Des scientifiques du Colorado fouillent les intestins des bovins pour réduire les émissions de gaz à effet de serre

À bien des égards, les enclos de recherche de la Colorado State University (CSU) sont ce que vous trouverez sur votre parc d'engraissement standard. Il y a des vaches, bien sûr, beaucoup de boue et l'inévitable puanteur du bétail.

Mais ce parc d'engraissement du centre de recherche et d'enseignement agricole de la CSU à Fort Collins sert également de laboratoire scientifique. C'est là que les chercheurs du programme AgNext - un groupe de recherche spécialisé dans la durabilité de l'agriculture animale - découvrent les gaz à effet de serre produits par les vaches lorsqu'elles digèrent les aliments. Le parc d'engraissement est doté de millions de dollars d'équipement qui permettent aux scientifiques de suivre tout ce qui entre dans chaque vache, ainsi qu'une partie de ce qui en sort.

Les bacs d'alimentation spécialisés utilisent la technologie d'identification par radiofréquence (RFID) pour suivre chaque once de maïs consommée par vache. Un autre équipement appelé la machine GreenFeed analyse les gaz exhalés par les bovins. C'est un peu comme un distributeur de chewing-gum de haute technologie, qui distribue de délicieuses friandises pour vaches – des granulés de luzerne – selon un horaire et à la demande d'une application pour téléphone intelligent exploitée par des chercheurs.

Par un après-midi froid de mars, la professeure de sciences animales de la Colorado State University, Sara Place, a fait la démonstration de la technologie en appuyant sur un bouton de son téléphone. Un carillon électronique aigu retentit et les granulés de luzerne tombèrent dans une ouverture au niveau de la vache, attirant l'attention d'un angus aux grands yeux qui se leva pour manger un morceau.

"Il a la tête coincée dans la machine et il avale un petit en-cas", a expliqué Place.

Malgré les idées fausses courantes sur les dangers de la flatulence bovine, la plupart du méthane sort de l'extrémité avant de la vache sous la forme d'émissions entériques. Cela signifie que chaque fois qu'une vache reçoit une collation de la machine GreenFeed, Place a la possibilité d'obtenir des informations.

"L'air est aspiré autour du visage de l'animal, et tout ce qu'il respire va directement dans la machine", a déclaré Place. "Nous pouvons obtenir des données en temps réel sur les émissions de méthane à partir de cela."

Le méthane est un puissant gaz à effet de serre qui a un pouvoir de réchauffement 80 fois plus puissant que le dioxyde de carbone au cours des 20 premières années d'émission. L'industrie de l'agriculture animale, qui comprend toutes les opérations d'élevage d'animaux pour la viande ou les produits laitiers, produit plus de méthane que toute autre activité humaine aux États-Unis.

Les experts du climat disent que nous manquons de temps pour prévenir une catastrophe climatique. Pour éviter le pire, les experts disent qu'il est impératif de réduire considérablement les émissions de gaz à effet de serre avant 2030. Les groupes environnementaux ont des objectifs ambitieux pour réduire les émissions de méthane agricole de 30 % dans le monde d'ici 2030.

Mais en ce qui concerne les émissions du secteur de l'élevage, la science n'en est encore qu'à ses balbutiements, et il n'est pas encore clair si les réductions viendront à temps ou comment.

Place espère changer cela avec son travail dans les enclos de recherche.

"Nous voulons trouver des solutions qui peuvent aider à atténuer ces émissions pour réduire l'impact climatique du boeuf", a déclaré Place.

Une proposition délicate

Réduire l'empreinte climatique de la viande bovine est un problème complexe. Selon Kim Stackhouse Lawson, directeur du programme AgNext de CSU, la production de méthane fait partie du fait d'être une vache.

"Ils sont biologiquement censés produire du méthane", a-t-elle déclaré.

Les gaz sont le sous-produit d'un processus de fermentation complexe qui se produit à l'intérieur du plus grand estomac d'une vache, appelé le rumen. Changer cette équation implique de bricoler l'écosystème microbiologique complexe à l'intérieur de l'estomac d'un animal vivant, ce qui signifie qu'il y a encore beaucoup de choses que nous ne savons pas.

Par exemple, il n'existe toujours pas de données expérimentales sur les émissions de référence de l'industrie de l'élevage.

"Les données ne sont pas assez granulaires", a déclaré Stackhouse Lawson.

