स्कूल ऑफ वेटरनरी मेडिसिन की दीप्ति पिट्टा एक ऐसे प्रोजेक्ट पर काम कर रही हैं जिससे डेयरी मवेशियों से मीथेन उत्सर्जन में कमी आ सकती है।

जैसे-जैसे जलवायु परिवर्तन को लेकर चिंता बढ़ती जा रही है, शोधकर्ता ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन को सीमित करने के लिए नवीन रणनीतियाँ विकसित करने पर काम कर रहे हैं. मीथेन बनता है 14 वैश्विक स्तर पर ग्रीनहाउस गैस उत्सर्जन का प्रतिशत, Google ग्लास को एक उपभोक्ता उत्पाद के रूप में बंद कर दिया गया था - यह अभी भी डॉक्टरों सहित पेशेवरों द्वारा उपयोग किया जाता है - क्योंकि इसमें एक वीडियो कैमरा था 28 वातावरण में गर्मी को रोकने में कार्बन डाइऑक्साइड से कई गुना अधिक शक्तिशाली. पशु, ज्यादातर मवेशी डेयरी और बीफ उत्पादों के लिए पाले जाते हैं, उत्पादन करना 25 संयुक्त राज्य अमेरिका में मीथेन उत्सर्जन का प्रतिशत.

तस्वीर: लुईसा शेपर्ड

दीप्ति पित्त, में एक सहायक प्रोफेसर पशु चिकित्सा स्कूल, बड़े पशु पोषण और कृषि का अध्ययन करता है. उन्हें यूएसडीए नेशनल इंस्टीट्यूट ऑफ फूड एंड एग्रीकल्चर से अनुदान प्राप्त हुआ है $500,000 रुमेन पर उसके शोध के लिए, गाय के प्रथम पाचन कक्ष का बड़ा भाग, या रेटिकुलोरुमेन.

यह अनुदान तीन साल के अनुसंधान के लिए धन देता है, जिसके दौरान पिटा को रुमेन में माइक्रोबियल संघों को बेहतर ढंग से समझने की उम्मीद है जो मीथेन शमन के लिए आवश्यक हैं।. वह अध्ययन करेंगी कि गायों में मीथेन अवरोधक कैसे कार्य करते हैं जो स्वाभाविक रूप से अत्यधिक मात्रा में मीथेन का उत्पादन करते हैं, साथ ही उन गायों में भी जो स्वाभाविक रूप से कम मात्रा में उत्पादन करती हैं. रुमेन में सूक्ष्मजीव पौधों की सामग्री को तोड़कर गायों की पाचन प्रक्रिया में सहायता करते हैं, लेकिन, कार्रवाई में, कुछ रोगाणु उपोत्पाद के रूप में हाइड्रोजन छोड़ते हैं. मेथनोगेंस, आर्किया नामक समूह में एक प्रकार का सूक्ष्म जीव जो रुमेन में मौजूद होता है, यह सुनिश्चित करने के लिए इस हाइड्रोजन का सेवन करें कि यह गाय की आंत में अत्यधिक जमा न हो जाए. तथापि, मीथेनोजेन्स हाइड्रोजन को हानिकारक मीथेन में बदल देते हैं, जिसे गायों को उत्सर्जित करना होगा.

जैसे-जैसे वैश्विक जनसंख्या बढ़ती है, गोमांस और डेयरी की खपत बढ़ने की संभावना है. परंतु, कृषि दक्षता के अन्य पहलुओं में प्रगति के बावजूद, पशुधन उद्योग मीथेन बनाए रखने के लिए संघर्ष कर रहा है.

“जैसे-जैसे कृषि पोषण और प्रबंधन में प्रगति हुई है, cows have been able to produce more milk and more meat while greatly reducing the methane produced,पित्ता कहते हैं. "हालाँकि, एक गाय अभी भी उत्पादन करती है, औसतन, 600 एक दिन में लीटर मीथेन।

पिट्टा का कहना है कि शोधकर्ताओं ने गायों के आहार में बदलाव और यहां तक ​​कि प्रोबायोटिक्स का उपयोग करके मीथेन गठन को सीमित करने की कोशिश की है, लेकिन इन दृष्टिकोणों की सफलता अस्पष्ट बनी हुई है, एक स्वस्थ गाय में मिथेनोजेन और अन्य रोगाणुओं के बीच जटिल संतुलन के कारण.

