Fuel consumption by agricultural machinery: a review of pollutant emission control technologies / Consumo de combustível por máquinas agrícolas: uma revisão das tecnologias de controle de emissão de poluentes

Most energy used to operate agricultural machines in the field is generated from fossil fuel combustion. The combustion process emits atmospheric pollutants, increasing the emission of greenhouse gases (GHGs). In this context, this review is to discuss technologies for mitigating diesel engine GHG emissions to advance sustainable development in the agricultural machinery sector. This paper presents strategies and technologies widely adopted by agricultural machinery manufacturers in controlling pollutant emissions during fuel combustion. The findings of this study encompass sustainable alternative technologies, such as selective catalytic reduction, exhaust gas recirculation, diesel particulate filter, and fuels. This study helps reveal the environmental impact of agricultural field operations that generate GHG emissions.

Grande parte da energia utilizada para o funcionamento das máquinas agrícolas em suas operações no campo ainda é resultante da combustão de combustíveis fósseis. O processo de combustão provoca a emissão de poluentes atmosféricos que contribuem para o aumento dos Gases de Efeito Estufa (GEE). Neste contexto, esta revisão tem como objetivo descrever as tecnologias que contribuem para mitigar as emissões de GEE pelos motores de ciclo Diesel, a fim de contribuir para a compreensão e o desenvolvimento da sustentabilidade no setor de máquinas agrícolas. São apresentadas as estratégias e tecnologias que comumente estão sendo adotadas pelos fabricantes de máquinas agrícolas para o controle das emissões de poluentes, durante o processo de combustão do combustível. Os achados do estudo apresentam as alternativas tecnológicas sustentáveis como a Selective Catalytic Reduction, Exhaust Gas Recirculation, Diesel Particulate Filter, e sobre o uso de combustíveis alternativos. Ainda, contribui para o entendimento do impacto ambiental das operações agrícolas em campo, que provocam as emissões de GEE.

Fuel consumption by agricultural machinery: a review of pollutant emission control technologies / Consumo de combustível por máquinas agrícolas: uma revisão das tecnologias de controle de emissão de poluentes

ABSTRACT: Most energy used to operate agricultural machines in the field is generated from fossil fuel combustion. The combustion process emits atmospheric pollutants, increasing the emission of greenhouse gases (GHGs). In this context, this review is to discuss technologies for mitigating diesel engine GHG emissions to advance sustainable development in the agricultural machinery sector. This paper presents strategies and technologies widely adopted by agricultural machinery manufacturers in controlling pollutant emissions during fuel combustion. The findings of this study encompass sustainable alternative technologies, such as selective catalytic reduction, exhaust gas recirculation, diesel particulate filter, and fuels. This study helps reveal the environmental impact of agricultural field operations that generate GHG emissions.

RESUMO: Grande parte da energia utilizada para o funcionamento das máquinas agrícolas em suas operações no campo ainda é resultante da combustão de combustíveis fósseis. O processo de combustão provoca a emissão de poluentes atmosféricos que contribuem para o aumento dos Gases de Efeito Estufa (GEE). Neste contexto, esta revisão tem como objetivo descrever as tecnologias que contribuem para mitigar as emissões de GEE pelos motores de ciclo Diesel, a fim de contribuir para a compreensão e o desenvolvimento da sustentabilidade no setor de máquinas agrícolas. São apresentadas as estratégias e tecnologias que comumente estão sendo adotadas pelos fabricantes de máquinas agrícolas para o controle das emissões de poluentes, durante o processo de combustão do combustível. Os achados do estudo apresentam as alternativas tecnológicas sustentáveis como a Selective Catalytic Reduction, Exhaust Gas Recirculation, Diesel Particulate Filter, e sobre o uso de combustíveis alternativos. Ainda, contribui para o entendimento do impacto ambiental das operações agrícolas em campo, que provocam as emissões de GEE.

