Effekt af benzoesyre og protein på lugt- og ammoniakfordampning

Det er tidligere vist, at ammoniak- og lugtemissionen fra de danske svinestalde hovedsagligt stammer fra gyllen og andre overflader i staldrummet [1].

Ammoniakemissionen fra svinegylle er afhængig af koncentrationen af ammonium-N og pH i gyllen. Fra undersøgelser gennemført af Videncenter for Svineproduktion og fra flere udenlandske undersøgelser vides, at det er muligt at reducere ammoniakemissionen fra slagtesvin ved at reducere proteinindholdet i foderet [2], [3], [4], dels fordi ammonium-N falder og dels fordi pH i gyllen ligeledes falder. Når pH i gyllen er lav vil en mindre andel af gyllens ammoniumindhold (NH4+) blive frigivet som ammoniak (NH3) og dermed vil fordampningen blive mindre.

Benzoesyre blev i 2003 midlertidigt godkendt i EU til anvendelse i slagtesvinefoder som syreregulerende tilsætningsstof med 0,5-1 pct. iblanding. Denne tilladelse blev gjort permanent i 2007 [5]. Benzoesyre er i den danske miljøgodkendelsesordning godkendt til at reducere ammoniakfordampningen fra stalde med 1 pct. pr. gram benzoesyre, der tilsættes pr. FEsv. I slagtesvinestalde kan der dermed, afhængig af foderets energiindhold, opnås en reduktion i ammoniakfordampningen på ca. 9 pct. ved den maksimale iblanding af 1 pct. benzoesyre i foderet.

Benzoesyre bliver absorberet i tarmen og bliver omdannet i leveren til hippursyre. Hippursyre udskilles via urinen og består af benzoesyre tilknyttet aminosyren glycin. Se figur 1.

 
Figur 1. Omsætning af benzoesyre til hippursyre i leveren. Billede nr. 2305

Hippursyren vil sænke pH i urinen [6], [7] og det er vist, at pH i gyllen også sænkes, hvis der tilsættes 1 eller 2 pct. benzoesyre [8], når der måles pH i gylleoverfladen igennem vækstperioden. Dog kunne man ikke vise forskel i gyllens pH imellem 0 og 1 pct. tilsætning af benzoesyre, når gyllen efter vækstperioden blev homogeniseret. Derimod var der sikker effekt af 2 pct. tilsætning af benzoesyre – også på den homogeniserede gylle. Det blev samtidig vist, at effekten på pH er mindre i gyllen end i urinen.
 
Benzoesyre er et udbredt konserveringsmiddel til fødevarer (E 210). Benzoesyre kan ved lave pH-værdier trænge gennem mikroorganismernes cellevæg, hvor den hæmmer eller ødelægger mikroorganismens intracellulære processer. Derved reduceres den mikrobielle aktivitet i grisens mave-tarm-system, hvorved konkurrencen om næringsstofferne mellem grisen og tarmfloraen mindskes. Derfor forventes benzoesyre at have en ”vækstfremmende” effekt på grisen [6], [8], hvilket medvirker til færre næringsstoffer i gyllen og dermed en mindre ammoniakfordampning.

I udenlandske undersøgelser er det vist, at tilsætning af 1 pct. benzoesyre til foderet medførte en reduceret ammoniakfordampning på 24 pct. [6]. I en tidligere dansk undersøgelse [9] medførte tilsætning af 1 pct. benzoesyre en reduceret ammoniakfordampning på 5 pct., hvilket ikke var signifikant. I begge afprøvninger var resultatet imidlertid baseret på kun et hold grise.

Sammenfattende forventes det, at benzoesyre vil sænke pH i urinen og dermed påvirke gyllens pH, hvilket vil sænke ammoniakfordampningen. Det forventes samtidig, at benzoesyre vil forbedre foderudnyttelsen, hvilket vil forstærke effekten på ammoniakfordampningen. Men det er usikkert, hvor stor effekt de tilladte max. 1 pct. i foderet til slagtesvin vil have på ammoniakfordampningen. Endvidere er det usikkert, om der er additiv effekt på ammoniakfordampning ved at kombinere benzoesyre med et lavt indhold af råprotein i foderet.

Lugt fra svineproduktion skyldes ikke et enkelt kemisk stof, men en kompleks blanding af mange forskellige kemiske forbindelser. Lugtende kemiske stoffer i staldrummet er mellem- eller slutprodukter fra mikrobiel omsætning af uudnyttede næringsstoffer i gødning og gylle. Mange af disse stoffer bliver produceret ud fra proteiner, hvilket gør det relevant at undersøge muligheden for at påvirke lugtemissionen ved at reducere proteinindholdet i foderet, således at urin og fæces får en sammensætning, der udskiller færre kemiske forbindelser, der kan bidrage til lugt.

Idet benzoesyre virker hæmmende på den mikrobielle aktivitet i grisens tarm, kan det forventes, at den ”vækstfremmende” effekt giver færre næringsstoffer i gyllen, pga. en bedre foderudnyttelse. Samtidig kan en reduktion af den mikrobielle aktivitet medføre, at omdannelsen af næringsstoffer til kemiske lugtforbindelser reduceres i tarmen og evt. i gyllen.

Det var afprøvningens formål at kvantificere effekten på ammoniakfordampningen fra slagtesvinestalde under danske forhold, når der blev tilsat 1 pct. benzoesyre til foderet. Samtidig blev det undersøgt, om der var en additiv effekt af at kombinere en reduktion af foderets proteinindhold med brug af benzoesyre. I afprøvningen måltes samtidig lugtemissionen fra staldrummene, for at undersøge dels om det reducerede råproteinindhold påvirkede lugtemissionen og dels om 1 pct. tilsætning af benzoesyre til foderet påvirkede lugtemissionen.

Afprøvningen blev gennemført i fire staldsektioner på Videncenter for Svineproduktions forsøgsstation Grønhøj.

