Как да намалим емисиите на метан от крави с водорасли

Оригирането на добитъка представлява един от най-големите източници на парникови газове на планетата. Но това може да се промени, благодарение на това изследване, което установи, че можете да ги намалите с 60%, като добавите разнообразие от морски растения към вашата диета.

  • от Джеймс Темпъл | преведена от Ана Милутинович
  • 18 декември 2018 г.

В покрайнините на кампуса на Калифорнийския университет в Дейвис (UC Davis, в САЩ) има плевня, в която говедата се нареждат в определените им места за хранене, за да ядат люцерна. Миналата пролет няколко от тези млечни крави от Холщайн (или Фризия) участваха в проучване за тестване на обещаващ подход за намаляване на емисиите на метан, свързани със земеделието. Този сектор представлява един от най-големите източници на парникови газове, които оказват влияние върху изменението на климата. Чрез добавяне на малко количество водорасли към фуража на животните, изследователите откриха това може да намали производството на метан в кравите с почти 60%.

Всяка година обемът на парниковите газове, изхвърлени от добитъка, има затоплящ ефект, подобен на този на повече от седем гигатона на въглероден диоксид, въздействие практически подобно на това, генерирано от транспортната индустрия. Почти 40% от този парников газ (който макар и силно вреден има сравнително кратък живот) се произвежда по време на храносмилането: говедата, козите и овцете се оригват и отделят метан.

Ако намаленията, постигнати в проучването на UC Davis, могат да бъдат приложени към световната животновъдна индустрия, почти два гигатона емисии на метан ще бъдат елиминирани годишно, около една четвърт от общото годишно замърсяване на климата само в САЩ.

Професорът по животни от UC Davis Ermias Kebreab, който ръководи тази работа, се готви да проведе по-амбициозно проучване през следващите месеци. Целта им е да видят дали по-малките, но по-мощни количества водорасли могат допълнително да намалят емисиите на метан. Междувременно някои компании започнаха да проучват какво може да бъде най-трудното предизвикателство: масово отглеждане на водорасли.

„Много, много високи намаления“

Проблемът е в храносмилателния процес на говеда и други преживни животни, известен като ентерична ферментация. Микробите се разграждат в храносмилателния си тракт и черпят енергия от въглехидрати в натъпканите с фибри треви, които ядат. Но същият процес генерира и водород, който служи като храна за друг набор от микроорганизми, които произвеждат метан.

Около 95% от газа излиза през устата и ноздрите на животните. Както можете да си представите, останалите 5% са изгонени по друг не толкова елегантен маршрут.

Изследователите са изследвали различни начини за намаляване на емисиите от добитъка: селективно разплод (някои животни отделят по-малко газ от други), ваксини, трансфер на микробиоми, различни хранителни добавки и по-ефективни храни. Но никой не е дал впечатляващи резултати, обяснява Дан Блаущайн-Рейто, старши земеделски анализатор в Института за пробив, чийто изследователски център е фокусиран върху технологичните решения на екологичните проблеми.

Подходът за водораслите получава голяма подкрепа благодарение на почти изненадващите резултати от ранните научни изследвания. През 2014 г. австралийски изследователи Те откриха че малките дози червени водорасли, известни като Asparagopsis taxiformis, практически елиминират производството на метан в лабораторията. Полеви тестове с живи овце намалени емисии с до 80%, докато експериментът на UC Davis, първият при живи говеда, показва намаление с 58% само с 1% водорасли в диетата.

Повече мляко и повече месо

Kebreab е израснал в Еритрея, източноафриканска държава на брега на Червено море, която се бори с повтарящи се суша и глад. Продължаващият недостиг на мляко и месо го вдъхнови да съсредоточи изследванията си върху животновъдството., с надеждата да намерят устойчиви начини за увеличаване на производството на двата продукта.

намалим

Снимка: Професорът от Университета на Дейвис Ермиас Кебрааб храни крава в кампуса. Кредити: Джейм Темпъл

Kebreab започна да изследва проблема с метана преди повече от десетилетие. Но скорошната му работа върху водораслите се дължи отчасти на приемането на закон от 2016 г. в Калифорния необходими за намаляване на емисиите на метан в държавата с 40%. Това оказа голям натиск върху компаниите да намерят ефективни и достъпни начини за постигане на целта, особено сред животновъдите и млекопроизводителите в Централната долина. Законът основно се фокусира върху свързан, но по-малък проблем за намаляване на метана от животински тор, за който те съществуват налични средства за това и измерване на напредъка. Но намаляването на емисиите от краветата също би послужило на този мандат. "Веднага след като SB-1383 влезе в сила, нивото на интерес се увеличи неимоверно и беше насочено към Калифорния", спомня си Кебраб.

