Soms benadert zuivelwetenschapper Michel Wattiaux zijn onderzoek als een agent bij een verkeersstop. Hij gebruikt een ademanalysator om te controleren op problematische fermentatieproducten.

Vorige lente, de onderzoeker van de Universiteit van Wisconsin-Madison begon een gespecialiseerd apparaat te gebruiken om het methaan te meten dat werd uitgeademd of uitgebraakt door een groep Holsteins en Jerseys. Het was de eerste stap in een lopend onderzoek door zuivelwetenschappers, ingenieurs en agronomen om te zien hoe het ras en de voerconsumptie van een koe de broeikasgassen beïnvloeden die door haar darmen en haar mest worden gegenereerd.

Broeikasgassen, die zich in de atmosfeer verzamelen en de zonnestraling vasthouden, zijn een groot probleem voor de zuivelindustrie. Methaan is een punt van zorg omdat het bijzonder krachtig is - het vangt ongeveer 30 keer zoveel straling op als koolstofdioxide - en een koe genereert er veel van in haar pens, de enorme maagkamer waar microben maar liefst 200 lbs fermenteren. van plantaardig materiaal. Ook zorgwekkend is lachgas, een ander krachtig broeikasgas dat wordt uitgestoten uit mest tijdens opslag en nadat het in het veld is verspreid.

De Amerikaanse zuivelindustrie heeft zich ten doel gesteld de uitstoot van broeikasgassen tegen 2020 met 25 procent te verminderen. en UW-Madison-onderzoekers helpen bij het identificeren van strategieën om dat te bereiken.

Het bemonsteren van de adem van de koe was de eerste in een reeks experimenten die waren ontworpen om de uitstoot van broeikasgassen op drie kritieke punten te meten:van de adem van de koe, van haar mest tijdens opslag, en van het veld waar haar mest wordt uitgereden. De onderzoekers kijken naar hoe drie variabelen - ras van de koe, soort kuilvoer, en relatieve hoeveelheden voer in het dieet - beïnvloeden de uitstoot van broeikasgassen op elk punt.

Hoewel versies van elk van deze experimenten afzonderlijk zijn uitgevoerd op de campus van UW-Madison, Wattiaux zegt dat dit de eerste keer is dat de drie zijn geïntegreerd, zodat de uitstoot van een koe en haar mest kan worden gevolgd van stal tot mestopslag tot op het veld.

"Dit is de eerste keer dat we het voedingsgedeelte doen, het mestopslaggedeelte en het veldtoepassingsgedeelte achtereenvolgens, en dan alles bij elkaar opgeteld om de zuivelindustrie in Wisconsin een solide getal te geven voor hoeveel methaan en lachgas er uit hun boerderijen komt, afhankelijk van het ras, het soort dieet en de hoeveelheid ruwvoer in het dieet, " hij zegt.

Voor het eerste experiment die in juni begon en vier maanden duurde, onderzoekers voerden 24 Holsteins en Jerseys een rantsoen dat ofwel luzernekuilvoer of maïskuilvoer bevatte, de twee primaire voedergewassen die op melkveebedrijven in Wisconsin worden gevoerd, samen met wat graan. Sommige koeien kregen veel voer in verhouding tot graan, terwijl anderen minder kuilvoer en meer graan kregen. Onderzoekers hebben periodiek de uitgeademde lucht van elke koe bemonsterd met behulp van het GreenFeed-systeem, een analytisch hulpmiddel dat is ontworpen om de dagelijkse methaanemissie te bepalen.

"Het druppelt een beetje zoet voer om haar te verleiden haar neus er tegenaan te steken, Wattiaux legt uit. "De apparatuur zuigt de lucht naar binnen, meet luchtstroom, meet de concentratie van methaan en schat vervolgens de hoeveelheid methaan."

Bij het tweede experiment de mest van de koeien werd verzameld en twee maanden in vaten bewaard om mestopslag op een melkveebedrijf te simuleren. Afgestudeerde student Elias Uddin werkte 60 dagen samen met professor in biologische systeemtechniek, Rebecca Larson, om de uitstoot van zowel methaan als lachgas uit elk vat te meten.

Het derde experiment begon eind oktober om het verspreiden van mest na de oogst te simuleren, typisch voor veel boerderijen in Wisconsin. Onderzoekers pasten de opgeslagen mest toe op 24 veldpercelen in het Arlington Agricultural Research Station. Onder toezicht van agronomen Greg Sandford en Randy Jackson, een team van studenten is afgelopen herfst begonnen met het monitoren van de emissies van de percelen en zal dit voorjaar worden hervat.

Wattiaux gelooft dat de bevindingen van dit onderzoek nuttig zullen zijn voor wetenschappers die beslissingsmodellen voor het hele bedrijf creëren die producenten gebruiken om de uitkomst van verschillende managementpraktijken te voorspellen. Hij vergelijkt het met software zoals SnapPlus uit Wisconsin, die boeren gebruiken om het verlies van bodem en nutriënten van hun velden tot een minimum te beperken.

"Bij SnapPlus, je levert de veldkenmerken zoals locatie en helling en gewasbeheerpraktijken, en het model geeft je 'T', uw aanvaardbare bodemverlies, zodat je ervoor kunt zorgen dat je daaronder blijft, ' zegt hij. 'Ik denk dat we met dit onderzoek dezelfde kant op gaan. Een model kan een aanvaardbaar niveau van broeikasgasemissies berekenen en informatie verschaffen over hoe onder dat totaal te blijven door nieuwe technieken in het veld toe te passen, nieuwe technieken in de bewaring en nieuwe technieken in het voeren."