Šiltnamio efektą sukeliančios dujos (ŠESD), kurios kaupiasi atmosferoje ir sulaiko saulės spindulius, yra didelė pramonės, energetikos, transporto ir žemės ūkio problema. Duomenys apie susidarančių ir išmetamų į atmosferą ŠESD žemės ūkio sektoriuje kiekius skiriasi gana ženkliai tarp įvairių šalių ar regionų.
JAV tyrėjai nurodo, kad gyvulininkystės sektorius sudaro apie 3 % visų antropogeninių (žmonių sukeltų) šiltnamio efektą sukeliančių dujų išmetimo kiekio. ES šalyse nurodoma, kad šis kiekis yra didesnis ir sudaro apie 10 – 12 % nuo bendro žmonių veiklos sukeliamo ir išmetamo ŠESD kiekio. Nors tai pakankamai maži ŠESD kiekiai palyginus su kitais ekonomikos sektoriais, tokiais kaip pramonė, transportas ar energetika, gyvulininkystės sektorius taip pat yra raginamas švelninti savo poveikį aplinkai ir nuolat gerinti esamą situaciją. Juo labiau jog FAO skaičiavimai rodo kad 2050 m. lyginant su 2000 m. pasaulio poreikis jautienai ir pienui padidės atitinkamai 72 % ir 82 % ir tuo pačiu turėtų padidėti ŠESD išmetimo intensyvumas.
Jungtinių Tautų maisto ir žemės ūkio organizacijos (FAO) 2010 m. duomenys teigia, kad gyvulininkystė yra viena didžiausių žemės išteklių naudotoja pasaulyje, nes pievos, ganyklos bei žemė, skirta pašarų gamybai, užima beveik 80 % viso žemės ūkio paskirties žemės ploto. Vienas iš Lietuvos kaimo plėtros 2014-2020 m. programoje iškeltų tikslų yra ir žemės ūkio veiklos metu, tame tarpe ir gyvulininkystės, išmetamo ŠESD ir amoniako kiekio mažinimas. Svarbus ES paramos kaimo plėtrai tikslas yra skatinti žemės ūkio konkurencingumą, neužmirštant užtikrinti tausojantį gamtos išteklių valdymą bei klimato kaitos švelninimą. Dažniausiai šiltnamio efektą sukeliančios dujos, išsiskiriančios gyvulininkystės sektoriuje yra metanas (CH4), azoto oksidas (N2O) ir anglies dioksidas (CO2), dėl to pagrindinis tikslas yra mažinti arba švelninti šių dujų kiekį gyvulininkystės produkcijos (pieno, mėsos ir kt. ) vienetui visuose jos gamybos žingsniuose ar etapuose. Vienas iš būdų tai padaryti yra diegti vadybos praktiką bei taikyti pažangias technologines (tame tarpe ir biotechnologines) priemones, kurios gali sušvelninti (arba mažinti) ŠESD kiekį ir tuo pačiu ne tik nepakenkti, bet ir didinti žemės ūkio produkcijos gamybos efektyvumą ir jos ekonominę naudą. Atsižvelgiant į klimato pokyčius, ŠESD švelninimas reiškia bet kokią praktiką ar veiklą, kuri įgalina sumažinti šių dujų patekimą į atmosferą. Gerinant gamybos efektyvumą, didėja mėsos, pieno ir kitų produktų išeiga vienam pagaminimo vienetui, taigi sumažėja šiltnamio efektą sukeliančių dujų pagaminto produkto vienete. Gyvulininkystės sektorius apima labai platų žemės ūkio veiklos spektrą, pradedant žemės dirbimu, sėja, augalų priežiūra derliaus nuėmimu bei pašarų gamyba ir baigiant gyvūnų šėrimu, produkcijos gavimu, mėšlo ir kitų atliekų tvarkymu, pastatų priežiūra. Kiekvienas etapas yra mažesnis ar didesnis iššūkis, mažinant šiltnamio efektą sukeliančių dujų (ŠESD) išmetimą.
Yra svarbu, kad kiekvienas gyvulininkystės produktų gamybos subjektas, ar tai būtų ūkininkas, ar žemės ūkio bendrovė, žinotų ir suprastų, kad prisideda prie ŠESD išskyrimo į aplinką ir kad yra atsakingi už jų išskyrimo mažinimą bei klimato kaitos švelninimą. Todėl svarbus ES prioritetas yra žinių kaupimas ir jų perteikimas diegiant inovacijas žemės ūkyje.
