Merileväpohjainen rehun lisäaine vähensi laiduntavan lihakarjan metaanipäästöjä

Karja ja ilmaston lämpeneminen

Nautojen ruoansulatuksessa syntyvä metaani on merkittävä ilmastokysymys. Metaanin lämmitysvaikutus on noin 28-kertainen hiilidioksidiin verrattuna sadan vuoden tarkastelujaksolla. Sen keskimääräinen elinikä ilmakehässä on noin 12 vuotta, mutta vaikutusta ei pidä arvioida pelkän eliniän perusteella.

Märehtijöiden ruoansulatuksessa syntyvä metaani muodostaa suuren osuuden ihmistoiminnan metaanipäästöistä. Alkuperäisen tekstin 25 prosentin osuutta ei pidä tulkita nautojen osuudeksi kaikista maailman metaanipäästöistä ilman rajauksen täsmentämistä.

Lähde: EPA

Rehun hiili on alun perin peräisin ilmakehästä, mutta tämä ei tee nautataloudesta ilmastoneutraalia. Metaanin lisäksi päästöjä syntyy esimerkiksi lannasta, energiankäytöstä ja maankäytöstä. Maaperän hiilensidontaa voidaan joissakin oloissa parantaa laidunnuskäytännöillä, mutta se ei automaattisesti kumoa kaikkia päästöjä.

Metaanin vähentäminen on haastavaa, koska sitä tuottavat arkeonit ovat osa märehtijän ruoansulatusjärjestelmää. Rehun lisäaineilla voidaan vaikuttaa tähän toimintaan, mutta teho ja turvallisuus on arvioitava tuotekohtaisesti.

Kalifornian yliopiston Davisin kampuksen eläintieteen tutkijat ovat selvittäneet merileväpohjaisen rehun lisäaineen vaikutusta laiduntavan lihakarjan metaanipäästöihin.

Tulokset julkaistiin PNAS-lehdessä otsikolla ”Laiduntavan lihakarjan metaanipäästöjen vähentäminen merileväpohjaisella rehun lisäaineella ja sen merkitys ilmastoviisaalle maataloudelle¹”.

Innovaatioiden ja julkisen vastareaktion välillä

Vuonna 2024 kansainvälinen meijeriosuuskunta Arla Foods kokeili Britanniassa rehun lisäainetta nautojen metaanipäästöjen vähentämiseksi.

Kokeilussa käytettiin Bovaeria, jonka vaikuttava aine estää metaanin muodostukseen osallistuvaa entsyymiä. Tuotteen kehittäjä on dsm-firmenich. Yritys on ilmoittanut noin 30–45 prosentin vähennyksistä eri käyttöoloissa; tulos riippuu ruokinnasta ja annostuksesta.

Tuote oli hyväksytty useissa maissa, mutta kokeilu herätti myös vastustusta. Britanniassa maanviljelijä ja kestävän maatalouden puolestapuhuja Patrick Holden arvosteli Arlan lähestymistapaa.

Holdenin mukaan lisäaineisiin keskittyminen hoitaa oiretta eikä hänen näkemäänsä perussyytä: lypsylehmän erottamista luonnollisesta ympäristöstään.

Hän katsoo, että tällainen erottaminen johtaa yrityksiin muokata lehmän ruoansulatusta. Tämä on hänen esittämänsä kritiikki, ei lisäaineen turvallisuutta osoittava tutkimustulos.

Patrick Holden — maanviljelijä ja kestävän maatalouden puolestapuhuja

Bovaer-valmiste sisältää piidioksidia, propyleeniglykolia ja 3-nitroksipropanolia eli 3-NOP:ia. 3-NOP:n silmä-, iho- ja hengitysvaaroja koskevat varoitukset liittyvät tuotteen käsittelyyn. Niitä ei pidä sekoittaa hyväksyttyjen käyttöohjeiden mukaisesti ruokittujen lehmien maidon turvallisuuteen.

Yhdysvaltain FDA:n varoitus mahdollisista vaikutuksista miesten hedelmällisyyteen koskee lisäaineen käsittelijöiden altistumista. Se ei osoita, että Bovaerilla ruokittujen lehmien maidon juominen aiheuttaisi hedelmättömyyttä.

Britannian elintarviketurvallisuusviranomainen FSA totesi joulukuussa 2024, että hyväksytyin ehdoin käytetty Bovaer ei tee maidosta tai lihasta vaarallista kuluttajalle. Sosiaalisessa mediassa levinneet väitteet on erotettava viranomaisen altistumiseen perustuvasta turvallisuusarviosta.

Myös metaania vähentäviä rokotteita tutkitaan. Esimerkiksi ArkeaBio kehittää tällaista lähestymistapaa. Sen hyväksyttävyys, teho ja turvallisuus on arvioitava erikseen.

