因?yàn)槟膛?ài)打嗝,新西蘭的農(nóng)場(chǎng)主被要求上交“打嗝稅”;英國(guó)政府計(jì)劃給奶牛喂食甲烷抑制劑,減少牛等牲畜在打嗝時(shí)的甲烷排放,已經(jīng)成為多個(gè)國(guó)家的氣候治理難題。2025年,減少牲畜甲烷排放的產(chǎn)品“牛打嗝抑制劑”——飼料補(bǔ)充劑和紅藻衍生品,被《麻省理工科技評(píng)論》評(píng)為“十大突破性技術(shù)”之一。
牛打嗝抑制劑是什么?如何發(fā)揮作用?來(lái)聽(tīng)聽(tīng)南京農(nóng)業(yè)大學(xué)成艷芬教授的看法。
為什么牛打嗝會(huì)產(chǎn)生甲烷?
成艷芬教授介紹,牛吃草后,瘤胃里面的微生物會(huì)把草轉(zhuǎn)換成氫氣,氫氣隨后會(huì)有兩種轉(zhuǎn)化途徑:一種途徑會(huì)生成揮發(fā)性脂肪酸,供動(dòng)物機(jī)體利用;另外一種途徑就是生成甲烷,甲烷會(huì)以打嗝的形式排放到空氣中。
甲烷是第二大溫室氣體,它的溫室效應(yīng)是二氧化碳的20多倍。
牛打嗝抑制劑是什么?
成艷芬教授告訴記者,牛打嗝抑制劑就是減少牛甲烷排放的產(chǎn)品,可以從甲烷生成的途徑來(lái)認(rèn)識(shí)它的作用原理。
牛的瘤胃里有一種微生物叫產(chǎn)甲烷菌,會(huì)將氫氣變成甲烷,在這個(gè)過(guò)程中,有一種酶叫做MCR。專(zhuān)門(mén)抑制甲烷菌的這類(lèi)產(chǎn)品就是MCR的相似物,可以抑制產(chǎn)甲烷菌,進(jìn)一步阻斷氫氣向甲烷的轉(zhuǎn)化。例如帝斯曼的產(chǎn)品Bovaer,靶標(biāo)就是產(chǎn)甲烷菌,可以靶向性地減少氫氣往甲烷的生成。紅藻衍生品這種飼料補(bǔ)充劑,也是通過(guò)抑制產(chǎn)甲烷菌的活性,來(lái)減少甲烷的產(chǎn)生。
牛打嗝抑制劑有哪些優(yōu)缺點(diǎn)?
成艷芬教授指出,因?yàn)檫@類(lèi)產(chǎn)品會(huì)把甲烷菌殺死,直接阻止甲烷生成,短期效果會(huì)非常明顯;最大的缺點(diǎn)是長(zhǎng)期效果不好。“瘤胃是一個(gè)生態(tài)系統(tǒng),對(duì)于生態(tài)系統(tǒng)來(lái)說(shuō),它最大的特征就是會(huì)有一個(gè)自我調(diào)節(jié)功能”,成艷芬教授稱(chēng),“當(dāng)一類(lèi)甲烷菌被抑制了之后,生態(tài)系統(tǒng)會(huì)自我調(diào)節(jié),讓它再恢復(fù)過(guò)來(lái),所以長(zhǎng)期的效果就沒(méi)有那么明顯?!?/p>
成艷芬教授強(qiáng)調(diào),在抑制甲烷菌的同時(shí),這類(lèi)產(chǎn)品還有一個(gè)非常大的影響:“氫氣沒(méi)有地方去了,它會(huì)在瘤胃里積累,瘤胃的整個(gè)功能會(huì)產(chǎn)生紊亂,動(dòng)物會(huì)不健康。”
針對(duì)這些缺點(diǎn),有什么解決方案?
“氫氣還有另外的一條途徑,就是可以生成揮發(fā)性脂肪酸供機(jī)體利用,我們需要想辦法讓氫氣更多地生成揮發(fā)性脂肪酸,生成揮發(fā)性脂肪酸之后,甲烷自然就減少了”,成艷芬教授介紹說(shuō),現(xiàn)在很多產(chǎn)品有這個(gè)功能,她所在團(tuán)隊(duì)也在開(kāi)發(fā)。
這類(lèi)產(chǎn)品主要是提高氫氣往揮發(fā)性脂肪酸生成的轉(zhuǎn)化效率,可以提升細(xì)菌的代謝、真菌的代謝、原蟲(chóng)的代謝等微生物的轉(zhuǎn)化效率?!耙?yàn)樗腔谡麄€(gè)瘤胃生態(tài)系統(tǒng)來(lái)考慮的,效果會(huì)比較明顯,長(zhǎng)期效果也會(huì)比較好、比較穩(wěn)定。還有一個(gè)最大的優(yōu)點(diǎn),可能是動(dòng)物的生產(chǎn)效率會(huì)有很明顯的提升”,成艷芬教授進(jìn)一步補(bǔ)充道。
除了“牛打嗝抑制劑”,我們還做了哪些減排的努力?
成艷芬教授告訴記者,中國(guó)在碳減排方面做了非常多的工作,從畜牧業(yè)碳減排方面來(lái)說(shuō),有很多項(xiàng)目支持開(kāi)展這方面的研究。
目前她負(fù)責(zé)的課題組正在做兩件事:“第一是了解清楚國(guó)內(nèi)牛羊到底排放了多少甲烷,需要有一個(gè)非常明確的值;第二,在這個(gè)的基礎(chǔ)上,我們有沒(méi)有方法和措施、有沒(méi)有很好的產(chǎn)品,去把甲烷的量降低20%。”
成艷芬教授表示,在牛羊甲烷減排方面,有很多科研項(xiàng)目支持全球科研人員開(kāi)展機(jī)制方面的研究以及產(chǎn)品研發(fā),“有一個(gè)全球的聯(lián)盟,叫作全球甲烷聯(lián)盟,聯(lián)盟去年資助了一個(gè)項(xiàng)目,這個(gè)項(xiàng)目就是專(zhuān)門(mén)關(guān)注瘤胃產(chǎn)甲烷這些微生物的功能,希望能夠找到減少碳排放的新的途徑、新的解決方案”。
【現(xiàn)代快報(bào)】大學(xué)?問(wèn)|牛打嗝使全球變暖?抑制劑來(lái)了!
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