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【中國科學報】碳減排出新招:專家給牛開“消氣丸”

2025/04/23 來源:黨委宣傳部、黨委教師工作部 作者:中國科學報 李晨

牛打嗝,竟與全球變暖有關?近年來,因為奶牛愛打嗝,新西蘭的農場主被要求上交“打嗝稅”;英國政府計劃給奶牛喂食甲烷抑制劑……

減少牛等牲畜在打嗝時的甲烷排放,已經成為多個國家的氣候治理難題。2025年,減少牲畜甲烷排放的產品“牛打嗝抑制劑”——飼料補充劑和紅藻衍生品,還被《麻省理工科技評論》評為“十大突破性技術”之一。

成艷芬。南京農大供圖


南京農業大學教授成艷芬介紹,目前她負責的課題組正在做兩件事:“第一是了解清楚國內牛羊到底排放了多少甲烷;第二,在這個的基礎上,有沒有好的方法、措施和產品,能讓牲畜的甲烷排放量降低20%。”

抑制劑如何“精準狙擊”甲烷

甲烷是第二大溫室氣體,它的溫室效應是二氧化碳的20多倍。全球約10億頭牛每年排放的甲烷占人類活動總排放量的14.5%,一頭奶牛每日排放的甲烷量甚至超過一輛小型汽車排放的溫室氣體。

成艷芬介紹,牛吃草后,瘤胃里的微生物會把草轉換成氫氣,一部分氫氣會生成揮發性脂肪酸,供動物機體利用;另一部分氫氣會生成甲烷,而甲烷會以打嗝的形式排放到空氣中。

“牛打嗝抑制劑就是減少牛甲烷排放的產品,可以從甲烷生成的途徑來認識它的作用原理。”成艷芬說,牛的瘤胃里有一種微生物叫產甲烷菌,會將氫氣變成甲烷。在氫氣變成甲烷的過程中,有一種關鍵酶叫做MCR。牛打嗝抑制劑就是一種專門抑制甲烷菌的產品,它實際上是MCR的相似物,可以抑制產甲烷菌,進而阻斷氫氣向甲烷的轉化。

成艷芬指出,因為這類產品會把甲烷菌殺死,直接阻止甲烷生成,短期效果會非常明顯。

破解難題:讓氫氣“變廢為寶”

然而,目前的牛打嗝抑制劑最大的缺點是長期效果不好。“瘤胃是一個生態系統,它最大的特征就是有自我調節功能”,成艷芬稱,“當一類甲烷菌被抑制了之后,生態系統會自我調節,讓它再恢復過來,所以長期的效果就沒有那么明顯。”

成艷芬強調,在抑制甲烷菌的同時,這類產品還有一個非常大的影響:“氫氣沒有地方去了,它會在瘤胃里積累,瘤胃的整個功能會產生紊亂,動物會不健康。”

“瘤胃中的氫氣還有另外一條轉化途徑,就是生成揮發性脂肪酸供機體利用。我們要想辦法讓氫氣更多地生成揮發性脂肪酸,甲烷自然就減少了。”成艷芬介紹說,她所在團隊正在開發這類產品。

這類產品的原理主要是提高氫氣向揮發性脂肪酸生成的轉化效率。“因為它是基于整個瘤胃生態系統來考慮的,長期效果會比較穩定。最大的優點是動物的生產效率會有很明顯的提升。”成艷芬說,中國在碳減排方面做了很多工作,尤其在牛羊甲烷減排方面,有很多科研項目支持科研人員開展機制方面的研究以及產品研發。

【中國科學報】碳減排出新招:專家給牛開“消氣丸”

原文鏈接:

https://news.sciencenet.cn/htmlnews/2025/4/542718.shtm


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