Effect op N-uitstoot

Wijzigingen in het RE-gehalte in het voeder van rundvee beïnvloeden vooral de uitscheiding van ammoniakaal stikstof (ureum in urine) en veel minder de andere stikstof-componenten (in de mest). Een overmaat aan onbestendig eiwit komt vrij in de pens en wordt via het bloed deels als ureum in de urine afgevoerd. Een hoger/lager gehalte ammoniakaal stikstof in de urine zal ook aanleiding geven tot meer/minder emissie van ammoniak via de lucht. Andere factoren (temperatuur en ventilatie, pH, reinigingssystemen, type vloer) spelen hierbij echter ook een grote rol. Een meta-analyse uit 2018 vond in wetenschappelijk onderzoek een gemiddelde verlaging van de ammoniakemissie van 17 % per % verlaging van het gehalte RE in het rantsoen.² Een meta-studie uit 2016 toonde een wijziging van 10,2 g/dag ammoniakemissie aan per % wijziging in % RE.⁵ Een verlaging van het RE-gehalte in het rantsoen zal dus vooral resulteren in een verlaagde emissie van ammoniak (gas) en minder in een verlaagd N-gehalte van de drijfmest. Bovendien is deze N minder beschikbaar voor de plant.

Op bedrijfsniveau zal een lagere input aan stikstof (bijvoorbeeld lager RE-gehalte in het rantsoen), bij gelijk blijvende output van hoogwaardig eiwit (eiwit in melk en vlees) gepaard gaan met een lagere uitstoot van stikstof naar het milieu (uitstoot N in gas of mest). Een verhoogde eiwitefficiëntie/benutting, bijvoorbeeld door een lager gehalte aan RE in het rantsoen, zal zo dus bijdragen aan een verlaagde totale eutrofiëring van het milieu. Op een lager niveau kan de uitstoot van stikstof, gestuurd door diverse andere factoren, echter in verschillende richtingen variëren.

Effect op mestafzet

In Vlaanderen wordt de mestafzet geregeld door de mestwetgeving. Het productieniveau van de melkkoeien bepaalt (op papier) de uitscheiding van N en P. Zo wordt de totale productie aan nutriënten per bedrijf berekend. Deze hoeveelheden moeten (na forfaitaire vermindering volgens het type mest) afgezet worden. Dit kan volgens forfaitaire normen, maar ook op basis van mestanalyse. Toont mestanalyse aan dat de mest bijvoorbeeld minder N bevat dan de forfaitaire waarden en de N-waarde is de beperkende factor, dan kan mogelijks meer mest (in ton/ha) afgezet worden. Wat de bemestingswaarde voor N betreft valt hier weinig winst te boeken aangezien totale hoeveelheid toegediende N gelijk blijft. Andere nutriënten kunnen door zo’n hogere bemesting (aantal ton/ha) mogelijks wel in grotere mate verstrekt worden als de verhouding met N gunstiger uitvalt.

Als een bedrijf mest dient af te zetten tegen een meerprijs (lange afstand, verwerking) kan een N-gehalte onder de forfaitaire waarde (uit analyse) ertoe leiden dat er meer tonnen mest op eigen grond kunnen worden afgezet. Aangezien de forfaitaire productie (totale hoeveelheid te plaatsen nutriënten) niet wijzigt zal er dus wel nog steeds evenveel N extern moeten afgezet worden. Aangezien analyse aantoont dat het N-gehalte onder de forfaitaire norm ligt, moeten er zo mogelijks zelfs meer tonnen mest extern afgezet worden (aan de hogere kostprijs). Het lagere N-gehalte dreigt zo aanleiding te geven tot hogere kosten van zowel de interne als de externe mestafzet. Daarnaast is het niet ondenkbaar dat door deze benaderingswijze fictieve mest ontstaat die enkel op papier terug te vinden is of mest in de kelder zit die op papier niet bestaat.
 

Info uit publicaties

Goed gebalanceerde rantsoenen voor melkkoeien met 164 g RE /kg DS  of 26,4 g N/kg DS maximaliseren de melkproductie, in dit onderzoek 3,5 % FCM: 34,6 kg/dag, met minimale urinaire N-excretie. Lagere RE-gehaltes kunnen de productie negatief beïnvloeden. Hogere RE-gehaltes in het rantsoen resulteren niet in een hogere N-excretie in de melk, geen of slechts een beperkte verhoging van de N-excretie in de feces en hoofdzakelijk in een verhoging van de N-excretie als ureum in de urine. Als er extra eiwit als bestendig eiwit wordt gevoederd bestaat wel de mogelijkheid dat het N-gehalte van de feces verhoogt doordat een groter deel van het eiwit niet verteerd wordt (zeker in snelle rantsoenen). Urease in de feces, planten en bodem zetten ureum snel om in ammoniak (NH3), dat in evenwicht met ammonium (NH₄⁺¹) en in functie van de pH meer of minder zal vervluchtigen. Een hogere pH in de drijfmest gaat bijvoorbeeld gepaard met een hogere uitstoot van N als ammoniak. De uitstoot van N onder vorm van ammoniak varieert op melkveebedrijven van 20 tot 55 %. Onderzoek illustreerde dat de emissie van ammoniak-N uit mengmest bij koeien gevoederd met een hoog-eiwitrantsoen (18 % RE), met 68 g/koe/dag  ruim 3 keer hoger lag dan bij koeien gevoederd met een laag-eiwitrantsoen (12 % RE). Bij vaste mest was effect nog groter met een factor 4,5.^{1, 2, 3, 4, 5, 8, 9}

