Evaluation of Methane Emissions from Major Dairy Cattle Feed Resources and Identification of Low Methane-Emitting Feeds with Optimum Nutritional Quality in Central Ethiopia

في مرتفعات إثيوبيا، حيث تبدو المناظر الطبيعية كنسيج من المزارع الصغيرة وأراضي الرعي، يتشكل تحدٍ هادئ ولكنه حاسم. تُربى هناك الملايين من الماشية والأغنام والماعز، والتي تشكل العمود الفقب لسبل العيش والأمن الغذائي المحلي. ومع ذلك، وعلى الرغم من العدد الهائل من الحيوانات، فإن كمية الحليب واللحوم التي تنتجها تظل منخفضة. ويرجع ذلك إلى حد كبير إلى أن الحيوانات غالباً لا تحصل على غذاء عالي الجودة؛ فعندما تأكل الماشية أعلافاً رديئة الجودة، تعاني أجهزتها الهضمية في استخلاص الطاقة بكفاءة. وهذا القصور له تكلفة مزدوجة: تنمو الحيوانات ببطء وتنتج أقل، كما أنها تطلق المزيد من غاز الميثان، وهو غاز دفيئة قوي، في الغلاف الجوي. يُنتج الميثان بشكل طبيعي عندما تقوم الميكروبات في معدة البقرة بتفكيك الطعام، لكن نوع الطعام يلعب دوراً هائلاً؛ فبعض الأعلاف تجعل هذه الميكروبات تنتج كميات ضخمة من الغاز، بينما تسمح أنواع أخرى بهضم أكثر نظافة وكفاءة يطلق كمية أقل بكثير من الغاز الضار. إن إيجاد التوازن الصحيح بين تغذية الحيوانات جيداً وحماية المناخ هو هدف مركزي للمزارعين والعلماء في هذه المنطقة.

وضع باحثون من جامعة هارامايا ومركز هوليتا للبحوث الزراعية هدفاً لحل جزء محدد من هذه الأحجية. أرادوا معرفه أي من الأعلاف الشائعة المتاحة لمزارعي الألبان في وسط إثيوبيا سيوفر أفضل تغذية مع توليد أقل قدر من الميثان. وللقيام بذلك، جمعوا اثني عشر نوعاً مختلفاً من الأعلاف التي يعتمد عليها المزارعون المحليون يومياً. شمل ذلك السيقان المجففة المتبقية بعد حصاد محاصيل مثل القمح والشعير والتيف والفاصوليا، بالإضافة إلى الأعشاب الطبيعية من أراضي الرعي. كما نظروا أيضاً في الأعلاف التكميلية، وهي أطعمة أغنى تُضاف إلى النظام الغذائي لتعزيز التغذية، مثل نخالة القمح، وكعكات بذور الزيوت، وناتج ثانوي لتخمير الجعة المحلي يعرف باسم "أتيلا". لم يقم الفريق بإطعام هذه العينات لحيوانات حية، وهي عملية بطيئة ومكلفة، بل أخذوا كميات صغيرة من كل علف ووضعوها في بيئة مختبرية تحاكي البيئة داخل معدة البفالة. خلطوا العلف مع سائل مأخوذ من الكرش من حيوان تم ذبحه، وراقبوا كيف قامت الميكروبات بتفكيكه على مدار عدة أيام.

