Dünya nüfusunun hızla artması, tüketim miktar ve alışkanlıklarını değiştirmektedir. Tüketimin artması, endüstri ve enerji gereksinimlerini arttırmasının yanında tarım ve hayvancılık uygulamalarını hızlandırmaktadır. Bu durum, hayvansal atık miktarının artmasına dolayısıyla atmosfere salınan metan miktarının etkilenmesiyle sera gazlarının olumsuz etkilerinin şiddetlenmesine neden olmaktadır (Kılıç ve Boğa, 2021). İklimsel değişimlerde önemli bir yere sahip olan sera gazları, atmosfere geri yansıtılan uzun dalgalı kızılötesi ışınlara tutunarak, atmosferin ısınmasına sebep olmaktadır (Koyuncu ve Akgün, 2018). Küresel metan emisyonlarının %40’ı doğal kaynaklı oluşurken %60’ı antropojenik yani tarım, hayvancılık kaynaklı enterik fermantasyon atığı (sığır yetiştiriciliği), insan kaynaklı çöplükler, kanalizasyon tesisleri, pirinç tarlaları ve biyokütle yakma gibi biyojenik kaynaklı olmaktadır (Nosalewicz ve ark, 2011). Hayvancılık sektörünün küresel antropojenik sera gazı emisyonlarındaki payının %18, metan emisyonundaki payının ise %30-50’i bulduğu ve bu pay içerisinde ruminant yetiştiriciliğinin etkisinin %80’e ulaştığı, tavuk ve domuz yetiştiriciliğinin ise % 8-9 etkili olduğu bildirilmiştir (Bayat ve Shingfield, 2012; Gerber ve ark, 2013; Opio ve ark, 2013). Özetle, uygun olmayan ve yanlış yapılan tarım ve hayvancılık uygulamaları CO2 (karbondioksit), CH4 (metan) ve N2O (azot oksit) gibi sera gazları emisyonunu arttırmaktadır. Ayrıca, dışkı, idrar ve geğirme ile vücuttan atılan metan sığır, koyun ve keçileri için brüt enerji alımının %5,5-6,5’unu ifade ettiğini belirtmişlerdir (Johnson ve Ward, 1996).  Dolayısıyla, çevreye ve iklime olumsuz etkisinin yanında ekonomik kayıplara da neden olmaktadır. Bu nedenle, özellikle ruminant beslemesinde sera gazları emisyonunu azaltma stratejileri geliştirilmekte, kaliteli hammaddelerin kullanılması ve doğru rasyonun formülasyonlarının hazırlanması tavsiyelerinin yanı sıra rasyonlarda uygun yem katkı maddelerinin kullanılması önerilmektedir. Doğaya metan salınımının doğru tahmin edilebilmesi için besleme yöntemleri dışında, hayvan türü ve sayısı, hayvanların canlı ağırlık ve verim bilgileri göz önünde bulundurulmaktadır.

Hayvan besleme noktasında metan emisyonunu etkileyen başlıca faktörler; yem kalitesi ile yemlerin yararlanılabilirliği, yemlerin işlenmesi, rasyona yağ ilavesi, rasyonlarda yem katkı maddelerinden probiyotikler, organik asitler, bitkisel ekstraktlar, enzimler, kil mineralleri ve alglerin kullanılması ile tanen, saponin gibi maddelerin kullanılması sayılabilir.

Ruminantlarda ham selüloz bakterilerce parçalandığında ara ürün olarak pirüvik, süksinik ve laktik asitler, son ürün olarak ise, uçucu yağ asitleri (UYA), CO2 ve metan oluşur. Bu sebeple, kaliteli kaba yemlerin tercih edilmesi ile kaba yem/konsantre yem oranları doğru belirlenmesi, yemlerin sindirilebilirliğini arttırmada ve verim kayıplarının önlenmesinde etkili olmakla birlikte metan emisyonlarının azaltılmasına da fayda sağlamaktadır. Yüksek verimli hayvanların kaba yem tüketme miktarının düşük verimli hayvanlara göre daha düşük olmasına bağlı olarak ürettikleri CH4 ve N₂O üretimin daha az olduğu tahmin edilmektedir. Rasyonda tahıl oranının yükseltilmesi, mısır silahının tercih edilmesi, yağ düzeyinin arttırılması gibi müdahaleler metan emisyonunun azaltılmasında etkili olmaktadır. Kaba yem /konsantre yem oranı, rumende asetat:propiyonat düzeylerinin değiştirilmesinde etkili olduğu için benzer şekilde CH4 üretiminin düzenlenebilmesinde etkili olur. Çünkü, propiyonik asit rumen pH’sını düşürürerek protozoonların çoğalmasını engeller ve bu şekilde protozoonların metanojenler için daha fazla H2 üretmesini önlenmiş olur (Kılıç ve Boğa, 2021). Düşük lif içeriği ve yüksek kuru madde oranına sahip baklagil yem bitkilerinin sindirimi hızlı olduğundan metan emisyonu daha az olduğu bildirilmiştir (Beauchemin ve ark, 2008). Yine, yemlerin öğütülmesi ya da peletlenmesi işlemleri ile metan üretiminin önemli düzeyde azaltılabildiği tespit edilmiştir (Moss ve ark, 2000). Bunların dışında, özellikle yüksek verimli süt ineklerinin enerji ihtiyacının karşılanması noktasında rasyonlara yapılan yağ ilavesinin metan emisyonun azaltılmasında etkili olduğu bilinmektedir (Kılıç ve Boğa, 2021). Rasyona yağ ilavesi, rumende yağ asitlerinin hidrojenasyonu yoluyla ortamda bulunan H2’yi kullanarak, metanojenler ve selülolitik bakterileri baskılar ve lifli besinlerin sindirimini yavaşlatır. Bu etki sayesinde rasyona yağ ilavesinin metan üretimini %21 oranında azaltabildiği bildirilmiştir. Her ne kadar yağlar, selüloz sindirilebilirliğini etkileyerek metanojenlerin azalmasına katkı sağlasa da rasyonda yağ oranı %5-6 üzerine çıktığında selülolitik bakteriler ile protozoalar üzerine olumsuz etkili olabileceği unutulmamalıdır.

