»Det er ikke koen, men metan, som er problemet, når vi taler om klimabelastningen fra kvægproduktion«. Sådan lyder det tit, når diskussionen kommer til klimaaftrykket fra produktion af mælk og kød fra drøvtyggere.
Og ser vi kvantitativt på klimabelastningen kan over 50 procent af klimagasserne fra bedrifter med mælke- og kødproduktion, da også relateres til metan fra dyrenes fordøjelse. Det viser data fra Aarhus Universitet.
Den store effekt fra metan skyldes, at den er en meget potent klimagas, som belaster klimaet 25-28 gange så meget som CO2. Metan kommer derfor hurtigt i fokus, når klimabelastningen fra drøvtyggere skal reduceres. Indsatserne er især rettet mod at sænke metan fra fordøjelsesprocessen og mod teknologiske metoder, som kan opsamle og koncentrere den metan, dyrene har udskilt.
Arkæer danner metan fra brint
Drøvtyggere producerer metan under den anaerobe nedbrydning af plantemateriale i vommen. Nedbrydningen sker i kraft af den symbiose, der er mellem værtsdyret og den mikrobielle population i fordøjelseskanalen – primært vommen. Nedbrydningen af plantemateriale forsyner på den måde både den mikrobielle population og værtsdyret med energi fra kulhydrater og andre organiske forbindelser.
Et biprodukt til den mikrobielle omsætning er metan, som produceres i fordøjelseskanalen af mikroorganismer af slægten Methanobrevibacter, som er en såkaldt Archaea – på dansk kaldet arkæer. De metanogene arkæer udgør 1-2 procent af den mikrobielle biomasse i vommen og repræsenterer på den måde kun en mindre del af den samlede pulje af mikroorganismer, som også omfatter bakterier, protozoer og svampe.
Arkæer findes også i bagtarmen hos drøvtyggere, hvor de også er kilde til metan. De metanogene arkæer omdanner brint (H2) og kuldioxid (CO2) til metan (CH4) og vand gennem en velbeskrevet proces (se boks).
Mekanismen, som fjerner brint fra vomvæsken, har stor betydning for vommens mikrobielle omsætning af kulhydrater, fordi store koncentrationer af brint har en negativ feedbackmekanisme til forgæringen af kulhydrater. Metan udskilles primært ved opræbning (metanbøvs) og med udåndingsluften, men også i mindre grad fra endetarmen.
Overskuddet af brint afhænger af VFA-fordelingen
Brint er kilden til produktion af metan i vommen, og mængden af brint i vomvæsken er derfor vigtig i forhold til, hvor meget metan der bliver dannet. Det er derfor interessant, at mængden af brint afhænger af forgæringsmønsteret i vommen, hvor de største produkter er VFA-syrerne eddikesyre, smørsyre og propionsyre. Især forgæringen af kulhydrater til eddikesyre og smørsyre genererer brint, som bidrager til metanogenesen. Derimod betyder forgæring til propionsyre mindre brint og derfor en relativt lavere produktion af metan.
Grovfoderrige rationer har et højt indhold af cellevægge (cellulose, hemicellulose og lignin), som favoriserer produktionen af eddikesyre og smørsyre, mens stivelsesrige rationer favoriserer dannelsen af propionsyre. Endelig favoriserer sukker dannelsen af smørsyre.
Betydningen af forgæringsmønster er illustreret af AU i Foulum i et nyere forsøg, hvor forskerne sammenlignede produktionen af metan hos køer, som enten fik en meget grovfoderrig eller en meget kraftfoderrig ration.
I forsøget faldt produktionen af metan hos Holstein og Jersey malkekøer stort set lineært med stigende andel kraftfoder i rationen og i forhold til, hvor stor andel propionsyre udgjorde af de flygtige fedtsyrer.