Staldene

Hver staldsektion målte 5,80 m x 4,80 m og havde en loftshøjde på 2,5 m. Hver staldsektion var indrettet med to traditionelle slagtesvinestier, der målte 4,80 m x 2,40 m. I hver sti var der monteret en simpel tørfodringsautomat og en drikkekop. Gulvet var indrettet med 1/3 drænet gulv og 2/3 spaltegulv. Der var en gyllekumme under hver enkelt sti. Der var undertryksventilation med diffust indtag af friskluft via loftet, der bestod af mineraluld og træbetonplader. Til køling af grisene ved udetemperaturer over 15 °C var installeret et overbrusningsanlæg med én dyse over gødearealet i hver sti.

Produktion og fodring

I forsøget indgik fire grupper (behandlinger) af grise i et to-faktor forsøg.

Tabel 1. Gruppeinddeling

Ved opstart blev der for hvert hold indsat 16 grise i hver sti, hvilket vil sige, at der i hvert klimakammer blev indsat 32 grise. I den ene sti blev der indsat galtgrise og i den anden sti blev der indsat sogrise. Der blev indsat grise 4 gange i staldsektionerne (4 hold) og der indgik således i alt 512 grise i afprøvningen. Behandlingerne blev randomiseret imellem de 4 sektioner ved hver indsættelse. Grisene blev indsat ved gennemsnitlig ca. 32 kg og leveret ved gennemsnitlig ca. 122 kg.

Foderet var baseret på hvede, byg samt sojaskrå og var varmebehandlet (81°C) samt pelleteret. Foderets råvaresammensætning fremgår af appendiks 1 og foderet blev analyseret for næringsstoffer af Analycen. Grisene havde fri adgang til foder og vand.

Urin- og fæcesprøver

Der blev udtaget urin- og fæcesprøver fra 8 grise pr. behandling midt i vækstperioden og fra 8 grise pr. behandling sidst i vækstperioden. Dette blev gjort for hvert hold. Der blev således i alt opsamlet 64 urinprøver og 64 fæcesprøver pr. behandling. I disse prøver blev pH målt med det samme, hvorefter de blev nedfrosset og senere analyseret af DJF, Århus Universitet, for indhold af hippursyre og benzoesyre samt flygtige fede syrer.

Lugt

Der blev for hold 1, 2, 3 og 4 foretaget lugtmålinger på henholdsvis 4, 4, 5 og 4 måledage. På hver måledag blev der opsamlet to luftprøver fra hvert klimakammer i tidsrummet mellem kl. 11:00 og kl. 13:30. Lugtmålingerne blev foretaget i ugerne op til, at grisene var slagteklare, dvs. i den sidste del af vækstperioden.
 
Lugtprøverne blev udtaget i ventilationsafkastet, hvor der blev indsat en Teflon™-slange, der var monteret til en 30 liter Tedlar® pose. Tedlar® posen var placeret i en tæt lukket kasse, hvortil der var monteret en SKC pumpe. Der blev i kassen dannet et vakuum vha. pumpen, hvorved posen blev fyldt med luft fra ventilationsafkastet. Alt udstyret var placeret udenfor staldrummet, således at grisene ikke blev forstyrret under udtagning af lugtprøverne. Prøverne blev udtaget efter den europæiske CEN standard som er effektueret til Dansk Standard [10]. Poserne blev fyldt med 0,8 liter pr. minut, hvilket vil sige, at poserne blev fyldt over ca. 35 minutter. Prøverne blev efterfølgende sendt med Post Danmark til Slagteriernes Forskningsinstitut, hvor de blev analyseret den efterfølgende dag mht. lugtkoncentration. Analysen blev foretaget i henhold til Dansk Standard [10].

Svovlbrinte

Umiddelbart efter udtagning af luftprøver til olfaktometrisk analyse blev der i ventilationsafkastet foretaget måling af svovlbrintekoncentrationen på 12 måledage. Svovlbrintekoncentrationen blev målt med Jerome 631-XE. Instrumentet er ifølge producenten desuden påvirket af thioler og dimethyldisulfid, men dette anses ikke for at have væsentlig betydning for det samlede resultat. Der blev foretaget 6 registreringer efter hinanden i hvert ventilationsafkast.

GC-MS til bestemmelse af kemiske stoffer

I forbindelse med udtagning af luftprøver til olfaktometrisk analyse blev der på 10 måledage opsamlet prøver til analyse for kemiske stoffer. Prøverne blev opsamlet fra hold 2 og hold 4. Prøverne blev opsamlet på rør indeholdende absorberende materialer, Tenax TA og Carbograph 5 TD, der er små partikler, hvortil kemiske stoffer bindes, når staldluften suges gennem røret. En pumpe blev indstillet til at yde et flow gennem røret på 100 ml pr. minut.

Rørene blev efterfølgende sendt til analyse hos LugtTek og senere DJF, Århus Universitet, for indhold af kemiske stoffer med gaskromatografi med massespektrometrisk detektion (GC-MS).

Ammoniak og kuldioxid

Ammoniak- og kuldioxidkoncentrationen i luftindtaget og udsugningsluften blev målt med en VE 18 multisensor fra VengSystem A/S. Dette udstyr bestod af pumper, der via teflonslanger pumpede ca. to liter luft pr. minut fra indblæsning og udsugning til apparatet, der analyserede luftens indhold af ammoniak og kuldioxid. Til ammoniakmålingen blev anvendt en Polytron 1 fra Dräger med måleområdet 0-50 ppm, og til kuldioxidmåling blev benyttet en Vaisala med måleområdet 0-5000 ppm.

En manifold placeret umiddelbart inden ammoniak- og kuldioxidapparaterne sørgede for, at der på skift blev sendt luft ind til analyse. Der blev skiftet hvert 10. minut, og det var den sidst registrerede værdi, der blev lagret.

