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

エチオピアの高地では、風景が小規模な農場と牧草地のパッチワークとなっている中で、静かながらも重大な課題が形を成しつつあります。ここでは何百万頭もの牛、羊、ヤギが飼育されており、それらは地域の生計と食料安全保障の根幹を成しています。しかし、動物の数は膨大であるにもかかわらず、彼らが生産するミルクや肉の量は低いままです。これは主に、動物たちが質の高い餌を十分に摂取できていないことが原因です。牛が質の低い飼料を食べると、その消化システムはエネルギーを効率的に抽出することに苦労します。この非効率性は二重のコストをもたらします。すなわち、動物の成長が遅くなり生産量が減少すること、そして、強力な温室効果ガスであるメタンをより多く大気中に放出することです。メタンは、牛の胃の中の微生物が食物を分解する際に自然に生成されますが、食物の種類によってその量は劇的に変わります。ある種の飼料は微生物に大量のガスを発生させますが、他の飼料は、有害なガスをはるかに少なく放出する、よりクリーンで効率的な消化を可能にします。動物をよく育てることと気候を守ることの間の適切なバランスを見つけることは、この地域の農家と科学者にとって中心的な目標となっています。

ハラマヤ大学とホレタ農業研究センターの研究者たちは、このパズルの特定のピースを解決しようと試みました。彼らは、中央エチオピアの酪農家に日常的に利用されている一般的な飼料の中で、どれが最高の栄養を提供しつつ、最も少ない量のメタンを発生させるのかを知りたいと考えました。これを行うために、彼らは地元の農家が日々依存している12種類の異なるタイプの飼料を集めました。これらには、小麦、大麦、テフ、豆類などの作物を収穫した後に残される乾燥した茎（作物残渣）や、牧草地からの天然の草が含まれていました。また、栄養を高めるために食事に加える、より栄養価の高い補足飼料についても調査しました。これには、小麦ふすま、油粕、そして現地のビール醸造の副産物であるアテラなどが含まれます。研究チームは、時間がかかり費用もかかるプロセスである生きた動物にこれらのサンプルを与えることはしませんでした。代わりに、彼らはそれぞれの飼料の少量を取り出し、牛の胃の中の環境を模した実験室の環境に置き、数日間にわたって微生物がどのようにそれらを分解するかを観察しました。

実験の結果、飼料の間に明確な違いがあることが明らかになりました。研究者たちは、生成されたガスの量、飼料が分解される速さ、そしてそのガスのうち正確にどれくらいがメタンであるかを測定しました。彼らは、飼料の質が乾季と雨季のどちらに採取されたかによって大きく異なることを発見しました。一般的に、小麦や大麦の茎のような作物残渣は、タンパク質が少なく、硬い繊維質が多いため、消化が困難です。これらの粗い飼料の中では、天然の牧草がタンパク質含有量において際立っており、これは動物の成長に不可欠な要素です。しかし、最も衝撃的な結果は、補足飼料から得られました。製粉の副産物である小麦ふすまは、非常に優れた飼料であることが証明されました。それは素早く分解され、高いエネルギーを提供し、そして最も重要なことに、生成された全ガス量に対するメタンの濃度が最も低かったのです。実際、小麦ふすまから得られたガスのメタン濃度は約4.6パーセントであり、他の飼料と比較して極めて低い数値でした。

対照的に、最も一般的な飼料の中には、メタン排出の最悪の要因となるものもありました。多くの農家の主食である小麦わらは、生成されたガスのほぼ60パーセントがメタンであり、最も高い濃度を示しました。この高いレベルは、微生物が硬い繊維を効率的に消化するのに苦労しており、その結果、動物にとってのエネルギーの無駄と、環境への大きなコストが生じていることを示しています。また、研究は季節が飼料の性能に大きな役割を果たすことも示しました。雨季には、多くの作物残渣がさらに繊維質になり消化が難しくなり、メタン生成量が増加しました。しかし、天然の牧草は異なる挙動を示しました。雨季にはより若く青々としているため、非常に栄養価が高く、乾季よりも少ないメタンしか生成しませんでした。この季節による変化は、飼料を収集し使用するタイミングが、飼料の種類そのものと同じくらい重要であることを浮き彫りにしています。

研究者たちは、動物の生産性を損なうことなくメタン排出量を減らす鍵は、農家がいかに配合飼料を混ぜ合わせるかにあると結論付けました。研究は、農家が小麦わらのような低品質で高繊維の作物残渣をベースとして使いつつ、高タンパクで低メタンの飼料を補足すべきであることを示唆しています。小麦ふすまは、この役割において理想的な候補として浮上しました。それは栄養が豊富で、迅速に消化され、メタンレベルを非常に低く保ちます。牛が質の低いわらを食べている食事に小麦ふすまを加えることで、農家は家畜の健康と乳生産を向上させると同時に、温室効果ガスの排出を削減できる可能性があります。研究はまた、大麦わらやオート麦わらといった、他の作物残渣と比較して一貫して低いメタン率を示した有望な選択肢についても特定しました。実験室での結果は強力なものですが、研究者たちは、これらの知見を生きた動物を用いて確認するために、さらなる研究が必要であると指摘しています。現時点では、データは明確なロードマップを提供しています。適切な補足飼料を選び、飼料の季節的な変化を理解することで、エチオピアの酪農家は家畜により良い餌を与え、地球を冷やす手助けができるのです。