Forskere i husdyr: "Hvis kvægbruget skal have en fremtid i Danmark, skal der ske en markant reduktion i klimaaftrykket"

DEBAT: Metan fra kvæget udgør omkring en tredjedel af drivhusgasudledningerne fra landbruget. Med ny foderteknologi og tilsætningsstoffer kan der nås langt, men vi skal skabe de rette incitamenter hos både forskere og erhvervet, skriver en række forskere ved Aarhus Universitet.

Placeholder image
Foto: Torkil Adsersen/Ritzau Scanpix
Dette indlæg er alene udtryk for skribentens egen holdning. Alle indlæg hos Altinget skal overholde de presseetiske regler.

Af Peter Lund, Mette Olaf Nielsen, Christian F. Børsting og Martin R. Weisbjerg
Institut for Husdyrvidenskab, Aarhus Universitet 

Fortolkningen af konceptet ”bæredygtig kvægproduktion” varierer blandt interessenter. Forbrugere forbinder sandsynligvis bæredygtighed med for eksempel dyresundhed og -velfærd, hvorimod producenterne måske primært forbinder det med indtjening og andre økonomiske parametre.

Men de miljø- og klimamæssige aspekter af bæredygtighed, såsom nitratudvaskning, ammoniakemission, eutrofiering på grund af tab af fosfor og især den samlede klimabelastning fra sektoren og klimaaftryk fra produkter relateret til udledning af drivhusgasser, er i stigende grad vigtige for mange.

Der er stort fokus på kvægsektoren, hvor produktionen af mælk og kød medfører en betydelig udledning af drivhusgasser. Dette er hovedsageligt på grund af produktionen af såkaldt enterisk metan fra mavetarmsystemet.

Fakta
Dette indlæg er alene udtryk for skribentens egen holdning.

Alle indlæg hos Altinget skal overholde de presseetiske regler.

Debatindlæg kan sendes til debat@altinget.dk.

Enterisk metan skyldes en naturlig mikrobiel forgæring af foderet, som hovedsagligt sker i koens første mave (vommen). Det er denne naturlige forgæring, som gør, at koen i modsætning til mennesker og grise har evnen til at udnytte fiber i fodermidler som for eksempel græs.

Metan fra mavetarmsystemet hos kvæget udgør cirka en tredjedel af drivhusgasudledningerne fra landbrugsproduktionen i Danmark og er dermed den klart største enkeltkilde i landbruget. En højtydende malkeko producerer dagligt cirka 700 liter metan, og den metandannende proces er tæt forbundet til mængden af kulhydrater fra foderet, som kan forgæres og forgæringsmønsteret.

Metan fra mavetarmsystemet hos kvæget udgør cirka en tredjedel af drivhusgasudledningerne fra landbrugsproduktionen i Danmark og er dermed den klart største enkeltkilde i landbruget.

Metan i vommen
Omdrejningspunktet i dannelsen af metan i vommen er brint, som dannes som et restprodukt under den mikrobielle forgæring. Særlige mikroorganismer i vommen, kaldet metanogener, reducerer efterfølgende kuldioxid med brint i en proces, der er energigivende for disse mikroorganismer, og som slutprodukter dannes metan og vand. Produktionen af metan kan altså ikke henføres til koen selv, men til den succesfulde symbiose mellem ko og mikroorganismer, som har udviklet sig i vommen igennem evolutionen.

De tekniske løsninger til reduktion af metanproduktion i fordøjelseskanalen indeholder derfor tre muligheder: 1) reduktion af brintproduktion fra forgæring af kulhydrater i vommen, 2) fremme af alternative og energieffektive måder, hvorved brint bruges til andet end dannelse af metan, 3) hæmning af metanogenerne uden at gå på kompromis med den mikrobielle forgæring i vommen.

Under forgæringen dannes kortkædede fedtsyrer, eddikesyre propionsyre og smørsyre. Forgæringsmønsteret, det vil sige forholdet mellem disse tre fedtsyrer, har stor betydning for dannelsen af metan. Dannelse af 1 molekyle eddikesyre og smørsyre ved forgæring af især fibre og sukker resulterer i produktion af henholdsvis 4 og 2 molekyler brint, mens dannelse af propionsyre fra forgæring af især stivelse forbruger 2 molekyler brint per omsat molekyle af byggestenen i stivelse, glukose.

Produktion af brint og dermed metan i vommen fremmes derfor i store træk ved forgæring af fibre og sukker, hvorved der produceres en forholdsvis stor andel af henholdsvis eddikesyre og smørsyre og dermed brint, mens produktion af brint derimod begrænses ved forgæring af stivelse, hvor forgæringsmønsteret i højere grad er rettet mod produktion af propionsyre og dermed forbrug af brint.

Forgæringsmønsteret i vommen afhænger dog også meget af andre faktorer, for eksempel surhedsgrad i vommen (pH), fordøjelighed af foderet, og hvor lang tid det opholder sig i vommen.

Den umiddelbare løsning til at reducere dannelsen af metan er derfor at tildele foder med høj kraftfoderindhold og et højt indhold af majsensilage i forhold til græsensilage, da dette øger indholdet af stivelse i rationen på bekostning af fiber.

Imidlertid er en sådan ration forbundet med højere risiko for stofskiftesygdomme og et højt klimaftryk fra selve produktionen af foder, hvorved nettoreduktionen i klimaftrykket per kilo produceret mælk er begrænset eller endda ikke-eksisterende.

