दुग्ध गाईवस्तुमा एंटेरिक मिथेन उत्सर्जन र जलवायु परिवर्तनमा यसको प्रभाव

।
डा केदार कार्की
मिथेन एक शक्तिशाली हरितगृह ग्यास (GHG) हो जुन रुमिनेन्टहरू द्वारा फिडको भित्री किण्वनको परिणाम स्वरूप उत्सर्जित हुन्छ। यसको ग्लोबल वार्मिंग सम्भाव्यता कार्बन डाइअक्साइड भन्दा 28 गुणा बढी भएकोले, मिथेनलाई विश्वव्यापी जलवायु परिवर्तनमा प्रमुख योगदानकर्ता मानिन्छ। पशुधन क्षेत्रबाट प्रमुख हरितगृह ग्यासहरू (GHGs) कार्बन डाइअक्साइड (CO2), मिथेन (CH4) र नाइट्रस अक्साइड (N2O) आदि पर्छन्। पशुधनलाई कार्बन डाइअक्साइड (CO2) उत्सर्जनमा शुद्ध योगदानकर्ता मानिएको छैन किनभने जनावरहरूले प्रकाश संश्लेषणको समयमा CO2 प्रयोग गर्ने बोटबिरुवामा खुवाउँछन्। फलस्वरूप, मिथेन (CH4) र नाइट्रस अक्साइड (N2O) धेरै उच्च ग्लोबल वार्मिङ क्षमता (GWPs) (क्रमशः २८ र २९८ CO2 बराबर) भएका पशु उत्पादन प्रणालीहरूमा सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण हरितगृह ग्यासहरू (GHGs) हुन्। मिथेन कार्बन डाइअक्साइड (CO2) पछि दोस्रो सबैभन्दा प्रचुर मात्रामा एन्थ्रोपोजेनिक (मानव-कारण) ग्रीनहाउस ग्यास (GHG) हो, विश्वव्यापी उत्सर्जनको लगभग 20 प्रतिशत (USEPA, 2023) हो। कुल एन्थ्रोपोजेनिक मिथेन (CH4) उत्सर्जनको करिब ४७%–५६% कृषिले ओगटेको छ। मिथेन उत्सर्जन अहिले ग्लोबल वार्मिङको लागि महत्त्वपूर्ण योगदानकर्ता हो। 100 वर्षको अवधिमा, मिथेन पृथ्वीलाई न्यानो पार्न कार्बन डाइअक्साइड भन्दा 28 गुणा बढी शक्तिशाली छ। 20 वर्षमा, यो तुलना लगभग 80 गुणा बढेको छ। जबकि मिथेन औसतमा एक दशक मात्र रहन्छ (300 देखि 1,000 वर्षको तुलनामा जब कार्बन डाइअक्साइड वायुमण्डलमा रहन्छ), यसले धेरै ऊर्जा पनि अवशोषित गर्दछ। उच्च ऊर्जा अवशोषणको साथ यो छोटो जीवनकालको संयुक्त प्रभाव यसको ग्लोबल वार्मिंग क्षमतामा प्रतिबिम्बित हुन्छ।
कृषि क्षेत्रबाट, रुमिनन्ट पशुधन (गाई, भैंसी, बाख्रा र भेडा) निरन्तर प्राकृतिक रुमेन किण्वन प्रक्रिया मार्फत मिथेन (CH4) उत्पादन बढाउनमा महत्त्वपूर्ण योगदान गर्दछ। रुमिनेन्ट पशुधन मिथेन (CH4) को प्राथमिक उत्पादकहरू हुन्। तिनीहरूले प्रति दिन 250 देखि 500 लिटर मिथेन उत्पादन गर्न सक्छन्। आन्तरीक किण्वनले १०.०९ मिलियन टन मिथेन निकाल्छ, जुन भारतको कृषि क्षेत्रबाट कुल मिथेन उत्सर्जनको ७३.३% हो (INCCA, 2010)। रुमीन जनावरहरूमा, ब्याक्टेरिया, प्रोटोजोआ र फङ्गस जस्ता रुमेन सूक्ष्मजीवहरू पाइन्छ र जनावरले खाने खानालाई वाष्पशील फ्याटी एसिड (VFAs), माइक्रोबियल प्रोटीन, कार्बन डाइअक्साइड र हाइड्रोजन जस्ता विभिन्न उत्पादनहरूमा किण्वन गर्दछ।
