牛羊通过打嗝排放甲烷，不仅加剧温室效应，更导致能量流失，也是农业领域实现全球1.5°C限温目标不可忽视的一环。瘤胃是反刍动物营养消化利用的重要场所，而氢代谢是连接复杂厌氧发酵、能量分配与甲烷生成的关键纽带。因此，传统经典反刍动物营养碳氮营养代谢理论研究，无法破解牛羊养殖减碳增效的产业难题。
为进一步扒开牛羊养殖“碳账本”更底层的“氢账本”，研究所反刍动物生态营养团队提出“瘤胃氢经济（Rumen H2 economy）”这一新概念，将瘤胃中的氢产生、传递和消耗视为一个相互耦联的生态代谢网络。该框架强调，通过调控氢供应、优化微生物间氢传递关系、强化替代电子汇以及构建智能化调控体系，可以实现从“抑制甲烷生成”向“优化电子流利用”的理念转变。在这一框架下，甲烷排放并非氢代谢的唯一归宿，而是微生物电子流分配失衡的一种结果。未来减排策略的关键，应从单纯抑制甲烷生成转向优化氢和电子流向，引导更多还原力进入乙酸、丙酸等宿主可利用代谢产物形成途径，从而兼顾甲烷减排与能量利用效率提升。
文章进一步指出，基于“瘤胃氢经济”理念，未来精准调控可从多个层面展开：通过调节产氢微生物及其代谢活动降低氢供应；通过解析并干预微生物间的氢传递关系，优化瘤胃电子流网络；通过强化产乙酸、丙酸等替代电子汇，提高还原力利用效率；并结合传感技术、人工智能和系统建模，实现对瘤胃代谢状态的动态预测与精准调控。
这一新框架为探索牛羊养殖减排增效新方案提供了新的理论视角，也为未来绿色畜牧业发展提供了新的技术路线。研究团队认为，随着微生物组工程、精准营养和智能农业技术的发展，氢代谢调控有望成为推动低排放、高效率牛羊生长生产的重要突破口。
该观点以Reprogramming rumen hydrogen economy for methane mitigation to fulfill the climate goal为题发表于国际期刊The Innovation，得到了国家重点研发计划和国家基金的资助
“瘤胃氢经济”调控的概念框架图。重塑瘤胃氢代谢网络以减少甲烷排放和提高能量利用。e-代表电子；CH4代表甲烷；VFA代表挥发性脂肪酸