Energy efficiency and emissions of CO2, CH4, and N2O in organic and conventional rice production / Eficiência energética e emissões de CO2, CH4 e N2O em arroz sob cultivo orgânico e convencional

Rice is the second-most produced cereal worldwide and actively contributes to greenhouse gas (GHG) emissions, particularly methane, especially under deepwater production. Assessments of energy efficiency (EE) and GHG emissions can indicate the sustainability level of agrosystems and support decisions related to the reduction of production costs and environmental pollution. This study aimed to assess both EE and GHG emissions in organic and conventional rice production in the Southern region of Brazil. For this study, eight rice fields were evaluated. Energy inputs and outputs were calculated by multiplying the production input amounts by their respective calorific values or energy coefficients at each stage of production. EE was determined using the ratio between the total energy output and the total energy consumed during the production process. GHG emissions were estimated using the principles of the lifecycle assessment methodology in addition to the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) recommendations. Each 1.0 MJ consumed during the production of organic and conventional rice produced renewable energy averages of 10.5 MJ and 7.90 MJ, respectively, as grains. The primary energy expenses for organic rice were represented by seeds, fuel, tractors, and agricultural machinery and implements, and those for conventional rice were seeds, fuel, and fertilizers. Each kilogram of organic and conventional rice produced accounted for the emission of 0.21 and 0.32 kg of CO2eq, respectively, during the production cycles and delivery to the warehouse, with seeds, fuel, and fertilizers being the main sources of CO2eq emissions to the atmosphere.

O arroz é o segundo cereal mais cultivado no mundo e contribui ativamente nas emissões de GEE, principalmente em áreas produzidas sob inundação, com destaque para a produção de gás metano. A eficiência energética (EE) e as emissões de gases de efeito estufa (GEE) podem indicar o nível de sustentabilidade dos agrossistemas e a tomada de decisões relativas à redução dos custos de produção e poluição do ambiente. O objetivo deste trabalho foi avaliar a EE e emissões de GEE nas culturas do arroz sob cultivo orgânico e convencional na região sul do Brasil. Para isso, foram avaliadas oito áreas de arroz. As entradas e saídas de energia foram calculadas pela multiplicação da quantidade de produtos utilizados para a produção de arroz pelos seus respectivos poderes caloríficos ou coeficientes energéticos em cada etapa de produção. A EE foi obtida pela razão entre a quantidade de energia total de saída e o consumo total de energia durante o processo produtivo. Para estimar a emissão de GEE, foram aplicados princípios da metodologia de avaliação do ciclo de vida e recomendações do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC). Para cada 1,0 MJ de energia consumida na produção orgânica de arroz sob os sistemas orgânico e convencional, se produziram respectivamente em média, 10,5 MJ e 7,90 MJ de energia renovável, na forma de grãos. Os principais gastos energéticos no arroz orgânico foram com sementes, combustível, tratores, máquinas e implementos agrícolas e para o arroz convencional foram sementes, combustível e fertilizantes. Para cada 1 kg de grãos dos sistemas orgânicos e convencional são emitidos respectivamente 0,21 e 0,32 kg de CO2eq durante seus ciclos de produção e entrega no armazém, sendo as sementes, combustíveis e fertilizantes as principais fontes de emissão de CO2eq à atmosfera.

Energy efficiency and emissions of CO2, CH4, and N2O in organic and conventional rice production / Eficiência energética e emissões de CO2, CH4 e N2O em arroz sob cultivo orgânico e convencional

Rice is the second-most produced cereal worldwide and actively contributes to greenhouse gas (GHG) emissions, particularly methane, especially under deepwater production. Assessments of energy efficiency (EE) and GHG emissions can indicate the sustainability level of agrosystems and support decisions related to the reduction of production costs and environmental pollution. This study aimed to assess both EE and GHG emissions in organic and conventional rice production in the Southern region of Brazil. For this study, eight rice fields were evaluated. Energy inputs and outputs were calculated by multiplying the production input amounts by their respective calorific values or energy coefficients at each stage of production. EE was determined using the ratio between the total energy output and the total energy consumed during the production process. GHG emissions were estimated using the principles of the lifecycle assessment methodology in addition to the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) recommendations. Each 1.0 MJ consumed during the production of organic and conventional rice produced renewable energy averages of 10.5 MJ and 7.90 MJ, respectively, as grains. The primary energy expenses for organic rice were represented by seeds, fuel, tractors, and agricultural machinery and implements, and those for conventional rice were seeds, fuel, and fertilizers. Each kilogram of organic and conventional rice produced accounted for the emission of 0.21 and 0.32 kg of CO2eq, respectively, during the production cycles and delivery to the warehouse, with seeds, fuel, and fertilizers being the main sources of CO2eq emissions to the atmosphere.(AU)

