Forskere alkometerer køer for at måle metan-emissioner

Kvægbøvser er nr. 2 kilden til metan i USA, men det er svært at måle præcis, hvor meget metan en ko producerer på en dag. Det er derfor, forskere ved USDA-ARS Conservation and Production Research Laboratory i Bushland, Texas satte sig for at bruge en række forskellige metanvurderingsmetoder - inklusive en "alkotest til køer" - for at bestemme metan-emissionerne fra fritgående kvæg på Oklahomas græsarealer.

Deres forskning, kombineret med data om, hvor godt jorden fanger metan, kan hjælpe med at skabe mere nøjagtige modeller af, hvor meget drivhusgasudledning amerikanere kan regne op til deres forkærlighed for ost og hamburgere.

Metan er en potent drivhusgas. Selvom det forbliver i atmosfæren i kortere tid end kuldioxid, det har et opvarmningspotentiale, der er 34 procent højere end for kuldioxid. Ifølge Miljøforsvarsfonden, Metan er ansvarlig for omkring 25 procent af den menneskeskabte globale opvarmning.

USDA-forskerne var interesserede i at måle mængden af ​​metan, hver ko producerede på en dag. Imidlertid, gasproduktion er svær at spore.

"Det er en reel udfordring, fordi kvæget dybest set er mobile punktkilder til metan, " sagde Richard Todd, en jordforsker ved USDA, der præsenterede arbejdet i sidste måned på AGU Fall Meeting 2018 i Washington, D.C. "De bevæger sig rundt, de græsser, vegetationen ændrer sig, deres kroppe ændrer sig, efterhånden som de går igennem amning og graviditet og så videre. Det er en virkelig dynamisk situation. Det, vi ønskede at gøre, var at bruge en række forskellige metoder til at måle metan."

En af metoderne, kaldet GreenFeed, er dybest set et alkometer til køer. Enheden er designet af C-Lock Inc., en videnskabelig virksomhed med speciale i måleværktøjer til husdyr.

"Kvæg er trænet til at sætte hovedet ind i en åben hætte (med mad), og mens de er der og gumler på den lille godbid, prøver enheden deres ånde, " sagde Todd. "Så kan vi beregne metan-emissionerne, mens de er inde."

I modsætning til populær tankegang, 95 procent af kvægets metan frigives, når køerne bøvser, ikke når den kommer ud i den anden ende. Men det var ikke nok blot at puste køerne til at foretage en nøjagtig vurdering af, hvor meget metode hver ko producerede, så forskerne supplerede deres arbejde med andre metoder.

To af de yderligere tilgange forudsagde metan-emissioner ved hjælp af matematiske modeller af, hvor meget køerne spiste og forskellige andre faktorer. Man brugte lasere til at spore emissioner, da de steg fra flokken, og indarbejdet dem i en model med vejr og placering af individuelle køer. Man målte metankoncentrationer op og ned af flokken.

Efter at have indsamlet og analyseret alle data fra de forskellige metoder, forskerne kombinerede dataene for at få deres svar. Hver ko, der græsser området i den indfødte Oklahoma-prærien, producerer omkring et halvt pund metan om dagen. Tallene ændrede sig lidt med årstiderne, sandsynligvis på grund af ændringer i køernes kostvaner, ifølge forskerne.

Mængden af ​​metan en ko producerer, fandt forskerne, er for det meste en faktor af, hvor meget den spiser, og hvilken slags mad den indtager. Dette var tydeligt i forskellene i metanproduktion under forskellige græssæsoner.

Interessant nok, hvis en ko æder letfordøjelig mad såsom majs, den producerer omkring en tredjedel så meget metan som en ko, der græsser på præriegræsser. Det betyder, at køer i husdyrdrift med høj tæthed som foderpladser eller mejerier faktisk producerer mindre metan end græsfodret oksekød.

"Det er bestemt en lykkelig ulykke, " sagde Todd. "Jeg tror ikke, at de fjernt overvejer metan-emissioner. Majs er billigt, det er nemt, og det er hurtigt at fodre dem i foderpladser."

Imidlertid, Todd advarer om, at for at forstå hele metans cyklus, forskere skal tage hensyn til andre kræfter i økosystemet. Græsarealer såsom U.S. Great Plains, for eksempel, er metan dræn. Bakterierne i sund jord kan forbruge nok metan til at kompensere for i det mindste nogle af husdyremissionerne, en proces, der måske ikke er så effektiv i køer, der holdes skulder ved skulder i indhegnede gårde, han sagde.

Charles Rice, en forsker ved Kansas State University, arbejder på jordsiden af ​​ligningen.

"(Todd) har målt den metan, der udsendes af kvæget selv, så det, vi laver, er så at sætte brikkerne sammen, " sagde Rice. "Vi ved, hvad kvægemissioner er. Så vi måler, hvad jorden gjorde, og så kan vi lave et budget og balancere det."

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra AGU Blogs (http://blogs.agu.org), et fællesskab af blogs om jord- og rumvidenskab, vært af American Geophysical Union. Læs den originale historie her.