Metanproduktion från djur Maria Åkerlind, Jan Bertilssons material
Kor har en unik förmåga att utnyttja gräs.. men bildning av växthusgaser är en oundviklig följd av fodrets omsättning
Bildning i av metan vanligt i syrefattiga miljöer Biogas = metan + koldioxid Bildas i olika biologiska processer som benämns jäsning, rötning, fermentering Exempel på var: Myrar, sjöbottnar, djurs o. insekters digestionssystem Exempel på antropogena källor: Risodling, Husdjur (växtätare)
Produktion av växthusgaser i Sverige 2006 (källa: Jordbruksverket) 67 milj ton CO 2 -ekvivalenter totalt Varav 8,2 från jordbruk 2,8 från djurens foderomsättning och gödsellagring
Växthusgaser bildas i olika delar av produktionskedjan Odling Skörd o lagring Transport N 2 O Djur CO 2 CH 4 CO 2 CH 4 Gödsel CO 2 CH 4 N 2 O
Emissionsfaktorer för beräkning av metan från husdjur (kg metan/djur/år) (använda vid beräkningar för officiell statistik) 140 120 100 80 60 40 20 0 Mjölkkor dikor övriga nöt Får Häst Ren Get gris
Samband foderintag-metanproduktion
Metanproduktion från husdjurens foderomsättning (1000 ton, år 2000. källa: Naturvårdsverket) 140 120 100 80 60 40 20 0 Nötkreatur Svin Fjäderfä Får Häst Ren
Utsläpp av metan från gödselhantering (1000 ton, år 2000. källa: Naturvårdsverket) t) 14 12 10 8 6 4 2 0 Nötkr. Svin Får häst Fjäderfä
Utveckling av metanproduktionen från nötkreatur 1000 0 tons 100 s75 50 25 mjölkkor Dikor övr nöt 0 1990 1995 2000 2005 2010 year
Korrekta data är grundläggande gg
Klassisk respirationskammare för mätning av gaser i andningsluft från kor
Svavelhexaflorid (SF ) tekniken 13
Grainger m, fl, 2010. J Dairy Sci, 90: 2755 2766
Pågående svenska projekt finansierade av FORMAS, EkoForsk, FOMA, SLF Mätningar av metan i typiska svenska foderstater Grovfoder/kraftfoder Naturbeteshö Ärt/havre-ensilage Vall/spannmål Bete Majs (?) Närproducerat foder miljöpåverkan från foder och djur (Ingrid Strid) Samarbeten Canada Norge Danmark
Vad vill vi uppnå? Rimliga indata till LCA, rapportering etc. Vilka faktorer är viktiga? Underlag till rådgivning Beräkningsmodeller Modeller på djur-, gårds- och områdesnivå
Lite våmkemi 2 pyruvat + 2H 2 O 2 acetat + 2CO 2 + 8H 2 pyruvat + 8 H 2 propionat + 2H 2 O CO 2 + 8 H CH 4 + 2 H 2 O 2 4 2 Med hjälp av metanogena bakterier (Arkeér)
Olika former av energi BRUTTO- SMÄLTBAR OMSÄTTBAR NETTO- ENERGI ENERGI ENERGI ENERGI GÖDSEL URIN + TARMGASER VÄRME
Smältbarhet Smältbart xx = Foder xx Träck xx
Metan från kor kan beräknas som % av smältbar energi (Lindgren, 1980) Metan (% av smb energi) = 15,7-0,030 *DCE -1,4 *L Där Smb energi kan beräknas från omsättbar energi DCE=smb-koeff för energi L=utfodringsnivån som multipel av underhållsbehov Mängden i kg beräknas från energiinnehållet i metan (55,65 MJ/kg metan)
NorFor The Nordic Feed Evaluation System börjar med metan från Jentsch CH4 (kj/dag) = 1,28 smält råprotein -0,31 smält råfett + 1,31 smält stärkelse +1,16 smält socker +2,40 smält NDF +1,86 smält mikrobrest +1835 CH4 (g/dag) g) = CH4 (kj/dag) /55,575 Jentsch et al, 2007. Archives of Animal Nutrition 61:10-19 CH 4 _ MJ _ Jentsch (1.28 td _ CPcorr 1.31 ( rd _ st codst ) 1.16 ( rd _ restcho rd _ FPF ) 2.40 ( rd _ NDF cod _ NDF ) 1.86 ( r _ mcp 270 512 0.35 ) 0.31 td _ CFat 1835 ) 0.001
Tarmsmält NDF smält NDF
Tarmsmält råprotein
Tarmsmält råprotein Smält råprotein
Vad kan vi göra för att minska metanavgången Högre smältbarhet på fodret Mera kraftfoder Bättre vallfoder Högre utfodringsnivå Preparat Manipulering av mikrober i våmmen Fettillsats
Hur fungerar åtgärden praktiskt? Åtgärd Effekt/Djurpåverkan Mera kraftfoder (+) () 40 60 % krf ger -1 kg metan /ko Hur bra är detta för djuren?
