Kuhmist emittiert klimaerwärmendes Methan. Das Hinzufügen von roter Alge könnte helfen.

Die Erde hat ein Rinderproblem. Die Rinderlandwirtschaft gehört zu den größten Emittenten des klimaerwärmenden Methans in die Atmosphäre.

Aber das Hinzufügen einer Art Rotalge, die für ihre methanhemmenden Eigenschaften bekannt ist, zu Rinderexkrementen könnte helfen. Dadurch wird die Methanproduktion in den Exkrementen um etwa 44 Prozent reduziert, berichten Forscher am 13. Juli in Frontiers in Sustainable Food Systems. Das bietet eine vielversprechende neue Möglichkeit, die gesamten Methanemissionen von Rindern zu reduzieren, sagen die Wissenschaftler.

Die Rinderlandwirtschaft ist für fast ein Viertel der weltweiten Methanemissionen verantwortlich, einem potenten Treibhausgas (SN: 18.11.15; SN: 5/5/22). Die Kühe produzieren Methan in ihren Mägen während der Verdauung, das dann größtenteils über Rülpsen in die Welt entweicht. Eine geringere, aber nicht unbedeutende Menge Methan wird auch direkt während der Zersetzung der Kuhexkremente freigesetzt.

Forscher suchen aktiv nach Lösungen für das im Darm produzierte Methan. Das Hinzufügen einer winzigen Menge - 0,5 Prozent des Trockenfutters - der Rotalge Asparagopsis taxiformis zur Nahrung der Kühe kann etwa 65 Prozent dieser Methanproduktion verhindern.

A. taxiformis, die in tropischen Meerwasser weit verbreitet ist, enthält eine organische Verbindung namens Bromoform, die ein Enzym inaktiviert, das normalerweise die Methanreaktion unterstützt. Diese Forschung hat Bedenken ausgelöst, dass die Milch von Milchkühen, die die Alge gefüttert bekommen, möglicherweise toxische Mengen an Bromoform sowie Jod in ihrer Milch und ihrem Fleisch enthalten könnte. Die US-Umweltschutzbehörde hat Bromoform als wahrscheinliches Karzinogen für Menschen eingestuft, und zu viel Jod kann zu Schilddrüsenproblemen führen.

Mohammad Ramin, ein Tierwissenschaftler an der Schwedischen Universität für Agrarwissenschaften in Umeå, und seine Kollegen fragten sich, ob es möglich wäre, den Mittelsmann auszuschalten - indem sie die Alge direkt zu den Kuhexkrementen hinzufügen. Das würde das im Darm produzierte Methan nicht reduzieren, könnte aber die gesamten Rindemissionen ohne Auswirkungen auf Fleisch oder Milch verringern.

Methanemissionen aus Exkrementen sind hauptsächlich bei Milchkühen ein Problem, sagt Sara Place, eine Tierwissenschaftlerin an der Colorado State University in Fort Collins, die nicht an der Studie beteiligt war. Milchkühe werden tendenziell in Umgebungen mit sauerstoffarmen Böden gehalten, und methanproduzierende Bakterien gedeihen in solchen sauerstoffarmen Umgebungen. Rinder, die für die Fleischproduktion gehalten werden, leben in der Regel ihr Leben lang und defäkieren auf offenen Weideflächen oder in einem eingezäunten, aber trockenen Futterplatz, der weniger günstig für die Methanproduktion ist.

In der neuen Studie fügten Ramin und seine Kollegen Algen zu den Exkrementen von vier Milchkühen hinzu. Zwei von ihnen hatten die Alge gefressen und zwei nicht. Jede Kotprobe wurde weiter aufgeteilt, wobei einer Unterprobe zusätzliche Algen gegeben wurden und die andere allein gelassen wurde. Dann wurden alle Kotproben im Labor erlaubt, langsam zu zersetzen. Nach neun Wochen analysierte das Team die Unterproben, um festzustellen, wie viel Methan sie enthielten.

Wie erwartet, reduzierte das Hinzufügen von Algen zum Futter der Kühe anfangs das Methan in ihrem Kot. Aber sobald der Kot anfing zu zerfallen, wurde die Produktion von neuem Methan nicht davon beeinflusst, ob die Kühe die Alge gefressen hatten oder nicht. Das Team untersuchte auch die mikrobiellen Gemeinschaften, die in den verschiedenen Arten von Kot lebten, und stellte fest, dass es zwischen den mit Algen gefütterten Kühen und den Kontrollkühen keinen großen Unterschied gab. Das lässt darauf schließen, dass Algen-Nahrungsergänzungsmittel nicht so effektiv sind, um die Methanproduktion außerhalb des Magens zu hemmen.

Aber das direkte Hinzufügen der Alge zu den Exkrementen machte einen deutlichen Unterschied beim Methangehalt aus der Zersetzung. Das, so das Team, deutet darauf hin, dass dies ein wirksamer Teil der Lösung des größeren Kuh-Methan-Problems sein könnte.

Die große Stärke dieser neuen Arbeit besteht darin, dass sie sich darauf konzentriert, eine Lösung für einen wenig erforschten Teil des Kuh-Methan-Problems zu bieten, sagt Christopher Glasson, ein Chemiker an der University of Waikato in Tauranga, Neuseeland, der Agrichemikalien aus Meeresalgen studiert. Aber letztendlich könnte es aus Kostengründen möglicherweise nicht rentabel sein, A. taxiformis für diesen bestimmten Zweck herzustellen. "Ich denke, [diese Strategie] ist wahrscheinlich aufgrund der Kosten für die Produktion der Meeresalge nicht realisierbar."

A. taxiformis ist möglicherweise immer noch am effektivsten bei der Unterdrückung der Gärung im Verdauungstrakt einer Kuh und nicht in ihrem Mist. Die gute Nachricht, so Glasson, ist, dass modernste Technologien zur Futterzusatzstoffe, die bestimmte Extrakte aus den Algen verwenden, das Risiko von Iod- oder Bromoform-Toxizität erheblich mindern.

And the study’s conclusion that algae in the cows’ feed doesn’t affect methane production in their feces might also be good news, in a way, Place says. One proposed avenue for mitigating emissions from cow feces is to harness the methane to make biogas. “If you feed [algae] to cattle for methane mitigation [and] if you don’t see any results [in the manure], that could be good for biogas production,” she adds — a possible two-fer for the industry. 

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