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Tese de Doutorado
DOI
https://doi.org/10.11606/T.74.2023.tde-26042023-094836
Documento
Autor
Nome completo
Annelise Aila Gomes Lobo
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
Pirassununga, 2023
Orientador
Banca examinadora
Bueno, Ives Cláudio da Silva (Presidente)
Medeiros, Sérgio Raposo de
Perna Junior, Flavio
Sampaio, Cláudia Batista
Silva, Thiago Carvalho da
Silva, Thiago Henrique da
Título em português
Intensidade de emissão de metano, fermentação e dinâmica ruminal de bovinos Nelore em sistemas de pastejo intensificado e integrado nas diferentes estações do ano
Palavras-chave em português
Gases de efeito estufa
Hexafluereto de enxofre
Metabolismo ruminal
Nelore
Pastagem
YM
Resumo em português
O metano (CH4) é o segundo gás de efeito estufa (GEE) mais abundante, enquanto que o CO2 está fortemente associado à evolução de longo prazo da temperatura média global, o CH4 interfere no aquecimento do planeta no instante em que é emitido, portanto seu papel é determinante na dinâmica da evolução de curto prazo do aumento de temperatura. O objetivo principal deste estudo é investigar os efeitos da intensificação dos sistemas de produção animal, incluindo a integração dos mesmos, nos índices de eficiência de emissão de CH4 entérico. Um total de 40 animais experimentais por ano, da raça Nelore (Bos taurus indicus) com 375±30 kg de peso vivo e 15 a 16 meses de idade foram utilizados, sendo quatro animais em cada tratamento por ano: um animal fistulado para coleta de dados de fermentação ruminal, um animal para avaliação de desempenho e dois animais para medições de produção de metano entérico (SF6 - hexafluoreto de enxofre técnica do gás traçador), distribuídos em cinco tratamentos com duas repetições cada, havendo em cada tratamento por ano, quatro animais chamados testes. . Os tratamentos foram compostos por cinco diferentes sistemas de pastejo e suas réplicas, como a seguir: 1) pastagens degradadas (DP); 2) pastagens de sequeiro com densidade animal moderada (DMS); 3) pastagens de sequeiro com alta taxa de lotação animal (DHS); 4) sistema de pecuária florestal com taxa de lotação animal moderada (LF); e 5) pastagem irrigada com alta taxa de lotação animal (IHS). As unidades de pastejo foram consideradas unidades experimentais para os dados obtidos por área, e animais unidades experimentais para os dados obtidos por animal. O modelo inclui o efeito do tratamento (cinco sistemas de pastejo), estações do ano (primavera, verão, outono e inverno) e a interação entre tratamento e estações do ano como efeito fixo e ano foi considerado efeito aleatório. Dentro da presença de interação, os efeitos de um fator dentro do outro foram avaliados usando o comando SLICE de Procedimento Misto. Todas as médias foram apresentadas como médias de mínimos quadrados e os efeitos dos tratamentos foram separados pela opção PDIFF do SAS. Os efeitos foram considerados significativos em P≤ 0,05 pelo teste LSD de Fisher. Enfatiza-se que sistemas de produção a pasto, com animais da raça Nelore criados no pasto ao longo de todo o período de sua vida produtiva, sendo este intensificado com adubação e correção do solo, lotação animal média a alta, com a estocagem animal controlada e durante o verão, onde há a maior produção e disponibilidade de forragem, como os sistemas DMS e IHS, possuem baixa emissão de metano quando este é expresso em variáveis de produção como ganho de peso e taxa de lotação: DMS (579,16 gCH4/kg.dia-1 e 75,17gCH4/UA.ha.dia-1) e IHS (365gCH4/kg.dia-1 e 65,62gCH4/UA.ha.dia-1), em analogia aos dados encontrados na literatura. Em relação a energia bruta perdida na forma de metano, no sistema DMS foi menor durante o verão (YM = 2,91%), posto que seu consumo (9,92 kg) durante o verão foi alto juntamente com os sistemas de alta lotação animal, tornando assim um sistema eficiente. Em adição, sistemas como o DMS, para solos de baixa fertilidade, tem a capacidade de mitigar 145 vezes mais em relação ao sistema integrado como o LF ou até 25 vezes como o DP, uma vez que o sistema LF não recebeu trato de desbaste das árvores ao longo do ano. Porém quando há interação entre estação e sistema, algumas variáveis como CH4_FDN, CH4_HA_ANO, YM são maiores durante o inverno no IHS e menores durante a primavera, no LF. Durante a primavera, variáveis como CH4_GMD, CH4_MSD, CH4_CMS, CH4_FDN e CH4_HA_ANO obtiveram os menores resultados. Todavia, os sistemas integrados são necessários para manter a ciclagem de nutrientes, a biodiversidade do sistema e o equilíbrio animal, planta e ambiente. Em adição, A modulação da fermentação ruminal através do maior CMS, ganho de peso, eficiência na taxa de passagem do alimento pelo TGI e consequente redução da perda de energia, propiciados pelo manejo correto das pastagens respeitando as práticas para cada estação do ano, garante a qualidade destas, juntamente com a correta adubação e a taxa de lotação animal adequada, tendo a capacidade de melhorar a eficiência da emissão de gases de efeito estufa.
