القليل من الأعشاب البحرية مع ذلك؟ كويرى / فليكر, CC BY-SA
الميثان هو غاز دفيئة قصير العمر ولكنه قوي و ثاني أكبر مساهم في تغير المناخ بعد ثاني أكسيد الكربون. ومعظم انبعاثات غاز الميثان من صنع الإنسان يأتي من الماشية.
يأتي حوالي 70٪ من الميثان الزراعي من التخمر المعوي - تفاعلات كيميائية في معدة الأبقار وحيوانات الرعي الأخرى لأنها تكسر النباتات. تتجشأ الحيوانات معظم هذا الميثان وتمرير الباقي على أنه انتفاخ في البطن.
هناك ما يقرب من 1 مليار رأس ماشية حول العالم ، لذا فإن تقليل غاز الميثان المعوي هو وسيلة فعالة لتقليل انبعاثات الميثان الإجمالية. لكن معظم الخيارات للقيام بذلك ، مثل تغيير النظام الغذائي للأبقار لمزيد من الأعلاف القابلة للهضم أو إضافة المزيد من الدهون غير فعالة من حيث التكلفة. اقترحت دراسة أجريت عام 2015 أن استخدام الأعشاب البحرية كمادة مضافة لتغذية الماشية العادية يمكن أن تقلل من إنتاج الميثان، لكن هذا البحث تم إجراؤه في المختبر ، وليس على الحيوانات الحية.
نحن ندرس استدامة زراعة، مع التركيز على الثروة الحيوانية. في دراسة نشرت حديثا، نظهر أن استخدام الأعشاب البحرية الحمراء (الهليون) كمكمل غذائي يمكن أن يقلل من انبعاثات الميثان وتكاليف العلف دون التأثير على جودة اللحوم. إذا كان من الممكن توسيع نطاق هذه النتائج وتسويقها ، فيمكنها تحويل إنتاج الماشية إلى صناعة أكثر استدامة من الناحية الاقتصادية والبيئية.
الجهاز الهضمي الخاص للأبقار هو منتج رئيسي لتخمير الميثان.
آلات هضم النبات
يمكن للحيوانات المجترة ، مثل الأبقار والأغنام والماعز ، هضم المواد النباتية غير القابلة للهضم للإنسان والحيوان ذات المعدة البسيطة ، مثل الخنازير والدجاج. تنبع هذه القدرة الفريدة من معدة المجترات المكونة من أربع حجرات - وخاصة حجرة الكرش ، التي تحتوي على مجموعة من الميكروبات المختلفة التي تخمر العلف وتحوله إلى عناصر مغذية.
تنتج هذه العملية أيضًا منتجات ثانوية لا يمتصها جسم البقرة ، مثل ثاني أكسيد الكربون والهيدروجين. تستخدم الميكروبات المنتجة للميثان ، والتي تسمى الميثانوجينات ، هذه المركبات لتكوين الميثان ، الذي يطرده جسم البقرة.
حللنا هذه المشكلة لأول مرة في دراسة أجريت عام 2019 ، وهي أول بحث من هذا القبيل تم إجراؤه على الماشية وليس في المختبر. في هذا العمل ، أظهرنا أن تناول علف الأبقار الحلوب بحوالي 10 أونصات من الأعشاب البحرية يوميًا خفض انبعاثات الميثان بنسبة تصل إلى 67٪. ومع ذلك ، فإن الماشية التي أكلت هذه الكمية الكبيرة نسبيًا من الأعشاب البحرية استهلكت علفًا أقل. أدى هذا إلى انخفاض إنتاج الحليب - وهو عيب واضح لمزارعي الألبان.
سعت دراستنا الجديدة للإجابة على العديد من الأسئلة التي ستكون مهمة للمزارعين الذين يفكرون في استخدام مكملات الأعشاب البحرية في ماشيتهم. أردنا معرفة ما إذا كانت الأعشاب البحرية مستقرة عند تخزينها لمدة تصل إلى ثلاث سنوات ؛ ما إذا كانت الميكروبات التي تنتج غاز الميثان في معدة الأبقار يمكن أن تتكيف مع الأعشاب البحرية ، مما يجعلها غير فعالة ؛ وما إذا كان نوع النظام الغذائي الذي تناولته الأبقار قد غير فعالية الأعشاب البحرية في تقليل انبعاثات غاز الميثان. واستخدمنا أعشاب بحرية أقل مما استخدمناه في دراستنا لعام 2019.
نمو أفضل مع علف أقل
بالنسبة للدراسة ، أضفنا 1.5 إلى 3 أونصات من الأعشاب البحرية لكل حيوان يوميًا إلى 21 بقرة من طعام لحم البقر لمدة 21 أسبوعًا. كما هو الحال مع معظم المكونات الجديدة في غذاء الماشية ، استغرق الأمر بعض الوقت حتى تعتاد الحيوانات على طعم الأعشاب البحرية ، لكنها اعتادت عليها في غضون أسابيع قليلة.
كما توقعنا ، أطلقت العجول كمية أكبر بكثير من الهيدروجين - تصل إلى 750٪ أكثر ، معظمها من أفواهها - حيث أنتجت أنظمتها كمية أقل من الميثان. الهيدروجين له تأثير ضئيل على البيئة. لم تؤثر مكملات الأعشاب البحرية على انبعاثات ثاني أكسيد الكربون لدى الحيوانات.
