Efeitos de fontes de proteína ruminal não degradáveis ​​na emissão de óxido nitroso, metano e amônia do esterco de confinamento

Scientific Reports volume 12, Número do artigo: 9166 (2022) Citar este artigo

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Foram avaliados os efeitos de fontes de proteína ruminal indegradável (RUP) em dietas sobre as emissões de metano (CH4), óxido nitroso (N2O) e amônia (NH3) do esterco de bovinos terminados em confinamento. Nossa hipótese é que o uso de diferentes fontes de RUP em dietas reduziria a perda de N via urina e contribuiria para reduzir as emissões de N2O, CH4 e NH3 para o meio ambiente. O gado Nelore recebeu diferentes dietas (18 animais/tratamento), incluindo farelo de soja (SM, fonte RDP), farelo de soja by-pass (BSM, fonte RUP) e farelo de glúten de milho (CGM, fonte RUP). A fonte de proteína não afetou a concentração de N e C na urina, concentração de C nas fezes e balanço de N (P > 0,05). As fontes RUP resultaram em maior emissão de N2O do que a fonte RDP (P = 0,030), enquanto BSM resultou em maior emissão de N2O do que CGM (P = 0,038) (SM = 633, BSM = 2521 e CGM = 1153 g ha− 2 N–N2O); no entanto, não houve diferenças na emissão de CH4 e NH3 (P > 0,05). Em conclusão, o uso de RUP em dietas não afetou a excreção de N de bovinos de corte ou a emissão de CH4 e NH3 do esterco, mas aumentou a emissão de N2O do esterco.

A terminação de bovinos em confinamento permite a utilização de fontes alimentares adequadas às exigências do animal, o que aumenta a produtividade e a qualidade da carne1. No entanto, esse sistema é responsável por um maior acúmulo de esterco, que contém diversos componentes como N e matéria orgânica2. Esses componentes podem sofrer transformações e servir como fonte de emissão de gases de efeito estufa (GEE), como óxido nitroso (N2O) e metano (CH4)3,4,5, bem como de amônia (NH3)6,7. As emissões de gases de efeito estufa contribuem para o aquecimento global8, enquanto a volatilização do NH3 prejudica a saúde humana7,9 e potencialmente aumenta as emissões de GEE, pois o NH3 é um precursor da geração de N2O10.

O óxido nitroso é emitido através da transformação de amônio (NH4+) e nitrato (NO3–) no solo durante a nitrificação, desnitrificação11 e desnitrificação de nitrificantes12 mediada por fungos, bactérias e archaea13. Esses processos são afetados pela precipitação, temperatura e disponibilidade de substrato14,15. A magnitude da emissão de gases do esterco bovino depende da forma e concentração do N16. Portanto, a redução da perda de N via excreta de ruminantes, especificamente de N na forma de uréia, é relevante para mitigar a emissão de N2O, uma vez que 70% do N excretado pelos ruminantes está na forma de uréia, que libera NH4+ após a hidrólise17. Além disso, a hidrólise microbiana da uréia resulta na emissão de NH318; assim, a redução de N-uréia das excretas pode reduzir diretamente a emissão de NH319.

A quantidade de CH4 emitida pelo esterco é pequena em comparação com a quantidade total de CH4 entérico produzido pelos ruminantes20. No entanto, a emissão de esterco em confinamento é relevante, pois grandes volumes de esterco podem resultar em maior emissão de CH421. O teor de nitrogênio e C22, umidade e temperatura23 são os principais moduladores das emissões de CH4. Estratégias que visam aumentar a eficiência do uso do N, resultando em menor excreção de N, podem modificar a relação CN do esterco, que é um importante fator responsável pela redução da emissão de CH424. A alta razão CN pode promover o crescimento de populações de archaea metanogênicas que são capazes de suprir suas necessidades proteicas e, portanto, não reagir com o teor de carbono remanescente do substrato, resultando em baixa produção de CH425. Assim, reduzir a excreção de nutrientes pelos animais pode servir como uma estratégia para mitigar a emissão de CH4 do esterco.

A otimização do uso de N pelos ruminantes pode reduzir a perda de N pela urina e, portanto, minimizar a emissão de NH37 e N2O do esterco26. Reduzir a quantidade de proteína degradável no rúmen (RDP) e aumentar a quantidade de proteína indegradável no rúmen (RUP) nas dietas pode aumentar a eficiência geral de N e permitir o fornecimento adequado de proteína metabolizável (PM) para atingir o intestino delgado27. Assim, levantamos a hipótese de que diferentes fontes de RUP nas dietas reduziriam a perda de N pela urina e contribuiriam para a diminuição das emissões de N2O, CH4 e NH3 para o meio ambiente. Ao modular a dieta para reduzir a excreção de N, existe a possibilidade de impactar a produção de CH428 entérico. No entanto, em nosso estudo, o foco foi entender como as fontes de RUP podem afetar a emissão nas excretas, conseqüentemente, a emissão de CH4 entérico não foi medida. A avaliação in-situ permitirá obter emissões mais representativas do ambiente de confinamento. Portanto, o objetivo do presente estudo foi avaliar os efeitos de fontes de RUP em dietas sobre as emissões de N2O, CH4 e NH3 do esterco de Nelore terminado em confinamento e identificar as principais variáveis ​​que regulam a produção desses gases.