“जब इस तरह के बदलाव किए जाते हैं तो महत्वपूर्ण नकारात्मक प्रभाव हो सकते हैं," वह कहती है. “अगर हम अधिक मीथेन अवरोधक प्रदान करने का प्रयास करते हैं, इसका आर्किया के संतुलन पर नकारात्मक प्रभाव पड़ता है, जिससे मांस या दूध उत्पादन में कमी आ सकती है, या यहां तक ​​कि स्वास्थ्य संबंधी समस्याएं जिनका नाटकीय वित्तीय प्रभाव हो सकता है. ऐसा लगता है कि यह रुमेन में प्राकृतिक संतुलन को बाधित करता है, जिससे गाय के लिए ठीक से खाना मुश्किल हो जाता है।”

पित्त इस नाजुक संतुलन को और समझने के लिए पेन स्टेट के शोधकर्ताओं के साथ सहयोग कर रहा है. उनके सहयोगियों ने एक सिंथेटिक यौगिक के साथ काम किया है जो डेयरी गायों के मीथेन उत्सर्जन को सुरक्षित रूप से कम करता है 30 दूध और मांस उत्पादन को बनाए रखने या सुधारने के दौरान प्रतिशत. कंपाउंड, एक एंजाइम एनालॉग युक्त पाउडर, इसे केवल गायों के भोजन में मिलाया जाता है.

रुमेन में माइक्रोबियल समुदाय का विश्लेषण करने के लिए पित्त उन्नत आनुवंशिक अनुक्रमण तकनीक का उपयोग करता है, उन गायों पर प्रभाव का पता लगाना जिन्होंने यौगिक का सेवन किया है और नहीं किया है. अब तक के परिणाम आशाजनक हैं.

“हम यौगिक का उपभोग करने वाली गायों में मीथेन उत्सर्जन में लगातार कमी देख रहे हैं," वह कहती है. “लेकिन मीथेन में कमी के साथ, इससे हाइड्रोजन उत्पादन में वृद्धि देखने की उम्मीद है क्योंकि मीथेनोजेन इसका उपयोग नहीं कर रहे हैं, जो रुमेन में प्राकृतिक संतुलन को बाधित कर सकता है. हाइड्रोजन का स्तर कुछ समय के लिए बढ़ता है, लेकिन फिर वे वापस नीचे आ जाते हैं।”

चयनात्मक प्रजनन विधियों के साथ युग्मित, सिंथेटिक फ़ीड अनुपूरक में समग्र मीथेन उत्सर्जन में भारी सेंध लगाने की क्षमता है. कुछ गायें स्वाभाविक रूप से उच्च स्तर की मीथेन उत्सर्जित करती हैं, जबकि अन्य औसत से कम उत्सर्जन करते हैं. पिटा और उनके सहयोगियों ने विशेष उपकरणों का उपयोग करके जानवरों से सांस के नमूने एकत्र करके उच्च-उत्सर्जक और कम-उत्सर्जक दोनों गायों के पैटर्न की पहचान की है।, और गैस क्रोमैटोग्राफी का उपयोग करके उनका आकलन करना, एक विधि जो शोधकर्ताओं को गायों द्वारा उत्सर्जित गैसों को अलग करने और उनका विश्लेषण करने की अनुमति देती है.

अधिक उत्सर्जन करने वाली गायें मीथेनोजेन और रोगाणुओं का एक अलग संतुलन पैदा करती हैं जिससे अधिक हाइड्रोजन उत्पादन होता है, और इस प्रकार अधिक मीथेन, लेकिन, कम उत्सर्जन करने वाली गायों का प्रजनन करके और फिर उनके आहार में मीथेन-अवरोधक यौगिक को शामिल करके, मीथेन उत्सर्जन को कम रखते हुए किसान अपनी समग्र दक्षता को अधिकतम कर सकते हैं.

“इससे हम कम गायों से अधिक दूध का उत्पादन कर सकेंगे,पित्त कहते हैं. “इन तरीकों का उपयोग करके, हम दूध या मांस उत्पादन में अधिक ऊर्जा लगा सकते हैं, मीथेन उत्पादन के बजाय. यह किसानों के लिए अच्छा है और पर्यावरण के लिए भी बढ़िया है।”

मीथेन को और भी कम करने के लिए पिटा अंततः गायों के आहार में प्राकृतिक उत्पादों को शामिल करना चाहेगा. कनेक्टिकट विश्वविद्यालय में उनका एक सहयोगी है जो समुद्री शैवाल का अध्ययन करता है, और वह अंततः गायों के आहार में प्राकृतिक रूप से प्राप्त समुद्री शैवाल यौगिक को शामिल करने की उम्मीद करती है, जिसमें रुमेन में मिथेनोजेन्स को खत्म करने की क्षमता होती है।.

