Methane production by ruminants:

its contribution to global warming (original) (raw)

DOI: 10.1051/animres:2000119

Ann. Zootech. 49 (2000) 231-253

Angela R. Mossa - Jean-Pierre Jouanyb - John Newboldc

aADAS Nutritional Sciences Research Unit, Alcester Road, Stratford Upon Avon, Warwickshire CV37 9RQ, UK
bINRA, Centre de Recherches de Clermont-Ferrand-Theix, 63122 Saint-Genès-Champanelle, France
cRowett Research Institute, Bucksburn, Aberdeen, AB21 9SB, UK

(Received 15 November 1999; accepted 5 April 2000)

Abstract:

The aim of this paper is to review the role of methane in the global warming scenario and to examine the contribution to atmospheric methane made by enteric fermentation, mainly by ruminants. Agricultural emissions of methane in the EU-15 have recently been estimated at 10.2 million tonnes per year and represent the greatest source. Of these, approximately two-thirds come from enteric fermentation and one-third from livestock manure. Fermentation of feeds in the rumen is the largest source of methane from enteric fermentation and this paper considers in detail the reasons for, and the consequences of, the fact that the molar percentage of the different volatile fatty acids produced during fermentation influences the production of methane in the rumen. Acetate and butyrate promote methane production while propionate formation can be considered as a competitive pathway for hydrogen use in the rumen. The many alternative approaches to reducing methane are considered, both in terms of reduction per animal and reduction per unit of animal product. It was concluded that the most promising areas for future research for reducing methanogenesis are the development of new products/delivery systems for anti-methanogenic compounds or alternative electron acceptors in the rumen and reduction in protozoal numbers in the rumen. It is also stressed that the reason ruminants are so important to mankind is that much of the world's biomass is rich in fibre. They can convert this into high quality protein sources (i.e. meat and milk) for human consumption and this will need to be balanced against the concomitant production of methane.

Keywords: methane / ruminants / global warning / reduction strategies

Résumé:

Production de méthane par les ruminants : sa contribution au réchauffement de la planète. Cet article examine le rôle du méthane dans le processus de réchauffement de la planète et évalue la contribution au méthane atmosphérique des gaz d'origine digestive issus principalement des ruminants. Les émissions annuelles de méthane d'origine agricole dans l'Europe des quinze ont été estimées récemment à 10,2 millions de tonnes et représentent la principale source des entrées atmosphériques de méthane. Parmi celles-ci, approximativement les deux tiers proviennent des fermentations entériques et un tiers des lisiers. Le méthane ruminal représente environ 90 % de l'ensemble des fermentations digestives. Le présent article analyse en détail l'impact des orientations fermentaires sur la production de méthane dans le rumen. L'acétate et le butyrate favorisent la production de méthane tandis que la formation de propionate constitue une voie alternative d'utilisation de l'hydrogène dans le rumen. Les différentes possibilités offertes actuellement pour diminuer les émissions de méthane sont analysées, à la fois en terme de réduction par animal et par unité de produit animal. Les voies d'approche les plus prometteuses pour réduire la production ruminale de CH4 consisteraient à rechercher de nouveaux produits doués d'activité antiméthanogénique ou à favoriser la formation d'accepteurs d'électrons autres que CO2 ou le formate, ou à agir dans le sens d'une réduction de la population de protozoaires. Enfin, cette réflexion globale sur la contribution des ruminants à l'effet de serre doit tenir compte du fait que ces animaux jouent un rôle essentiel dans l'équilibre de notre écosystème en transformant l'importante biomasse végétale mondiale en protéines animales (viande et lait principalement) qui constituent la base de l'alimentation humaine. Cet aspect doit contrebalancer les aspects négatifs liés à la production de méthane et à ses conséquences.

Mots clé : méthane / ruminants / réchauffement de la planète / stratégies de réduction

Correspondence and reprints: Angela R. Moss
e-mail: angela.moss@adas.co.uk