A gazdasági haszonállatok ammóniaemissziójának takarmányozás útján történő csökkentési lehetőségei

A bélsár és a vizelet nitrogénje (N) a légkörbe jutó ammónia jelentős részét adja. Az ammónia emberre, állatokra, vizek eutrofizációjára (elalgásodása) és az ökoszisztémára gyakorolt kedvezőtlen hatása számos vizsgálatban ismertetésre került. Jelen cikkünkben azokat a takarmányozási megoldásokat kívánjuk bemutatni, melyekkel mérsékelhetjük az állati termékelőállítással okozott nitrogénterhelés mértékét.

A világ lakosságának és a gazdaság teljesítményének globális növekedésével párhuzamosan az állati eredetű élelmiszerek (tej, tojás, hús) iránti igény folyamatosan emelkedik. A fogyasztók környezettudatosabb vásárlási szokásai ugyanakkor elvárásokat támasztanak az előállított élelmiszerekkel szemben, miközben a növényi eredetű fehérjeforrások (pl. szójabab, csicseriborsó, barnarizs, lencse, hajdina, kendermag, búzacsíra, zab stb.) iránti humán kereslet is fokozódik. Ebben a helyzetben a gazdasági haszonállatok tartásával foglalkozó hazai termelők és mezőgazdasági vállalkozások intenzíven fejlesztik azokat a lehetőségeket (pl. precíziós állattartás, PLF), amelyekkel a fenntartható mezőgazdasági termelés alapelveit tudják biztosítani. Hazánk állattenyésztésére, több állatfaj vonatkozásában is, az intenzív, nagyüzemi tartási és takarmányozási körülmények a jellemzőek, melyek nagy energia- és fehérje (aminosav)-tartalmú, koncentrált takarmányadagok és teljes értékű takarmánykeverékek etetését igénylik. Ennek egyik következménye, hogy az intenzíven termelő gazdasági haszonállatoknál (pl. brojlercsirke, hízósertés, tejelő tehén) jelentős mennyiségű, import eredetű szóját és extrahált szójadarát használunk, aminek indokoltsága egyébként számos mai genotípus esetében megkérdőjelezhető.

Előző cikkünkben (lásd. Tóth és Fébel, Agro Napló, 2021/08) szakirodalmi forrásmunkákra hivatkozva felhívtuk a figyelmet arra, hogy egységnyi termékre vonatkoztatva az intenzív állattenyésztés mérsékli a károsanyag-kibocsátást (üvegházhatású gázok, ammónia stb.) az extenzív állattartáshoz viszonyítva. Így hazánkban is olyan gyakorlati megoldásokat kell keresni, amelyek nem járnak a jelenlegi, magas szintű termelési eredmények visszaesésével. Irodalmi adatokból jól ismert az is, hogy a takarmányozás révén (tömegtakarmány:abrak arány szűkítése, nem-strukturális szénhidrátok részarányának növelése, adalékanyagok alkalmazása) a kérődző állatok metánkibocsátása 7–90%-kal is mérsékelhető (Han és mtsai, 2001). A monogasztrikus állatokban pedig számos olyan takarmányozási megoldás ismert (pl. többfázisos takarmányozás, szintetikus aminosav-kiegészítés, genotípusra adaptált takarmányadag-összeállítás), mellyel a N-veszteségek akár 15–20%-kal csökkenthetők, így a környezet ammóniaterhelése is visszaesik.

A fehérjeemészthetőség korszerű értékelése és javítása

Az intenzíven termelő monogasztrikus gazdasági haszonállatok (baromfi, sertés) takarmányozásában a kiváló emészthetőséggel és aminosavprofillal rendelkező takarmány-alapanyagok alapvető szerepet játszanak a kimagasló termelési eredmények elérésében, és ezzel együtt a környezetbe jutó N mennyiségének csökkentésében. Mindeközben arra is ügyelni kell, hogy a fehérjeemészthetőséget megfelelő és korszerű in vitro (monoenzimes vs. multienzimes módszer sertéseknél) vagy in vivo (bélsár/látszólagos emészthetőség vs. ileális emészthetőség sertés, baromfi) vizsgálati metodikával értékeljük. Arra kell törekedni, hogy a lehető legkorszerűbb emésztés-élettani vizsgálatokból származó adatokat használjuk (az előbbiek közül leginkább az aminosavak standardizált ileális emészthetősége, SID), mert így tudjuk az állatok táplálóanyag-igényét a lehető legprecízebben kielégíteni, miközben mérsékeljük a környezetbe jutó károsanyag-kibocsátást. Az emészthetőség javítására lehetséges megoldást jelent a takarmány-alapanyagok fizikai kezelése (pl. granulálás, extrudálás, expandálás). Így pl. az extrudált szója az intenzíven termelő brojlercsirkéknél javítja a fehérjeemészthetőséget és a termelési paramétereket. Kedvező eredményt lehet elérni exogén eredetű fehérjebontó enzimek alkalmazásával a szójadara alternatív fehérjeforrásokkal (pl. repcedara, kukoricaglutén, DDGS) történő helyettesítésekor. A kutatási eredmények nemcsak a monogasztrikus állatoknál, hanem a nagy tejtermelésű teheneknél is felhívják a figyelmet a kiegyensúlyozott aminosavellátás (pl. lizin:metionin arány) fontosságára, ami pozitív hatású lehet a termelt tej mennyiségére, a tej fehérjetartalmára és a szaporodásbiológiai eredményekre. A kérődző állatoknál ezenkívül nagy jelentősége van a bendőben lebomló fehérjehányad (RDP) és a bendőbeli energiaellátás (szénhidrátok mennyisége és lebomlási sebessége) szinkronjának, ami egyben csökkentheti a metántermelést és javítja a N-retenciót a hatékonyabb mikrobafehérje-szintézis révén.

