Parfois, le scientifique laitier Michel Wattiaux aborde ses recherches comme un flic à un contrôle routier. Il utilise un analyseur d'haleine pour vérifier les produits problématiques de la fermentation.

Le printemps dernier, le chercheur de l'Université du Wisconsin-Madison a commencé à utiliser un appareil spécialisé pour mesurer le méthane expiré ou éructé par un groupe de Holstein et de Jersey. Il s'agissait de la première étape d'une étude en cours menée par des scientifiques laitiers, ingénieurs et agronomes pour voir comment la race d'une vache et sa consommation de fourrage affectent les gaz à effet de serre générés par son intestin et son fumier.

Gaz à effet de serre, qui s'accumulent dans l'atmosphère et piègent le rayonnement solaire, sont un enjeu majeur pour l'industrie laitière. Le méthane est préoccupant parce qu'il est particulièrement puissant — il piège environ 30 fois plus de rayonnement que le dioxyde de carbone — et une vache en génère beaucoup dans son rumen, l'énorme chambre stomacale où les microbes fermentent jusqu'à 200 lb. de matériel végétal. L'oxyde nitreux est également inquiétant, un autre gaz à effet de serre puissant qui est émis par le fumier pendant le stockage et après son épandage dans le champ.

L'industrie laitière américaine s'est fixé pour objectif de réduire ses émissions de gaz à effet de serre de 25 % d'ici 2020, et les chercheurs de l'UW-Madison aident à identifier des stratégies pour y parvenir.

L'échantillonnage de l'haleine des vaches était le premier d'une série d'expériences conçues pour mesurer les émissions de gaz à effet de serre à trois points critiques :à partir de l'haleine de la vache, de son fumier pendant le stockage, et du champ où son fumier est épandu. Les chercheurs examinent comment trois variables—race de vache, type d'ensilage alimenté, et les niveaux relatifs de fourrage dans le régime alimentaire—affectent les émissions de gaz à effet de serre à chaque point.

Bien que des versions de chacune de ces expériences aient été réalisées de manière autonome sur le campus UW-Madison, Wattiaux dit que c'est la première fois que les trois sont intégrés afin que les émissions provenant d'une vache et de son fumier puissent être suivies de l'étable au stockage du fumier jusqu'au champ.

"C'est la première fois que nous faisons la partie nutrition, la partie stockage du fumier et la partie épandage sur le terrain séquentiellement, puis mettre le tout ensemble pour donner à l'industrie laitière du Wisconsin un chiffre solide pour la quantité de méthane et d'oxyde nitreux qui sort de leurs fermes en fonction de la race, le type de régime et la quantité de fourrage dans le régime, " il dit.

Pour la première expérience, qui a commencé en juin et a duré quatre mois, les chercheurs ont nourri 24 Holsteins et Jerseys avec une ration comprenant soit de l'ensilage de luzerne ou de l'ensilage de maïs, les deux fourrages primaires nourris dans les fermes laitières du Wisconsin, avec quelques céréales. Certaines vaches ont été nourries avec des niveaux élevés de fourrage par rapport au grain, tandis que d'autres ont obtenu moins d'ensilage et plus de céréales. Les chercheurs ont échantillonné périodiquement l'haleine expirée de chaque vache à l'aide du système GreenFeed, un outil analytique conçu pour déterminer les émissions quotidiennes de méthane.

"Il laisse tomber un peu de nourriture sucrée pour l'inciter à y coller son nez, " explique Wattiaux. " L'équipement aspire l'air, mesure le débit d'air, mesure la concentration de méthane, puis estime la quantité de méthane."

Dans la deuxième expérience, le fumier des vaches a été collecté et conservé dans des barils pendant deux mois pour simuler le stockage du fumier dans une ferme laitière. L'étudiant diplômé Elias Uddin a collaboré avec le professeur d'ingénierie des systèmes biologiques Rebecca Larson pour mesurer les émissions de méthane et d'oxyde nitreux de chaque baril pendant 60 jours.

La troisième expérience a commencé fin octobre pour simuler l'épandage de fumier après récolte typique de nombreuses fermes du Wisconsin. Les chercheurs ont appliqué le fumier stocké à 24 parcelles de terrain à la station de recherche agricole d'Arlington. Sous la supervision des agronomes Greg Sandford et Randy Jackson, une équipe d'étudiants a commencé à surveiller les émissions des parcelles à l'automne dernier et reprendra ce printemps.

Wattiaux pense que les résultats de cette recherche seront utiles aux scientifiques qui créent des modèles de décision pour l'ensemble de la ferme que les producteurs utilisent pour prédire le résultat de diverses pratiques de gestion. Il le compare à des logiciels tels que SnapPlus du Wisconsin, que les agriculteurs utilisent pour minimiser la perte de sol et de nutriments de leurs champs.

"Dans SnapPlus, vous fournissez les caractéristiques du terrain telles que l'emplacement et la pente et les pratiques de gestion des cultures, et le modèle donne votre 'T', votre perte de sol tolérable, afin que vous puissiez vous assurer de rester en dessous de cela, " dit-il. " Je pense que nous allons dans la même direction avec cette recherche. Un modèle pourrait calculer un niveau tolérable d'émissions de gaz à effet de serre et fournir des informations sur la façon de rester en dessous de ce total en adoptant de nouvelles techniques sur le terrain, nouvelles techniques de stockage et nouvelles techniques d'alimentation."