Bestrijding van klimaatverandering in de praktijk:
Onderzoek naar methaanuitstoot op een melkveebedrijf
Rundvee stoot, net als alle herkauwers, methaan uit. Dit broeikasgas is sterker dan koolstofdioxide, maar de verblijftijd in de atmosfeer is wel korter. Dit laat toe de uitstoot van broeikasgassen te verminderen met sneller resultaat. Nu de strijd tegen de klimaatverandering dringender wordt, willen veel stakeholders in de zuivelsector actie ondernemen. Uit de vele nieuwe strategieën om de methaanuitstoot te verminderen, wordt van additieven voor diervoeding veel verwacht. Sommige toevoegingsmiddelen hebben al indrukwekkende resultaten laten zien in labo- en onderzoeksomstandigheden en zijn klaar voor gebruik in het veld. Eén toevoegingsmiddel, 3-NOP (Bovaer), werd op een commercieel melkveebedrijf getest. Kon het de resultaten uit de onderzoekscentra in de stal evenaren?
Het additief
Het geteste voederadditief was 3-NOP (3-nitro-oxy-propanol), ontwikkeld door DSM. De verbinding drukt de methaanproductie in de pens door te voorkomen dat bijproducten uit de fermentatie, H2 en CO2, worden omgezet in methaan. DSM voerde ondertussen al 25 proeven uit met wetenschappelijke instituten over de hele wereld, waaruit blijkt dat het gebruik van Bovaer de methaanuitstoot 20 - 40% reduceert. Uit eerdere proeven bleek dat slechts 60 mg 3-NOP per kg DS voeder voldoende is om de methaanuitstoot aanzienlijk te verminderen. Het additief kan gemakkelijk in de juiste concentratie in een mineralenkern worden gemengd.
Onderzoek in de melkveestal
Onderzoekers onderzochten het effect van 3-NOP op een commercieel melkveebedrijf, onderdeel van de Danone Belgium Melk Collectie. De kudde van 256 melkkoeien werd gelijkmatig verdeeld in 2 groepen (mét 3-NOP en controle) en deze werden verder verdeeld in een hoogproductieve en een laagproductieve groep. De drempelwaarde voor de melkproductie was 30 kg per dag en een minimum van 100 DIM. De proef duurde 569 opeenvolgende dagen om ten minste een volledige lactatie te bestrijken.
De koeien kregen ad libitum een gedeeltelijk gemengd rantsoen (PMR), hoofdzakelijk bestaande uit ingekuilde maïs en gras, geperste bietenpulp, granen, bierdraf en koolzaadschroot. Daarnaast werd via krachtvoerautomaten gedurende de hele lactatie een evenwichtig krachtvoer verstrekt en een hoog energetisch type tijdens de lactatiepiek. 3-NOP werd toegediend in het mineralenmengsel in het PMR rantsoen en in beide krachtvoersoorten.
Resultaten in de melkveestal: Emissies
Aangezien het gebruik van 3-NOP met 60 ppm per kg DMI in onderzoeksfaciliteiten wezen op een potentiële vermindering van de methaanuitstoot tot 40 %, waren de verwachtingen hooggespannen. De resultaten op het commercieel bedrijf kwamen echter iets lager uit. De enterische methaanuitstoot per koe was 18,3 % lager bij koeien met supplement dan bij koeien in de controlegroep. In gram methaan per kg FPCM, resulteerde 3-NOP verstrekking in een vermindering met 15,5 %. De toevoeging van 3-NOP verhoogde de emissie van waterstofgas (H2) met 111 %. De emissie van CO2 werd niet beïnvloed (tabel 1).
Het was niet duidelijk of het lager dan verwachte effect werd veroorzaakt door problemen met het voeren van de beoogde concentratie van het additief. Ook bevatte het PMR in deze proef koolzaadschroot en bierdraf, waarvan bewezen is dat ze de methaanuitstoot verminderen. Dit kan de reductie van de methaanuitstoot beïnvloed hebben. Vergelijkbare koeien in andere proeven hebben een gemiddelde methaanuitstoot van 21,1 g/kg DMI bij, terwijl dit in de controlegroep op dit bedrijf 19,1 g/kg DMI was. Dit kan er inderdaad op wijzen dat het koolzaadschroot en de bierdraf de methaanemissie al verminderden.
Resultaten in de melkveestal: DMI en productie
De gemiddelde DMI van de koeien met 3-NOP was altijd lager dan die van de controlekoeien. Voor de hoogproductieve groep was dit verschil echter niet significant. De voerefficiëntie (FPCM/DMI) was significant hoger bij koeien uit de groepen met een lage productie, terwijl er geen significant effect op de voerefficiëntie werd waargenomen bij koeien met een hoge productie. Een enkele keer tijdens de proefperiode aten een of meer productiegroepen alle PMR in de kribbe op vóór het volgende voedertijdstip. Dit kan ertoe geleid hebben dat de koeien niet hun volledige potentiële DMI opnamen.
De melkproductieparameters over de proefperiode waren niet significant verschillend tussen koeien mét 3-NOP en de controlegroep. Alleen het eiwitgehalte in de melk van de koeien met 3-NOP lag iets hoger. Opsplitsing van de lactatie in drie perioden (vroege, midden en late lactatie) bracht enkele significante verschillen aan het licht tussen koeien met supplement en de controlekoeien. In de vroege lactatie (5 - 80 DIM) produceerden koeien met supplement minder FCPM. Tijdens de late lactatie (201 - 400 DIM) was het precies andersom en produceerden de koeien met supplement meer FPCM. Zo werd het negatieve effect begin lactatie gecompenseerd door de persistentere productie eind lactatie.
