Gesimuleerde methaanemissie op
Koeien&Kansen-bedrijven
The
ma:
In
teg
ral
e a
anp
ak
van
gas
vor
mig
e e
mis
sie
s
van
de
ve
eho
ude
rij.
Dit pro jec t is ui tge voe rd bin nen he t T hem a ‘I nte gra le aan pak van g asv orm ige em iss ies va n d e v eeh oud erij ’ v an het Clu ste r M est en M ine ral en. D it The ma is bed oel d o m d e ove rhe id te ond ers teu nen in he t f orm ule ren va n e ffe ctie f en bre ed ged rag en bel eid g eric ht op het te rug drin gen van g asv orm ige em iss ies . H et ond erz oek da t b inn en het The ma wor dt uitg evo erd is da n o ok voo ral g eric ht op die bel eid son der ste une nde ro l e n is on der te ve rde len in : - Bel eid sve rni euw end e s tud ies en ve rke nni nge n; - Ver ken nin gen va n b ele mm erin gen en st im ula nse n b ij b oer en ron d b est aan de maa tre gel en en van da aru it het sa men ont wik kel en van ni euw e o plo ssi nge n; - Ont wer p v an mee t- e n m oni tor ing ssy ste men vo or gas vor mig e e mis sie s, zow el v oor to epa ssi ng op de boe rde rij als vo or bel eid sev alu atie s o p la nde lijk e s cha al. Het m ini ste rie va n L and bou w, Nat uur beh eer en Voe dse lkw alit eit fin anc ier t h et The ma. De vol gen de ins titu ten zi jn bet rok ken bi j d e u itv oer ing : A nim al Sci enc es Gro up, A LTE RRA , P lan t R ese arc h In ter nat ion al, LEI en lee rst oel gro ep Die rvo edi ng van W age nin gen U niv ers ite it, al len ond erd eel va n W age nin gen U R. Mee r in for mat ie ove r h et pro jec t k unt u vin den op de w ebs ite s ww w.s tal em iss ies .nl en w ww .ke nni son lin e.w ur.n l e n b ij: And ré Ban nin k M ich el Sm its AS G, Div isi e V eeh oud erij AS G, Div isi e V eeh oud erij Pos tbu s 6 5 Po stb us 65 820 0 A B L ely sta d 8 200 A B L ely sta d and re. ban nin k@ wur .nl m ich el.s mits @w ur.n l Pro jec tnu mm er: B 05-4-1 _2In het project Koeien&Kansen zijn gegevens verzameld voor de opname en de samenstelling
van het rantsoen van melkvee en zijn metingen verricht aan uitstoot van methaan uit stallen.
Met een simulatiemodel is de invloed van de voeding op de methaanemissie op deze
praktijkbedrijven geanalyseerd. Het model beschrijft op gedetailleerde wijze het mechanisme
van de microbiële activiteit in de pens en de wijze waarop methaan wordt gevormd, zodat de
hoeveelheid kan worden berekend.
Voorspelling Koeien&Kansen
Gemiddeld is voor de volledige set Koeien&Kansen-bedrijven een MCF geschat van 5,5%. Dit ligt onder de huidige IPCC-inschatting van 6,0% voor hoogproductief melkvee. Hoewel de literatuur goede empirische relaties meldt voor de invloed van ruwvoer versus krachtvoer, celwandrijkmateriaal (NDF) versus snel-fermenteerbare koolhydraten (suikers en zetmeel), laten figuren 2a & 2b zien dat een dergelijke invloed in de huidige analyse niet duidelijk naar voren komt. De remmende invloed op de methaanemissie door een vervanging van suikers door zetmeel, zoals gesimuleerd voor één enkel bedrijf (gesloten symbool in figuur 2) wordt niet gereproduceerd in deze simula-tieresultaten wanneer met alle voedingsgerelateerde invloeds-factoren tegelijkertijd rekening is gehouden.
Conclusies
• Bij monitoring onder praktijkomstandigheden komt het effect van voedingsfactoren die een vermindering teweeg kunnen brengen niet duidelijk naar voren, omdat dit gemaskeerd wordt door de vele verschillen in voeding en productieomstandigheden.
