割提供了卓越的蛋白质和能量水平，同时保持了较低的甲烷排放量，使其成为高效畜牧业的理想选择。相比之下，等待植物完全成熟或结籽会使其转变为一种质量较低的饲料，不仅难以消化，而且对环境的负担也更重。虽然成熟的植物对于需求较低的动物仍具有作为粗饲料填充物的价值，但数据有力地表明，为了实现动物性能最大化并最大限度减少环境影响，农民应优先考虑在植物的早期营养生长阶段进行收获。