Viena iš EIP projekte, kurį finansuoja Lietuvos žemės ūkio ministerija, „Intensyvaus pieno ūkio sistemų, mažinančių šiltnamio efektą sukeliančių dujų emisijas, įgyvendinimas,, numatytų užduočių yra ieškoti būdų ir priemonių, gerinančių silosuotų pašarų kokybę ir maistinę vertę ir galinčių sumažinti dujų emisijas, siloso gamybos, jo paėmimo iš saugyklų ir naudojimo šėrimui metu. Nors siloso gamybos teorinis pagrindimas atrodo paprastas, tačiau yra daug faktorių, kurie įtakoja siloso kokybę ir saugumą. Nekontroliuojamas kenksmingų mikroorganizmų augimas silose gali padidinti pašaro maisto medžiagų nuostolius ir pakenkti gyvūnų sveikatai. Siloso kaitimas ir žalingų mikroorganizmų kaupimasis įtakoja pašaro saugumą vėlesnėse stadijose ir sumažina pieno ir mėsos produktų laikymo (saugojimo) terminą, jei gyvūnai buvo šeriami nekokybišku silosu. Siloso gamyba, jau neskaitant žolių ar kitų žalių augalų auginimo ir jų priežiūros iki derliaus nuėmimo, turi daug etapų. Kiekvienas siloso gamybos etapas, kaip žolių ar kitų žalių augalų pjovimas lauke, smulkinimas, pakrovimas į transporto priemones, vežimas į saugyklas, saugyklų užpildymas ir uždengimas, turi būti kruopščiai atliekamas. Pavyzdžiui, esant netvarkingoms silosuojamos žaliavos pervežimo priekaboms arba neatsakingai jas užpildant smulkinta mase, pervežimo į tranšėjas metu gali būti patiriami net 20 – 25 % nuostoliai, išbarstant susmulkintą masę. Bet kuriame iš šių etapų patirtus didesnius ar mažesnius nuostoliai, galima didele dalimi valdyti ir mažinti gedimo procesus, sukeliančius dujų išskyrimą į aplinką. Mažiausi mechaniniai nuostoliai yra patiriami gaminant silosą dideliuose ritiniuose.
Bene vienas atsakingiausių tarpsnių siloso gamyboje yra jo fermentacija, kuri prasideda užpildžius, suslėgus ir hermetizavus,- tai yra sandariai uždengus specialia siloso plėvele silosuojamą žaliavą. Fermentacija pasibaigia pasiekus tinkamą siloso rūgštingumą, kuris didžiąja dalimi priklauso nuo sausųjų medžiagų kiekio silosuojamoje žaliavoje. Fermentacijos metu pasigamina ne tik organinės rūgštys kaip pieno, acto, propioninė ir kt., bet ir alkoholiai, amoniakas ir įvairios dujos. Didžiausias dujų kiekis susidaro ir išsiskiria pirmosiomis siloso fermentacijos dienomis. Tai atsitinka silosuojant visus žalius augalus, įskaitant žoles, kukurūzus, vienmečius grūdinius augalus ir kt. Tačiau tikėtina, kad dujų susidarymas bus didesnis, kur siloso saugyklų užpildymas ir sandarinimas užsitęsia, kai silosuojama žaliava yra per drėgna ir kai netinkamai atliktas hermetizavimas. Kartais, kai tranšėjoje silosas yra labai gerai hermetizuotas arba kai siloso ritiniai yra tinkamai apvynioti plėvele, dujų susidarymą parodo plėvelės išsipūtimai. Vis tik daugumoje atvejų siloso fermentacijos metu pasigaminusios dujos nuolat nuteka pro plėvelę, todėl jų išsiskyrimas nėra akivaizdus. Didžiąją dalį siloso dujų sudaro anglies dioksidas (CO2), kuris formuojasi dėl augalų ląstelių kvėpavimo ir kuris pradeda kauptis tik nupjovus augalus iki hermetizuojant siloso talpą. Anglies dioksidas nenustoja kauptis siloso fermentacijos metu kai jau yra atliktas silosuojamos masės hermetizavimas. Anglies dioksido koncentracija būna didžiausia pirmąsias dvi siloso fermentacijos paras ir gali siekti 200 – 400 litrų vienai tonai silosuojamos žaliavos Kitą dalį dujų sudaro metanas, azoto oksidai, kurių didžioji dalis gaminasi silose pirmosiomis jo fermentacijos dienomis. Daugeliu atvejų šie kiekiai nėra dideli, jie yra išmetami į aplinką išmetamame anglies dioksido sraute ir patenka į atmosferą. Pavyzdžiui, iš vienos tonos silosuojamos žaliavos gali susidaryti apie 2-5 litrus metano dujų. Jei silosuojamoje žaliavoje yra dideli nitratų kiekiai, tuomet siloso fermentacijos metu nemažas nitratų kiekis gali būti paverčiamas nitritu ir amoniaku, azoto oksidu (NO – bespalvės dujos) arba azoto dioksidu (NO2) – rausvai rudos sunkiosios dujos). Metanas (NH4) kelia susirūpinimą, nes jis yra ypač stiprus – jis sugauna maždaug 30 kartų daugiau saulės radiacijos lyginant su anglies dioksidu. Vis tik siloso fermentacijos metu susidaro palyginti mažas jo kiekis, o didžioji jo dalis generuojama galvijų didžiajame prieskrandyje, kuriame esantys mikrobai fermentuoja augalinės medžiagas. Nerimą kelia ir azoto oksidas – tai yra kitos stiprios šiltnamio efektą sukeliančios dujos, kurios išsiskiria iš mėšlo jo laikymo metu ir arba paskleidus jį dirvoje.