• Er zijn goede mogelijkheden om de methaanuitstoot via de voeding te verminderen. Het dynamische simulatiemodel kan in vergelijking met meer empirische benaderingen veel beter bijdragen aan het evalueren van mogelijkheden voor maatregelen op een specifiek bedrijf.
• Het stimuleren van de melkproductie gaat samen met een verlaagde MCF; dit reducerende effect komt bovenop het effect van efficiëntere omzetting van voer in melk bij stijging van de melkproductie.
4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
ratio zetmeelopname : NDF-opname
Figuur 2. Relatie tussen de gesimuleerde methaanemissie (als % van de GE
opname, MCF) en (A) de verhouding tussen suikers- en zetmeelopname en (B) de verhouding tussen zetmeelopname en de opname van celwanden (NDF) voor elf Koeien&Kansen-bedrijven. Het gesloten symbool geeft het bedrijf weer, waarvoor een gevoeligheidsanalyse is uitgevoerd (zie figuur 1).
Figuur 1 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 referentie (beste schatting) 100% zetmeel 100% oplosbare koolhydraten 100% zetmeel & pH=5,8 100% oplosbare koolhydraten& pH=5,8 pH=6,4 referentie pH=6,1 pH=5,8 pH=5,4
Figuur 1. Gesimuleerde invloed van het type koolhydraat en de pH van pensinhoud op de
methaanvorming in de pens van melkvee op een geselecteerd Koeien&Kansen-bedrijf (de referentie geeft de meest reële inschatting weer voor dat bedrijf)
Kenmerken
Koeien&Kansen-bedrijven
Van elf bedrijven waren gegevens beschikbaar. De bedrijven varieerden sterk in hun bedrijfsvoering qua voersamenstelling (vers gras, graskuil, snijmaïs en krachtvoer). Gemiddeld werd tijdens de meetperiodes 20,6 kg drogestof per koe per dag (SD = 1,7) gevoerd. Daarvan was het aandeel snijmaïs gemiddeld 33,7% (SD = 10,2) en het aandeel krachtvoer gemiddeld 25,7% (SD = 7,5).
Simulatie invloed voerfactoren
Het simulatiemodel houdt niet alleen rekening met drogestof-opname en de chemische samenstelling van het rantsoen (suikers, zetmeel, NDF, ruw eiwit, overige ongedefinieerde organische stof) maar eveneens met de afbraakkarakteristieken van zetmeel, ruw eiwit en NDF, en sterk bepalende factoren zoals de passagesnelheid van de pensinhoud, het volume en de mate van verzuring van de pensinhoud. Deze laatste hangt sterk samen met het niveau van melkproductie en voeropname. Voor één Koeien&Kansen-bedrijf is een gevoeligheidsanalyse uitgevoerd voor het effect van suikers en zetmeel en van de mate van verzuring van de pensinhoud op de gesimuleerde methaanemissie. De resultaten van deze analyse (figuur 1) tonen aan dat een vervanging van suikers door zetmeel (mogelijk te realiseren door aanpassingen in zowel krachtvoer als ruwvoer) en een meer verzuurde pens (te realiseren door hogere voeropnames en meer krachtvoer verstrekken) samengaan met een sterke vermindering van de methaanuitstoot met meer dan 15% en een verschuiving van de Methaan Conversie Factor (MCF, % van bruto energie (GE) opname die in methaan wordt omgezet) van 6,5% naar minder dan 5,5%. Deze verschuiving komt voor de huidige gemiddelde Nederlandse melkkoe overeen met 18 kg methaan per koe per jaar.
Vervolg
Onderzoekers van ASG en Wageningen Universiteit gaan het huidige model toepassen om effecten van voermaatregelen op de methaanuitstoot in te schatten. Hiervoor zullen zij de meest recente gegevens van methaanuitstootmetingen op Koeien&Kansen-bedrijven gebruiken. Daarnaast gaan ze de invloed van managementmaatregelen op melkveehouderijbedrijven doorrekenen om melkveehouders en beleidsmakers te ondersteunen bij het verminderen van de uitstoot van overige broeikasgassen. Momenteel breiden ze het model uit met een beschrijving van de verteringsprocessen in de dunne darm en de
fermentatieprocessen in de dikke darm. Deze laatste draagt eveneens bij aan de vorming van methaan, echter de mate waarin is nog onzeker en waarschijnlijk sterk afhankelijk van de gebeurtenissen in de pens en dunne darm.