La meilleure compréhension de l'image des émissions du bétail provient de l'inventaire des émissions de gaz à effet de serre de l'Environmental Protection Agency, qui tire ses données d'un modèle qui utilise des facteurs d'émissions - essentiellement des multiplicateurs d'un graphique, de sorte que les données sont basées sur des équations plutôt que sur des mesures directes du animaux eux-mêmes.

Stackhouse Lawson a déclaré que l'inventaire fait un travail décent pour estimer les émissions du bétail à l'échelle de l'ensemble des États-Unis. Mais pour les exploitations individuelles essayant de tenir compte de l'empreinte carbone de leurs propres troupeaux, ces chiffres sont trop généralisés pour raconter toute l'histoire.

"Il y a trop de variabilité entre les animaux, il y a trop de variabilité au sein de la région", a-t-elle déclaré.

L'équipe de Stackhouse Lawson ne fait que maintenant le travail de développement de chiffres plus précis. Elle a cité des données initiales surprenantes provenant des enclos de recherche de la CSU qui montrent que les quantités de méthane produites par les vaches peuvent varier énormément d'un animal à l'autre, suggérant une toute nouvelle frontière pour la recherche.

"Y a-t-il une composante génétique?" Elle se demandait. « Sélectionnerions-nous des animaux qui ont moins de méthane ? »

L'équipe CSU examine également d'autres variables telles que les additifs alimentaires qui peuvent réduire les émissions.

John Tauzel, directeur principal du méthane agricole mondial au Fonds de défense de l'environnement, a expliqué que les additifs efficaces "modifieront le biome de l'estomac de la vache pour réduire la quantité de méthanogènes - les organismes qui créent le méthane". C'est une solution qu'il a ensuite décrite comme "vraiment, vraiment complexe", en raison de la structure compliquée de l'industrie de l'élevage et des complexités biologiques des microbiomes des bovins.

Ce problème complexe n'est que partiellement résolu, en partie à cause d'un manque de financement pour la recherche. Tauzel a souligné que seulement 2% des fonds fédéraux qui soutiennent la recherche et le développement pour l'adaptation et l'atténuation du climat dans l'agriculture sont consacrés à la réduction des émissions entériques.

"Nous avons besoin de plus d'investissements dans cet espace si nous voulons respecter les réductions de délais dont nous avons besoin", a déclaré Tauzel.

Cet investissement commence à venir. Pas plus tard que la semaine dernière, l'équipe d'AgNext a annoncé qu'elle avait reçu une subvention d'un million de dollars pour l'innovation dans la conservation du ministère américain de l'Agriculture. L'argent soutiendra la recherche continue sur les émissions dans les parcs d'engraissement. Cela permettra également aux chercheurs d'élargir leur enquête sur les émissions du bétail pour examiner les vaches qui paissent dans un pâturage.

Stackhouse Lawson espère que davantage de financement pourrait faire partie du prochain Farm Bill actuellement en cours de négociation au Congrès.

Jusqu'à ce que davantage de dollars fédéraux commencent à être versés, la recherche effectuée sur les émissions du bétail dépend de l'industrie pour combler le déficit de financement.

L'intérêt de l'industrie dans la réduction des émissions

Five Rivers Cattle Feeding se présente comme la plus grande entreprise d'élevage de bétail au monde. La société basée dans le nord du Colorado gère 13 parcs d'engraissement dans six États de l'ouest, avec la capacité d'engraisser jusqu'à 900 000 têtes de bétail à tout moment. Une vache passe généralement environ six mois dans l'un des parcs d'engraissement de Five Rivers, période pendant laquelle elle peut engraisser entre 500 et 700 livres.

"Ce qui compte, c'est l'efficacité", a déclaré le vice-président des affaires environnementales et de la durabilité, Tom McDonald. "[Nous] amenons les bovins à donner le meilleur d'eux-mêmes pendant qu'ils sont au parc d'engraissement."

Une partie de cet engagement envers la performance du bétail comprend le soutien aux travaux en cours dans les enclos de recherche de CSU.

"L'objectif ici est d'apprendre quelle est notre empreinte de gaz à effet de serre, et ensuite comment pouvons-nous l'améliorer ?" a déclaré McDonald.

Tous les animaux de recherche sur les émissions du CSU sont prêtés par Five Rivers. L'entreprise fournit également la nourriture des animaux et a fait don d'équipements d'une valeur de 600 000 $ à la cause, y compris les machines GreenFeed qui collectent et analysent les exhalaisons des vaches.

McDonald a déclaré que son entreprise s'attend à récupérer cet investissement important, puis une partie des gains d'efficacité éventuels rendus possibles par la recherche.

