23 04 15 Gauti naujienas mobili žurnalas
Mano Ūkis 2023/03
Metano emisijos mažinimo būdai
  • Karina DŽERMEIKAITĖ, Dovilė BAČĖNINAITĖ, prof. dr. Ramūnas ANTANAITIS LSMU Veterinarijos akademija
  • Mano ūkis

Mokslininkai, ieškantys galimybių sumažinti metano emisijas gyvulininkystėje, atkreipia dėmesį į būdų įvairovę: nuo gyvulių sveikatingumo, genetinės atrankos iki pašarų raciono papildymo rapsų aliejumi ar jūrų dumbliais.

Metanas gaminasi vykstant mėšlo skaidymui ir mikrobų fermentacijai atrajotojų didžiajame prieskrandyje. Mitybos ir bandos valdymo strategijų, skirtų metano emisijoms mažinti, tyrimas yra būtinas ilgalaikei pieno gamybai ir tolesnėms perspektyvoms. LSMU Veterinarijos akademijos Stambiųjų gyvūnų klinikų veterinarijos gydytojai atlieka mokslinius gyvulininkystės srities tiriamuosius darbus, kad išsiaiškintų ŠESD poveikį melžiamų karvių sveikatingumui ir produktyvumui.

Kas lemia metano išskyrimą

Melžiamų karvių produktyvumas pastaraisiais metais labai padidėjo dėl pagerėjusios genetikos, šėrimo ir taikomų bandos valdymo metodikų.

Moksliniai tyrimai patvirtina, kad pieninių galvijų raciono sudėtis prisideda prie metano išsiskyrimo, nes jis susidaro virškinant daug skaidulų turintį pašarą. Melžiamoms karvėms suvartojus daug sausųjų medžiagų (SM, 25 kg/d.), susidaro didesnė absoliuti metano emisija, palyginti su mažesniu SM suvartojimu (10 kg/d.).

Produktyvios melžiamos karvės gyvenimo trukmė yra glaudžiai susijusi su sveikatingumu, o metano emisijų intensyvumą tai lemia tiesiogiai. Skaičiavimai rodo, kad 5–8 laktacijų karvių emisijos intensyvumas gali būti sumažintas iki 40 proc., palyginti su gyvuliais, kurie bandoje pasilieka tik iki antros laktacijos.

Gerai žinoma, jog yra didesnė rizika, kad ypač produktyvios karvės susirgs medžiagų apykaitos ligomis, ypač pereinamuoju laikotarpiu (pvz., ketoze, acidoze). JAV daugiau nei 75 proc. melžiamų karvių ligų pasireiškia per pirmą mėnesį po apsiveršiavimo. Susirgusios (klinikine ar subklinikine ketoze) melžiamos karvės paprastai suvartoja mažiau pašarų, sumažėja primilžis. Dėl šios priežasties padidėja šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimas vienam kilogramui produkto pagaminti. Yra nustatytas ryšys tarp neigiamo energijos balanso per ankstyvą laktaciją ir imuninės sistemos bei iš to kylančių padarinių melžiamų karvių sveikatingumui.

Mokslininkai, išanalizavę sveikas ir sergančias subklinikiniu mastitu karves, pateikė išvadas, kad ŠESD emisija iš sergančios karvės padidėjo 2 proc. vienam kilogramui pieno (padidėjimas nuo 3,05 iki 3,12 kg CO2 ekv. vienam kg pieno) ir parodė, kad, sumažinus somatinių ląstelių skaičių nuo 800 tūkst./ml iki 50 tūkst./ml, galima sumažinti ŠESD emisijos intensyvumą 3,7 procento.

Mokslinių tyrimų rezultatai

LSMU Veterinarijos akademijos Stambiųjų gyvūnų klinikos veterinarijos gydytojai pristatė atliktų tyrimų rezultatus tarptautiniuose moksliniuose veterinarijos žurnaluose. Naudodami realaus laiko tinklainio pH, temperatūros registravimo sistemą ir lazerinį metano emisijų daviklį, jie atskleidė ryšį tarp gautų sveikatingumo parametrų ir metano emisijos. Remdamiesi gautais rezultatais, mokslininkai nustatė, kad melžiamos karvės, kurių tinklainio pH yra didesnis (6,22–6,42), išskiria 46,18 proc. daugiau metano negu žemesnį pH turinčios karvės.

Siekiant sumažinti enterinio metano susidarymą, buvo ištirtos įvairios šėrimo strategijos. Bromoformo ar kitų fitojunginių įtraukimas į racioną arba eterinio aliejaus kiekio didinimas yra vienos iš alternatyvų, susijusių su enterinio metano mažinimu.

Daug skaidulų turintis pašaras gali skatinti acetato gamybą. Po acetato ir butirato sintezės išsiskiria metabolinis vandenilis, kuris, kaupdamasis prieskrandyje, daro žalingą poveikį mikrobų vystymuisi ir pašarų virškinamumui.

Kiti mokslininkai išsiaiškino jūros dumblių poveikį metano emisijai. Tyrimas su Asparagopsis taxiformis in vitro parodė, kad 20 g/kg pašarų su minėtais dumbliais beveik visiškai panaikino CH4 susidarymą ir nepakenkė pašarų virškinamumui.