रुमेनको एनारोबिक अवस्थाहरूमा, मिथेनोजेनिक ब्याक्टेरियाले मिथेन उत्पादन गर्न हाइड्रोजन र कार्बन डाइअक्साइड प्रयोग गर्दछ, जुन मुख्यतया बेल्चिंग मार्फत रुमिनेन्टहरूद्वारा उत्सर्जित हुन्छ। रुमिनेन्ट जनावरहरूले कुल खपत हुने ऊर्जाको 4-12% मिथेनको रूपमा उत्सर्जन गरेर क्षय गर्छ, जसले वातावरणलाई हानिकारक मात्र होइन, जनावरहरूलाई ऊर्जा हानि पनि गर्छ। यदि पशुमा ऊर्जा, प्रोटिन र खनिजको उपलब्धतालाई अनुकूलन गरेर रुमेन किण्वनको दक्षतामा सुधार गरियो भने, मिथेनको रूपमा ऊर्जाको हानिलाई कम गर्न सकिन्छ र यो ऊर्जालाई दूध उत्पादन बढाउनमा परिणत गर्न सकिन्छ। अर्को शब्दमा भन्नुपर्दा, आन्तरीक मिथेन उत्सर्जन कम गर्न र जनावरहरूमा दूध उत्पादन सुधार गर्न पोषकतत्व अनुकूलन (सन्तुलन) महत्त्वपूर्ण छ।
किन मिथेन उत्सर्जन वातावरणको लागि हानिकारक छ?
• मिथेन एक अदृश्य ग्यास हो जसले जलवायु संकटलाई गम्भीर रूपमा बढाउन सक्छ। यो एक हाइड्रोकार्बन हो जुन प्राकृतिक ग्यासको मुख्य घटक हो, जुन चुलो, ताप घरहरू, र उद्योगको लागि ऊर्जा प्रदान गर्न इन्धनको रूपमा प्रयोग गरिन्छ।
• वायुमण्डलमा, हरितगृह ग्यासहरूले पृथ्वीलाई इन्सुलेट गर्ने बाक्लो तहको रूपमा काम गर्दछ, ऊर्जा अवशोषित गर्छ र ग्रह छोड्ने गतिलाई सुस्त बनाउँछ। मिथेनले अपेक्षाकृत छोटो अवधिमा ग्रहलाई धेरै हदसम्म न्यानो पार्न सक्षम छ। यसले पृथ्वीको तापक्रममा तत्काल प्रभाव पार्छ। यद्यपि, कार्बन डाइअक्साइडको विपरीत – जुन सयौं वर्षसम्म वायुमण्डलमा रहन्छ – मिथेन वायुमण्डलमा लगभग एक दशकको लागि मात्र रहन्छ।
• मिथेन हावामा उत्सर्जित हुँदा, यसले धेरै हानिकारक तरिकामा प्रतिक्रिया गर्दछ। मिथेन मुख्यतया अक्सिडेशनको माध्यमबाट वायुमण्डलबाट निस्कन्छ, पानीको बाफ र कार्बन डाइअक्साइड बनाउँछ। तसर्थ, मिथेनले कार्बनडाइअक्साइडको उत्सर्जनबाट प्रत्यक्ष मात्र नभई अप्रत्यक्ष रूपमा पनि ग्लोबल वार्मिङमा योगदान पुर्‍याउँछ।
• थप रूपमा, ओक्सीकरण प्रक्रियाको क्रममा, मिथेनले हाइड्रोक्सिल रेडिकल (OH) सँग प्रतिक्रिया गर्दछ। यी हाइड्रोक्सिल रेडिकलहरू (OH) प्राकृतिक रूपमा हुने अणुहरू हुन् जसले “डिटर्जेंट” को रूपमा काम गर्दछ, मिथेन र हावाबाट अन्य धेरै प्रदूषकहरू सफा गर्दछ। यसरी, मिथेनले अन्य प्रकारका वायु प्रदूषकहरूलाई हटाउन उपलब्ध हाइड्रोक्सिल रेडिकलहरूको मात्रा कम गर्छ।
• ग्लोबल मिथेन मूल्याङ्कनका अनुसार, मिथेनले भू-स्तर ओजोन, मानव, पारिस्थितिक प्रणाली र बालीका लागि हानिकारक ग्यासको निर्माणमा पनि योगदान गर्दछ।
मिथेन उत्पादनलाई असर गर्ने कारकहरू के हुन्?
