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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.74.2018.tde-23102018-124307
Document
Author
Full name
Leandro Sannomiya Sakamoto
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
Pirassununga, 2018
Supervisor
Committee
Leme, Paulo Roberto (President)
Pedroso, André de Faria
Mercadante, Maria Eugênia Zerlotti
Oliveira, Patrícia Perondi Anchão
Siqueira, Gustavo Rezende
Title in Portuguese
Intensidades de emissão de gás metano de bovinos Nelore terminados a pasto e cruzados em confinamento
Keywords in Portuguese
Fermentação entérica
GreenFeed
Heterozigose
Hexafluoreto de enxofre
Intensificação das pastagens
Abstract in Portuguese
O aumento das emissões de gases de efeito estufa (GEE) por ações antrópicas vem contribuindo para o aquecimento global que causam as mudanças climáticas. O setor agropecuário tem participação nessas emissões, principalmente devido a produção de alimentos necessária para suprir a demanda crescente da população, sendo a emissão de metano (CH4) entérico pelos bovinos o foco das discussões. Diante desta realidade, o objetivo deste trabalho foi avaliar as intensidades de emissão de CH4 de bovinos Nelore em sistemas de pastagem e bovinos cruzados em confinamento na fase de terminação. Foram avaliados 48 animais da raça Nelore de duas safras, sendo 24 por safra, distribuídos nos 4 sistemas de produção em pastagem: sob manejo intensivo irrigado com alta lotação (IAL), sob manejo intensivo de sequeiro com alta lotação (SAL), em recuperação sob manejo de sequeiro com lotação animal moderada (SML) e degradada com baixa lotação animal (DEG). A mensuração de metano foi feita pela técnica do gás traçador hexafluoreto de enxofre (SF6). Também foram avaliados 63 animais cruzados provenientes de vários grupos genéticos, agrupados em proporção de Adaptado de 25,00% e 37,50% (1A), de 43,75% e 50,00% (2A) e de 56,25%, 62,50%, 68,75% e 75% (3A), em proporção de Bos taurus: 31,25%, 50,00%, 56,25% e 75,00%, e segundo a porcentagem de Heterozigose: 50,00% e 62,50% (1H), 81,25% (2H), e 100% (3H). A mensuração do metano foi através dos cochos automatizados (Greenfeed). Todos os animais avaliados eram castrados. Amostras das pastagens foram analisadas e o consumo dos animais Nelore foram estimados, já no confinamento o consumo foi mensurado através do equipamento GrowSafe. Em ambos experimentos foram registrados dados de desempenho animal (peso vivo, ganho de peso, conversão alimentar), de carcaça (área de olho de lombo do músculo Longissimus, espessura de gordura, peso de carcaça quente (PCQ) e rendimentos de carcaça (RendC) e do ganho (RendG)) e variáveis relacionadas ao metano. Foram apresentados também dados por hectare nos sistemas a pasto. Os dados foram analisados pelo procedimento MIXED do programa SAS 9.3. Sistemas mais intensificados apresentaram melhores resultados da qualidade de forragem comparados com o DEG, isto refletiu nos resultados de consumo e desempenho desses animais que apresentaram piores resultados. O DEG foi o menos produtivo de todos. Algumas variáveis relacionadas ao CH4 apresentaram diferenças entre os tratamentos: 1) a emissão em relação ao ganho de peso diário (CH4GPD) foi menor para o sistema IAL (371 g CH4/kg GPD) comparado aos sistemas DEG (478,4) e SAL (484,5), o sistema SML (404,0) não diferenciou dos IAL e DEG; 2) a energia bruta perdida na forma de CH4 (YM) apresentou maiores valores para os sistemas SAL e DEG comparado aos IAL e SML. Os sistemas mais intensificados apresentaram maior taxa de lotação (p <,0001) e maior ganho de peso e carcaça (p <,0001) por hectare. O SAL apresentou menor intensidade de emissão (IE) calculada pelo RendG que o DEG (p = 0,0269). Entretanto os sistemas não apresentaram diferenças na IE por ganho de peso (p = 0,3602) e por kg de carcaça calculado pelo RendC (p = 0,1567), apesar das diferenças parciais encontradas nas emissões por ano e por taxa de lotação (p <,0001) com valores mais altos para os sistemas intensificados, mostrando a possibilidade de maior produção de carne com uma mesma IE, considerando apenas a emissão de metano entérico. Os agrupamentos dos animais confinados apresentaram diferenças nas variáveis de desempenho, porém apenas a classificação pela heterozigose apresentou diferenças nas variáveis de metano. Animais 3H apresentaram melhores resultados de desempenho em relação aos animais 1H. Para as variáveis relacionadas a carcaça, não houve diferença no PCQ (p = 0,5842), porém animais 2H apresentaram maior rendimento cárneo que animais 1H (p = 0,0177), e carcaça mais magra que os demais (p = 0,0007). Em relação ao metano, animais 2H apresentaram melhores resultados em comparação aos animais 3H, porém os dois grupos apresentaram uma IE calculada pelo RendC menor que animais 1H (p = 0,0173). Apesar das diferenças encontradas entre os níveis de intensificação das pastagens ou entre os grupos genéticos estudados, é importante avaliar o sistema como um todo, como o sequestro de carbono dos solos, a emissão de óxido nitroso, produção de dejetos, entre outros e não apenas a emissão de metano dos animais. Podemos concluir com este estudo que sistemas mais intensificados produzem mais carne. Animais com porcentagens de heterozigose acima de 81,25% podem apresentar menor IE de metano que animais com heterozigose abaixo de 62,5% na fase de terminação em confinamento. Além disso, carcaças mais magras com maior rendimento cárneo podem ser obtidas em animais com 81,25% de heterozigose. Para definir qual sistema de produção, grupo genético bovino, tipo de dieta, nível de intensificação utilizar, é importante verificar os que melhor se encaixam em sua estrutura visando uma produção sustentável. Os impactos ambientais causados pela atividade podem até serem neutralizados se o planejamento e a execução forem adequados ao seu objetivo.