Aliejaus, kaip pašarų priedo, naudojimas taip pat teikia didelių lūkesčių. Lipidai gali slopinti metanogenezę, racione pakeičiant didžiajame prieskrandyje fermentuojamą organinę medžiagą ir biohidrindami nesočiąsias riebalų rūgštis, sumažindami prieskrandžio metanogenų ir pirmuonių skaičių. Siekdama patenkinti pasaulinius ateities poreikius, gyvulininkystės pramonė turi ištirti natūralius pašarų priedus, kurie pagerina maistinių medžiagų panaudojimo efektyvumą, suteikia alternatyvų antibiotikams ir sumažina atrajotojų išskiriamą metano emisiją.

Raciono variantai, mažinantys metano emisiją

Per pastaruosius kelerius metus buvo tirtos įvairios racionų sudėtys, padedančios sumažinti metano emisiją.

Kai kurie autoriai teigia, kad žolių siloso pakeitimas kukurūzų silosu melžiamoms karvėms skatina didesnę propionato, o ne acetato fermentaciją prieskrandyje, o tai mažina CH4 gamybą. Buvo nustatyta, kad kai kukurūzų silosas melžiamų karvių racione visiškai pakeitė žolių silosą, CH4 emisija sumažėjo nuo 8 iki 11 procentų.

Keletas naujoviškų gydymo būdų, pavyzdžiui, maisto papildai su dumbliais, fitojunginiais, tokiais kaip saponinai ir taninai, taip pat ir eteriniai aliejai, gali padėti sumažinti CH4, nors reikia tolesnių šios srities mokslinių tyrimų.

Bioaktyvus bromoformas, esantis raudonųjų jūros dumblių rūšyse Asparagopsis taxiformis, buvo nustatytas kaip agentas, galintis gerokai sumažinti enterinio metano susidarymą gyvulių organizme, nes bromoformas gali trukdyti jo biosintezei. Raudonėlių ir baltųjų čiobrelių eteriniai aliejai gali moduliuoti prieskrandžio fermentaciją ir sumažinti prieskrandžio metanogenezę be įtakos pašarų virškinamumui, o tai yra perspektyvi alternatyva jonoforams mažinti metano kiekį, kurį išskiria mėsiniai galvijai. Taninai gali tiesiogiai arba netiesiogiai sumažinti metano sintezę prieskrandyje, slopindami metanogenus ar pirmuonis.

Keletas tyrimų įrodė, kad mažas lipidų papildų kiekis (4 proc. su maistu suvartojamos sausosios medžiagos) gali sumažinti metano susidarymą iki maždaug 20 proc., kartu padidinti raciono energijos tankį ir kai kuriais atvejais – gyvūnų produktyvumą.

Rapsų aliejaus (RA) įtraukimas į racioną yra dar vienas mitybos variantas, padedantis efektyviai sumažinti pieninių karvių žarnyne išsiskiriančio CH4 emisiją. Mokslininkai nustatė, kad melžiamų karvių raciono papildymas 5 proc. RA sumažino CH4 emisiją iki 23 procentų.

Kitas potencialus metano emisijų mažinimo būdas – karvių genetinė atranka. Tačiau kitaip nei taikomos bandos vadybos ir mitybos strategijos, genetika gali būti pranašesnė šioje srityje, kadangi poveikis būtų ilgalaikis ir nepertraukiamas. Tačiau mokslininkai vis dar intensyviai dirba šioje srityje.

Nors augalų ekstraktai puikiai padeda sumažinti metano išskyrimą, reikia nepamiršti tvarumo, ypač kai kalbama apie augalų tiekimą ir auginimą. Augalų komponentų gebėjimas sumažinti enterinį CH4, atrajotojų išskiriami teršalai priklauso nuo daugelio veiksnių, pavyzdžiui, biologiškai aktyvaus junginio kiekio augale, kuris savo ruožtu priklauso nuo jo prieinamumo ir tvarumo, taip pat nuo derliaus nuėmimo, transportavimo, sandėliavimo ir perdirbimo metodų, skirtų augalus paversti pašarų ingredientais.

Siekiant užtikrinti gyvūnų gerovę ir sveikatą, metano emisijos tyrimai turėtų būti atliekami su dideliu skaičiumi gyvūnų per ilgą laikotarpį, taip pat reikia nustatyti atrajojimo trukmę, kuri geriausiai atspindi fiziologinę fermentacijos būklę prieskrandyje, esant optimaliam lygiui. Didelėse ganymo sistemose retai naudojami švelninimo metodai, tačiau mitybos valdymas arba augimą skatinančių medžiagų naudojimas gali sumažinti metano išsiskyrimą. Gali būti, kad ateityje bus atrasta naujų natūralių cheminių medžiagų, mažinančių metano išskyrimą iš prieskrandžio.

***

Apie 24 proc. pasaulio metano emisijų ir daug didesnė antropogeninio metano emisijų dalis yra susijusi su iškastinio kuro (anglies, naftos ir gamtinių dujų) gamyba. Žmogaus veikla, įskaitant ryžių auginimą, atrajotojų laikymą, sąvartynų ir komposto naudojimą, nuotekų valymą anaerobiniu būdu, gamtinių dujų gamybą ir anglies kasybą, sudaro daugiau kaip 60 proc. visų CH4 emisijų. Pasaulyje auga visuomenės susirūpinimas dėl ūkinių gyvūnų, pieno ūkių išskiriamų ŠESD ir jų poveikio visuotiniam atšilimui ir klimato kaitai. Moksliniais tyrimais nustatyta, kad padidėjusi CH4 emisija iš esmės gali būti siejama su gyvulininkyste. Būtent gyvulininkystės sektorius sudaro apie 14,5 proc. pasaulio ŠESD.