每天给母牛喂几盎司的海藻可能会大大降低它们对气候变化的贡献

每天给母牛喂几盎司的海藻可能会大大降低它们对气候变化的贡献有一点紫菜吗? Cowirrie / Flickr, 创用CC BY-SA

甲烷是一种短暂而强大的温室气体, 仅次于二氧化碳的第二大气候变化贡献者。 和大多数人为导致的甲烷排放 来自牲畜.

大约70%的农业甲烷来自 肠内发酵 –奶牛和其他放牧动物的胃分解植物时发生的化学反应。 动物会bur出大部分这种甲烷,其余的则作为肠胃气胀。

大约1亿头牛 在全世界范围内,因此减少肠内甲烷是减少总体甲烷排放量的有效方法。 但是大多数这样做的选择,例如 改变母牛的饮食 要添加更多易消化的饲料或添加更多脂肪, 不符合成本效益。 2015年的一项研究表明,使用海藻作为牛的正常饲料的添加剂 可以减少甲烷的产生,但这项研究是在实验室中完成的,而不是在活体动物中完成的。

我们学习 可持续发展 农业,重点放在牲畜上。 在一个 新近发表的研究报告,我们证明使用红海藻(芦笋)作为饲料补充剂可以减少甲烷排放量和饲料成本,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,它们可以将牛的生产转变为经济和环境可持续发展的产业。

 奶牛的特殊消化系统是甲烷的主要酿酒者。

植物消化机

反刍动物,例如牛,绵羊和山羊,可以消化对于人类和具有简单肠胃的动物(例如猪和鸡)来说不易消化的植物材料。 这种独特的能力源于反刍动物的四格胃-特别是瘤胃腔,其中包含多种不同的微生物,这些微生物发酵饲料并将其分解成营养物。

此过程还会产生牛的身体无法吸收的副产品,例如二氧化碳和氢气。 产甲烷的微生物称为产甲烷菌,利用这些化合物形成甲烷,并将其排出牛体。

我们首先在2019年的研究中分析了这个问题,这是第一项在牛而非实验室中进行的研究。 在这项工作中,我们证明了每天用大约10盎司的海藻补充奶牛的饲料 减少甲烷排放达67%。 但是,吃了相对大量海藻的牛只消耗较少的饲料。 这减少了他们的牛奶产量-对于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其牛群中使用海藻补品的农民至关重要。 我们想知道海藻储存长达三年后是否稳定。 在牛的胃中产生甲烷的微生物是否能够适应海藻,使其失效? 奶牛饮食的类型是否改变了海藻减少甲烷排放的有效性。 而且与2019年的研究相比,我们使用的海藻更少。

更少的饲料就能更好地生长

在这项研究中,我们将每只动物每天增加1.5至3盎司的海藻到21头肉牛的食物中,持续21周。 与牛饲料中的大多数新成分一样,动物要花一些时间才能适应海藻的味道,但几周后它们就习惯了。

正如我们所期望的,这些ers牛皮释放出更多的氢气-最多释放了750%的氢气,主要是从他们的嘴巴释放的-因为他们的系统产生的甲烷更少。 氢气对环境的影响最小。 海藻补充剂并未影响动物的二氧化碳排放量。

我们还发现,已经保存在冰箱中三年的海藻保持了其有效性,而奶牛消化系统中的微生物并未以抵消其影响的方式适应海藻。

在实验过程中,我们为每只动物喂了三种不同的饮食。 这些口粮包含不同数量的干草,例如苜蓿和小麦草,它们被称为草料。 牛也可能消耗新鲜的草,谷物,糖蜜和副产品,例如杏仁壳和棉籽。

瘤胃中甲烷的产生随着奶牛饲草中草料水平的增加而增加,因此我们想看看草料水平是否也影响了海藻降低甲烷总形成量的程度。 高饲草饮食的牛甲烷排放量减少了33%至52%,这取决于它们食用了多少海藻。 饲喂低饲草饲料的牛的排放量下降了70%至80%。 这种差异可能反映了在肠道内产生甲烷的酶水平较低。 牛饲低纤维饮食.

一个重要发现是,在我们的研究中,the牛将饲料转化为体重的效率比采用常规饮食的牛高出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,如果一个饲养者完成了1,000头肉牛的饲养,即给他们饲喂高能量的饮食以生长和增加肌肉,则可以将饲料成本降低40,320美元至87,320美元,具体取决于牛食用了多少紫菜。

每天给母牛喂几盎司的海藻可能会大大降低它们对气候变化的贡献 全球甲烷源包括化石燃料和生物质燃烧,农业(主要是牲畜),垃圾掩埋场中的废物分解以及湿地中的自然分解。 杰克逊等人,2020, CC BY

我们不确定为什么饲喂海藻补充剂可以帮助他们将更多的饮食转化为体重增加。 但是,先前的研究表明,某些瘤胃微生物可以使用不再用于甲烷生产的氢气来产生 能量密集的营养素 然后牛可以用来增加生长。

当一组消费者对我们研究中饲养的牛的肉进行采样时,他们没有发现食用海藻的牛的肉与未食用海藻的牛的肉之间在柔软度,多汁性或风味上没有任何区别。

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将海藻作为牛饲料添加剂商业化将涉及许多步骤。 首先,科学家将需要开发水产养殖技术,以在海洋或陆地上的水箱中大规模生产海藻。 而且美国食品和药物管理局必须批准将海藻用作商品牛的饲料补充。

农民和牧场主还可以通过减少牲畜的排放来赚钱。 气候科学家必须就量化,监测和验证牛的甲烷排放量减少方面提供指导。 这样的规则可以使奶牛养殖者从世界各地的碳补偿计划中获得信用。谈话

埃尔米亚斯·基布雷拉布(Ermias Kebreab),副院长兼动物科学教授。 世界粮食中心主任 美国加州大学戴维斯分校布雷安娜·罗克(Breanna Roque)博士动物生物学专业的学生, 美国加州大学戴维斯分校

本文重新发表 谈话 根据知识共享许可。 阅读 原创文章.

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