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全球變暖加劇了冰川融化和海平面上升，自 2006 年至 2018 年期間每年上升 3.7 毫米，同時(shí)也導致更頻繁和更強烈的極端天氣事件，如颶風(fēng)和熱浪，對生態(tài)系統和人類(lèi)生存環(huán)境構成嚴重威脅。但奶牛吃什么，跟全球變暖能有什么關(guān)系呢？你別說(shuō)，還真有，今天咱們就來(lái)了解一下。

溫室氣體，和牛有什么關(guān)系？

我們知道，全球變暖的一個(gè)重要因素就是溫室氣體排放，像二氧化碳（CO?）、甲烷（CH?）和氧化亞氮（N?O），都能通過(guò)吸收和儲存熱量導致全球變暖。據政府間氣候變化專(zhuān)門(mén)委員會(huì )（IPCC）數據顯示，自工業(yè)化以來(lái)，人類(lèi)活動(dòng)已使全球溫度上升約 1.1°C，其中溫室氣體排放是主要驅動(dòng)因素。

根據國際能源署（IEA）的數據，能源行業(yè)是最大的溫室氣體排放源，占全球排放量的 73.2%，其中電力和供熱部門(mén)占 42%。而農業(yè)活動(dòng)，如畜牧業(yè)、稻田種植等，是甲烷和氧化亞氮的重要來(lái)源，占全球排放的 17%。水泥生產(chǎn)等工業(yè)過(guò)程和化學(xué)制造約占全球二氧化碳排放的 20%。此外，廢棄物處理和填埋場(chǎng)產(chǎn)生了約 3%的甲烷排放。這些排放源相互作用，共同推動(dòng)氣候變化。

上面提到農業(yè)活動(dòng)產(chǎn)生的甲烷排放占 17%，其中畜牧業(yè)本身就貢獻了全球溫室氣體排放的 14.5%，其中的一大部分就來(lái)自牛放屁、打嗝排放出的甲烷。所以說(shuō)，牛和溫室氣體排放還真脫不開(kāi)關(guān)系。

為什么牛等反芻動(dòng)物在消化過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生甲烷呢？這主要是因為其胃部，特別是瘤胃內的微生物在分解纖維素和其他碳水化合物時(shí)進(jìn)行厭氧發(fā)酵。這種生物化學(xué)反應的副產(chǎn)物之一是甲烷，通過(guò)打嗝和放屁排放到大氣中。

甲烷的排放量因動(dòng)物種類(lèi)、飼料種類(lèi)和飼養方式而異。以奶牛為例，每頭奶牛每天可排放約 250-500 升甲烷，約占反芻動(dòng)物總甲烷排放的 20%。為了減少這種排放，科學(xué)家建議通過(guò)調整飼料組成以及改進(jìn)養殖方式來(lái)減緩甲烷的產(chǎn)生，從而降低畜牧業(yè)對氣候變暖的影響。

如何讓牛少打嗝放屁？

考慮到人對牛肉和牛奶的需求，靠不養牛來(lái)減少排放并不現實(shí)，但人們仍然可以想到別的辦法。

2021 年，根據加州大學(xué)戴維斯分校的一項研究表示，科學(xué)家在 5 個(gè)月的時(shí)間內給 21 頭牛的飲食中添加了一種紅藻（Asparagopsis taxiformis），僅占總飼料量的 0.2%，結果顯示甲烷排放量減少了高達 82%。而 2024 年 12 月，加州大學(xué)戴維斯分校的科學(xué)家又在《美國國家科學(xué)院院刊》上發(fā)表了新的研究成果。

研究在美國蒙大拿州的半干旱牧場(chǎng)進(jìn)行，探索添加含紅藻的顆粒補充劑對肉牛甲烷排放的影響。24 頭牛隨機分為對照組和處理組，處理組飼料中添加 20%的海藻補充劑，該補充劑含有抑制甲烷生成的溴仿。通過(guò)排放監測系統測量牛的甲烷、二氧化碳和氫氣排放，并記錄體重和飼料攝入量。結果顯示，處理組甲烷排放量減少 37.7%，從 182 克/天降至 138 克/天。

發(fā)表在《美國國家科學(xué)學(xué)院院刊》的研究（來(lái)源：文獻 1）

目前來(lái)看，只要溴仿用量被嚴格控制，并對其代謝與殘留進(jìn)行持續監測，其作為飼料添加劑是安全的，但需要更多研究來(lái)支持這些結論，特別是在長(cháng)期效應和加工副產(chǎn)物方面。

研究還發(fā)現，處理組的氫氣排放量顯著(zhù)增加，而二氧化碳排放量略有下降。這表明甲烷生成路徑的抑制改變了瘤胃內的代謝過(guò)程?？傮w而言，該研究驗證了含溴仿的海藻補充劑在實(shí)際牧場(chǎng)條件下減排甲烷的有效性，為實(shí)現可持續畜牧業(yè)提供了切實(shí)可行的解決方案。

