د فوزي أبو دنيا يكتب:إستخدام زيت الكافور لخفض غاز الميثان
مدير معهد بحوث الإنتاج الحيواني السابق
حقيقة توالد غاز الميثان في كرش الحيوانات (الكيفية الكمية الناتجة من الحيوانات المجترة المختلفة).
طبقا للهيئة الحكومية الدولية المعنية بتغير المناخ يوجد الميثان في الهواء بتركيزات تتراوح بين 5-15٪ ويعد غاز الميثان المعوي (CH4) مساهماً رئيسياً في انبعاثات غازات الاحتباس الحراري، حيث أن له قدرة احترار بيئي تبلغ 21 قدر التي يسببها غاز ثاني أكسيد الكربون، على الجانب الأخر فان إنتاج غاز الميثان في كرش الحيوانات المجترة كالأبقار والجاموس والأغنام والماعز ينتج عنه فقدان طاقة التغذية مما يؤدي إلى هدر في طاقة الغذاء أثناء الإنتاج وهذا يسبب خسائر اقتصاديه لمربى الماشية، حيث تمثل هذه الخسارة حوالى 2-15٪ من إجمالي الطاقة في علف الحيوان. وفقا لمعهد الموارد العالمية (WRI)، تتزايد انبعاثات الميثان في مصر من 133.65 مليون طن مكافئ ثاني أكسيد الكربون في عام 1990 إلى 338.61 مليون طن مكافئ ثاني أكسيد الكربون في عام 2017، بمعدل سنوي متوسط قدره 5.88٪.
كما يواجه إنتاج الحيوانات المجترة تحديات صعبة من أجل أن يقلل من انبعاثات الغازات الدفيئة مع الاستجابة للطلب الكبير على المنتجات الحيوانية المتوقع أن يزيد عن 70٪ بحلول عام 2050 نظرا لان سكان العالم من المتوقع أن يبلغ 9.6 مليار.
إن زيادة الطلب العالمي على الغذاء مع الزيادة السريعة في عدد سكان العالم بالطبع سوف يؤدى لازدياد الطلب على المنتجات الحيوانية أيضًا.
لذلك، فإنه من الواضح أن التأثير البيئي لكل وحدة من المنتجات الحيوانية سيزداد بالتابعية. وبالتالي، سيكون القطاع ضعيفًا من حيث الاستدامة البيئية. لذلك، هناك طلب كبير على تنفيذ استراتيجيات التخفيف المستدامة والفورية.
يعتبر الميثان هو أحد غازات الدفيئة الثلاثة الرئيسية، إلى جانب ثاني أكسيد الكربون وأكسيد النيتروز (N2O). الميثان غاز عديم اللون والرائحة وقابل للاشتعال وعديم الطعم وهو المكون الأساسي للغاز الطبيعي.
يوجد الميثان بشكل طبيعي في الغلاف الجوي. CH4 أخف من الهواء ولها ثقل نوعي 0.554. تبلغ كثافة غاز الميثان 0.717 م-3 / كجم، ونقطة انصهار تبلغ -187 مº، ونقطة غليان تبلغ 161 درجة مئوية. هذا الغاز غير قابل للذوبان في الماء ولكنه قابل للذوبان في المذيبات العضوية.
ينتج الميثان الطبيعي بشكل أساسي عن طريق عملية تكوين الميثان بكميات كبيرة بواسطة الماشية المجترة حيث ينتج في العام لكل رأس من خلال الأبقار من 35 الى 55 كجم، الجاموس 50 كجم، الأغنام والماعز من 5 – 8 كجم، الإبل 58 كجم، مقارنة بالحيوانات ذات المعدة الواحدة (البسيطة) كالخنازير التي تنتج في العام لكل راس 1.0 – 1.5 كجم، والخيل 18 كجم، والدواب 10 كجم. وتعتبر هذه الحيوانات مسؤولة عن 16٪ من إجمالي انبعاثات الغازات الدفيئة العالمية حيث يتم إنتاج معظم الميثان كعملية طبيعية من التخمر المعوي في كرش هذه الحيوانات، وتمثل المعادلة التالية التفاعل الذي ينتج عنه غاز الميثان
CO2 + 4H2 → CH4 + 2H2O
وتعتبر مسؤولة عن ثلث الميثان الناتج من الزراعة. ينتج الميثان في القناة الهضمية للمجترات بنسبة (87 % من الكرش، 11% من غازات المستقيم، 13% من الأمعاء، 1 -5% من المستقيم)، يخرج 95 – 99% من ميثان الكرش في التجشوء، بينما يخرج 89% من باقي ميثان القناة الهضمية خلال الرئة ونسبة 11% من المستقيم.
إلا أن هناك العديد من العوامل التي تؤثر على انبعاثات الميثان هذه من الماشية مثل، مستوى تناول العلف، نوع الكربوهيدرات في النظام الغذائي، معالجة العلف، إلخ. ويمكن أن يؤدي التلاعب (التحكم) في هذه العوامل إلى تقليل انبعاثات الميثان من الماشية.
