審核專(zhuan) 家：紀十

生物學碩士

打嗝放屁，人之常情，放在動物身上更是不奇怪。畢竟“不慎放屁”的人多少還會(hui) 有點不好意思，而相比起來，動物們(men) 就“放得開”得多了。

來源丨知乎

不過即使心態放得開，動物過多放屁也不一定是個(ge) 好事。在2014年初，德國的一個(ge) 牛棚裏就出過這麽(me) 一檔子事。

時間是一月末，可能因為(wei) 外麵的天氣太過寒冷，農(nong) 場的牛棚被關(guan) 得嚴(yan) 嚴(yan) 實實，裏麵的90多頭奶牛在溫暖的室內(nei) 大口咀嚼著草料，時不時隨著反芻打幾個(ge) 嗝，或者尾巴一揚，放出一串“連環屁”。產(chan) 自牛胃的甲烷充斥於(yu) 空氣中，搞得整個(ge) 牛棚都隱隱地發出一股讓人一言難盡的味道。

來源丨網絡

忽然間，不知道是某個(ge) 電器設備還是因為(wei) 其他什麽(me) 原因，牛棚裏產(chan) 生了靜電火花，牛棚裏高濃度的甲烷瞬間被引爆，隻聽“轟！”的一聲，伴隨著巨大的響聲和火光，牛棚的屋頂被炸出了一個(ge) 巨大的窟窿！還有不幸的奶牛慘遭飛來橫禍，身受燒傷(shang) 。

來源丨新浪新聞

牛屁竟然還有這樣的威力，真是難以想象。據科學家們(men) 測算，一頭奶牛一天能排出多至500升的甲烷。你可能會(hui) 好奇，奶牛怎麽(me) 會(hui) 排放出甲烷氣體(ti) 呢？

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奶牛如何產(chan) 生甲烷？

我們(men) 知道，牛是一種反芻動物。在正常的代謝過程中，胃和腸道裏的微生物會(hui) 幫助消化它們(men) 進食的飼料。

來源丨網絡

眾(zhong) 所周知，奶牛共有四個(ge) 胃，分別為(wei) 瘤胃、網胃、瓣胃和皺胃。其中瘤胃體(ti) 積最大，是細菌發酵食物的主要場所，甲烷就是在瘤胃中產(chan) 生的。

瘤胃中有一個(ge) 複雜的微生物菌群。常見的細菌有纖維素消化菌、半纖維素消化菌、澱粉分解菌、產(chan) 甲烷菌等，其他微生物還包括真菌、古菌和原蟲等。

二氧化碳在瘤胃中微生物和酶的催化作用下，經過一係列化學反應，使得甲烷杆菌將氫氣（H2）和甲酸（HCOOH）還原成甲烷（CH4）。這是反芻動物消化產(chan) 生甲烷氣體(ti) 的主要方式。

瘤胃甲烷生產(chan) 過程中微生物之間的相互關(guan) 係 來源丨網絡

山東(dong) 省青島市畜牧獸(shou) 醫研究所研究指出，奶牛排放甲烷的量主要受其食用飼料的數量及質量的影響，並且牛的年齡、體(ti) 重也影響甲烷的排放量。

來源丨動物營養(yang) 學報2012,24(1):1-7，《牛甲烷排放量的估測》

甲烷作為(wei) 除二氧化碳外的第二大溫室氣體(ti) ，它的溫室效應影響卻是二氧化碳的23倍。聯合國糧食和農(nong) 業(ye) 組織統計數據顯示，全球範圍內(nei) 人類活動產(chan) 生的甲烷有44%來自畜牧業(ye) 。

如今，溫室效應愈加嚴(yan) 重，控製甲烷氣體(ti) 的排放迫在眉睫。如何能幫助奶牛減少甲烷的排放？

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減少排放甲烷的方法

因奶牛排放甲烷主要受到飼料及瘤胃消化的影響，有研究人員根據這個(ge) 特點進行實驗，發現在奶牛的飼料中添加一種特殊的添加劑，其甲烷的排放量會(hui) 減少30%。

