Krowa – sprawca globalnego ocieplenia?

Liczba ludności na świecie rośnie. Rośnie też potrzeba produkcji żywności, a w związku z tym rozwoju produkcji zwierzęcej.

Problem emisji gazów cieplarnianych w kontekście globalnego ocieplenia klimatu jest tematem wielu dyskusji na arenie międzynarodowej. Są to głosy naukowców, polityków, ekologów i aktywistów związanych z różnymi ruchami ekologicznymi.

Globalna produkcja zwierzęca

W organizmie krowy odbywa się produkcja metanu

fot. Fotolia

Według doniesień FAO, globalna produkcja zwierzęca odpowiada za około 18% całkowitej emisji antropogenicznych gazów cieplarnianych, w tym za 9% powstałego dwutlenku węgla (CO₂).

Natomiast poziom metanu emitowanego przez sektor hodowlany to 37% globalnej produkcji. Przyczynia się on 23 razy bardziej do powstawania globalnego ocieplenia niż dwutlenek węgla. W większości jest on produkowany przez przeżuwacze.

Emisja gazów cieplarnianych

Niemniej emisja gazów cieplarnianych, powstałych przez rozwój produkcji zwierzęcej, nie wynika tylko z pogłowia zwierząt hodowlanych na świecie i procesów fizjologicznych w nich zachodzących.

Takie działania, jak wylesianie pod pastwiska, więc i produkcja pasz, mają największy udział w powstawaniu gazów związanych z hodowlą zwierząt.

Ograniczenie metanogenezy u przeżuwaczy

Odpowiednie żywienie krowy wpływa na ograniczenie emisji metanu

fot. Fotolia

Abstrahując od danych liczbowych, „zwalających winę” na sektor produkcji zwierzęcej, i debat na temat jego udziału w procesie zmian klimatycznych, bezsprzecznie działania mające na celu zmniejszanie metanogenezy u przeżuwaczy są jak najbardziej pożądane.

Przyjrzyjmy się jednak temu problemowi w skali jednostki, a nie globalnie. Produkcja metanu i wydalanie go przez krowę na drodze odbijania wiąże się ze znacznymi stratami energii, które mogłaby spożytkować np. na syntezę mleka.

Ograniczenie emisji metanu możliwe jest także dzięki poznaniu specyfiki ekosystemu żwacza i stosowaniu odpowiednich dawek pokarmowych.

Produkcja metanu w organizmie krowy

Jak zatem powstaje ten gaz i jaką pełni rolę? Obok lotnych kwasów tłuszczowych, etanolu, dwutlenku węgla, wodoru, ATP, metan jest jednym z produktów rozpadu węglowodanów w żwaczu.

Produkcja metanu i wydalanie go przez krowę na drodze odbijania wiąże się ze znacznymi stratami energii.

W czasie odbijania poza metanem usuwane są takie związki, jak wspomniany wcześniej dwutlenek węgla, wodór, azot i siarkowodór. W ciągu doby w organizmie krowy tworzone jest około 250–400 l metanu, poprzez działanie symbiotycznych bakterii metanogennych, bytujących w przedżołądku.

Do jego syntezy wykorzystywany jest głównie wodór i dwutlenek węgla. Przy odpowiednich warunkach, możliwe jest tworzenie metanu z kwasu octowego. Jednak jest to bardziej powolny proces.

Regulacja procesu fermentacyjnego

Te beztlenowe szczepy usuwają wodór, dzięki czemu możliwa jest regulacja procesu fermentacyjnego. Mikroorganizmy metanogenne „współpracują” między sobą. Jedne produkują wodór, inne go wykorzystują, chroniąc tym samym pozostałe drobnoustroje, na które wodór działa niekorzystnie.

Do tych wyspecjalizowanych gatunków bakterii należą m.in. Methanobacterium ruminantium, Methanobrevibacter ruminantium, Methanobacterium mobile oraz Methanosarcina barkei i wiele innych.

