En sex år lång, rikstäckande forskningsprojekt har avslutats med lösningar för att hjälpa mejeriindustrin att minska utsläppen av växthusgaser och samtidigt öka lönsamheten.

Dairy Coordinated Agricultural Project på 10 miljoner dollar, eller Dairy CAP, satte upp 2013 för att bedöma mejeriindustrins bidrag till växthusgaser och hjälpa bönder att nå branschens mål att minska utsläppen med 25 procent till 2020.

Projektets rekommendationer fokuserar på effektivitet. Forskare fann att en kombination av ideal kogenetik, förbättrade utfodringsstrategier och bättre gödselhantering skulle kunna göra det möjligt för mjölkgårdar att minska utsläppen med en tredjedel till nästan hälften, samtidigt som den producerar mer mjölk med mindre foder.

Denna effektivitet ökar vinsten och säkerställer ekonomisk genomförbarhet, en stor oro eftersom bönder fortsätter att utstå år av låga mjölkpriser.

Professorerna Matt Ruark och Molly Jahn vid University of Wisconsin–Madison ledde Dairy CAP i samarbete med sju andra universitet; det amerikanska jordbruksdepartementet, som finansierade projektet; och Innovation Center for U.S. Dairy, en industriforskningsgrupp. Teamet publicerade sin slutrapport tidigare i år.

"Jag tror att det finns tre stora takeaways, säger Ruark, professor i markvetenskap. "Ett, effektivitet i mjölkproduktionen leder till minskade utsläpp av växthusgaser. Två, minskningar av växthusgaser kan uppnås tillsammans med minskningar av näringsämnesförluster och ökad ekonomisk avkastning. Och tre, att mejeribaserade odlingssystem kan anpassas till klimatförändringar."

Mjölkproduktion leder i första hand till utsläpp av växthusgaser genom den metan som produceras i kors vom, vid lagring och spridning av gödsel, och i samband med odling av grödor för foder.

Metan är en oundviklig biprodukt av matsmältning av idisslare och det är oroande eftersom det är 25 gånger starkare än koldioxid när det fångar värme i atmosfären. Lustgas från gödsel och gödsel är 10 gånger mer potent än metan.

Dairy CAP-teamet spårade utsläppen i vart och ett av dessa stadier. Experimentella modifieringar följdes under hela deras livscykel för att identifiera hur, till exempel, foderförändringar påverkade inte bara produktionen av mjölk och metan utan även utsläppen av gödsel och tillväxten av grödor som befruktats med den gödseln.

Experiment utfördes på UW–Madison Dairy Cattle Center, Arlington Research Station, USDA Dairy Forage Research Center i Prairie du Sac, Wisconsin, och på partnerinstitutioner. Experimenten hjälpte till att förfina foder-till-gödsel datormodeller av utsläpp och ekonomisk avkastning för både 150- och 1, 500-ko ​​mjölkgårdar.

Fördelarna med att föda upp kor för effektiv mjölkproduktion och använda de bästa fodermetoderna, gödselhantering och odlingssystem lades snabbt ihop.

"Om vi ​​implementerar dessa bästa förvaltningsmetoder, vi kommer att minska utsläppen av växthusgaser med 36 procent" för en 1, 500-ko ​​mejeri, säger Ruark. "På samma gång, vi ska minska kväveförlusterna till grundvattnet med 41 procent. Vi ska minska fosforförlusterna till ytvatten med 52 procent. Och vi kommer att öka vinsten med 20 procent."

Liknande metoder kan minska utsläppen av växthusgaser med 46 procent för 150-ko mjölkgårdar, fann forskarna.

Ett av de mest effektiva sätten att minska utsläppen är att använda en anaerob rötkammare för att omvandla metan från lagrad gödsel till koldioxid, eftersom det är mindre potent. Även om detta är en dyr lösning, kostnaderna skulle delvis kunna kompenseras genom att generera och sälja el från förbränning av metan eller omvandling av den till komprimerad naturgas för att driva bilar och lastbilar.

Än, att ändra praxis för att minska utsläppen kan bli en svår försäljning medan bönder fortsätter att kämpa sig igenom en år lång nedgång i mjölkpriserna, säger UW–Madison professor Mark Stephenson. En expert på mejeriekonomi, Stephenson utvärderade alternativ gödselhantering för Dairy CAP. Låga mjölkpriser har hjälpt till att driva 800 mjölkgårdar i Wisconsin att stänga under året sedan augusti 2018.

"Ett av benen för hållbarhet är ekonomiskt. Bara för att du vill minska växthusgaserna betyder det inte att du har råd att använda de bästa metoderna, " säger Stephenson. "Effektivitetsvinsterna är nyckeln till adoptionen."

Denna effektivitet härrör från att förbättra omvandlingen av foder till mjölk genom utfodringsmetoder och genetik för mjölkkor, vilket kan minska både kostnader och utsläpp. Forskare sammanställde också rekommendationer för att hjälpa jordbrukare att anpassa sig till ett värmande klimat, till exempel sätt att förutsäga ventilationen som behövs i en ladugård för att hålla korna svala och produktiva.

Projektets resultat har distribuerats av Division of Extension och på webbplatsen Virtual Farm som drivs av Pennsylvania State University. Webbplatsen visar den typiska verksamheten för både stora och små mjölkgårdar och hur de kan minska sin påverkan på miljön.

"The Dairy CAP var en riktigt spännande möjlighet att samarbeta med cirka 100 forskare över hela landet, " säger Carolyn Betz, projektledaren och författaren till slutrapporten.

Hon inser att de utmaningar som mjölkbönder står inför idag kan göra det svårt att snabbt anta nya förvaltningsmetoder. Men Betz ser möjligheter eftersom gårdar oundvikligen uppdaterar sin verksamhet över tid.

"När bönder ändå gör förändringar, vi hoppas att de kommer att införliva dessa lösningar, säger Betz.