في كرش الحيوانات المجترة يتواجد ملايين الكائنات الحية الدقيقة التي تقوم بعملية هضم ميكروبي للأعلاف ويتم هذا الهضم في ظل ظروف لاهوائية، وينتج عنه إنتاج الأسيتات والبروبيونات والبيوتيرات، التي يستخدمها الحيوان كمصدر للطاقة، بالإضافة الى ذلك يتم إنتاج ثاني أكسيد الكربون (CO2) والميثان (CH4) الذي يتم التخلص منه من خلال التجشؤ.
ترجع أهمية خفض حدة انطلاق غاز الميثان تأثيره على البصمة الكربونية، ففي إحدى الدراسة التي استمرت 18 شهرًا على الأبقار الحلابة، والتي تم فيها قياس البصمة الكربون للألبان والمنتجات اللبنية من الأبقار أوضحت أن البصمة الكربونية لكل لتر من الحليب السائل كانت 940 جم من مكافئ ثاني أكسيد الكربون. كما ينبعث حوالي 85٪ من الغازات الدفيئة في المزرعة (59٪ منها عبارة عن ميثان؛ 17٪ ثاني أكسيد الكربون و24٪ أكسيد النيتروز) في حين وجد أن عملية التصنيع مسؤولة عن 10٪ من إجمالي الانبعاثات بينما يمثل التوزيع حوالي 5٪ من إجمالي الانبعاثات وبالتالي فان المنتجات التي تتطلب كميات أكبر من الحليب يكون لها بصمة كربونية أكبر.
ثانيا: ماهي اهم النتائج التي تحصلت عليها من الدراسة الخاصة بفريقك البحثي على استخدام نبات الكافور (النسب المستخدمة – تأثيره على إنتاج الألبان – إنتاج غاز الميثان – أداء الحيوان)
على وجه العموم تهدف البحوث التي تجرى في هذا الإطار الى تقديم تحديث لممارسات الإدارة الحالية والاستراتيجيات الغذائية الجديدة المقترحة لتقليل انبعاثات الميثان من الحيوانات المجترة.
وقد تم بحث وتطبيق إستراتيجيات التخفيف من حدة إنتاج غاز الميثان على عدة محاور حيث تشمل خيارات التخفيف من انطلاق CH4 من الحيوانات المجترة العديد من الوسائل منها التلاعب بالتخمير بالكرش، أو الحد من دور الميثانوجينات والأوليات مباشرة، أو عن طريق تحويل أيونات الهيدروجين بعيدًا عن الميثانوجينات أو عن طريق إضافة البروبيوتيك، والأسيتوجينات، والبكتريوسينات، والفيروسات البدائية، والأحماض العضوية، واستخدام مصادر الدهون ومستخلصات النباتات (مثل الزيوت الأساسية) إلى النظام الغذائي، واستخدام المضادات الحيوية (مثل مونينسين والبكتريوسينات مثل نيسين)، أيونوفور ، القضاء على البروتوزوا أو التغيير في التركيب الغذائي مثل إستخدام الأعلاف عالية الجودة، وزيادة استخدام الحبوب، كما توجد طرق بيولوجية أخرى مثل التحصين، والاختيار الجيني للأبقار. هذه الاستراتيجيات الجديدة تعتبر واعدة نتيجة فاعليتها في الحد من إنتاج الميثان بواسطة أبقار الألبان.
ومع كل ذلك فإنه من المهم أيضًا تقييم استراتيجيات التخفيف من غاز الميثان من حيث الميزانية الإجمالية لغازات الاحتباس الحراري والنظر في التكلفة المرتبطة بالاستراتيجيات المختلفة. إن الفهم الأساسي للاختلافات الطبيعية في كفاءة الهضم بين الحيوانات بالإضافة إلى معرفة أفضل الميثانوجينات وتفاعلها مع الكائنات الحية الأخرى في الكرش يمكننا من استغلال إمكانات بعض استراتيجيات الحد من إنطلاق غاز الميثان.
ومن منطلق الجوانب الاقتصادية وتوفر المواد المستخدمة في البيئات المحلية للحد من انطلاق الميثان صممت هذه الدراسة للتحقيق في تأثير إستخدام مكملات زيت الكافور المحمية بشكل طبيعي في شكل أوراق (EUL) أو في صورة كبسولات البذور الناضجة الجافة المطحونة (EUS) مقارنة بزيت الكافور الخام (EUO) على الحد من انطلاق غاز الميثان في الجاموس الحلاب. وفى هذه الدراسة تم تقديم نظامًا غذائيًا موحد يحتوي على خليط الأعلاف المركزة، بالإضافة الى البرسيم الطازج، قش الأرز، وسيلاج الذرة لأربعة مجموعات من الحيوانات فيما عد المجموعات الثانية والثالثة والرابعة أضيف لغذائها 200 جم / رأس / يوم من أوراق الكافور لحيوانات المجموعة الثانية أو 200 جم / رأس / يوم من بذور الكافور لحيوانات المجموعة الثالثة أو 4 مل / رأس / يوم من زيت الكافور الخام لحيوانات المجموعة الرابعة.
