Bò thải methane bằng ợ hơi: Thay đổi thức ăn có giúp giảm phát thải?

Luật kiểm soát methane từ gia súc mà California thông qua năm 2016 từng bị chế giễu như một nỗ lực quản lý “xì hơi bò”. Cách gọi ấy khiến vấn đề bị hiểu sai ngay từ đầu: khoảng 95% methane do bò thải ra thoát qua ợ hơi, không phải qua phần cuối đường tiêu hóa. Có thể giảm lượng khí này bằng thức ăn, bởi methane được tạo ra bởi vi sinh vật trong dạ cỏ và một số hợp chất trong thức ăn có khả năng cản trở chúng. [1]

Tuy vậy, đây không phải chuyện chỉ cần đổi một món trong khẩu phần là giải quyết xong. Các thử nghiệm với oregano và rong biển cho thấy hướng can thiệp vào hệ vi sinh có triển vọng, nhưng hiệu quả có thể mất đi khi ngừng bổ sung. Muốn hiểu vì sao, trước hết cần tách methane khỏi một loại khí khác thường xuất hiện trong câu chuyện về bụng bò: carbon dioxide. [1]

Bò ợ methane như thế nào?

Dạ cỏ là ngăn đầu tiên trong hệ tiêu hóa của bò, nơi thức ăn thực vật được lên men. Quá trình này có sự tham gia của nhiều vi sinh vật. Trong số đó, methanogen là nhóm tạo ra methane. Khí tích tụ trong hệ tiêu hóa rồi được bò đẩy ra ngoài chủ yếu bằng động tác ợ. Vì vậy, methane ở đây là sản phẩm của một hệ sinh thái vi mô đang xử lý thức ăn, chứ không đơn thuần là phần không khí bò nuốt vào khi ăn. [1]

Điều đó cũng giải thích vì sao khẩu phần có thể trở thành điểm can thiệp. Thức ăn không chỉ cung cấp năng lượng cho bò mà còn tạo môi trường và nguyên liệu cho vi sinh vật trong dạ cỏ. Nếu một thành phần thức ăn làm suy yếu methanogen hoặc làm gián đoạn phản ứng hóa học mà chúng cần, lượng methane tạo thành có thể giảm. Tác động vì thế diễn ra từ bên trong quá trình lên men, trước khi khí được ợ ra. [1]

Chướng bụng có phải do methane?

Methane thường bị đánh đồng với hiện tượng chướng bụng nguy hiểm ở bò, nhưng hai vấn đề không hoàn toàn trùng nhau. Khi bò ăn một số cây họ đậu như cỏ ba lá hoặc cỏ linh lăng, quá trình lên men có thể tạo nhiều carbon dioxide. Bình thường bò cũng ợ khí này ra. Rắc rối xảy đến khi khí sinh ra quá nhanh, lối thoát bị thức ăn cản trở hoặc bọt dày hình thành trong dạ cỏ và giữ khí lại. [1]

Áp suất tăng có thể làm dạ cỏ phồng lớn, chèn ép tim hoặc phổi; trường hợp cực đoan còn có thể làm vỡ dạ cỏ. Như vậy, lời lo ngại rằng ngăn bò thoát khí sẽ gây nguy hiểm có một phần cơ sở sinh lý, nhưng đã đặt nhầm loại khí vào trung tâm. Chướng bụng được mô tả ở đây chủ yếu liên quan đến carbon dioxide mắc kẹt, trong khi chính sách khí hậu nhắm đến methane thoát ra thường xuyên qua ợ hơi. [1]

Vì sao lượng khí từ một con bò trở thành vấn đề lớn?