O arroz é o segundo cereal mais cultivado no mundo e contribui ativamente nas emissões de GEE, principalmente em áreas produzidas sob inundação, com destaque para a produção de gás metano. A eficiência energética (EE) e as emissões de gases de efeito estufa (GEE) podem indicar o nível de sustentabilidade dos agrossistemas e a tomada de decisões relativas à redução dos custos de produção e poluição do ambiente. O objetivo deste trabalho foi avaliar a EE e emissões de GEE nas culturas do arroz sob cultivo orgânico e convencional na região sul do Brasil. Para isso, foram avaliadas oito áreas de arroz. As entradas e saídas de energia foram calculadas pela multiplicação da quantidade de produtos utilizados para a produção de arroz pelos seus respectivos poderes caloríficos ou coeficientes energéticos em cada etapa de produção. A EE foi obtida pela razão entre a quantidade de energia total de saída e o consumo total de energia durante o processo produtivo. Para estimar a emissão de GEE, foram aplicados princípios da metodologia de avaliação do ciclo de vida e recomendações do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC). Para cada 1,0 MJ de energia consumida na produção orgânica de arroz sob os sistemas orgânico e convencional, se produziram respectivamente em média, 10,5 MJ e 7,90 MJ de energia renovável, na forma de grãos. Os principais gastos energéticos no arroz orgânico foram com sementes, combustível, tratores, máquinas e implementos agrícolas e para o arroz convencional foram sementes, combustível e fertilizantes. Para cada 1 kg de grãos dos sistemas orgânicos e convencional são emitidos respectivamente 0,21 e 0,32 kg de CO2eq durante seus ciclos de produção e entrega no armazém, sendo as sementes, combustíveis e fertilizantes as principais fontes de emissão de CO2eq à atmosfera.(AU)

EFEITO DA FONTE E DOSE DE NITROGÊNIO NA EMISSÃO DE GASES DE EFEITO ESTUFA, ACÚMULO DE FORRAGEM E COMPOSIÇÃO QUÍMICA DE Urochloa brizantha CV MARANDU

