给牛喂点海藻，减少温室气体排放可达82％

诸平

This steer at UC Davis was fed a small amount of seaweed that resulted in a dramatic drop in methane emissions. Credit: Breanna Roque/UC Davis

据黛安·尼尔森（ Diane Nelson）通过美国加州大学戴维斯分校（UC Davis）网站2021年3月17日发布的消息，一项新的长期研究可能意味着有更多可持续的利好。首先是海藻喂养可减少排放，且功效无下降；其次是此研究可以帮助农民更可持续地发展畜牧业，生产更多的牛肉和奶制品；再次是有助于科学家研究未来养殖海藻的方法以便广泛应用。

根据加州大学戴维斯分校的研究人员的最新发现，牛饲料中的少量海藻可以减少肉牛的甲烷排放，最多可减少82％。相关研究结果于3月17日在《公共科学图书馆·综合》（PLoS ONE）杂志网站上发表——Breanna M. Roque, Marielena Venegas, Robert D. Kinley, Rocky de Nys, Toni L. Duarte, Xiang Yang, Ermias Kebreab. Red seaweed (Asparagopsis taxiformis) supplementation reduces enteric methane by over 80 percent in beef steers. PLoS ONE, 2021, 16(3): e0247820. doi.org/10.1371/journal.pone.0247820. Published: March 17, 2021. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0247820. 此研究可能为全世界畜牧业的可持续生产铺平道路。

加州大学戴维斯分校动物科学系教授兼塞斯农基金会主席(Sesnon Endowed Chair)，世界粮食中心(World Food Center)主任埃米亚斯·凯博拉布（Esmias Kebreab）说：“我们现在有确凿的证据表明，牛饲料中的海藻可以有效减少温室气体排放，并且随着时间的推移，功效不会减弱。”埃米亚斯·凯博拉布和他的博士研究生布雷安娜·罗克（Breanna Roque）一起是这项研究的主要参与者。

布雷安娜·罗克补充说：“这可以帮助农民可持续地生产养活世界所需的牛肉和奶制品。”

2020年夏天，在五个月的时间里，埃米亚斯·凯博拉布和布雷安娜·罗克在21头肉牛的日粮中添加了少量的海藻，并追踪了它们的体重增加和甲烷排放。食用约80 g海藻的牛的体重增加与其对照同伴的体重增加没有多大变化，但是，向大气中排放的甲烷却减少了82％。埃米亚斯·凯博拉布和布雷安娜·罗克的最新研究结果是早期的奶牛研究工作的继续（earlier work with dairy cattle），这是世界上首例报道在牛饲料中使用海藻的实验。

更少烦恼，更可持续

温室气体是导致气候变化的主要原因，而甲烷则是有力的温室气体。农业在美国温室气体排放量中的贡献约为10％，其中一半来自奶牛和其他反刍动物，它们在消化草和干草等过程中，全天时会散发出甲烷和其他气体。

由于牛是农业上最主要的温室气体来源，因此许多人建议人们少吃肉以帮助应对气候变化。埃米亚斯·凯博拉布教授取而代之的是寻找通过改善牛的饮食营养结构的方式来减少温室气体排放。

埃米亚斯·凯博拉布解释说：“只有一小部分土地适合农作物生产。” “更多的土地只适合放牧，因此，牲畜在养活不久将居住在地球上的100亿人口中发挥着至关重要的作用。由于牲畜的甲烷排放大部分来自动物本身，因此营养在寻找解决方案中起着重要作用。”

在2018年，埃米亚斯·凯博拉布和布雷安娜·罗克通过在海藻饲喂两周，将奶牛的甲烷排放量减少了50％以上。海藻抑制了牛消化系统中的一种酶，该酶有助于甲烷的产生。

在这项新的研究中，埃米亚斯·凯博拉布和布雷安娜·罗克通过从五个月的幼龄期到以后的整个饲养期，每天给母牛喂淡淡的海藻，持续了五个月，来测试这些减少量是否可持续。 

这些牛每天到一个露天装置来觅食四次，这个装置可以测量它们呼吸中的甲烷含量。结果很明显，食用海藻的牛排放的甲烷要少得多，而且其甲烷排放效率也没有随着时间的推移而下降。

下一步

味觉测试小组的结果发现，与对照组相比，海藻饲喂牛的牛肉风味没有差异。对奶牛的类似测试表明，海藻对牛奶的味道没有影响。 此外，埃米亚斯·凯博拉布领导的科学家团队，正在研究养育海藻的方法，该方法用于养殖——Asparagopsis taxiformis，这种海藻在野外尚未得到足够的广泛应用。另一个挑战：牧场主如何为海地上的放牧牛提供海藻补品？这是埃米亚斯·凯博拉布的下一个研究主题。

埃米亚斯·凯博拉布和布雷安娜·罗克与澳大利亚联邦科学机构，联邦科学与工业研究组织（Commonwealth Scientific and Industrial Research Organization），澳大利亚詹姆斯·库克大学（James Cook University in Australia），澳大利亚肉类和畜牧业（Meat and Livestock Australia）以及蓝海谷仓（Blue Ocean Barns）合作研究牛饲料的添加剂。蓝海谷仓本身就是一家提供加工、销售和认证以海藻为原料的初创公司，埃米亚斯·凯博拉布是该公司的科学顾问。

布雷安娜·罗克说：“还有更多工作要做，但我们对这些结果感到非常鼓舞。” “我们现在对海藻补充剂是否可以持续减少牲畜甲烷排放及其长期有效性的问题有了明确的答案。”

这项研究得到来自Blue Ocean Barns，David and Lucile Packard基金会和Grantham基金会的支持。上述介绍仅供参考，更多信息敬请注意浏览原文或者相关报道。

Abstract

The red macroalgae (seaweed) Asparagopsis spp. has shown to reduce ruminant enteric methane (CH₄) production up to 99% in vitro. The objective of this study was to determine the effect of Asparagopsis taxiformis on CH₄ production (g/day per animal), yield (g CH₄/kg dry matter intake (DMI)), and intensity (g CH₄/kg ADG); average daily gain (ADG; kg gain/day), feed conversion efficiency (FCE; kg ADG/kg DMI), and carcass and meat quality in growing beef steers. Twenty-one Angus-Hereford beef steers were randomly allocated to one of three treatment groups: 0% (Control), 0.25% (Low), and 0.5% (High) A. taxiformis inclusion based on organic matter intake. Steers were fed 3 diets: high, medium, and low forage total mixed ration (TMR) representing life-stage diets of growing beef steers. The Low and High treatments over 147 days reduced enteric CH₄ yield 45 and 68%, respectively. However, there was an interaction between TMR type and the magnitude of CH₄ yield reduction. Supplementing low forage TMR reduced CH₄ yield 69.8% (P <0.01) for Low and 80% (P <0.01) for High treatments. Hydrogen (H₂) yield (g H₂/DMI) increased (P <0.01) 336 and 590% compared to Control for the Low and High treatments, respectively. Carbon dioxide (CO₂) yield (g CO₂/DMI) increased 13.7% between Control and High treatments (P = 0.03). No differences were found in ADG, carcass quality, strip loin proximate analysis and shear force, or consumer taste preferences. DMI tended to decrease 8% (P = 0.08) in the Low treatment and DMI decreased 14% (P <0.01) in the High treatment. Conversely, FCE tended to increase 7% in Low (P = 0.06) and increased 14% in High (P <0.01) treatment compared to Control. The persistent reduction of CH₄ by A. taxiformis supplementation suggests that this is a viable feed additive to significantly decrease the carbon footprint of ruminant livestock and potentially increase production efficiency.