農業生命科学大学にある新しい気候制御された動物呼吸ストール（現在米国で唯一稼働しているもの）により、研究者は牛からのメタンやその他のガス排出量を確実に測定、検証、監視できるようになり、一連の情報を裏付ける情報が得られるようになります。世界中の農場の持続可能性と生産性の向上を目的とした調査。
このチャンバーは牛を飼育する大きな納屋の小屋に似ていますが、動物の健康と福祉をサポートするための温度制御を備えた単一のユニットとして完全に収容されています。
カーギル、ジェネシーバレー地域市場局、バルケム社の支援を受けたコーネル大学の 4 つの動物呼吸チャンバーは、4 月 18 日午後 1 時から、チャンバーが収容されている大型動物研究教育ユニットで行われるテープカットイベントでお披露目されます。
200万ドルの動物呼吸室への他の資金提供者には、ニューヨーク州農務市場局が含まれる。 コーネル大学 CALS と動物科学部門のリーダーシップ。 そしてコーネル・アトキンソン持続可能性センター。
この開設は、牛から排出される強力な温室効果ガスであるメタンを削減するためのソリューションの開発に向けた重要な一歩を示しています。 世界の人為的メタン排出量の約 40% は畜産によるもので、そのほとんどは牛のげっぷに由来します。
キャンパス内に最近完成した動物呼吸室の外で談笑するジョセフ・マクファーデンとニロシュ・セネヴィラントネ。
「呼吸室は牛からのメタン排出を監視するためのゴールドスタンダードとみなされています」と同氏は述べた。 ジョセフ・マクファーデン動物科学部（CALS）の乳牛生物学准教授。 マクファデン氏は、チャンバーを取得し、家畜のメタン緩和研究を実施するコーネル大学の取り組みの先頭に立ってきた。
「世の中には、まだテストされていないメタンの軽減や監視の技術がたくさんあります。しかし、ガス排出量を絶対的に定量化できる唯一の方法は、呼吸室システムを使用することです。」と彼は言いました。
動物呼吸室はステンレス製で、大きなドアと窓があり、メタン測定中の動物の安全性、栄養、快適性を確保するように設計されています。 牛やその他の家畜を入れるのに十分な大きさです。 これらは気候制御されており、酸素消費量とメタン、CO2、水素の排出量をリアルタイムで監視し、2 ～ 10 分ごとに測定します。 研究者は、消費および生成されるガスの絶対的な測定値を得るために、個々の牛をチャンバーに入れる場合があります。
ガス交換の測定は、牛の全体的なエネルギー使用、つまりエネルギー学を理解する鍵となります。 たとえば、牛は炭水化物の消化中に生成されるメタンガスにより、消費するエネルギーの平均 6% ～ 7% を失います。 牛のエネルギーをバランスよく説明するには、研究者は直接測定できない熱損失を推定する必要があります。 彼らは主に、ガス、消化、尿と便、代謝、組織、牛乳によって消費される食物からのエネルギー量を測定することによってそれを行います。 このデータを適用して、熱損失を間接的に計算できます。
研究者は、エネルギー方程式のバランスを取ることで、さまざまな飼料と飼料添加物がどのように効果的に肉と牛乳の生産と動物の健康を最適化し、温室効果ガスの排出と栄養素の浪費を最小限に抑えることができるかを検討できます。
このチャンバーは、コーネル ネット炭水化物およびタンパク質システム (CNCPS) と呼ばれるコーネルの栄養モデリング ソフトウェアを改善するためにも使用されます。 このモデルは、北米の授乳牛の約 70% の飼料を配合するために使用されており、40 か国以上で採用されています。 このモデルを使用すると、栄養士や農家は飼料成分を入力して牛、飼料、状態に合わせた食事を処方することができ、プログラムは乳量を正確に予測します。
マイケル・ヴァンアンバーグCNCPS の開発を主導した動物科学の教授は、最初は 1960 年代から 80 年代にかけて、メリーランド州ベルツビルにある米国農務省農業研究センターの動物呼吸室を通じて得られた基礎データを牛のエネルギーを理解するために適用しました。 Van Amburgh氏によると、研究者たちは現在、牛のアミノ酸と脂肪酸の必要量についてより多くのことを理解しているという。 また、今日の牛は、栄養素を乳や肉に変換する効率を高めるために遺伝的に品種改良されています。