Merilevä voi tarjota toisen lähestymistavan, mutta luonnollinen alkuperä ei yksin osoita turvallisuutta tai parempaa kaupallista menestystä. Merilevänkin vaikuttavat yhdisteet tarvitsevat annostus- ja turvallisuustutkimuksia.

Merilevä metaanin torjumiseksi

Miten se toimii

Tässä tutkimuksessa käytettiin bromoformia sisältävää punalevää (Asparagopsis taxiformis) pellettimuotoisessa Brominata-rehun lisäaineessa. Aiemmissakin tutkimuksissa on havaittu metaanipäästöjen vähenevän tietyillä merilevävalmisteilla.

Merilevän halometaanit, tässä tapauksessa bromoformi, vaikuttavat metaania tuottaviin arkeoneihin. Arkeonit eivät ole bakteereja. Halometaanissa metaanin vetyatomeja on korvattu halogeeniatomeilla, kuten bromilla; kyse ei ole molekyyliin sitoutuneesta halogeenikaasusta.

Lähde: Fisher Scientific

Bromoformi estää metaanin muodostuksen viimeiseen vaiheeseen osallistuvan entsyymin toimintaa. Sitä esiintyy luonnossa esimerkiksi eräissä merellisissä punalevissä, mutta sen vaikutukset riippuvat pitoisuudesta ja altistumisesta.

Metaanipäästöt vähenivät tutkimuksessa

Kymmenen viikon laidunkokeessa merileväpellettejä saaneiden eläinten metaanipäästöt vähenivät keskimäärin 37,7 prosenttia. Tutkijat selvittivät myös, miten lisäaine saadaan eläinten syömäksi vapaaehtoisesti.

Lähde: PNAS

Vaikutus ei ollut välitön ja tasainen koko kokeen ajan. Tulosta ei pidä selittää yksin mikrobiston muutoksella, sillä lisäaineen saanti ja sen vaikuttavat yhdisteet vaikuttavat päästöihin.

Kokeessa ei havaittu merkittävää vaikutusta eläinten elopainoon, keskimääräiseen päiväkasvuun tai arvioituun kuiva-aineen saantiin. Lyhyen kokeen tulos ei silti todista koko eliniän turvallisuutta.

Lisäaineen käyttö laiduntavalla karjalla

Lihakarjan tuotantojärjestelmät vaihtelevat. Joissakin järjestelmissä eläimet laiduntavat suuren osan elämästään ja siirtyvät loppukasvatukseen ruokintatarhoihin. Ruokintatarha ei välttämättä ole sisätila.

Valvotussa loppukasvatuksessa rehun koostumusta ja lisäaineen saantia on helpompi hallita kuin laajoilla laitumilla.

Kuitupitoinen laidunrehu voi lisätä metaanin muodostusta suhteessa tiettyihin loppukasvatusruokintoihin. Päästöt riippuvat kuitenkin rehun lisäksi eläimestä ja siitä, verrataanko päiväpäästöjä vai tuoteyksikköä kohti laskettuja päästöjä.

Ermias Kebreab korostaa, että monissa lihakarjajärjestelmissä eläimet viettävät vain lyhyen loppukasvatusjakson ruokintatarhassa ja suuren osan elämästään laitumella.

Ermias Kebreab — eläintieteen professori

Siksi lisäaineen toimittaminen laiduntaville eläimille on tärkeää. Tutkimuksessa käytettiin aurinkosähköllä toimivaa annostelulaitetta, joka jakoi pellettejä. Sen käyttö edellyttää silti eläinten pääsyä laitteelle ja lisäaineen saannin seurantaa.

Lähde: UC Davis

Täydennysruokinta on jo tavallinen käytäntö esimerkiksi talvella tai ruohon ollessa niukkaa. Tutkimus sovelsi sitä merileväpohjaisen lisäaineen jakamiseen.

Merilevä sekoitettiin maittavampaan rehuun, jotta eläimet söisivät lisäainetta vapaaehtoisesti.

Mitä seuraavaksi?

Tutkimus osoittaa mahdollisuuksia laidunkäytössä ja täydentää aiempia ruokintakokeita. Se ei yksin osoita samaa tehoa kaikissa laidun- ja loppukasvatusjärjestelmissä.

Kuluttajien suhtautuminen voi vaikuttaa käyttöönottoon, mutta merilevän parempaa hyväksyttävyyttä tai kaupallista menestystä ei ole tässä osoitettu. Rehuvalmisteen kehittäminen voi auttaa käytännön toteutusta.

Merilevän maku voi rajoittaa syöntiä, joten pelletointi ja sekoittaminen muuhun rehuun ovat hyödyllisiä. Bromoformipitoisuuden muuttaminen voi vähentää tarvittavaa rehumäärää, mutta samalla annostus ja turvallisuus on arvioitava uudelleen.

