Změny klimatu jsou dnes viditelné na mnohých místech naší planety. Hlavní příčinou této změny je tzv. skleníkový efekt. Chování některých plynů v zemské atmosféře se dá totiž přirovnat ke skleněným tabulkám skleníku - zadržují sluneční teplo a nedovolují mu uniknout ven, což vede ke zvyšování teploty na povrchu naší země.
Nejvýznamnějším skleníkovým plynem je oxid uhličitý (CO2), který k oteplování přispívá přibližně ze 70 %. Jeho koncentrace v atmosféře rostou především kvůli spalování fosilních paliv, ale například i kácení pralesů nebo výrobě oceli a cementu. Dalšími významnými skleníkovými plyny jsou metan (CH4), který do atmosféry uniká hlavně při těžbě fosilních paliv a chovu dobytka, a oxid dusný (N2O) vznikající zejména při používání umělých dusíkatých hnojiv.
K zastavení klimatické změny je klíčové dosáhnout celosvětově tzv. klimatické neutrality - rovnováhy mezi emisemi uhlíku a jeho pohlcováním z atmosféry do takzvaných úložišť uhlíku. Aby bylo dosaženo čistých (nulových) emisí, musí být celosvětové emise CO2 vyváženy zachycováním uhlíku. Uhlíkové úložiště je jakýkoli systém, který pohlcuje více uhlíku, než emituje. Hlavními přírodními zachytávači uhlíku jsou půda, lesy a oceány. Na druhou stranu se však uhlík přirozeně zachycený například lesy může znovu uvolnit do atmosféry lesními požáry, změnami ve využívání půdy nebo těžbou dřeva.
Proto je pro dosažení klimatické neutrality především nutné snížit emise CO2 a je potřeba, aby se do tohoto procesu zapojili a vzájemně spolupracovali všichni: od podniků a institucí až po státy a mezinárodní organizace. Evropská unie se rozhodla jít příkladem a snaží se vytvořit podmínky pro postupné splnění požadavku klimatické neutrality do roku 2050.
Strategií, kterými lze snižovat produkci emisí skleníkových plynů v zemědělství, je celá řada. Tato rešerše se týká především odvětví chovu skotu, které je veřejností často vnímáno jako jeden z hlavních přispěvatelů ke globálnímu oteplování.
Čtěte také: Zemědělství v USA a životní prostředí
Globální emise a podíl jednotlivých zemí
Za rok 2021 celý svět vypustil do atmosféry 55 miliard tun ekvivalentu oxidu uhličitého (Our World in Data, 2023). Největší podíl měla Čína, která vyprodukovala 25 % celosvětových emisí skleníkových plynů. Druhým největším znečišťovatelem jsou USA (11 %). Za 7 % celkových emisí je zodpovědná EU, podobně jako Indie nebo Jižní Amerika (Jones et al., 2023).
Ekvivalent oxidu uhličitého neboli zkráceně CO2eq, je metrická míra používaná k porovnání emisí různých skleníkových plynů na základě přepočtu na ekvivalentní množství oxidu uhličitého se stejným potenciálem globálního oteplování (Eurostat Statistics Explained, 2023). Například podle standardního výpočtu je metan 28krát silnější skleníkový plyn než oxid uhličitý (při uvažovaném stoletém horizontu), tedy 1 tuna metanu představuje 28 tun CO2eq.
Kromě absolutních hodnot emisí skleníkových plynů jsou vypovídající také relativní změny v produkci emisí od roku 1990 do roku 2021 ve vybraných částech světa. Na jedné straně stojí EU, potažmo celá Evropa, které se spolu s Velkou Británií, USA a dalšími státy daří emise skleníkových plynů snižovat, a tím naplňovat sen o klimatické neutralitě.
Zemědělská činnost přispívá ke globálnímu oteplování především produkcí metanu z bachorové a střevní fermentace hospodářských zvířat a také oxidu dusného při používání hnojiv a hospodaření s půdou.
