Дипти Питта из Школы ветеринарной медицины работает над проектом, который может привести к сокращению выбросов метана от молочного скота.

По мере роста обеспокоенности по поводу изменения климата, исследователи работают над разработкой инновационных стратегий по ограничению выбросов парниковых газов. Метан составляет 14 процент выбросов парниковых газов в мире, и является 28 в несколько раз более эффективно, чем углекислый газ, удерживает тепло в атмосфере.. Домашний скот, в основном крупный рогатый скот выращивается для производства молочных и мясных продуктов, производить 25 процент выбросов метана в США.

Фото: Луиза Шепард

Дипти Питта, доцент в Школа ветеринарной медицины, изучает питание крупных животных и сельское хозяйство. Она получила грант Национального института продовольствия и сельского хозяйства Министерства сельского хозяйства США в размере $500,000 за исследования рубца, большая часть первой пищеварительной камеры коровы, или ретикулорумен.

Грант финансирует три года исследований, в ходе которых Питта надеется лучше понять микробные ассоциации в рубце, необходимые для уменьшения выбросов метана.. Она будет изучать, как ингибиторы метана действуют на коров, которые естественным образом производят избыточное количество метана., а также у коров, которые естественным образом производят меньшее количество. Микробы в рубце способствуют пищеварительному процессу коров, расщепляя растительный материал., но, в процессе, некоторые микробы выделяют водород в качестве побочного продукта. Метаногены, тип микробов из группы, известной как археи, которые присутствуют в рубце, потребляйте этот водород, чтобы гарантировать, что он не накапливается чрезмерно в кишечнике коровы.. тем не мение, метаногены превращают водород во вредный метан, который коровы должны выделять.

По мере увеличения численности населения мира, потребление говядины и молочных продуктов, вероятно, вырастет. Но, несмотря на достижения в других аспектах эффективности сельского хозяйства, животноводческая отрасль изо всех сил пытается справиться с выбросами метана.

«По мере развития сельского хозяйства в области питания и управления, коровы смогли производить больше молока и мяса, при этом значительно сократив количество выделяемого метана.,- говорит Питта. "Тем не мение, одна корова все еще производит, в среднем, 600 литров метана в день».

Питта говорит, что исследователи пытались ограничить образование метана, изменяя рацион коров и даже используя пробиотики., но успех этих подходов остается неясным, из-за сложного баланса между метаногенами и другими микробами у здоровой коровы.

«Подобные изменения могут иметь серьезные негативные последствия.," она сказала. «Если мы попытаемся предоставить больше ингибиторов метана, отрицательно влияет на баланс архей, что может привести к снижению производства мяса или молока, или даже проблемы со здоровьем, которые могут иметь серьезные финансовые последствия. Похоже, это нарушает естественный баланс в рубце., из-за чего корове трудно нормально питаться».

Питта сотрудничает с исследователями из штата Пенсильвания, чтобы лучше понять этот хрупкий баланс.. Ее коллеги работали над синтетическим соединением, которое, по-видимому, безопасно снижает выбросы метана у молочных коров. 30 процентов при сохранении или улучшении производства молока и мяса. соединение, порошок, содержащий аналог фермента, просто добавляют в корм коровам.

Питта использует передовую технологию генетического секвенирования для анализа микробного сообщества в рубце., отслеживание воздействия на коров, которые употребляли и не употребляли это соединение. Результаты пока многообещающие.

«Мы наблюдаем постоянное сокращение выбросов метана у коров, потребляющих это соединение.," она сказала. «Но с уменьшением метана, ожидается увеличение производства водорода, поскольку метаногены его не используют., которые могут нарушить естественный баланс в рубце. Уровень водорода действительно увеличивается на некоторое время., но потом они возвращаются вниз».

В сочетании с селекционными методами разведения., Синтетическая кормовая добавка может существенно повлиять на общие выбросы метана.. Некоторые коровы естественным образом выделяют более высокий уровень метана., в то время как другие выбрасывают меньше среднего. Питта и ее коллеги выявили закономерности как для коров с высоким, так и с низким уровнем выбросов, взяв образцы дыхания животных с помощью специального оборудования., и их оценка с помощью газовой хроматографии, метод, который позволяет исследователям отделять и анализировать газы, выделяемые коровами.

Коровы с высоким уровнем выбросов производят другой баланс метаногенов и микробов, что приводит к большему производству водорода., и, следовательно, больше метана, но, путем разведения коров с низким уровнем выбросов и последующего включения в их рацион соединения, ингибирующего метан., фермеры могут максимизировать свою общую эффективность, сохраняя при этом низкие выбросы метана.

«Это позволит нам производить больше молока от меньшего количества коров.,- говорит Питта. «Используя эти методы, мы могли бы направить больше энергии на производство молока или мяса, вместо добычи метана. Это хорошо для фермеров и полезно для окружающей среды».

Питта хотел бы в конечном итоге включить натуральные продукты в рацион коров, чтобы еще больше снизить выбросы метана.. У нее есть сотрудник в Университете Коннектикута, который изучает морские водоросли., и она предвидит возможное включение в рацион коров натуральных соединений морских водорослей, которые потенциально способны выводить метаногены из рубца..

Она планирует разработать передовые методы скрининга, чтобы лучше понять микробный и метаногенный баланс рубца., а затем объединить ее выводы с данными по производству молока и профилям потребления кормов., и с выводами о микробной ферментации. Это может привести к пониманию того, какие микробы и гены можно ингибировать, чтобы улучшить процесс микробной ферментации..

Максимизируя эффективность коровы, Выводы Питты могут не только сократить выбросы метана, но и помочь фермерам снизить затраты..

Источник: penntoday.upenn.edu, Джейкоб Уильямсон-Ри