Myös muita jakelumuotoja, kuten nuolukiviä, voidaan tutkia. Niitä käytetään jo ravintoaineiden tarjoamiseen, mutta merilevävalmisteen tasainen saanti ja teho on varmistettava erikseen.

Lähde: Countryside

Pitkäaikaisissa kokeissa on arvioitava eläinten terveyttä, tuotosta ja mahdollisia jäämiä. Erityistä huomiota tarvitaan esimerkiksi jodin, bromiyhdisteiden ja bromoformin pitoisuuksiin. Luonnollinen alkuperä ei poista tätä tarvetta.

Sijoittaminen maatalouteen

Ruoan ja biomateriaalien tuotantoon voi sijoittaa monin tavoin. Alkuperäinen artikkeli viittaa maailman elintarvikemarkkinoiden 9,09 biljoonan dollarin liikevaihtoarvioon. Se ei ole pelkän maataloustuotannon tai merilevälisäaineiden markkinan koko.

Arvoketju on monimuotoinen: maatilat, laitevalmistajat, siemen- ja rehuyritykset, jalostajat sekä jakelu ja vähittäiskauppa toimivat eri vaiheissa. Vertikaalisen integraation aste vaihtelee toimialoittain ja maittain.

Ruoka-alan yrityksiin voi sijoittaa eri välittäjien kautta. securities.io esittelee vaihtoehtoja Yhdysvalloissa, Kanadassa, Australiassa, Britanniassa ja monissa muissa maissa.

Maatalous- ja elintarvikealan rahastoja ovat esimerkiksi Global X AgTech & Food Innovation ETF (KROP), iShares MSCI Agriculture Producers ETF (VEGI) ja VanEck Agribusiness ETF (MOO). Ne eivät ole yleisiä biotekniikkarahastoja. Hajautus useisiin yrityksiin ei poista alan riskejä tai tappion mahdollisuutta.

Yritysesimerkki kiertotalouden arvoketjusta

Darling Ingredients

Darling Ingredients jalostaa muiden toimialojen sivuvirtoja hyödyllisiksi tuotteiksi. Sen toimintaan kuuluvat muun muassa eläinperäiset raaka-aineet ja käytetty ruokaöljy.

Jalostus voi tarjota vaihtoehdon materiaalien hävittämiselle, mutta tuotteen ympäristöhyöty riippuu raaka-aineesta ja koko prosessista.

Lähde: Darling Ingredients

Vuoden 2024 esittelyssä yrityksellä kuvattiin olevan noin 16 000 työntekijää ja 260 toimipaikkaa yli 15 maassa.

Toiminta jakautuu kolmeen segmenttiin:

• Rehu: eläin- ja kasviperäiset ravintoaineet sekä käytetyn ruokaöljyn keräys.
• Ruoka: muun muassa gelatiini, kollageeni ja lääke- sekä biomateriaaliratkaisut. Alkuperäinen artikkeli mainitsee noin 30 prosentin markkinaosuuden, jonka tarkka rajaus on huomioitava. Hepariini on veren hyytymistä estävä aine, ei hyytymistä edistävä hemostaatti.
• Polttoaine: esimerkiksi eläinrasvojen, ruokajätteen ja käytetyn ruokaöljyn jalostaminen biopolttoaineiksi ja biokaasuksi.

Artikkelissa esitetyn käyttökatteen jakauman mukaan rehusegmentti muodosti noin puolet ja kaksi muuta segmenttiä kumpikin noin neljänneksen. Jakauma riippuu tarkastelujaksosta eikä tarkoita samaa osuutta liikevaihdosta.

Lähde: Darling Ingredients

Yrityksen valikoimassa on myös merilevään liittyviä tuotteita, kuten ruskoleväuutetta sisältävä tuote. Sen olemassaolo ei osoita, että yhtiö myisi tutkimuksessa käytettyä karjan metaanilisäainetta.

Darlingin kokemus rehujen ja sivuvirtojen käsittelystä voisi olla hyödyllistä uuden tuotteen kehittämisessä. Tässä artikkelissa ei kuitenkaan esitetä yhtiön ilmoittamaa suunnitelmaa kyseisen merileväkokeen kaupallistamisesta.

Mahdollinen kehitystyö edellyttäisi tuotteen teho-, turvallisuus- ja viranomaisarviointia sekä taloudellista toteutettavuutta. Nykyiset laitokset ja asiakassuhteet eivät yksin takaa onnistumista.

Tutkimusviite:

^{1. Meo-Filho, P., Ramirez-Agudelo, J. F., & Kebreab, E. (2024). Laiduntavan lihakarjan metaanipäästöjen vähentäminen merileväpohjaisella rehun lisäaineella: merkitys ilmastoviisaalle maataloudelle. Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 121(50), e2410863121. https://doi.org/10.1073/pnas.2410863121}