Título em inglês
Methane emission intensity, fermentation and rumen dynamics from Nelore cattle on intensified and integrated grazing systems in different tropical seasons
Palavras-chave em inglês
Greenhouse gases
Nellore
Pasture
Ruminal metabolism
Sulfur hexafluoride
YM
Resumo em inglês
Methane (CH4) is the second most abundant greenhouse gas (GHG), while CO2 is strongly associated with the long-term evolution of global average temperature, CH4 interferes in the warming of the planet at the instant it is emitted, therefore its role is determinant in the dynamics of the short-term evolution of temperature increase. The main objective of this study is to investigate the effects of intensification of livestock production systems, including their integration, on enteric CH4 emission efficiency indices. A total of 40 experimental animals per year, of the Nellore breed (Bos taurus indicus) with 375±30 kg live weight and 15 to 16 months of age were used, being four animals in each treatment per year: one fistulated animal for rumen fermentation data collection, one animal for performance evaluation and two animals for enteric methane production measurements (SF6 - sulfur hexafluoride - tracer gas technique), distributed in five treatments with two repetitions each, having in each treatment per year, four animals called testers. . The treatments were composed of five different grazing systems and their replicates, as follows: 1) degraded pasture (DP); 2) dryland pasture with moderate animal density (DMS); 3) dryland pasture with high animal stocking rate (DHS); 4) forest livestock system with moderate animal stocking rate (LF); and 5) irrigated pasture with high animal stocking rate (IHS). Grazing units were considered experimental units for data obtained per area, and animals experimental units for data obtained per animal. The model includes the effect of treatment (five grazing systems), seasons (spring, summer, fall, and winter), and the interaction between treatment and seasons as a fixed effect, and year was considered a random effect. Within the presence of interaction, the effects of one factor within the other were evaluated using the SLICE Mixed Procedure command. All means were presented as least squares means and the effects of treatments were separated by the PDIFF option of SAS. Effects were considered significant at P≤ 0.05 by Fisher's LSD test. It is emphasized that pasture production systems, with Nellore animals raised on pasture throughout the entire period of their productive life, intensified with fertilization and soil correction, medium to high stocking rate, with controlled animal stocking during the summer, when there is greater production and availability of forage, such as the DMS and IHS systems, have low methane emission when expressed in production variables such as weight gain and stocking rate: DMS (579.16 gCH4/kg. day-1 and 75.17gCH4/UA.ha.day-1) and IHS (365gCH4/kg.day-1 and 65.62gCH4/UA.ha.day-1), in analogy to data found in the literature. Regarding the gross energy lost in the form of methane, in the DMS system it was lower during the summer (YM = 2.91%), since its consumption (9.92 kg) during the summer was high along with the high stocking rate systems, thus making it an efficient system. In addition, systems such as DMS, for low fertility soils, have the ability to mitigate 145 times more than the integrated system such as LF or up to 25 times as DP, since the LF system did not receive treatment of thinning trees throughout the year. However, when there is interaction between season and system, some variables such as CH4_FDN, CH4_HA_ANO, YM are higher during winter in IHS and lower during spring in LF. During spring, variables such as CH4_GMD, CH4_MSD, CH4_CMS, CH4_FDN and CH4_HA_ANO obtained the lowest results. However, integrated systems are necessary to maintain nutrient cycling, system biodiversity, and animal, plant, and environmental balance. In addition, the modulation of rumen fermentation through the higher CMS, weight gain, efficiency in the rate of food passage through the gastrointestinal tract and consequent reduction of energy loss, provided by proper management of pastures respecting the practices for each season of the year, ensures the quality of these, along with correct fertilization and adequate stocking rate, and has the ability to improve the efficiency of greenhouse gas emissions.
 
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Data de Publicação
2023-04-26
 
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