Straty energii u bydła

Krowy wydzielają metan do atmosfery jako produkt uboczny

fot. Fotolia

Metan jest wysokoenergetycznym gazem, który usuwany jest w znacznych ilościach z organizmu, bo aż w 89%. Jego wartość kaloryczna to: 13,34 kcal/g. Dochodzi więc do wspomnianych strat energii i w zależności od rodzaju komponentów dawki, u bydła szacowane są na poziomie od 2 do 14%, lub nawet więcej.

Metan powstały przez fermentację pasz z dużą zawartością węglowodanów strukturalnych wiąże się ze stratami do 16% pobranej energii strawnych składników pokarmowych.

W różnych doświadczeniach wykazano, że skarmianie paszami z większą zawartością węglowodanów niestrukturalnych, ulegających szybkiemu rozkładowi w żwaczu, wpływa na mniejszą produkcję tego gazu.

Produktem ich fermentacji jest głównie kwas propionowy, natomiast substratem w syntezie metanu jest kwas octowy.

Efektywność wykorzystania paszy

Prawidłowe zbilansowanie dawki pokarmowej pod względem udziału węglowodanów strukturalnych i niestrukturalnych jest kluczowe w redukcji metanu. Zmniejszenie odczynu żwacza poniżej pH 5,6 zmniejsza też metanogenezę.

Zawartość węglowodanów niestrukturalnych w paszy wpływa na produkcję gazu

fot. Fotolia

Minimalizowanie tego procesu jest przedmiotem wielu badań, w których rozpatrywane są różne dodatki paszowe jako inhibitory produkcji metanu.

Choć nie da się całkowicie zredukować jego produkcji, to hamowanie w jakimkolwiek stopniu metanogenezy jest środkiem do zwiększenia efektywności wykorzystania paszy.

Naturalna redukcja metanu

Ograniczenia w stosowaniu antybiotyków jonoforowych spowodowały poszukiwania różnych alternatyw.

Naturalne substancje, oddziałujące na zmniejszenie emisji metanu, które nie stanowią zagrożenia dla zdrowia zwierząt to: probiotyki, prebiotyki, enzymy, oligosacharydy, kwasy organiczne i zioła.

Drożdże o działaniu prozdrowotnym

Drożdże Saccharomyces cerevisiae znane są z dobroczynnego wpływu na ilość i jakość mleka. Ich zastosowanie poprawia strukturę populacji mikroorganizmów żwacza.

Drożdże Saccharomyces cerevisiae znane są z dobroczynnego wpływu na ilość i jakość mleka. Ich zastosowanie poprawia strukturę populacji mikroorganizmów żwacza. Są źródłem m.in. dobrze przyswajalnego białka i witamin z grupy B.

Potwierdzono również ich wpływ na zmniejszenie produkcji metanu. Podobnie udowodniono, że dodatek nienasyconych kwasów tłuszczowych (m.in. kwasu linolowego) ogranicza metanogenezę.

Wykorzystanie substancji roślinnych

Ponadto poszukiwania nowych rozwiązań problemu emisji metanu, przyczyniło się do wykorzystywania na poziomie doświadczalnym takich substancji roślinnych, jak taniny, saponiny, pektyn, olejki eteryczne i wiele innych związków.

W większości potwierdzono ich wpływ na zmniejszenie produkcji metanu, jednak w niektórych przypadkach ograniczają również liczebność ważnych mikroorganizmów, np. pierwotniaków, które chronią przed znacznym zwiększeniem kwasowości środowiska żwacza.

Myśl globalnie, działaj lokalnie

Istnieje wiele naturalnych rozwiązań redukcji metanogenezy

fot. Fotolia

Wymieniając tylko parę substancji widać, że intensyfikacja produkcji zwierzęcej zrodziła potrzebę prowadzenia licznych badań skupionych na znalezieniu środków pomocnych w ograniczeniu emisji metanu.

Czy hodowla zwierzęca jest winna globalnemu ociepleniu? Z pewnością nie jest bez znaczenia.

Kierowanie się dewizą – „myśl globalnie, działaj lokalnie” i wprowadzanie zrównoważonego rolnictwa, szukanie nowych, naturalnych rozwiązań w ograniczaniu metanogenezy, mogą również ograniczać emisję gazów cieplarnianych i tym samym hamować przyczynę zmian klimatycznych.