牛打嗝,竟与全球变暖有关?近年来,因为奶牛爱打嗝,新西兰的农场主被要求上交“打嗝税”;英国政府计划给奶牛喂食甲烷抑制剂……
减少牛等牲畜在打嗝时的甲烷排放,已经成为多个国家的气候治理难题。2025年,减少牲畜甲烷排放的产品“牛打嗝抑制剂”——饲料补充剂和红藻衍生品,还被《麻省理工科技评论》评为“十大突破性技术”之一。
成艳芬。南京农大供图
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南京农业大学教授成艳芬介绍,目前她负责的课题组正在做两件事:“第一是了解清楚国内牛羊到底排放了多少甲烷;第二,在这个的基础上,有没有好的方法、措施和产品,能让牲畜的甲烷排放量降低20%。”
抑制剂如何“精准狙击”甲烷
甲烷是第二大温室气体,它的温室效应是二氧化碳的20多倍。全球约10亿头牛每年排放的甲烷占人类活动总排放量的14.5%,一头奶牛每日排放的甲烷量甚至超过一辆小型汽车排放的温室气体。
成艳芬介绍,牛吃草后,瘤胃里的微生物会把草转换成氢气,一部分氢气会生成挥发性脂肪酸,供动物机体利用;另一部分氢气会生成甲烷,而甲烷会以打嗝的形式排放到空气中。
“牛打嗝抑制剂就是减少牛甲烷排放的产品,可以从甲烷生成的途径来认识它的作用原理。”成艳芬说,牛的瘤胃里有一种微生物叫产甲烷菌,会将氢气变成甲烷。在氢气变成甲烷的过程中,有一种关键酶叫做MCR。牛打嗝抑制剂就是一种专门抑制甲烷菌的产品,它实际上是MCR的相似物,可以抑制产甲烷菌,进而阻断氢气向甲烷的转化。
成艳芬指出,因为这类产品会把甲烷菌杀死,直接阻止甲烷生成,短期效果会非常明显。
破解难题:让氢气“变废为宝”
然而,目前的牛打嗝抑制剂最大的缺点是长期效果不好。“瘤胃是一个生态系统,它最大的特征就是有自我调节功能”,成艳芬称,“当一类甲烷菌被抑制了之后,生态系统会自我调节,让它再恢复过来,所以长期的效果就没有那么明显。”
成艳芬强调,在抑制甲烷菌的同时,这类产品还有一个非常大的影响:“氢气没有地方去了,它会在瘤胃里积累,瘤胃的整个功能会产生紊乱,动物会不健康。”
“瘤胃中的氢气还有另外一条转化途径,就是生成挥发性脂肪酸供机体利用。我们要想办法让氢气更多地生成挥发性脂肪酸,甲烷自然就减少了。”成艳芬介绍说,她所在团队正在开发这类产品。
这类产品的原理主要是提高氢气向挥发性脂肪酸生成的转化效率。“因为它是基于整个瘤胃生态系统来考虑的,长期效果会比较稳定。最大的优点是动物的生产效率会有很明显的提升。”成艳芬说,中国在碳减排方面做了很多工作,尤其在牛羊甲烷减排方面,有很多科研项目支持科研人员开展机制方面的研究以及产品研发。
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