أظهرت نتائج الدراسة أن إضافة مكملات نبات الكافور المحمية بشكل طبيعي في صورة أوراق أو الكبسولات بالبذور الى تحسين تخمرات الكرش بصورة كبير وخفضت من فقد نتروجين الغذاء أيضا في الكرش بالإضافة الى زيادة الأحماض الدهنية الطيارة التي تعتبر مصدر للطاقة للحيوانات المجترة كما أنها تدخل في تكوين دهن اللبن مما يزيد من الدهون في اللبن.
كما أنها تزيد من حمض اللينولينك في لبن الجاموس الذي لها القدرة على المساهمة في مقاومة الجسد لسرطان الثدي خاصة في النساء. على الجانب الآخر زادت معاملات الهضم وانخفض الفقد في الطاقة المهدورة من الغذاء عن طريق خفض انطلاق غاز الميثان في الكرش.
أظهرت الدراسة بشكل عام أن تقديم مكملات زيت الكافور المحمي بشكل طبيعي يقلل من الأثار السلبية لإضافة الزيت الخام على أداء الكائنات الدقيقة في الكرش، نظرا لان الزيت الخام له تأثير سلبي على فلورا الكرش مما يؤثر سلبا على هضم المكونات الغذائية بالعلف المقدم للحيوان على الرغم من تقليل غاز الميثان.
وبالتالي فان نتائج هذه الدراسة تقدم توصية باستخدام زيت الكافور المحمي بشكل طبيعي لتقليل انطلاق غاز الميثان وذلك للتغلب على الأثار السلبية التي تحدث نتيجة إضافة زيت الكافور الخام بغرض الحد من إنتاج الميثان مما يجعل قدر الفوائد لا يرقى الى قدر الخسائر الناجمة.
تؤكد نتائج الدراسة أنه على الرغم من أن زيت الكافور الخام يمكن أن يقلل من إطلاق الميثان في المختبر، إلا أن آثاره السلبية على عوامل التخمير في المختبر (الأحماض الدهنية الطيارة والكائنات الدقيقة بالكرش)، والألياف، وهضم البروتين، وأداء الحيوان قد تحد من استخدامه.
في ظل ظروف الدراسة الحالية، أكدت النتائج أن مكمل زيت الكافور المحمي بشكل طبيعي سواء في شكل أوراق أو كبسولات ببذور ناضجة يقلل من إطلاق غاز الميثان في المختبر بنفس كفاءة استخدام الزيت الخام (غير المحمي) وأيضًا يقلل من آثار الزيت الخام السلبية. كما أشارت النتائج المتحصل عليها إلى أن الأوراق التي تليها كبسولات البذور يمكن أن تكون خيارًا بديلاً جيدًا كما يتضح من نتائجها مقارنة باختيار مكملات الزيت الخام، خاصةً في تأثيرها على الهضم وإنتاج الحليب ومكوناته أيضًا وكذلك مكونات الدم.
أهمية تغيير أنماط تغذية الحيوانات للتخفيف من انبعاث غاز الميثان المسبب للاحتباس الحراري؟
هناك صلة مباشرة بين شدة انبعاثات غازات الدفيئة والكفاءة التي يستخدم بها المنتجون الموارد الطبيعية، أي كمية الموارد الطبيعية المستخدمة في الإنتاج الحيواني، لكل وحدة من المخرجات الصالحة للتغذية أو غير الصالحة للتغذية.
بالنسبة لأنظمة الإنتاج الحيواني، فإن انبعاثات أكسيد النيتروز والميثان وثاني أكسيد الكربون هي خسائر في النيتروجين والطاقة والمواد العضوية التي تقوض الكفاءة والإنتاجية. ولذلك فإن التدخلات الممكنة للحد من الانبعاثات تعتمد إلى حد كبير على التقنيات والممارسات التي تعمل على تحسين كفاءة الإنتاج على مستوى الحيوانات والقطيع.
في حين أن تدخلات التخفيف سوف تحتاج إلى تكييفها مع الأهداف والظروف المحلية، فإن خيارات التخفيف المتاحة حاليًا التي نوقشت في تقييم منظمة الأغذية والزراعة تشمل:
بالنسبة للحيوانات المجترة – الأبقار بشكل أساسي – يتضمن تحسين كفاءة الحيوانات والقطيع عن طريق استخدام علف وتقنيات تغذية أفضل، والتي يمكن أن تقلل الميثان (CH4) المنبعث أثناء الهضم وكذلك كمية الميثان وأكسيد النيتروز (N2O) المنطلق عن طريق تحلل الروث.
كما تساعد التدخلات المحسنة للتربية وصحة الحيوان للسماح بتقلص أحجام القطيع (مما يعني عددًا أقل من الحيوانات المنتجة).
