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Aug 26, 2023

Vielversprechende Futterzusätze könnten das Rülpsen bei Kühen unterdrücken

Der Penn State-Forscher Alexander Hristov untersucht im Rahmen einer Studie ein experimentelles Futter für Milchkühe, um festzustellen, ob es das Methan reduzieren kann, das Kühe in die Luft rülpsen. Sie haben es vielleicht gehört

Der Penn State-Forscher Alexander Hristov untersucht im Rahmen einer Studie ein experimentelles Futter für Milchkühe, um festzustellen, ob es das Methan reduzieren kann, das Kühe in die Luft rülpsen.

Vielleicht haben Sie in den letzten Jahren von dieser Forschungsherausforderung gehört: Wissenschaftler suchen nach Möglichkeiten, die Menge an Methan zu reduzieren, die Kühe durch Aufstoßen und Blähungen in die Luft abgeben. Sie haben wahrscheinlich gelacht, als Sie es gelesen haben.

Aber es ist eine ernste Angelegenheit und eine nationale Umweltpriorität. Nach Angaben der US-Umweltschutzbehörde sind die 89 Millionen Kühe des Landes – zusammen mit einer viel geringeren Anzahl an Schafen – für 25 % der jährlichen Methanemissionen des Landes verantwortlich und liegen damit nach der Öl- und Gasproduktion an zweiter Stelle. Das entspricht der Menge an Treibhausgasen, die 650 Millionen Autos ausstoßen.

Kohlendioxid ist das am weitesten verbreitete Treibhausgas, das zur Klimakrise beiträgt und über Tausende von Jahren in der Atmosphäre verbleibt. Methan hingegen zerfällt normalerweise in etwa 12 Jahren, aber seine Erwärmungskraft ist in diesem relativ kurzen Zeitraum viel stärker – etwa 25-mal so groß wie die von Kohlendioxid.

Die Vereinigten Staaten gehören zu den mehr als 150 Ländern, die das Global Methane Pledge der Vereinten Nationen unterzeichnet haben, um die Methanemissionen bis 2030 um mindestens 30 % zu reduzieren. Die Reduzierung der Emissionen von Kühen und anderen Nutztieren gilt als entscheidend für die Erreichung dieses Ziels.

Von den geschätzten 350 Pfund Methan, die eine einzelne Milchkuh im Jahr ausstößt, machen Blähungen nur einen winzigen Bruchteil davon aus – 3,5 % oder etwa 12 Pfund. Der Rest entsteht durch Aufstoßen beim Kauen der Kuh.

„Im Grunde sind jetzt alle auf dem Methan-Zug“, sagte Alexander Hristov, ein angesehener Professor für Milchernährung an der Penn State University und einer der weltweit führenden Forscher auf dem Gebiet der Reduzierung der Methanemissionen von Nutztieren.

„Wenn man sich zur CO2-Neutralität verpflichtet, muss man sich auch mit der Tierhaltung befassen. Es gibt keinen anderen Weg. Wenn Sie eine unmittelbare Wirkung auf Treibhausgase erzielen möchten, sollten Sie auf Methan und nicht auf Kohlendioxid abzielen“, sagte Hristov, Herausgeber eines neuen Buches mit dem Titel „Advances in Sustainable Dairy Cattle Nutrition“.

Nach fast zwei Jahrzehnten des Experimentierens mit Futterzusätzen, die den Fermentationsprozess im Vierkammermagen von Kühen verändern, gibt die Bundesregierung Millionen aus, um den Beweis für einige vielversprechende Lösungen zu erbringen.

Die Finalisten: ein synthetisches Futterergänzungsmittel namens 3-NOP, das Studien zufolge die Methanemissionen von Kühen um 25–29 % reduziert, und eine in tropischen Ozeanen vorkommende Rotalge, die Studien zufolge die Methanemissionen um bis zu 63 % reduzieren kann – allerdings In einigen Studien fraßen die algenfressenden Kühe insgesamt weniger Futter und produzierten weniger Milch.

3-NOP ist eine synthetische Verbindung, die an Milchkühe verfüttert werden kann, um deren Emissionen von Methan, einem Treibhausgas, zu reduzieren.

Es wurde festgestellt, dass Rotalgen aus tropischen Ozeanen das Methan reduzieren, das Milchkühe in die Luft ausstoßen.

Wenn einer oder beide dieser Methaninhibitoren von der Regierung, der Milchindustrie und den Verbrauchern angenommen werden, wird der Schwerpunkt auf der Integration dieser Methaninhibitoren in die 9,4 Millionen Milchkühe des Landes liegen, da Futterzusätze bei auf der Weide grasenden Rindern unpraktisch wären. Etwa 1,2 Millionen dieser Milchkühe befinden sich in den Wassereinzugsgebieten der Chesapeake Bay, vor allem in New York und Pennsylvania.

