место для водопоя коров
Это обусловлено увеличением концентрации в атмосфере парниковых газов, что связано в значительной степени с активной деятельностью человека. Рост концентрации этих газов в атмосфере усиливает парниковый эффект и приводит к росту средней температуры земной поверхности со значительными региональными вариациями.
Основным парниковым газом считается углекислый газ (СО 2), рост концентрации которого в атмосфере Земли в последние годы составляет более 14 млрд. Т в год. Метан является вторым по влиянию на эффект потепления парниковым газом. Его вклад в парниковый эффект составляет около 30% от величины, принятой для углекислого газа. Концентрация метана в атмосфере Земли за последние 200 лет выросла более чем вдвое. В 60-70-е годы количество метана в атмосфере росла со скоростью 1% в год, напрямую объяснялось хозяйственной деятельностью человека. В течение последнего десятилетия скорость роста концентрации метана несколько замедлилась и составляет около 0,6%, или примерно 30 млн. Т / год.
Основными источниками образования метана считаются болота, рисовые поля и жвачные животные. На долю этих источников приходится более половины всего метана, который попадает в атмосферу. Количество метана, выделяющегося из рисовых полей и жвачных животных, напрямую зависит от хозяйственной деятельности человека. В частности, что касается жвачных животных, то почти 75% метана выделяет крупный рогатый скот. Если учесть, что общее количество КРС в мире составляет около 1018000000. Голов, и каждое животное ежедневно выделяет в среднем 250 л метана, или 65 кг / год. Таким образом, масштабы выделения метана в атмосферу жвачных животных являются ощутимыми.
Как образуется такой метан?
Метан, продуцирующие жвачные животные, по происхождению относят к бактериальному. Особенность строения пищеварительного тракта жвачных, наличие в их преджелудках, в частности в рубке, симбиотических бактерий и простейших позволяет этому виду животных эффективно усваивать питательные вещества грубых и сочных кормов. Микроорганизмы передшлункив в процессе своей жизнедеятельности кроме продуктов, которые животное-хозяин использует как пластический и энергетический материал для своей жизнедеятельности, производят значительное количество газов, выделяемых в окружающую среду.
В течение суток взрослое животное (КРС) выделяет около 1000 л газов, среди которых на СО 2 приходится 46-77%, а на СН 4 — 23-50%. Количественный и качественный состав образованных газов, в первую очередь, зависит от вида корма, интенсивности ферментативных процессов в рубце, возраста, физиологического состояния, уровня и направления продуктивности животного. Следует отметить, что сам процесс образования метана достаточно энергозатратным, потери энергии корма составляют от 2 до 12%, что считается одной из основных потерь при кормлении жвачных животных. Метан же, который образуется путем ферментации, не используется животным для нужд организма, а выделяется в окружающую среду, пополняя концентрацию в атмосфере уже как парниковый газ.
Среди всех микроорганизмов рубца отдельную группу составляют метаногенная архебактерии, которые способны производить метан. Метаногенная архебактерии в экосистеме рубца всех видов жвачных животных являются основными водород-Утилизируя бактериями, а как известно, водород является сильным ингибитором некоторых групп микроорганизмов, в т.ч. целлюлозолитических бактерий. Установлено, что скорость образования метана напрямую зависит от концентрации водорода, растворенного в рубцовой жидкости. Наиболее универсальным источником углерода и энергии для метанобразующих бактерий является газовая смесь Н 2 и СО 2, оптимальное соотношение которых для синтеза метана является 80:20. Использование водорода метаногенами также влияет и на рост нецелюлолитичних бактерий, которые играют важную роль в образованные летучих жирных кислот (ЛЖК), изменение соотношения которых имеет в экосистеме рубца важное значение для животного-хозяина, в частности, направления продуктивности. Кроме смеси, смесь Н 2 и СО 2, метаногенная бактерии способны синтезировать метан также и из других субстратов, таких как муравьиная, уксусная, пропионовая кислоты, окись углерода (II), метанол, но количество метана образования такими путями намного ниже.