Lakūs organiniai junginiai (alkoholiai: etanolis, metanolis, propanolis, butanolis, heksanolis; esteriai: metilo acetatas, etilo acetatas, propilo acetatas, butilo acetatas, izoamilacetatas, heksilo acetatas, etilo propionatas, propilpropionatas, etilbutiratas, propilbutiratas, butilbutiratas, etilheksanoatas, propilo heksanoatas; aldehidai: acetaldehidas, heksenalis, heptanalis, fenilo acetoaldehidas, benzaldehidas, dekanalis; ketonai: acetonas, pentanonas, cikloheksanonas, oktanonas, metilfenilketonas) susidaro silose fermentacijos metu veikiant įvairiems mikroorganizmams ir kai silosas yra veikiamas atmosferos oro, atidarius siloso saugyklas pašarams paimti, pašarų maišymo operacijų metu, iš saugyklų išimtų pašarų krūvų bei gyvūnų ėdžiose. Be to, silosui gavus oro suaktyvėja mielių, o vėliau ir pelėsių veikla, kurios naudoja silose likusį augalų cukrų ir siloso pieno rūgštį pagamindami daug anglies dvideginio, vandens, padidindami siloso pH ir pakeldami pašaro temperatūrą. Tai yra vadinamas aerobinis siloso gedimas arba jo antrinė fermentacija. Tinkamas siloso paėmimas iš saugyklų sumažina ne tik pašaro aerobinį gedimą ir maisto medžiagų nuostolius, bet ir gyvūnų intoksikacijos riziką.
Įgyvendinant šiame projekte numatytas užduotis, jau yra įvertinti parinktų intensyvios pieno gamybos ūkių gamybinės ir ekonominės veiklos rezultatai, nustatyti galimi ŠESD šaltiniai ir parengtos priemonės esamoms problemoms spręsti. Gyvulininkystės institute atlikti ilgamečiai tyrimai rodo, kad siloso fermentaciją, jo kokybę ir maistinę vertę, mažinant maisto medžiagų nuostolius, gali pagerinti biologiniai silosavimo priedai. Todėl, parinktuose ūkiuose, silosuotų pašarų kokybei gerinti pasiūlyta panaudoti biologinius, gyvų pieno rūgšties bakterijų, priedus, kurie gali pagerinti siloso fermentaciją, padidinti jo atsparumą aerobiniam gedimui bei sumažinti dujų ir lakiųjų organinių junginių gamybą bei išmetimą jų į aplinką. Be to, projekte dalyvaujantiems ūkiams buvo priminta, kad geros siloso gamybos praktikos laikymasis bei biologinių bei technologinių veiksnių paisymas yra tiesiogiai susijęs su pašaro kokybe, maisto medžiagų nuostoliais ir išskiriamų dujų kiekiu. Jie gali pagerinti fermentacijos procesus silose, sumažinti maisto medžiagų nuostolius, padidinti siloso atsparumą aerobiniam gedimui ir tuo pačiu sumažinti ŠESD išskyrimą. Biologinių priedų naudojimas gali pagerinti pašaro ėdamumą, jo virškinamumą ir pašaro maisto medžiagų pasisavinimą ir taip padidinti melžiamų karvių produktyvumą ir pieno kokybę ir sumažinti ŠESD vienam produkcijos vienetui. Šiuose ūkiuose buvo paimti silosuojamos žolės mėginiai, o šiuo metu imami siloso mėginiai, jo fermentacijos rodikliams, maistinei vertei ir aerobiniam gedimui nustatyti ir apskaičiuoti dujų emisijas.
Todėl moksliniais tyrimais pagrindus pažangias pašarų gamybos ir jų naudojimo šėrimui technologijas, bus galima tikėtis ne tik didelio gyvūnų produktyvumo, bet ir sušvelninti ŠESD emisiją.
Projektas įgyvendinamas pagal Lietuvos kaimo plėtros 2014-2020 metų programos priemonę „Bendradarbiavimas”, veiklos sritį „Parama EIP veiklos grupėms kurti ir jų veiklai vystyti”.
Dr. Jonas Jatkauskas – Gyvūnų mitybos ir pašarų skyriaus vyriausiasis mokslo darbuotojas
Dr.Vilma Vrotniakienė – Gyvūnų mitybos ir pašarų skyriaus vyresnioji mokslo darbuotoja
