為減少甲烷排放準備喂牛“吃屎”？小修小補難以解決溫室氣體排放難題
華盛頓州立大學(xué)的最新研究顯示，從未成年袋鼠糞便中提取的微生物可抑制模擬牛胃中甲烷的產(chǎn)生，其替代甲烷產(chǎn)生的乙酸還有助于奶牛肌肉生長。這意味著喂牛吃小袋鼠糞便里的微生物，或可改善奶牛排放甲烷帶來的環(huán)境問題。
小袋鼠（圖源：網(wǎng)絡(luò)）
甲烷是第二大溫室氣體，對全球變暖的作用是二氧化碳的30倍。釋放到大氣中的甲烷有一半以上來自農(nóng)業(yè)部門的牛羊，而人類對肉食的喜愛則帶來更多牛羊畜養(yǎng)、進而加劇甲烷排放。研究顯示，幼年袋鼠前腸中的微生物會產(chǎn)生乙酸，可通過糞便提取培養(yǎng)。這些微生物在實驗中僅用幾個月就取代模擬瘤胃中產(chǎn)生甲烷的微生物，成為優(yōu)勢種，可減少奶牛甲烷排放。
人類離不開的好朋友——牛竟然是溫室效應(yīng)的罪魁禍首？為改善牛排放甲烷人們用過哪些方法？喂?！俺允骸钡脑硎鞘裁础⒖梢酝茝V嗎？我們邀請了中科院大氣所、北京陶詩言氣象發(fā)展基金會氣象學(xué)家魏科解答。
核心要點
- 1牛每天打嗝可排出約200-300升的甲烷，是其放屁甲烷排放量的十倍。將全球的牛看作一個國家，該國每年甲烷排放量可居全球第三。
- 2牛大量排放甲烷，錯的不是牛而是產(chǎn)業(yè)布局，是無序發(fā)展的畜牧業(yè)和非理性的飲食結(jié)構(gòu)。
- 3對傳統(tǒng)畜牧業(yè)的“小修小補”，不足以解決根本問題，減少農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)溫室氣體排放量最有效的做法，就是減少畜牧動物的數(shù)量。
問：牛打嗝放屁究竟有多大威力？為何會成為溫室效應(yīng)的罪魁禍首？
魏科：溫室效應(yīng)氣體的第二大來源就是甲烷，它對全球溫室效應(yīng)起到了25%左右的作用，近些年這一比例還在上升。據(jù)聯(lián)合國政府間氣候變化專門委員會2021年數(shù)據(jù)，農(nóng)業(yè)、林業(yè)等用途占據(jù)了全球溫室氣體排放的24%，“畜牧”就是其中的重要部分，牛的甲烷排放最常見。
牛作為反芻動物有四個胃，攝入粗飼料后儲存在瘤胃里，之后再細嚼慢咽地反芻。這些飼料經(jīng)過微生物發(fā)酵產(chǎn)生大量甲烷，并以打嗝和放屁的形式排出，打嗝排放的甲烷又是放屁的十倍，每天大概有200~300升甚至500升（取決于牛的體型和飼養(yǎng)方式）。比爾·蓋茨《氣候經(jīng)濟與人類未來》一書中的一張統(tǒng)計表顯示，若將全球的?？醋饕粋€國家（Republic of Cattle），該國排放的溫室氣體總和能排到世界第三。
牛的“四個胃”（圖源：中國數(shù)字科技館）
問：為了減少牛的甲烷排放，過去都做了哪些努力？
魏科：作為畜牧大國，新西蘭在十年前就提出要對牛征“放屁稅”，但遭到廣大畜牧業(yè)養(yǎng)殖戶的強烈反對，該措施隨即被擱置。研究人員曾通過為奶牛飲食加入化學(xué)抑制劑、開發(fā)疫苗等方式來減少奶牛的甲烷排放，但收效甚微：奶牛瘤胃內(nèi)的微生物很快對抑制劑產(chǎn)生耐藥性；而奶牛體內(nèi)產(chǎn)生甲烷的微生物組則與其棲息地和飲食有關(guān)，全球有很多種，疫苗很可能無法覆蓋。
問：新西蘭去年曾嘗試對牛羊征收“ 放屁稅 ”，這個法案會成功嗎？
魏科：對牛征稅，就從一個科學(xué)問題變成了經(jīng)濟和政策問題。近年來公眾對減排政策關(guān)心最多的就是其是否會降低普通民眾的基本生活質(zhì)量。若以犧牲經(jīng)濟和生活質(zhì)量為代價來推行減排，會引起劇烈反彈。
國際社會普遍認為牛大量排放甲烷，錯的不是牛而是產(chǎn)業(yè)布局，產(chǎn)業(yè)對資本方來說是投資和收益的問題，并不是非畜牧業(yè)不可。近些年大家逐漸意識到牛肉等消費帶來的碳排放量實在太高，開始減少紅肉攝入、多吃蔬菜。同樣吃肉，吃牛肉帶來的碳排放量遠高于吃雞肉，比吃蔬菜則更高不少。于是很多人認為想要減少養(yǎng)牛帶來的碳排放量，可能不是通過向牛征稅的方式，而是倡導(dǎo)新消費方式、減少牛養(yǎng)殖量；對畜牧業(yè)依賴嚴重的國家則可通過經(jīng)濟結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)型的方式減輕畜牧業(yè)依賴。
