Sposób na metan

Polityka rolna Unii Europejskiej zakłada ograniczenie emisji metanu o 30 proc. w ciągu najbliższych 8 lat. Stwarza to poważne zagrożenie, szczególnie w chowie i hodowli bydła mlecznego oraz mięsnego.

Metan obok tlenku azotu jest jednym z ważniejszych gazów odpowiadających za ocieplanie się klimatu. W porównaniu do dwutlenku węgla jego zdolności do przechwytywania ciepła jest o 25 razy wyższa, co sprawia, że jest on tak niebezpieczny. Według ekspertów 60 proc. produkcji tego gazu wynika z działalności człowieka, a pozostałe 40 proc. powstaje naturalnie. W efekcie wydobywania paliw kopalnianych dochodzi do emisji 35 proc. metanu, ze śmieci uwalnia się 20 proc. tego gazu, a z pozostałych źródeł pochodzi 5 proc. Z kolei rolnictwo emituje aż 40 proc., z których 32 proc. jest produkowane przez zwierzęta, a 8 proc. jest podczas uprawy ryżu.

Kiedy powstaje?

Szacuje się, że krowy w ciągu doby wytwarzają od 250 do nawet 500 litrów metanu. Fermentacja jelitowa u zwierząt odpowiada za 17 proc. globalnej emisji tego gazu i ok. 3 proc. całkowitej światowej emisji gazów cieplarnianych pochodzących z działalności człowieka. Według analizy bydło w Stanach Zjednoczonych odpowiada za ok. 22 proc. całkowitej rocznej emisji metanu do atmosfery, a według badań przeprowadzonych w 2013 r. wynika, że hodowla zwierząt, głównie bydła, drobiu i świń, emituje 44 proc. wytwarzanego przez człowieka metanu i ok. 15 proc. gazów cieplarnianych. W Polsce w 2018 r. emisja metanu z rolnictwa wynosiła niemal 30 proc., a głównym jego źródłem była fermentacja jelitowa (niemal 90 proc.) oraz gospodarka odchodami zwierzęcymi (pozostałe 10 proc.).

Lotne kwasy tłuszczowe

Metan jest produkowany podczas trawienia składników paszy, głównie węglowodanów strukturalnych w tym celeulozy. Powoduje to straty energii, które wynoszą od kilku do kilkunastu procent. Podczas trawienia w żwaczu powstają lotne kwasy tłuszczowe. Jeżeli dawka jest bogata w błonnik wzrasta ilość wyprodukowanego octanu. W momencie jego syntezy powstaje wodór, który za pomocą mikroorganizmów (tzw. archeonów) łączy się z dwutlenkiem węgla. W efekcie powstaje metan i woda. Gaz ten wytwarzany jest podczas fermentacji jelitowej i wydostaje się do atmosfery w czasie odruchu odbijania. Jest on również emitowany w czasie rozkładu obornika oraz z odchodów. Zawarte w nich duże ilości niestrawionych substancji organicznych są świetną pożywką dla bakterii metanogennych, które produkują metan.

Wysokowydajne lepsze?

Obliczono, że w ciągu roku jedna krowa uwalnia do atmosfery średnio 112 kg metanu. Jednak jego produkcja w dużym stopniu zależy od wydajności mlecznej. Krowa produkująca 4 tys. kg mleka rocznie emituje średnio 94 kg metanu. Z kolei samica o wydajności 12 tys. kg mleka o 53 kg więcej, czyli 147 kg rocznie. Wyliczono również, że zwiększenie wydajności z 4 tys. kg mleka do 8 tys. powoduje wzrost emisji metanu o 30 proc. Natomiast kolejny wzrost do 12 tys. kg surowca sprawia, że emisja zwiększa się już tylko o 20 proc. Z danych tych wynika, że wraz ze wzrostem wydajności mlecznej zmniejsza się emisja metanu przypadająca na 1 kg wyprodukowanego mleka. Jest to związane z tym, że w dawkach dla wysokowydajnych krów znajduje się większy udział pasz treściwych niż dla zwierząt o niskiej wydajności, które z reguły są żywione paszami objętościowymi. A to właśnie ten rodzaj pasz odpowiada za wyższą produkcję metanu. Ponadto krowy emitują pewną ilość tego gazu i wynika to z ich potrzeb fizjologicznych. Dlatego zwiększając wydajność stada można ograniczyć emisję metanu do atmosfery. Dla przykładu, aby uzyskać rocznie 800 tys. kg mleka od krów o średniej wydajności 4 tys. kg mleka trzeba utrzymywać 200 sztuk.