Một lần ợ của một con bò khó tạo cảm giác đáng kể. Quy mô chỉ hiện rõ khi cùng quá trình lặp lại liên tục trên cả đàn. Bài viết của Science History Institute năm 2018 ước tính thế giới khi đó có khoảng 1,5 tỷ con bò. Với số lượng như vậy, một dòng phát thải nhỏ ở từng cá thể có thể cộng lại thành nguồn methane đáng chú ý. [1]

Methane đáng quan tâm vì mỗi phân tử giữ nhiệt mạnh hơn carbon dioxide. Bài viết năm 2018 dùng mức so sánh gấp 25 lần, nhưng con số cụ thể không cần thiết để hiểu trọng tâm: giảm methane từ tiêu hóa gia súc có thể góp phần hạn chế tác động khí hậu. Vấn đề kỹ thuật là làm giảm hoạt động tạo methane mà không cản trở khả năng tiêu hóa thức ăn của bò. [1]

Oregano và rong biển tác động ra sao?

Oregano chứa carvacrol, một hợp chất có khả năng tác động chọn lọc lên methanogen. Ý tưởng là trộn oregano vào thức ăn để làm giảm nhóm vi sinh vật tạo methane ngay trong dạ cỏ. Đây là cách tiếp cận khác với việc thu khí sau khi bò đã ợ: nó tìm cách hạn chế lượng khí được tạo ra từ đầu. Tuy nhiên, hiệu quả thực tế còn phụ thuộc vào việc duy trì thành phần bổ sung trong khẩu phần. [1]

Rong biển được chú ý vì chứa bromoform, hợp chất có thể phản ứng với vitamin B12 trong methanogen và làm gián đoạn các enzyme quan trọng. Một thử nghiệm được Science History Institute mô tả cho thấy tỷ lệ rong biển nhỏ trong thức ăn đã tạo ra mức giảm methane lớn. Kết quả ấy thể hiện tiềm năng của cơ chế, nhưng không có nghĩa mọi loại rong biển, mọi khẩu phần hay mọi đàn bò đều sẽ cho cùng mức giảm. [1]

Điểm chung của hai hướng thử nghiệm là chúng không tác động trực tiếp lên hành vi ợ. Bò vẫn cần đẩy khí ra khỏi hệ tiêu hóa; điều thay đổi là thành phần và lượng khí được vi sinh vật tạo ra. Có thể hình dung đây là việc điều chỉnh hoạt động của một “xưởng lên men” trong dạ cỏ, thay vì tìm cách bịt đường thoát của sản phẩm sau lên men. [1]

Tại sao giải pháp bằng thức ăn chưa đơn giản?

Quần thể methanogen có thể phục hồi khi ngừng bổ sung oregano hoặc rong biển. Vì thế, hiệu quả được ghi nhận có thể chỉ tồn tại trong thời gian bò tiếp tục ăn khẩu phần đã điều chỉnh. Một giải pháp áp dụng trên diện rộng còn phải duy trì được tác động qua thời gian, đồng thời phù hợp với cách nuôi và chế độ ăn của đàn bò. Các thử nghiệm ban đầu mới cho thấy có thể can thiệp vào cơ chế, chưa biến nó thành một công thức chung. [1]

Giảm methanogen còn có một lợi ích tiềm năng khác: quá trình tạo methane lấy đi một phần năng lượng trong thức ăn. Bài viết năm 2018 ước tính phần thất thoát này vào khoảng 7%. Nếu hạn chế được nó mà vẫn giữ hệ tiêu hóa hoạt động ổn định, bò có thể sử dụng thêm năng lượng cho tăng trưởng hoặc tạo sữa. Đây là lý do hướng nghiên cứu khẩu phần có thể hấp dẫn cả về khí hậu lẫn hiệu quả chăn nuôi. [1]

Câu hỏi vì thế không còn là liệu thức ăn có thể ảnh hưởng đến methane hay không, mà là tác động nào đủ bền và phù hợp để sử dụng lâu dài. Oregano và rong biển cho thấy vi sinh vật trong dạ cỏ là mục tiêu có thể tác động. Đồng thời, sự phục hồi của methanogen nhắc rằng hệ tiêu hóa là một hệ sống luôn biến đổi, không phải một cỗ máy chỉ cần thay một nguyên liệu là cho kết quả cố định. [1]