Jednou z nejzásadnějších informací pro rozhodování se v otázce snížení emisí je znalost podílu a role jednotlivých sektorů na celkové produkci emisí skleníkových plynů. Data vycházející ze studie Poore et Nemecek z roku 2018 ukázala, že celosvětově tvorbě emisí vévodí energetika. Zemědělství spolu s LUCF (Land-use Change and Forestry, změna využívání půdy a lesnictví) tvořily 18,4 % z celkových emisí skleníkových plynů. Samotný chov dobytka, na který je vyvíjen tlak z důvodu emisí CH4, pak necelých 6 %. Pokud k živočišné výrobě připočteme i rybolov, dostaneme se na produkci 8 % celkových světových emisí.
Čtěte také: Zemědělství a životní prostředí: Infografika
V České republice se na produkci emisí skleníkových plynů nejvíce podílejí elektrárny a teplárny, doprava, výroba a stavby (energie budov).
Přežvýkavci mají jedinečnou schopnost využívat krmiva bohatá na celulózu, která jsou jinými živočichy nestravitelná. To je umožněno velkou rozmanitostí mikroorganismů, které osidlují bachor a rozkládají krmivo pomocí fermentačních procesů. Hlavními produkty mikrobiální bachorové fermentace jsou těkavé mastné kyseliny (acetát, propionát a butyrát), které jsou vstřebávány a dále využívány zvířetem, a také oxid uhličitý a vodík (H2), které jsou metanogenními bakteriemi přeměňovány na odpadní plyn - metan.
Vzniklý metan není využíván samotným zvířetem, ale představuje energetickou ztrátu a je následně odstraněn z organismu především eruktací (říháním) a dýcháním. Menší část metanu (10-15 %) vzniká ve střevech a odchází přirozeně konečníkem v procesu zvaném flatulence. Průměrná dojnice vypustí ročně do atmosféry přibližně 160 kg metanu (Hristov et al., 2015).
Samotná živočišná výroba se na celosvětové produkci skleníkových plynů podílí z 6 až 8 %, v rámci emisí vyprodukovaných v EU jsou to ale pouhá 3 %. Celková produkce emisí vznikajících v zemědělství od roku 1990 do roku 2019 se v EU snížila o 25 %, což je dáno zejména snížením stavů hospodářských zvířat.
Zemědělství hraje v kontextu boje s emisemi v podstatě dvojí roli, protože je jak producentem skleníkových plynů, tak má zároveň potenciál být součástí řešení vedoucího k dosažení uhlíkové neutrality. Udržitelné zemědělské postupy, jakými jsou ekologické zemědělství a agrolesnictví, mohou pomoci zachycovat uhlík v půdě a tím snižovat emise.
Čtěte také: Specifika ekologického chovu krav
Omezovat produkci emisí v zemědělství lze různými cestami; je možné redukovat spotřebu živočišných produktů, zefektivnit výrobu, ekologicky hospodařit s půdou, omezit používání umělých hnojiv, hledat alternativní zdroje energie a paliv. V chovech skotu se nejčastěji lze setkat se strategiemi založenými na úpravě výživy, podávání inhibitorů metanu nebo genetické selekci s cílem snížit tvorbu metanu.
Strategie pro snižování emisí metanu
Mezi doporučené strategie pro snižování emisí skleníkových plynů, především metanu, patří inhibitory metanu přidávané do krmiv. Zkoumalo se například podávání rostlinných olejů, tříslovin, vyšší zastoupení koncentrovaných krmiv, nebo využití dusičnanů jako „pohlcovačů“ vodíkových elektronů (Beauchemin et al., 2020). Inhibitor metanu, který má v současné době největší potenciál, je 3-nitrooxypropanol (3-NOP), který inhibuje enzym zodpovědný za tvorbu tohoto plynu v trávicím traktu dojnic (Pitta et al., 2022). Tato látka dokáže zajistit pokles denních emisí metanu o 28 až 32 % a nemá žádný vliv na příjem sušiny ani produkci (Hristov et al., 2022).
Genetická selekce krav s nízkou produkcí metanu je jednou z dalších metod k zajištění snížení emisí skleníkových plynů. Na rozdíl od dietních strategií má genetika výhodu v tom, že její účinky jsou aditivní a trvalé.