كما أن إدارة السماد الطبيعي التي تضمن استعادة العناصر الغذائية والطاقة وإعادة تدويرها، بالإضافة إلى استخدام أجهزة توفير الطاقة، لها دور تلعبه أيضًا في التخفيف. بالإضافة إلى ذلك، يمكن أن تؤدي الإدارة الأفضل لأراضي الرعي إلى تحسين الإنتاجية وإنشاء مصارف للكربون مع إمكانية المساعدة في تعويض انبعاثات قطاع الثروة الحيوانية.
أما بالنسبة للحيوانات وحيدة المعدة – في المقام الأول تربية الدواجن توفر “التغذية الدقيقة” والتربية والرعاية الصحية الأفضل طرقًا لتقليل الانبعاثات بسبب إنتاج الأعلاف وإدارة السماد الطبيعي. إن التحول إلى مصادر الأعلاف التي يكون إنتاجها أقل استهلاكًا للطاقة، وكذا استخدام مصادر طاقة أكثر استدامة.
يعتبر تكوين النظام الغذائي (تركيب العلائق) والمستهلك من الغذاء أهم العوامل الرئيسية التي تؤثر على إنتاج الميثان بواسطة الحيوانات المجترة.
حيث تتغذى المجترات على الأعلاف الغنية بالكربوهيدرات المعقدة (الليفية) مما يتسبب في إنتاج غاز الميثان أكثر من تلك التي تتغذى على الأنظمة الغذائية المختلطة التي تحتوي على مستويات أعلى من الكربوهيدرات غير الهيكلية (سهلة التحلل) لكل وحدة من المواد المخمرة في الكرش.
يتم تفسير النتائج من خلال طرق التمثيل الغذائي المختلفة التي يمر عبرها تخمير الكربوهيدرات المختلفة والتي تؤدي إلى إنتاج أشكال مختلفة من الأحماض الدهنية الطيارة والتي تنتج معها كميات أكثر أو أقل من H2 التمثيلي الذي يعتبر الركيزة الرئيسية لإنتاج CH4.
في الواقع توجد علاقة واضحة بين قابلية هضم المادة العضوية بالأعلاف، خاصة في وجود الأعلاف المركزة أو تناول المرتفعة في النشا، ونمط تخمر الكرش وإنتاج الميثان. في العقد الماضي، تم تنفيذ عدد كبير من الأبحاث حول التركيب وخصائص التمثيل الغذائي لمجتمع كائنات الكرش المنتجة للميثان بهدف تطوير مثبطات محددة لهذه الأنواع الميكروبية.
وفى إطار اختيار أفضل الممارسات للحد من إنتاج الميثان يتم تنفيذ الإجراء بنجاح أولا في سياقات متنوعة، ثم تأتى الخطوة التالية وهي توسيع النطاق التطبيقي للممارسات التي تحقق نجاح. ويمكن إيجاز خطوات اختيار التطبيقات أو الممارسات الخاصة بخفض إنتاج الميثان من الحيوانات المجترة في الخطوات التالية:
- الجانب التجريبي: تم تنفيذ مشروع تجريبي، والخطوة التالية هي التطوير التجاري
- إثبات المفهوم: تم عرض المقياس في بيئة تجريبية، والخطوة التالية هي تجريبية.
- الاكتشاف: استكشاف المفاهيم الواعدة لإثبات المفهوم في المستقبل.
يتوفر عدد من خيارات تخفيف غاز الميثان وهي قيد التطبيق حاليًا. يبدو أنه لا يوجد خيار واحد يوفر حلاً بسيطًا ودائمًا. يعد اختيار وتربية الحيوانات منخفضة انبعاثات الميثان أحد الحلول التي تتطلب إطارًا زمنيًا أطول.
استخدام المواد الكيميائية، أيونوفور، المركبات الثانوية النباتية أو مثل هذا التطبيق يؤدي إلى تأثيرات مؤقتة على تقليل الميثان.
ومع ذلك، يجب اعتبار التلاعب الغذائي الشامل عن طريق اختيار واستخدام الأعلاف عالية الجودة، والمكملات الاستراتيجية للأعلاف، وتغيير نسبة التركيز مع التركيز بشكل خاص على تغيير تركيبة الكربوهيدرات كنهج فوري ومستدام لتخفيف الميثان من الميثان المعوي المنبعث من الحيوانات المجترة.
إن إطعام نظام غذائي يحتوي على المزيد من النشا وألياف أقل لا ينتج فقط كمية أقل من الميثان لكل كيلوغرام من العلف، بل يشكل أيضًا أساسًا لزيادة المأكول من الأعلاف وزيادة الإنتاج لكل حيوان، وبالتالي ستكون الطريقة الأكثر فعالية لتقليل إنتاج الميثان لكل كيلوجرام من اللحوم أو الحليب المنتج إلا أن هذه السبل الآن بعد الحرب الروسية الأوكرانية وارتفاع أسعار الأعلاف سوف يحد من الخيارات المستخدمة للتحكم في الغذاء لخفض إنتاج الميثان المعوي.