Title in English
Methane emission intensities from beef cattle Nellore finished on pasture and crossbred in feedlot
Keywords in English
Enteric fermentation
GreenFeed
Heterozygosis
Pasture intensification
Sulfur hexafluoride
Abstract in English
Increase in greenhouse gas (GHG) emissions from anthropogenic actions has contributed to global warming that is responsible for climate change. The agricultural sector has participation in these emissions, mainly due to the food production necessary to supply the growing demand of the population, therefore the enteric methane (CH4) emission by cattle becomes the focus of the discussions. In view of this reality, the aim of this study was to evaluate methane emission intensities of Nellore cattle in pasture systems and crossbred cattle in feedlot, both in the finishing phase. Forty-eight animals from two production cycles were evaluated, with twentyfour in each cycle, distributed across four different pasture production systems: intensively managed irrigated pasture with high stocking rate (IHS), intensively managed dry land pasture with high stocking rate (DHS), recovering dry land pasture with moderate stocking rate (DMS) and degraded pasture with low stocking rate (DP). Methane emission was measured using the sulfur hexafluoride (SF6) gas tracer technique. We also evaluated sixty-three crossbreed animals from several genetic groups, grouped in proportion to Adapted of 25% and 37.5% (1A), 43.75% and 50% (2A) and 56.25%, 62.5%, 68.75% and 75% (3A), in proportion to Bos taurus: 31.25%, 50%, 56.25% and 75%, and according to the percentage of heterozygosis: 50% and 62.5% (1H), 81.25% (2H), and 100% (3H). Methane emission was measured through automated troughs (Greenfeed). All animals evaluated were castrated. Pasture samples were analyzed and Nellore animals' intake was estimated, and in feedlot the intake was measured through the GrowSafe machine. In both experiments, animal performance (live weight, weight gain, feed conversion), carcass (Longissimus loin eye muscle area, fat thickness, hot carcass weight (HCW) and carcass yield (CY) and gain yield (GY)) data and variables related to methane were recorded. Data per hectare were also recorded in pasture systems. The data were analyzed using the MIXED process of the SAS 9.3 program. The more intensely managed systems presented higher yields of better quality forage, as well as superior animal performance when compared to the DP. Some variables related to CH4 showed differences between treatments: 1) emissions in relation to average daily weight gain (CH4ADG) were lower in the IHS system (371 gCH4/kgADG) compared to the DP (478.4) and DHS (484.5) systems; the DMS system (404.0) did not differ significantly from the IHS and DP; 2) gross energy lost in the form of CH4 (YM) demonstrated higher energy expenditure for the DHS and DP systems compared to the IHS and DMS. Intensified systems had higher stocking rate (p <.0001) and weight and carcass gain (p <.0001) per hectare. SAL presented lower emission intensity (EI) calculated by the GY than the DEG (p = 0.0269). However, the systems did not present differences in emission intensities per weight gain (p = 0.3602) and per kg of carcass calculated by carcass yield (p = 0.1567), despite the partial differences observed in emissions per year and per stocking rate (p <.0001) with higher values recorded for the intensified systems, showing the possibility of higher meat production with the same emission intensity, considering only the enteric methane emission. Groups of confined animals presented some differences in the performance variables, but only the classification by heterozygosity showed differences in the methane variables. Animals classified as 3H showed better performance compared to 1H animals. For variables related to the carcass, there was no difference in PCQ (p = 0.5842), but 2H animals presented higher carcass yield than 1H animals (p = 0.0177), and leaner carcass compared to the others (p = 0.0007). In relation to methane, 2H animals presented better results compared to 3H animals, but two groups had a lower EI calculated by the CY than 1H animals (p = 0.0173). Despite the differences found between pasture intensification levels or between genetic groups studied, it is important to evaluate the system as a whole, such as soil carbon sequestration, nitrous oxide emission, waste production, among others and not only methane emissions from animals. We can conclude from this study that intensified systems produce more meat. Animals with heterozygous percentages above 81.25% may presented lower emission intensity of methane than animals with heterozygosis below 62.5% in the feedlot finishing phase. In addition, leaner carcasses with higher beef yield may be obtained in animals with 81.25% heterozygosity. In order to define which production system, bovine genetic group, type of diet, level of intensification to use, it is important to verify the ones that fit best in its structure aiming a sustainable production. The environmental impacts caused by the activity can even be neutralized if planning and execution are appropriate to its objective.
 
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Publishing Date
2018-11-05
 
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