Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Milch und Methan: Zwei Seiten einer Medaille

26.05.2014

Deutschlands erste Methan-Messstation mit Einzelzutritt für Kühe steht in Dummerstorf und soll neue Daten generieren

Es ist mittlerweile unbestritten, dass die Kuh nicht nur Milch liefert, sondern ihre Magen- und Darmmikroben bei diesem Prozess auch Methan produzieren, welches unserem Klima schadet.


Die GreenFeed-Methan-Messstation kann sowohl im Laufstall als auch auf der grünen Wiese stehen. Sie liefert erstmals Methan-Werte unter natürlichen Bedingungen. Foto: Joachim Kloock

Die Dummerstorfer Wissenschaftler vom Leibniz-Institut für Nutztierbiologie untersuchen, wie der Methan-Ausstoß von Kühen durch verschiedene Maßnahmen reduziert werden kann. Dafür nutzen sie jetzt auch eine GreenFeed-Methan-Messstation, mit der erstmals in Deutschland die Emissionen auch bei Rindern im Laufstall individuell gemessen werden können.

Gerade der große Vorteil von wiederkäuenden Nutztieren, nämlich für die Ernährung überwiegend vom Menschen nicht nutzbare Pflanzenstoffe (Gras, Heu und Stroh) verwerten zu können, hat auch einen Nachteil: Die Produktion von wertvollem Nahrungseiweiß in Form von Milch und Fleisch durch Wiederkäuer (Rinder, Schafe, Ziegen) geht einher mit der Emission von klimaschädlichem Methan (CH4).

Methan entsteht durch die Verdauung des Futters im Vormagen, dem Pansen, und wird hauptsächlich durch Rülpsen, den sogenannten Ruktus, sowie aus Mist und Gülle freigesetzt. Es wird geschätzt, dass das weltweit von Rindern ausgestoßene Methan fast 15 Prozent der Treibhausgasemission ausmachen.

Etwa 100 kg Methan werden von jeder Milchkuh im Jahr produziert. Das entspricht etwa einem globalen Ausstoß von 140 Millionen Tonnen Methan pro Jahr. Methan (CH4) ist ein Treibhausgas, das ein 20-fach höheres Erwärmungspotenzial besitzt als Kohlenstoffdioxid (CO2) und bis zu 14 Jahre in der Atmosphäre verbleibt. Laut Bundesumweltamt stammten im Jahr 2011 ca. 50 Prozent der gesamten Methan-Emissionen in Deutschland aus der Landwirtschaft.

Messen unter Praxis-Bedingungen

Bislang wurden die Energieumsatz- und Methan-Messung aufwändig und im kleineren Rahmen in geschlossenen Respirationskammern für Großtiere erfasst. Auch in Dummerstorf steht für die Methanforschung eine hochpräzise Respirationsanlage zur Verfügung, die jedoch eine künstliche Umgebung schafft. Einer amerikanischen Firma ist es gelungen, eine mobile Messstation zu konstruieren, die die Methan-Forschung wesentlich ergänzt (GreenFeed-System).

„Unser Team forscht aktuell in vier Projekten zur Abschätzung und nachhaltigen Reduzierung von Methan in der Landwirtschaft“, sagte die Leiterin des Instituts für Ernährungsphysiologie, PD Dr. Cornelia C. Metges. „Das GreenFeed-Messsystem wird erheblich dazu beitragen, neue wissenschaftliche Daten für die Bearbeitung dieser klimarelevanten Problematik zu erheben“, erwartet die Agrarwissenschaftlerin. „Die Erhebung von standardisierten Daten zur tierindividuellen Methanemission macht das Leibniz-Institut für Nutztierbiologie zu einem begehrten Kooperationspartner beim Erfahrungsaustausch und Wissenstransfer mit internationalen Forschungspartnern.“

GreenFeed ist das erste kommerzielle System der Welt, um die Methan- und Kohlenstoffdioxid-Produktion bei einzelnen freilaufenden Rindern mengenmäßig zu bestimmen. Die Rinder werden mit etwas Futter zu einem Futtertrog gelockt. Durch spezielle Sensoren kann jedes Tier dort identifiziert und die einzelnen Gaskonzentrationen und weitere Umweltindikatoren im Atemluftstrom beim Fressen aufgezeichnet werden. Aus den gewonnenen Daten kann anschließend die Methanproduktion der Tiere unter verschiedenen Fütterungsbedingungen errechnet werden.

