Strategies in grass silage production to mitigate enteric CH4 emissions from ruminants

Matproduksjon resulterer i utslipp av klimagasser. I dag utgjør klimagassutslipp fra landbrukssektoren 8,7 prosent av den totale utslipp fra Norge. Gjennom Parisavtalen har Norge forpliktet seg til å redusere klimagassutslipp. Dette innebærer at utslippene i ikke-kvotepliktig sektor, som landbruk er en del av, skal reduseres med 40 % innen 2030. Enterisk metan (CH4) er en betydelig bidragsyter til klimagassutslipp, da det står for nesten halvparten av de totale utslippene fra norsk landbruk. Gras blir dyrket på hele 2/3 av det dyrka arealet i Norge og grassurfôr er det dominerende grovfôret til drøvtyggerne. Internasjonal forskning viser at å erstatte grovfôr med mer kraftfôr kan være en strategi for å redusere enterisk metanutslipp. Dette er imidlertid ikke aktuell strategi i Norge, fordi nasjonale fôrressurser som grassurfôr er basis i norsk drøvtyggerproduksjon, noe som også ble vektlagt i siste landbruksmelding. Grassurfôr blir produsert på mange ulike måter, noe som resulterer i at det er stor variasjon i botanisk sammensetning, kjemisk sammensetning, fordøyelighet og gjæringsresultat. Dette er egenskaper ved surfôret som kan påvirke enterisk metanutslipp. Det er derfor av avgjørende betydning å kartlegge hvilke egenskaper dette gjelder. I arbeidspakke 1 er det publisert en vitenskapelig artikkel til tidsskriftet Animal Feed Science and Technology (Weiby et al., 2022). Her ble det samlet inn 78 rundballer fra hele landet som ble analysert for kjemisk innhold, in vitro metangassproduksjon samt at det ble gjennomført et fordøyelighetsforsøk på sau. Resultatene viste at NDF, iNDF og vannløselige karbohydrater (sukkerforbindelser) var de viktigste parameterne som påvirker in vitro metangassproduksjon. Det ble også utviklet modeller som kan predikere metanproduksjonen fra surfôr basert på innhold av næringsstoffer i prøvematerialet. I arbeidspakke to (feltforsøk på NIBIO Fureneset) er det publisert en vitenskapelig artikkel i tidsskriftet Scientific Reports (Weiby et al., 2023). Her fant vi at in vitro metangassproduksjon var i gjennomsnitt 2.8 mL/g OM lavere i et høsteregime med to slåtter sammenlignet med et høsteregime med tre slåtter, og 1.9 mL/g OM lavere i surfôr produsert med timotei sammenlignet med flerårig raigras. Fortørking (økt tørrstoff%) hadde ingen påvirkning på in vitro metangassproduksjon, men surfôr der det var tilsatt maursyreholdig ensileringsmiddel hadde 1.2 mL/g OM høyere in vitro metangassproduksjon sammenlignet med surfôr uten maursyreholdig ensileringsmiddel. Vi konkluderte at lengre vekstperiode mellom slåttene og ekstensiv surfôrgjæring gav redusert in vitro metangassproduksjon, mens raigras sammenlignet med timotei gav økt metangassproduksjon. I arbeidspakke tre (måling av in vivo metangassproduksjon med Greenfeed utstyr på melkeku på Senter for Husdyrforsøk, NMBU) er forsøk, all databehandling og skriving av vitenskapelig artikkel gjennomført. Artikkelen er sendt inn til tidsskriftet Journal of Dairy Science. I denne arbeidspakken fant vi at timotei gav 5.2% lavere in vivo metangassintensitet sammenlignet med flerårig raigras. Videre fant vi at en økning i andelen rødkløver fra 0 til 100% i surfôret ga en lineær økning i metanintensiteten på 9.8%. Til sist fant vi at det å gå fra et to slått regime til et tre slått regime i surfôrproduksjonen reduserte in vivo metangassintensiteten med 6.8%. Målet i doktorgradsprosjektet var å utvikle strategier i surfôrproduksjonen for å redusere enterisk metangassutslipp. Et realistisk mål er å oppnå reduksjon av enterisk CH4-utslipp fra drøvtyggere i størrelsesorden 20 % innen 2030, dvs. ca. 430 000 tonn CO2-ekvivalenter. Dette prosjektet vil således bidra til å nå Norges klimamål for 2030. Referanser: 1. Weiby, K. V., S. J. Krizsan, M. Eknæs, A. Schwarm, A. C. Whist, I. Schei, H. Steinshamn, P. Lund, K. A. Beauchemin and I. Dønnem. 2022. Associations among nutrient concentration, silage fermentation products, in vivo organic matter digestibility, rumen fermentation and in vitro methane yield in 78 grass silages. Anim. Feed. Sci. Technol. 285. 115249. https://doi.org/10.1016/j.anifeedsci.2022.115249 2. Weiby, K. V., S. J. Krizsan, I. Dønnem, L. Østrem, M. Eknæs and H. Steinshamn. 2023. Effect of grassland cutting frequency, species mixture, wilting and fermentation pattern of grass silages on in vitro methane yield. Sci. Rep. 13:4806. https://doi.org/10.1038/s41598 802 023 31964 3

