Jūras aļģes varētu likt govīm atraugas mazāk metāna un samazināt to oglekļa naga nospiedumu

Džeimsa templis

Koka šķūnī Kalifornijas Universitātes Deivisas universitātes pilsētiņas malā liellopi stāv rindā pie viņiem piešķirtajām barošanas vietām, lai sagrābtu lucernas siena kumosus.

Pagājušajā pavasarī vairākas no šīm Holšteinas slaucamajām govīm piedalījās pētījumā, lai pārbaudītu daudzsološu ceļu metāna emisiju samazināšanai no mājlopiem, kas ir milzīgs siltumnīcefekta gāzu avots, kas izraisa klimata pārmaiņas. Pētnieki atklāja, ka, pievienojot dzīvnieku barībai nelielu daudzumu jūras aļģu, viņi varētu samazināt govju metāna ražošanu par gandrīz 60%.

Katru gadu lopkopība izsūknē siltumnīcefekta gāzes ar līdzvērtīgu sasilšanas efektu vairāk nekā 7 gigatonas oglekļa dioksīda, aptuveni tas pats globālā ietekme kā transporta nozare. Gandrīz 40% no tā rodas gremošanas procesā: liellopi, kazas un aitas atraugas un izdala metānu, kas ir ļoti spēcīga, kaut arī salīdzinoši īslaicīga siltumnīcefekta gāze.

Ja UC Deivisa pētījumā panākto samazinājumu varētu piemērot visā pasaulē lopkopības nozarē, tas katru gadu novērstu gandrīz 2 gigatonnas šo emisiju, kas ir aptuveni ceturtā daļa no ASV kopējā klimata piesārņojuma katru gadu.

Ermiass Kebreabs, UC Davis dzīvnieku zinātnes profesors, kurš vada darbu, nākamajos mēnešos gatavojas veikt vērienīgāku pētījumu, lai novērtētu, vai mazāki daudz spēcīgāka jūras aļģu veida var vēl vairāk samazināt metāna emisijas. Tikmēr daži uzņēmumi ir sākuši pētīt, kas varētu būt grūtākais izaicinājums: tās masveida audzēšana.

Ļoti, ļoti lieli samazinājumi

Problēma ir liellopu un citu atgremotāju gremošanas process, kas pazīstams kā enterālā fermentācija. Mikrobi savos gremošanas traktā sadalās un iegūst enerģiju no ogļhidrātiem šķiedrveida zālēs. Bet tas pats process rada arī ūdeņradi, ar kuru barojas atsevišķs mikroorganismu kopums, radot metānu.

Apmēram 95% gāzes izplūst caur muti un nāsīm, bet pārējais izplūst otrā virzienā.

Pētnieki ir izpētījuši vairākus iespējamos ceļus, kā samazināt lopkopības emisijas, tostarp selektīvu audzēšanu (daži dzīvnieki ir mazāk gāzveida nekā citi), vakcīnas, mikrobiomu pārnešanu, dažādus uztura bagātinātājus un efektīvāku barību — tas viss ar dažādiem rezultātiem, saka Dens Blausteins-Rejto. , vecākais lauksaimniecības analītiķis Breakthrough Institute, pētniecības centrā, kas koncentrējas uz vides problēmu tehnoloģiskiem risinājumiem.

Taču, pateicoties gandrīz šokējoši efektīvajiem sākotnējo zinātnisko pētījumu rezultātiem, jūras aļģu pieeja arvien vairāk virzās uz priekšu. 2014. gadā Austrālijas pētnieki atrasts ka mazas sarkano aļģu devas, kas pazīstamas kā Asparagopsis taxiformis praktiski likvidēja metāna ražošanu laboratorijas eksperimentos. Lauka izmēģinājumi ar dzīvām aitām samazināt emisijas pat 80%, savukārt UC Davis eksperiments, pirmais ar dzīviem liellopiem, uzrādīja vidēji 58% samazinājumu, kad radniecīgās jūraszāles veidoja 1% no viņu uztura.