Verschiedene Ansätze in der Forschung zur Verringerung der Methanemission

Das Leibniz-Institut für Nutztierbiologie gehört mit zu den führenden Einrichtungen in der Forschung zur Verbesserung der Futter- und Energieeffizienz und Reduzierung des Treibhausgasemission in der Landwirtschaft. Die Wissenschaftler verfolgen dabei verschiedene Ansätze, die Methanproduktion zu verringern und die Rinderhaltung insgesamt umweltschonender zu gestalten.

Im Projekt MethanA wird zusammen mit dem Institut für Tierzucht und Tierhaltung der Universität Kiel und dem Kompetenzzentrum Milch-Schleswig-Holstein ein neuer Biomarker für die tierindividuelle Methanproduktion aus dem Kot der Rinder, dem Archaeol, untersucht. Durch parallele Bestimmungen der Methan-Emission bei Milchkühen und aus den fäkalen Ausscheidungen soll geprüft werden, ob sich Archaeol als Biomarker eignet und über dieses Verfahren im größeren Maßstab Rinder auf ihren individuellen Methan-Ausstoß untersucht werden können.

Im Projekt INNOMiLCH4 in Kooperation mit dem Leibniz-Institut für Agrartechnik Potsdam-Bornim und einem großen Milchprodukthersteller wird dagegen getestet, ob das Fettsäuremuster in der Milch als Messbasis für die Methan-Produktion dienen könnte. Dies soll zum besseren Verständnis der produktbezogenen Treibhausgasemissionen der Milchproduktion beitragen und eine Grundlage zur effizienten Reduzierung von Treibhausgasemissionen bei der Milchproduktion bilden.

Ein internationales und mit 1,27 Millionen Euro von der EU gefördertes Projekt RumenStability mit Partnern in Irland, Spanien, Belgien, Großbritannien, Frankreich und Neuseeland untersucht den Einfluss verschiedener Milchfütterungen bei Kälbern auf die Methan-Produktion. Ein weiteres gerade gestartetes EU-Vorhaben METHAGENE wiederum konzentriert sich auf die europaweite Erhebung von Methanproduktionsdaten einzelner Kühe, um zu prüfen, ob sich durch züchterische Maßnahmen die Methanproduktion reduzieren läßt. In diesem Rahmen findet Ende September 2014 eine dreitägige Weiterbildung für europäische Wissenschaftler am FBN in Dummerstorf statt. „Das große öffentliche Interesse an der Verringerung von Treibhausgasemissionen aus der Landwirtschaft hat die Forschung dynamisiert“, so die Dummerstorfer Wissenschaftlerin. „Ziel aller Projekte ist es, eine gesunde, artgerecht gefütterte Kuh, die künftig weniger Methan produziert, zu bekommen.“

Das Institut für Ernährungsphysiologie am FBN Dummerstorf erforscht die Nährstoffkreisläufe landwirtschaftlicher Nutztiere und leistet somit einen Beitrag zur Etablierung einer effizienteren Nutztierproduktion. Dabei stellen sich die Wissenschaftler den Herausforderungen des Klimawandels, der Emissionen aus der Tierhaltung und den knapper werdenden Ressourcen. Durch die Erforschung des Stoffwechsels der Tiere unter verschiedenen Haltungs- und Umweltbedingungen und von ernährungsabhängigen Strategien zu einer tiergerechteren Produktion soll ein Beitrag zur Produktion von hitzetoleranten, stoffwechselrobusten und langlebigen Tieren geleistet werden. Ziel ist die Verbesserung der Wertschöpfungsketten in der Nutztierproduktion, um auch in Zukunft eine ausreichende, ökonomische und ökoeffiziente Produktion von Lebensmitteln tierischer Herkunft sichern zu können.