Ved hver anden måleperiode blev der ledt udeluft gennem ammoniak- og kuldioxidmålerne. Luften blev forvarmet til 34 °C, inden den blev pumpet ind i måleapparaterne. Årsagen til, at der blev sendt udeluft igennem måleinstrumenterne hver anden gang og at staldluften blev forvarmet, inden den blev pumpet ind i måleinstrumenterne, var at gøre ammoniaksensoren stabil i drift. Forvarmningen blev foretaget ved, at manifolden var blevet nedstøbt i en stålkasse, der kunne opvarmes elektrisk.

Kontrollerende målinger af ammoniakkoncentrationen med detektionsrør af mærket Kitagawa blev foretaget på hverdage om formiddagen.

Temperaturer og luftmængder

Udetemperatur og staldtemperatur blev målt med en VE 10 temperaturføler fra VengSystem A/S. I hver sektion blev ventilationsydelsen målt med en Fancom målevinge. Udetemperatur og staldtemperaturer samt ventilationsydelse blev opsamlet elektronisk. Desuden blev temperatur og relativ luftfugtighed registreret med multimeter TSI VelociCalc 8347 i forbindelse med udtagning af lugtprøver.

Elektronisk dataopsamlingsudstyr

Der var monteret et BUS-system, hvortil der var monteret VE18 multisensor, VE18 temperaturfølere, ventilationsstyring fra Fancom samt en computer. På computeren var indlagt et softwareprogram fra VengSystem A/S, der bl.a. styrede, at nye data blev lagret fra hvert kammer hver anden time.

Gyllesammensætning

Når gyllekummerne i klimakamrene var fyldt op, blev der udsluset gylle. Udslusningen blev foretaget samme dag i alle kamre. Umiddelbart inden udslusning af gylle blev der under lejet og under gødearealet målt pH for hver 5 cm ned gennem gyllen. Efter pH målingerne blev der udtaget en gylleprøve i hver sti under både lejet og gødearealet. Prøverne blev udtaget ved at pumpe en prøve op i et glas gennem et rør med en diameter på 1,5 cm. Gylleprøverne blev frosset ned og ved afslutning af et hold grise blev samtlige gylleprøver sendt til analyse hos Eurofins, hvor de blev analyseret for total kvælstof, ammoniumkvælstof, fosfor, kalium, tørstof, svovl og pH.

Gyllesammensætningen blev analyseret i en variansanalyse med proceduren MIXED i SAS. I den statistiske model indgik faktor og hold, samt køn og grisenes alder som klassevariabel.

Emissionsberegninger og statistik

Lugtemissionen pr. 1000 kg dyr blev beregnet ud fra den målte lugtkoncentration, ventilationsydelse samt gennemsnitlig vægt og antallet af grise i staldsektionen ved følgende formel:

OUE/s pr. 1000 kg gris = (L x Q x 1000) / (W x N x 3600)

L: Lugtkoncentrationen, OUE/m3
Q: Ventilationsydelsen, m3/time
W: Gennemsnitsvægt pr. gris på måledagen, kg
N: Antal grise i sektionen, stk.

Målte lugtkoncentrationer er logaritmisk fordelt og derfor blev lugtdata logaritmetransformeret inden de indgik i den statistiske analyse. De logaritmetransformerede lugtkoncentrationer og lugtemissioner i de fire klimakamre blev analyseret i en variansanalyse med proceduren MIXED i SAS under hensyn til gentagne målinger pr. dag. I den statistiske model indgik faktor og hold som klassevariabel, mens dato for udtagning af prøver indgik som tilfældig variabel.

I en tidligere undersøgelse er der fundet en lineær sammenhæng mellem de dagligt håndholdte ammoniakmålinger med detektionsrør af typen Kitagawa og de elektronisk opsamlede ammoniakkoncentrationer med Vengudstyr [9]. Kitagawarør blev vurderet til at være de korrekte værdier. For hvert hold blev korrektionslinien mellem de daglige Kitagawa og Veng-registreringer bestemt. Korrektionslinien blev benyttet til at korrigere de elektronisk opsamlede data med Veng-udstyr. Efterfølgende blev ammoniakemissionen beregnet ud fra ammoniakkoncentration, ventilationsydelse og antallet af grise i staldsektionen ved følgende formel:

g NH3-N/time pr. gris = (M x V x Q x P) / (R x T x N x 1.000)

M: Molvægten af N, 14 g/mol
V: Koncentration, ppm = ml/m3
Q: Ventilationsydelsen, m3/time
P: Tryk, 1 atm.
R: Gaskonstanten, 0,0821 (liter x atm)/(mol x Kelvin)
T: Temperaturen i Kelvin, 293 K
N: Antal grise i sektionen, stk.

Ammoniakkoncentrationer og -emissioner blev analyseret i en variansanalyse med proceduren MIXED i SAS. I den statistiske model indgik faktor og hold som klassevariabel, mens dato indgik som tilfældig variabel. 

Foderanalyserne

Foderblandingernes analyserede indhold af næringsstoffer fremgår af appendiks 2. Der blev produceret foder til hele vækstperioden på én gang, dvs. én foderproduktion pr. gentagelse. Foderet blev således produceret á 4 gange og analyseret efter hver foderproduktion. Foderets analyserede indhold af råprotein og benzoesyre passede godt med det garanterede indhold i alle fire foderproduktioner.

Det lave råproteinindhold i gruppe 3 og 4 medførte et lavere indhold af de essentielle aminosyrer isoleucin, leucin, histidin og fenylalanin + tyrosin end deres fastsatte norm fra 30 til 100 kg. De øvrige essentielle aminosyrer blev suppleret op til deres fastsatte norm med syntetiske aminosyrer.

Det analyserede benzoesyreindhold i foderet til gruppe 1 og 3, som var grupperne, hvor der ikke var tilsat benzoesyre, lå i intervallet 0,002-0,03 pct. Det analyserede benzoesyreindhold i foderet til gruppe 2 og 4, som var grupperne, hvor der var tilsat 1 pct. benzoesyre, lå i intervallet 0,96-1,14 pct. benzoesyre. Det analyserede indhold af benzoesyre stemte således godt overens med det planlagte indhold.

