Dansk forskning efterstræber den klimarigtige ko – og er nået langt

X og X2 er de danske forskeres bud på et aktivt stof, der kan reducere metanudledningen fra malkekøer, når det tilsættes foderet. En reduceret metanproduktion i koens vom vil også give en bedre fodereffektivitet. Simpelthen fordi den energi, der går til at producere metan, nu kan indgå i koens stofskifte og blive til kød eller mælk i stedet. © Martin Sylvest/Ritzau Scanpix

21. marts 2023 Niels Halfdan Hansen, freelancejournalist

Del artikel:

Metan er en betragtelig komponent i den globale opvarmning, og den største andel af klimagassen kommer fra den animalske produktion, hvor metan fx dannes i køernes drøvtyggermaver. Men med genetiske teknikker og nyt foder bliver det fremover muligt at reducere udslippet betragteligt.

Drøvtyggere som fx malkekøer og kødkvæg producerer den potente drivhusgas metan i deres fordøjelsessystem.

Forskerne har længe vidst, at mindst to faktorer påvirker køernes udledning, bl.a. genetiske forskelle fra ko til ko og sammensætningen af flora i koens vom i form af bakterier og de såkaldte arkebakterier eller arkæer.

I teorien er det altså muligt at mindske en kos udledning af metan, både ved at avle på køer, som er disponeret for lav udledning, og ved at eksperimentere med nye typer af foder, som vomfloraen i lavest mulige grad kan omdanne til metan.

En af de danske forskere, der ser på foder og fodertilskud som en vej til at reducere udledningen af metan fra landbruget, er professor Mette Olaf Nielsen fra Aarhus Universitet.

Hun peger på det hollandske firma DSM som et af dem, der er langt fremme.

”Der er forskellige ting, som kan tages i brug allerede nu. Det mest potente af de her virkemidler er et produkt kaldet ’Bovaer’, udviklet af DSM. Det kan reducere metan fra malkekøer med en tredjedel overnight,” siger hun.

Et andet virkemiddel, der allerede er tilladt, er at fodre køerne med tropiske rødalger som Bonnemaisonia og Asparagopsis, der ligeledes kan reducere udledningerne fra malkekøer med omkring en tredjedel.

Årsagen til reduktionen med disse rødalger er, at de indeholder nogle bioaktive stoffer, som kaldes halometaner.

Halometaner minder om metan (H4), men et eller flere af hydrogenatomerne er udskiftet med et halogen – altså fluor, brom, klor eller jod.

Det metanreducerende stof i Bovaer er et syntetisk stof ved navn 3-nitrooxypropanol eller 3NOP. Både halometaner og 3NOP kobler sig til og ødelægger effekten af det enzym i koens vom, der får CO2 og brint til at smelte sammen og danne metan + vand.

Kom til DM BIO DEBAT: Nye tiders landbrug – i lyset af en kommende CO2-afgift (18. april)

Metan er en joker i klimakampen

Metan har den kemiske formel CH4. Det er et molekyle, hvor et kulstofatom er bundet til fire brintatomer. Metan er den centrale ingrediens i naturgas, hvor den udgør mellem 70 og 80 pct.

Ligesom CO2 er metan en drivhusgas. Metanmolekylerne absorberer varmestråling på vej fra jorden og ud mod verdensrummet og sender en del af den tilbage mod jordoverfladen igen. Stiger mængden af metan, så stiger temperaturen.

I dag er mængden af metan i atmosfæren steget 150 pct. pga. menneskelig aktivitet. Metanen slipper ud fra lossepladser, fossile brændsler og ikke mindst husdyrhold af drøvtyggere som køer, geder og får.

”Den største andel af stigningen i udledningerne kommer fra den animalske produktion, og i dag er metan en betragtelig komponent i den globale opvarmning, ” siger Jens Hesselbjerg Christensen, professor i klimaforskning ved Niels Bohr Instituttet på KU.

Metan er en meget potent drivhusgas. Pr. molekyle opvarmer CH4 kloden ca. 87 gange mere end CO2 set over en periode på 20 år.

Heldigvis er koncentrationerne flere hundrede gange lavere, så CO2’s opvarmning anno 2023 ligger på ca. 1,85 W pr. m2, mens metan opvarmer ca. 0,6 W pr.m2.

