Dr Natalie Meades: IBERS, Aberystwyth University.
Rhagfyr 2023
- Mae methan yn nwy tŷ gwydr cryf gyda photensial uchel ar gyfer cynhesu byd eang. O fewn y diwydiant amaeth, mae anifeiliaid cnoi cil yn cael eu nodi’n ffynhonnell sy’n allyrru llawer o fethan, gydag eplesu enterig yn gyfrifol am gyfran sylweddol o allyriadau o dda byw. Mae cynhyrchu methan yn y rwmen yn broses aneffeithlon o ran egni gan arwain at golledion egni o borthiant.
- Mae allyriadau methan enterig yn gysylltiedig i raddau helaeth â chymeriant deunydd sych a photensial eplesu’r diet. Felly, ceir diddordeb sylweddol mewn gwahanol strategaethau lliniaru megis cynyddu cynhyrchiant anifeiliaid, ychwanegion dietegol a’r defnydd o atalyddion methanogenig a brechiadau i enwi rhai.
- Mae bridio dethol ar gyfer unigolion sy’n cynhyrchu llai o fethan hefyd yn strategaeth liniaru methan, ac mae astudiaethau yn Seland Newydd wedi dangos canlyniadau cadarnhaol. Fodd bynnag, mae’n bwysig ystyried cyfaddawdau posibl fel gydag unrhyw nodwedd dethol mewn rhaglenni bridio, ac nad yw’r dewis yn cael ei wneud ar draul nodweddion sy’n bwysig o safbwynt economaidd.
Cyflwyniad
Mae methan (CH4) yn nwy tŷ gwydr cryf, ac amcangyfrifir fod ganddo botensial 27 gwaith yn uwch o ran cynhesu byd eang o’i gymharu â charbon deuocsid (CO2) dros gyfnod o 100 mlynedd. Mae gweithgareddau anthropogenig penodol wedi arwain at gynhyrchu ac allyrru gormodedd o fethan yn ogystal â nwyon tŷ gwydr eraill (carbon deuocsid, ocsid nitraidd, nwyon fflworinedig). Y broblem gyda hyn, fel y nodir mewn erthygl dechnegol flaenorol, yw pan fo cynhyrchiant ac allyriadau nwyon tŷ gwydr yn mynd y tu hwnt i’r gallu i waredu a dinistrio o fewn yr atmosffer. Mae hyn yn arwain at gydgasglu nwyon tŷ gwydr yn yr atmosffer sy’n gweithredu fel blanced, gan ddal gwres o’r haul ac felly’n gweithredu fel tŷ gwydr. Mae hyn yn enwedig o broblemus mewn perthynas â chynhesu byd eang a newid yn yr hinsawdd. Fodd bynnag, mae hyd oes methan yn gymharol isel, sef 7-12 mlynedd. Mae hyn yn golygu y byddai mynd i’r afael ag allyriadau methan yn gallu darparu strategaeth liniaru newid hinsawdd yn y tymor byr a chynnig mwy o amser er mwyn gallu rhoi strategaethau tymor hwy ar waith.
Anifeiliaid cnoi cil a chynhyrchiant methan
Amcangyfrifwyd fod diwydiant amaeth y DU wedi cyfrannu tua 10% o gyfanswm allyriadau nwyon tŷ gwydr a 47% o gyfanswm allyriadau methan yn 2019. O fewn systemau cynhyrchu da byw, mae methan yn cael ei gynhyrchu’n bennaf o ddwy ffynhonnell; 1) eplesu enterig a 2) rheoli tail. Mae eplesu enterig yn cyfeirio at fethan a gynhyrchir o fewn llwybr gastroberfeddol anifail, ac mae’n gyfrifol am oddeutu 90% o allyriadau methan o dda byw. Mae storio tail yn cyfeirio at ddadelfeniad anaerobig y tail.