वह रुमेन के माइक्रोबियल और मिथेनोजेन संतुलन को बेहतर ढंग से समझने के लिए उन्नत स्क्रीनिंग विधियों को विकसित करने की योजना बना रही है, और फिर उसके निष्कर्षों को दूध उत्पादन और फ़ीड-खपत प्रोफाइल के डेटा के साथ मिलाएं, और माइक्रोबियल किण्वन के बारे में निष्कर्षों के साथ. इससे यह समझ आ सकती है कि माइक्रोबियल किण्वन प्रक्रिया को बेहतर बनाने के लिए किन रोगाणुओं और जीनों को रोका जा सकता है.

गाय की कार्यक्षमता को अधिकतम करके, पिटा के निष्कर्षों से न केवल मीथेन उत्सर्जन में कमी आ सकती है बल्कि किसानों को लागत कम करने में भी मदद मिल सकती है.

चयनात्मक प्रजनन विधियों के साथ युग्मित, सिंथेटिक फ़ीड अनुपूरक में समग्र मीथेन उत्सर्जन में भारी सेंध लगाने की क्षमता है. कुछ गायें स्वाभाविक रूप से उच्च स्तर की मीथेन उत्सर्जित करती हैं, जबकि अन्य औसत से कम उत्सर्जन करते हैं. पिटा और उनके सहयोगियों ने विशेष उपकरणों का उपयोग करके जानवरों से सांस के नमूने एकत्र करके उच्च-उत्सर्जक और कम-उत्सर्जक दोनों गायों के पैटर्न की पहचान की है।, और गैस क्रोमैटोग्राफी का उपयोग करके उनका आकलन करना, एक विधि जो शोधकर्ताओं को गायों द्वारा उत्सर्जित गैसों को अलग करने और उनका विश्लेषण करने की अनुमति देती है.

अधिक उत्सर्जन करने वाली गायें मीथेनोजेन और रोगाणुओं का एक अलग संतुलन पैदा करती हैं जिससे अधिक हाइड्रोजन उत्पादन होता है, और इस प्रकार अधिक मीथेन, लेकिन, कम उत्सर्जन करने वाली गायों का प्रजनन करके और फिर उनके आहार में मीथेन-अवरोधक यौगिक को शामिल करके, मीथेन उत्सर्जन को कम रखते हुए किसान अपनी समग्र दक्षता को अधिकतम कर सकते हैं.

“इससे हम कम गायों से अधिक दूध का उत्पादन कर सकेंगे,पित्त कहते हैं. “इन तरीकों का उपयोग करके, हम दूध या मांस उत्पादन में अधिक ऊर्जा लगा सकते हैं, मीथेन उत्पादन के बजाय. यह किसानों के लिए अच्छा है और पर्यावरण के लिए भी बढ़िया है।”

मीथेन को और भी कम करने के लिए पिटा अंततः गायों के आहार में प्राकृतिक उत्पादों को शामिल करना चाहेगा. कनेक्टिकट विश्वविद्यालय में उनका एक सहयोगी है जो समुद्री शैवाल का अध्ययन करता है, और वह अंततः गायों के आहार में प्राकृतिक रूप से प्राप्त समुद्री शैवाल यौगिक को शामिल करने की उम्मीद करती है, जिसमें रुमेन में मिथेनोजेन्स को खत्म करने की क्षमता होती है।.

वह रुमेन के माइक्रोबियल और मिथेनोजेन संतुलन को बेहतर ढंग से समझने के लिए उन्नत स्क्रीनिंग विधियों को विकसित करने की योजना बना रही है, और फिर उसके निष्कर्षों को दूध उत्पादन और फ़ीड-खपत प्रोफाइल के डेटा के साथ मिलाएं, और माइक्रोबियल किण्वन के बारे में निष्कर्षों के साथ. इससे यह समझ आ सकती है कि माइक्रोबियल किण्वन प्रक्रिया को बेहतर बनाने के लिए किन रोगाणुओं और जीनों को रोका जा सकता है.

गाय की कार्यक्षमता को अधिकतम करके, पिटा के निष्कर्षों से न केवल मीथेन उत्सर्जन में कमी आ सकती है बल्कि किसानों को लागत कम करने में भी मदद मिल सकती है.

स्रोत: Penntoday.upenn.edu, जैकब विलियमसन-री द्वारा