وجدنا أيضًا أن الأعشاب البحرية التي تم تخزينها في الثلاجة لمدة ثلاث سنوات حافظت على فعاليتها ، وأن الميكروبات في الجهاز الهضمي للأبقار لم تتكيف مع الأعشاب البحرية بطرق تحيد آثارها.
أطعمنا كل حيوان بثلاث وجبات غذائية مختلفة أثناء التجربة. احتوت هذه الحصص على كميات متفاوتة من الأعشاب المجففة ، مثل البرسيم وقش القمح ، والتي يشار إليها باسم العلف. قد تستهلك الماشية أيضًا العشب الطازج والحبوب والدبس والمنتجات الثانوية مثل قشر اللوز وبذور القطن.
يزداد إنتاج الميثان في الكرش مع ارتفاع مستويات العلف في غذاء الأبقار ، لذلك أردنا معرفة ما إذا كانت مستويات العلف تؤثر أيضًا على مدى تأثير الأعشاب البحرية في تقليل تكوين الميثان بشكل عام. انخفضت انبعاثات الميثان من الماشية على النظم الغذائية عالية العلف بنسبة 33٪ إلى 52٪ ، اعتمادًا على كمية الأعشاب البحرية التي تستهلكها. انخفضت الانبعاثات من الأعلاف التي تتغذى على الماشية بنسبة 70٪ إلى 80٪. قد يعكس هذا الاختلاف مستويات أقل من إنزيم يشارك في إنتاج الميثان في أحشاء الأنظمة الغذائية منخفضة الألياف التي تتغذى على الماشية.
كانت إحدى النتائج المهمة هي أن العجول في دراستنا حولت العلف إلى وزن الجسم بنسبة تصل إلى 20٪ بشكل أكثر كفاءة من الماشية في النظام الغذائي التقليدي. هذه الميزة يمكن أن تقلل من تكاليف الإنتاج للمزارعين ، لأنهم سيحتاجون إلى شراء كميات أقل من العلف. على سبيل المثال ، نحسب أن المنتج الذي أنهى 1,000 رأس من الأبقار - أي إطعامهم نظامًا غذائيًا عالي الطاقة للنمو وإضافة العضلات - يمكن أن يقلل تكاليف العلف بمقدار 40,320 دولارًا أمريكيًا إلى 87,320 دولارًا اعتمادًا على كمية الأعشاب البحرية التي تستهلكها الماشية.
تشمل مصادر الميثان العالمية الوقود الأحفوري واحتراق الكتلة الحيوية ، والزراعة (الماشية بشكل أساسي) ، وانهيار النفايات في مدافن النفايات والتحلل الطبيعي في الأراضي الرطبة. جاكسون وآخرون ، 2020, CC BY
لا نعرف على وجه اليقين لماذا ساعدت مكملات الأعشاب البحرية على تحويل المزيد من نظامهم الغذائي إلى زيادة الوزن. ومع ذلك ، فقد اقترحت الأبحاث السابقة أن بعض الكائنات الحية الدقيقة في الكرش يمكنها استخدام الهيدروجين الذي لم يعد يدخل في إنتاج الميثان لتوليد المغذيات كثيفة الطاقة يمكن للبقرة استخدامها بعد ذلك لزيادة النمو.
عندما قامت لجنة من المستهلكين بأخذ عينات من لحوم الماشية التي تمت تربيتها في دراستنا ، لم يكتشفوا أي اختلاف في الطراوة أو العصارة أو النكهة بين لحوم الماشية التي استهلكت الأعشاب البحرية وغيرها.
[معرفة عميقة ، يوميا. اشترك في النشرة الإخبارية للمحادثة.]
سيشمل تسويق الأعشاب البحرية كمضافات علفية للماشية عدة خطوات. أولاً ، سيحتاج العلماء إلى تطوير تقنيات تربية الأحياء المائية لإنتاج الأعشاب البحرية على نطاق واسع ، إما في المحيط أو في خزانات على الأرض. وسيتعين على إدارة الغذاء والدواء الأمريكية الموافقة على استخدام الأعشاب البحرية كمكمل غذائي للماشية التجارية.
يمكن للمزارعين ومربي الماشية أيضًا كسب المال لتقليل انبعاثات ماشيتهم. سيتعين على علماء المناخ تقديم إرشادات بشأن تحديد كميات انبعاثات الميثان من الماشية ورصدها والتحقق منها. يمكن أن تسمح مثل هذه القواعد لمربي الماشية بكسب ائتمانات من برامج تعويض الكربون في جميع أنحاء العالم.
إرمياس كبريب، عميد مشارك وأستاذ علوم الحيوان. مدير مركز الغذاء العالمي ، جامعة كاليفورنيا، ديفيس و برينا روك، دكتوراه. طالب في علم الأحياء الحيواني ، جامعة كاليفورنيا، ديفيس
يتم إعادة نشر هذه المقالة من المحادثة تحت رخصة المشاع الإبداعي. إقرأ ال المقال الأصلي.
