«Es sind nicht schlechte Kühe, die das Methan ausstossen. Das ist ein Teil der Natur», sagt Studienleiter Albrecht Neftel von der Agroscope. Doch wie viel Methan genau die Kühe produzieren, ist nicht klar. Bisherige Daten wurden aus Experimenten gewonnen, bei denen eine Kuh ein paar Stunden in einer luftdichten Kammer verbringt. Die Kammer hat einen Luft-Eingang und einen Luft-Ausgang. Durch Messung der Unterschiede vom Eingang zum Ausgang kann bestimmt werden, wie viel Methan eine Kuh produziert. Zurzeit geht man von rund 155 kg pro Jahr aus.
Und auf der Weide?
Methan ist stark klimawirksam, rund 25 Mal stärker als CO2. Deshalb ist es wichtig zu wissen, ob der Methanausstoss draussen auf der Weide ähnlich hoch ist wie in der Laborkammer. Der Freilandversuch von Albrecht Neftel findet also quasi unter Alltagsbedingungen für die Kühe statt.
An der Agroscope im freiburgischen Posieux sind dafür 20 Kühe mit Sensoren ausgestattet worden, die registrieren, wo sich jede Kuh genau aufhält und ob sie gerade frisst oder wiederkäut. Mitten auf der Weide sind, eingezäunt, zahlreiche Messgeräte aufgestellt, um die Methan-Emissionen zu messen. An einem kleinen Mast, in einigen Metern Höhe, haben die Forscher den Sensor für die Luftbewegung angebracht, das sogenannte Ultraschall-Anemometer. Zudem saugen mehrere dünne Schläuche Luft an, die dann in verschiedene Gas-Messgeräte gepumpt wird. Auf diese Weise wird die Konzentration an Methan und weiteren Spurengasen bestimmt.
Wie das Geblubber in einem Kochtopf
Gemessen werden die turbulente Bewegung der Luft. «Man kann sich das vorstellen wie in einer kochenden Wasserpfanne – die Luft ist dauernd in Bewegung», erklärt Christof Ammann von der Agroscope, der für die Messungen zuständig ist. Durch die Messung dieser Luftbewegungen und der Gaskonzentrationen kann berechnet werden, wie viel Gas von den Kühen stammt.
Der Messturm «überblickt» dabei eine Fläche von rund einem Viertel eines Fussballfeldes und zwar gegen die Windrichtung, so dass die Gase zum Messturm hin transportiert werden. Dabei ist es wichtig zu wissen, wo die Kühe sich gerade aufhalten und ob sie sich tatsächlich in der aktuellen Messzone befinden. Die Tiere tragen deshalb GPS-Sensoren.
Resultate Ende 2014
Das Experiment ist nun in seiner zweiten Sommersaison. Vorläufige Resultate vom ersten Jahr zeigten, dass die Methode funktioniere, erzählt Christof Ammann. «Der Methanaustoss der Kühe korreliert mit ihrer Milchleistung» so der Forscher weiter. Damit konnten Ergebnisse der Laboruntersuchungen auch im Feld bestätigt werden.
Die definitive Auswertung der Berechnungen wird nach Ablauf der zweiten Sommer-Messperiode in Posieux veröffentlicht, auf Ende Jahr. Die Forscher erhoffen sich bis dahin Messwerte, die eine bessere Einschätzung der Umweltbelastung der Landwirtschaft ermöglichen.
