Тваринництво Менше метану з правильним кормом

Скотарство критикували за викиди метану. Що фермери можуть зробити для зменшення видобутку газу?

Протягом мільйонів років жуйні тварини пристосовувались до поглинання целюлозних трав. Сформувався симбіоз мікробіому в рубці та тварині-хазяїні. Багата видами мікрофауна (бактерії) виникла в передньому відділі шлунків жуйних, насамперед у об’ємному рубці (у дорослих молочних корів вміщує понад 150 л), що завдяки своїй ферментній системі робить можливим два особливих досягнення:

Утилізація целюлози шляхом розриву спеціальних зв'язків довгого ланцюга глюкози. Тільки рубцеві бактерії жуйних тварин здатні розщеплювати целюлозу і, таким чином, зробити її придатною для виробництва молока та м’яса. Зокрема, використовуються трав'яні ділянки, які не можуть використовувати люди або одношлункові види тварин (абсолютний корм для тварин).
Бактерії рубця завдяки своїй ферментній системі здатні розщеплювати всі азотовмісні сполуки (білки та небілкові сполуки азоту, NPN) до аміаку. Він синтезується у цінний бактеріальний білок, який потім доступний у тонкому кишечнику як джерело амінокислот.

У цьому контексті також цікавить вплив вуглеводів. Оскільки всі вуглеводи, що харчуються раціоном (целюлоза, геміцелюлози, крохмаль, фруктани, цукор та інші), перетворюються на леткі жирні кислоти (насамперед оцтову, пропіонову, масляну кислоти), а гази - вуглекислий газ ( СО2), метан (СН4) та водень (Н2) розкладаються. Утворення метану відбувається переважно через бактерії (археї).

Що виводять корови

Леткі жирні кислоти поглинаються безпосередньо через стінку рубця і транспортуються до відповідних тканин. Утворені гази виводяться зі стовбура (= викиди газів, що утворюються в системі лісомашини жуйних тварин, у навколишнє середовище).

CO2 і CH4 є одними з парникових газів, які забруднюють навколишнє середовище. Вони визначають відбиток, який відображається в еквівалентах CO2. Для визначення цього застосовується наступне: CO 2 + CH 4 x 28 + N2O x 300 (IPCC-United Nations, 2013). Отже, рівень забруднення метаном у 28 разів перевищує рівень забруднення вуглекислого газу. За практичних умов (“баланс воріт ферми”), відповідно до різних тверджень, слід для виробництва молока становити від 0,6 до 1,4 екв. CO2 на кг молока. Від 25 до 40 відсотків парникових газів у сільському господарстві надходять від тваринництва, головним чином через процеси травлення великої рогатої худоби та інших жуйних тварин. За даними Федерального агентства з охорони навколишнього середовища, частка сільського господарства в загальних викидах парникових газів становить 7,3 відсотка (дані за 2017 рік).

Виділення метану у корови на рік становить від 70 до 145 кг, згідно з вимірами Інституту Оскара-Келнера в Ростоці. Чим вище надої молока (від 4 000 до 10 000 кг/рік), це збільшується приблизно на 23 відсотки. Однак на кг молока виведення зменшується вдвічі з 30 до 15 г/кг молока. При виведенні метану корова втрачає від шести до семи відсотків енергії.

Не можна уникнути того, що метан виділяється при виробництві їжі з жуйними тваринами. Пасовища, навпаки, не можна використовувати без жуйних тварин.

Важко оцінити, наскільки зменшені викиди метану від скотарства призвели б до зменшення глобального забруднення. Порівняння з викидом метану з теплих океанів або великих болотних територій, наприклад, з відталих ґрунтових вічних мерзлот, робить цю частку досить низькою.

Стратегії пом'якшення наслідків

Які є можливості зменшити метан у молочному скотарстві та які межі?

Збільшення продуктивності: Зі збільшенням випуску кількість метану на кг молока зменшується. Отже, регіональний сенс може збільшувати поголів'я доїльних корів із збільшенням продуктивності. За підрахунками Piatkowski and Jentsch (2012), викиди метану в Німеччині зменшились з 800 000 до 556 000 т у період між 1990 і 2010 роками через збільшення надоїв та зменшення поголів’я корів.

Регіональні норми необхідні для значного та стійкого зменшення забруднення навколишнього середовища. Це означає, що запаси обмежені менш ніж 1,5 ГВ/га, а будь-який шламовий туризм запобігається. Усі заходи, що служать для забезпечення ефективного виробництва молока, також забезпечують зменшення викидів метану. Сюди входять краща ефективність корму (більше 1,5 кг молока на кг вигодованої сухої речовини), вища ефективність життя (понад 15 кг молока на день життя), більший термін корисного використання (принаймні 3,5 лактації), низький рівень відтворення та рівень запасів адаптовані стада молодняку великої рогатої худоби.

Нижня частка грубих кормів: З біології бродіння відомо, що близько 70 відсотків метану надходить з оцтової кислоти. Решта 30 відсотків надходять з вуглекислого газу та водню. На кілограм засвоюваних поживних речовин виробляється така кількість метану: сира клітковина 43 г, екстракти, що не містять N, 26 г, сирий білок 19 г, сирий жир 5 г (Piatkowski and Jentsch, 2012). Таблиця "Фізіологічний вплив рубця на різні вуглеводи" показує, що раціон, багатий на целюлозу, тобто раціон, багатий на корм, виробляє найбільшу кількість оцтової кислоти і, отже, найбільшу кількість метану. При високоміцних раціонах на перший план виходить пропіонова кислота, а утворення метану зменшується. Скільки грубих кормів залишається в раціоні, визначається вимогами до структурної ефективності. Якщо метаноутворення потрібно зменшити за допомогою раціону, напрямок завжди має більший вихід. Частка абсолютного корму для тварин (пасовища) зменшується, що становить лише 60 до 65 відсотків при річному обсязі виробництва близько 10 000 кг молока в наших умовах. Це пов’язано з нижчими значеннями близько 15 г метану на кг молока.

Вибрані кормові добавки: Група активних інгредієнтів ефірних масел (терпенів) блокує анаеробне мікробне бродіння рубця і, таким чином, не тільки зменшує утворення аміаку, але й утворення метану. Відповідні препарати мікрокапсульовані і містять олії в суміші з вторинними рослинними інгредієнтами (наприклад, тимолом, ваніліном, евгенолом). Повідомляється про препарат (Mootral, Ch. Stäuble, Швейцарія, 2018), який складається з порошку часнику та екстрактів цитрусових фруктів і, щоденна доза 10 г/тварина, призначена для зменшення виведення метану на 30 відсотків, не впливаючи на смак молока.

Сапоніни та дубильні речовини також повинні сприяти зменшенню утворення метану. Очікується, що подальші ефективні речовини для зменшення викидів будуть випробувані та розроблені в майбутньому. Наскільки можливо, наприклад, впливати на метаноутворюючі мікроби за допомогою вакцинації чи інших методів, ще належить з'ясувати. Інше питання полягає в тому, наскільки специфічні для тварин відмінності в утворенні метану можуть бути використані при розведенні тварин за однакових умов.

Висновок

Якщо їжа виробляється з жуйними тваринами, метан неминуче виділяється. Можливості регіонального зниження метану мають практичне значення. Оптимальний надій молока, висока ефективність життя, тривалий термін служби та висока ефективність корму мають особливе значення. Кількість худоби на гектарі буде регулюватися відповідно до наявної площі дуже різними способами. У майбутньому можливо зменшити викиди метану за допомогою кормових добавок, спеціальних щеплень або за допомогою племінних заходів.