Produktionsresultater

Med fire gentagelser kan forsøget ikke udtale sig om forskellen på grisenes produktivitet imellem de fire foderblandinger. I nærværende forsøg, hvor grisenes vækstperiode var fra 32,4 til 121,6 kg, var den gennemsnitlige daglige tilvækst 1045 g/dag, foderudnyttelsen 2,77 FEsv/kg tilvækst og kødprocenten 59,2 (se appendiks 3).

Produktivitetsnedgangen som følge af reduktion af protein i foder kræver mange gentagelser og belyses i en anden afprøvning, hvis resultater er under publicering [11]. Numerisk havde alle hold grise, som forventet, en bedre foderudnyttelse og en bedre kødprocent i grupperne med det høje proteinniveau (gruppe 1 og 2) i forhold til grupperne fodret med det lave proteinniveau (gruppe 3 og 4). Men der blev ikke regnet statistik på produktiviteten, pga. de få gentagelser.
 
I gruppe 1 og gruppe 3 blev forholdsvis mange grise udtaget fra stierne under vækstperioden i to af gentagelserne, hvilket skyldtes problemer med halebid i enkelte stier.

Benzoesyre og hippursyre

I tabel 2 ses indholdet af hippursyre og benzoesyre målt i de opsamlede urin- og fæcesprøver.

Tabel 2. Analyse af urin- og fæcesprøver.

Der blev ikke regnet statistik på indholdet af benzoesyre i urin og fæces, da indholdet i en del af prøverne lå under detektionsgrænsen. Der blev kun registreret benzoesyre i få fæcesprøver, hvilket indikerer, at stort set al den indtagne benzoesyre optages i tarmen og udskilles via urinen som hippursyre. Den ækvivalente mængde benzoesyre, der modsvarer koncentrationen af hippursyre + benzoesyre i urinprøverne i gruppe 2 og 4 var ens og svarede til, at grisene udskilte 7,6 g benzoesyre pr. liter urin.

Den mængde benzoesyre, som grisene indtog med foderet blev således udskilt med i gns. 300 liter urin pr. gris, forudsat at de 64 prøver fra hver gruppe er en repræsentativ stikprøve. Det er tidligere vist i en undersøgelse [12] med mærket benzoesyre (14C), at benzoesyre ikke ophobes i grise. Koncentrationen af hippursyre var lavest i urinprøverne udtaget om sommeren, hvilket er i overensstemmelse med, at grisenes vandoptagelse er større i sommerperioden.

Urinen fra grisene i gruppe 1 og 3, som blev fodret med foder uden benzoesyre, indeholdt ligeledes hippursyre (tabel 2). Som det fremgår af appendiks 2 blev der tilsvarende fundet små mængder benzoesyre i foderet til gruppe 1 og 3, som kan stamme fra overslæb af benzoesyre på foderfabrikken, samt evt. små mængder i råvarerne. Den analyserede mængde benzoesyre i foderet svarer dog ikke ækvivalent til det fundne indhold af hippursyre i urinen, hvilket der ikke umiddelbart er nogen forklaring på, ud over unøjagtighed ved analysemetoden. Derfor blev ovennævnte beregning på gruppe 2 og 4 korrigeret for analyseværdierne i gruppe 1 og 3.

Der blev analyseret et mindre antal gylleprøver fra gruppe 2 og 4 for at undersøge, om hippursyren forblev stabil, når den blev opblandet i gyllen. Der blev ikke fundet hippursyre i gylleprøverne, men derimod benzoesyre. Aminosyren glycin bliver altså fraspaltet hippursyren i gyllen, hvorved benzoesyren gendannes og glycin bliver frit tilgængelig for bakteriel omsætning. Det er vist, at hippursyren omdannes indenfor 1 døgn til benzoesyre og glycin [13].

Benzoesyre har en molvægt på 122 g og glycin en molvægt på 75 g. Det betyder, at når der tilsættes 1 pct. benzoesyre til foderet, hvilket i denne afprøvning svarede til 9 g benzoesyre pr. FEsv, vil der blive udskilt 5,5 g glycin pr. FEsv med urinen via hippursyren. Det svarede til den mængde glycin, der blev tilført med foderet i gruppe 4 (lavt protein + benzoesyre), jf. appendiks 2. Men da glycin er en ikke-essentiel aminosyre vil den igen blive syntetiseret i kroppen ud fra andre aminosyrer.

Det betyder, at dannelsen af hippursyre reducerer mængden af fordøjeligt råprotein fra 132 g til 127 g pr. FEsv i gruppe 2 og fra 108 g til 103 g pr. FEsv i gruppe 4. I grupperne med lavt råproteinindhold i foderet (gruppe 3 og 4) blev underforsyningen med fordøjeligt råprotein derfor yderligere forstærket i gruppe 4, hvor der var tilsat benzoesyre. Det kan være en del af årsagen til det yderligere fald i kødprocenten i gruppe 4 med ”lavt protein + benzoesyre” i forhold til gruppe 3 ”lavt protein” (se appendiks 3), men som nævnt blev der ikke regnet statistik på produktionsresultaterne.

Flygtige fede syrer

I fæcesprøverne blev indholdet af flygtige fede syrer (VFA) analyseret i forbindelse med analysen for benzoesyre. Som det fremgår af tabel 2 blev der ikke fundet nævneværdig mængde benzoesyre i fæcesprøverne og målingerne af VFA viste da også et meget ensartet billede imellem grupperne på indholdet af de forskellige flygtige fede syrer, se figur 2. Der var ikke forskel imellem grupperne, ej heller i det totale indhold af VFA.