फिड सेवनको स्तर, फिडको प्रकार र गुणस्तर, ऊर्जा खपत, जनावरको आकार, वृद्धि दर, उत्पादनको स्तर र वातावरणीय तापक्रमलगायत धेरै कारकहरूले रुमिनेन्टहरूमा मिथेन (CH4) उत्पादनको मात्रालाई प्रभाव पार्छन्। यस बाहेक मौसम, जनावरको उमेर, जनावरको व्यवस्थापन र रुमेनमा प्रोटोजोआको जनसङ्ख्या आदिले पनि मिथेन उत्पादनलाई असर गर्छ। यी कारकहरूमा हस्तक्षेप गर्नाले गाईवस्तुबाट मिथेन उत्सर्जन कम गर्न सकिन्छ। किण्वनको दर र प्रकार पनि पशु कारकहरू जस्तै खाना चपाउने, लार र डाइजेस्टा गतिविज्ञान, आदिबाट प्रभावित हुन्छ।
मिथेन न्यूनीकरणका लागि कस्ता उपाय अपनाउन सकिन्छ ?
रुमिनेन्टहरूमा मिथेन उत्पादनमा कमी रुमेन किण्वन दर (माइक्रोबियल गतिविधिमा दमन) वा वाष्पशील फ्याटी एसिड (VFA) उत्पादनमा परिवर्तनको परिणाम हुन सक्छ। मिथेन उत्पादन र रुमेनमा प्रोपियोनेटको उपस्थितिको बीचमा उल्टो सम्बन्ध छ। यदि एसीटेट र प्रोपियोनेटको अनुपात ०.५ भन्दा बढी छ भने, हाइड्रोजन मिथेन बनाउन उपलब्ध हुन्छ। यदि उत्पादन भएको हाइड्रोजनलाई मिथानोजेन्सले सही रूपमा प्रयोग नगरेको खण्डमा, जस्तै ठूलो मात्रामा किण्वनयोग्य कार्बोहाइड्रेट खुवाउँदा, इथानोल वा ल्याक्टेट बन्न सक्छ, जसले माइक्रोबियल वृद्धि, आहार पाचन र वाष्पशील फ्याटी एसिड को अन्य कुनै उत्पादनलाई रोक्छ।
• आयनोफोर एन्टिबायोटिकको प्रयोग: रुमिनेन्टहरूमा किण्वनमा सबैभन्दा प्रभावकारी एन्टिबायोटिक मोनेन्सिन हो, यद्यपि अन्यहरू जस्तै नाइजरसिन, ग्रामिसिडिन र लासालोसिड उपलब्ध छन्। Monensin Streptomyces cinnamensis द्वारा उत्पादन गरिन्छ र दूध उत्पादन बढाउन जानिन्छ। यी औषधिहरूले रुमेन मेथानोजेन्सको विविधता र मात्रालाई परिवर्तन गर्दैनन्। तिनीहरूले ब्याक्टेरियाको जनसंख्यालाई ग्राम-पोजिटिभबाट ग्राम-नकारात्मकमा रूपान्तरण गर्दछ अर्थात् रुमेन किण्वनमा एसीटेटबाट प्रोपियोनेटमा परिवर्तन। यही कारण हो कि मोनेन्सिनले मिथेनोजेनको जनसंख्या परिवर्तन गरेर मिथेन उत्पादनलाई असर गर्दैन, बरु ब्याक्टेरिया र प्रोटोजोआको वृद्धिलाई रोक्छ।