4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 0 0,2 0,4 0,6 0,8
In het project Koeien&Kansen zijn gegevens verzameld voor de opname en de samenstelling
van het rantsoen van melkvee en zijn metingen verricht aan uitstoot van methaan uit stallen.
Met een simulatiemodel is de invloed van de voeding op de methaanemissie op deze
praktijkbedrijven geanalyseerd. Het model beschrijft op gedetailleerde wijze het mechanisme
van de microbiële activiteit in de pens en de wijze waarop methaan wordt gevormd, zodat de
hoeveelheid kan worden berekend.
Voorspelling Koeien&Kansen
Gemiddeld is voor de volledige set Koeien&Kansen-bedrijven een MCF geschat van 5,5%. Dit ligt onder de huidige IPCC-inschatting van 6,0% voor hoogproductief melkvee. Hoewel de literatuur goede empirische relaties meldt voor de invloed van ruwvoer versus krachtvoer, celwandrijkmateriaal (NDF) versus snel-fermenteerbare koolhydraten (suikers en zetmeel), laten figuren 2a & 2b zien dat een dergelijke invloed in de huidige analyse niet duidelijk naar voren komt. De remmende invloed op de methaanemissie door een vervanging van suikers door zetmeel, zoals gesimuleerd voor één enkel bedrijf (gesloten symbool in figuur 2) wordt niet gereproduceerd in deze simula-tieresultaten wanneer met alle voedingsgerelateerde invloeds-factoren tegelijkertijd rekening is gehouden.
Conclusies
• Bij monitoring onder praktijkomstandigheden komt het effect van voedingsfactoren die een vermindering teweeg kunnen brengen niet duidelijk naar voren, omdat dit gemaskeerd wordt door de vele verschillen in voeding en productieomstandigheden.
• Er zijn goede mogelijkheden om de methaanuitstoot via de voeding te verminderen. Het dynamische simulatiemodel kan in vergelijking met meer empirische benaderingen veel beter bijdragen aan het evalueren van mogelijkheden voor maatregelen op een specifiek bedrijf.
• Het stimuleren van de melkproductie gaat samen met een verlaagde MCF; dit reducerende effect komt bovenop het effect van efficiëntere omzetting van voer in melk bij stijging van de melkproductie.
4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7
ratio zetmeelopname : NDF-opname
Figuur 2. Relatie tussen de gesimuleerde methaanemissie (als % van de GE
opname, MCF) en (A) de verhouding tussen suikers- en zetmeelopname en (B) de verhouding tussen zetmeelopname en de opname van celwanden (NDF) voor elf Koeien&Kansen-bedrijven. Het gesloten symbool geeft het bedrijf weer, waarvoor een gevoeligheidsanalyse is uitgevoerd (zie figuur 1).
Figuur 1 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 referentie (beste schatting) 100% zetmeel 100% oplosbare koolhydraten 100% zetmeel & pH=5,8 100% oplosbare koolhydraten& pH=5,8 pH=6,4 referentie pH=6,1 pH=5,8 pH=5,4
Figuur 1. Gesimuleerde invloed van het type koolhydraat en de pH van pensinhoud op de
methaanvorming in de pens van melkvee op een geselecteerd Koeien&Kansen-bedrijf (de referentie geeft de meest reële inschatting weer voor dat bedrijf)
Kenmerken
Koeien&Kansen-bedrijven
Van elf bedrijven waren gegevens beschikbaar. De bedrijven varieerden sterk in hun bedrijfsvoering qua voersamenstelling (vers gras, graskuil, snijmaïs en krachtvoer). Gemiddeld werd tijdens de meetperiodes 20,6 kg drogestof per koe per dag (SD = 1,7) gevoerd. Daarvan was het aandeel snijmaïs gemiddeld 33,7% (SD = 10,2) en het aandeel krachtvoer gemiddeld 25,7% (SD = 7,5).
