甲烷已然成为第二大温室气体（仅次于二氧化碳）,同时也是富含能量的化合物,但是不被动物和微生物利用而被排放到环境中,产生温室效应同时还造成能量的流失。减少反刍动物甲烷的排放有着双重意义,而反刍动物产生的甲烷主要是由瘤胃中二氧化碳和氢气通过甲烷菌产生的,所以氢气是甲烷生成的一个重要底物,目前,通过减少氢气的产生来减少甲烷的产生已经成为人们研究的焦点。但是瘤胃中氢气与甲烷的关系仅仅只是推测,缺少直接的数据证实氢气与甲烷的关系。本试验通过向奶牛瘤胃中添加镁来提高瘤胃液中氢的含量,探究奶牛瘤胃中的发酵情况以及甲烷排放情况,为瘤胃中氢气与甲烷的关系提供直接的数据证明。研究主要分为以下两个部分:1.氢气对奶牛瘤胃发酵、消化代谢和甲烷排放的影响本试验通过在基础日粮中添加镁粉,以增加瘤胃液中溶解氢的含量,旨在探究瘤胃液中溶解氢浓度的增加对奶牛瘤胃消化率、pH值、挥发性脂肪酸、溶解甲烷和奶牛甲烷排放量的影响。试验选取4头胎次（2-3胎）、体重（480-580 kg）和年龄相仿的干奶期荷斯坦奶牛,安装永久性瘤胃瘘管,等到恢复至术前状态后,随机并均匀分为对照组和试验组。使用交叉试验方法,在试验组基础日粮中添加镁粉,而对照组基础日粮中添加氢氧化镁,Mg²⁺的添加剂量为饲料干物质量的0.6%。每期试验为41天,预饲期为5天,饲喂期间逐渐添加日粮中Mg²⁺的浓度,浓度梯度分别为:饲料干物质量的0.2%、0.4%和0.6%的Mg²⁺含量。用Mg²⁺的添加剂量为饲料干物质量0.6%的日粮饲喂21天后,用全收粪法进行消化试验5天,消化试验结束后进行为期8天的呼吸代谢试验,最后采集瘤胃液样品2天。每天观察并记录每头奶牛的采食量,观察奶牛排便、采食的规律和健康状况等。采取瘤胃液用于pH、挥发性脂肪酸、溶解氢以及溶解甲烷的测定。采集正饲期每周前两天的饲料样品,在每期试验的正饲期结束后连续收集粪便5天,用于消化率的检测。在每期消化试验结束后,依次将试验牛和试验日粮以及水,置于密闭的呼吸代谢室内,进行呼吸代谢试验,测量奶牛的甲烷排放情况。试验结果显示:试验组与对照组之间奶牛的采食量无显著差异,日粮中添加Mg可显著增加（P<0.05）奶牛瘤胃液中溶解氢的含量;氢气的增加会使奶牛干物质消化率、有机物消化率、粗蛋白消化率以及中性洗涤纤维消化率有降低的趋势（P<0.10）,并且显著降低了奶牛对酸性洗涤纤维的消化率（P<0.05）;对瘤胃内pH和总挥发性脂肪酸的浓度无显著影响,但使瘤胃挥发性脂肪酸的组成发生了变动,瘤胃中丙酸的产量有增加的趋势（P<0.10）,显著增加了总挥发性脂肪酸中丙酸所占的比例,减小了瘤胃液中乙酸与丙酸的比值（P<0.05）;并显著增加了瘤胃液中溶解甲烷浓度、奶牛甲烷日排放量（P<0.05）。结果表明,增加瘤胃中溶解氢的浓度降低了奶牛对酸性洗涤纤维的消化能力,改变了瘤胃发酵模式,使瘤胃中的发酵向丙酸型发酵转变,并增加瘤胃甲烷的排放。2.氢气对奶牛瘤胃内干物质降解率的影响本试验旨在探究氢气对奶牛瘤胃内干物质降解率的影响,饲养管理和药品同试验一,将正试期每周前两天采集的饲料样品65°C烘干至恒重,制成风干样品,并计算出样品初水分含量。然后粉碎,放入自封袋内备用。试验期开始时,分别于0、24、48、60、66、70 h将装有饲料样品的尼龙袋放入网兜,72 h时取出网兜中所有尼龙袋于清水中冲洗,终止发酵,样品置于-20°C保存,用于干物质降解率的分析。结果显示,瘤胃内的干物质动态降解模型存在很大差异。与日粮中添加Mg（OH）₂的对照组相比,日粮中添加Mg有降低干物质快速降解的趋势（P<0.10）,显著降低了干物质慢速降解部分以及干物质的慢速降解率（P<0.05）。在Mg（OH）₂和Mg两组中,Mg组的干物质有效降解率显著低于Mg（OH）₂组（P<0.05）。结果表明,日粮中添加镁粉,增加瘤胃内氢气的浓度,进而降低瘤胃内干物质的降解率。