کاهش انتشار گازهای گلخانه ای در واحدهای پرورش گاو شیری از طریق مدیریت جیره با تاکید بر رویکرد ارزیابی چرخه حیات

چکیده مبسوط مقدمه و هدف: گرمایش زمین و نقش گازهای گلخانه ای در ایجاد آن، یکی از موضوعات مهم مورد بررسی در بسیاری از مطالعات داخلی و خارجی می باشد. از جمله عوامل ایجاد کننده این گازها، فعالیت‎ های دامپروری است. لذا به‎ منظور کاهش انتشار گازهای گلخانه‎ ای بایستی اقدامات لازم در واحدهای دامی صورت گیرد. در این راستا، در مطالعه حاضر به تعیین جیره بهینه گاوهای شیری با تاکید بر کاهش انتشار گازهای گلخانه‎ ای در قالب ارزیابی چرخه حیات پرداخته شده است. برای این امر ابتدا جیره بهینه با هدف اقتصادی کاهش هزینه ها تعیین شد و سپس جیره با هدف کاهش انتشار گازهای گلخانه ای در سناریوهای مختلف افزایش هزینه (۵ تا ۲۵ درصد) نسبت به حالت بهینه اقتصادی تعیین شد. در این پژوهش، به ‎منظور تعیین جیره بهینه، گاوهای شیری نژاد هلشتاین با وزن ۶۰۰ کیلوگرم و تولید متوسط ۳۰ کیلوگرم شیر در روز در یکی از واحدهای بزرگ پرورش گاوهای شیری در استان مازندران در نظر گرفته شد. در مطالعه حاضر، پس از محاسبه میزان انتشار گازهای گلخانه ای ناشی از جیره دام در قالب چرخه حیات، به بررسی اثر عدم سوزاندن بقایای گیاهی و نیز بررسی اثر کاهش مصرف کودهای شیمیایی بر میزان انتشار گازهای گلخانه ‎ای در واحدهای پرورش گاوهای شیری پرداخته شد. مواد و روش ها: داده‎ های مورد نیاز از واحد پرورش گاوهای شیری نمونه، جهاد کشاورزی استان مازندران، سایت فائو، کتاب NRC و برخی منابع اطلاعاتی دیگر جمع‎ آوری شد. مدل مورد استفاده مشتمل بر مدل حداقل ‎سازی جیره و مدل حداقل‎ سازی انتشار گازهای گلخانه‎ ای در قالب ارزیابی چرخه حیات بوده است. برای محاسبه نتایج، نرم ‎افزار GAMS مورد استفاده قرار گرفت. یافته‎ ها: نتایج حاکی از آن است که به ‎منظور کمینه سازی هزینه تامین جیره، تفاله چغندرقند با مقدار ۱۵/۸۳ کیلوگرم در روز، جایگزین موادی مانند سیلاژ ذرت می شود و بعد از آن سبوس گندم، کاه گندم و جو به ‎ترتیب با مقادیر ۷/۹۱، ۷/۹۱ و ۷/۷۲ کیلوگرم در روز، بیشترین سهم را از آن خود می کنند. در مقابل لازم است مصرف ذرت، پودر ماهی و کنجاله سویا در جیره محدود شوند. میزان انتشار گازهای گلخانه ای در این حالت حدود ۴۱/۱۹ کیلوگرم معادل CO۲ می باشد. همچنین هزینه کل معادل ۳۹۶۴۸۰ ریال است که نسبت به حالت پایه حدود ۲۶ درصد کاهش یافته است. نتایج تعیین جیره بهینه با هدف کاهش انتشار گازهای گلخانه‎ ای نیز حاکی از آن است که در سناریوی افزایش ۵ درصدی هزینه‎ های جیره به‎ دست آمده در روش قبلی، تفاله چغندرقند، سیلاژ ذرت، سبوس گندم و کاه گندم به‎ ترتیب با مقادیر ۱۵/۶۷، ۹/۱۷، ۷/۸۴ و ۷/۸۴ کیلوگرم در روز بیشترین سهم را دارا می شوند. در این شرایط با افزایش ۵ درصدی هزینه‎ های جیره، انتشار گازهای گلخانه ای به‎ میزان بیشتری (حدود ۷/۷ درصد) کاهش می یابد. اگر هزینه کل جیره تا ۲۵ درصد افزایش داده شود میزان انتشار گازهای گلخانه ای ۲۵/۶۸ درصد کاهش می یابد. در این حالت بیشترین سهم جیره از آن تفاله چغندرقند، سیلاژ ذرت و سبوس گندم به‎ ترتیب با مقادیر ۱۵/۶۶، ۱۵/۷۱ و ۶/۳۷ کیلوگرم در روز خواهد شد. در مجموع برمبنای نتایج، با کاهش انتشار گازهای گلخانه‎ ای در سناریوهای مختلف هزینه، موادی مانند سیلاژ ذرت، تفاله چغندرقند و سبوس گندم سهم بالاتری نسبت به سایر مواد دارند. کنجاله سویا و ذرت نیز از موادی بوده که برای کاهش بیشتر گازهای گلخانه‎ ای در جیره کاهش می‎ یابند. همچنین براساس نتایج به‎ دست آمده در تمامی سناریوهای افزایش هزینه، متان حاصل از تخمیر شکمبه ای، انرژی مصرفی، مدیریت کود دامی و سپس مدیریت خاک به‎ ترتیب بیشترین سهم را در انتشار گازهای گلخانه ای از آن خود کرده اند. بررسی سایر سناریوهای این تحقیق نیز حاکی آن است که عدم سوزاندن بقایای گیاهی که اکنون به‎ عنوان یک سیاست دولتی مورد تصویب قرار گرفته است، میزان انتشار گازهای گلخانه ای ناشی از مدیریت خاک و در نتیجه میزان کل انتشار گازهای گلخانه ای را ۰/۶۱ درصد کاهش می دهد. نتیجه‎ گیری: برمبنای نتایج این تحقیق، با متقبل شدن هزینه ‎های بیشتر، میزان معادل  CO۲انتشار یافته به‎ ازای هر کیلوگرم شیر نیز کاهش می‎یابد به ‎طوری‎که در سناریوهای افزایش ۵ و ۲۵ درصدی هزینه‎ ها، میزان انتشار گازهای گلخانه ‎ای به‎ ترتیب حدود ۱/۲۱ و ۱/۰۰۳ کیلوگرم معادل  CO۲به‎ ازای هر کیلوگرم شیر، به ‎دست آمده است. نتایج این تحقیق بیانگر آن بوده است که به‎ منظور کاهش انتشار گازهای گلخانه‎ ای در سناریوهای مختلف هزینه، بهتر است موادی مانند تفاله چغندرقند، سیلاژ ذرت و سبوس گندم سهم بالاتری نسبت به سایر مواد داشته باشند. افزایش سهم این مواد در راستای کاهش انتشار گازهای گلخانه ‎ای بوده که به‎ نظر می‎ رسد با تشویق به مصرف این مواد بتوان گامی موثر در کاهش آلودگی‎ ها برداشت. نتایج مبادله بین هزینه جیره و میزان انتشار گازهای گلخانه ‎ای در تمامی سناریوهای مورد بررسی حاکی از آن است که درصد کاهش انتشار گازهای گلخانه ‎ای از درصد افزایش هزینه‎ های جیره بیشتر بوده است. در مجموع می‎توان گفت استفاده از مدل‎ های متعارف تعیین جیره که مبتنی بر کمینه سازی هزینه جیره هستند و عدم توجه به کاهش تبعات زیست‎ محیطی نظیر انتشار گازهای گلخانه ‎ای، منجر به انتخاب جیره‎ای نامناسب از بعد زیست‎ محیطی می‎ شود. با توجه به نتایج تحقیق، می‎توان با اقدامات مناسبی از قبیل یارانه به مصرف موادی که انتشار گازهای گلخانه ‎ای کمتری را داشته و همچنین اخذ جریمه برای مصرف مواد افزون‎ کننده انتشار گازهای گلخانه ‎ای و جریمه بر سوزاندن بقایای گیاهی، در راستای بهبود وضعیت محیط زیستی قدم برداشت.

Keywords:

Cost Minimization , Environmental Goals , Holstein Cows , Life Cycle , Mathematical Planning , اهداف محیط زیستی , برنامه ریزی ریاضی , چرخه حیات , کمینه سازی هزینه , گاوهای هلشتاین