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Doctoral Thesis
Full name
Jacqueline Geraldo de Lima
Knowledge Area
Date of Defense
Piracicaba, 2014
Santos, Patricia Menezes (President)
Medeiros, Sérgio Raposo de
Santos, Flavio Augusto Portela
Alves, Teresa Cristina
Bannink, André
Title in English
Dietary strategy to reduce methane emission in Brazilian beef cattle production
Keywords in English
Beef cattle
greenhouse effect
methane emission
Abstract in English
In Brazil, estimate of methane (CH4) emission for the National Greenhouse Gas Inventory is carried out using the empirical Tier 2 approach published by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC). Although, IPCC recommends the use of a more specific, mechanistic Tier 3 approach, this is hampered by a lack of consolidated data for development, evaluation and application of such a Tier 3 approach. The purpose of the present modelling study was to evaluate whether a Tier 3 approach instead of the Tier 2 approach has merit in estimating the effect of improvement of diet quality by feeding supplements on CH4 emission, calculated by both a Tier 2 and an extant Tier 3 approach. Six systems of beef cattle production in Brazil were considered which differed inage at slaughter mainly due to diet quality (ranging from 14 to 44 months). The systems studied encompass most of the range of slaughter age and feeding methods observed and the differences between them can be considered realistic for variation in current Brazilian practice of beef production. Estimates of feed quality and animal performance were based on published Brazilian studies and on data from a Brazilian inventory on enteric CH4. Both Tier 2 and Tier 3 approaches estimated a large variation in CH4 emission for the six production systems. The highest level of enteric CH4 emission (168 and 145 kg per slaughtered animal, estimated with the Tier 2 and Tier 3 approach, respectively) was estimated for the system with slaughter after 44 months and the lowest with slaughter after 14 months (35 and 31 kg per slaughtered animal, estimated with the Tier 2 and Tier 3 approach, respectively). The general trend was a profound increase of CH4 emission with increase of age-at-slaughter. Methane estimates depended strongly on the modelling approach adopted. Using the Tier 3 approach in the present study with the assumptions made for the six Brazilian beef production systems indicated substantially lower estimates of enteric CH4 compared to the IPCC Tier 2 approach. The Ym values (fraction of gross energy intake emitted as CH4) estimated by the Tier 3 approach for separate growing periods (seasons) within the different systems ranged between 0.044 and 0.070, and between 0.049 and 0.058 when averaged for the whole growing period (cf. 0.065 with Tier 2). Model estimates should be confirmed by evaluation against independent in vivo data obtained under local Brazilian conditions of beef production.
Title in Portuguese
Estratégia dietética para reduzir a emissão de metano em sistema produção de gado de corte no Brasil
Keywords in Portuguese
Bovinos de corte
Efeito estufa
Emissão de metano
Abstract in Portuguese
No Brasil, a estimativa de emissão de metano no inventário nacional sobre a emissão de metano (CH4) é realizada pela abordagem Tier 2, recomendada pelo Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC). Embora o IPCC recomende o uso do Tier 3, uma abordagem mais complexa, a aplicação desta no Brasil é dificultada pela falta de dados consolidados para o desenvolvimento, avaliação e aplicação do modelo. O objetivo deste trabalho foi estimar o efeito da melhoria da qualidade da dieta na emissão entérica de CH4, em sistemas de produção de gado de corte brasileiros, pelos métodos Tier 2 e Tier 3. A emissão entérica de CH4, foi estimada em seis sistemas de produção de bovinos de corte, do desmame até abate. Os sistemas estudados abrangeram os métodos de alimentação mais praticados na produção de carne bovina brasileira. A qualidade da alimentação e desempenho animal foram estimados baseados em estudos publicados na literatura. Ambas as abordagems Tier 2 e 3 estimaram efeito da suplementação sobre a emissão de CH4. As estimativas do Tier 2 e 3, no sistema de abate aos 44 meses, apresentaram maior emissão de CH4 entérico comparados aos outros sistemas, resultando em valores de 168 e 145 kg de CH4 por animal, respectivamente. Por outro lado, o sistema de abate aos 14 meses, apresentou menor emissão de CH4, comparados aos outros sistemas, em valores de 35 e 31 kg de CH4 por animal abatido, respectivamente. A tendência geral foi um aumento de emissão de CH4 com o aumento da idade de abate. Usando a abordagem Tier 3 para as condições brasileiras resultou valores menores de CH4 entérico em comparação a Tier 2. Os valores Ym (fração de ingestão de energia bruta emitido como CH4) estimados pela Tier 3, nas diferentes estações, variou entre 0,044 e 0,070, e para diferentes sistemas de produção entre 0,049 e 0,058. Por outro lado a média para todo o período de crescimento foi 0,065 para Tier 2. Essas estimativas devem ser confirmados com dados in vivo obtidos em condições locais, com intuito de melhorar o modelo Tier.
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