Hintergrund

Die Leibniz-Gemeinschaft verbindet 86 selbständige Forschungseinrichtungen. Deren Ausrichtung reicht von den Natur, Ingenieur- und Umweltwissenschaften über die Wirtschafts-, Raum- und Sozialwissenschaften bis zu den Geisteswissenschaften. Leibniz-Institute bearbeiten gesellschaftlich, ökonomisch und ökologisch relevante Fragestellungen. Sie betreiben erkenntnis- und anwendungsorientierte Grundlagenforschung. Sie unterhalten wissenschaftliche Infrastrukturen und bieten forschungsbasierte Dienstleistungen an.
Die Leibniz-Gemeinschaft setzt Schwerpunkte im Wissenstransfer in Richtung Politik, Wissenschaft, Wirtschaft und Öffentlichkeit. Leibniz-Institute pflegen intensive Kooperationen mit den Hochschulen, u. a. in Form der Wissenschaftscampi, mit der Industrie und anderen Partnern im In- und Ausland. Sie unterliegen einem maßstabsetzenden transparenten und unabhängigen Begutachtungsverfahren. Aufgrund ihrer gesamtstaatlichen Bedeutung fördern Bund und Länder die Institute der Leibniz-Gemeinschaft gemeinsam. Die Leibniz-Institute beschäftigen rund 16.500 Personen, darunter 7.700 Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler. Der Gesamtetat der Institute liegt bei 1,4 Milliarden Euro.

75 Jahre Nutztierforschung in Dummerstorf

Gemeinsam mit der Landesforschungsanstalt für Landwirtschaft und Fischerei MV (LFA) und der Agrar- und Umweltwissenschaftliche Fakultät (AUF) der Universität Rostock begeht das Leibniz-Institut für Nutzierbiologie Dummerstorf (FBN) in diesem Jahr sein 75-jähriges Jubiläum. Anlässlich des Jubiläums findet vom 16. bis 19. September 2014 eine Festwoche in Dummerstorf statt (s. http://www.idw-online.de/de/news575413).

Ansprechpartner
Institut für Ernährungsphysiologie
Leiterin: PD Dr. Cornelia C. Metges
T +49 38208 68-650/651
E metges@fbn-dummerstorf.de

Leibniz-Institut für Nutztierbiologie (FBN)
Wilhelm-Stahl-Allee 2, 18196 Dummerstorf
Wissenschaftsorganisation Dr. Norbert K. Borowy
Wilhelm-Stahl-Allee 2, 18196 Dummerstorf
T +49 38208-68 605
E borowy@fbn-dummerstorf.de
http://www.fbn-dummerstorf.de

Norbert K. Borowy | idw - Informationsdienst Wissenschaft

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Agrar- Forstwissenschaften:

nachricht Mischwälder: ökologisch und ökonomisch überlegen
09.05.2018 | Technische Universität München

nachricht Wertvolle Böden erhalten
03.05.2018 | Schweizerischer Nationalfonds SNF

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Agrar- Forstwissenschaften >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Mit Hilfe molekularer Schalter lassen sich künftig neuartige Bauelemente entwickeln

Einem Forscherteam unter Führung von Physikern der Technischen Universität München (TUM) ist es gelungen, spezielle Moleküle mit einer angelegten Spannung zwischen zwei strukturell unterschiedlichen Zuständen hin und her zu schalten. Derartige Nano-Schalter könnten Basis für neuartige Bauelemente sein, die auf Silizium basierende Komponenten durch organische Moleküle ersetzen.