目前牛肉在西方社會飲食中所占比例過大，由此導(dǎo)致大片土地被用作養(yǎng)牛，消耗巨量的水分和飼料。其實通過調(diào)整飲食結(jié)構(gòu)改吃雞肉和魚肉，尤其是近些年人工養(yǎng)殖的海魚技術(shù)發(fā)展很快，可以實現(xiàn)大規(guī)模高質(zhì)量升級替代。另外，去年劍橋大學(xué)和以色列萊希曼大學(xué)相關(guān)研究(Tzachor, et al., 2022)表明，螺旋藻的蛋白質(zhì)、鐵和脂肪酸等營養(yǎng)的含量優(yōu)于牛肉，可以作為日常飲食中健康、安全、更可持續(xù)的肉類替代品。例如，可以用螺旋藻粉作為意大利面、煎餅和糕點的配料，增加食品中蛋白質(zhì)等營養(yǎng)素的攝入量。
不同產(chǎn)品帶來的碳排放量（圖源：番茄資本）
對牛征稅實際上是對人征稅，進一步就是對產(chǎn)品征稅，畜牧業(yè)下游的牛肉、乳制品等價格就會隨之提高，最終這項稅還是落到國內(nèi)外消費者頭上了。因此這項法案一定會影響到新西蘭畜牧業(yè)整體的國際競爭力，最終反噬到新西蘭經(jīng)濟，或許會像上次一樣因養(yǎng)殖戶強烈反對而流產(chǎn)。
問：如何看待喂奶牛吃小袋鼠排泄物，原理是什么？有希望真正解決牛的甲烷排放問題嗎？
魏科：這其實是之前解決甲烷排放問題的延續(xù)。此前，科學(xué)界和產(chǎn)業(yè)界希望能通過給飼料里增加添加劑，從而降低發(fā)酵過程中的甲烷產(chǎn)量，例如瑞士公司Agolin，在飼料中添加了含有香菜籽油、丁香和野胡蘿卜的提取物，據(jù)稱新飼料可以增加乳牛的乳量，這不但能提高牛只的身體機制效率，也可以減少大約 6%到30%的甲烷排放量。而另一家瑞士公司Mootral，開發(fā)了一種以大蒜、檸檬酸提取物為基礎(chǔ)的飼料添加劑，聲稱可將反芻動物的甲烷排放量降低38％。類似的研究，全球還有其他公司和組織在做，畢竟飼料也是巨大的商業(yè)機會。
這次所說的給牛喂袋鼠糞便，看來又是一種思路。其實嚴謹來看喂的也并不是糞便，主要是糞便里的微生物：通過替換牛瘤胃中的微生物，將原來產(chǎn)生甲烷的微生物換成不產(chǎn)生甲烷的微生物，從而減少反芻過程中的甲烷排放量。
思路雖然很清奇，但是對于牛的甲烷問題，只是增加一個思路而已。過去這么多年，大家對這個問題有比較深入的討論。對傳統(tǒng)畜牧業(yè)的“小修小補”，不足以解決根本問題，減少農(nóng)業(yè)和畜牧業(yè)溫室氣體排放量最有效的做法就是減少畜牧動物的數(shù)量。另外飲食結(jié)構(gòu)調(diào)整勢在必行，尤其是對養(yǎng)牛有著瘋狂偏執(zhí)的國家。顛覆性的“人造肉”、“植物奶”的平替也是一個思路。
但不管怎么說，錯的都不是牲畜，而是無序發(fā)展的畜牧業(yè)和非理性的飲食結(jié)構(gòu)。人類完全可以吃得更好，吃得更健康，吃得更環(huán)保。
參考文獻：TZACHOR A, SMIDT-JENSEN A, RAMEL A, et al., 2022. Environmental Impacts of Large-Scale Spirulina (Arthrospira Platensis) Production in Hellisheidi Geothermal Park Iceland: Life Cycle Assessment [J]. Marine Biotechnology, 24(5): 991-1001. doi: 10.1007/s10126-022-10162-8.
專家信息：
整理：王嘉欣
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