I et fjøs ved Senter for husdyrforsøk på Ås står kua Vilma og tygger godmodig. Vilma ser snill ut, men gassen hun slipper ut mens hun tygger skulle vi gjerne klart oss uten. Kan forskerne gjøre henne mer klimavennlig?
– Drøvtyggere utgjør den største kilden til klimagassutslipp fra norsk landbruk. Metangass slipper ut som en del av fordøyelsesprosessen og fra dyregjødsel, forteller forsker Bob van Oort ved CICERO Senter for klimaforskning til GENialt.
For å forstå hvorfor Vilma og andre kyr produserer metan, må vi følge maten ned i fordøyelseskanalen.
Tøff kost og mikrobielle medhjelpere
Vilma spiser både kraftfôr og grovfôr som består av tungtfordøyelig gress og plantemateriale. Hun har tre for-mager som maten skal igjennom før den når den egentlige magesekken, som kalles løpen. Tungt fordøyelig plantemateriale havner først i vomma. Herfra gulpes halvfordøyd gress (drøv) opp, tygges og svelges i flere omganger før det er klart for veien videre gjennom fordøyelsessystemet.
Samtidig hjelper tallrike mikroorganismer i vomma til med å fermentere (gjære) foret og bryte ned cellulose og andre vanskelig nedbrytbare molekyler til tilgjengelige næringsstoffer som kua kan nyttiggjøre seg.
– Der andre folk ser ei ku ser jeg et beitende mikrobielt samfunn omslutta av en kukropp, sier Live Heldal Hagen, mikrobiolog og forsker ved fakultet for kjemi, bioteknologi og matvitenskap ved Norges miljø- og biovitenskapelige universitet (NMBU).
Heldal Hagen forteller at det er mange ulike mikroorganismer i kuvomma: bakterier, arker (også kalt erkebakterier), encellede dyr og sopp, og at kua er helt avhengig av disse mikroorganismene. Hele 70 prosent av energien drøvtyggerne trenger til vekst og melkeproduksjon hentes ut fra maten ved hjelp av mikroorganismene og det som kalles mikrobielle prosesser. Men et biprodukt av den mikrobielle nedbrytningen av plantematerialer er klimagassen metan, som slipper ut i atmosfæren som rap mens kuen tygger, og en mindre mengde som promp eller utslipp fra kumøkk.
Metankutt gir klimagevinst
– Metan er en kraftigere klimagass enn CO2, men har kortere levetid i atmosfæren. I et hundreårsperspektiv bidrar metan 27 ganger mer til oppvarming enn CO2, i et kortere perspektiv enda mer, sier CICERO-forsker Bob van Oort.
Den kortere levetiden vil gjøre at kutt i metan vil hjelpe mye på kort sikt, selv om kutt i begge gassene må til for å begrense oppvarmingen. van Oort mener at valgene vi gjør knyttet til kosthold og matproduksjon vil avgjøre om Norge vil klare å nå målet i Parisavtalen om å holde temperaturstigningen på under to graders oppvarming. Han mener at vi må kutte i antall drøvtyggere.
– For å nå klimamålene må vi først og fremst velge mat som gir lavere utslipp, og unngå mat som gir høye utslipp, men vi må også redusere matsvinn, og finne bedre måter å produserer mat på, slik at maten vi produserer gir lavere utslipp, sier van Oort.
Mindre rap med algemat?
Live Heldal Hagen tenker det er viktig å velge mat som gir lave utslipp, men mener at drøvtyggere har en viktig plass i norsk landbasert matproduksjon – også i fremtiden.
– I Norge, hvor vi har mye tilgjengelige beiteområder og arealer som ikke egner seg til å dyrke annet enn gress, gir det mening å ha beitedyr som kan omdanne gress til næringsrik mat, mener hun.
Mikrobiologen leder prosjektet SeaCow, der forskerne undersøker hvordan metanhemmere i fôret påvirker både mikrobesamfunnet og kuas melkeproduksjon.
