Reductie van methaanuitstoot bij melkvee

Reductie van methaanuitstoot bij
melkvee
Nico Peiren
12 februari 2014, Poperinge
Instituut voor Landbouw- en Visserijonderzoek
Eenheid Dier
www.ilvo.vlaanderen.be
Beleidsdomein Landbouw en Visserij
Klimaat en broeikasgassen
Feit: mondiale opwarming door de massale uitstoot
van broeikasgassen door de mens
2
Broeikasgassen in Vlaanderen
Vlaamse emissies per sector (CO2 eq.)
huishoudens
5%
18%
industrie
15%
energie
landbouw
11%
25%
26%
transport
handel & diensten
Bron: MIRA-T 2010
3
Broeikasgassen en landbouw
• Landbouw een geval apart naast koolstofdioxide, ook methaan
(77%) en lachgas (53%)
• Veeteelt 65% BKG binnen landbouw
• De voornaamste bronnen van de CH4 zijn fermentatie in de
pensmaag bij herkauwers (49%) en dierlijke mest (44%)
(varkens (38%)-rund (6%))
Landbouwemissies per BKG (CO2 eq.)
Emissies in de landbouw (CO2 eq.)
3%
1% 1%
akkerbouw
koolstofdioxide
23%
40%
methaan
tuinbouw open lucht
19%
24%
3%
glastuinbouw
runderen
lachgas
11%
varkens
pluimvee
overige vee
37%
Bron: MIRA-T 2010
38%
visserij
4
Klimaat en broeikasgassen
• Voornaamste broeikasgassen (BKG) met GWP (IPCC)
BKG
Jaar in
SAR AR5
atmosfeer (100) (100)
Koofstofdioxide
CO2
100-200
1
1
Methaan
CH4
12
21
34
Lachgas
N2O
121
310
298
Snelle vermindering mogelijk met methaan
5
Melk de witte motor
= BKG =
1 SUV:165 g CO2 met 19.000
km/jaar
Vervoer voor 1 gezin
1Melkkoe: 200-500 CH4/dag
Melk voor 12 gezinnen
Uitstoot personenvervoer = 4,5 keer
hoger dan methaan uit fermentatie
van alle Vlaamse runderen
6
Emissie van CH4 per veecategorie
Vlaanderen (2010)
kg CH4/kop/jaar Ton CH4/jaar Percentage
Slachtkalveren
19,59
3317
4
Runderen onder 1 jaar
25,80
7463
9
Runderen tussen 1 en 2 jaren
47,16
12620
16
Runderen meer dan 2 jaren
50,45
10235
13
Zoogkoeien
67,81
11861
15
Melkkoeien
135,20
34093
43
79589
100
Totaal
De maagdarm fermentatie berekening voor runderen is gebaseerd op de Tier 2 benadering. De emissiefactoren voor elke
veecategorie worden geschat op basis van de bruto energie inname. De bruto energie is afhankelijk van de hoeveelheid voeder
die vereist is voor onderhoud, voederen (om hun voeder te verkrijgen), groei, lactatie en dracht.
7
Methaanproductie
Koolhydraten
cellulose
zetmeel
suikers
CH4
1 hexose
pyruvaat
succinaat
• 90% CH4 vorming in de pensmaag
en 10% in de dikke darm
• CH4 uitgescheiden via oprispingen
(eten, herkauwen), ademhalen en
(zeer beperkt) via winden
CO2+4H2
2 propionaat - 4H
2 acetaat + 2CO2 + 8 H
1 butyraat + 2CO2 + 4H
CH4+ 2H2O
8
Methaan mitigatie
Methaanproductie: een microbieel gedreven
proces om waterstof te verwijderen
Verstrekking van alternatieve opslagplaatsen voor
H berging in de pens
Rechtstreekse remming van methanogenese met
de nood H te gebruiken in alternatieve producten
Vermindering van de H productie in de pens
9
Factoren die methaanproductie beïnvloeden
Methaanproductie is:
• rantsoen afhankelijk (stijgt met DS en vezels en daalt
met meer KV)
• dier afhankelijk
• microbioom afhankelijk
• management afhankelijk
• Mogelijke shifts tussen pens en mest
10
Hoe kunnen we methaan reduceren?
• Manipulatie van de pensflora/pensfermentatie
• Aanpassingen van het rantsoen ( sturen naar
meer propionzuur en minder azijnzuur en
boterzuur)
• Fokkerij/selectie/management (tussenkalftijd, koe
leeftijd, vruchtbaarheid)
• Hogere melkproductie per dier, verlaagt uitstoot
per liter melk
11
Mogelijkheden GUK’s
•
•
•
•
•
Individuele voeder- en wateropname
Melkproductie en melksamenstelling
Productie feces + urine (kg)
Samenstelling van de mest en de urine (bv. N- en P- balans)
Bemonstering van het pensvocht bij gefistuleerde koeien
12
Methaanreductie: korte of lange termijn
13
Objectief van SMEthane
• Onderzoeken of additieven van plantaardige
oorsprong kunnen gebruikt worden om de
methaanproductie bij runderen te verminderen
• Vijf proeven werden uitgevoerd met melkgevende
melkkoeien (n = 20), er werden vijf verschillende
additieven (1 etherische olie, 2 organosulphurous
verbindingen en 1 saponine) van 3 bedrijven getest.
14
Materiaal en methode
Infrastructuur
• Zes individuele open-circuit kamers
• Gasconcentraties gemeten met multigas analyser (CH,
CH4, CO2, N2O & NH3)
• Gasconcentraties van alle kamers (aan alle van de zes
uitlaten) en de omgevingslucht (twee, bij de
luchtinlaten) werden gemeten
15
Resultaten melkkoeien
Productieparameters en methaanemissie (gemiddelde,
standaarddeviatie, minimum, maximum en variatiecoëfficient)
Melkkoeien (n = 20)
Gemiddelde
Standaarddeviatie
min.
max.
v.c.
Drogestof opname (kg/d)
17.4
2.5
14.8
21.4
13.5
Lichaamsgewicht (kg)
620
65
508
700
8.9
Melkproductie (kg/d)
24.0
4.3
19.1
34.9
18.0
Methaanemissie (g/d)
301
43
206
382
14.2
16
Resultaten
 Correlatie tussen gemiddelde CH4 emissie en
gemiddelde drogestof opname (r = 0.75)
 < 10% variatie van CH4 emissie tussen koeien met
zelfde rantsoen en DSO
 1-20% variatie tussen 3 opeenvolgende dagen bij
hetzelfde dier
17
Variatie van methaan emissies door de
week van twee melkkoeien in de kontrole
week en zes weken na additieftoediening
De oranje pijlenduiden op het tijdstip van voederen en melken.
18
Resultaten
Methaanproductie (g/d) van 5 melkkoeien proeven
450
400
CH4 emission (g/d)
350
Essential oil diet 1
300
Essential oil diet 2
250
200
Organosulphurous compound 1
diet 1
150
Organosulphurous compound 2
diet 3
100
Saponin diet 4
50
0
W1
W2
W7
W8
19
Resultaten
Methaanproductie (g/d) van 5 melkkoeien proeven
Gemiddelde
CH4
productie
v.b. ± sd
Gemiddelde Percentueel
CH4 productie reductie
6 weken n.b. effect
± sd
Melkkoeien
 Essentiële olie dieet 1
283±27
241±31
-14