Vairāk piena un gaļas

Kebreabs uzauga Eritrejā, Austrumāfrikas valstī Sarkanās jūras krastā, kas cīnās ar atkārtotu sausumu un badu. Pastāvīgais piena vai gaļas trūkums iedvesmoja viņu pētīt mājlopus, cerot atrast ilgtspējīgus veidus, kā ražot vairāk abu veidu.

UC Davis profesors Ermiass Kebreabs universitātes pilsētiņā ar rokām baro govi. Džeimsa templis

Kebreabs pirmo reizi sāka pētīt metāna problēmu vairāk nekā pirms desmit gadiem. Taču neseno darbu pie jūraszālēm daļēji pamudināja Kalifornijas 2016. gadā pieņemtais likums, kas aicināja štatā samazināt metāna emisijas par 40%. Tas rada reālu spiedienu uz uzņēmumiem, lai atrastu efektīvus un pieejamus veidus, kā to izdarīt, jo īpaši Centrālās ielejas liellopu un piena lopkopju vidū. Statūti galvenokārt koncentrējas uz saistīto, bet mazāko problēmu, kas saistīta ar metāna samazināšanu no kūtsmēsliem, kas ir paredzēti daži pieejamie līdzekļi progresa sasniegšanai un mērīšanai . Taču šo pilnvaru izpildē tiktu ņemta vērā arī govs atraugas radīto emisiju samazināšana.

Tiklīdz SB-1383 nāca tiešsaistē, intereses līmenis ievērojami palielinājās — un tas ir koncentrēts Kalifornijā, saka Kebreabs.

Viena no negatīvajām blakusparādībām sākotnējā UC Davis pētījumā ir tāda, ka liellopi samazināja daudzumu, ko tie patērē katru dienu. Tas ir liels darījums, jo jo vairāk govis ēd, jo vairāk piena vai gaļas tās ražo. Kebreabam ir aizdomas, ka problēma bija vienkārši garša: jūraszāles ir ļoti sāļas. Galu galā pētnieki to sajauca ar melasi, lai palīdzētu zālēm samazināties.

Bet vissvarīgākais ir tas, ka sākotnējā pētījumā viņi izmantoja jūras aļģu formu, kas nebija tik spēcīga kā sarkanās aļģes, ko izmantoja sākotnējos Austrālijas laboratorijas eksperimentos. Kebreab plāno izmantot šo celmu turpmākajā izmēģinājumā, un viņš uzskata, ka tas varētu samazināt vairāk emisiju pat ar mazāku devu.

Nākamajos mēnešos Kebreab pārraudzīs sešus mēnešus ilgu eksperimentu ar 24 gaļas liellopiem. Viņš plāno rūpīgi izvērtēt, vai ietekme uz metānu saglabājas tādā pašā līmenī ilgākā laika periodā, kā arī vai piedeva ietekmē veselību, svaru un gaļas kvalitāti.

Teorētiski, kamēr liellopi nepamana garšu (vai pierod pie tās), jūraszālēm jāpalīdz tiem pieņemties svarā. Metāna ražošanas bloķēšanai vajadzētu nozīmēt, ka vairāk patērēto ogļhidrātu tiek novirzīts audu veidošanas uzdevumam. Ja tā, tad lauksaimnieki varētu redzēt ekonomisku atdevi no šī papildinājuma sākotnējām izmaksām, lai gan tas var būt vai nebūt visrentablākais variants iepakošanai pēc svara.

Taču ir vēl viena problēma: kā iegūt pētījumam nepieciešamos 200 kilogramus sarkano jūraszāļu. Tas vēl ir jāražo komerciālā mērogā, un tas var izrādīties sarežģīti.

Mēroga sasniegšana

Australis Aquaculture, okeānā audzētu Āzijas jūras asaru ražotājs, kas atrodas Grīnfīldā, Masačūsetsā, mēģina atrast veidu, kā īstenot pētniecības projektu Vjetnamā, kas nodēvēts par Greener Grazing.

