Contact/s:
Benoit Rouillé
benoit.rouille@idele.fr
How Can Methane Emissions from Ruminants be Reduced?
Europe
All Zones
- Enteric methane
- Methane emission reduction
- Feed additives
Thematic Areas
Production System/s
Summary for Practicioners on the Main Finding(s)/Innovative solution(s)
Methane (CH₄) comes from the digestion of feed in the rumen, where specialized microbes (methanogens) convert certain components of the diet into methane, which is then eructated into the air. Eructated methane is one of the main sources of greenhouse gases in agriculture.
There are several scientifically documented and effective ways to reduce the methane emitted by ruminants:
⦁ Feed: Changing the ruminant diet can influence CH₄ production. For example, introducing feed supplements such as fats or tannins or using more digestible feed can reduce methane emissions.
⦁ Genetic selection: There are individual variations in methane production among animals, making it possible to select those that emit less methane. In the long term, this could help reduce herd-wide emissions.
⦁ Feed additives: These prevent CH₄ production in the rumen. While highly effective, they require regular distribution in the feed, which can be challenging for grazing livestock.
⦁ New technologies: Research is underway on vaccines targeting methane-producing microbes and devices that capture methane directly from the animals’ noses. These approaches are still experimental but could provide complementary solutions in the future.
Reducing CH₄ emissions must not compromise the profitability of livestock farming or its role in global food production. The feasibility of solutions varies depending on farming systems, economic conditions, and available infrastructure. To have a real large-scale impact, multiple solutions must be combined while ensuring they remain accessible and practical for farmers.
In conclusion, reducing methane emissions requires better feed management, genetic selection, the use of feed additives, and technological innovation. This must be supported by policies that promote sustainable practices while preserving the economic sustainability of farms.
Summary for Practicioners in Native Language
Le méthane des ruminants provient de la digestion des aliments dans le rumen, où des microbes spécialisés (les méthanogènes) transforment certains composants de la ration en méthane, qui est ensuite rejeté dans l’air par éructation. Le méthane éructé constitue une des principales sources de gaz à effet de serre en agriculture. Il est donc essentiel de trouver des solutions pour limiter ces émissions sans compromettre la production et le bien-être des animaux.
Les stratégies existantes pour réduire les émissions de méthane
Plusieurs leviers d’action sont scientifiquement documentés et efficaces pour réduire le méthane émis par les ruminants :
L’alimentation : modifier la ration peut influencer la production de méthane. Par exemple, introduire certains additifs comme les matières grasses ou les tannins, ou privilégier des aliments plus digestibles peut permettre de réduire les émissions.
La sélection génétique : il existe des variations individuelles dans la production de méthane des animaux qui permettent de sélectionner des animaux qui émettent moins. Cela pourrait, à long terme, permettre de réduire les émissions à l’échelle du troupeau.
Les compléments alimentaires anti-méthane : certains compléments bloquent directement la production de méthane dans le rumen. Ces solutions sont très efficaces mais nécessitent une distribution régulière dans l’alimentation, ce qui peut être compliqué dans les élevages au pâturage.
Les nouvelles technologies : des travaux sont en cours sur des vaccins ciblant les microbes producteurs de méthane ou des dispositifs captant le méthane directement à la sortie du nez des animaux. Ces approches sont encore expérimentales mais pourraient offrir des solutions complémentaires dans le futur.
Quels défis pour l’avenir ?
La réduction des émissions de méthane ne doit pas compromettre la rentabilité des élevages ni leur rôle dans la production alimentaire mondiale. La faisabilité des solutions varie selon les systèmes d’élevage, les conditions économiques et les infrastructures disponibles. Pour avoir un impact réel à grande échelle, il faudra combiner plusieurs stratégies et s’assurer qu’elles restent accessibles aux éleveurs et pratique dans leur utilisation.
En conclusion, la lutte contre les émissions de méthane passe par une meilleure gestion de l’alimentation, la sélection génétique, l’utilisation de compléments alimentaires et l’innovation technologique. Ces efforts doivent s’accompagner de politiques de soutien pour encourager les pratiques durables tout en maintenant la durabilité, y compris économique, des exploitations agricoles.
Additional Information
Roques et al. published a comprehensive paper in 2024 in the Annual Review of Animal Biosciences titled: “Recent Advances in Enteric Methane Mitigation and the Long Road to Sustainable Ruminant Production.”
Main Strategies and Their Mechanisms for Reducing Methane Emissions in Ruminants
• (a) Herd Level: Methane emissions are reduced by breeding low emitting animals, either through direct selection or genomic selection based on methane-related genetic traits.
• (b) Dietary Strategies: Methane is reduced by increasing digestibility, accelerating passage rates, or bypassing the rumen to limit nutrient availability for microbes.
• (c) Rumen-Level Strategies: Mitigation occurs by inhibiting hydrogen-producing microbes, shifting the methanogenesis substrate, or directly inhibiting methanogens.
• (d) Targeted Strategies: These approaches reduce methane emissions by inhibiting key enzymes in the methanogenesis pathway or directly affecting methanogens’ viability.
[Abbreviations: CNSL – cashew nutshell liquid; 3-NOP – 3-nitrooxypropanol]
The individual variation in enteric methane emissions observed among animals under identical feeding and management conditions suggests the potential for breeding low-emission cattle and sheep. To achieve this, animals with genetic potential for lower methane emissions must be identified and selected. The heritability of methane production(0 = no impact, 1 = extreme impact) ranges from 0.13 to 0.29 in sheep and 0.11 to 0.45 in dairy cattle.
Dietary Strategies and Methane Mitigation
Dietary strategies modulate methanogenesis in two ways:
1. By influencing the production of substrates used by methanogens
2. By directly affecting methanogens themselves
The key dietary factors affecting the rumen ecosystem include:
• Feed digestibility (positively correlated with methane emissions)
• Fermentation products
• Rumen pH
Replacing carbohydrates with lipids in ruminant diets effectively reduces absolute methane emissions. However, dietary and management strategies at the herd level provide an average mitigation effect of 18%, while the global reduction remains much lower (<10%) due to adoption rates and economic challenges.
Most strategies reduce the emission intensity of ruminant-based products, but overall emissions would decrease only if ruminant numbers were reduced. In contrast, strategies that specifically target methanogens and the methanogenic pathway have been shown to effectively reduce emissions, often with limited negative effects on the rumen microbial ecosystem. These strategies include feed additives, some of which are now commercially available in certain countries.