Metan emisyonunun azaltılması noktasında hayvan besleme alanında alınabilecek önlemlerden bir diğeri de rasyonlarda yem katkı maddelerinin kullanımıdır. Bu anlamda, özellikle rumen mikrobiyom dengesinin korunması amacıyla rasyonlarda probiyotiklerin kullanılması sıklıkla önerilmektedir. Laktik asit bakterilerinden Lactococcus plantarum, L. casei, L. acidophilus ile asetat ve propiyonat üretiminde etkili Enterococcus faecium, Megasphaera elsdenii, Aspergillus oryzae fermentasyon ekstraktı ve Saccharomyces cerevisiae maya kültürü gibi probiyotikler yaygın kullanılmaktadır (McAllister ve ark, 2011). Probiyotikler mikrobiyal hücreler ve fermente ürünler arasında bozulmuş karbonhidratların parçalanmasına bağlı olarak artan bakteri sayısından dolayı H₂ üretimi ile birlikte CH₄ emisyonunun azaltmasında etkilidir (Newbold ve Rode, 2006). Yapılan bir in vitro çalışmada rasyona yapılan Saccharomyces cerevisiae ilavesiyle toplam uçucu yağ asidi üretimi değişmezken asetik asit:propiyonik asit oranında belirgin azalma olduğu tespit edilmiştir (Öztürk ve ark, 2015). Propiyonik asit sentezinin artması ve rumende fermantasyonun hızlanması metan üretimini azaltan sebeplerdir. Rasyona maya eklenmesinin, propiyonik asit sentezini artırarak, protozoon sayısını azalttığı ya da hayvan verimini yükselterek metan üretimini azalttığı farklı çalışmalarla ortaya konmuştur (Chaucheyras ve ark, 1995; Newbold ve ark, 1998; Öztürk ve ark, 2015; Gür ve Öztürk, 2021). Rasyona maya eklenmesi asetojen bakterilerin asetik asit sentezini hızlandırarak ortamda bulunan metabolik H2 tüketilmesi yoluyla metan sentezini baskıladığı bildirilmiştir. Rasyona maya eklenmesi rumen pH’sının stabil tutulmasına da katkı sağlamaktadır. Böylece yüksek oranda kesif yem içeren rasyon ile beslemede subakut ruminal asidozise (SARA) karşı dayanıklılığı arttırmaktadır (Lila ve ark, 2004; Gür ve Öztürk, 2021). Probiyotikler ayrıca, metan üretiminin azaltılmasında oldukça etkili yöntem olan rasyona nitrat eklenmesi yoluyla ortaya çıkan toksik nitritin detoksifikasyonunda rol alarak nitrit toksikasyonunu önlerler (Latham ve ark, 2018).

Rumende propiyonik asit üretimi artırıldığında metan üretiminin azaldığı konusunda fikir birliği oluşmuş durumdadır. Buradan hareketle propiyonik asit öncül olan bazı organik asit (malik asit, fumarik asit ve pirüvik asit) ya da organik asitlerin sodyum tuzlarının rumen fermantasyonunu propiyonik asit yönüne kaydırarak metan üretimini azaltabileceği kaydedilmiştir (Newbold ve Rode, 2006; Sahoo ve Jena, 2014; Carro ve Underfeld, 2015). Ayrıca malik ve fumarik asit gibi organik asitlerin enterik metan üretimini azalttığı da bilinmektedir.

