作者:埃尔米斯·凯布雷布和布雷安娜·罗克，《对话》 信用:cowi rie/Flickr，CC BY-SA 甲烷是一种短暂但强大的温室气体，是仅次于二氧化碳的第二大气候变化因素
大部分由人类引起的甲烷排放来自牲畜
大约70%的农业甲烷来自肠道发酵——当牛和其他放牧动物分解植物时，它们胃中的化学反应
动物打嗝排出大部分甲烷，剩下的作为胀气排出
全世界大约有10亿头牛，因此减少肠道甲烷是减少甲烷总排放量的有效方法
但是大多数这样做的选择，比如将奶牛的饮食改为更易消化的饲料或者添加更多的脂肪，都不划算
2015年的一项研究表明，使用海藻作为牛正常饲料的添加剂可以减少甲烷的产生，但这项研究是在实验室进行的，而不是在活体动物身上
我们研究可持续农业，重点是畜牧业
在一项新发表的研究中，我们表明使用红藻(天门冬)作为饲料添加剂可以减少甲烷排放和饲料成本，而不会影响肉的质量
如果这些发现可以扩大规模并商业化，它们可以将养牛业转变成一个更经济、更环保的可持续产业
奶牛特殊的消化系统是一个主要的沼气酿造者
植物消化机 反刍动物，如奶牛、绵羊和山羊，可以消化人类和胃简单的动物(如猪和鸡)不能消化的植物材料
这种独特的能力来源于反刍动物的四腔胃——尤其是瘤胃腔，其中含有大量不同的微生物，它们发酵饲料并将其分解成营养物质
这个过程还会产生牛身体无法吸收的副产品，如二氧化碳和氢气
产甲烷的微生物，称为产甲烷菌，利用这些化合物形成甲烷，然后被牛的身体排出
我们在2019年的一项研究中首次分析了这个问题，这是第一项在牛身上而不是在实验室进行的研究
在这项工作中，我们表明每天补充大约10盎司海藻的奶牛饲料可以减少高达67%的甲烷排放
然而，食用相对大量海藻的牛消耗较少的饲料
这降低了他们的牛奶产量——这对奶农来说是一个明显的缺点
我们的新研究试图回答几个问题，这些问题对于考虑是否在牛身上使用海藻补充剂的农民来说很重要
我们想知道海藻储存三年后是否稳定；在牛胃中产生甲烷的微生物是否能适应海藻，使其无效；牛吃的食物类型是否改变了海藻减少甲烷排放的效果
我们使用的海藻比2019年的研究少
一点海藻配那个？信用:cowi rie/Flickr，CC BY-SA 用更少的饲料获得更好的生长 为了研究，我们添加了1
每只动物每天5到3盎司的海藻，21周21头肉牛的食物
就像牛饮食中的大多数新成分一样，动物们需要一段时间来适应海藻的味道，但是他们在几周内就习惯了
正如我们所料，由于他们的系统产生的甲烷更少，这些牛释放了更多的氢——最多750%，大部分是从它们的嘴里释放出来的
氢气对环境的影响最小
海藻补充剂不会影响动物的二氧化碳排放
我们还发现，在冰箱里储存了三年的海藻保持了它的功效，而奶牛消化系统中的微生物并没有以抵消其功效的方式适应海藻
在实验过程中，我们给每只动物喂了三种不同的食物
这些口粮含有不同数量的干草，如苜蓿和小麦干草，它们被称为饲料
牛也可能消耗新鲜的草、谷物、糖蜜和副产品，如杏仁壳和棉籽
全球甲烷来源包括化石燃料和生物质燃烧、农业(主要是畜牧业)、垃圾填埋场的废物分解和湿地的自然分解
信用:杰克逊等人
，2020，抄送人 瘤胃中的甲烷产量随着奶牛日粮中饲料水平的提高而增加，所以我们想知道饲料水平是否也会影响海藻减少甲烷形成的程度
吃高饲料的牛的甲烷排放量减少了33%到52%，这取决于它们消耗了多少海藻
饲喂低饲料日粮的牛的排放量下降了70%至80%
这种差异可能反映了在低纤维饲料喂养的牛的肠道中产生甲烷的酶水平较低
一个重要的发现是，在我们的研究中，牛比传统饮食的牛更有效地将饲料转化为体重20%
这种好处可以降低农民的生产成本，因为他们需要购买更少的饲料
例如，我们计算出一个生产者饲养1000头肉牛——也就是说，给他们喂高能量的食物来生长和增加肌肉——可以减少饲料成本40320美元到87320美元，这取决于牛消耗多少海藻
我们不确定为什么给牛喂食海藻补充剂能帮助它们将更多的食物转化为体重增加
然而，先前的研究表明，一些瘤胃微生物可以利用不再用于甲烷生产的氢气来产生能量消耗的硒营养物，然后奶牛可以利用这些营养物来增加生长
当一组消费者对我们研究中饲养的牛的肉进行取样时，他们没有发现食用海藻的牛和其他不食用海藻的牛的肉在嫩度、多汁性或风味上有任何差异
将海藻作为牛饲料添加剂商业化需要很多步骤
首先，科学家们需要开发水产养殖技术，以便在海洋或陆地的水槽中大规模生产海藻
美国呢
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食品和药物管理局必须批准使用海藻作为商业牛的饲料添加剂
农民和牧场主也可以通过减少他们的牛的排放量来赚钱
气候科学家必须就量化、监测和核实牛的甲烷减排提供指导
这样的规定可以让养牛的农民从世界各地的碳抵消项目中获得信贷
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