Tang kunne få køer til at bøvse mindre metan og reducere deres kulstofaftryk

Jame Temple

I en trælade på kanten af ​​campus ved University of California, Davis, står kvæg i kø ved deres tildelte foderpladser for at snuppe mundfulde lucernehø.

Sidste forår deltog flere af disse holsteinske malkekøer i en undersøgelse for at teste en lovende vej til at reducere metan-emissioner fra husdyr, en enorm kilde til de drivhusgasser, der driver klimaændringerne. Ved at tilføje en lille mængde tang til dyrenes foder, fandt forskerne ud, kunne de skære køernes metanproduktion ned med næsten 60%.

Husdyrproduktionen pumper hvert år drivhusgasser ud med tilsvarende opvarmningseffekt af mere end 7 gigaton af kuldioxid, nogenlunde det samme global indflydelse som transportindustrien. Næsten 40 % af det produceres under fordøjelsen: kvæg, geder og får bøvser og passerer metan, en meget potent, omend relativt kortvarig, drivhusgas.

Hvis reduktionerne opnået i UC Davis-undersøgelsen kunne anvendes på tværs af den verdensomspændende husdyrindustri, ville det eliminere næsten 2 gigaton af disse emissioner årligt - omkring en fjerdedel af USAs samlede klimaforurening hvert år.

Ermias Kebreab, en dyrevidenskabsprofessor ved UC Davis, der leder arbejdet, forbereder sig på at foretage en mere ambitiøs undersøgelse i de kommende måneder, der evaluerer, om mindre mængder af en mere potent form for tang kan reducere metan-emissionerne yderligere. I mellemtiden er nogle virksomheder begyndt at udforske, hvad der kunne være den sværere udfordring: at dyrke det i massiv skala.

Meget, meget høje reduktioner

Problemet er fordøjelsesprocessen hos kvæg og andre drøvtyggere, kendt som enterisk gæring. Mikrober i deres fordøjelseskanaler nedbryder og udvinder energi fra kulhydraterne i fibergræsser. Men den samme proces genererer også brint, som et særskilt sæt mikroorganismer lever af og producerer metan.

Omkring 95 % af gassen slipper ud gennem munden og næseborene, mens resten går ud i den anden retning.

Forskere har undersøgt en række potentielle veje til at sænke husdyremissioner, herunder selektiv avl (nogle dyr er mindre gasformige end andre), vacciner, mikrobiomoverførsler, forskellige kosttilskud og mere effektive foderstoffer - alt sammen med varierende resultater, siger Dan Blaustein-Rejto , senior landbrugsanalytiker hos Breakthrough Institute, et forskningscenter med fokus på teknologiske løsninger på miljøproblemer.

Men der er voksende momentum bag tangtilgangen takket være næsten chokerende effektive resultater i indledende videnskabelige undersøgelser. I 2014, australske forskere fundet at lave doser af en rød alge kendt som Asparagopsis taxiformis næsten elimineret metanproduktion i laboratorieforsøg. Markforsøg med levende får reducere emissioner så meget som 80 %, mens UC Davis-eksperimentet, det første på levende kvæg, viste en reduktion på 58 % i gennemsnit, når en relateret tang udgjorde 1 % af deres kost.

Mere mælk og kød

Kebreab voksede op i Eritrea, et østafrikansk land på kysten af ​​Det Røde Hav, der kæmper med tilbagevendende tørker og hungersnød. Den konstante mangel på mælk eller kød inspirerede ham til at studere husdyr i håbet om at finde bæredygtige måder at producere mere af begge.

UC Davis-professor Ermias Kebreab håndfodrer en ko på campus. Jame Temple

Kebreab begyndte først at forske i metanproblemet for mere end ti år siden. Men det seneste arbejde med tang var til dels foranlediget af Californiens vedtagelse af en lov i 2016, der opfordrede til at reducere statens metan-emissioner med 40%. Det har lagt et reelt pres på virksomhederne for at finde effektive og overkommelige måder at gøre det på, især blandt Central Valleys kvæg- og mælkebønder. Vedtægten fokuserer primært på det relaterede, men mindre problem med at reducere metan fra husdyrgødning - som der er nogle tilgængelige midler til at gøre og måle fremskridt . Men reduktion af emissioner fra ko bøvser vil også tælle med at opfylde dette mandat.

Så snart SB-1383 kom online, steg interesseniveauet enormt - og det er koncentreret i Californien, siger Kebreab.

En negativ bivirkning i det indledende UC Davis-studie er, at kvæget mindskede den mængde, de indtog hver dag. Det er en stor sag, da jo mere køerne spiser, jo mere mælk eller kød producerer de. Kebreab formoder, at problemet simpelthen var smag: tang er meget salt. Forskerne blandede det i sidste ende med melasse for at hjælpe medicinen med at gå ned.