Antibiyotiklerin direnç gelişimine neden olması ve hayvansal dokularda kalıntı oluşturması yem katkı üretim endüstrisinde doğal katkı maddelere karşı ilgiyi arttırmaktadır. Esansiyel yağ, saponin, tanin gibi maddeleri içeren bu doğal bitkilerin rumen mikrobiyal populasyonunu ve nitrojen metabolizmasının düzenlenmesinde, metan üretiminin azaltılmasında, asidosiz gibi beslemeye dayalı problemlerin görülme sıklığının düşürülmesinde, hayvanların sağlığının ve veriminin geliştirilmesinde öne çıkmaya başlamıştır. Rezene, karanfil, sarımsak, soğan ve zencefil uçucu yağlarının in vitro ve in vivo metan üretimini inhibe ettiği bilinmektedir (Kaya ve ark, 2012). Rasyonlarda kekik, nane, portakal yağlarının kullanımı ile CH4 ve CO2 gazların üretiminde önemli düzeyde azalma olduğu, esansiyel yağların antimikrobiyal özelliklerinden dolayı metanojen bakterilerin zarar görerek sayılarının azaldığı ve bu yolla rumen sıvısında UYA oluşumu ile birlikte CH4 ve CO2 gaz üretiminin düştüğü belirtilmiştir (Canbolat ve ark, 2011). Rumen sıvısına 400μg/ml düzeyinde timol ilavesinin CH4 gazı üretimini azalttığı da saptanmıştır (Evans ve Martin, 2000). Fenolik maddelerce zengin tanenler, idrarda azot atılımını, bağırsak parazitlerini ve rumende CH4 oluşumunu azaltan önemli özelliklere sahiptir. Ancak yüksek oranda tanen içeren yemlerin sindirilebilirliğinin azalarak konstipasyonlara neden olabileceği ve performansı olumsuz etkileyebileceği de unutulmamalıdır (Beauchemin ve ark, 2008). Bitkilerin böcek ve mikroorganizmalardan korunmasını sağlayan kuvvetli antimikrobiyal etkili biyoaktif fitokimyasallar olan saponinler de benzer amaçla kullanılabilmektedir (Gür ve Öztürk, 2021). Saponinlerin, rumen protozoonları ya da metanojen arkelerin sayısını azaltarak H₂ varlığını sınırladığı, böylece CH₄ üretimini azalttığı belirtilmiştir (Bodas ve ark, 2012).

Rasyona eklenen selülaz ve hemisellülaz gibi enzimler konsantre fermantasyon ürünleri olup lif sindirimini hızlandırmaktadırlar. Rasyonda lif oranının düşük olması ya da rasyonun kolay sindirilebilir liflerden oluşması metan üretimini azaltmaktadır. Lif sindiriminin hızlanması içeriğin rumende kalış süresini kısalttığından metan üretimini azaltıcı etki göstermektedir (Beauchemin ve ark, 2008). Lif sindiriminin hızlanması aynı zamanda asetat:propiyonat oranını da azaltmaktadır (Eun ve Beauchemin, 2007). Ancak, enzim ilavesinin lif sindirilebilirliğine etkisinin rasyon kompozisyonuna bağlı olduğu unutulmamalıdır. Bu nedenle tek bir enzim formülü önerilmesi mümkün görünmemektedir (Beauchemin, 2008).

Mikotoksin ya da pelet bağlayıcı özellikleri ile rasyonlarda sıklıkla kullanılan kil minerallerinin (alüminyum silikat, montmorillonit, bentonit, zeolit) de rumende oluşan amonyağı adsorbe edebildikleri bilinmektedir. Üre içeren (20 g/kg) besi sığırı rasyonlarına zeolit (clinoptilolite) ilavesinin (30 g/kg) rumendeki amonyak azotu düzeyini, plazma üre ve nitrojen seviyesini azalttığı, yemdeki lifli unsurların (ADF ve NDF) sindirilebilirliğini artırdığı, ancak besi performansı üzerine etkisinin olmadığı belirtilmiştir (Sadeghi ve Shawrang, 2006; Kaya ve ark, 2012).

Yapılan çalışmalar alglerin de metan emisyonunun azaltılmasında etkili olduğunu göstermiştir. Kırmızı makroalg olan Asparagopsis taxiformis’in rasyonlarda kullanılması ile enterik fermantasyon sırasında açığa çıkan CH4'ün azaltılmasında etkili olduğu, mikroalglerin de benzer şekilde etki ederek süt yağ asidi profili üzerinde önemli iyileşmelere neden olabileceği tespit edilmiştir (Janice ve ark, 2020).

Sonuç olarak karşılaştığımız iklim krizinin ve küresel ısınmanın hafifletilmesi amacıyla özellikle büyükbaş yetiştiriciliğinde beslemeye dayalı çözümler geliştirilmiş, farklı yem katkı maddelerinin metan emisyonlarının azaltılması noktasında etkili oldukları görülmüştür. Sürdürülebilir ve ekolojik hayvancılık için bilinçli yetiştiriciliğin yaygınlaştırılması, yem ve yem katkı maddelerinin miktar ve kalitesinin doğru tercih edilmesi, iklim değişikliğinin gelecekteki olası etkilerini önleme noktasında büyük ölçüde etkili olacaktır.

KAYNAKLAR