Le méthane, après tout, n'est pas qu'un gaz à effet de serre. "Le méthane est de l'énergie", a déclaré McDonald. "Lorsque l'énergie est perdue, c'est une ressource gaspillée."

La chercheuse de la CSU, Sarah Place, a déclaré que la réduction des émissions de méthane des vaches pourrait en fait signifier plus de bœuf pour tout le monde.

"[Le méthane] consiste essentiellement en des calories alimentaires que l'animal mange et qui se perdent dans l'atmosphère", a expliqué Place. Cela signifie que moins une vache exhale de méthane lors de sa digestion, plus elle prend de poids et devient finalement du bœuf. En d'autres termes, une vache à faibles émissions est plus efficace pour convertir les aliments à base de maïs en masse corporelle qu'une vache à fortes émissions.

McDonald a comparé l'intérêt de l'entreprise à réduire les émissions de méthane des vaches à toute autre décision commerciale judicieuse.

"Lorsque nous mettons à niveau l'équipement de l'usine d'aliments pour animaux, nous recherchons des équipements éconergétiques. Nous nous efforçons de réduire notre consommation d'énergie dans ces domaines", a-t-il déclaré. "Du point de vue de la performance du bétail, nous utilisons les outils disponibles pour aider le bétail à grandir plus vite, à gagner plus vite."

Une course contre l'horizon temporel climatique

Mais malgré tout l'enthousiasme de l'industrie agricole, le travail chez AgNext et une poignée d'installations de recherche connexes à travers le pays est encore jeune. Les scientifiques s'efforcent de traduire les traitements prometteurs du cadre vierge du laboratoire en applications réelles et évolutives dans le parc d'engraissement.

"Nous avons beaucoup de recherches passionnantes en cours", a déclaré Stackhouse Lawson. "Mais ce n'est pas encore prêt."

C'est un problème, selon Ben Lilliston, directeur des stratégies climatiques et rurales à l'Institute for Agriculture and Trade Policy, un groupe de réflexion sur le climat et l'agriculture.

"[Les technologies] n'ont pas encore fait leurs preuves", a déclaré Lilliston. "Nous avons besoin de réductions d'émissions très rapidement, comme au cours des sept prochaines années. Les technologies spéculatives sont… Vous savez, cela ne veut pas dire qu'elles ne valent pas la peine d'être explorées, mais [je] ne compterais pas sur elles comme un vrai climat stratégie d'atténuation."

Outre la rareté des solutions prêtes pour les parcs d'engraissement, Lilliston désigne l'élevage industriel lui-même - un système industriel résolument tourné vers la croissance continue - comme le principal coupable.

"Même si vous êtes en mesure de réduire les émissions d'une petite quantité grâce à certaines de ces avancées scientifiques, si vous continuez à croître et à augmenter le nombre d'animaux qui font partie de ce système, alors vous allez annuler ces gagne », a-t-il dit.

Il considère les technologies émergentes comme une distraction par rapport à la grande question que nous ne posons pas : de combien de vaches de boucherie et de vaches laitières avons-nous besoin dans ce pays ? Après tout, une solution plus immédiate à l'énigme du méthane du bétail est d'avoir moins de vaches.

"Réduire le cheptel bovin est le moyen le plus clair de réduire les émissions réelles", a déclaré Lilliston.

Bien entendu, un cheptel bovin plus petit signifierait moins de viande et de produits laitiers sur le marché, ce qui aurait un impact sur les choix de repas des consommateurs. C'est une situation que John Tauzel ne trouve pas réalisable.

"Pour diverses raisons, qu'elles soient sociales ou économiques, les produits de l'élevage continueront de faire partie d'une partie importante de l'alimentation mondiale dans un avenir prévisible", a déclaré Tauzel.

C'est pourquoi il pense qu'il est essentiel de faire progresser la recherche sur les émissions de méthane du bétail.

"Si les gens choisissent de manger un hamburger, nous voulons nous assurer que lorsqu'ils mangent ce hamburger, il a la plus faible empreinte méthane possible", a déclaré Tauzel.

Quant à Place, elle veut trouver des solutions qui fonctionnent à la fois pour les consommateurs, les éleveurs et le climat.

"En fin de compte, nous voulons nous assurer que nous créons des solutions pratiques qui peuvent être adoptées dans le monde réel", a déclaré Place.

Après tout, les gens aiment leurs hamburgers. Il pourrait être plus facile de modifier le microbiome de l'intestin d'un animal que de modifier les envies d'une planète affamée. Droits d'auteur 2023 KUNC. Pour en savoir plus, visitez KUNC.