來源： 數字北京科學中心

　　審核專家：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”的人多少還會有點不好意思，而相比起來，動物們就“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好事。在2014年初，德國的一個牛棚里就出過這么一檔子事。

　　時間是一月末，可能因為外面的天氣太過寒冷，農場的牛棚被關得嚴嚴實實，里面的90多頭奶牛在溫暖的室內大口咀嚼著草料，時不時隨著反芻打幾個嗝，或者尾巴一揚，放出一串“連環屁”。產自牛胃的甲烷充斥于空氣中，搞得整個牛棚都隱隱地發出一股讓人一言難盡的味道。

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　　忽然間，不知道是某個電器設備還是因為其他什么原因，牛棚里產生了靜電火花，牛棚里高濃度的甲烷瞬間被引爆，只聽“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巨大的窟窿！還有不幸的奶牛慘遭飛來橫禍，身受燒傷。

　　來源丨新浪新聞

　　牛屁竟然還有這樣的威力，真是難以想象。據科學家們測算，一頭奶牛一天能排出多至500升的甲烷。你可能會好奇，奶牛怎么會排放出甲烷氣體呢？

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　　奶牛如何產生甲烷？

　　我們知道，牛是一種反芻動物。在正常的代謝過程中，胃和腸道里的微生物會幫助消化它們進食的飼料。

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　　眾所周知，奶牛共有四個胃，分別為瘤胃、網胃、瓣胃和皺胃。其中瘤胃體積最大，是細菌發酵食物的主要場所，甲烷就是在瘤胃中產生的。

　　瘤胃中有一個復雜的微生物菌群。常見的細菌有纖維素消化菌、半纖維素消化菌、淀粉分解菌、產甲烷菌等，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，經過一系列化學反應，使得甲烷桿菌將氫氣（H2）和甲酸（HCOOH）還原成甲烷（CH4）。這是反芻動物消化產生甲烷氣體的主要方式。

　　瘤胃甲烷生產過程中微生物之間的相互關系來源丨網絡

　　山東省青島市畜牧獸醫研究所研究指出，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，并且牛的年齡、體重也影響甲烷的排放量。

　　來源丨動物營養學報2012，24（1）：1-7，《牛甲烷排放量的估測》

　　甲烷作為除二氧化碳外的第二大溫室氣體，它的溫室效應影響卻是二氧化碳的23倍。聯合國糧食和農業組織統計數據顯示，全球范圍內人類活動產生的甲烷有44%來自畜牧業。

　　如今，溫室效應愈加嚴重，控制甲烷氣體的排放迫在眉睫。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，其主要作用是抑制瘤胃中酶的活性，導致酶無法和胃里的飼料產生催化反應，進而影響甲烷氣體的產生。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，對養殖者來說成本較高，人們并不愿意使用添加劑。而英國牧民使用的飼料主要以青草為主，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，如果改為以玉米為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？

　　在新西蘭的科學研究所附近，生活著一群看似普通的奶牛，為什么說看似普通，因為它們都接種了特殊疫苗。這種疫苗能有效的抑制奶牛胃中的一類產甲烷的微生物，防止奶牛在消耗食物的過程中產生催化反應。

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

　　實驗人員復制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，研制成功了可以消滅多種不同產甲烷菌的疫苗。只要打上一針，就能減少奶牛放屁，不過因為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？

　　前面的這些方法只能做到減少奶牛排放甲烷的量，目前并沒有方法控制奶牛不產生甲烷氣體，難道只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。那么，是否可以把奶牛排放的甲烷利用起來呢？既解決了奶牛放屁的溫室氣體排放問題，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嘗試。阿根廷是全世界最大的牛肉出口國之一，據阿根廷國家農業學院統計，牛排出的氣體占阿根廷溫室氣體排放量的30%。

　　該農業學院研究了一項收集氣體的技術，即在不減少牛的養殖量的前提下，將牛消化系統排出的氣體轉變為燃料。他們使用閥門與泵浦系統，將牛消化過程中產生的氣體，通過消化道由管子輸送到容器中，經過進一步處理，將甲烷從二氧化碳等氣體分離出來，經壓縮后變成天然氣。

　　背負“儲屁背包”的奶牛來源丨網絡

　　所以，如果不能避免甲烷的產生，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范圍內推廣，能否真正意義上一舉解決奶牛放屁和收集燃料的問題，我們還需要拭目以待。

　　其實想想，奶牛也不容易，除了要為人類提供牛奶，放屁、打嗝還都要小心翼翼，萬一哪天碰到火星，還會連自己帶牛棚都被炸上天。