पशुधन मानव जीवन के लिए आवश्यक है, जो भोजन और सामग्री प्रदान करता है, लेकिन वे जलवायु परिवर्तन में भी महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। सभी जुगाली करने वाले पशुओं की तरह, गायें अपने भोजन को पचाने के एक प्राकृतिक उपोत्पाद के रूप में मीथेन पैदा करती हैं, जो एक शक्तिशाली ग्रीनहाउस गैस है। यह गैस वायुमंडल में गर्मी को रोकने में कार्बन डाइऑक्साइड की तुलना में कहीं अधिक प्रभावी है, जिससे वैश्विक तापन को सीमित करने के लिए पशु उत्सर्जन को कम करना एक महत्वपूर्ण लक्ष्य बन जाता है। दशकों से, वैज्ञानिक एक गाय द्वारा उत्पादित गैस की सटीक मात्रा को मापने के लिए श्वसन कक्ष (रेस्पिरेशन चैंबर) नामक बड़े, सीलबंद कमरों पर निर्भर रहे हैं। इन कक्षों को 'गोल्ड स्टैंडर्ड' माना जाता है क्योंकि वे जानवर द्वारा छोड़ी गई लगभग पूरी गैस को पकड़ लेते हैं। हालांकि, वे महंगे हैं, उन्हें बनाना कठिन है, और उनके लिए जानवरों को कई दिनों तक एक छोटे स्थान में सीमित रखना पड़ता है, जिससे उनके स्वाभाविक व्यवहार और खाने की आदतों में बदलाव आ सकता है। इन सीमाओं के कारण, शोधकर्ताओं ने लंबे समय से वास्तविक दुनिया में, खेत पर, जानवर को किसी बॉक्स में डाले बिना मीथेन को मापने का तरीका खोजा है।

एक नए अध्ययन ने इस लक्ष्य की ओर एक महत्वपूर्ण कदम उठाया है, जिसमें एक पहनने योग्य उपकरण का परीक्षण किया गया है जिसे गाय के स्वतंत्र रूप से चलते हुए उसकी सांस से सीधे मीथेन मापने के लिए डिज़ाइन किया गया है। यह उपकरण, जिसे ZELP Sense के रूप में जाना जाता है, एक कॉलर-माउंटेड यूनिट है जो जानवर की नाक के आसपास की हवा का नमूना लेता है और दैनिक उत्सर्जन की गणना करने के लिए कंप्यूटर मॉडल का उपयोग करता है। यह देखने के लिए कि क्या यह नया उपकरण काम करता है, न्यूजीलैंड के बायोइकॉनमी साइंस इंस्टीट्यूट के शोधकर्ताओं ने पारंपरिक श्वसन कक्षों के विरुद्ध इसके रीडिंग की तुलना की। उन्होंने छह डेयरी गायों के साथ काम किया, उन्हें उपकरण पहनाया और उनके व्यवहार का अवलोकन किया। इसका लक्ष्य दोहरा था: यह सुनिश्चित करना कि उपकरण से गायों को कष्ट न हो या उनकी खाने की आदतों में बदलाव न आए, और यह देखना कि क्या इसके द्वारा दिए गए आंकड़े विश्वसनीय कक्षों के मापों से मेल खाते हैं। परिणाम बताते हैं कि हालांकि यह उपकरण हर एक दिन के लिए कक्ष की सटीकता से मेल नहीं खाता है, फिर भी यह गाय के आहार में बदलाव होने पर उत्सर्जन में होने वाले परिवर्तनों को ट्रैक करने में उल्लेखनीय रूप से सक्षम है, जो वास्तविक दुनिया की निगरानी के लिए एक आशाजनक मार्ग प्रदान करता है।

यह यात्रा एक सावधानीपूर्वक अनुकूलन अवधि के साथ शुरू हुई ताकि यह सुनिश्चित किया जा सके कि गायें नई तकनीक के साथ सहज हैं। छह गायों को उपकरण के गैर-कार्यात्मक संस्करण पहनाए गए थे, जो असली जैसा दिखता और महसूस होता था लेकिन इसमें कोई सेंसर नहीं था, केवल वजन था। शोधकर्ताओं ने तनाव या उत्तेजना के संकेतों के लिए बारीकी से निगरानी की। अधिकांश गायों ने उपकरण लगाने के तुरंत बाद उत्साह या भ्रम का एक संक्षिप्त क्षण दिखाया, जो नब्बे सेकंड से भी कम समय तक रहा। वे अपना सिर हिला सकती थीं या गोल-गोल घूम सकती थीं, लेकिन यह व्यवहार जल्दी ही रुक गया। एक घंटे के भीतर, जानवर हमेशा की तरह खा रहे थे और जुगाली कर रहे थे। पांच दिवसीय अनुकूलन चरण के अंत तक, गायें शांत थीं, और त्वचा या बालों पर कोई शारीरिक जलन नहीं पाई गई। यह सामान्य व्यवहार की तीव्र वापसी महत्वपूर्ण थी; इसने सिद्ध किया कि उपकरण ने कोई स्थायी दर्द या तनाव पैदा नहीं किया, जो गायों के कम खाने या अलग तरह से चलने के कारण डेटा को प्रभावित कर सकता था।