Men afgørende, i den indledende undersøgelse, brugte de en form for tang, der ikke er så potent som de røde alger, der blev brugt i de indledende australske laboratorieeksperimenter. Kebreab har til hensigt at bruge den stamme i det opfølgende forsøg, og han mener, at det kan reducere flere emissioner selv ved en lavere dosis.

I de kommende måneder vil Kebreab overvåge et seks måneders eksperiment med 24 kødkvæg. Han planlægger at nøje vurdere, om effekten på metan holder sig på samme niveau over en længere periode, samt om tilskuddet påvirker sundhed, vægt og kødets kvalitet.

Teoretisk set, så længe kvæget ikke bemærker smagen (eller vænner sig til det), bør tangen hjælpe dem med at tage på. Blokering af metanproduktionen skulle betyde, at flere af de forbrugte kulhydrater ledes til opgaven med at opbygge væv. Hvis det er tilfældet, kunne landmændene se et økonomisk afkast på de forudgående omkostninger ved dette tillæg - selvom det måske eller måske ikke er den mest omkostningseffektive mulighed for at pakke på vægt.

Men der er en anden bekymring: hvordan man får de 200 kilo rød tang, de skal bruge til undersøgelsen. Det er endnu ikke produceret i kommerciel skala, og det kan vise sig vanskeligt at gøre det.

At komme til skala

Australis Aquaculture, en producent af havopdrættet asiatisk havaborre baseret i Greenfield, Massachusetts, forsøger at finde en vej gennem et forskningsprojekt i Vietnam, kaldet Greener Grazing.

De røde alger vokser naturligt i naturen, men det vil kræve en tung menneskelig hånd at producere den med den hastighed og den skala, der er nødvendig for at tjene selv en brøkdel af den globale husdyrindustri. Og indtil videre har tangen modstået forsøg på at få den til at formere sig, siger Josh Goldman, virksomhedens grundlægger.

Huynh Thi Khanh på arbejde i Greener Grazings frøbank. Grønnere Græsning

Greener Grazing og dets samarbejdspartnere følger flere veje for at løse problemet. Hvis de knækker det, vil virksomheden gå videre til næste trin i forsøget på at dyrke tang ud for Vietnams kyst. Planterne ville blive placeret inden for den type plastikrørsnet, der bruges til at dyrke østers, og suspenderet et par meter under vandet - lige dybt nok til at blive beskyttet mod bølger, men tæt nok på solen til, at fotosyntese kan drive væksten.

I mellemtiden arbejder DSM, det gigantiske hollandske konglomerat, på et syntetisk additiv til køerne. Et papir, som dets forskere var medforfatter til, fandt ud af, at en methanhæmmer kendt som 3-nitrooxypropanol eller 3NOP reducerede emissionerne med 30 % i ammende Holsteiner. Undersøgelsen bemærkede, at mælkeproduktionen ikke blev påvirket under det 12-ugers forsøg, og som en bonus hjalp den sparede metanenergi med at generere væv, hvilket resulterede i højere kropsvægte.

DSM Nutritional Products håber angiveligt at kommercialisere dyrefoderet og allerede har ansøgt til US Food and Drug Administration godkendelse til at sælge det i USA.

Selvom reduktionerne ikke er nær så dramatiske som dem, der blev set i de tidlige test af tang, kan en stor virksomhed med eksisterende produktionsanlæg og distributionskanaler potentielt opskalere produktionen hurtigere og drive omkostningerne længere ned end akvakulturtilgangen, siger Kebreab.

DSM svarede ikke på en forespørgsel fra MIT Technology Review.

Ud over Californien

Kebreab samarbejder med Joan Salwen , en Stanford-stipendiat, der grundlagde Elm Innovations , en social satsning, der arbejder på at skaffe penge til tangforskningsindsats og samarbejde med husdyrindustrien.

Salwen erkender let, at der skal forskes mere i tangens sundhedseffekter - både på husdyr og mennesker - og at det stadig er uklart, om disse stammer kan skaleres op på en økonomisk gennemførlig måde. Desuden vil det at tjene afkast på produktet i en stat som Californien, hvor landmænd står over for reguleringsmandater, være helt anderledes end at sælge det i fattige dele af verden, der også bidrager til metan-emissioner.

Men hvis alt går vel, håber Salwen, kan tidlige markeder, der er fremmet af stærke klimapolitikker, hjælpe med at udvide produktionen og reducere omkostningerne andre steder.

Når han går tilbage fra stalden, nævner Kebreab, at venturekapitalister har besøgt campus for at lære mere om forskningen og mulighederne. Han har været ivrig efter at dele, i betragtning af den mængde investeringer, der ville være påkrævet for at få en rød tangindustri i gang.

Jo flere penge man har, jo hurtigere kan vi få det på markedet, siger han.

Men Kebreab selv har ingen iværksætterambitioner.

Jeg kan bare godt lide at arbejde med dyrene, siger han.

skjule