這種方法不會(huì )對牛的健康、體重增長(cháng)或乳產(chǎn)量產(chǎn)生顯著(zhù)影響，同時(shí)飼養成本的增加也在可接受范圍內，具有很強的可操作性?？茖W(xué)家認為，如果將這種技術(shù)推廣至全球范圍的畜牧業(yè)，不僅能夠大幅減少甲烷排放，還能在滿(mǎn)足全球對牛奶和牛肉需求的同時(shí)實(shí)現更加可持續的畜牧業(yè)生產(chǎn)。此外，與傳統的減排措施相比，海藻補充劑的生產(chǎn)與應用具有較低的技術(shù)門(mén)檻，利于推廣到低收入地區。

當然，要給?！皽p排”，海藻并不是唯一的選擇。比如從反芻動(dòng)物甲烷產(chǎn)生方式出發(fā)通過(guò)調整飼糧結構、優(yōu)化飼養管理、優(yōu)選適宜品種和生理狀態(tài)動(dòng)物以及利用植物次級代謝產(chǎn)物(如單寧、皂苷和精油等)、微生態(tài)制劑(如酵母菌、乳酸菌和枯草芽孢桿菌等微生物)、有機酸(如蘋(píng)果酸、延胡索酸和單寧酸等)、無(wú)機化合物(3-NOP)以及藻類(lèi)(海藻和微藻)等多種減排措施，降低甲烷排放。

研究發(fā)現植物次生代謝產(chǎn)物具有甲烷減排作用，如單寧、皂苷、類(lèi)黃酮和精油等。單寧可以結合瘤胃中微生物外膜上的多糖、蛋白質(zhì)成分，從而降低瘤胃微生物的活性,使甲烷氣體的產(chǎn)生量降低。還有試驗表明，在山羊中使用濃縮單寧可以減少 50%的甲烷。在體外批量培養中，隨著(zhù)皂素劑量的增加，甲烷排放減少 29%，原生動(dòng)物數量減少 50%。

牛屁竟然能廢物利用？

除了通過(guò)添加海藻改變飼料成分來(lái)減少牛的甲烷排放外，直接收集牛排放的甲烷并加以利用同樣是一種有趣且具有潛力的解決方案。阿根廷國家農業(yè)技術(shù)研究所（INTA）早在 2014 年就提出了一項創(chuàng )新性研究，為牛佩戴塑料背包并通過(guò)管子連接其最大的消化器官——瘤胃，從中提取甲烷。

據研究數據，每頭牛每天可以收集約 300 升甲烷，這些氣體經(jīng)過(guò)處理后可以作為一種清潔能源使用?？赡苣銜?huì )問(wèn)，區區 300 升甲烷夠干什么呢？讓我們來(lái)簡(jiǎn)單算一算。

300 升的甲烷是什么概念呢？大家都知道我們家中天然氣的主要成分就是甲烷，以甲烷用作燒水為例，我們來(lái)做個(gè)計算，已知條件如下：

甲烷體積：300 升 = 0.3 立方米。

甲烷的密度：0.656 kg/m3。

甲烷的燃燒熱：55.5 MJ/kg。

水的比熱容：4.186 kJ/(kg·℃)。

加熱效率：假設為 60%。

水的初始溫度：20℃。

水的沸點(diǎn)：100℃。

通過(guò)以下的步驟我們可以算出，如果一頭牛一天放 300 升的屁，這么多甲烷，可以燒開(kāi)近 20 升的水！

300 升甲烷可以燒開(kāi)近 20 升的水（來(lái)源：作者計算）

盡管這一技術(shù)仍處于概念驗證階段，但它的應用前景尤其在偏遠地區的農場(chǎng)中顯得極具吸引力。阿根廷作為全球重要的牛肉生產(chǎn)國，擁有超過(guò)5000萬(wàn)頭牛，如果這一技術(shù)能夠推廣到規?；瘧?，將大幅減少牧業(yè)甲烷排放對環(huán)境的影響。

總結

奶牛放屁和打嗝所排放的甲烷，看似是日常畜牧業(yè)的無(wú)害現象，但實(shí)際上對氣候變化的影響不容忽視?？茖W(xué)家們通過(guò)創(chuàng )新的技術(shù)手段，如改進(jìn)飼料組成、添加海藻補充劑以及開(kāi)發(fā)甲烷收集設備，為減少溫室氣體排放提供了有效解決方案。這些研究不僅在理論層面驗證了甲烷減排的可行性，更為實(shí)際應用提供了寶貴的參考。

或許未來(lái)隨著(zhù)這些技術(shù)的成熟與推廣，我們有望在不犧牲畜牧業(yè)生產(chǎn)效率的情況下，顯著(zhù)減少溫室氣體排放。

參考文獻

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[7]https://science.nasa.gov/climate-change/causes/

[8]https://www.fao.org/

[9]https://openknowledge.fao.org/handle/20.500.14283/cc9029en

策劃制作

作者丨Denovo團隊

審核丨史文清 北京市畜牧總站 正高級畜牧師

策劃丨丁崝

責編丨丁崝

審校丨徐來(lái)、林林

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