Az EU országokban mindenféleképpen górcső alá kell venni a jelenleg használt extrahált szójadara alapú takarmánykeverék összeállítás szükségességét, amennyiben a környezeti károsanyag-kibocsátás mértékét csökkenteni kívánják. Több kutatási eredmény felhívja a figyelmet a szója/szójadara származási helyéről (pl. USA, Brazília) történő hosszú szállítási idő és távolság problémakörére, ami jelentős üzemanyag-felhasználással és károsanyag-emisszióval jár együtt. Több fehérjeforrás (pl. rovarfehérje, alga, szárított plazmafehérje, csökkentett rosttartalmú napraforgó- és repcedara, lenmagdara, fizikai eljárással kezelt csillagfürt-, borsó-, csicseriborsódara) már ma is rendelkezésre áll, vagy a közeljövőben lesz elérhető, ami reális alternatívát jelenthet az import eredetű szójadara helyettesítésére. A gyakorlatban dolgozók több olyan, a tudományos életben már régóta használt kalkulációs megközelítéssel is találkozni fognak a közeljövőben, amely a nitrogénemisszió meghatározására lesz alkalmas, például a NUE-takarmány = nitrogénhasznosító képesség takarmányokból, a nitrogén lábnyom stb. Egy közelmúltban megjelent, több európai országra (Hollandia, Svájc, Egyesült Királyság, Németország, Ausztria és Dánia) vonatkozó összefoglaló tanulmány szerint a gazdasági haszonállatoknál a takarmánnyal felvett N mennyiségének  kb. 20%-a ammóniaveszteség formájában távozik az állati szervezetből (Groenestein és mtsai, 2018). Említett szerzők vizsgálataiban a NUE a legkedvezőtlenebb a húsmarháknál (1 kg N-előállítás a marhahúsnál 5 kg N-t igényelt a takarmányból), míg a legkedvezőbb a brojlercsirkénél volt (1 kg N-előállítás a csirkehúsnál 2 kg N-t igényelt a takarmányból).

Az ammóniaemisszió-csökkentés néhány lehetősége a szarvasmarhánál és a monogasztrikus állatoknál

Szarvasmarha

A tejelő tehenek ammóniakibocsátását leginkább az etetett takarmányadag (pl. teljes értékű takarmánykeverék - TMR, részleges takarmánykeverék - PMR) összetétele, az istálló típusa, a trágyaeltávolítás és -kezelés módja, illetve a külső és az istállón belüli klimatikus tényezők befolyásolják. Tamminga (1996) adatai szerint tejelő teheneknél minden megtermelt tej kg esetén – az előbbi tényezőktől függően – 10–45 g N-kibocsátással (levegő és talaj együtt) lehet számolni. A napi takarmányadag nyersfehérje-tartalmának mérséklése az elvégzett vizsgálatok szerint jelentős mértékben csökkenti a vizelettel és bélsárral ürülő N mennyiségét. Frank és mtsainak (2002) tejelő tehenekkel végzett vizsgálatában a takarmányadag nyersfehérje-tartalmának 19%-ról 14%-ra történő csökkentése (az etetett száraz anyag %-ában) jelentős mértékben mérsékelte az ammóniaemissziót, miközben rövid távon nem változott a közepes tejtermelésű csoport (naponta és egyedenként átlagosan 31 kg-os tejtermelés) tejhozama. Az ún. nitrogénhatékonysági mutató (a napi összes tejmennyiséggel ürülő N-tartalom a napi N-felvétel %-ában) 39% volt a kisebb (14% nyersfehérje a száraz anyag %-ában) és 29% a nagyobb (19% nyersfehérje a száraz anyag %-ában) nyersfehérje-tartalmú takarmány etetésekor. Természetesen a nyersfehérje tartalom csökkentésének kedvező és kedvezőtlen hatásait termelési csoportonként és hosszú távon érdemes értékelni. Ahogy korábban már említettük a bendőben lebomló fehérjehányad (RDP) hasznosulását mikrobafehérje-szintézis céljára a rendelkezésre álló szénhidrátok mennyisége és összetétele (lassan, közepesen és gyorsan lebomló energiaforrások) jelentős mértékben befolyásolhatja. A mikrobafehérje szintézisére fel nem használt ammónia a bendőben diffúzió útján felszívódik, majd a májba kerül, ahol az ornitin ciklus keretében karbamiddá alakul. A karbamid egy része a vesékben kiválasztódik és a vizelettel távozik a szervezetből (N-veszteség). A másik része a nyállal, valamint a bendő nyálkahártyáján keresztül visszakerül a bendőbe (ruminohepatikus körforgás, bendő-máj-bendő), ahol a baktériumok által termelt ureáz bontja, majd az így keletkezett ammónia a mikrobiális fehérjeszintézisben hasznosulhat (1. és 2. ábra).