كشفت التجربة عن اختلافات واضحة بين الأعلاف. قاس الباحثون كمية الغاز المنتجة، وسرعة تفكك العلف، ومدى دقة كمية هذا الغاز من الميثان. ووجدوا أن جودة العلف تفاوتت بشكل كبير اعتماداً على ما إذا كان قد جُمع خلال الموسم الجاف أو الموسم الرطب. وبشكل عام، كانت بقايا المحاصيل، مثل سيقان القمح والشعير، منخفضة في البروتين وعالية في الألياف الخشنة، مما يجعل هضمها أصعب. ومن بين هذه الأعلاف الخشنة، برزت المراعي الطبيعية وقش الفاصوليا كأعلى محتوى من البروتين، وهو أمر ضروري لنمو الحيوان. ومع ذلك، جاءت النتائج الأكثر إثارة من الأعلاف التكميلية؛ فقد ثبت أن نخالة القمح، وهي منتج ثانوي شائع لطحن الحبوب، هي علف استثنائي، إذ تتفكك بسرعة، وتوفر طاقة عالية، والأهم من ذلك، أنها تنتج أدنى تركيز من الميثان بالنسبة لإجمالي الغاز المتولد. وفي الواقع، كان تركيز الميثان في الغاز الناتج عن نخالة القمح حوالي 4.6 بالمائة فقط، وهو رقم منخفض للغاية مقارنة بالأعلاف الأخرى.

في المقابل، تبين أن بعض أكثر الأعلاف شيوعاً هي الأسوأ من حيث انبعاثات الميثان. فقد أنتج قش القمح، وهو عنصر أساسي للعديد من المزارعين، أعلى تركيز للميثان، حيث كان ما يقرب من 60 بالمائة من الغاز الذي ولده عبارة عن ميثان. ويشير هذا المستوى العالي إلى أن الميكروبات كانت تكافح لهضم الألياف الخشنة بكفاءة، مما أدى إلى هدر الطاقة للحيوان وتكلفة بيئية باهظة. كما أظهرت الدراسة أن الموسم لعب دوراً رئيسياً في أداء هذه الأعلاف. فخلال الموسم الرطب، أصبحت العديد من بقايا المحاصيل أكثر ليفية وصعبة الهضم، مما أدى إلى زيادة إنتاج الميثان. ومع ذلك، تصرفت أعشاب المراعي الطبيعية بشكل مختلف؛ فبسبب كونها أصغر سناً وأكثر اخضراراً خلال الموسم الرطب، ظلت مغذية للغاية وأنتجت في الواقع ميثاناً أقل مما أنتجته في الموسم الجاف. يسلط هذا التحول الموسمي الضوء على أن توقيت جمع واستخدام العلف لا يقل أهموة عن نوع العلف نفسه.

خلص الباحثون إلى أن المفتاح لتقليل انبعاثات الميثان دون الإضراو بإنتاجية الحيوان يكمن في كيفية خلط الحصص الغذائية. تقترح الدراسة أن المزارعين يجب أن يستخدموا بقايا المحاصيل منخفضة الجودة وعالية الألياف، مثل قش القمح، كقاعدة ولكن يجب عليهم تكميلها بأعلاف عالية البروتين ومنخفضة الميثان. وقد برزت نخالة القمح كمرشح مثالي لهذا الدور، فهي غنية بالعناصر الغذائية، وتُهضم بسرعة، وتحافظ على مستويات الميثان منخفضة جداً. ومن خلال إضافة نخالة القمح إلى نظام بقرة تأكل القش رديء الجودة، يمكن للمزارعين تحسين صحة الحيوانات وإنتاج الحليب مع قطع انبعاثات غازات الدفيئة في الوقت نفسه. كما حددت الدراسة خيارات واعدة أخرى، مثل قش الشعير وقش الشوفان، والتي أظهرت باستمرار نسب ميثان أقل مقارنة ببقايا المحاصيل الأخرى. ورغم أن النتائج المختبرية قوية، إلا أن الباحثين يشيرون إلى الحاجة لمزيد من الدراسات التي تشمل حيوانات حية لتأكيد هذه النتائج في ظروف الزراعة الواقعية. وفي الوقت الحالي، توفر البيانات خارطة طريق واضحة: من خلال اختيار المكملات الصحيحة وفهم التغيرات الموسمية في أعلافهم، يمكن لمزارعي الألبان في إثيوبيا تغذية قطعانهم بشكل أفضل والمساعدة في تبريد الكوكب.