Simulatie invloed voerfactoren
Het simulatiemodel houdt niet alleen rekening met drogestof-opname en de chemische samenstelling van het rantsoen (suikers, zetmeel, NDF, ruw eiwit, overige ongedefinieerde organische stof) maar eveneens met de afbraakkarakteristieken van zetmeel, ruw eiwit en NDF, en sterk bepalende factoren zoals de passagesnelheid van de pensinhoud, het volume en de mate van verzuring van de pensinhoud. Deze laatste hangt sterk samen met het niveau van melkproductie en voeropname. Voor één Koeien&Kansen-bedrijf is een gevoeligheidsanalyse uitgevoerd voor het effect van suikers en zetmeel en van de mate van verzuring van de pensinhoud op de gesimuleerde methaanemissie. De resultaten van deze analyse (figuur 1) tonen aan dat een vervanging van suikers door zetmeel (mogelijk te realiseren door aanpassingen in zowel krachtvoer als ruwvoer) en een meer verzuurde pens (te realiseren door hogere voeropnames en meer krachtvoer verstrekken) samengaan met een sterke vermindering van de methaanuitstoot met meer dan 15% en een verschuiving van de Methaan Conversie Factor (MCF, % van bruto energie (GE) opname die in methaan wordt omgezet) van 6,5% naar minder dan 5,5%. Deze verschuiving komt voor de huidige gemiddelde Nederlandse melkkoe overeen met 18 kg methaan per koe per jaar.
Vervolg
Onderzoekers van ASG en Wageningen Universiteit gaan het huidige model toepassen om effecten van voermaatregelen op de methaanuitstoot in te schatten. Hiervoor zullen zij de meest recente gegevens van methaanuitstootmetingen op Koeien&Kansen-bedrijven gebruiken. Daarnaast gaan ze de invloed van managementmaatregelen op melkveehouderijbedrijven doorrekenen om melkveehouders en beleidsmakers te ondersteunen bij het verminderen van de uitstoot van overige broeikasgassen. Momenteel breiden ze het model uit met een beschrijving van de verteringsprocessen in de dunne darm en de
fermentatieprocessen in de dikke darm. Deze laatste draagt eveneens bij aan de vorming van methaan, echter de mate waarin is nog onzeker en waarschijnlijk sterk afhankelijk van de gebeurtenissen in de pens en dunne darm.
4,0 4,5 5,0 5,5 6,0 6,5 0 0,2 0,4 0,6 0,8
Ges
im
ule
erd
e m
eth
aan
em
iss
ie
op
en
rijv
bed
en-
ans
&K
ien
Koe
Thema: Integrale aanpak van gasvormige emissies
van de veehouderij.
Dit project is uitgevoerd binnen het Thema ‘Integrale aanpak van gasvormige emissies van de veehouderij’ van het Cluster Mest en Mineralen. Dit Thema is bedoeld om de overheid te ondersteunen in het formuleren van effectief en breed gedragen beleid gericht op het terugdringen van gasvormige emissies. Het onderzoek dat binnen het Thema wordt uitgevoerd is dan ook vooral gericht op die beleidsondersteunende rol en is onder te verdelen in: - Beleidsvernieuwende studies en verkenningen;
- Verkenningen van belemmeringen en stimulansen bij boeren rond bestaande maatregelen en van daaruit het samen ontwikkelen van nieuwe oplossingen;
- Ontwerp van meet- en monitoringssystemen voor
gasvormige emissies, zowel voor toepassing op de boerderij als voor beleidsevaluaties op landelijke schaal.
Het ministerie van Landbouw, Natuurbeheer en Voedselkwaliteit financiert het Thema.
De volgende instituten zijn betrokken bij de uitvoering: Animal Sciences Group, ALTERRA, Plant Research International, LEI en leerstoelgroep Diervoeding van Wageningen Universiteit, allen onderdeel van Wageningen UR.
Meer informatie over het project kunt u vinden op de websites www.stalemissies.nl en www.kennisonline.wur.nl en bij:
André Bannink Michel Smits
ASG, Divisie Veehouderij ASG, Divisie Veehouderij Postbus 65 Postbus 65
8200 AB Lelystad 8200 AB Lelystad andre.bannink@wur.nl michel.smits@wur.nl