Ke snížení intenzity produkce skleníkových plynů se tak nabízí cesta dlouhověkosti a zdraví chovaných zvířat. Pomocí modelového výpočtu bylo zjištěno, že s rostoucím pořadím laktace klesá množství emisí skleníkových plynů na kilogram mléka, přičemž do třetí laktace byl tento pokles velmi dramatický (von Soosten et al., 2020).
Vliv zdraví zvířat na emise
Zdraví zvířat lze také považovat za důležité pro adekvátní konverzi krmiv na potraviny živočišného původu, přičemž při optimálním využití krmiv bude produkováno menší množství skleníkových plynů na jednotku produktu (Niemann et al., 2011). Relativně nedávná studie Mostert et al. (2018a) ukázala vliv subklinické ketózy (SKC) na emise skleníkových plynů. Autoři na základě svých výpočtů došli k závěru, že každý případ SCK zvýšil emise skleníkových plynů v průměru o 21 kg CO2eq/t FPCM (fat-protein-corrected milk), tj. zvýšení o 2,3 %. Pokud se u krav vyskytla pouze SCK, zvýšení bylo v průměru o 0,9 %. U krav s SCK a dalšími onemocněními (mastitida, metritida, dislokace slezu nebo laminitida) to bylo v průměru o 3,4 %. K navýšení emisí až o 20,4 % došlo u krav s SCK, které byly zároveň předčasně vyřazeny ze stáda. U krav s SKC, které uhynuly, došlo k navýšení emisí o 50,2 %.
Obdobná studie stejných autorů (Mostert et al., 2018b) se týkala vlivu onemocnění končetin na emise skleníkových plynů. Onemocnění končetin jsou velmi častým problémem u dojených stád skotu a vedou k poklesu příjmu krmiva, poklesu dojivosti, zhoršení plodnosti a zvyšují riziko předčasného vyřazení ze stáda.
Gülzari et al. (2018) sledovali vliv subklinických mastitid na emise skleníkových plynů na norských farmách. Mastitidy mají velký vliv na snížení produkce mléka a také na vyřazení mléka z prodeje, což jednak snižuje rentabilitu, ale také je to v podstatě plýtvání a emise související s tvorbou mléka byly vyprodukovány zbytečně. Autoři zjistili, že emise produkované na kg FPCM u krav s mastitidou (resp. buněk/ml) byly o 3,7 % vyšší než u krav bez mastitidy (PSB 50 tis. buněk/ml). Ale i krávy s mírnější mastitidou (PSB 400 tis. buněk/ml) měly o 3,3 % vyšší produkci emisí oproti zdravým kravám.
Vliv antibiotik na emise
První volbou pro terapii mastitid jsou antibiotika, jejichž přílišné používání stojí za rozvojem mikrobiálních rezistencí a výskytem reziduí antimikrobiotik v potravinách a přírodě. Kromě toho ale mohou mít dopad i na emise skleníkových plynů, protože mění složení mikroflóry v organismu léčeného zvířete.
Například bylo prokázáno, že v hnoji krav léčených antibiotiky byla významně snížena přítomnost koprofágních brouků z čeledi chrobákovitých, což je ekologicky významná skupina hmyzu v mnoha prostředích.
Využití precizního zemědělství
Precizní zemědělství v podstatě usnadňuje uskutečnit správné věci na správném místě a ve správný čas. Hlavním cílem precizního zemědělství v oblasti živočišné výroby je učinit chov hospodářských zvířat ekonomicky, sociálně a environmentálně udržitelnější, čehož se snaží dosáhnout prostřednictvím monitoringu a interpretací chování zvířat a případnému individuálnímu přístupu k nim.
Intenzifikace může být rozumnou strategií při snižování emisí skleníkových plynů, jelikož znamená, že k dosažení stejné produkční úrovně stačí méně zvířat. Jak je popsáno výše, environmentální dopad lze snížit omezováním nežádoucích emisí, které vznikají, pokud se zvířata potýkají se zdravotními problémy. Velký potenciál precizního zemědělství tedy spočítá v systémech včasného varování před zdravotními problémy.
