反芻家畜瘤胃發(fā)酵氣體主要成份為CH4和CO2等溫室氣體。全球家畜胃腸道排放CH4占人類活動甲烷排放總量的30%，瘤胃發(fā)酵產(chǎn)生的CH4占所有家畜胃腸道CH4排放總量的80%以上。因溫室氣體累積所致的全球氣候變暖已成為人類的共識，反芻家畜溫室氣體排放受到各國政府和科學(xué)界的普遍關(guān)注，飼草瘤胃降解過程及溫室氣體排放模型理論研究成為是全球氣候變化背景下科學(xué)研究的熱點(diǎn)性問題。
中科院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所反芻動物生態(tài)營養(yǎng)研究團(tuán)隊(duì)，以瘤胃微生物和發(fā)酵底物為理論基石，以氣體生成速率(dv/dt)同瘤胃微生物(M)和發(fā)酵底物(S)量成正比例為假說前提( )，構(gòu)建了我國首個描述反芻家畜瘤胃溫室氣體排放模型，并將其命名為邏輯指數(shù)(LE)模型。系統(tǒng)分析各類飼草的瘤胃溫室氣體生成曲線，詳盡對比研究LE，Exponential，Gompertz，Logistic，Michaelis–Menten和Generalization of Mitscherlich等經(jīng)典模型的生物學(xué)意義、擬合效果及預(yù)測能力。研究結(jié)果表明：相對Gompertz和Logistic模型，LE模型能更好反映一定營養(yǎng)物質(zhì)條件下瘤胃微生物發(fā)酵溫室氣體累積的生物數(shù)學(xué)機(jī)制；相對Exponential和Generalization of Mitscherlich模型，LE模型在統(tǒng)計(jì)學(xué)上擁有更好擬合效果；相對Michaelis–Menten模型，LE模型對瘤胃溫室氣體累積總量、累積速率等重要參數(shù)擁有更為準(zhǔn)確的預(yù)測能力?？傊?，LE模型在反芻家畜飼草質(zhì)量評價(jià)、溫室氣體估算等方面有其特有的優(yōu)越性。
LE模型打破了該領(lǐng)域理論一直被國外研究人員壟斷的格局，為理解反芻家畜飼草降解過程和估算溫室氣體排放量等提供了新的理論與方法。研究成果發(fā)表在http://dx.doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2010.09.016。