A intensificação da produção em pastagens ocasionou o aumento do uso de fertilizantes nitrogenados, prática que merece atenção devido ao alto potencial de perda de nitrogênio (N) por volatilização, e que também pode alterar os fluxos de gases de efeito estufa (GEE) do solo como o dióxido de carbono (CO2), óxido nitroso (N2O) e metano (CH4). A magnitude dessas emissões em pastagens tropicais ainda é pouco conhecida e o entendimento dos fatores que as modificam pode ajudar a mitigar a emissão de GEE e melhorar a eficiência da fertilização com N. O objetivo desta pesquisa foi investigar os efeitos de três fertilizantes (ureia, sulfato de amônio e nitrato de amônio) aplicados de forma única e parcelada, e quatro doses (0, 90, 180 e 270 kg ha-1 ano-1) de N, nos fluxos de CO2, N2O e CH4, na volatilização de amônia (NH3) e nas características produtivas e químicas da forragem em pastagem de capim U. brizantha cv Marandu. A captação do N perdido como NH3 foi realizada de acordo com a técnica de câmaras semi-abertas. Para avaliação da forragem, foram feitas parcelas de 3x4 m manejadas em regime de cortes a uma altura de dossel de 30 cm e resíduo de 15 cm e realizadas as análises químicas de proteína bruta (PB), fibra em detergente ácido (FDN) e fibra em detergente neutro (FDA). As emissões de GEE foram medidas usando câmaras estáticas fechadas e as análises dos gases realizadas por cromatografia gasosa. As perdas por volatilização de NH3 provenientes dos fertilizantes com N nas formas nítrica e amoniacal foram menores que a da ureia, e o parcelamento da fertilização reduziu em média 47% as perdas de N. A fertilização nitrogenada aumentou linearmente o acúmulo de forragem apresentando médias de 232, 264, 285 e 304 kg ha-1 dia-1 nas doses de 0, 90, 180 e 270 kg ha-1 ano-1, respectivamente. Os teores de PB e FDN aumentaram linearmente com o aumento das doses de N. Os fatores de emissão (FE) de NH3 foram de 20,69; 3,70 e 2,82% nos fertilizantes ureia, nitrato e sulfato de amônio, respectivamente, diferindo dos padrões estabelecidos pelo IPCC. Os fluxos de N2O, CH4 e CO2 do solo não variaram em função dos fertilizantes e doses de N. Os fluxos de GEE diferiram em função das condições climáticas e as principais variáveis determinantes que controlam as emissões foram espaços porosos saturados com água (%EPSA), temperatura e teor de (N amoniacal) N-NH4+. Os FE de N2O foram 0,35; 0,24 e 0,21% nos fertilizantes ureia, nitrato e sulfato de amônio, quando a fertilização foi parcelada, diferindo do FE padrão do IPCC. As condições ambientais impactaram diretamente nas respostas da planta e dos gases. A utilização de fertilizantes alternativos a ureia pode diminuir as perdas de N por volatilização e aumentar o acúmulo de forragem, ao passo que, o fracionamento da fertilização, além de diminuir perdas de NH3 reduzem as emissões de N2O, mostrando-se uma alternativa para a mitigação de GEE.

The intensification of pasture production increased nitrogen (N) fertilizers use. A practice that deserves attention due to the high potential for N loss through volatilization, which can also alter the fluxes of greenhouse gases (GHG) from the soil, such as dioxide carbon (CO2), nitrous oxide (N2O), and methane (CH4). The magnitude of these emissions in tropical pastures is still poorly understood. Understanding the factors that modify them may help mitigate GHG emissions and improve the N fertilization efficiency. The objective of this research was to investigate the effects of different sources (urea, ammonium sulfate and ammonium nitrate) applied in a unique and parceled way, and doses (0, 90, 180 and 270 kg ha-1 year-1) of N, in the CO2, N2O, and CH4 fluxes, in the ammonia (NH3) volatilization and in the forage production and chemical characteristics in pasture of U. brizantha cv Marandu grass. The capture of N lost as NH3 volatilized was performed according to the semi-open chamber technique. For forage evaluation, plots of 3x4 m were managed in a cutting regime at a canopy height of 30 cm and stubble height of 15 cm and the chemical analysis of crude protein (CP), neutral detergent fiber (NDF) and acid detergent fiber (ADF) were performed. Greenhouse gases emissions were measured using closed static chambers and gas analysis performed by gas chromatography. Ammonia volatilization from nitrate and ammonium were lower than urea, and parceled fertilization reduced on average 47% N losses. Nitrogen fertilizer linearly increased forage accumulation (232, 264, 285, and 304 kg ha-1 day-1 at doses of 0, 90, 180, and 270 kg ha-1 year-1, respectively. The contents of CP and NDF were significantly affected by increasing doses of N, with linear effect of the two variables. The emission factors (EF) of NH3 were 20.69, 3.70, and 2.82% for urea, nitrate, and ammonium sulfate, respectively, differing from the default value estimated by the IPCC. Soil N2O, CH4, and CO2 fluxes did not vary as a function of N sources and doses. The GHG fluxes differed depending on climatic conditions and the main determinant variables controlling emissions were water filled pore spaces (%WFPS), temperature, and (amoniacal N) NH4-N content. The EF of N2O were 0.35, 0.24, and 0.21% in urea, nitrate and ammonium sulfate fertilizers when fertilization was applied in split doses, differing from the IPCC standard EF. Environmental conditions directly impacted plant and gas responses. The use of alternative sources to urea can decrease N losses by NH3 volatilization and increase forage accumulation, while split fertilization, besides decreasing NH3 losses, reduces N2O emissions, proving to be an alternative for GHG mitigation.