Zdroje emisí skleníkových plynů v zemědělství
Na rozdíl od jiných sektorů, kde většina emisí skleníkových plynů připadá na oxid uhličitý (jako například v průmyslu), vznikají v zemědělství převážně jiné skleníkové plyny. Při přepočtu na CO2eq mají největší podíl emise metanu (42 %) a emise oxidu dusného (42 %). Z hlediska oteplování atmosféry se různé skleníkové plyny od sebe liší svým účinkem - některé jsou výrazně „silnější“ než jiné. Aby bylo možné je mezi sebou porovnávat, používá se přepočet na CO2eq. Ten říká, jaké množství CO2 by mělo stejný (ekvivalentní) účinek z hlediska skleníkového efektu jako určité množství jiného skleníkového plynu za nějakou standardizovanou dobu (typicky 100 let).
Vzorec pro výpočet CO2eq je množství skleníkového plynu × GWP100 koeficient (global warming potential, tedy potenciál globálního oteplování v horizontu 100 let). Například GWP100 koeficient pro metan má hodnotu 28 (IPCC AR5 WGI, kapitola 8, str. 714), což je možné s určitým zjednodušením chápat tak, že metan je 28× silnější skleníkový plyn než oxid uhličitý, resp. 1 tuna tohoto plynu má podobný účinek jako 28 tun CO2.
Emise metanu (CH4)
Emise metanu (CH4) vznikají v zemědělství převážně při procesu enterické fermentace (91 % emisí metanu), tedy během trávení přežvýkavců (krávy, kozy, ovce). V komplikovaném žaludku přežvýkavců, složeném ze čtyř propojených částí, žijí bakterie, které kvašením (fermentací) pomáhají rozkládat potravu na jednodušší látky. Množství vyprodukovaného metanu závisí hlavně na počtu zvířat. Dalším zdrojem metanu v zemědělství je také hnůj vznikající z odpadu vyprodukovaného chovanými zvířaty. V tomto případě vzniká metan činností bakterií, které rozkládají organickou hmotu bez přístupu kyslíku.
Emise oxidu dusného (N2O)
Hlavním zdrojem emisí oxidu dusného (N2O) jsou zemědělské půdy, respektive způsob jejich obhospodařování. Množství emisí závisí například na množství a formě dodávaných hnojiv nebo na způsobu orby (zda a jak se půda oře). Látky (organické i syntetické), které se dostávají do půdy, jsou rozkládány bakteriemi. Organickou hmotu a složitější látky přeměňují na jednodušší sloučeniny využitelné pro rostliny - jedním z produktů těchto procesů je však i oxid dusný.
Nepřímé emise: Dusíkaté sloučeniny se z půdy uvolňují do ovzduší nebo pronikají do povrchových či podzemních vod (vyplavování). Zdrojem emisí oxidu dusného je také hnůj - N2O se uvolňuje při nitrifikačních a denitrifikačních procesech. Mezi faktory, které množství těchto emisí ovlivňují, patří např. forma hnoje (např. v tekuté kejdě vzniká více emisí než v sušší mrvě). Hnůj je rovněž zdrojem nepřímých emisí oxidu dusného: dusík se z hnoje uvolňuje např. ve formě amoniaku, který se v plynném nebo kapalném skupenství dostává do půdy nebo povrchových vod.
Emise CO2
Emise CO2 představují 16 % celkových emisí ze zemědělství. Malé množství těchto emisí vzniká při vápnění půd a při aplikaci močoviny, výrazně větší podíl na emisích CO2 v zemědělství má spalování fosilních paliv. Vápnění slouží ke snižování kyselosti zemědělských půd - používá se vápenec nebo dolomit, oba se však postupně rozkládají (mimo jiné) na vodu a oxid uhličitý. Močovina se aplikuje na pole jako průmyslově vyráběné dusíkaté hnojivo. V půdě se však rozkládá na amoniak a oxid uhličitý.
tags: #chov #dobytka #emise #informace
Oblíbené příspěvky:
Kontakt
Zelaná Hrebová, z.s.
[email protected]
IČ: 06244655
Paskovská 664/33
Ostrava-Hrabová
72000
Bc. Jana Veclavaková, DiS.
tel. 774 454 466
[email protected]
Jaena Batelk, MBA
tel. 733 595 725
[email protected]