På ekstreme rationer med kun kraftfoder og halm faldt produktionen af metan i forhold til omsat fodertørstof med 48 procent hos malkekøer af Holstein og 23 procent hos Jersey. Men også en mere realistisk ændring af grovfoderandelen fra 50 til 30 procent sænkede produktionen af metan med henholdsvis 11 og seks procent hos Holstein og Jersey.
Lovende resultater med fodertilskud
Den metandæmpende effekt af stoffet 3-nitrooxypropanol (3-NOP) er veldokumenteret i langtidsforsøg med både malkekøer og kødkvæg. 3-NOP kan sænke udskillelsen af metan i niveauet 30 procent – og da metan udgør over halvdelen af klimaaftrykket fra kvæg, giver stoffet et potentiale til at sænke det samlede klimaaftryk fra mælke- og kødproduktion med 15 procent.
Virkningsmekanismen bag 3-NOP er, at det skifter aktiviteten i den mikrobielle flora væk fra de metanogene arkæer over til arter, som er i stand til at udnytte energien fra den overskydende brint. Det sker gennem hæmning af et bestemt enzym, der er nødvendigt for dannelsen af metan i vommen.
3-NOP bliver hurtigt omsat i vommen og skal derfor tilføres kontinuert og med fordel i en TMR-ration. Amerikanske forsøg har vist, at metanproduktionen vender tilbage til normal inden der er gået en uge efter ophør med tilskuddet.
Da den fulde effekt afhænger af en kontinuerlig dosering, et er svært at opnå samme effekt hos fx græssende dyr, hvor der skal udvikles andre metoder til dosering.
Godkendelse på vej i EU Langtidsforsøg har vist, at 3-NOP ikke påvirker hverken foderoptageles eller ydelse negativt hos malkekøer. Modsat er der fundet bedre energiudnyttelse og højere fedtydelse hos malkekøer, som får tilskuddet.
3-NOP har handelsnavnet »Bovaer «, og bag produktet står det hollandske ingrediens-firma DMS. Firmaet har for tiden produktet under godkendelse i EU-systemet og forventer det godkendt i slutningen af 2021. DSM regner med, at systematisk brug af stoffet kan reducere udskillelsen af metan hos malkekøer med 30 procent.
I samarbejde med DSM er Bovaer også under test i danske rationer hos AU i Foulum. Det er således vigtigt at få dokumenteret effekten af stoffet i danske rationer baseret på græs- og majsensilage
Mens 3-NOP er længst fremme med lovende resultater, som kan implementeres i praktisk kvægfodring, foregår der både internationalt og i Danmark test af en række andre tilsætningsstoffer – herunder tang, alger, urter, probiotika, olier mv. Før stofferne er klar til godkendelse og brug, er det vigtigt også at undersøge effekten på dyrenes foderoptagelse og produktion og at få afdækket eventuelle uønskede effekter på mælke- og kødkvaliteten.
I Danmark arbejder forskere på både AU, Foulum og KU med projekter, som afdækker muligheder for at sænke produktionen af metan med de forskellige tilsætningsstoffer.
Sund besætning og holdbare køer betyder mindre metan
Udover foderadditiver og forhold ved rationen kan mange andre forhold bidrage til at sænke den samlede produktion af metan per kilo produceret mælk eller kød. Der er herunder fundet genetiske forskelle og muligheder for at avle køer med mindre udskillelse af metan, og så har malkekøers sundhed, fodereffektivitet og holdbarhed stor betydning.
En længere holdbarhed og mindre udskiftning af malkekøer betyder behov for færre kvier og dermed færre kvie-foderdage, hvor der produceres metan fra dyr, som endnu ikke bidrager med en mælkeproduktion.
Rent fodringsmæssigt er der – ud over brugen af foderadditiver – afdækket en række andre effektive virkemidler til mindre metan - såsom flere fedtsyrer eller nitrat i foderet. Alle fodermidler har i den løbende foderoptimering i NorFor desuden en klima-værdi, som indgår i jagten på at sænke udskillelsen af metan fra foderomsætningen.