Mae gan anifeiliaid cnoi cil anatomeg a ffisioleg treulio unigryw sy’n cynnwys ystumog gyda phedwar rhan sef y rwmen, y reticwlwm, yr omaswm a’r abomaswm. Y rwmen yw’r rhan fwyaf, a gellir ei ddisgrifio fel cafn eplesu mawr, lle gellir diraddio ac eplesu deunydd planhigion. Mae hyn yn digwydd o ganlyniad i gonsortia o ficro-organebau amrywiol gan gynnwys bacteria anaerobig, archaea methanogenig, protosoa, ffwng a ffâg sy’n byw yn y rwmen, ac fe’u gelwir gyda’i gilydd yn ficrobiom y rwmen. Mae’r micro-organebau hyn yn gallu cynhyrchu ensymau nad oes modd i lwybr gastroberfeddol mamaliaid eu cynhyrchu. O ganlyniad, maent yn cydweithio i ddiraddio ac eplesu deunydd planhigion i greu cynnyrch sy’n ddefnyddiol i system fetaboledd yr anifail cnoi cil. Felly, gellir disgrifio’r berthynas rhwng yr anifail cnoi cil a’r micro-organbau yn y rwmen fel perthynas symbiotig. Mae’r berthynas hon yn galluogi anifeiliaid cnoi cil i fyw ar ddietau sy’n seiliedig ar blanhigion yn unig a throsi deunydd planhigion yn gynnyrch llawn maeth megis cig a llaeth. Mae hyn hefyd yn golygu bod anifeiliaid cnoi cil yn gallu bwyta porthiant a fyddai’n cael ei ystyried yn anfwytadwy i bobl, megis rhai mathau o borthiant ac is-gynhyrchion ffibrog o’r diwydiant bwyd dynol (grawn distyllu a bragu) gan ychwanegu at economi gylchol. Ar ben hynny, gall anifeiliaid cnoi cil bori tir ymylol yn llwyddiannus.
Mae carbon deuocsid a hydrogen yn sgil-gynhyrchion o eplesiad microbaidd carbohydradau strwythurol planhigion (ffibr). Mae’r rhain wedyn yn cael eu trosi’n fethan gan archaea methanogenig yn y rwmen drwy brosesau rhydwythol. Felly, mae cynhyrchiant methan yn y rwmen yn cael ei ddylanwadu’n sylweddol gan gymeriant deunydd sych, cyfansoddiad y diet a photensial diraddio ac eplesu swbstradau dietegol. Caiff methan ei waredu o’r rwmen drwy dorri gwynt, sy’n gyfrifol am 95% o allyriadau methan gan anifeiliaid cnoi cil. Mae’r broses hon nid yn unig yn costio’n ddrud o safbwynt amgylcheddol (fel y nodwyd yn gynharach) - mae hefyd yn gostus o safbwynt egni, lle amcangyfrifir y gallai arwain at golledion egni rhwng 2-12% o gyfanswm egni’r porthiant. Felly, ceir diddordeb sylweddol mewn gwahanol strategaethau lliniaru er mwyn lleihau allyriadau methan enterig. Mae strategaethau amrywiol yn cynnwys cynyddu cynhyrchiant anifeiliaid, addasu’r diet, defnyddio atalyddion methanogenig a rhaglenni bridio anifeiliaid.
Bridio ar gyfer Allyriadau Methan is
Dangoswyd y gall allyriadau methan amrywio ymysg unigolion o fewn diadelloedd, gydag unigolion penodol yn allyrru llai o fethan yn naturiol fesul kg o ddeunydd sych o’i gymharu ag eraill. Credir bod rhywfaint o’r amrywiaeth hyn yn gysylltiedig â geneteg. Felly, ceir diddordeb sylweddol mewn dethol yr anifeiliaid hyn mewn rhaglenni bridio. Mae gwaith ymchwil wedi cael ei wneud ar hyn yn Seland Newydd gyda chanlyniadau addawol hyd yn hyn. Roedd astudiaeth yn Seland Newydd a gynhaliwyd dros gyfnod o 10 mlynedd yn canolbwyntio ar ddethol mamogiaid bridio yn seiliedig ar gynnyrch methan, a gwelwyd bod mamogiaid a ystyriwyd yn allyrwyr methan isel yn rhyddhau oddeutu 10-12% yn llai o fethan o’i gymharu â’r rhai yr ystyriwyd yn allyrwyr uchel. Yn yr un modd, bu astudiaeth arall yn ymwneud â sgrinio defaid ar draws Seland Newydd i ganfod unigolion a oedd yn allyrru llawer o fethan a’r rhai a oedd yn allyrru ychydig o fethan. Ar ôl canfod yr unigolion hyn, cafodd gwerthoedd bridio methan eu cynnwys mewn mynegeion dethol, a gwelwyd eu bod yn arwain at leihad o 1-2% mewn allyriadau methan fesul blwyddyn o’r astudiaeth. Hefyd, roedd papur yn adolygu gwahanol strategaethau lliniaru methan yn awgrymu bod effaith etifeddolrwydd allyriadau methan o safbwynt cyfanswm allyriadau (g CH4/dydd) a chynnyrch (g CH4/kg cymeriant deunydd sych) yn isel i gymedrol, lle bo etifeddolrwydd yn fesur ystadegol o gyfran yr amrywiaeth ffenotypig sy’n deillio o ffactorau genetig. Nid yw’n syndod felly bod gwaith ymchwil yn ymwneud â bridio defaid gydag allyriadau methan isel yn cael ei wneud ar hyn o bryd yn y DU. Fel rhan o Raglen Arloesi Ffermio DEFRA, mae £2.9 miliwn wedi cael ei ddyfarnu i’r sector defaid i gynnal prosiect ar draws y diwydiant a ddarperir gan Innovate o’r enw Breed for CH4nge, sy’n anelu at fridio defaid gydag ôl troed carbon naturiol isel, ac felly’n canolbwyntio ar fridio defaid gydag allyriadau methan isel. Yn yr un modd, mae Cyswllt Ffermio yn cynnig pecyn cymorth o fewn eu rhaglen a elwir yn Rhaglen Geneteg Defaid Cymru lle bydd un o’r meysydd ffocws yn edrych ar fridio defaid gydag allyriadau methan isel.