Een verlaagd gehalte RE in het rantsoen zou de N-uitstoot als ammoniak met 17 tot 31 % kunnen verlagen. In Amerikaans onderzoek uit 2011 lagen de N-gehaltes van feces (4,12 g N/kg) en urine (5,77 g N/l) van koeien onder laag-eiwit-rantsoen (15,5 % RE) lager dan van koeien onder hoog-eiwit-rantsoen (16,8 % RE, feces 4,24 g N/kg en urine 8,65 g N/l). Vooral de hoeveelheid N die als ureum in de urine aanwezig was, lag met 5,82 g/l bij de hoog-eiwit-rantsoengroep een stuk hoger dan de 1,72 g ureum-N bij de laag-eiwit-groep. Daarnaast was ook de pH van feces en urine van de hoog-eiwit-groep hoger.1 In Frans onderzoek was de uitscheiding van N via de feces en urine respectievelijk 159 en 65 g/dag (11,12 g/kg DS en 6,31 g/l) voor een laag-eiwitgroep (12 % RE) en 163 en 243 g/dag (10,59 g/kg DS en 14,46 g/l) voor een hoog-eiwitgroep (18 % RE). De efficiëntie van het stikstof gebruik kwam voor beide groepen respectievelijk op 31 en 22 %.⁴ Beide onderzoeken bevestigen duidelijk dat variatie in RE-gehalte vooral een impact heeft op N-excretie in de urine in de vorm van ureum.

Het Amerikaans onderzoek toonde verder ook aan dat na bemesting met drijfmest (mengsel feces en urine) het ammoniakverlies hoofdzakelijk plaatsvindt in de eerste 48 uur na bemesting. Het verlies van ammoniak-stikstof was bij drijfmest van het hoog-eiwit-rantsoen na 48 uur gemiddeld ook ruim dubbel zo groot als bij het laag-eiwit-rantsoen. Van de totale hoeveelheid N aangewend ging van de hoog-eiwit-groep 15 % verloren (laag-eiwit-groep 9 %). In de praktijk zal dit verschil minder uitgesproken zijn aangezien tijdens het mengen en opslaan van de mest ook al een (groot) deel van de N als ammoniak zal vervluchtigen. Hoewel laag-eiwit-rantsoenen de N-excretie via de urine (en zo dus ammoniak) verminderen leveren ze mest op die in de bodem minder plantbeschikbaar N oplevert dan mest van hoog-eiwit-rantsoenen. Deze laatste levert in de bodem grotere concentraties ammonium (NH₄⁺) en anorganische N-verbindingen. Tot slot bepaalt ook het bodemtype deels in welke mate N-verlies onder ammoniakale vorm plaatsvindt.^{1, 8}

Gerelateerd

• Vraag/Antwoord: Schuimvorming op mest
• Vraag/Antwoord: Mechanisch scheiden van drijfmest
• Vraag/Antwoord: Strooisel voor diepstrooiselboxen
• Vraag/Antwoord: Ventilatie melkveestallen

Nog vragen?

Bronnen:

¹ Dietary Crude Protein and Tannin Impact Dairy Manure Chemistry and Ammonia Emissions from Incubated Soils. J. M. Powell, M. J. Aguerre, and M. A. Wattiaux. J. Environ. Qual. 40:1767–1774 (2011)
² Evaluating the potential of dietary crude protein manipulation in reducing ammonia emissions from cattle and pig manure: A meta-analysis. Erangu Purath Mohankumar Sajeevn Barbara Amonn, Christian Ammon, Werner Zollitsch, Wilfried Winiwarter. Nutr Cycl Agroecosyst (2018) 110:161–175
³ Influence of diet and manure management on ammonia and greenhouse gas emissions from dairy barns. N. Edouard, A. Charpiot, P. Robin, E. Lorinquer, J.-B. Dollé and P. Faverdin. Animal, page 1 of 10 © The Animal Consortium 2019
⁴ Low degradable protein supply to increase nitrogen efficiency in lactating dairy cows and reduce environmental impacts at barn level. N. Edouard, M. Hassouna, P. Robin and P. Faverdin. Animal (2016), 10:2, pp 212–220 © The Animal Consortium 2015
⁵ Nutritional and Environmental Effects on Ammonia Emissions from Dairy Cattle Housing: A Meta-Analysis. Adeline Bougouin, April Leytem, Jan Dijkstra, Robert S. Dungan, and Ermias Kebreab. J. Environ. Qual. 45:1123–1132 (2016)
⁶ Milk Production and Nitrogen Excretion of Dairy Cows Fed Different Amounts of Protein and Varying Proportions of Alfalfa and Corn Silage. E. B. Groff and Z. Wu. J. Dairy Sci. 88:3619–3632
⁷ Nutrient digestibility, nitrogen excretion, and milk production of mid-lactation Jersey × Friesian cows fed diets containing different proportions of rumen-undegradable protein. ABDUR REHMAN, MUHAMMAD ARIF, MUHAMMAD SAEED, ABDUL MANAN, ADHAM AL-SAGHEER, MOHAMED E. ABD EL-HACK, AYMAN A. SWELUM & ABDULLAH N. ALOWAIMER. An Acad Bras Cienc (2020) 92(Suppl. 1) e20180787
⁸ Protein Content in Dairy Cattle Diets Affects Ammonia Losses and Fertilizer Nitrogen Value. J. W. Paul,* N. E. Dinn, T. Kannangara, and L. J. Fisher. J. Environ. Qual. 27:528-534 (1998).
⁹ Relationship Between Content of Crude Protein in Rations for Dairy Cows and Milk Yield, Concentration of Urea in Milk and Ammonia Emissions. B. Frank and C. Swensson. J. Dairy Sci. 85:1829–1838