Life cycle analysis to evaluate the productive chain of fish consumed in the Bahia State (Brazil) / Análise do ciclo de vida para avaliar a cadeia produtiva do pescado consumido no estado da Bahia (Brazil)

We evaluated the productive chain of fish consumed in the State of Bahia using Life Cycle Analysis (LCA). We estimated the inputs and outputs from logistics and fish processing. For every kg of processed and transported fish we calculated the Global Warming Potential (GWP) based on the amount of Greenhouse Gases (GHG) given in kg of CO2eq, as follows: 0.020 electricity; 0.003 water consumption; 0.002 wastewater; 0.160 and 1.495 waste from the gutted and filleted fish, respectively; 0.871 and 1.007 refrigerated transportation of gutted and filleted fish, respectively. The sum of GHG emissions were 1.058 and 2.592 kg of CO2eq per kg of gutted and filleted fish, respectively. LCA results indicate that it is possible to reduce the GWP associated with refrigerated transportation by increasing local fish production and decreasing importation, especially given the available water potential of Bahia. However, to achieve a sustainable production it is imperative to adopt and also develop technologies that promote environmental impact reduction from solid residues.(AU)

Avaliamos a cadeia produtiva do pescado consumido no Estado da Bahia utilizando a Análise de Ciclo de Vida (ACV). Estimamos os consumos e emissões associados à logística e ao processamento do peixe. O Potencial de Aquecimento Global (PAG) foi calculado com base na quantidade de Gases Efeito Estufa (GEE) indicadas por kg de CO2eq para cada kg de peixe processado foram: 0,020 - eletricidade; 0,003 consumo de água; 0,0029 efluentes; 0,160 e 1,495 resíduos sólidos para os peixes eviscerados e filetados, respectivamente, e 0,871 e 1,007 transporte refrigerado dos peixes eviscerados e filetados, respectivamente. O somatório do impacto das emissões de GEE foram 1,058 e 2,529 kg de CO2eq por kg de peixe eviscerado e filetado, respectivamente. Os resultados indicaram que é possível reduzir o PAG do transporte refrigerado com o aumento da produção local de peixe e redução das importações, especialmente considerando o potencial hídrico da Bahia. Entretanto, a produção sustentável requer a adoção e desenvolvimento de tecnologias para reduzir os impactos ambientais do tratamento dos resíduos sólidos da etapa de processamento.(AU)

Life cycle analysis to evaluate the productive chain of fish consumed in the Bahia State (Brazil) / Análise do ciclo de vida para avaliar a cadeia produtiva do pescado consumido no estado da Bahia (Brazil)

We evaluated the productive chain of fish consumed in the State of Bahia using Life Cycle Analysis (LCA). We estimated the inputs and outputs from logistics and fish processing. For every kg of processed and transported fish we calculated the Global Warming Potential (GWP) based on the amount of Greenhouse Gases (GHG) given in kg of CO2eq, as follows: 0.020 electricity; 0.003 water consumption; 0.002 wastewater; 0.160 and 1.495 waste from the gutted and filleted fish, respectively; 0.871 and 1.007 refrigerated transportation of gutted and filleted fish, respectively. The sum of GHG emissions were 1.058 and 2.592 kg of CO2eq per kg of gutted and filleted fish, respectively. LCA results indicate that it is possible to reduce the GWP associated with refrigerated transportation by increasing local fish production and decreasing importation, especially given the available water potential of Bahia. However, to achieve a sustainable production it is imperative to adopt and also develop technologies that promote environmental impact reduction from solid residues.