Hur fungerar åtgärden praktiskt? Åtgärd Effekt Bättre vallfoder + Högre andel propionsyra Korna kan äta mera vallfoder
Exarbete: Metanproduktion hos mjölkkor utfodrade med hög g andel grovfoder g Rebecca Danielsson SLU. Kungsängen Oktober 2008 Januari 2009 28
Syfte Mäta hur mycket metan som produceras med hög andel grovfoder Hypotes: Utfodras kor med ett grovfoder av hög kvalitet bör skillnaden i mängden metan som produceras mellan foderstater med olika grovfoderandelar vara liten. 29
Material & metoder Tre olika behandlingar Låg (L) = 50 % Grovfoder 50% Kraftfoder Mellan (M) = 70 % Grovfoder 30% Kraftfoder Hög (H) = 90 % Grovfoder 10 % Kraftfoder Gräsensilage s av Timotej and Ängssvingel, ge 11.5MJ ME 30
Material & metoder Sex våmfistulerade SRB kor change-over försök våmvätskesamling analys av fettsyra sammansättningen 31
Resultat Metanproduktion Uppmätta och empiriska CH 4 värden 500 450 400 Ellis, NDF g CH4/dag 350 300 250 200 150 100 275.3 300.5 317.0 Uppmätta värden Ellis, ts-intag. t Ellis andel grf. Lindgren, smb & tsintag Mills, ts-intag & andel grf 50 Jentsch, 2007 0 Låg Medel Hög Behandling *P = 0.1312, ingen skillnad mellan behandlingar. 33
Resultat Flyktiga fettsyror i vommen (VFA) Variabel Låg Medel Hög P värde VFA (mmol/liter) 121,1 121,8 120,5 0,87 Ättiksyra (Ä), % 58,2 59,1 58,9 0,58 Propionsyra (P), % 22,6 22,9 23,6 0,08 Smörsyra (S), % 11,9 a 10,7 b 10,0 c 0,0001 Andra syror, % 8 7 8 Kvot (Ä + S)/P 3,19 3,11 3,02 0,07 Olika bokstäver (a c) i olika rader innebär skillnad mellan behandlingar(p<0.05) 34
Resultat Mjölkproduktion CH 4 produktion / kg ECM behandling medelvärde n L 11,8 a 23 M 13,8 b 24 H 15,5 c 24 Olika bokstäver (a c) i olika rader innebär skillnad mellan behandlingar(p<0.05) 05) 35
Diskussion & slutsatser Inga skillnader i CH 4 produktionen mellan behandling L och M. Liten skillnad i propionsyra proportioner beroende på hög kvalité på ensilaget. Utveckling av empiriska modeller http://stud.epsilon.slu.se/370/1/danielsson_r_090709.pdf 36
Hur fungerar åtgärden praktiskt? Åtgärd Effekt/Djurpåverkan Preparat/manipulering ++ Jonoforer (=antibiotika) fungerar, men är förbjudet i Europa Vi vill hålla nere antibiotika i svensk djurproduktion
Hur fungerar åtgärden praktiskt? Åtgärd Effekt/djurpåverkan Fettillsats (+) Begränsat utrymme (<5 % fett i fodret) Sänker k smältbarheten för fiber produktkvalitet
Fungerande åtgärder Åtgärd Effektiv produktion Effekt/djurpåverkan Kan sänka belastningen per kg produkt med >10 % Måste å förenas med förbättrad skötsel och utfodring
Beräknad metanemission vid olika mjölkavkastning k (g metan/kg mjölk) 15 14,3 13,2 12 10 5 0 9.000 kg ECM 10.000 kg ECM 11.000 kg ECM
Hur blir det om vi ska producera både mjölk och kött? Kanske bättre med större andel av köttet från mjölkrasdjur?
Varifrån kommer mjölkkornas foder? 90 % av fodret är odlat i Sverige 5% kommer från övriga EU 5% kommer från övriga världen. Importerat foder utgör alltså en liten del men lyfts fram i debatten på grund av dess negativa miljöpåverkan
Växthusgasutsläpp per kg ts vallfoder gram CO 2. Odling och tre olika lk skördesystem. Flysjö et al., 2008. 900 800 700 600 500 400 300 200 100 0 gräsvall blandvall rundbal plansilo tornsilo
Växthusgasutsläpp för fodermedel t.o.m. foderfabriken (grovfoder per kg ts) 1200 per kg g CO2e 1000 800 600 400 200 0 Christel Cederberg Källa: Flysjö m fl 2008. SIK rapport 772
Ät Ärter, böner, lupiner etc.
Majs kan vara ett bra alternativ
Mindre andel gräsvallar
Mera klöver i vallen!
Kan laddas ner på http://www.slu.se/sv/samver kan/popularvetenskap/popvet -skrifter/faktaserier/faktajordbruk/
Mjölk är klimatsmart Beräkningar på olika dryckers näringstäthet i förhållande till mängd växthusgaser som produktionen står för. Detta index kallar vi NDCI (Nutrient Denstiy to Climate Impact) index. Mjölk är både nyttigt och klimatsmart. Smedman, A. m fl., 2010. Nutrient density of beverages in relation to climate impact. Food Nutr Res. 54: 10.3402/fnr.v54i0.5170
Böcker som kan laddas ner från SLUs hemsida
Några nyttiga web-adresser http://www.livestockemissions.net/ t i i t/ http://www.ipcc.ch/
Ägarna av NorFor F.M.B.A.