• बिरुवाको अर्कलाई फिड एडिटिभको रूपमा: बिरुवाको अर्कबाट केही फिड एडिटिभहरू रुमेन मिथेन उत्पादनलाई कम गर्ने सम्भावनाको लागि विश्लेषण गरिएको छ। त्यस्ता बिरुवाको अर्कमा सेपोनिन, ट्यानिन र आवश्यक तेलहरू हुन्छन्, तर धेरै अन्य खाद्य पदार्थहरू पनि वर्षौंदेखि अध्ययन गरिएको छ। अध्ययनहरूले रुमेन मिथेन उत्पादनको बिरूद्ध लेस्पेडेजा कुनेटाबाट कन्डेन्स्ड ट्यानिन्स प्रयोग गर्‍यो र ग्राम/किग्रा ड्राई पदार्थ सेवन (डीएमआई) को सन्दर्भमा मिथेन उत्सर्जन 57% ले घटेको पत्ता लगाए। अन्य लेखकहरूले पत्ता लगाए कि 41 ग्राम ट्यानिन प्रति किलोग्राम सुक्खा पदार्थ (डीएम) खपत गर्ने भेडाले आफ्नो सामान्य दाना भन्दा 13% कम मिथेन उत्पादन गर्दछ। अन्य अध्ययनहरूमा, सेपोनिन्सले भिट्रोमा प्रोटोजोआन संख्याहरूलाई रोक्छ र मेथेनोजेनेसिसको लागि हाइड्रोजन उपलब्धता सीमित गर्दछ।
• फिड एडिटिभको रूपमा लिपिडहरूको प्रयोग: लिपिडहरू फिड पूरकको विकल्प हो जुन मिथेनोजेनिक प्रक्रियामा उनीहरूको प्रभावको लागि अध्ययन गरिएको छ। नरिवलको तेल जस्ता तेलहरू, रुमेन किण्वन विरुद्ध उत्तेजकको रूपमा प्रयोग गरिएको छ र मुख्य घटक (लौरिक एसिड) मेथेनोजेनेसिसलाई रोक्न देखाइएको छ। तर यसले दानाको पाचन क्षमतामा नकारात्मक प्रभाव पार्छ, त्यसैले जनावरलाई 10% भन्दा बढी लिपिड खुवाउनु हुँदैन।
• Defaunation: Defaunation ले रूमेनबाट प्रोटोजोआ जनसंख्या हटाउने प्रक्रियालाई प्रतिनिधित्व गर्दछ। यो ज्ञात छ कि रुमेनमा मिथानोजेनहरू प्रोटोजोआलाई पछ्याउँछन् र तिनीहरूले हाइड्रोजन स्थानान्तरणमा सहभागिताको साथ सिम्बायोटिक सम्बन्ध साझा गर्छन्। प्रोटोजोआलाई पछ्याउने मेथेनोजेनिक प्रजातिहरू रुमेनमा 9 देखि 37% मिथेन उत्पादनको लागि जिम्मेवार हुन्छन् र त्यसैले रुमेनमा प्रोटोजोआ जनसंख्यालाई असर गर्ने उपचारहरूले मेथेनोजेनेसिस प्रक्रियामा प्रभाव पार्न सक्छ।
• रुमेन मेथानोजेनहरू विरुद्ध खोप: विगतका वर्षहरूमा, अन्वेषकहरूले अन्य रुमेन सूक्ष्मजीवहरूलाई असर नगरी मिथेनोजेनहरू रोक्नको लागि नयाँ तरिका खोज्ने प्रयास गरेका छन्। Methanobrevibacter ruminantium, strain M1 को जीनोम अनुक्रमले रुमेनमा पाइने सबैभन्दा महत्त्वपूर्ण मिथानोजेनको जीवनशैलीमा नयाँ परिप्रेक्ष्य प्रदान गरेको छ, जुन मिथेनोजेनेसिस प्रक्रिया विरुद्धको खोपको मूल्याङ्कनमा पनि आवश्यक छ, जुन दीर्घकालीन मिथेन हुन सक्छ। न्यूनीकरण प्रविधि। थप रूपमा, त्यहाँ रुमिनेन्टहरूमा रुमेनबाट मिथेन उत्पादन कम गर्न धेरै रणनीतिहरू छन्, जस्तै जनावरहरूलाई उचित आहार उपलब्ध गराउने, जनावरहरूको चाल घटाउने, इत्यादि।
मिथेन उत्सर्जन कम गर्न अन्य के उपायहरू लिन सकिन्छ?