التحديات التي واجهت الدراسة
اعتمدت الدراسة على استخدام مواد تتوافر في البيئة المحلية ويمكن الحصول عليها بسهولة وبأسعار لا تذكر من خلال أشجار الكافور المنتشرة في مصر على الطرق والترع وبأماكن كثيرة ويمكن تجفيفها وطحنها وتخزينها لمدد طويله. كما أن المستخدم منها ضئل بشكل كبير حيث تستخدم كميات صغيرة يجعل عدم وجود تنافس على وجود هذه المواد المستخدمة.
لقد راعت الدراسة الجوانب العلمية والجوانب الاقتصادية في المواد المستخدمة لتحقيق الأهداف دون عناء أو تكاليف إضافية على مربى الماشية للمساهمة على التخفيف من حدة انطلاق غاز الميثان من الماشية دون إحداث أي أضرار جانبية على جودة الغذاء أو صحة الحيوان ولا تعكس أي مشاكل سلبية على صحة الإنسان الذي يتناول المنتجات الحيوانية للحيوانات التي تناولت هذه المواد.
بل بالعكس تتسبب هذه المواد في زيادة بعض العناصر الفاعلة في الألبان التي تحد من الإصابة بسرطان الثدي مما يجعل البان الجاموس أكثر فائدة صحية. وبالتالي لم تواجه الدراسة عقبات تؤثر على النتائج أو أداء الحيوانات خلال مدة التجربة.
الحلول العلمية الأخرى الخاصة بتقليل انبعاث غاز الميثان
هناك العديد من الطرق المستحدثة التي تستخدم في تطبيق استراتيجيات الحد من إنتاج غاز الميثان في كرش الحيوانات المجترة ومن هذه التوجهات المستخدمة، التلاعب في تخمير الكرش .
ويتم ذلك عن طريق إضافة الزيوت غير المشبعة لعلائق الحيوانات، أو إضافة أنواع النباتات المضادة لتحلل البروتين، أو عن طريق التثبيط المباشر بالكيماويات أو عن طريق إضافة النترات والكبريت أو إضافة المضادات الحيوية كما يمكن إتمام ذلك عن طريق إزالة الأوليات من الكرش أو عن طريق إضافة مستخلصات النباتات (الزيوت الأساسية – التانينات – صابونين).
على الجانب الآخر هناك خيارات جديدة أخرى محتملة للتخفيف من حدة إنتاج الميثان في الكرش مثل ظهور مواد جديدة من البروبيوتيك أو البكتريوسينات أو عن طريق الفيروسات البدائية archaeal virus أو عن طريق استخدام التحصين أو عن طريق نسب التوليد الاختزالي أو إضافة مؤكسدات الميثان أو المحسنات المناسبة كما يمكن استخدام اللقاحات ضد الميثانوجينات.
الحلول الخاصة بتقليل انبعاث غاز الميثان في بعض النقاط التالية:
جودة الأعلاف a) Forage quality
تعتبر جودة العلف، خاصة قابلية هضمها، من الخصائص العلفية الهامة التي يمكن أن تؤثر على إنتاج الميثان المعوي. لاحظت الدراسات إن زيادة تناول الأعلاف ذات النوعية الرديئة والأقل قابلية للهضم لها تأثير ضئيل على إنتاج الميثان عند التعبير عنها على أساس المتناول من المادة الجافة.
ومع ذلك، بالنسبة للأعلاف ذات القابلية العالية للهضم، تؤدي زيادة المأكول إلى انخفاض كمية الميثان المنتجة لكل وحدة من العلف المستهلك. علاوة على ذلك، فإنه يقلل الميثان المنتج لكل وحدة من المنتج (كثافة الانبعاث) عن طريق تخفيف طاقة حفظ الحياة للحيوان.
الأعلاف نتيجة لمكوناتها نجدها ذات تباين كبير في التركيب ولها التأثير الأكبر على قابلية هضم الغذاء. يمكن أن تؤثر العوامل، مثل الأنواع النباتية، والتنوع، والنضج عند الحصاد، والحفظ على جودة الأعلاف وسهولة الهضم.
بشكل عام، مع نضوج النبات، يزداد محتوى الكربوهيدرات الهيكلية وينخفض محتوى الكربوهيدرات الأكثر والأسرع تخمرًا. يعد حصاد الأعلاف في الوقت المناسب، اعتمادًا على نوع العلف، أمرًا مهمًا لزيادة كمية الإمداد بالمغذيات وقابلية هضمها. أيضًا، قد تؤثر العمليات المختلفة المستخدمة لحفظ الأعلاف (التبن، السيلاج …الخ) سلبًا على القيمة الغذائية إذا لم يتم إجراؤها بشكل صحيح.
تُبذل الآن جهود كبيرة لتطوير أنواع من الأعلاف تتميز بانها غنية بالعناصر الغذائية المرغوبة (الدهون والكربوهيدرات القابلة للذوبان في الماء …الخ) والتي أظهرت تأثيرات تخفيف واعدة.
لذا أرى انه من الواجب إنشاء قاعدة بيانات الميثان التي تشتمل على العديد من المراجع حول تأثيرات جودة الأعلاف؛ إدارة المراعي ومعالجة إنتاج الميثان في مختلف أنواع الحيوانات المجترة.