Tijdens de proef werd de melk van de koeien met supplement en die van de controlekoeien regelmatig afzonderlijk verzameld, opgeslagen en geanalyseerd. De melksamenstelling bleek niet verschillend wat betreft lactose, eiwit, mineralenprofiel, vetzuursamenstelling en micro-componenten (melkzuur, citroenzuur, ureum en bepaalde vluchtige bestanddelen). Melk van koeien die 3-NOP hadden gekregen, werd ook gebruikt voor yoghurt proeven na validering van de voedselveiligheid door de autoriteiten. Enkele kleine verschillen werden vastgesteld: een hoger melkvetgehalte (gemiddeld + 0,2 %), een hoger droge stofgehalte (gemiddeld + 0,3 %) en iets grotere vetglobulen (+0,1 μm). Deze verschillen hadden geen invloed op de verwerkbaarheid of de kwaliteit van de yoghurt (textuur, zuurtegraad of smaak).
Tabel 1. Resultaten van de 3-NOP proef op een commercieel melkveebedrijf
|
Behandeld |
Controle |
||||
|
Parameter |
Vóór |
Tijdens |
Vóór |
Tijdens |
p-waarde |
|
FPCM (kg/dag) |
31,4 |
30,6 |
31,7 |
30,9 |
0,9114 |
|
Eiwit (%) |
3,53 |
3,6 |
3,51 |
3,53 |
0,0007 |
|
Vóór |
Controle |
Effect (%) |
p-waarde |
||
|
Methaan (g/dag) |
321 |
393 |
-18,3 |
< 0,001 |
|
|
Koolstofdioxide (g/dag) |
12 951 |
12 988 |
-0,29 |
0,7338 |
|
|
Waterstof (g/day) |
4,98 |
2,32 |
+110,72 |
< 0,001 |
|
|
Methaan/DMI (g/kg) |
16,2 |
19,1 |
-14,89 |
< 0,001 |
|
|
Methaan/FPCM (g/kg) |
11,7 |
13,9 |
-15,45 |
< 0,001 |
|
Uitdagingen in de melkveestal
Onderzoek op een commercieel bedrijf is een uitdaging. Het dagelijks management kan conflicteren met de proefopzet en de omstandigheden in de stal of de kudde kunnen meer verschillen dan statistisch aanvaardbaar is. Tijdens deze proef stuitten de onderzoekers op tal van problemen die aantonen hoe moeilijk het is bruikbare data te verzamelen in een praktijksituatie. Hierdoor kunnen de bevindingen van het onderzoek niet gemakkelijk naar andere situaties vertaald worden.
Zo was er bijvoorbeeld een hoge bezettingsgraad in de stal omdat de veehouder plande de stal uit te breiden. Hij hield de koeien langer aan, wat resulteerde in langere lactaties en hoger gemiddeld DIM. De hoge bezettingsgraad kan de resultaten vertekend hebben, hoewel alle groepen erdoor werden beïnvloed. Tijdens de proef waren er ook perioden van verhoogde gezondheidsproblemen. Hierdoor werd de proef onderbroken en moesten metingen van methaanemissies worden uitgesteld.
Een grote variabiliteit en mogelijke fouten bij het mengen en wegen van voer, variabele groepsgroottes en een PMR-opname die alleen op groepsniveau werd gemeten, maakten het onmogelijk de dagelijkse opname van 3-NOP per koe te schatten. Bovendien bleek uit steekproeven dat de 3-NOP-concentraties in het rantsoen, het mineraalmengsel en het krachtvoer voortdurend laag waren. Om dit probleem op te lossen kregen alle koeien vanaf dat moment 3-NOP in een hogere concentratie in het mineraalmengsel. Het gevolg was dat de dagelijkse 3-NOP-opname per koe en de concentratie in het totale voer tijdens de proefperiode varieerden en vaak onder de streefwaarde lagen. De analyse van de resultaten werd aangepast om met deze variabele resultaten om te gaan.
Conclusies
Het onderzoek naar het effect van 3-NOP (Bovaer) op de methaanemissie op een commercieel melkveebedrijf bleek een hele uitdaging te zijn. Managementroutines en -beslissingen conflicteerden met de proefopzet en de variabele aard van een melkveestapel leidde tot veel onverwachte hindernissen. Dit maakt het moeilijker om uit deze proef algemene conclusies te trekken voor andere melkveebedrijven. Het leverde echter wel een aantal nuttige inzichten op! Zo bevestigde de proef het potentieel van 3-NOP om de methaanuitstoot bij melkkoeien met een aanzienlijk percentage (-18%) te verminderen, zonder noemenswaardige gevolgen voor de productieparameters.
Goede samenwerking tussen verschillende partijen, zoals ILVO, DSM en DANONE, is essentieel om de opportuniteiten sneller te benutten. Verder onderzoek waarin rekening wordt gehouden met de uitdagingen die in deze proef aan het licht kwamen, moet het mogelijk maken het volledige potentieel van het additief aan te tonen.