Figur 2. Flygtige fede syrer målt i fæcesprøver. Billede nr. 2306

I en tidligere afprøvning med smågrise [14] blev der fundet benzoesyre i mave-tarm-indholdet til og med sidst i tyndtarmen på smågrise fodret med foder indeholdende 2 pct. benzoesyre i 14 dage efter fravænning. Der blev ligeledes fundet en tendens til, at det totale indhold af VFA i den bagerste tyktarm var lavere fra smågrise fodret med foder indeholdende benzoesyre. Denne effekt kunne ikke genfindes i denne afprøvning med 1 pct. benzoesyre tilsat foderet til slagtesvin. Benzoesyretilsætningen så altså ikke ud til at påvirke den mikrobielle omsætning i tyktarmen.

pH i urin, fæces og gylle

De målte pH-værdier i urin- og fæcesprøverne, samt i de udtagne gylleprøver, fremgår af tabel 3.

Tabel 3. pH-målinger.

Der var statistisk sikkert en lavere pH-værdi, som følge af et lavere råproteinindhold i foderet. Det skyldes, at der udskilles en mindre mængde overskudsprotein i form af urea i urinen fra disse grise. Tilsætningen af benzoesyre til foderet sænkede statistisk sikkert urinens pH, som følge af hippursyren, der blev udskilt med urinen. Der var endvidere vekselvirkning imellem råproteinindhold og tilsætning af benzoesyre således, at faldet i pH pga. benzoesyretilsætningen til foderet var henholdsvis 0,56 pH-enheder i gruppen med det høje råproteinindhold og 1,14 pH-enheder i gruppen med det lave råproteinindhold. Vekselvirkningen skyldes sandsynligvis det mindre indhold af urea i urinen i gruppen med det lave råproteinindhold. Når en større andel af ureaen, som er en base, bliver mættet med protonerne fra hippursyren forventes det at være årsagen til det yderligere pH-fald i urinen.

Der var ikke statistisk sikker forskel på pH i fæcesprøverne. Dog var der en tendens (p=0,07) til, at pH i fæces steg med 0,11 pH-enheder i grupperne med det lave råproteinindhold. Dette på trods af, at vi ikke fandt forskel på VFA-indholdet i fæcesprøverne (figur 2).

Det fremgår af tabel 3, at pH er højere i gyllen end i både urin og fæces. Årsagen er, at mikroorganismerne i fæces udskiller urease, hvilket omdanner urea fra urinen til ammonium- og carbonationer, hvorved pH i gyllen stiger [15]. Desto højere ureakoncentrationen er i urinen, desto højere bliver pH i gyllen. Gyllens pH faldt derfor statistisk sikkert med 0,33 pH-enheder, når råproteinindholdet i foderet blev sænket med tre procentenheder. Det er et større pH-fald end der blev fundet i en tidligere afprøvning [2], som viste et fald på 0,08 pH-enheder pr. procentenhed råproteinindholdet i foderet blev sænket. Der blev ikke fundet forskel i gyllens pH i relation til køn (galtgrise kontra sogrise), hvor [2] viste, at gyllen fra galtgrisene havde et højere pH på 0,10 pH-enheder. Det var forventeligt med et højere pH under galtgrisene, da gyllen fra galtgrise har et højere indhold af kvælstof.

Da benzoesyre har pKa-værdi på 4,19 vil det betyde, at den vil være næsten fuldstændig på ionform (99 - 100 pct.) ved pH 6,3-7,8, som var det område, gyllens pH blev målt til i afprøvningen. Det vil sige, at benzoesyre har afgivet næsten alle sine H+-ioner i gyllens pH-interval. Som det fremgår af tabel 3 har det ikke kunnet sænke pH i gyllen, hvilket må betyde, at gyllens bufferkapacitet har kunnet binde H+-ionerne fra benzoesyren ved tilsætning af 1 pct. benzoesyre til foderet. En tidligere dansk afprøvning [9] viste ligeledes et uændret pH i gyllen ved tilsætning af 1 pct. benzoesyre til foderet og i [8] blev der heller ikke fundet en statistisk sikker effekt på gyllens pH i den homogeniserede gylle, når der blev tilsat 1 pct. benzoesyre til foderet. Derimod viste [8] et statistisk sikkert fald i gyllens pH på 0,42 pH-enheder, når der blev målt i det øverste lag i gyllekummen igennem vækstperioden. Denne pH sænkning var steget til 0,92 pH-enheder, når der blev tilsat 2 pct. benzoesyre til foderet. En nyere dansk undersøgelse har ligeledes vist en stor sænkning af gyllens pH, når der blev tilsat 2 pct. benzoesyre til foderet [13]. Her blev pH målt i gylle, som var sammensat af opsamlet urin og fæces fra grisene og derefter lagret i op til 60 dage. Det var altså ikke som i denne afprøvning prøver fra en gyllekumme, hvor der vedvarende bliver tilført urin og fæces fra dyrene.

Der blev foretaget målinger af pH direkte i gyllekummen, dels i overfladen og dels 5 og 10 cm nede i gyllen. Værdierne er illustreret i figur 3, hvor det ses, at pH stiger, desto tættere på gyllens overflade man måler. Denne stigning er statistisk sikker og medfører, at en relativ større andel af gyllens ammonium er på formen NH3 ved gyllens overflade end der vil være længere nede i gyllen. Denne lagdeling af gyllen blev ligeledes observeret i [2]. Der var ikke forskel på pH-værdierne i figur 3, som følge af benzoesyretilsætningen til foderet. Resultaterne fra [8] kunne altså ikke genfindes i denne afprøvning.

Figur 3. pH målt i forskellige dybder i gyllen. Billede nr. 2308

Gyllens sammensætning

Gyllehøjden i kummerne blev målt ugentligt og ud fra disse data er gyllemængden pr. produceret gris for hver behandling beregnet (figur 4).

Figur 4. Gyllemængde pr. produceret gris. Billede nr. 2309

Tilvæksten pr. produceret gris var henholdsvis 91, 85, 86 og 95 kg for de fire hold. Det ses, at gyllemængden fra hold 3 (sommerholdet) var markant højere end fra de øvrige hold, som følge af den højere temperatur i sommerperioden og dermed hyppigere overbrusning samt grisenes større vandoptagelse. Den gennemsnitlige registrerede gyllemængde for de fire hold var 0,51 m3 pr. produceret gris i perioden 32-121 kg. De målte gyllemængder var uden vaskevand.