Stor biologisk udfordring
Dannelsen af metan er en vigtig vej til fjernelse af brint i vommen på grund af processens termodynamiske dominans, og dette har igennem evolutionen udviklet sig til at være en overlegen måde for koen til at få fjernet brint fra vommen, således at den mikrobielle forgæring kan fortsætte. Fremme af alternative og energieffektive måder til at bruge brint på er derfor et opgør med evolutionen og er derfor en stor biologisk udfordring.

Men brug af foderadditiver, såsom nitrat og sulfat, har vist sig at være konkurrencedygtige til indfangning af brint i vommen. Tilsætning af disse stoffer har reduceret metanproduktionen med op til 25  procent.

Tilsætning af store mængder nitrat er dog forbundet med risiko for ”pollution-swapping”, idet nitrat indeholder betydelige mængder kvælstof. Desuden kan tilsætning af nitrat til foderet måske være forbundet med sundhedsskadelige effekter for dyrene, idet nitrat i vommen reduceres til ammoniak med nitrit som et intermediært produkt.

Tilsætning af sulfat er tilsvarende forbundet med risiko for sundhedsskadelige effekter for dyrene og udfordringer i relation til smagbarhed af foderet og dermed uacceptable reduktioner i foderoptagelse.

Læs også

Fedtstyrer og tangarter
Den mest lovende reduktionsstrategi er direkte at hæmme de metanproducerende metanogener i vommen uden at gå på kompromis med den mikrobielle forgæring i vommen. Udskiftning af forgærbart materiale i foderet med fedt reducerer mængden af tilgængeligt substrat for den bakterielle forgæring og dermed også dannelsen af brint og efterfølgende metan.

Nogle fedtsyrer har samtidig en direkte hæmmende virkning på metanogenerne, men desværre også på de bakterier, som nedbryder fiberfraktionen i foderet. Ved anvendelse af fedt i rationen er det endvidere særdeles vigtigt, at produktionen af for eksempel palmefedt ikke sker som følge af rydning af regnskov i Asien eller Sydamerika, men som udgangspunkt så lokalt som muligt.

Flere fodertilsætningsstoffer er blevet testet for deres evne til at reducere enterisk metan i laboratorieforsøg og i dyreforsøg, men ofte med skuffende resultat. Et nyt tilsætningsstof, Bovaer, har vist lovende resultater med et reduktionspotentiale på cirka 30 procent – også i et nyt dansk forsøg ved Aarhus Universitet.

Det er påvist, at en tropisk tangart stort set kan blokere dannelsen af metan i vommen totalt, når den tilsættes foderet til kvæg i små doser, men desværre skyldes den effekt indhold af såkaldte halogenerede kulstofforbindelser, som for eksempel bromoform og kloroform, der har sundhedsskadelige effekter og medvirker til nedbrydning af ozonlaget.

Der findes andre tangarter, der kan dyrkes på vores breddegrader, og som også i et vist omfang kan hæmme dannelsen af metan, og da de ikke indeholder disse halogenerede forbindelser, kan disse tangarter eventuelt bruges til at hæmme dannelsen af metan hos kvæg.

Bæredygtigt kvægbrug
Niveauet for produktion af metan varierer mellem dyr, og niveauet er arvbart. I øjeblikket undersøges det derfor, om det er muligt at fremavle kvæg med både en lav produktion af metan og en høj mælkeydelse, og også tekniske løsninger såsom opsamling og eventuel oxidation af metan på staldniveau er i spil.

Hvis kvægbruget skal have en fremtid i Danmark, skal der ske en markant reduktion i klimaaftrykket af mælk og kød. Det er derfor helt afgørende, at der skabes incitamentstrukturer i kvægbrugserhvervet og dermed økonomisk bæredygtige forretningsmodeller, så danske biotek-virksomheder og forskningsmiljøer aktivt ønsker at medvirke til udvikling af nye og endnu mere potente teknologier eller tilsætningsstoffer, som kan reducere tabet af enterisk metan fra kvægproduktionen.

For at disse virkemidler kan tages i anvendelse er det desuden afgørende, at der opbygges et troværdig system til registrering og validering af en given effekt under praktiske forhold. Udvikling af teknologier til såvel hæmning af metandannelsen fra kvæg samt kvantificering af den enteriske metan udledning fra enkelte dyr på den enkelte bedrift bør derfor stå højt på den forskningsmæssige prioriteringsliste for at sikre et fremtidigt bæredygtigt kvægbrug, både i Danmark og globalt.

Dokumentation

Temadebat: Klimaplan for landbruget

I løbet af efteråret vil regeringen efter planen fremlægge et bud på en klimaplan for landbruget.  
 
Som optakt beder Altinget derfor en række forskere om at pege på mulige klimaløsninger inden for netop deres felt.  
 
Vi spørger blandt andre:
Christian Bugge Henriksen, lektor og forskergruppeleder ved Institut for Plante- og Miljøvidenskab på Københavns Universitet
Mette Hjorth Mikkelsen, DCE – Nationalt Center for Miljø og Energi på Aarhus Universitet
Marie Münster, professor ved Institut for Teknologi, Ledelse og Økonomi på DTU
Sander Bruun, lektor ved Institut for Plante- og Miljøvidenskab på Københavns Universitet
Peter Lund, professor ved Institut for Husdyrvidenskab på Aarhus Universitet



Politik har aldrig været vigtigere
Få gratis nyheder fra Danmarks største politiske redaktion
Ved at tilmelde dig Altingets nyhedsbrev, accepterer du vores generelle betingelser