Methaan is een kortlevend maar krachtig broeikasgas en de op één na grootste veroorzaker van klimaatverandering na koolstofdioxide. En het grootste deel van de door de mens veroorzaakte methaanemissies is afkomstig van vee.

Ongeveer 70% van methaan in de landbouw is afkomstig van enterische fermentatie - chemische reacties in de magen van koeien en andere grazende dieren terwijl ze planten afbreken. De dieren boeren het meeste van dit methaan uit en geven de rest door als winderigheid.

Er zijn ongeveer 1 miljard runderen over de hele wereld, dus het verminderen van methaan in de darm is een effectieve manier om de totale methaanemissies te verminderen. Maar de meeste opties om dit te doen, zoals het veranderen van het voer van de koe naar beter verteerbaar voer of het toevoegen van meer vet, zijn niet kostendekkend. Een onderzoek uit 2015 suggereerde dat het gebruik van zeewier als toevoeging aan het normale voer van runderen de methaanproductie zou kunnen verminderen. maar dit onderzoek is gedaan in een laboratorium, niet bij levende dieren.

We bestuderen duurzame landbouw, gericht op vee. In een nieuw gepubliceerde studie, laten we zien dat het gebruik van rood zeewier ( Asparagopsis ) als voedingssupplement kan zowel de methaanemissies als de voerkosten verminderen zonder de vleeskwaliteit aan te tasten. Als deze bevindingen kunnen worden opgeschaald en gecommercialiseerd, ze zouden de veehouderij kunnen omvormen tot een economisch en ecologisch duurzamere industrie.

Plantenvergistingsmachines

herkauwers, zoals koeien, schapen en geiten, plantaardig materiaal kan verteren dat voor mens en dier onverteerbaar is met eenvoudige magen, zoals varkens en kippen. Dit unieke vermogen komt voort uit de magen met vier compartimenten van herkauwers, met name het penscompartiment, die een groot aantal verschillende microben bevat die voer fermenteren en afbreken tot voedingsstoffen.

Dit proces genereert ook bijproducten die het lichaam van de koe niet opneemt, zoals kooldioxide en waterstof. Methaanproducerende microben, methanogenen genoemd, gebruik deze verbindingen om methaan te vormen, die het lichaam van de koe verdrijft.

We hebben dit probleem voor het eerst geanalyseerd in een onderzoek uit 2019, het eerste dergelijke onderzoek dat werd uitgevoerd bij runderen in plaats van in een laboratorium. In dat werk, we toonden aan dat het aanvullen van het voer van melkkoeien met ongeveer 10 ons zeewier per dag de methaanemissies tot 67% verminderde. Echter, het vee dat deze relatief grote hoeveelheid zeewier at, verbruikte minder voer. Dit verminderde hun melkproductie - een duidelijk nadeel voor melkveehouders.

Onze nieuwe studie probeerde verschillende vragen te beantwoorden die belangrijk zouden zijn voor boeren die overwegen om zeewiersupplementen in hun vee te gebruiken. We wilden weten of het zeewier tot drie jaar houdbaar was; of microben die methaan produceren in de magen van koeien zich kunnen aanpassen aan het zeewier, het ineffectief maken; en of het soort dieet dat de koeien aten de effectiviteit van het zeewier bij het verminderen van de methaanemissies veranderde. En we gebruikten minder zeewier dan in ons onderzoek uit 2019.

Betere groei met minder voer

Voor de studie, we voegden gedurende 21 weken dagelijks 1,5 tot 3 ons zeewier per dier toe aan het voer van 21 vleeskoeien. Zoals met de meeste nieuwe ingrediënten in rundveevoer, het duurde even voordat de dieren aan de smaak van zeewier gewend waren, maar binnen een paar weken raakten ze eraan gewend.

Zoals we verwachtten, de ossen gaven veel meer waterstof vrij - tot wel 750% meer, meestal uit hun mond, omdat hun systemen minder methaan produceerden. Waterstof heeft een minimale impact op het milieu. Zeewiersupplementen hadden geen invloed op de CO2-uitstoot van de dieren.

We ontdekten ook dat zeewier dat drie jaar in een vriezer was bewaard, zijn effectiviteit behield, en dat microben in het spijsverteringsstelsel van de koeien zich niet aanpasten aan het zeewier op een manier die de effecten ervan neutraliseerde.

Tijdens het experiment voerden we elk van de dieren drie verschillende diëten. Deze rantsoenen bevatten wisselende hoeveelheden gedroogde grassen, zoals luzerne en tarwehooi, die voedergewassen worden genoemd. Runderen kunnen ook vers gras eten, granen, melasse en bijproducten zoals amandelschil en katoenzaad.

De methaanproductie in de pens neemt toe met toenemende hoeveelheden voer in het voer van koeien, dus wilden we zien of de hoeveelheid voer ook van invloed was op hoe goed zeewier de totale methaanvorming verminderde. De methaanemissie van runderen met een hoog voederdieet daalde met 33% tot 52%, afhankelijk van hoeveel zeewier ze aten. De emissies van runderen die ruwvoer kregen, daalden met 70% tot 80%. Dit verschil kan een weerspiegeling zijn van lagere niveaus van een enzym dat betrokken is bij de productie van methaan in de ingewanden van vezelarme diëten die met vee worden gevoerd.

Een belangrijke bevinding was dat de ossen in ons onderzoek voer tot 20% efficiënter in lichaamsgewicht omzetten dan runderen met een conventioneel dieet. Dit voordeel kan de productiekosten voor boeren verlagen, omdat ze dan minder voer hoeven te kopen. Bijvoorbeeld, we berekenen dat een producent die 1 eindigt, 000 stuks vleesvee, dat wil zeggen door ze een energierijk dieet te geven om te groeien en spieren toe te voegen, kunnen de voerkosten met US $ 40 worden verlaagd, 320 tot $87, 320 afhankelijk van hoeveel zeewier het vee consumeerde.

We weten niet zeker waarom het voeren van zeewiersupplementen voor runderen hen hielp om meer van hun dieet om te zetten in gewichtstoename. Echter, eerder onderzoek heeft gesuggereerd dat sommige pensmicro-organismen waterstof kunnen gebruiken dat niet langer in de methaanproductie gaat om energierijke voedingsstoffen te genereren die de koe vervolgens kan gebruiken voor extra groei.

Toen een panel van consumenten vlees proefde van runderen die in ons onderzoek waren grootgebracht, ze ontdekten geen verschil in tederheid, sappigheid of smaak tussen vlees van runderen die zeewier consumeerden en anderen die dat niet deden.

Het commercialiseren van zeewier als toevoegingsmiddel voor veevoer zou veel stappen met zich meebrengen. Eerst, wetenschappers zouden aquacultuurtechnieken moeten ontwikkelen om op grote schaal zeewier te produceren, hetzij in de oceaan of in tanks op het land. En de Amerikaanse Food and Drug Administration zou het gebruik van zeewier als voedingssupplement voor commercieel vee moeten goedkeuren.

Boeren en veeboeren konden ook geld verdienen om de uitstoot van hun vee te verminderen. Klimaatwetenschappers zouden richtlijnen moeten geven voor het kwantificeren, monitoring en verificatie van de methaanemissiereducties van runderen. Dergelijke regels zouden veehouders in staat kunnen stellen kredieten te verdienen van CO2-compensatieprogramma's over de hele wereld.

Dit artikel is opnieuw gepubliceerd vanuit The Conversation onder een Creative Commons-licentie. Lees het originele artikel.