Koncentrationen af næringsstoffer i gyllen fra hold 3, som var holdet fra juni til august, var noget lavere end de øvrige holds, som følge af den større gyllemængde fra dette hold. Derfor er de gennemsnitlige analyserede resultater i tabel 4 vægtet i forhold til mængden af gylle i de enkelte hold.

Tabel 4. Sammensætning af gylle ab stald.

Der blev udsluset gylle fra stierne to gange under vækstperioden, dog blev der udsluset gylle tre gange fra hold 3, pga. den store gyllemængde fra dette hold. Gylleprøverne blev udtaget lige inden gyllen blev udsluset fra kamrene, dvs. ab stald. Derfor er der fordampet ammoniak fra gyllen inden udtagning af gylleprøverne. Da ammoniakfordampning er fordampning af ammonium-N, vil koncentrationerne af ammonium-N og dermed total-N ab dyr være højere end i de analyserede gylleprøver (ab stald). Det vil svare til ca. 1 g/kg i gruppe 1 og 2, samt ca. 0,8 g/kg i gruppe 3 og 4.

Som forventet var der statistisk sikkert et mindre indhold af total-N og ammonium-N, som følge af et lavere råproteinindhold i foderet. Grupperne fodret med foder indeholdende benzoesyre havde endvidere en tendens (p=0,07) til et højere indhold af total-N på 0,44 g/kg og et statistisk sikkert højere indhold af ammonium-N på 0,33 g/kg i forhold til grupperne uden benzoesyre i foderet. Et højere indhold af total-N og ammonium-N kan skyldes en lavere ammoniakfordampning fra gyllen, når foderet var tilsat benzoesyre, men kan også skyldes udskillelsen af glycin via hippursyre. Den udskilte glycin skulle blive gendannet af andre aminosyrer og dermed skulle mængden af udskilt urea med urinen tilsvarende falde. Men specielt for gruppen med lavt råprotein i foderet og med benzoesyre (gruppe 4) kan grisene have manglet tilgængelige aminosyrer.

Gyllens indhold af total-N og ammonium-N afhang statistisk sikkert af, om der blev målt på gylle fra den første halvdel af vækstperioden eller gylle fra den sidste halvdel af vækstperioden. I figur 5 er indholdet af ammonium-N illustreret. Indholdet af ammonium-N i gyllen var 0,86 g/kg lavere i den første del af vækstperioden i forhold til i den sidste del af vækstperioden. Årsagen er, at grise aflejrer en større andel af foderets kvælstof i starten af vækstperioden, når der fodres med samme foder gennem hele vækstperioden.

Figur 5. Ammonium-N i gylle opdelt i to vækstperioder. Billede nr. 2309

Da pH afhænger af ammoniumindholdet i gyllen var pH ligeledes statistisk sikkert lavere i den første del af vækstperioden. I afprøvningen var pH i gyllen 0,31 pH-enheder lavere i den første del af vækstperioden i forhold til i den sidste del af vækstperioden.

Der var tendens (p=0,06) til højere tørstofindhold som følge af et lavere råproteinindhold i foderet. Det er tidligere vist, at grise optager mere vand, desto højere råproteinindhold, der er i foderet [16]. Men da de målte gyllemængder i forhold til kg tilvækst er næsten ens i grupperne (se tabel 4), skyldes den øgede tørstofprocent sandsynligvis også, at foderforbruget numerisk var højere i gruppe 3 og 4, og at byg og hvede erstattede ca. halvdelen af den afskallede sojaskrå i disse blandinger og at specielt byg har en lavere fordøjelighed end sojaskrå. Vandoptagelsen pr. kg tilvækst i grupperne med lavt råproteinindhold i foderet har således ikke været lavere i denne afprøvning.

I forbindelse med lugtemission er gyllens indhold af svovl interessant, da bl.a. fordampningen af svovlbrinte og andre svovlholdige stoffer forventes at give et væsentligt bidrag til lugten fra svinestalde [17]. Således indeholder 6 ud af de 10 lugtstoffer med den laveste lugttærskel svovl [18]. Der blev ikke fundet forskel på svovlkoncentrationen i gyllen (tabel 4), selv om svovlindholdet i foderet var lavere i grupperne med lavt råproteinindhold. Det lavere svovlindhold i foderet blev opvejet af, at grupperne numerisk havde et større foderforbrug pr. kg tilvækst. Derfor var grisenes svovlindtagelse pr. kg tilvækst næsten ens i de fire grupper, (se tabel 5) og dermed vil gyllens indhold af svovl også blive ens, da der kun kan forventes små forskelle i indlejringen af svovl i grisene i relation til behandling.

Tabel 5. Svovlindtagelse pr. produceret gris.

Ammoniakemission

I appendiks 4 er opstillet den gennemsnitlige staldtemperatur, luftydelse, koncentration af kuldioxid og ammoniak, samt ammoniakemissionen pr. gris pr. time for de enkelte hold. I miljøgodkendelsesordningen anvendes ammoniakemissionen fra 30 til102 kg som referenceværdi. I tabel 6 er ammoniakemissionen derfor opgjort i perioden 30-102 kg.

Tabel 6. Resultat af NH3-målinger i perioden fra 30-102 kg.

Som forventet var der statistisk sikkert en mindre ammoniakemission som følge af et lavere råproteinindhold i foderet. Grupperne fodret med foder indeholdende benzoesyre havde endvidere en tendens (p=0,06) til en lavere ammoniakemission. Der var ikke vekselvirkning imellem proteinniveau og anvendelsen af benzoesyre. Effekterne er derfor additive.

Grisene i de enkelte hold blev indsat i kamrene på samme dato og de afgik samme dato. Opholdstiden i kamrene var derfor den samme, men som det fremgår af appendiks 3, var der numerisk forskel på tilvæksten og dermed på grisenes opholdstid i kamrene fra indsættelsen og indtil de nåede en vægt på 102 kg. Ammoniakemissionen pr. gris pr. time er derfor i tabel 7 summeret til gram NH3-N pr. produceret gris fra 30 til 102 kg. Dette er opgjort for henholdsvis proteinniveau og med eller uden benzoesyre.