Et andet belejligt forhold ved metan er, at den er en kortlivet klimagas med en halveringstid i atmosfæren på 10-12 år. Og netop derfor batter det at gøre noget.

”Det vigtigste med metan er at få styr på kilderne. Med CO2 er historien en anden, fordi dens levetid i atmosfæren er så lang. Men får vi skruet ned for metanen, vil vi forholdsvis hurtigt se, at det virker,” betoner Jens Hesselbjerg Christensen

Dansk stof på vej på markedet

Selvom rødalgerne er en udfordring at producere på vores breddegrader, er der alligevel to firmaer i Norden, som er gået i gang, fortæller Mette Olaf Nielsen.

Rødalgerne er indtil videre det eneste virkemiddel, som vil være tilladt i økologisk landbrug, ud over ændringer i foderets sammensætning, men der er væsentligt mindre at hente ad den vej.

Men Mette Olaf Nielsen og hendes kolleger er også selv i gang med at arbejde med et aktivt stof, der kan reducere udledningen fra danske malkekøer på samme niveau og via samme proces som Bovaer og rødalgerne.

Det første stof, de havde succes med, kaldte de stof X. Men det viste sig, at stof X blev spaltet i koens mave, og at det i virkeligheden var et af nedbrydningsprodukterne, som aktivt reducerede dannelsen af metan.

Det produkt kalder forskerne nu for stof X2, og det arbejder de videre med.

”Først testede vi stoffet i laboratoriet, i nogle in vitro-systemer, som simulerer, hvad der sker i koens mave,” fortæller Mette Olaf Nielsen.

Derefter blev stoffet testet på levende køer, og her gennemførte forskerne det, der kaldes kinetiske studier, som følger stoffets vej gennem koen.

”Vi havde behov for at finde ud af, hvad der sker med det her stof, efter vi propper det i foderet. Kan vi finde det i koens vom? Hvad sker der ned igennem fordøjelseskanalen? Bliver det absorberet? Kan vi finde det i blodet? Kan vi finde det i urinen? Kan vi finde det i mælken? Kan vi finde det i koens gødning? Hvor bliver det af?”

Det var igennem kinetiske studier, at forskerne i første omgang fandt ud af, at stof X2 var det rigtige at arbejde videre med.

De potente virkemidler, vi kender til lige nu, som virkelig kan gøre noget ved metan, ser ud til at have en øvre grænse for reduktion på omkring en tredjedel på malkekøer.

Godkendelse kræver mange forsøg

Mette Olaf Nielsen fortæller, at der nu er sendt patentansøgninger ind på både stof X og stof X2. Men derfra, og så til stoffet kommer på markedet og kan bruges af danske landmænd, er der stadig et stykke vej.

”Men nu skal vi i gang med at gennemføre forsøg, som er påkrævet i EU for at få et stof godkendt som fodertilskud. De forlanger en hel række studier, hvor vi dels skal bevise, at det her stof faktisk virker, og dels skal bevise, at det er sikkert for koen og for forbrugeren. Det vil sige, at det mælk og kød, vi spiser, er helt sikkert at indtage,” forklarer Mette Olaf Nielsen.

Forsøgene skal desuden køre så længe, at det bliver muligt at sikre sig, at effekten på metanudledningen holder. Der skal også være tid til at vurdere, hvorvidt der over tid kan ske en akkumulering af nogle stoffer i kød på dyret.

Så længe et stof ikke er godkendt som fodertilskud, kan den slags undersøgelser nemlig ikke udføres i en almindelig dansk besætning af malkekøer, påpeger Mette Olaf Nielsen.

”De besætninger skal jo levere mælk og kød til forbrugerne. Det vil sige, de må kun fodres med noget, der er godkendt som fodermidler. Så de forsøg, vi gennemfører, skal køres i en eksperimentel besætning, hvor mælk og alt andet destrueres.”

Hun vurderer, at tidspunktet, hvor forsøgene er udført, og en ansøgning om godkendelse af stof X2 er gået igennem, så en interesseret dansk landmand kan anvende stoffet på sin besætning, ligger cirka tre år ud i fremtiden.