研究人員在飼料中添加一種叫3NOP（3-nitrooxypropanol）的添加劑，其主要作用是抑製瘤胃中酶的活性，導致酶無法和胃裏的飼料產(chan) 生催化反應，進而影響甲烷氣體(ti) 的產(chan) 生。實驗結果顯示，相比食用不含添加劑飼料的對照組奶牛，食用添加了3NOP的奶牛排放的甲烷下降了30%，體(ti) 重也有所增加，比對照組奶牛高出80%。

但是，如果要大量應用飼料添加劑，對養(yang) 殖者來說成本較高，人們(men) 並不願意使用添加劑。而英國牧民使用的飼料主要以青草為(wei) 主，青草是一種容易引起發酵作用的飼料，據英國諾丁漢大學的學者菲爾·加恩斯沃西稱，如果改為(wei) 以玉米為(wei) 主要成分的飼料的話，甲烷排放量可能降低10%。

除了改變飼料，是否還有其他的方法減少奶牛排放甲烷的量呢？

在新西蘭(lan) 的科學研究所附近，生活著一群看似普通的奶牛，為(wei) 什麽(me) 說看似普通，因為(wei) 它們(men) 都接種了特殊疫苗。這種疫苗能有效的抑製奶牛胃中的一類產(chan) 甲烷的微生物，防止奶牛在消耗食物的過程中產(chan) 生催化反應。

來源丨360圖片

在奶牛的瘤胃中，生活著一種特殊的古菌界微生物——產(chan) 甲烷菌，它們(men) 約占奶牛胃中所有微生物數量的3%。

實驗人員複製出和牛胃一樣的無氧環境，利用基因技術，找到了這種微生物的基因序列，研製成功了可以消滅多種不同產(chan) 甲烷菌的疫苗。隻要打上一針，就能減少奶牛放屁，不過因為(wei) 放屁過量而挨上一針，總覺得奶牛有點冤。

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能否利用奶牛的屁？

前麵的這些方法隻能做到減少奶牛排放甲烷的量，目前並沒有方法控製奶牛不產(chan) 生甲烷氣體(ti) ，難道隻能停留在降低甲烷排放量，降低溫室效應的階段嗎？

仔細一想，甲烷正是沼氣的主要成分，而沼氣則是一種可以利用的燃料氣體(ti) 。那麽(me) ，是否可以把奶牛排放的甲烷利用起來呢？既解決(jue) 了奶牛放屁的溫室氣體(ti) 排放問題，又增加了額外的燃料來源，豈不美哉？

荷斯坦奶牛 來源丨維基

別說，還真有人做過這樣的嚐試。阿根廷是全世界最大的牛肉出口國之一，據阿根廷國家農(nong) 業(ye) 學院統計，牛排出的氣體(ti) 占阿根廷溫室氣體(ti) 排放量的30%。

該農(nong) 業(ye) 學院研究了一項收集氣體(ti) 的技術，即在不減少牛的養(yang) 殖量的前提下，將牛消化係統排出的氣體(ti) 轉變為(wei) 燃料。他們(men) 使用閥門與(yu) 泵浦係統，將牛消化過程中產(chan) 生的氣體(ti) ，通過消化道由管子輸送到容器中，經過進一步處理，將甲烷從(cong) 二氧化碳等氣體(ti) 分離出來，經壓縮後變成天然氣。

背負“儲(chu) 屁背包”的奶牛 來源丨網絡

所以，如果不能避免甲烷的產(chan) 生，利用收集裝置，把甲烷收集起來利用，也許是不錯的辦法。

不過阿根廷人的這項新設計目前還沒有在世界範圍內(nei) 推廣，能否真正意義(yi) 上一舉(ju) 解決(jue) 奶牛放屁和收集燃料的問題，我們(men) 還需要拭目以待。

其實想想，奶牛也不容易，除了要為(wei) 人類提供牛奶，放屁、打嗝還都要小心翼翼，萬(wan) 一哪天碰到火星，還會(hui) 連自己帶牛棚都被炸上天。

來源：數字北京科學中心

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