これらの進歩は牛乳の量自体には影響しないかもしれませんが、牛は食事に応じてより多くの乳脂肪とタンパク質を生成しますが、古いデータでは把握されていません。
「これらのチャンバーは、60年から70年前に現代の牛とは大きく異なる牛で、特定の栄養素の必要量についてほとんどわかっていなかった条件下で行われたエネルギー計算のすべてを改良することを可能にするため、非常に貴重なものになる可能性があります。」ヴァン・アンバーグ氏は語った。
マクファデン氏は、飼料添加物が牛のメタン生成をどのように阻害するかを理解する取り組みを主導してきました。 彼と同僚は、海藻またはその有効成分であるブロモホルムが排出を安全に制限できるかどうかを調査している。 2020年、オーストラリアの研究グループは、牛の飼料に自生海藻を加えるとメタン排出量が80％減少することを発見した。
有望ではあるが、そのエネルギーが牛のどこに向けられるのかを理解するにはさらなる研究が必要であり、それが栄養利用のモデル化に影響を与える可能性があるとマクファデン氏は述べた。 彼は、授乳期の乳牛の腸内および糞尿のメタン排出とエネルギー変換に関する食事性脂肪酸、海藻、ブロモホルム間の相互作用を調査するため、カリフォルニア州食品農務省からの 150 万ドルの助成金の主任研究者です。
クリステン・リード動物科学の助教授（CALS）は、食事やサプリメントがメタンやその他の温室効果ガスの排出にどのような影響を与えるかにも焦点を当てています。 彼女は、肥料管理や作物生産からの下流排出量を含む、農場全体の状況における食事介入の結果を統合します。
「肥料の組成と腸内メタンの食事介入を結び付けることができれば、肥料の保管中の排出量をより正確に見積もることができるでしょう」と彼女は述べた。 チャンバーには、肥料から放出されるアンモニアを検出するセンサーを追加する機能もあります。
研究者は、腸内メタン排出量を群れ全体に適用して理解したいと考えています。 フリオ・ジョルダーノ動物科学准教授（CALS）、所長 未来の農場のためのコーネル農業システムのテストベッドおよびデモンストレーション サイト (CAST)乳牛生物学・管理研究所所長、同研究所副所長 コーネルデジタル農業研究所 (CIDA)は、未来の農場を構築するために農家が管理タスクを自動化または半自動化できるようにするデータ駆動型テクノロジー、精密技術、イノベーションの開発と実装に取り組んできました。 彼の研究の大きな部分は、生体認証を直接測定する牛のウェアラブル センサーを進歩させることでした。
「チャンバーの用途の 1 つは、現在開発中のセンサーからの測定値を検証することです」と彼は言いました。
ジョルダーノ氏らは、メタンが生成される牛の第一胃に埋め込まれるセンサーである第一胃ボーラスの開発に向けて、業界パートナーと初期の協議を行っている。
「これは、個々の牛を監視するために、将来的には理想的なツールとなるでしょう」と彼は言いました。 「農場レベルでのメタン生成量と緩和戦略の潜在的な利点を推定することの限界の 1 つは、個々の牛によってどれだけのメタンが生成されているかがわからないことです。」
開発中のセンサーの検証に加えて、動物呼吸チャンバーは少数の個体の絶対排出量を測定でき、そのデータは群れレベルに推定できます。
炭素クレジット市場の出現に伴い、個別のセンサーの開発も農場での温室効果ガスの会計処理にとって重要となり、そこではメタンの腸内排出量の測定が鍵となります。
テープカットイベントの著名な出席者には、マクファーデン氏とCALSのロナルド・P・リンチ学部長ベンジャミン・ホールトン氏のほか、アンナ・ケレス州下院議員、ニューヨーク州農業市場局のエリザベス・ウォルターズ副局長、デイビッド・フィッシャーニューヨーク州農業局長官などが含まれる。 。
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#気候温暖化を引き起こす牛のメタンを削減する最先端の技術
2024-04-16 15:33:43