Tabel 7. Ammoniakemissionen pr. produceret gris fra 30-102 kg.

Reduktionen i ammoniakemissionen som følge af, at foderets råproteinindhold blev sænket fra 17,5 til 14,5 pct. var 26,1 pct., hvilket svarede til 8,7 pct. pr. procentenhed foderets råproteinindhold blev sænket, eller 32 g mindre ammoniakemission pr. produceret gris fra 30 til 102 kg pr. procentenhed. I en tidligere afprøvning [2] blev der fundet en reduktion på 38 g (9,4 pct.) pr. procentenhed foderets råproteinindhold blev sænket i intervallet 17 til 14 pct. I en anden tidligere undersøgelse [4] blev der fundet en reduktion på 10-12,5 pct. pr. procentenhed og i en undersøgelse [3] fandt man 8,1 pct. pr. procentenhed foderets råproteinindhold blev sænket. Det fundne resultat i denne afprøvning er altså på niveau med tidligere fundne resultater.

Når råproteinindholdet i foderet anvendes som metode til at reducere ammoniakfordampningen i forbindelse med miljøansøgninger anvendes en omregningsfaktor på 1,5, når procent reduceret N ab dyr i gyllen skal omregnes til procent reduceret ammoniakfordampning. Den teoretisk beregnede mængde kvælstof ab dyr var i denne afprøvning henholdsvis 2327 g og 1785 g pr. produceret gris fra 30 til 102 kg for grupperne med 17,5 pct. og 14,5 pct. råprotein i foderet. Dermed var den beregnede reduktion ab dyr på 23,3 pct. N. Den målte forskel i ammoniakemissionen på 26,1 pct. svarer til en omregningsfaktor på 1,12, hvilket er mindre end den anvendte i miljøansøgningsordningen. Der er ikke umiddelbart nogen forklaring på denne afvigelse, som ligeledes blev observeret i en tidligere undersøgelse [2].

Reduktionen i ammoniakemissionen, som følge af, at foderet blev tilsat 1 pct. benzoesyre, var som nævnt ikke statistisk sikker (p=0,06), men  er dog udregnet i tabel 7 og udgjorde 25 g ammoniakemission pr. produceret gris fra 30 til 102 kg, hvilket svarede til en reduktion på 7,5 pct. I forbindelse med miljøansøgninger beregnes 1 pct. mindre ammoniakfordampning pr. gram benzoesyre, der tilsættes pr. foderenhed. Den tilsatte benzoesyre svarede i denne afprøvning til 9 g benzoesyre pr. foderenhed, hvilket skulle medføre 9 pct. mindre ammoniakemission. Der er således god overensstemmelse imellem denne afprøvnings resultat og den indlagte reduktion i miljøgodkendelsesordningen.

Som det fremgik af figur 5 var ammoniumindholdet i gyllen lavest i den første del af vækstperioden, hvilket også gav et lavere pH i gyllen. I figur 6, som illustrerer ammoniakemissionen for gruppe 1 for de fire gentagelser, ses hvordan ammoniakemissionen er stigende hen over vækstperioden, som følge af, at kvælstofindholdet og pH i gyllen er stigende.

Figur 7. Ammoniakemission for gruppe 1, kontrol. Billede nr. 2310

Lugtemissionen

I appendiks 5 er opstillet de målte lugtkoncentrationer for de enkelte hold. Lugtkoncentrationen blev omregnet til en lugtemission pr. 1000 kg dyr, se tabel 8.

Tabel 8. Resultat af lugtmålinger, opgjort for de enkelte grupper.

Lugtemissionen var i gennemsnit ca. 450 OUE/sek. pr. 1000 kg dyr ved de olfaktometriske målinger på luftprøver udtaget sidst i grisenes vækstfase fra hold 1-4.

Der var ikke vekselvirkning imellem proteinniveau og anvendelsen af benzoesyre på lugtemissionen.

Der var ikke statistisk sikker forskel på lugtemissionen som følge af, om der blev fodret med normalt eller med lavt proteinindhold i foderet. Dette er i overensstemmelse med tidligere danske afprøvninger [2],[9].

Der var derimod tendens til 17 pct. lavere lugtemission (p=0,07) fra grise fodret med foder tilsat 1 pct. benzoesyre. Men som det fremgår af appendiks 5 blev der registreret nogle meget høje lugtkoncentrationer på enkeltdage fra hold 4. Der var netop i denne periode problemer med posematerialet, der blev anvendt til lugtprøverne og dermed med analyseresultaterne. Der er derfor ikke fuld tillid til lugtresultaterne fra hold 4, hvilket medfører, at der vil blive foretaget nye målinger på benzoesyrens effekt på lugtemissionen. I tabel 9 er estimatet for lugtemissionen angivet for foderet med eller uden benzoesyre.

Tabel 9. Lugtemissionen fra foderet med eller uden benzoesyre.

Enkeltstoffer

I tabel 10 ses de svovlbrintekoncentrationer, der blev målt umiddelbart efter udtagning af luftprøver til olfaktometri.

Tabel 10. Svovlbrintekoncentration i staldluft.

De målte svovlbrintekoncentrationer var ikke statistisk sikkert forskellige som følge af et lavere råproteinindhold i foderet. Svovlbrinte har en pKa-værdi på 7,06, hvilket betyder, at når gyllens pH-værdi er 6,9 vil ca. 60 pct. af svovlbrinten være på formen H2S, som kan fordampe, mens 40 pct. er på formen HS-. Derimod vil forholdet være det omvendte ved en pH-værdi på 7,2. Der skulle altså være mulighed for en større emission af svovlbrinte ved et lavt pH i gyllen, hvilket kan forstærke lugtemissionen fra gyllen [19]. Det var derfor forventeligt, at der ville være en højere emission af svovlbrinte fra grupperne med lavt råproteinindhold i foderet, da gyllens pH-værdi var 0,33 pH-enheder lavere end i gyllen fra grupperne med højt råproteinindhold og 2 og som det fremgår af tabel 4 var svovlindholdet i gyllen ens imellem grupperne. Der er ikke umiddelbart nogen forklaring på, hvorfor det lavere pH ikke medførte en øget emission af svovlbrinte.