بشكل عام، ترتبط تخفيضات الميثان بجودة أكبر للمغذيات وقابلية الهضم، وهما سمتان يمكن أن يكون نوع العلف ونضجهما مؤشرين على إنتاج الميثان.
ومن الواضح أن زيادة جودة الأعلاف أو قابليتها للهضم ستؤدي إلى زيادة كفاءة الإنتاج ومن المرجح أن يؤدي ذلك إلى انخفاض الميثان.
كما انه من المهم أيضا عمل مراجعة شاملة لتأثيرات جودة السيلاج على أداء الحيوان في أنظمة الإنتاج المختلفة تحت الظروف المتباينة.
في كثير من الدراسات التي تناولت موضوع تخفيف حدة إنتاج الميثان استنتج المؤلفون أن زيادة تركيز المادة العضوية القابلة للهضم من السيلاج الجيد بمقدار 10 جم / كجم يمكن أن ينتجم عنها:
1) زيادة إنتاج الحليب اليومي لأبقار الألبان الحلابة بمقدار 0.37 كجم.
2) زيادة معدل النمو اليومي في عجول أبقار التسمين بمقدار 28 جم / رأس.
3) زيادة معدل النمو اليومي للحملان بمقدار 10 جم / رأس.
4) وزن ولادة الحملان 0.06 كجم.
5) زيادة من وزن الجسم النعجة بعد الحمل بمقدار 1.45 كجم. كما أشاروا إلى التأثير الحاسم لنضج المحاصيل على قابلية هضم العلف.
كل تأخير لمدة أسبوع في حصاد محاصيل الأعلاف أو المحاصيل النقدية الأخرى يقلل من قابلية الهضم بنسبة 3 إلى 3.5 نقاط مئوية.
ب) المكونات الغذائية b) Dietary ingredients
توفر الأعلاف المركزة والأعلاف الغنية بالنشا عمومًا مكونات غذائية أكثر قابلية للهضم مقارنة بالأعلاف الخشنة، مما يزيد من قابلية هضم الأعلاف المركزة ويزيد بشكل عام من إنتاجية الحيوان.
الأعلاف الغنية بالنشا من المحتمل أن تؤثر في بعض الحالات ولكن لا يمكن تعميم هذا الاحتمال.
تعتمد ملاءمة هذا النهج للتخفيف من انطلاق الغازات الدفيئة على الوصول إلى إنتاج كافي من الأعلاف وتوافرها ومدى المنافسة المحتملة مع الاستهلاك البشري المباشر.
يمكن أن تكون للأعلاف الناتجة كمنتجات ثانوية والتي تحتوي على نسبة عالية من الزيت، مثل حبوب الذرة او الشعير المقطرة والاكساب الناتجة من صناعة وقود الديزل الحيوي، مصادر دهنية فعالة من حيث التكلفة.
حيث أن هناك عدد كبير من الأدلة على أن الدهون تثبط إنتاج الميثان.
لا يتم عزل تأثيرات الدهون على فلورا الكرش عن تأثيرها المثبط على البكتيريا والأوليات.
في العديد من الدراسات التي تمت بهذا الخصوص وثقوا انخفاضًا ثابتًا في إنتاج CH4 مع مكملات الدهون. خلصت بعض الدراسات إلى أنه ضمن معدل تغذية عملي يقل عن 8٪ من الدهون في النظام الغذائي، فإن زيادة 10 جم / كجم في الدهون الغذائية ستقلل من إنتاج الميثان بمقدار 1 جم / كجم مادة جافة مأكولة في الماشية.
على الرغم من أن دعم الأعلاف بالدهون الصالحة للأكل لغرض وحيد هو تقليل انبعاثات الميثان أمر قابل للنقاش، إلا أن المنتجات الثانوية عالية الزيت من صناعات الوقود الحيوي وحدها أو مع المواد القابلة للذوبان، أو التغذية على أعلاف تحتوي البذور الزيتية يمكن أن تكون بشكل طبيعي بمثابة علف مخفف للميثان، إذا تم تضمينه في النظام الغذائي مع وجوب مراعاة تكلفة العلف.
ج) إدارة المراعي العشبية c) Grass management
تعتبر الأراضي العشبية مصدرًا مهمًا للأعلاف منخفضة التكلفة وعالية الجودة للحيوانات المجترة في كثير من البلدان التي تتمتع بوفرة في تساقط الأمطار ونمو غطاء نباتي عشبي كثيف.
تشير التقديرات إلى أن ما يقرب من نصف إجمالي المأكول بواسطة الماشية من المادة الجافة على المستوى العالمي يأتي من الأعشاب الموجودة بالمراعي وغيرها من محاصيل العلف المزروعة والمروية، وإن كان ذلك مرتبط بوجود اختلافات إقليمية قوية.
تخزن تربة الأراضي العشبية أيضًا كميات كبيرة من الكربون وفي العديد من المناطق لديها القدرة على عزل المزيد من الكربون، مع توفير مجموعة من الدعم للنظم البيئية الأخرى المتعلقة بتجميع وجودة المياه.