Sarkanās aļģes dabiski aug savvaļā, taču būs vajadzīgas smagas cilvēka rokas, lai tās ražotu tādā ātrumā un mērogā, kāds nepieciešams, lai apkalpotu pat daļu no globālās lopkopības nozares. Un līdz šim jūraszāles ir pretojušās mēģinājumiem panākt, lai tās varētu vairoties, saka uzņēmuma dibinātājs Džošs Goldmens.

Huynh Thi Khanh strādā Greener Grazing sēklu bankā. Zaļāka ganīšana

Greener Grazing un tā līdzstrādnieki izmanto vairākus problēmas risināšanas ceļus. Ja viņi to uzlauzīs, uzņēmums pāries uz nākamo soli, mēģinot audzēt jūraszāles pie Vjetnamas krastiem. Augi tiktu novietoti plastmasas cauruļu tīklā, ko izmanto austeru audzēšanai, un novietoti dažas pēdas zem ūdens — tikai pietiekami dziļi, lai tos pasargātu no viļņiem, bet pietiekami tuvu saulei, lai fotosintēze veicinātu augšanu.

Tikmēr milzu Nīderlandes konglomerāts DSM strādā pie sintētiskas piedevas govīm. Pētījumā, ko tās pētnieki bija līdzautori, tika atklāts, ka metāna inhibitors, kas pazīstams kā 3-nitrooksipropanols jeb 3NOP, samazina emisijas par 30% holšteiniem laktācijas periodā. Pētījumā tika atzīmēts, ka 12 nedēļu eksperimenta laikā piena ražošana netika ietekmēta, un kā bonuss izlietotā metāna enerģija palīdzēja ģenerēt audus, kā rezultātā palielinājās ķermeņa svars.

Tiek ziņots, ka DSM Nutritional Products cer komercializēt dzīvnieku barību un jau ir pieteicies lai saņemtu ASV Pārtikas un zāļu pārvaldes atļauju pārdot to Amerikas Savienotajās Valstīs.

Lai gan samazinājumi ne tuvu nav tik dramatiski kā tie, kas novēroti jūras aļģu agrīnajos testos, liels uzņēmums ar esošām ražotnēm un izplatīšanas kanāliem, iespējams, varētu ātrāk palielināt ražošanu un samazināt izmaksas vēl vairāk nekā akvakultūras pieeja, saka Kebreabs.

DSM neatbildēja uz MIT Technology Review pieprasījumu.

Ārpus Kalifornijas

Kebreab sadarbojas ar Džoana Salvena , Stenfordas stipendiāts, kurš nodibināja Gobu inovācijas , sociāls uzņēmums, kura mērķis ir piesaistīt naudu jūras aļģu izpētei un sadarboties ar lopkopības nozari.

Salvens viegli atzīst, ka ir jāveic vairāk pētījumu par jūras aļģu ietekmi uz veselību — gan uz mājlopiem, gan uz cilvēkiem — un ka joprojām nav skaidrs, vai šos celmus var palielināt ekonomiski izdevīgā veidā. Turklāt peļņas gūšana no produkta tādā štatā kā Kalifornija, kur lauksaimnieki saskaras ar reglamentējošām pilnvarām, būs diezgan atšķirīga no tā pārdošanas nabadzīgajās pasaules daļās, kas arī veicina metāna emisijas.

Bet, ja viss noritēs labi, Salvens cer, ka agrīnie tirgi, ko veicina spēcīga klimata politika, varētu palīdzēt paplašināt ražošanu un samazināt izmaksas citur.

Ejot atpakaļ no šķūņa, Kebreabs min, ka riska kapitālisti ir apmeklējuši universitātes pilsētiņu, lai uzzinātu vairāk par pētījumiem un iespējām. Viņš ir ļoti vēlējies dalīties, ņemot vērā investīciju apjomu, kas būtu nepieciešams, lai sarkano jūras aļģu rūpniecība sāktu darboties.

Viņš saka, jo vairāk naudas jums ir, jo ātrāk mēs to varam laist tirgū.

Bet pašam Kebreabam nav nekādu uzņēmējdarbības ambīciju.

Man vienkārši patīk strādāt ar dzīvniekiem, viņš saka.

paslēpties