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

In den Hochlandregionen Äthiopiens, wo die Landschaft ein Flickenteppich aus kleinen Farmen und Weideland ist, nimmt eine stille, aber entscheidende Herausforderung Gestalt an. Millionen von Rindern, Schafen und Ziegen werden hier gehalten, was das Rückgrat der lokalen Lebensgrundlagen und der Ernährungssicherheit bildet. Doch trotz der enormen Anzahl an Tieren bleibt die Menge an Milch und Fleisch, die sie produzieren, gering. Dies liegt vor allem daran, dass die Tiere oft nicht genügend hochwertiges Futter erhalten. Wenn Rinder minderwertiges Futter fressen, haben ihre Verdauungssysteme Schwierigkeiten, Energie effizient zu extrahieren. Diese Ineffizienz hat einen doppelten Preis: Die Tiere wachsen langsamer und produzieren weniger, und sie setzen zudem mehr Methan – ein potentes Treibhausgas – in die Atmosphäre frei. Methan entsteht auf natürliche Weise, wenn Mikroben im Magen einer Kuh die Nahrung abbauen, aber die Art der Nahrung spielt eine entscheidende Rolle. Einige Futtersorten führen dazu, dass diese Mikroben riesige Mengen an Gas produzieren, während andere eine sauberere, effizientere Verdauung ermöglichen, die weit weniger des schädlichen Gases freisetzt. Das richtige Gleichgewicht zwischen der guten Fütterung der Tiere und dem Schutz des Klimas zu finden, ist ein zentrales Ziel für Landwirte und Wissenschaftler in dieser Region.

Forscher der Haramaya University und des Holeta Agricultural Research Center machten sich daran, ein spezifisches Teil dieses Puzzles zu lösen. Sie wollten wissen, welches der in Zentraläthiopien bei Milchbauern gängigen Futtermittel die beste Ernährung bietet und gleichzeitig am wenigsten Methan erzeugt. Um dies zu erreichen, sammelten sie zwölf verschiedene Arten von Futter, auf die lokale Landwirte täglich angewiesen sind. Dazu gehörten die getrockneten Stängel, die nach der Ernte von Nutzpflanzen wie Weizen, Gerste, Teff und Bohnen übrig bleiben, sowie natürliches Weidelandgras. Sie untersuchten auch Ergänzungsfuttermittel, also reichhaltigere Nahrungsmittel, die der Diät hinzugefügt werden, um die Nährstoffaufnahme zu steigeln, wie etwa Weizenschrot, Ölsaatkuchen und ein Nebenprodukt der lokalen Bierbrauerei namens Atela. Das Team fütterte diese Proben nicht an lebenden Tieren, da dieser Prozess langsam und teuer ist. Stattdessen nahmen sie kleine Mengen jedes Futters und platzierten sie in einer Laborumgebung, die die Umgebung im Magen einer Kuh nachahmte. Sie mischten das Futter mit Flüssigkeit, die aus dem Pansen eines geschlachteten Tieres entnommen worden war, und beobachteten, wie die Mikroben es über mehrere Tage hinweg abbauten.

Das Experiment offenbarte deutliche Unterschiede zwischen den Futtermitteln. Die Forscher maßen, wie viel Gas produziert wurde, wie schnell das Futter abgebaut wurde und exakt wie viel dieses Gases Methan war. Sie fanden heraus, dass die Qualität des Futters signifikant variierte, je nachdem, ob es während der Trockenzeit oder der Regenzeit gesammelt wurde. Im Allgemeinen waren die Ernterückstände, wie die Stängel von Weizen und Gerste, arm an Protein und reich an zäher Faser, was sie schwerer verdaulich machte. Unter diesen groben Futtersorten fielen natürliches Weidegras und Bohnenstängel dadurch auf, dass sie den höchsten Proteingehalt aufwiesen, welcher für das Wachstum der Tiere essenziell ist. Die bemerkenswertesten Ergebnisse kamen jedoch von den Ergänzungsfuttermitteln. Weizenschrot, ein häufiges Nebenprodukt der Getreidemahlung, erwies sich als außergewöhnliches Futter. Es wurde schnell abgebaut, lieferte hohe Energie und produzierte – was am wichtigsten war – die niedrigste Methankonzentration im Verhältnis zum gesamten erzeugten Gas. Tatsächlich betrug die Methankonzentration im Gas von Weizenschrot nur etwa 4,6 Prozent, ein bemerkenswert niedriger Wert im Vergleich zu anderen Futtermitteln.

Im Gegensatz dazu erwiesen sich einige der am häufigsten verwendeten Futtermittel als die schlimmsten Verursacher von Methanemissionen. Weizenstroh, ein Grundnahrungsmittel für viele Landwirte, erzeugte die höchste Methankonzentration; fast 60 Prozent des von ihm erzeugten Gases bestanden aus Methan. Dieser hohe Wert deutet darauf sich, dass die Mikroben Schwierigkeiten hatten, die zähe Faser effizient zu verdauen, was zu verschwendeter Energie für das Tier und einer schweren Umweltbelastung führte. Die Studie zeigte auch, dass die Jahreszeit eine große Rolle bei der Leistung dieser Futtermittel spielte. Während der Regenzeit wurden viele der Ernterückstände noch faseriger und schwerer verdaulich, was zu einer höheren Methanproduktion führte. Das natürliche Weidegras verhielt sich jedoch anders: Da es während der Regenzeit jünger und grüner war, blieb es sehr nahrhaft und produzierte tatsächlich weniger Methan als in der Trockenzeit. Dieser saisonale Wechsel verdeutlicht, dass der Zeitpunkt, an dem das Futter gesammelt und verwendet wird, genauso wichtig ist wie die Art des Futters selbst.

Die Forscher kamen zu dem Schluss, dass der Schlüssel zur Reduzierung der Methanemissionen ohne Beeinträchtigung der tierischen Produktivität in der Mischung der Rationen liegt. Die Studie legt nahe, dass Landwirte die qualitativ minderwertigen, faserreichen Ernterückstände wie Weizenstroh als Basis verwenden sollten, diese aber mit proteinreichen, methanarmen Futtermitteln ergänzen müssen. Weizenschrot erwies sich als der ideale Kandidat für diese Rolle. Es ist reich an Nährstoffen, verdaut sich schnell und hält das Methanniveau sehr niedrig. Durch die Zugabe von Weizenschrot zur Diät von Kühen, die minderwertigen Stroh fressen, könnten Landwirte potenziell die Gesundheit und Milchproduktion der Tiere verbessern und gleichzeitig die Treibhausgasemissionen senken. Die Studie identifizierte auch andere vielversprechende Optionen, wie etwa Gerstenstroh und Haferstroh, die im Vergleich zu anderen Ernterückständen konsequent niedrigere Methanprozentsätze aufwiesen. Obwohl die Laborergebnisse fundiert sind, merken die Forscher an, dass weitere Studien mit lebenden Tieren notwendig sind, um diese Erkenntnisse unter realen landwirtschaftlichen Bedingungen zu bestätigen. Für den Moment liefert die Datenlage eine klare Roadmap: Indem sie die richtigen Ergänzungen wählen und die saisonalen Veränderungen ihres Futters verstehen, können äthiopische Milchbauern ihre Herden besser ernähren und gleichzeitig den Planeten kühlen.