يمكن أن يؤدي تحسين ممارسات الإدارة وتربية / تبني أنواع وأصناف جديدة إلى تحسين كمية ونوعية العلف للحيوانات بالمراعي، وكذلك في بعض المناطق والأنظمة الزراعية الموجودة، وكذا تعزيز تخزين الكربون في التربة. ومع ذلك، فإن احتمالية عزل الكربون وتقنيات تحقيقه خاصة بالبلد / المنطقة، وتختلف باختلاف أنواع التربة وممارسات الإدارة والمناخ.
قد يكون تطوير أصناف أعشاب المراعي ذات السمات المحددة التي تهدف إلى تحسين كفاءة الأعلاف أو تقليل الانبعاثات بشكل مباشر ذات أهمية كبيرة لأنظمة إنتاج المجترات المعتمدة على المراعي في الغالب. ومن الأمثلة على ذلك التركيز على التنمية بزراعة الأعشاب “عالية السكر”.
وقد ثبت أن ذلك يحسن استخدام المجترات للنيتروجين، مما يؤدي إلى تقليل إفراز النيتروجين وبالتالي تقليل انبعاثات أكسيد النيتروز والأمونيا المنطلقة. وقد ثبت أيضًا في إحدى التجارب أنها تقلل انبعاثات الميثان المعوية من حملان المرعي بنسبة 20٪، مع افتراض أن الخفض ناتج عن مزيج من التمثيل الغذائي للكربوهيدرات المتغير في الكرش نحو إنتاج البروبيونات (بالوعات H- ) وبعيدًا عن تكوين الأسيتات (إنتاج H-) بالإضافة إلى تحسين نمو الميكروبات من خلال تحسين الاستفادة من N في الكرش، وتحويل فائض الهيدروجين بعيدًا عن إنتاج CH4 إلى خلايا ميكروبية.
تشمل الأهداف الأخرى للتطوير زيادة محتوى الدهون في الأعشاب التي يتم رعيها، حيث من المعروف أن الدهون تكبح إنتاج الميثان. إن إدراج البقوليات في أراضي المراعي العشبية أو إنتاج السيلاج من الزراعات المروية له فائدة مباشرة من خلال انخفاض متطلبات مدخلات N السماد وبالتالي تقليل انبعاثات أكسيد النيتروز المباشرة المرتبطة باستخدام الأسمدة.
بالإضافة إلى ذلك، هناك أيضًا دليل على تأثير البقوليات في تقليل انبعاثات غاز الميثان المعوي، على الرغم من أن هذا لم يظهر باستمرار في نتائج الدراسات في هذا الخصوص.
تدعم كثير من الدراسات إن تضمين البقوليات في السيلاج لتقليل الميثان الناتج عن محتوى أقل من الألياف وبالتالي معدل مرور أعلى عبر الكرش.
وعلى الجانب الأخر تشمل ممارسات إدارة المراعي المتبعة لتقليل الانبعاثات من المجترات الرعوية عن طريق تقصير مدة فترة الرعي (إما فترة أقصر كل يوم أو لموسم أقصر)، واستبعاد حيوانات الرعي أثناء الظروف التي تؤدي إلى زيادة انبعاثات أكسيد النيتروز، أو الميثان، عن طريق تطبيق تقنيات إدارة دقيقة للتسميد واستخدام المراعي.
هـ) إضافات الأعلاف والمركبات النباتية e) Feed additives, plant compounds
يعد الفهم الأساسي للعلاقة بين الحيوانات المجترة والميثانوجينات والكائنات الدقيقة الأخرى أمرًا ضروريًا لنكون قادرين على تعديل التخمر بالكرش بطريقة تتفق مع ممارسات الزراعة والاقتصاد ومتطلبات سلامة الأغذية.
يمكن لبعض المركبات الكيميائية أن يكون لها تأثير مثبط على الكائنات الدقيقة المولدة للميثان في الكرش. في بعض التجارب المعملية أظهرت انخفاض الميثان في المختبر بنسبة تصل إلى 100٪.
وقد ثبت أيضًا أن بعض المركبات فعالة في التجارب على الحيوانات، حيث أدى بعضها إلى إزالة شبه كاملة لانبعاثات غاز الميثان؛ ومع ذلك، فهذه ليست مجدية تجاريًا بسبب مخاوف تتعلق بصحة الحيوان وسلامة الأغذية أو التكاليف الباهظة.
يركز العلماء على فحص المركبات الطبيعية أو الاصطناعية التي تفي بمتطلبات الفعالية على المدى الطويل (بما في ذلك التكيف المحتمل لمجتمع الكرش الميكروبي)، مع الأخذ في الاعتبار عدم وجود آثار سلبية على الإنتاجية، وسلامة الغذاء والحيوان.
لقد تم اقتراح أن وظيفة الكرش سوف تتعطل إذا انخفض إنتاج الميثان بشكل كبير عن طريق تثبيط فلورا الميثانوجين بشكل مباشر دون توفير أحواض هيدروجين بديلة، مما يعني أن إنتاج الميثان أمر لا مفر منه في أنظمة إنتاج الحيوانات المجترة.