Die Entwicklung neuer elektronischer Technologien fordert eine ständige Verkleinerung funktioneller Komponenten. Physikern der TU München ist es im Rahmen...

Im Focus: Molecular switch will facilitate the development of pioneering electro-optical devices

A research team led by physicists at the Technical University of Munich (TUM) has developed molecular nanoswitches that can be toggled between two structurally different states using an applied voltage. They can serve as the basis for a pioneering class of devices that could replace silicon-based components with organic molecules.

The development of new electronic technologies drives the incessant reduction of functional component sizes. In the context of an international collaborative...

Im Focus: GRACE Follow-On erfolgreich gestartet: Das Satelliten-Tandem dokumentiert den globalen Wandel

Die Satellitenmission GRACE-FO ist gestartet. Am 22. Mai um 21.47 Uhr (MESZ) hoben die beiden Satelliten des GFZ und der NASA an Bord einer Falcon-9-Rakete von der Vandenberg Air Force Base (Kalifornien) ab und wurden in eine polare Umlaufbahn gebracht. Dort nehmen sie in den kommenden Monaten ihre endgültige Position ein. Die NASA meldete 30 Minuten später, dass der Kontakt zu den Satelliten in ihrem Zielorbit erfolgreich hergestellt wurde. GRACE Follow-On wird das Erdschwerefeld und dessen räumliche und zeitliche Variationen sehr genau vermessen. Sie ermöglicht damit präzise Aussagen zum globalen Wandel, insbesondere zu Änderungen im Wasserhaushalt, etwa dem Verlust von Eismassen.

Potsdam, 22. Mai 2018: Die deutsch-amerikanische Satellitenmission GRACE-FO (Gravity Recovery And Climate Experiment Follow On) ist erfolgreich gestartet. Am...

Im Focus: Faserlaser mit einstellbarer Wellenlänge

Faserlaser sind ein effizientes und robustes Werkzeug zum Schweißen und Schneiden von Metallen beispielsweise in der Automobilindustrie. Systeme bei denen die Wellenlänge des Laserlichts flexibel einstellbar ist, sind für spektroskopische Anwendungen und die Medizintechnik interessant. Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Leibniz-Instituts für Photonische Technologien (Leibniz-IPHT) haben, im Rahmen des vom Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) geförderten Projekts „FlexTune“, ein neues Abstimmkonzept realisiert, das erstmals verschiedene Emissionswellenlängen voneinander unabhängig und zeitlich synchron erzeugt.

Faserlaser bieten im Vergleich zu herkömmlichen Lasern eine höhere Strahlqualität und Energieeffizienz. Integriert in einen vollständig faserbasierten...

Im Focus: LZH zeigt Lasermaterialbearbeitung von morgen auf der LASYS 2018

Auf der LASYS 2018 zeigt das Laser Zentrum Hannover e.V. (LZH) vom 5. bis zum 7. Juni Prozesse für die Lasermaterialbearbeitung von morgen in Halle 4 an Stand 4E75. Mit gesprengten Bombenhüllen präsentiert das LZH in Stuttgart zudem erste Ergebnisse aus einem Forschungsprojekt zur zivilen Sicherheit.

Auf der diesjährigen LASYS stellt das LZH lichtbasierte Prozesse wie Schneiden, Schweißen, Abtragen und Strukturieren sowie die additive Fertigung für Metalle,...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

Größter Astronomie-Kongress kommt nach Wien

24.05.2018 | Veranstaltungen

22. Business Forum Qualität: Vom Smart Device bis zum Digital Twin

22.05.2018 | Veranstaltungen

48V im Fokus!

21.05.2018 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Geregelter Nano-Aufbau

24.05.2018 | Biowissenschaften Chemie

Mit Hilfe molekularer Schalter lassen sich künftig neuartige Bauelemente entwickeln

24.05.2018 | Energie und Elektrotechnik

Produktiver und attraktiver Montage­arbeits­platz

24.05.2018 | Wirtschaft Finanzen

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics