Le méthane est un gaz à effet de serre de courte durée mais puissant et le deuxième contributeur au changement climatique après le dioxyde de carbone. Et la majorité des émissions de méthane d'origine humaine provient du bétail.

Environ 70 % du méthane agricole provient de la fermentation entérique - des réactions chimiques dans l'estomac des vaches et d'autres animaux au pâturage lorsqu'ils dégradent les plantes. Les animaux rotent la majeure partie de ce méthane et passent le reste sous forme de flatulence.

Il y a environ 1 milliard de bovins dans le monde, la réduction du méthane entérique est donc un moyen efficace de réduire les émissions globales de méthane. Mais la plupart des options pour le faire, comme changer l'alimentation des vaches pour des aliments plus digestes ou ajouter plus de matières grasses, ne sont pas rentables. Une étude de 2015 a suggéré que l'utilisation d'algues comme additif à l'alimentation normale du bétail pourrait réduire la production de méthane, mais cette recherche a été faite en laboratoire, pas chez les animaux vivants.

Nous étudions l'agriculture durable, en se concentrant sur l'élevage. Dans une étude récemment publiée, nous montrons qu'en utilisant des algues rouges ( Asparagopsis ) en tant que complément alimentaire peut réduire à la fois les émissions de méthane et les coûts des aliments sans affecter la qualité de la viande. Si ces découvertes peuvent être étendues et commercialisées, ils pourraient transformer la production bovine en une industrie plus durable sur le plan économique et environnemental.

Machines à digérer les plantes

Animaux ruminants, comme les vaches, moutons et chèvres, peut digérer des matières végétales indigestes pour les humains et les animaux avec un estomac simple, comme les porcs et les poulets. Cette capacité unique provient des estomacs à quatre compartiments des ruminants, en particulier le compartiment du rumen, qui contient une multitude de microbes différents qui fermentent les aliments et les décomposent en nutriments.

Ce processus génère également des sous-produits que le corps de la vache n'absorbe pas, comme le dioxyde de carbone et l'hydrogène. Microbes producteurs de méthane, appelés méthanogènes, utiliser ces composés pour former du méthane, que le corps de la vache expulse.

Nous avons d'abord analysé ce problème dans une étude de 2019, la première de ces recherches qui a été menée chez le bétail plutôt qu'en laboratoire. Dans ce travail, nous avons montré que l'ajout d'environ 10 onces d'algues par jour à l'alimentation des vaches laitières réduisait les émissions de méthane jusqu'à 67 %. Cependant, le bétail qui a mangé cette quantité relativement importante d'algues a consommé moins d'aliments. Cela a réduit leur production de lait, un inconvénient évident pour les producteurs laitiers.

Notre nouvelle étude visait à répondre à plusieurs questions qui seraient importantes pour les agriculteurs qui envisagent d'utiliser des suppléments d'algues dans leur bétail. Nous voulions savoir si les algues étaient stables lorsqu'elles étaient stockées jusqu'à trois ans; si les microbes qui produisent du méthane dans l'estomac des vaches pourraient s'adapter aux algues, le rendre inefficace; et si le type de régime que les vaches mangeaient a changé l'efficacité des algues dans la réduction des émissions de méthane. Et nous avons utilisé moins d'algues que dans notre étude de 2019.

Meilleure croissance avec moins de fourrage

Pour l'étude, nous avons ajouté 1,5 à 3 onces d'algues par animal quotidiennement à la nourriture de 21 vaches de boucherie pendant 21 semaines. Comme pour la plupart des nouveaux ingrédients dans l'alimentation des bovins, il a fallu un certain temps pour que les animaux s'habituent au goût des algues, mais ils s'y sont habitués en quelques semaines.

Comme on s'y attendait, les bouvillons ont libéré beaucoup plus d'hydrogène, jusqu'à 750 % de plus, principalement de leur bouche, car leurs systèmes produisaient moins de méthane. L'hydrogène a un impact minimal sur l'environnement. Les suppléments d'algues n'ont pas affecté les émissions de dioxyde de carbone des animaux.

Nous avons également constaté que les algues qui avaient été stockées dans un congélateur pendant trois ans maintenaient leur efficacité, et que les microbes du système digestif des vaches ne s'adaptaient pas aux algues de manière à neutraliser leurs effets.

Nous avons donné à chacun des animaux trois régimes alimentaires différents au cours de l'expérience. Ces rations contenaient des quantités variables d'herbes séchées, comme la luzerne et le foin de blé, qui sont appelés fourrages. Les bovins peuvent également consommer de l'herbe fraîche, céréales, mélasse et sous-produits tels que coques d'amandes et graines de coton.

La production de méthane dans le rumen augmente avec l'augmentation des niveaux de fourrage dans l'alimentation des vaches, nous voulions donc voir si les niveaux de fourrage affectaient également la manière dont les algues réduisaient la formation globale de méthane. Les émissions de méthane provenant des bovins recevant un régime riche en fourrage ont diminué de 33 % à 52 %, selon la quantité d'algues qu'ils consomment. Les émissions des bovins nourris avec des régimes pauvres en fourrage ont diminué de 70 à 80 %. Cette différence peut refléter des niveaux inférieurs d'une enzyme impliquée dans la production de méthane dans les intestins des régimes pauvres en fibres nourris par le bétail.

Une découverte importante était que les bouvillons de notre étude convertissaient les aliments en poids corporel jusqu'à 20 % plus efficacement que les bovins suivant un régime conventionnel. Cet avantage pourrait réduire les coûts de production pour les agriculteurs, car ils auraient besoin d'acheter moins de fourrage. Par exemple, on calcule qu'un producteur finissant 1, 000 têtes de bovins de boucherie, c'est-à-dire leur donner une alimentation riche en énergie pour qu'ils grandissent et se musclent – ​​pourrait réduire les coûts d'alimentation de 40 USD, 320 à 87 $, 320 en fonction de la quantité d'algues consommée par le bétail.

Nous ne savons pas avec certitude pourquoi l'alimentation des bovins avec des suppléments d'algues les a aidés à convertir une plus grande partie de leur alimentation en gain de poids. Cependant, des recherches antérieures ont suggéré que certains micro-organismes du rumen peuvent utiliser de l'hydrogène qui n'est plus utilisé dans la production de méthane pour générer des nutriments riches en énergie que la vache peut ensuite utiliser pour une croissance supplémentaire.

Lorsqu'un panel de consommateurs a échantillonné de la viande de bovins élevés dans notre étude, ils n'ont détecté aucune différence de sensibilité, jutosité ou saveur entre la viande de bovins qui consommaient des algues et d'autres qui n'en consommaient pas.

La commercialisation des algues en tant qu'additif alimentaire pour le bétail impliquerait de nombreuses étapes. D'abord, les scientifiques devraient développer des techniques d'aquaculture pour produire des algues à grande échelle, soit dans l'océan, soit dans des réservoirs à terre. Et la Food and Drug Administration des États-Unis devrait approuver l'utilisation d'algues comme complément alimentaire pour le bétail commercial.

Les agriculteurs et les éleveurs pourraient également gagner de l'argent pour réduire les émissions de leur bétail. Les climatologues devraient fournir des conseils sur la quantification, surveiller et vérifier les réductions d'émissions de méthane provenant du bétail. De telles règles pourraient permettre aux éleveurs de bétail de gagner des crédits grâce à des programmes de compensation de carbone dans le monde entier.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.