奶牛连打嗝带放屁,竟把自己的牛棚都炸飞了!

奶牛连打嗝带放屁,竟把自己的牛棚都炸飞了!
2021年09月23日 10:10 新浪科技综合

  来源: 数字北京科学中心

  审核专家:纪十

  生物学硕士

  打嗝放屁,人之常情,放在动物身上更是不奇怪。毕竟“不慎放屁”的人多少还会有点不好意思,而相比起来,动物们就“放得开”得多了。

  来源丨知乎

  不过即使心态放得开,动物过多放屁也不一定是个好事。在2014年初,德国的一个牛棚里就出过这么一档子事。

  时间是一月末,可能因为外面的天气太过寒冷,农场的牛棚被关得严严实实,里面的90多头奶牛在温暖的室内大口咀嚼着草料,时不时随着反刍打几个嗝,或者尾巴一扬,放出一串“连环屁”。产自牛胃的甲烷充斥于空气中,搞得整个牛棚都隐隐地发出一股让人一言难尽的味道。

  来源丨网络

  忽然间,不知道是某个电器设备还是因为其他什么原因,牛棚里产生了静电火花,牛棚里高浓度的甲烷瞬间被引爆,只听“轰!”的一声,伴随着巨大的响声和火光,牛棚的屋顶被炸出了一个巨大的窟窿!还有不幸的奶牛惨遭飞来横祸,身受烧伤。

  来源丨新浪新闻

  牛屁竟然还有这样的威力,真是难以想象。据科学家们测算,一头奶牛一天能排出多至500升的甲烷。你可能会好奇,奶牛怎么会排放出甲烷气体呢?

  1

  奶牛如何产生甲烷?

  我们知道,牛是一种反刍动物。在正常的代谢过程中,胃和肠道里的微生物会帮助消化它们进食的饲料。

  来源丨网络

  众所周知,奶牛共有四个胃,分别为瘤胃、网胃、瓣胃和皱胃。其中瘤胃体积最大,是细菌发酵食物的主要场所,甲烷就是在瘤胃中产生的。

  瘤胃中有一个复杂的微生物菌群。常见的细菌有纤维素消化菌、半纤维素消化菌、淀粉分解菌、产甲烷菌等,其他微生物还包括真菌、古菌和原虫等。

  二氧化碳在瘤胃中微生物和酶的催化作用下,经过一系列化学反应,使得甲烷杆菌将氢气(H2和甲酸(HCOOH)还原成甲烷(CH4。这是反刍动物消化产生甲烷气体的主要方式。

  瘤胃甲烷生产过程中微生物之间的相互关系来源丨网络

  山东省青岛市畜牧兽医研究所研究指出,奶牛排放甲烷的量主要受其食用饲料的数量及质量的影响,并且牛的年龄、体重也影响甲烷的排放量。

  来源丨动物营养学报2012,24(1):1-7,《牛甲烷排放量的估测》

  甲烷作为除二氧化碳外的第二大温室气体,它的温室效应影响却是二氧化碳的23倍。联合国粮食和农业组织统计数据显示,全球范围内人类活动产生的甲烷有44%来自畜牧业。

  如今,温室效应愈加严重,控制甲烷气体的排放迫在眉睫。如何能帮助奶牛减少甲烷的排放?

  2

  减少排放甲烷的方法

  因奶牛排放甲烷主要受到饲料及瘤胃消化的影响,有研究人员根据这个特点进行实验,发现在奶牛的饲料中添加一种特殊的添加剂,其甲烷的排放量会减少30%。

  研究人员在饲料中添加一种叫3NOP(3-nitrooxypropanol)的添加剂,其主要作用是抑制瘤胃中酶的活性,导致酶无法和胃里的饲料产生催化反应,进而影响甲烷气体的产生。实验结果显示,相比食用不含添加剂饲料的对照组奶牛,食用添加了3NOP的奶牛排放的甲烷下降了30%,体重也有所增加,比对照组奶牛高出80%。

  但是,如果要大量应用饲料添加剂,对养殖者来说成本较高,人们并不愿意使用添加剂。而英国牧民使用的饲料主要以青草为主,青草是一种容易引起发酵作用的饲料,据英国诺丁汉大学的学者菲尔·加恩斯沃西称,如果改为以玉米为主要成分的饲料的话,甲烷排放量可能降低10%。

  除了改变饲料,是否还有其他的方法减少奶牛排放甲烷的量呢?

  在新西兰的科学研究所附近,生活着一群看似普通的奶牛,为什么说看似普通,因为它们都接种了特殊疫苗。这种疫苗能有效的抑制奶牛胃中的一类产甲烷的微生物,防止奶牛在消耗食物的过程中产生催化反应。

  在奶牛的瘤胃中,生活着一种特殊的古菌界微生物——产甲烷菌,它们约占奶牛胃中所有微生物数量的3%。

  实验人员复制出和牛胃一样的无氧环境,利用基因技术,找到了这种微生物的基因序列,研制成功了可以消灭多种不同产甲烷菌的疫苗。只要打上一针,就能减少奶牛放屁,不过因为放屁过量而挨上一针,总觉得奶牛有点冤。

  3

  能否利用奶牛的屁?

  前面的这些方法只能做到减少奶牛排放甲烷的量,目前并没有方法控制奶牛不产生甲烷气体,难道只能停留在降低甲烷排放量,降低温室效应的阶段吗?

  仔细一想,甲烷正是沼气的主要成分,而沼气则是一种可以利用的燃料气体那么,是否可以把奶牛排放的甲烷利用起来呢?既解决了奶牛放屁的温室气体排放问题,又增加了额外的燃料来源,岂不美哉?

  荷斯坦奶牛来源丨维基

  别说,还真有人做过这样的尝试。阿根廷是全世界最大的牛肉出口国之一,据阿根廷国家农业学院统计,牛排出的气体占阿根廷温室气体排放量的30%。

  该农业学院研究了一项收集气体的技术,即在不减少牛的养殖量的前提下,将牛消化系统排出的气体转变为燃料。他们使用阀门与泵浦系统,将牛消化过程中产生的气体,通过消化道由管子输送到容器中,经过进一步处理,将甲烷从二氧化碳等气体分离出来,经压缩后变成天然气。

  背负“储屁背包”的奶牛来源丨网络

  所以,如果不能避免甲烷的产生,利用收集装置,把甲烷收集起来利用,也许是不错的办法。

  不过阿根廷人的这项新设计目前还没有在世界范围内推广,能否真正意义上一举解决奶牛放屁和收集燃料的问题,我们还需要拭目以待。

  其实想想,奶牛也不容易,除了要为人类提供牛奶,放屁、打嗝还都要小心翼翼,万一哪天碰到火星,还会连自己带牛棚都被炸上天。

微生物
新浪科技公众号
新浪科技公众号

“掌”握科技鲜闻 (微信搜索techsina或扫描左侧二维码关注)

创事记

科学探索

科学大家

苹果汇

众测

专题

官方微博

新浪科技 新浪数码 新浪手机 科学探索 苹果汇 新浪众测

公众号

新浪科技

新浪科技为你带来最新鲜的科技资讯

苹果汇

苹果汇为你带来最新鲜的苹果产品新闻

新浪众测

新酷产品第一时间免费试玩

新浪探索

提供最新的科学家新闻,精彩的震撼图片