Основным фактором, влияющим на образование метана в организме жвачных, является кормление животных. Можно выделить некоторые особенности кормления, которые могут повлиять на образование метана. Так, при увеличении потребления корма животными абсолютная продукция метана возрастает, однако на единицу корма количество образовавшегося метана уменьшается. Скармливания животным кормов низкого качества (от 40 до 50% переваривания энергии) проявляет незначительное влияние на продукцию метана.
Стадия зрелости кормов, способы их консервации, химическая и физическая обработка (высушивание, силосования) тоже значительно влияют на интенсивность метаногенеза в рубце жвачных животных. Образование метана возрастает при «старении» грубых кормов и при их высушивании. При силосовании зеленых кормов и химической обработке грубых кормов продукция метана в рубце жвачных уменьшается.
Корма, богатые крахмалом, которые способствуют образованию пропионата, снижают образование СН 4 в рубке, а грубые корма, богатые целлюлозой и является источником ацетата, наоборот усиливают метаногенеза. Увеличение потребления жвачных животных концентратов от 40 до 68% от количества сухого вещества кормов снижает продукцию метана, а потери энергии корма уменьшаются с 9,2 до 5,3%. Богатый на зерно рацион (90%) снижает потерю энергии корма с метаном до 2-3%, а скармливания бычка свеклы, который является источником легкоперетравних клетчатки — до 4-5%.
Переваривания протеина в рубце также сопровождается продукцией метана. Рацион животных должен содержать оптимальное количество легкорозщеплюваного протеина для обеспечения интенсивного роста бактерий. Уменьшение количества легкодоступного азота в рационе животных проявляет ингибирующее влияние, в первую очередь, на виды микроорганизмов, которые растут медленно, в частности на ЦЕЛЛЮЛОЗОЛИТИЧЕСКИХ и метаногенная бактерии.
Следует добавить, что интенсивность метаногенеза в рубце жвачных снижается также при скармливании грубых кормов, пораженных грибками (Fusarium, Epicoccum, Ulocladium, Mucor). При добавлении в рацион животных сухих дрожжей можно снизить образование метана в рубце до 30% и увеличить продукцию бактериального протеина до 23%. На интенсивность метаногенеза в рубце жвачных влияет добавление соединений, которые могут конкурировать с метаногенами за водород. Так можно использовать сульфаты, которые восстанавливаются в рубке молекулярным водородом с участием редуктаз сульфатредуцирующих бактерий. В этом случае нужно контролировать их количество в рационе животных, потому что избыток сульфатов уменьшает потребление корма.
Кроме того, снизить образование метана в рубце жвачных можно посредством введения в рацион природных сорбентов, жирных кислот, галагенопохидних соединений, антибиотиков, Ионофоры или препаратов на их основе. Возможно также использование биотехнологий.
Различные лаборатории мира проводят исследования по изучению возможности снижения образования метана жвачных животных. Сложность решения этого вопроса заключается еще и в региональных особенностях этого процесса, выражающиеся в агроэкологических условиях, где содержатся животные, видах корма и его биологической качества, не позволяет найти некий универсальный подход.
Так действительно ли коровы вызывают глобальное потепление, как иногда иронизируют средства массовой информации? Однозначного ответа дать не сможет никто. Но то, что КРС делает вклад в увеличение концентрации парниковых газов в атмосфере — факт неоспоримый.
Как снизить интенсивность этого процесса? Для решения такой задачи нужен комплексный подход. В этом должна быть заинтересована, с одной стороны, государство — для снижения эмиссии парниковых газов, в частности метана. И не только за счет уменьшения поголовья жвачных животных, но и за счет эффективного ведения животноводства субъектами хозяйствования. С другой — производители животноводческой продукции, особенно животноводческие хозяйства. Потому снижение образования метана будет способствовать более эффективному использованию кормов и снижению себестоимости продукции.