ومع ذلك، تشير التجارب الحديثة إلى أنه يمكن تقليل إنتاج الميثان في المجترات بشكل كبير عن طريق تثبيط عمليات التمثيل التي تقوم بها الفلورا المولدة للميثان مع تأثير ضئيل على وظيفة الكرش وهضم الأعلاف.
في الواقع، تشير العديد من الدراسات التي أجريت إلى أن الكرش المثبط للميثان يتكيف مع مستويات الهيدروجين العالية عن طريق تحويل التخمير إلى بالوعات H للانبعاثات المباشرة من H2 بالكرش.
بالنظر إلى أنه يمكن تقليل انبعاثات الميثان بشكل كبير دون التأثير على الإنتاج والصحة، يجب أن يركز الاهتمام على الوسائل العملية التي يمكن من خلالها تحقيق ذلك.
كان أكبر تقدم في مجالات النظام الغذائي والإضافات الغذائية للتخفيف من انبعاثات غاز الميثان، مع انخفاض بنسبة تزيد عن 60 ٪ للماشية التي تتغذى على إضافات غذائية معينة.
تشير بعض الدراسات الحديثة إلى أنه، في كثير من الحالات، تعزز المواد المضافة القدرة على التخفيف من إنتاج الكرش CH4. في حين أنه ربما يكون من الممكن تقنيًا تحقيق خفض كبير (فوق 50٪) في انبعاثات الميثان من خلال استخدام مثبطات محددة.
معوقات الاستفادة من مثل هذه الدراسات على ارض الواقع
هناك العديد من الجوانب الهامة التي يجب النظر إليها بشكل أكثر إيجابية مثل:
الخدمات الإرشادية:
إن استخدام خدمات الإرشاد والدعم الزراعي من الأساليب التي تسهل تغيير الممارسات من أجل التخفيف وتعزيز الإنتاج، وذلك من خلال توفير الوصول إلى الممارسات الجيدة والتكنولوجيات وبناء القدرات لتنفيذها. تشمل الأساليب المستخدمة بشكل شائع الاتصال والتدريب والنماذج الإيضاحية وإنشاء شبكات لتبادل المعرفة.
البحث والتطوير:
من الضروري الاهتمام بالبحث والتطوير لبناء قاعدة للبيانات العلمية والتقنيات الجديدة الخاصة بالتخفيف من حدة الميثان والنتروجين. من الضروري تصميم استراتيجيات التخفيف الملائمة والفعالة كي تلعب دورًا مهمًا في تحسين التقنيات / الممارسات الموجودة لزيادة قابليتها للتطبيق. كما يعد البحث والتطوير ضروريًا أيضًا لزيادة المعروض من تقنيات / ممارسات التخفيف الجديدة والمحسّنة.
الدعم المادي:
يشمل هذا الإطار على نوعين من الأليات التي يمكن تطبيقها بشكل يسهم في الدعم المادي للتنفيذ. الآلية الأولى هي ” آلية المستفيد يدفع” (إعانات التخفيف، أسواق ائتمان الكربون) والألية الثانية هي ” آلية الملوث يدفع” (ضريبة الانبعاثات، التصاريح القابلة للتداول). تشمل الآليات الفعالة اقتصاديًا لتحفيز تبني تقنيات / ممارسات التخفيف أيضًا الدعم (مثل القروض الميسرة) للاستثمارات الأولية المرتبطة باعتماد الممارسات الأكثر كفاءة.
تدابير تدفق المعلومات للمستهلكين والمنتجين.
وهذا يشمل التدابير التي تسعى إلى زيادة تدفق المعلومات حول الانبعاثات المرتبطة بسلع الثروة الحيوانية المختلفة (مثل مخططات وضع العلامات). يمكن أن يساعد ذلك المستهلكين والمنتجين على مواءمة تفضيلاتهم الاستهلاكية والإنتاجية بشكل أفضل مع بيانات انبعاثات هذه السلع.
رفع الوعي للمستهلكين والمنتجين.
رفع مستوى الوعي حول دور الثروة الحيوانية في معالجة تغير المناخ، للتأثير على تطوير سياسة التخفيف في هذا القطاع وتعزيزه من خلال البرامج التليفزيونية والإنترنت.
وضع خطط قومية ملائمة للتخفيف على المستوى القومي:
إن تطوير إجراءات التخفيف الملائمة محليا للثروة الحيوانية هي عمليات على المستوى الوطني يمكن من خلالها تطوير سياسات التخفيف التي تدمج أهداف التنمية الأخرى معها، وتسعى للحصول على الدعم الدولي من أجل تنفيذها.
الالتزام بتطبيق بنود الاتفاقات الدولية.
وتشمل هذه الالتزامات، داخل وخارج اتفاقية الأمم المتحدة الإطارية بشأن تغير المناخ على حد سواء والتي توفر حوافز عالية المستوى للتخفيف من انبعاثات قطاع الثروة الحيوانية وضمان تقاسم جهود التخفيف بين مختلف قطاعات الاقتصاد الزراعي.