”De potente virkemidler, vi kender til lige nu, som virkelig kan gøre noget ved metan, ser ud til at have en øvre grænse for reduktion på omkring en tredjedel på malkekøer i hvert fald. Derover begynder det at gå ud over dyrenes foderoptagelse, og så falder mælkeydelsen.”

Forskere benytter et apparat kaldet en ’sniffer’ til at måle køernes metanudledning, mens de alligevel står i malkerobotten. Foto: Peter Løvendahl. © Peter Løvendahl

Moderne avlsmetoder bidrager til reduktion

”Den her forskning er stadig ret ny, og der arbejdes intenst på, hvorvidt det er muligt gennem kombination af forskellige virkemidler at opnå større reduktioner i udledning fra den enkelte ko. Men der kan også komme helt andre virkemidler på banen,” siger Mette Olaf Nielsen.

Bl.a. af den grund er andre forskere på udkig efter teknikker, der kan anvendes sammen med foder og fodertilskud.

Et dansk projekt går fx ud på at finde køer, som rent genetisk bare udleder mindre metan end deres artsfæller, og så avle på dem.

Og potentialet til at reducere metan ad den vej er stort, fortæller seniorforsker Peter Løvendahl fra Center for Kvantitativ Genetik og Genomforskning på Aarhus Universitet.

”Genetisk udvælgelse virker kumulativt som en trappe,” forklarer Peter Løvendahl.

”Vi kommer til et trin med en generation, og så i næste generation, kan vi tage et trin mere i den retning, vi gerne vil.”

Han påpeger, at noget af det positive ved den avlsmæssige tilgang er, at den ikke kræver nogen godkendelser og kan anvendes med det samme, både i den konventionelle produktion og på økologiske køer.

Den avlsmæssige tilgang til at reducere metan går desuden hånd i hånd med den målrettede avl mod bedre og bedre ydende køer, som har været på banen i mange år.

Peter Løvendahl kalder det for en fortyndingseffekt, hvor nedgangen i metan pr. ko yderligere forstærkes af øget produktivitet, så vi ender med væsentligt mindre metan pr. liter mælk.

En af de store udfordringer for projektet har været at få målt metan på tilstrækkeligt mange køer.

”Det er faktisk der, hvor vi har gjort vores største indsats,” siger Peter Løvendahl.

Figur. Tal på kilder til atmosfærisk metan fra det internationale energiagentur, IEA målt som metanudslip megaton. Naturlige kilder står for ca. 40 pct. og menneskeskabte kilder for ca. 60 pct med landbruget som den største med omkring en fjerdedel af de samlede udledninger.

Metan bliver til mælk og kød

For at måle metan på en ko, uanset om et projekt handler om fodring eller om at udvælge køerne med en genetisk lav udledning, kræver det nemlig et større setup.

”Moderne kvægavl foregår med DNA-teknik, så vi skal have målt nogle DNA-profiler på alle de her køer,” siger Peter Løvendahl.

Han fortæller, at de i projektet desuden bruger forholdsvis billige apparater kaldet ’sniffere’, der kan stilles op ved en malkerobot og måle koens udledning af metan de to-tre gange i døgnet, hvor den bliver malket, over en periode på fjorten dage til tre uger.

”Det er en relativt usikker målemetode, som vi kompenserer for ved at gentage målingerne på den samme ko rigtig mange gange,” siger Peter Løvendahl.

Målet for målingerne er en kalibrering af metanudskillelsen på et såkaldt DNA-panel.

DNA-panelet kan derefter med rimelig stor sikkerhed udbredes til en masse andre køer og desuden bruges til at udvælge de bedste tyre.

Reduceret metanproduktion i koens vom giver samtidig også en bedre fodereffektivitet. Simpelthen fordi den energi, der går spildt til at producere metan, nu kan indgå i koens stofskifte og lidt forsimplet sagt blive til kød eller mælk i stedet.

Peter Løvendahl vurderer, at der med baggrund i en ren genetisk udvælgelse og avl på danske køer kan opnås en reduktion i metan på 20 pct. over en tidshorisont på 10, måske 15 år.

Den samlede reduktion kan sammen med andre, allerede kendte tiltag som fodertilskud nå 40 pct. pr. liter mælk.