Essentiële olie dieet 2
320±33
331±31
4

Organosulphurous
component 1 dieet 1
Organosulphurous
component 2 dieet 3
Saponine dieet 4
269±12
275±22
2
333±22
333±46
0
368±91
388±60
5


Percentueel
effect van
individuele
dieren
min: -38
max: 0
min: -11
max: 9
min: -9
max: 16
min: -9
max: 14
min: -12
max: 34
20
Results
Methaanproductie (g/d) van melkkoeien proeven
behandeld met essentiële olie gevoederd met dieet 1
Week
P waarde
SEM
1: controle
3:
7:
g/d
282.8
251.8
241.2
9.07
0.07
g/kg DS
18.0
16.1
15.5
0.61
0.07
g/kg melk
29.2
26.1
29.6
1.71
0.61
w1 vs.
w3-7
Methaan
21
Conclusie
• Geen van de additieven induceerden een significante
vermindering van methaanproductie aan de
voorgestelde dosering
• Enorme variatie in reactie op een additief tussen
koeien
• Organosulphurous verbindingen kunnen smaak en
geur van de melk beïnvloeden, wat is het effect op
vlees?
• Essentiële oliën verdienen verder onderzoek, omdat zij
de meeste constante resultaten laten zien
22
Vragen?
Instituut voor Landbouw- en Visserijonderzoek
Eenheid Dier
www.ilvo.vlaanderen.be
Beleidsdomein Landbouw en Visserij

Download Report