Im letzten Jahrzehnt haben Wissenschaftler weit und breit nach natürlichen und synthetischen Futterzusätzen gesucht, die die mikrobielle Methanproduktion in den komplexen Mägen von Kühen hemmen könnten. Zum Basteln gehörten Pflanzenextrakte, Pflanzenöle, Leinsamen, Leinsamen und Ölsaaten, Knoblauch und Capsaicin aus Chilischoten. Forscher haben auch mit chemisch behandelten Futtergräsern und verschiedenen Grasarten experimentiert, sowie mit der selektiven Zucht von Kühen, die weniger Methan produzieren, und sogar mit einer einmaligen Impfung.

Hristov ist mit den meisten dieser Forschungsarbeiten bestens vertraut. Seit 2005 erforschen er und seine Penn State-Kohorten diese Möglichkeiten bei laktierenden Kühen auf dem 500-köpfigen Viehhof der Universität.

Durch wiederholte Tests wurde festgestellt, dass fast alle Ideen Nachteile hatten, darunter Nebenwirkungen auf die Verdauung, verringerte Milchproduktion, geringerer Fettgehalt in der Milch, gehemmte Gewichtszunahme, hohe Kosten und andere Probleme.

Jetzt hat das US-Landwirtschaftsministerium Hristov und seinem Team einen Zuschuss in Höhe von 2 Millionen US-Dollar für eine dreijährige Studie zugesprochen, in der untersucht werden soll, ob Rotalgen und 3-NOP-Ergänzungsmittel die Methanemissionen dauerhaft wirksam senken können.

Die vorgeschlagenen Optionen zur Methanreduzierung sind auch Teil eines größeren Zuschusses des USDA an Penn State in Höhe von 25 Millionen US-Dollar, um Milchbauern in Pennsylvania dabei zu helfen, klimafreundlichere Praktiken anzuwenden und gleichzeitig den Wert ihrer Produkte zu steigern.

Wie könnten die zusätzlichen Kosten für Futterzusätze den Milchbauern, die bereits Schwierigkeiten haben, Gewinne zu erwirtschaften, finanzielle Vorteile bieten?

Zum einen wurde festgestellt, dass der Futterzusatz 3-NOP den Fettgehalt der Milch erhöht, was für die Herstellung von Käse und Butter wünschenswert ist. Da die Methanproduktion bei einer Kuh eine biologische Energieverschwendung darstellt, können Kühe durch die Hemmung dieser Methankonzentration schneller an Gewicht zunehmen, wie Studien zeigten – und schwerere Kühe produzieren mehr Milch. Molkereien könnten möglicherweise auch Emissionsgutschriften zur Reduzierung der Methanemissionen verkaufen.

Und am anderen Ende der Lieferkette haben Verbraucherumfragen gezeigt, dass die Öffentlichkeit bereit ist, mehr für Milch, Käse und Butter zu zahlen, wenn sie weiß, dass sie der Umwelt helfen.

Hristov sagte, dass die von ihm mitentwickelte 3-NOP-Verbindung wahrscheinlich die wirksamste Waffe zur Reduzierung von Methan aus Kühen sein werde.

Der Futterzusatzstoff wird bereits von einem niederländischen Unternehmen, Royal DSM, unter dem Markennamen Bovaer hergestellt. Es wurde in 42 Ländern zur Verwendung zugelassen, in den USA jedoch noch nicht

Bovaer kann das Spiel verändern, sagte Hristov, aber er hat noch zwei Bedenken. Einer davon ist, dass einige Studien darauf hindeuten, dass sich der Magen einer Kuh im Laufe der Zeit anpassen und die Fähigkeit des Zusatzstoffs, Methan zu reduzieren, verringern kann.

Der andere Grund besteht darin, dass Verbraucher möglicherweise Angst davor haben, dass eine synthetische Verbindung in ihre Milch, ihren Käse und ihre Butter gelangt, egal wie sicher sie ist.

Er hält Rotalgen für eine weitaus unwahrscheinlichere Lösung. Zum einen scheinen Kühe den Geschmack nicht zu mögen, sagte er. Und es gibt nicht genug davon, als dass Wildsammlung sinnvoll wäre. Eine flächendeckende Nutzung würde große Aquakulturbetriebe erfordern.

„Aber [dieser Nachteil] bleibt unter dem Radar, weil es eine eingängige Sache ist“, stellte er fest. „Algen an Kühe verfüttern. Das kommt bei manchen Menschen sehr gut an.“

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