过度生长的藻类 图片来源：pixabay
我们可以训练牛进行如厕吗？我们愿意这样做吗？
这两个问题的答案都是肯定的，这样做可以帮助我们解决水污染和气候变化问题。因为牛尿中的高氮含量会导致一系列环境问题。
当奶牛主要在户外饲养时，例如在新西兰和澳大利亚，它们尿液中的氮会在土壤中分解产生两种有问题的物质：硝酸盐和一氧化二氮。
尿液中的硝酸盐会渗入湖泊、河流和含水层（岩石中的地下水池），污染那里的水并导致杂草和藻类的过度生长。
一氧化二氮是一种持久的温室气体，其效力是二氧化碳的300倍。它约占新西兰温室气体排放量的12%，其中大部分来自农业领域。
在欧洲和北美等地区，奶牛主要饲养在谷仓，当尿液中的氮与谷仓地板上的粪便混合时，会产生另一种污染气体——氨。
奶牛饲养 图片来源：pixabay
然而，如果可以收集并处理牛产生的一些尿液，其中所含的氮就可以被转移从而减少对环境的影响。但是如何实现尿液捕获呢？
我们与来自德国联邦动物健康研究所和农场动物生物学研究所的合作者一起解决了这个问题，并且已将研究成果发表在《当代生物学》（Current Biology）杂志上。这也是我们的同事尼尔·德克森博士论文的一部分。
如厕训练
在我们由大众汽车基金会资助的研究项目中，我们应用行为心理学的原理来训练小牛在特定的地方小便，即使用“厕所”。
行为心理学告诉我们，如果后面有奖励或“强化物”，那么一种行为很可能会重复。这就是我们训练狗在被召唤时过来的方式。
因此，如果我们想鼓励某种特定行为，例如在特定地方小便，我们就应该加强这种行为。在我们的项目中，我们以与儿童如厕训练大致相同的方式应用了这个想法，使用了一种称为“反向链接”的程序。
首先，小牛被限制在厕所区域，即厕所围栏内，当它们小便时用食物进行奖励。这使围栏内成为小便的理想场所。
然后，将小牛放在围栏外的小巷中，并再次加强进入围栏小便的行为。如果小便在小巷里，它会被一种轻微的且令人不快的水喷雾所阻止。
优化训练后，我们训练的8头小牛中有7头学会了在厕所围栏中小便，而且它们的学习速度与人类儿童一样快。
小牛只接受了15天的训练，大多数在20到25次内就学会了全套技能，这比三四岁儿童的如厕训练时间还要快。
这向我们展示了两件以前从未知道的事情：
1、牛可以学会注意自己的排尿反射，因为它们在准备排尿时会走向围栏。
2、在有奖励的情况下，牛可以学会憋尿，直到到达可以排尿的地方。
下一阶段
我们的研究仅仅是概念的证明。牛可以接受如厕训练，而且没有太大困难。但扩大在农业中实际应用的方法涉及两个进一步的挑战，这将是我们项目下一阶段的重点。
首先，我们需要一种方法来检测厕所围栏中的排尿并自动提供行为强化，无需人工干预。
这可能只是一个技术问题。用于检测排尿的电子传感器并不难开发，并且可以在围栏中提供少量有吸引力的奖励。
除此之外，我们还需要确定所需的厕所围栏的最佳位置和数量。在新西兰等国家，这是一个特别具有挑战性的问题，因为在这些国家，牛大部分时间都在开放的围场而不是谷仓中度过。
新西兰的牧场 图片来源：pixabay
我们未来研究的一部分将需要了解牛愿意走多远去使用围栏。我们还需要做更多的工作来了解如何在室内和室外农业环境中最好地将这种技术用于动物。
我们所知道的是，牛尿中的氮会导致水污染和气候变化，而这些影响可以通过对牛进行如厕训练来减少。
我们捕获的尿液越多，就越不需要减少牛的数量来实现减排目标，而且我们在牛的牛奶、黄油、奶酪和肉类的供应上作出的妥协也越少。
翻译：贾荣轩
审校：殷姝雅
引进来源：theconversation
本文来自：中国数字科技馆
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