Свиные газы: метан, навоз и наука о газах у свиней
Свиньи славятся своим аппетитом, но их пищеварительная система делает их ещё и выдающимися производителями кишечных газов. От брожения в толстом кишечнике до навозных ям, которые буквально взрывались, — наука о свином метеоризме на удивление драматична.
Как свиньи образуют газы
В отличие от коров и овец, свиньи — моногастричные животные, то есть у них однокамерный желудок, а не многокамерный рубец. Они не сбраживают траву непрерывно в огромном преджелудке. Вместо этого большая часть микробного брожения происходит в заднем отделе кишечника — в слепой и толстой кишке, — где обитающие там бактерии расщепляют клетчатку и непереваренные углеводы, ускользнувшие из тонкого кишечника. При этом брожении выделяются водород, углекислый газ и немного метана, а также следовые количества серных соединений, таких как сероводород, которые придают свиному газу его печально известный запах. Поскольку свиньи едят богатые энергией рационы на основе зерна, их кишечный микробиом приспособлен быстро сбраживать крахмал и растворимую клетчатку, образуя после кормления значительные объёмы газа. Состав меняется в зависимости от рациона: корма с высоким содержанием клетчатки увеличивают выход водорода и метана, а богатые белком рационы усиливают более пахучие серные газы.
Метан и проблема навоза
Когда люди думают о скоте и климате, они обычно представляют отрыгивающих коров. Свиньи выделяют гораздо меньше кишечного метана на одно животное, чем жвачные, потому что их брожение в толстом кишечнике образует меньшие количества газа. Однако главная климатическая проблема свиней вовсе не их метеоризм, а их навоз. На крупных интенсивных фермах жидкий навоз хранится в резервуарах, ямах и открытых лагунах, где он разлагается без доступа кислорода. Эти анаэробные условия идеальны для метаногенов — архей, превращающих органику в метан. Управление навозом может составлять большую часть метанового следа свиноводческого хозяйства, намного превышая газы, выделяемые самими животными напрямую. Именно поэтому улавливание биогаза из жидкого навоза и улучшение методов его хранения играют ключевую роль в снижении воздействия производства свинины на окружающую среду во всём мире.
Взрывающийся свинарник и ядовитые ямы
Свиной газ может быть по-настоящему опасен. В январе 2014 года свиноферма в Расдорфе, Германия, попала в заголовки, когда скопившийся метан от животных и их навоза воспламенился — предположительно от искры статического электричества. Взрыв повредил свинарник, приподнял крышу и оставил одной свинье ожоги. Помимо таких редких взрывов, настоящая повседневная опасность — это сероводород. Пока навоз разлагается в закрытых ямах и резервуарах, он выделяет этот тяжёлый ядовитый газ, который при перемешивании жидкого навоза может за считанные секунды достичь смертельных концентраций. Рабочие и животные гибли от отравления сероводородом в плохо проветриваемых помещениях для содержания. По этой причине современные свинарники полагаются на тщательную вентиляцию, контроль газов и строгие протоколы безопасности при обращении с навозом.
Рацион, благополучие и снижение выбросов
Исследователи и фермеры активно работают над тем, чтобы уменьшить и запах, и климатическое воздействие свиных газов. Корректировка рациона — один из самых действенных рычагов: добавление сбраживаемой клетчатки, ферментов или пробиотиков способно изменить характер брожения, повысить эффективность корма и снизить запах. Кормовые добавки, такие как бензойная кислота и некоторые растительные экстракты, доказанно уменьшают выбросы аммиака и серы. Что касается навоза, то укрытие лагун, подкисление жидкого навоза и установка анаэробных реакторов, улавливающих метан для получения энергии, превращают проблему загрязнения в возобновляемый биогаз. Эти меры также улучшают качество воздуха внутри свинарников, что идёт на пользу благополучию животных и здоровью работников. Управление свиным газом, как выясняется, в такой же мере дело инженерии и питания, как и биологии.
А вы знали?
- Свиньи — моногастричные животные с брожением в толстом кишечнике, поэтому они выделяют гораздо меньше кишечного метана, чем коровы или овцы.
- Большая часть метана свинофермы образуется из хранимого навоза, а не из метеоризма самих животных.
- Сероводород, выделяющийся из навозных ям, при перемешивании навоза может за секунды достичь смертельного уровня.
- Взрыв метана на немецкой свиноферме в 2014 году приподнял крышу свинарника и ранил свинью.
Интересный факт
В 2014 году в свинарнике в Расдорфе, Германия, скопилось столько метана, что искра статического электричества подожгла его — взрыв сорвал крышу и оставил одной невезучей свинье опалённую кожу.
Источники
- Jensen, B. B., Methanogenesis in monogastric animals, Environmental Monitoring and Assessment, 1996
- U.S. EPA, Inventory of Greenhouse Gas Emissions and Sinks: Manure Management, 2023
- Chenard, L. et al., Hydrogen Sulphide Hazards in Swine Operations, Journal of Agricultural Safety and Health, 2003