W przypadku zwierząt o wydajności 10 tys. kg mleka wystarczy, że w stadzie jest 80 krów. Obliczono, że w pierwszym przypadku emisja metanu wynosi 18,7 ton rocznie, a w drugim jest niemal o 8 ton niższa. Ustalono również, że poziom emisji metanu zależy nie tylko od rodzaju podawanej paszy, ale także od genetyki. Krowy odznaczające się mniejszą wydajnością produkują mniej metan. Jednak w przypadku zwierząt o większej mleczności ilość metanu w przeliczeniu na jednostkę mleka jest mniejsza. Oznacza to, że lepiej selekcjonować przeżuwacze w kierunku większej mleczności, a nie wybierać te zwierzęta, które emitują mniej metanu, ale jednocześnie mają niską wydajność.

Jakość pasz ma znaczenie

W przypadku bydła mięsnego, podobnie jak u krów mlecznych, najwięcej gazów cieplarnianych produkują zwierzęta żywione ekstensywnie. Do tej grupy można zaliczyć mamki po odsadzeniu cieląt. W tym okresie w ich diecie zazwyczaj znajdują się pasze, które mają ograniczyć produkcję mleka oraz ryzyko zbytniego otłuszczenia się zwierząt. Produkcja metanu zwiększa się również przy skarmianiu pasz wyprodukowanych na bazie roślin zbieranych w późniejszym okresie wegetacji o większym udziale włókna. Zalegają one dłużej w żwaczu i bytujące tam bakterie maja więcej czasu na ich fermentację. Dlatego bydło żywione dawką z dużym udziałem sianokiszonki, siana lub zbyt późno zebranej kukurydzy na kiszonkę emituje więcej gazów niż te żywione zbilansowaną dawką, w skład której wchodzą dobrej jakością pasze objętościowe z dodatkiem treściwych. Warto zwrócić uwagę, że przy intensywnym opasie zwierzęta są utrzymywane krócej, ponieważ szybciej uzyskują masę ubojową, przez co łączna produkcja metanu również jest niższa.

Hamują produkcję 

W zmniejszeniu emisji metanu dobrze sprawdzają się dodatki paszowe, które ograniczają proces metanogenezy. Wśród nich są ekstrakty ziołowe zawierające taniny, saponiny, garbniki, flawonoidy i olejki eteryczne. Wpływają one na przebieg fermentacji w żwaczu, co jest efektem zmiany ilości poszczególnych mikroorganizmów. Jednak z uwagi, że ich nadmiar może negatywnie wpływać na proces trawienia należy stosować je ściśle według zaleceń producenta. Dwuletnie badania przeprowadzone w Kanadzie potwierdziły również skuteczność stosowania 3-nitrooksypropanol, w skrócie 3-NOP. Jest to związek organiczny i inhibitor enzymu reduktazy metylokoenzymu M, który katalizuje ostatni etap metanogenezy. Dlatego jego udział w paszy zmniejsza produkcję metanu. U bydła żywionego dawką opartą o gnieciony lub płatkowany za pomocą pary jęczmień z dodatkiem 3-NOP w ilości 125 mg na kg suchej masy paszy okazało się, że emisja metanu spadła o 70 proc. Z kolei u zwierząt w końcowym okresie opasu żywionego płatkowaną kukurydzą z takim samym jak poprzednio dodatkiem 3-NOP emisja była mniejsza od 30 proc. do 80 proc. Wyniki badań potwierdziły, że dodatek ten można stosować w tradycyjnych dawkach, co nie wpływa negatywnie na zdrowie i wydajność zwierząt oraz  smak i jakość mięsa i mleka. W 2021 r. dodatek paszowy z udziałem tego związku został zatwierdzony w Brazylii oraz w Chile. Wcześniej przeprowadzone badania wykazały, że jego stosowanie pozwoliło ograniczyć emisję metanu średnio o 22 proc. W zależności od stosowanej dawki produkcja tego gazu była niższa od 20 do 26 proc.

Cały tekst można przeczytać w wydaniu 02/2022 miesięcznika „Przedsiębiorca Rolny” 

Tekst i fot. Remigiusz Kryszewski