जब गायें सहज हो गईं, तो शोधकर्ताओं ने मुख्य प्रयोग के लिए उनमें से चार को चुना। इन जानवरों को कार्यात्मक उपकरणों से लैस किया गया और उन्हें दो अलग-अलग माप अवधियों के लिए श्वसन कक्षों में रखा गया। पहली अवधि में गायों को जितनी चाहे उतनी ताजी घास खाने दी गई। दूसरी अवधि संवेदनशीलता का एक परीक्षण थी, जहाँ शोधकर्ताओं ने जानबूझकर गायों को दिए जाने वाले भोजन की मात्रा कम कर दी ताकि यह देखा जा सके कि क्या उपकरण मीथेन में होने वाली गिरावट का पता लगा सकता है। इन अवधियों के दौरान, कक्षों और पहनने योग्य उपकरणों ने गैस उत्सर्जन को एक साथ रिकॉर्ड किया। शोधकर्ताओं ने यह भी ट्रैक किया कि गायों ने कितना खाया और उनके शरीर के वजन में कितना परिवर्तन हुआ, क्योंकि ये कारक सीधे तौर पर इस बात से जुड़े हैं कि एक जानवर कितना मीथेन पैदा करता है।

परिणामों ने दिखाया कि पहनने योग्य उपकरण गायों के आहार में होने वाले परिवर्तनों के प्रति अत्यधिक संवेदनशील था। जब गायों को सामान्य रूप से खिलाया गया, तो कक्षों और उपकरण दोनों ने मीथेन के समान स्तर दर्ज किए, हालांकि उपकरण के दैनिक आंकड़े दिन-प्रतिदिन थोड़े भिन्न थे। जब भोजन सीमित किया गया, तो दोनों विधियों ने उत्सर्जन में तेज गिरावट दर्ज की। कक्षों ने लगभग आधा उत्सर्जन दिखाया, जबकि उपकरण ने लगभग एक-तिहाई की कमी दर्ज की। इससे भी महत्वपूर्ण बात यह है कि उपकरण ने दिन-प्रतिदिन के रुझान को सफलतापूर्वक ट्रैक किया, जो कक्षों के व्यवहार की नकल करता है। यह एक महत्वपूर्ण निष्कर्ष है क्योंकि यह दर्शाता है कि उपकरण विभिन्न फीडिंग रणनीतियों के प्रभाव का पता लगा सकता है, जो अक्सर किसानों और नीति निर्माताओं के लिए एक एकल दिन की सटीक संख्या जानने की तुलना में अधिक महत्वपूर्ण होता है।

जब शोधकर्ताओं ने उपकरण के दैनिक कुल आंकड़ों की तुलना कक्ष के मापों से की, तो उन्हें मध्यम स्तर की सहमति मिली। उपकरण ने मीथेन की मात्रा का थोड़ा कम अनुमान लगाया, विशेष रूप रूप से तब जब उत्सर्जन अधिक था। हालांकि, जैसे-जैसे गायों ने कम खाना शुरू किया और उत्सर्जन गिरा, दोनों विधियां और भी करीब आ गईं। अध्ययन में पहली माप अवधि के दौरान एक विशिष्ट तकनीकी समस्या भी नोट की गई: उपकरण के सैंपलिंग आर्म का एक छोटा हिस्सा कभी-कभी बाधित हो रहा था, जिसने संभवतः डेटा में उच्च परिवर्तनशीलता में योगदान दिया। एक बार जब दूसरे दौर के दौरान इसे मैन्युअल रूप से साफ कर दिया गया, तो डेटा अधिक सुसंगत हो गया। इन मामूली विसंगतियों के बावजूद, समग्र पैटर्न स्पष्ट था: उपकरण ने सफलतापूर्वक पहचान लिया कि कम भोजन के जवाब में मीथेन उत्पादन गिर रहा है।

अध्ययन निष्कर्ष निकालता है कि ZELP Sense उपकरण वास्तविक दुनिया के परिवेश में मीथेन की निगरानी के लिए एक व्यवहार्य उपकरण है, बशर्ते इसकी सीमाओं को समझा जाए। यह अभी तक एक एकल जानवर के लिए एक एकल दिन के सबसे सटीक, पूर्ण मापों के लिए श्वसन कक्ष का स्थान नहीं ले सकता है। हालांकि, रुझानों को ट्रैक करने और आहार में बदलाव के प्रति प्रतिक्रिया देने की इसकी क्षमता बताती है कि इसका उपयोग विभिन्न फार्मों और वातावरणों में मवेशियों के बड़े समूहों का मूल्यांकन करने के लिए किया जा सकता है। शोधकर्ता इस बात पर जोर देते हैं कि उपकरण से जानवरों को कोई स्थायी नुकसान नहीं हुआ और गायें इसके साथ लगभग तुरंत अनुकूलित हो गईं। हालांकि तकनीक को परिष्कृत करने के लिए बड़ी संख्या में गायों और विभिन्न प्रकार के चारे के साथ और अधिक परीक्षण की आवश्यकता है, यह कार्य यह सिद्ध करता है कि हम एक ऐसे भविष्य के करीब पहुंच रहे हैं जहां मीथेन उत्सर्जन को निरंतर, सटीक रूप से और जानवरों को प्रयोगशाला में सीमित किए बिना मापा जा सकता है।