Målgruppen for dette PhD prosjektet er både forskningsinstitusjoner nasjonalt og internasjonalt, myndigheter (LMD, KMD, Landbruksdirektoratet, Miljødirektoratet), faglag (Bondelaget, Norges Bonde og Småbrukarlag), bønder og andre næringsaktører (TINE, Nortura, fôrfirma, Animalia, Tyr, NSG, Geno etc) i tillegg til almennheten. Resultatene fra doktorgradsprosjektet vil bidra med kunnskap om grovfôrrelaterte reduksjonsstrategier for metanutslipp hos nasjonale og internasjonale forskningsmiljøer. Resultatene vil også bidra til økning i kompetansen hos både næringsaktører (f eks klimarådgivere i TINE og NLR), og hos de som jobber med klimaarbeid i faglagene. Rådgiverne vil kunne tilpasse sin rådgivning slik at de er i tråd med disse resultatene, og det vil igjen kunne endre adferd og praksis ute hos bønder som har drøvtyggerproduksjoner slik at metangassutslippene på gården reduseres. Resultatene fra doktorgradsprosjektet vil også kunne bidra til endret politikk hos myndigheter og beslutningstakere, slik at politikk kan utformes på en slik måte at de stimulerer til en grovfôrproduksjon som reduserer metangassutslippene i tråd med disse resultatene. Helt konkret er potensielle virkninger og effekter disse: 1. Bruk av resultatene i annen forskning og implementering av resultatene i TINE og NLR sin klimarådgiving De publiserte resultatene fra dette PhD prosjektet kan brukes i andre internasjonale studier (internasjonale databaser, metastudier etc.) og blir nå også implementert i TINE og NLR sin klimarådgiving ut mot melkeprodusentene gjennom opplæring av rådgiverne. Bidrar til reduserte utslipp av CH4. 2. Sammenligning av beregnet utslipp i TINE Optifôr (Nielsen et al., 2013) og resultater fra WP3 i min doktorgrad. Rådgivere i TINE bruker TINE Optifôr når de er ute på gården og lager fôrrasjoner. I denne optimeringen kan man også beregne metangassutslippet ved hjelp av en modell (Nielsen et al., 2013). Jeg ønsket å undersøke om de beregnede CH4 utslippene i TINE Optifôr var forskjellige fra de jeg målte i WP 3. Vi fant kun små forskjeller. Det er mulig å implementere resultatene fra WP3 for å forbedre modellen for CH4 beregning i TINE Optifôr. 3. Implementering av resultatene i revidert utgave av landbrukets klimaplan 2024 I den reviderte utgaven av landbrukets klimaplan som kommer i 2024 under kapittelet om klimagassutslipp fra avl og fôring er resultatene fra denne doktorgraden og potensialet for utslippskutt gjennom forbedret grovfôrkvalitet beskrevet. Det er også linket til de publiserte artiklene fra doktorgradsprosjektet. 4. Formidling av resultater ut mot bønder Dette har skjedd og skjer kontinuerlig gjennom populærvitenskapelige artikler i Buskap (2 stk), artikler i meieriposten og i artikler i Bondebladet, Norsk Landbruk, Nationen, podcaster etc. 5. Formidling i massemedia Dette har skjedd gjennom artikler i lokalpresse og nasjonale medier som Nationen, NRK etc.

The practice for grass silage production is very diverse in Norway, manifested by different choices of botanical composition of the sward, different stages of maturity at harvesting, various numbers of cuts, extent of wilting, application of additives, etc. This is partly adoption to the particular local conditions, but there is still room for significant changes in practicing silage production. The variability in silage characteristics will probably be strengthened as an effect of the expected climate change, manifested in longer growing season, more frequent events of extreme precipitation, drought etc. (Svendgård-Stokke, 2015). It is apparent that the different characteristics of grass silage caused by the variety in grass silage production practices, may affect enteric CH4 emissions. In this project we will elucidate which characteristics in grass silage are of particular interest, and further study these characteristics systematically. The main research tasks necessary to acquire the adequate knowledge are discussed in the following section. The research work will be linked to the different objectives and organised in five WPs. The knowledge that will be acquired in this proposed project is of high relevance and importance for the Norwegian agricultural sector, advisory services and the authorities. The primary target group for this knowledge is the farmers who should implement the results in their strategy for grass silage production. However, to succeed in implementing the results into practice, not only the farmers, but also other target groups like the advisory services, media etc. need to be a part of the dissemination and communication strategy.