Въпреки това добавянето на водорасли към диетата на кравите имаше отрицателен ефект: животните се хранеха по-малко всеки ден. Това е сериозен проблем, тъй като колкото повече ядат, толкова повече мляко или месо произвеждат. Kebreab подозира, че това е просто въпрос на вкус: водораслите са много солени. Затова изследователите ги смесвали с меласа, за да го скрият.

Но първоначалното проучване използва тип водорасли, които не са толкова мощни, колкото червените водорасли, използвани в ранните австралийски лабораторни експерименти. Kebreab възнамерява да използва този сорт в последващия тест и вярва в това може допълнително да намали емисиите дори с по-малко количество водорасли.

През следващите месеци Kebreab ще ръководи шестмесечен експеримент с 24 говеда. Опитайте се да анализирате отблизо дали ефектът върху метана продължава за по-дълъг период от време, както и дали добавката влияе върху здравето, теглото и качеството на месото.

Теоретично, докато говедата не забелязват вкуса (или свикнат с него), водораслите трябва да им помогнат да наддават на тегло. Блокирането на производството на метан трябва да насочи по-голямата част от консумираните въглехидрати към задачата за изграждане на тъкан. Ако е така, фермерите могат да видят първоначалните разходи за компенсиране на водораслите, макар че това може да не е най-изгодният вариант за напълняване на кравите.

Има и друго безпокойство: как да вземем 200-те килограма червени водорасли, които са им необходими за изследването. Все още не е произведен в търговски мащаб и може да бъде трудно да се направи.

Стигнете до мащаба

Australis Aquaculture, базираният в Масачузетс азиатски производител на лаврак, базиран в Масачузетс, се опитва да произведе този обем водорасли чрез изследователски проект във Виетнам, по-зелена паша (или устойчива паша).

Червените водорасли естествено растат в дивата природа, но ще отнеме много човешки труд, за да ги произведете със скоростта и мащаба, необходими, за да обслужват дори само част от световната животновъдна индустрия. И до сега, водораслите са устояли на опитите за размножаване, обяснява основателят на компанията Джош Голдман.

Снимка: Huynh Thi Khanh, работещ в банката за по-зелена паша. Кредити: По-зелена паша

Greener Grazing и неговите сътрудници следват няколко начина за решаване на проблема. Ако успеят, следващата им стъпка ще бъде опитайте се да отглеждате водорасли край бреговете на Виетнам. Растенията ще бъдат поставени във вид пластмасова мрежа, използвана за отглеждане на стриди, и ще бъдат спуснати на няколко метра под водата, достатъчно дълбоки, за да ги предпазят от вълните, но достатъчно близо до слънцето за фотосинтеза за растеж на горивата.

Междувременно холандският гигант DSM работи върху синтетична добавка за крави. Статия от техните изследователи показва, че метановият инхибитор, известен като 3-нитрооксипропанол, или 3NOP, намалени емисии от млечни крави Холщайн с 30%. Проучването установи, че производството на мляко не е било засегнато по време на 12-седмичния експеримент. И не на последно място, „енергията, спестена от метан“, спомогна за генерирането на тъкан, в резултат на което се увеличи телесното тегло.

DSM Nutritional Products очаква да комерсиализира този фураж за животни и вече е поискал одобрение от Американската администрация по храните и лекарствата за продажба в Съединените щати. Въпреки че намаленията не са толкова драстични, колкото наблюдаваните при първите тестове за водорасли, голяма компания, която вече разполага с производствени центрове и канали за дистрибуция може да увеличи производството по-бързо и да намали разходите повече от подхода, основан на водорасли, обяснява Kebreab.

DSM не отговори на въпроси от MIT Technology Review.

Kebreab си сътрудничи с колега от Станфордския университет (САЩ) Джоан Салвен, Какъв фон Elm Innovations, социално предприятие, което работи за набиране на средства за изследователски инициативи за водорасли и което си сътрудничи с животновъдната индустрия.

Салвен признава, че това е необходимо проучете повече за въздействието на морските водорасли върху здравето както при добитъка, така и върху хората, и той признава, че все още не е ясно дали тези щамове могат да бъдат мащабирани по икономически жизнеспособен начин. Но ако всичко върви добре, той се надява пазарите, движени от силни климатични политики, да помогнат за разширяване на производството и намаляване на разходите.

Връщайки се от конюшнята, Kebreab споменава това няколко рискови капиталисти посещават кампуса, за да научат повече за изследванията и възможностите им. И той е развълнуван, че може да го сподели с тях, като се има предвид размерът на инвестицията, която би била необходима, за да се увеличи индустрията на червените водорасли. Експертът казва: „Колкото повече пари имаме, толкова по-бързо можем да ги изведем на пазара“, но самият той признава, че няма бизнес амбиции. „Просто ми харесва да работя с животни“, заключава той.