A vizelet N-tartalmának nyomon követése szintén jó indikátor módszer, melyre vonatkozóan ma már megbízható gyorsvizsgálati eljárások is rendelkezésre állnak. A naponta ürített vizelet mennyisége pedig regressziós modellek segítségével pl. a napi tejtermelésből és a kálium-, a nátrium- és a N-felvételből, vagy a vizelet kreatinin-tartalmának meghatározásával viszonylag jó pontossággal becsülhető.

Nagy tejtermelésű teheneknél a nyersfehérje-tartalom csökkentésével egybekötve, változó eredményekkel, de kedvező hatást értek el bendővédett aminosavak (pl. metionin, lizin) használata esetén is.

Baromfi és sertés

Az NRC (2003) adatai alapján a brojlerhizlalás során képződő ammónia (NH3) az egyik legjelentősebb környezetszennyező vegyület. Wang-Li és mtsai (2020) egy közelmúltban publikált vizsgálatban arra hívták fel a figyelmet, hogy a baromfitakarmányok nem emésztődő táplálóanyagtartalma jelentősen növelheti az ammóniaemissziót, ami így negatív hatású a talaj, a víz, és a levegő minőségére, továbbá az állatok egészségi státuszára. A vizsgálatok azt is megállapították, hogy a brojlercsirkéknél az utóbbi időben elterjedten használt durva frakciójú (>500 µm szemcseméret) takarmányetetés (50%-os részarányban) nemcsak a madarak teljesítményét javítják, hanem csökkentik az alom N- és nedvességtartalmát, és pozitív hatással vannak az állatok emésztési folyamataira és állategészségügyi mutatóira is. Ezen pozitív hatások az alternatív tojótyúk-takarmányozási rendszerek esetén (pl. eltérő szemcseméretű összetevők keveréke egy etetőben) ugyancsak ismertek (Pál, 2017). Szakirodalmi adatok szerint a monogasztrikus állatoknál (főleg a sertésnél) az ammóniaveszteség ugyancsak mérsékelhető, ha az etetett teljes értékű takarmánykeverékben csökkentjük a nyersfehérje (N) mennyiségét, miközben a rosttartalmat kismértékben növeljük. Hízósertéseknél igazolták, hogy a nyersfehérje-csökkentéssel egyidejű szintetikus aminosav-kiegészítés (L-lizin-HCL, DL-metionin, L-treonin, L-triptofán) és ileálisan emészthető aminosav alapú (SID) formulázás mellett a bélsárral ürülő N-mennyisége akár 28–79%-kal mérsékelhető. Ezzel egyezően pecsenyecsirkékkel és tojótyúkokkal végzett etetési vizsgálatokban a kisebb nyersfehérje-tartalmú tápok szignifikánsan csökkentették az ürülék N tartalmát.

A növendék- és hízósertés takarmányok probiotikumokkal, növényi kivonatokkal, exogén eredetű enzimkészítményekkel stb. történő kiegészítésével szintén mérsékelni lehet a N-ürítést.

Összefoglalás

A gazdasági haszonállatok ammóniakibocsátása jelentősen csökkenthető a takarmányozás módosításán keresztül. A takarmányadag nyersfehérje-tartalmának mérséklése szintetikus aminosav-kiegészítéssel, illetve a megfelelő emészthetőségi módszerekből nyert adatokkal történő takarmányformulázás, továbbá a korszerű modell- és gyorsvizsgálati metodikák alkalmazása (pl. vizelet és bélsár mennyiségének és N-tartalmának értékelése, illetve a takarmányból történő N-hasznosítás becslése) hatékony eszközök lehetnek. Az ammóniaemisszió ugyancsak mérsékelhető a takarmány-alapanyagok és késztakarmányok fizikai kezelésével (szemcseméret változtatása a baromfinál, extrudálás), adalékanyagok használatával (exogén enzimkészítmények). Kérődző állatoknál törekedni kell a bendőbeli mikrobafehérje-szintézis hatékonyságának növelésére. Természetesen nem szabad elfeledkezni arról sem, hogy az ammóniaemisszió agrárágazati csökkentését ebben az esetben is csak komplex megközelítésben (pl. racionális földhasználat, korszerű trágyatárolási és -kezelési módok, precíziós növénytermesztési és állattartási megoldások, megfelelő monitoringmutatók alkalmazása, hatósági szabályozások)  lehet hatékonyan megoldani.

A cikk szerzője: Dr Tóth Tamás