US-Erfindung misst Methanausstoß 27.05.2014, 13:32 Uhr

Atemtest für Rinder hilft beim Kampf gegen den Treibhauseffekt

Einmal Pusten bitte: Eine mobile Messstation aus den USA misst direkt auf der grünen Wiese den Methangehalt in der Atemluft der Rinder. Ohne die Tiere isolieren zu müssen, können Forscher schneller herausfinden, welche Fütterungsmethoden die Kühe weniger Methan produzieren lassen. Das ist dringend nötig, denn weltweit verursachen pupsende Kühe 15 Prozent der Treibhausgasemissionen. 

Kühe stehen auf einer Weide am Festspielhaus der Tiroler Festspiele Erl in Österreich: Jede Kuh produziert durchschnittlich 100 Kilo des Treibhausgases Methan im Jahr. Forscher suchen deshalb fieberhaft nach neuen Fütterungsmethoden, um die Gasproduktion in den Mägen der Tiere zu senken. 

Kühe stehen auf einer Weide am Festspielhaus der Tiroler Festspiele Erl in Österreich: Jede Kuh produziert durchschnittlich 100 Kilo des Treibhausgases Methan im Jahr. Forscher suchen deshalb fieberhaft nach neuen Fütterungsmethoden, um die Gasproduktion in den Mägen der Tiere zu senken. 

Foto: dpa

Es klingt nur im ersten Moment lustig: Anfang des Jahres berichteten Medien, dass 90 rülpsende und pupsende Kühe auf einem hessischen Bauernhof fast ihren Stall in die Luft gejagt hätten. Schuld war das Methangas in ihren Blähungen und der Atemluft, das durch einen Funken entzündet wurde.

Oft passiert es zum Glück nicht, dass Kühe ihren Stall in Brand setzen. Trotzdem wollen Forscher des Instituts für Ernährungsphysiologie am Leibniz-Institut für Nutztierbiologie in Dummerstorf bei Rostock Möglichkeiten finden, die Methanproduktion zu reduzieren – auch der Umwelt zuliebe. Denn neben seiner explosiven Eigenschaften ist das Gas auch für das Klima brandgefährlich: Methan ist ein Treibhausgas, das ein 20-fach höheres Erwärmungspotenzial besitzt als Kohlenstoffdioxid und bis zu 14 Jahre in der Atmosphäre bleibt.

Methan entsteht, wenn das Rind Futter im Vormagen, dem Pansen, verdaut. Freigesetzt wird es hauptsächlich durch Rülpsen, aber auch durch Blähungen sowie durch Mist und Gülle. Derzeit produziert eine Milchkuh etwa 100 Kilo Methan im Jahr – weltweit sind das rund 140 Millionen Tonnen. Schätzungen zufolge macht das fast 15 Prozent der Treibhausgasemission aus.

Forscher experimentieren mit Zusammensetzung des Rinderfutters

Um die Produktion von Methan zu reduzieren, setzen die Ernährungsphysiologen des Leibniz-Instituts bei der Quelle an. Sie untersuchen, wie sich die Fütterung der Kühe auf ihren Methangasausstoß auswirkt. Was passiert, wenn das Futter aus faserreichem Heu, Gras, Grassilage und Stroh besteht? Haben stärkebetonte Rationen einen anderen Effekt? Wie wirkt sich jeweils der Zusatz von Leinsaat aus?

Die Messstation Greenfeed liefert erstmals Methanwerte unter natürlichen Bedingungen. Sie kann im Laufstall oder direkt auf der grünen Wiese stehen. Für die Kühe ist diese Erfindung ein Segen: Sie müssen nicht mehr in geschlossenen Respirationskammern ausharren. 

Die Messstation Greenfeed liefert erstmals Methanwerte unter natürlichen Bedingungen. Sie kann im Laufstall oder direkt auf der grünen Wiese stehen. Für die Kühe ist diese Erfindung ein Segen: Sie müssen nicht mehr in geschlossenen Respirationskammern ausharren. 

Foto: Leibniz-Institut für Nutztierbiologie/Joachim Kloock

Bei der Messung des produzierten Gases setzen die Leibniz-Forscher auf eine neu entwickelte mobile Messstation aus den USA: das GreenFeed-System. Es ermöglicht, die Methan- und Kohlenstoffdioxidproduktion bei freilaufenden Rindern mengenmäßig und individuell zu bestimmen. Dafür werden die Tiere mit etwas Futter zu einem Trog gelockt. Dort wird die Gaskonzentration in der Atemluft gemessen. Ein spezieller Sensor, den die Kuh trägt, ordnet die Daten dem einzelnen Tier zu.

Auf diese Weise können die Forscher anschließend die Methanproduktion der Tiere unter verschiedenen Fütterungsbedingungen errechnen. Der große Vorteil bei dieser Methode ist, dass die Tiere artgerecht gehalten werden können und nicht in einer künstlichen Umgebung stehen müssen, wie es bei ähnlichen Messungen mittels geschlossener Respirationskammern für Großtiere bisher der Fall war.

Das Ziel: eine gesunde, artgerecht gehaltene Kuh mit geringerem Methanausstoß

Die Forscher erwarten viel von dem neuartigen Atemtest: „Das Greenfeed-Messsystem wird erheblich dazu beitragen, neue wissenschaftliche Daten für die Bearbeitung dieser klimarelevanten Problematik zu erheben“, erklärt Dr. Cornelia Metges, Leiterin des Instituts für Ernährungsphysiologie unter dem Dach des Leibniz-Instituts.

Dr. Michael Derno (li.) und Dr. Björn Kuhla können die erfassten Daten sofort für ihre wissenschaftliche Arbeit auf dem PC auswerten. Die Kühe tragen Sensoren um den Hals, die das Tier an der Messstation identifizieren. 

Dr. Michael Derno (li.) und Dr. Björn Kuhla können die erfassten Daten sofort für ihre wissenschaftliche Arbeit auf dem PC auswerten. Die Kühe tragen Sensoren um den Hals, die das Tier an der Messstation identifizieren. 

Foto: Leibniz-Institut für Nutztierbiologie/Joachim Kloock

Die Forschung mit Hilfe der neuen Messmethode ist dabei nur ein Weg, um die Methanproduktion zu verringern und die Rinderhaltung insgesamt umweltschonender zu gestalten. „Unser Team forscht aktuell in vier Projekten zur Abschätzung und nachhaltigen Reduzierung von Methan in der Landwirtschaft“, so die Wissenschaftlerin. Bei den teilweise EU-geförderten Vorhaben arbeiten die Forscher mit Leibniz-Instituten in Deutschland und Europa zusammen. Sie untersuchen beispielsweise auch schon die Milchfütterung bei Kälbern. Ziel aller Projekte seien gesunde, artgerecht gefütterte Kühe, die künftig weniger Methan produzieren.

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