Fel gydag unrhyw raglen fridio, mae’n bwysig nad yw’r nodweddion hyn yn cael eu dethol ar draul nodweddion eraill sy’n bwysig o safbwynt economaidd. Felly, mae llawer o waith ymchwil yn mynd rhagddo yn y maes hwn. Dangosodd astudiaeth a gynhaliwyd yn Seland Newydd bod bridio ar gyfer allyriadau methan is yn annhebygol o effeithio ar epiliogrwydd mamogiaid fel y pennwyd drwy fesurau megis; canran sganio, nifer yr ŵyn a anwyd a goroesiad ŵyn hyd at ddiddyfnu. Yn ogystal, daeth astudiaeth a gynhaliwyd yn Seland Newydd i’r casgliad nad oedd bridio dethol ar gyfer allyriadau methan isel mewn diadell yn effeithio’n negyddol ar ansawdd y carcas na nodweddion ŵyn a laddwyd tuag 8 mis oed. Fodd bynnag, mae astudiaethau wedi dangos bod ffisioleg treulio defaid sydd wedi cael eu bridio ar gyfer allyriadau methan is yn wahanol. Bu astudiaeth gychwynnol a gynhaliwyd yn Seland Newydd gan ddefnyddio technoleg sganio CT yn ymchwilio i ffisioleg treulio ŵyn benyw 8-12 mis oed a oedd yn cynhyrchu lefel isel a lefel uchel o fethan. Roedd canlyniadau’r astudiaeth yn dangos bod rwmen y mamogiaid a oedd yn cynhyrchu lefel isel o fethan 20% yn llai gydag arwynebedd 12% yn llai o’i gymharu â mamogiaid a oedd yn cynhyrchu llawer o fethan. Cafwyd arsylwadau tebyg mewn astudiaeth yn Awstralia lle gwelwyd bod rwmen mamogiaid aeddfed a oedd yn cynhyrchu llai o fethan yn llai, bod deunydd solid a hylifol yn cael eu cadw am gyfnod byrrach yn y rwmen, a bod llai o gynnwys solid yn y rwmen o’i gymharu â mamogiaid a oedd yn cynhyrchu llawer o fethan. Hefyd, roedd astudiaeth a gynhaliwyd yn Seland Newydd yn dangos gwahaniaethau yng nghymunedau microbaidd defaid a oedd yn cynhyrchu lefel isel a lefel uchel o fethan. Felly, mae angen ystyried goblygiadau hirdymor y ffactorau hyn ar berfformiad a chynhyrchiant anifeiliaid wrth ystyried bridio ar gyfer allyriadau methan is. At hynny, mae gwaith ymchwil parhaus yn mynd rhagddo ar draws nifer o sefydliadau ymchwil yn y maes hwn.
Crynodeb
Mae methan yn nwy tŷ gwydr cryf gyda photensial uchel ar gyfer cynhesu byd eang. Mae anifeiliaid cnoi cil yn cael eu nodi’n ffynhonnell sy’n allyrru llawer o fethan o ganlyniad i eplesu enterig. O ganlyniad, ceir diddordeb sylweddol mewn amrywiaeth o strategaethau lliniaru methan. Un maes o ddiddordeb yw defnyddio rhaglenni bridio i fagu defaid sy’n allyrru llai o fethan enterig. Mae gwaith hyd yn hyn wedi bod yn addawol ac mae gwaith ymchwil a datblygu’n parhau. Yn yr un modd, mae gwaith ymchwil parhaus yn cael ei wneud i weld a oes unrhyw gyfaddawdau’n gysylltiedig â bridio ar gyfer allyriadau methan is. Yn y DU, mae amrywiaeth o brosiectau wedi cael eu lansio yn y maes hwn megis Breed for CH4nge a Rhaglen Geneteg Defaid Cymru. Bydd yn ddiddorol gweld canlyniadau a deilliannau’r rhaglenni hyn.