एक अन्तर्राष्ट्रिय रूपमा स्वीकृत सल्फर हेक्साफ्लोराइड (SF6) ट्रेसर टेक्नोलोजी यथार्थपरक जनावरहरूलाई खुवाउने र ह्यान्डलिंग अवस्थाहरूमा मिथेन उत्सर्जन मापन गर्न प्रयोग गरिन्छ। देशका अधिकांश साना किसानहरूले पालना गर्ने परम्परागत आहार पद्धतिले सामान्यतया ऊर्जा, प्रोटिन र खनिज असंतुलनको परिणाम दिन्छ। पशुहरूलाई दिइने यस प्रकारको दानाले दूध उत्पादन लागत मात्रै बढाउँदैन तर प्रति किलो दूधमा मिथेन उत्सर्जन पनि बढाउँछ। सन्तुलित आहारले प्रति किलोग्राम दूध उत्पादनमा आन्तरीक मिथेन उत्सर्जन 10-15% घटाउँछ। यसका साथै दुग्ध उत्पादन लागत घट्नुका साथै दुग्ध उत्पादनमा सुधार आएकाले दुग्ध व्यवसायीहरुको आम्दानीमा समेत बृद्धि भएको छ । तसर्थ, आहार सन्तुलन भित्री मिथेन उत्सर्जन कम गर्न को लागी एक महत्वपूर्ण उपाय हो।
कृषि क्षेत्रमा: कृषकहरूले जनावरहरूलाई ठूलो, स्वस्थ र अधिक उत्पादनशील र यसरी प्रभावकारी रूपमा कममा बढी उत्पादन गर्नका लागि अधिक पौष्टिक दाना उपलब्ध गराउन सक्छन्। भारतीय कृषि अनुसन्धान परिषद्ले ‘हरित धारा’ नामक एन्टी-मिथेनोजेनिक फिड सप्लिमेन्ट विकसित गरेको छ, जसले गाईवस्तुले मिथेन उत्सर्जनलाई १७-२० प्रतिशतले घटाउन सक्छ र दूध उत्पादनमा वृद्धि गर्छ।
सरकारको भूमिका: भारत सरकारले खाद्य प्रणाली संक्रमण रणनीतिको परिकल्पना गर्नुपर्छ ताकि मानिसहरूले खाद्य उत्पादन र उपभोगमा फरक तरिकाले संलग्न हुन सकून्। सरकारले वनस्पतिमा आधारित खाद्य उत्पादनको दिगो विधितर्फ किसानहरूलाई उत्प्रेरित गर्ने, औद्योगिक पशुपंक्षी उत्पादन र यससँग सम्बन्धित सामग्रीबाट अनुदान हटाउने र रोजगारी सिर्जना गर्ने, सामाजिक न्याय, गरिबी न्यूनीकरण, पशु सुरक्षा र राम्रो सार्वजनिकको अवसर प्रदान गर्ने बृहत् नीति विकास गर्नुपर्छ। स्वास्थ्य।
निष्कर्ष
पशुधनमा, रुमिनेन्टहरू मिथेनका प्राथमिक उत्पादक हुन्। तिनीहरूले प्रति दिन 250 देखि 500 लिटर मिथेन उत्पादन गर्न सक्छन्। सामान्यतया, हरितगृह ग्यासहरू, विशेष गरी मिथेनको विश्वव्यापी उत्सर्जनमा पशु व्यवस्थापन महत्त्वपूर्ण योगदानकर्ता हो। मिथेन उत्पादन घटाउन धेरै विकल्पहरू उपलब्ध छन् र हाल व्यवहारमा छन्, तर कुनैले पनि सरल र दिगो समाधान प्रदान गर्दैन। रसायन, आयनोफोर, बिरुवाको माध्यमिक चयापचय वा अन्य त्यस्ता अनुप्रयोगहरूको प्रयोगले मिथेन न्यूनीकरणमा क्षणिक प्रभाव पार्छ। कम मिथेन उत्सर्जन गर्ने जनावरहरूको चयन र प्रजनन एक समाधान हो जुन लामो समय फ्रेम चाहिन्छ। तर, हामीले बायोटेक्नोलजीबाट मिथेन उत्पादन घटाउन, जनावरहरूको दक्षता बढाएर संख्या घटाउन, उच्च गुणस्तरको चरन र चरन उत्पादन गर्न, वैकल्पिक चारा र केन्द्रित दानाको प्रयोग गर्न सकिन्छ।जसमा ट्यानिन्स र सेपोनिन र प्रोबायोटिक्स जस्ता तत्वहरूको प्रयोग पनि आवश्यक हुन्छ।