Derimod var svovlbrintekoncentrationerne statistisk sikkert 0,05 ppm lavere, som følge af tilsætning af benzoesyre til foderet. Det passer overens med resultaterne fra [13], hvor man fandt statistisk sikkert lavere koncentration af svovlbrinte i luften over gyllen fra grise, hvor foderet indeholdt 2 pct. benzoesyre, end i luften over gyllen fra kontrolgrisene. Til gengæld fandt man, at koncentrationen af methanthiol var lidt højere, når foderet var tilsat benzoesyre. I [9] fandt man ligeledes en numerisk lavere svovlbrintekoncentration, når der blev tilsat 1 pct. benzoesyre til foderet. En evt. effekt af benzoesyre på lugtemissionen kan derfor være forårsaget af en lavere svovlbrintekoncentration.

Koncentrationen i staldluften af et udvalg af de øvrige kemiske stoffer, der blev målt i adsorptionsrør, fremgår af appendiks 6, hvor stofferne er opdelt i grupperne svovlholdige, aromatiske og flygtige fede syrer. Der fandtes på tidspunktet for afprøvningen ikke en metode til måling af methanthiol, men det forventes, at dimethyl disulfid dannes ud fra methanthiol, evt. i adsorptionsrøret.

Der blev ikke regnet statistik på koncentrationen af enkeltstofferne, da variationen på måleresultaterne var høj, i forhold til antallet af målinger. Når de analyserede koncentrationer sammenholdes skal de vurderes i forhold til den aktuelle ventilation i staldsektionen. I hold 2 var ventilationen 60 pct. højere end i hold 4 på måledagene. Derfor var de målte koncentrationer fra hold 2 generelt numerisk lavere end de målte koncentrationer fra hold 4.

Den største forskel imellem grupperne ses på de svovlholdige stoffer, hvor grupperne med lavt råproteinindhold havde numerisk lavere værdier. Desværre kunne koncentrationerne af dimethyl sulfid ikke analyseres fra hold 4. De lavere værdier kan dog ikke forklares ud fra gyllens indhold af svovl. Som det fremgår af tabel 4 er koncentrationen af svovl ens i gyllen.

pH i urinen var statistisk sikkert 0,38 pH-enheder lavere i grupperne med lavt proteinindhold i foderet i forhold til grupperne fodret med det høje proteinindhold, hvilket medførte, at pH i gyllen var statistisk sikkert 0,33 pH-enheder lavere. Ammoniumindholdet var endvidere statistisk sikkert 0,79 g/kg lavere i gyllen fra grupperne med lavt råproteinindhold. Det gav anledning til en statistisk sikker lavere ammoniakemission fra disse stalde på 26 pct. Det svarede til gennemsnitlig 8,7 pct., eller 32 g mindre ammoniakemission pr. produceret gris fra 30 til 102 kg pr. procentenhed råproteinindholdet i foderet blev sænket.

Grise, der fik tildelt foder indeholdende 1 pct. benzoesyre, havde et højere indhold af hippursyre i de urinprøver der blev udtaget som stikprøve. Det medførte et statistisk sikkert lavere pH i urinen fra disse grise. pH blev sænket med 0,56 og 1,15 pH-enheder for grupperne med henholdsvis højt og lavt råproteinindhold i foderet. På trods af det lavere pH i urinen blev der i denne afprøvning ikke fundet et lavere pH i gyllen fra grisene tildelt 1 pct. benzoesyre i foderet. Der var en tendens (p=0,06) til reduceret ammoniakemission som følge af benzoesyretilsætning. Reduktionen svarede til 7,5 pct. eller 25 g NH3-N pr. produceret gris fra 30-102 kg. Benzoesyrens effekt på ammoniakemissionen var uafhængig af foderets proteinindhold.

Der kunne ikke dokumenteres statistisk sikre forskelle i lugtemissionen imellem behandlingerne, men der var en tendens (p=0,07) til reduceret lugtemission på 17 pct. fra grise fodret med foder tilsat 1 pct. benzoesyre. Denne tendens vil blive undersøgt nærmere i en senere afprøvning. Svovlbrintekoncentrationen i staldluften blev samtidigt målt til at være statistisk sikkert 0,05 ppm lavere i de staldrum, hvor grisene blev tildelt benzoesyre i foderet.

Afprøvning nr.: 928

Afprøvningen blev foretaget af Dansk Svineproduktion på Forsøgsstation Grønhøj.

Deltagere
Tekniker Jens Ove Hansen, Videncenter for Svineproduktion, L & F
Stationsleder Peter Juhl Rasmussen, Videncenter for Svineproduktion, L & F

Projektleder Kristoffer Jonassen, Videncenter for Svineproduktion, L & F
Statistiker Mai Britt Friis Nielsen, Videncenter for Svineproduktion, L & F

Foderets deklarerede indhold og råvaresammensætning

Foderets beregnede indhold af mineraler og aminosyrer

Foderets analyserede¹ indhold af næringsstoffer 

Produktionsresultater

Klima- og ventilationsforhold, samt gennemsnit af målte CO₂- og NH₃-koncentrationer

Målte lugtkoncentrationer

Lugtkoncentration målt i ventilationsafkast i staldsektioner.

Grisene vejede i gns. henholdsvis 110 kg, 102 kg, 88 kg og 108 kg i hold 1-4. De målte værdier skal sammenlignes indenfor det enkelte hold

 
Billede nr. 2311

 
Billede nr. 2312

 
Billede nr. 2313

Fortsætter

Fortsat