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Methan-Messung bei Kühen während der Futteraufnahme

Messung während der FutteraufnahmeMethan-Messstation für Kühe

Wissenschaftler vom Leibniz-Institut für Nutztierbiologie, Dummerstorf, untersuchen, wie der Methan-Ausstoß von Kühen durch verschiedene Maßnahmen reduziert werden kann. Dafür nutzen sie jetzt auch eine GreenFeed-Methan-Messstation, mit der erstmals in Deutschland die Emissionen auch bei Rindern im Laufstall individuell gemessen werden können.

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GreenFeed-Methan-Messstation

Gerade der große Vorteil von wiederkäuenden Nutztieren, nämlich für die Ernährung überwiegend vom Menschen nicht nutzbare Pflanzenstoffe (Gras, Heu und Stroh) verwerten zu können, hat auch einen Nachteil: Die Produktion von wertvollem Nahrungseiweiß in Form von Milch und Fleisch durch Wiederkäuer (Rinder, Schafe, Ziegen) geht einher mit der Emission von klimaschädlichem Methan (CH4). Dieses entsteht durch die Verdauung des Futters im Vormagen, dem Pansen, und wird hauptsächlich durch Rülpsen, den sogenannten Ruktus, sowie aus Mist und Gülle freigesetzt. Methan ist ein Treibhausgas, das ein 20-fach höheres Erwärmungspotenzial besitzt als Kohlenstoffdioxid und bis zu 14 Jahre in der Atmosphäre verbleibt. Laut Bundesumweltamt stammten im Jahr 2011 ca. 50 Prozent der gesamten Methan-Emissionen in Deutschland aus der Landwirtschaft.

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Messen unter Praxis-Bedingungen
Bislang wurden die Energieumsatz- und Methan-Messung aufwändig und im kleineren Rahmen in geschlossenen Respirationskammern für Großtiere erfasst. Auch in Dummerstorf steht für die Methanforschung eine Respirationsanlage zur Verfügung, die jedoch eine künstliche Umgebung schafft. Einer amerikanischen Firma ist es gelungen, eine mobile Messstation zu konstruieren, die die Methan-Forschung wesentlich ergänzt (GreenFeed-System).

"Unser Team forscht aktuell in vier Projekten zur Abschätzung und nachhaltigen Reduzierung von Methan in der Landwirtschaft", sagte die Leiterin des Instituts für Ernährungsphysiologie, PD Dr. Cornelia C. Metges. "Das GreenFeed-Messsystem wird erheblich dazu beitragen, neue wissenschaftliche Daten für die Bearbeitung dieser klimarelevanten Problematik zu erheben", erwartet die Agrarwissenschaftlerin. "Die Erhebung von standardisierten Daten zur tierindividuellen Methanemission macht das Leibniz-Institut für Nutztierbiologie zu einem begehrten Kooperationspartner beim Erfahrungsaustausch und Wissenstransfer mit internationalen Forschungspartnern."

GreenFeed ist das erste kommerzielle System der Welt, um die Methan- und Kohlenstoffdioxid-Produktion bei einzelnen freilaufenden Rindern mengenmäßig zu bestimmen. Die Rinder werden mit etwas Futter zu einem Futtertrog gelockt. Durch spezielle Sensoren kann jedes Tier dort identifiziert und die einzelnen Gaskonzentrationen und weitere Umweltindikatoren im Atemluftstrom beim Fressen aufgezeichnet werden. Aus den gewonnenen Daten kann anschließend die Methanproduktion der Tiere unter verschiedenen Fütterungsbedingungen errechnet werden.

Projektziel: Verringerung der Methanemission
Das Leibniz-Institut für Nutztierbiologie gehört mit zu den führenden Einrichtungen in der Forschung zur Verbesserung der Futter- und Energieeffizienz und Reduzierung der Treibhausgasemission in der Landwirtschaft. Die Wissenschaftler verfolgen dabei verschiedene Ansätze, die Methanproduktion zu verringern und die Rinderhaltung insgesamt umweltschonender zu gestalten.

  • Im Projekt MethanA wird zusammen mit dem Institut für Tierzucht und Tierhaltung der Universität Kiel und dem Kompetenzzentrum Milch-Schleswig-Holstein ein neuer Biomarker für die tierindividuelle Methanproduktion aus dem Kot der Rinder, dem Archaeol, untersucht. Durch parallele Bestimmungen der Methan-Emission bei Milchkühen und aus den fäkalen Ausscheidungen soll geprüft werden, ob sich Archaeol als Biomarker eignet und über dieses Verfahren im größeren Maßstab Rinder auf ihren individuellen Methan-Ausstoß untersucht werden können.
  • Im Projekt INNOMiLCH4 in Kooperation mit dem Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim und einem großen Milchprodukthersteller wird dagegen getestet, ob das Fettsäuremuster in der Milch als Messbasis für die Methan-Produktion dienen könnte. Dies soll zum besseren Verständnis der produktbezogenen Treibhausgasemissionen der Milchproduktion beitragen und eine Grundlage zur effizienten Reduzierung von Treibhausgasemissionen bei der Milchproduktion bilden.
  • Ein internationales und mit 1,27 Millionen Euro von der EU gefördertes Projekt RumenStability mit Partnern in Irland, Spanien, Belgien, Großbritannien, Frankreich und Neuseeland untersucht den Einfluss verschiedener Milchfütterungen bei Kälbern auf die Methan-Produktion.
  • Ein weiteres gerade gestartetes EU-Vorhaben METHAGENE wiederum konzentriert sich auf die europaweite Erhebung von Methanproduktionsdaten einzelner Kühe, um zu prüfen, ob sich durch züchterische Maßnahmen die Methanproduktion reduzieren lässt.

Kontakt:
Leibniz-Institut für Nutztierbiologie (FBN), Institut für Ernährungsphysiologie
Leiterin: PD Dr. Cornelia C. Metges
E-Mail: metges@fbn-dummerstorf.de.

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