– Vi vet at det er mulig å redusere metanutslipp fra kyr ved å påvirke mikrobielle prosesser i fordøyelsessystemet. Flere forskningsgrupper har vist at metanutslipp fra kyr kan reduseres ved å tilsette litt av en rødalge, Asparagopsis taxiformis, i kufôret. Algen produserer bromoform, som hindrer bestemte mikrober i vomma fra å lage metan. Men det trengs mer kunnskap om hvordan mikrobesamfunnet i vomma påvirkes når metanproduksjonen hemmes, og hvordan det påvirker kua og melken, sier Heldal Hagen.
I jakten på svar får forskeren hjelp av helt spesielle kyr. Fistelkyr.
Vindu til vomma
– Vilma, og noen av de andre kyrne her, har et hull i siden, en fistel, som leder rett inn i vomma, forklarer Emil Sandsør, ingeniør ved Senter for husdyrforsøk ved NMBU.
Fistelen gir en unik mulighet til å forstå prosessene som skjer inne i Vilma. Hos vanlige kyr kan man analysere fôret som går inn og møkka som kommer ut i den andre enden, men hos fistelkyrne kan forskere også hente ut prøver av mageinnhold gjennom hullet i magen, før maten er ferdig fordøyd.
– Vominnholdet fra kyr som har fått fôret krydret med rødalge, kan gi informasjon om sammenhengen mellom mikrobene i vomma, metanproduksjon og næringsopptak hos kua, forklarer Heldal Hagen.
I tillegg til å forstå hvilke mikrober som er til stede i kuvomma, ser hun og kollegaene også på hvordan mindre metan i vomma påvirker hva de ulike mikrobegruppene gjør, og hvilke stoffer som dannes ved den mikrobielle nedbrytningen.
– Mikrobene i mikrobesamfunnet jobber sammen og er avhengige av hverandre. Hvis en gruppe ikke gjør jobben den pleier å gjøre, må kanskje andre grupper jobbe annerledes, sier hun.
Det er akkurat dette som skjer i kyr som får kosten krydret med litt rødalge. Det dannes andre stoffer i fordøyelsen, og melken ser ut til å få en litt annen sammensetning enn hos kyr som ikke får algetilsetningen.
– Vi får rundt 20 prosent hemming av metanproduksjonen i våre fôrforsøk. Det er bra, men andre forskningsgrupper har sett så mye som 90 prosent reduksjon. Algen vi tilsetter fôret er et naturprodukt og innholdet av bromoform kan variere en del i fôrtilsetningen, det samme med jod og andre mineraler som kua helst ikke skal ha for mye av. Det påvirker effektiviteten og hvor mye kua spiser, sier Heldal Hagen.
Mikrobiologen forklarer at hva kua spiser spiller inn på resultatene, og derfor trengs det forskning som tar utgangspunkt i norske driftsformer og fôr.
Trenger alle virkemidler
Både internasjonalt og nasjonalt gjøres det også forsøk med metanhemmere fremstilt på laboratoriet. Blant annet leder meierikonsernet Tine et stort prosjekt der de, sammen med flere kunnskapsinstitusjoner og landbruksaktører, forsker på om metanhemmeren 3-nitrooksypropanol (3-NOP) kan redusere metanutslippet fra norsk melk og kjøttproduksjon. Heldal Hagen forklarer at resultatene fra SeaCow-prosjektet også er relevant for Tine og andre som jobber med å redusere kuas klimaavtrykk ved hjelp av metanhemmere i fôret.
CICERO-forsker Bob van Oort ønsker både metanhemmende fôrtilsetninger og andre tiltak som kan redusere matproduksjonens klimapåvirkning velkomne, men viser til at vi også må være oppmerksom på om reduksjon av metan kan øke produksjonen av for eksempel klimagassen hydrogen.
– Vi står midt oppe i både en klimakrise og en naturkrise, samtidig som kloden skal ha mer mat. Klimautfordringene er nå så alvorlige at vi må ta i bruk alle verktøy vi har om vi skal lykkes, understreker van Oort.
