A volte lo scienziato lattiero-caseario Michel Wattiaux si avvicina alla sua ricerca come un poliziotto a un posto di blocco. Usa un analizzatore del respiro per verificare la presenza di prodotti di fermentazione problematici.

L'ultima primavera, il ricercatore dell'Università del Wisconsin-Madison ha iniziato a utilizzare un dispositivo specializzato per misurare il metano espirato o eruttato da un gruppo di Holstein e Jersey. È stato il primo passo di uno studio in corso condotto da scienziati lattiero-caseari, ingegneri e agronomi per vedere come la razza di una mucca e il consumo di foraggio influenzano i gas serra generati dal suo intestino e dal suo letame.

gas serra, che si raccolgono nell'atmosfera e intrappolano la radiazione solare, sono un grosso problema per l'industria lattiero-casearia. Il metano è preoccupante perché è particolarmente potente—intrappola circa 30 volte più radiazioni dell'anidride carbonica—e una mucca ne genera molto nel suo rumine, l'enorme camera dello stomaco dove i microbi stanno fermentando fino a 200 libbre. di materiale vegetale. Preoccupante è anche il protossido di azoto, un altro potente gas serra che viene emesso dal letame durante lo stoccaggio e dopo che è stato sparso nel campo.

L'industria lattiero-casearia statunitense ha fissato l'obiettivo di ridurre le proprie emissioni di gas serra del 25% entro il 2020, e i ricercatori di UW-Madison stanno aiutando a identificare strategie per raggiungere questo obiettivo.

Il campionamento del respiro delle vacche è stato il primo di una serie di esperimenti volti a misurare le emissioni di gas serra in tre punti critici:dal respiro della vacca, dal suo letame durante lo stoccaggio, e dal campo dove è sparso il suo letame. I ricercatori stanno esaminando come tre variabili:razza di vacca, tipo di insilato alimentato, e relativi livelli di foraggio nella dieta, influiscono sulle emissioni di gas serra in ogni punto.

Mentre le versioni di ciascuno di questi esperimenti sono state fatte su base autonoma nel campus UW-Madison, Wattiaux afferma che questa è la prima volta che i tre sono stati integrati in modo che le emissioni provenienti da una mucca e dal suo letame possano essere monitorate dalla stalla allo stoccaggio del letame fino al campo.

"Questa è la prima volta che facciamo la parte nutrizionale, la parte di stoccaggio del letame e la parte di applicazione sul campo in sequenza, e poi mettere tutto insieme per dare all'industria lattiero-casearia del Wisconsin un numero solido per quanto metano e protossido di azoto escono dai loro allevamenti a seconda della razza, il tipo di dieta e la quantità di foraggio nella dieta, " lui dice.

Per il primo esperimento, iniziata a giugno e durata quattro mesi, i ricercatori hanno alimentato 24 Holstein e Jersey con una razione che includeva insilato di erba medica o insilato di mais, i due foraggi primari alimentati negli allevamenti del Wisconsin, insieme a un po' di grano. Alcune mucche sono state alimentate con livelli elevati di foraggio rispetto al grano, mentre altri hanno ottenuto meno insilato e più grano. I ricercatori hanno periodicamente campionato il respiro espirato di ogni mucca utilizzando il sistema GreenFeed, uno strumento analitico progettato per determinare l'emissione giornaliera di metano.

"Scende un po' di mangime dolce per invogliarla a ficcarci il naso, " Spiega Wattiaux. "L'apparecchiatura aspira l'aria, misura il flusso d'aria, misura la concentrazione di metano e quindi stima la quantità di metano."

Nel secondo esperimento, il letame delle mucche è stato raccolto e tenuto in botti per due mesi per simulare lo stoccaggio del letame in un caseificio. Il dottorando Elias Uddin ha collaborato con la professoressa di ingegneria dei sistemi biologici Rebecca Larson per misurare le emissioni di metano e protossido di azoto da ciascun barile per 60 giorni.

Il terzo esperimento è iniziato alla fine di ottobre per simulare lo spandimento post-raccolta del letame tipico di molte aziende agricole del Wisconsin. I ricercatori hanno applicato il letame immagazzinato a 24 appezzamenti di campo presso la stazione di ricerca agricola di Arlington. Sotto la supervisione degli agronomi Greg Sandford e Randy Jackson, un team di studenti ha iniziato a monitorare le emissioni dei lotti lo scorso autunno e riprenderà questa primavera.

Wattiaux ritiene che i risultati di questa ricerca saranno utili agli scienziati che creano modelli decisionali per l'intera azienda agricola che i produttori utilizzano per prevedere l'esito di varie pratiche di gestione. Lo paragona a software come SnapPlus del Wisconsin, che gli agricoltori utilizzano per ridurre al minimo la perdita di suolo e di nutrienti dai loro campi.

"In SnapPlus, fornisci le caratteristiche del campo come la posizione e la pendenza e le pratiche di gestione delle colture, e il modello dà la tua 'T', la tua tollerabile perdita di suolo, così puoi assicurarti di rimanere al di sotto di quello, " dice. "Penso che stiamo andando nella stessa direzione con questa ricerca. Un modello potrebbe calcolare un livello tollerabile di emissioni di gas serra e fornire informazioni su come rimanere al di sotto di tale totale adottando nuove tecniche sul campo, nuove tecniche di conservazione e nuove tecniche di alimentazione".