Avaliamos a cadeia produtiva do pescado consumido no Estado da Bahia utilizando a Análise de Ciclo de Vida (ACV). Estimamos os consumos e emissões associados à logística e ao processamento do peixe. O Potencial de Aquecimento Global (PAG) foi calculado com base na quantidade de Gases Efeito Estufa (GEE) indicadas por kg de CO2eq para cada kg de peixe processado foram: 0,020 - eletricidade; 0,003 consumo de água; 0,0029 efluentes; 0,160 e 1,495 resíduos sólidos para os peixes eviscerados e filetados, respectivamente, e 0,871 e 1,007 transporte refrigerado dos peixes eviscerados e filetados, respectivamente. O somatório do impacto das emissões de GEE foram 1,058 e 2,529 kg de CO2eq por kg de peixe eviscerado e filetado, respectivamente. Os resultados indicaram que é possível reduzir o PAG do transporte refrigerado com o aumento da produção local de peixe e redução das importações, especialmente considerando o potencial hídrico da Bahia. Entretanto, a produção sustentável requer a adoção e desenvolvimento de tecnologias para reduzir os impactos ambientais do tratamento dos resíduos sólidos da etapa de processamento.

Componentes da produção e produtividade de milho cultivado sobre biomassa de forrageiras tropicais

A integração lavoura e pecuária (ILP) é uma das alternativas para mitigação de gases de efeito estufa (GEE), esse sistema vem crescendo nos últimos anos, devido a maior giro de capital por hectares. Contudo alguns trabalhos relatam que pode haver perda de produtividade na adoção desse sistema. Com isso, objetivou-se avaliar o efeito de três gramíneas como plantas de cobertura sobre os componentes de produção e produtividade da cultura do milho no sistema de ILP. A pesquisa foi realizada em sistema de integração lavoura-pecuária com foco na produção de grão. Os tratamentos constituíram-se na semeadura do milho na biomassa de três espécies de gramíneas do gênero Urochloa brizantha, sendo utilizados as cultivares MG5, MG4 e MG13-Braúna ou sem cobertura vegetal (testemunha). Foi avaliado biomassa residual forrageiras e as características morfológicas do milho e componentes de produção e produtividade do milho. Verificou-se maior produtividade biomassa e matéria orgânica (MO) (P<0,05) para cultivar a MG5, enquanto a cultivar MG4, MG13 apresentaram produção similares e intermediárias. A área sem cobertura vegetal foi a que apresentou menor produtividade, tanto para biomassa quanto para MO. Não foi verificado diferença entre os tratamentos para o estande final de plantas (EFP), número de espigas por planta (NESP), comprimento da espiga sem palha (COMP), número de fileiras de grãos (NFG), número de grãos por fileira (NGF), peso das espigas sem palha (PSP), peso dos grãos da espiga (PGE) e para produção de grão por hectares (P>0,05). A utilização das cultivares de Urochloa brizantha MG4; MG5 e MG13 aumentam a produtividade da biomassa para cobertura do solo no sistema de ILP sem afetar a produtividade de grãos de milho, sendo que a cultivar MG5 apresentou maior cobertura do solo.

The integration of crops and livestock (ILP) is one of the alternatives for the mitigation of greenhouse gases (GHG), this system has been growing in the last few years, due to a greater turnover of capital per hectare. However, some studies report that there may be a loss of productivity in the adoption of this system. With this, the objetive was to evaluate the effect of three grasses as cover plants on the components of the production and productivity of the corn crop in the ILP system. The research was carried out in a system of crop and livestock integration with a focus on the production of grain. The treatments consisted of sowing the maize in the biomass of three species of grasses of the Urochloa brizantha genus, using the cultivars MG5, MG4 and MG13-Braúna or without vegetation cover (witness). Residual feed biomass and morphological characteristics of maize and components of maize production and productivity were assessed. There was greater productivity in biomass and organic matter (MO) (P<0.05) to cultivate MG5, while the cultivar MG4, MG13 presented similar and intermediate production. The area without vegetation cover was the one that showed the lowest productivity, both for biomass and MO. No difference was found between treatments for the final plant stand (LRU), number of ears per plant (NESP), length of cob without straw (COMP), number of rows of grains (NFG), number of grains per row (NGF), weight of straw-free cobs (PSP), weight of the cob grains (PGE) and for grain production per hectare (P>0,05). the use of cultivars of Urochloa brizantha MG4; MG5 and MG13 increase the productivity of biomass to cover the soil in the ILP system without affecting the productivity of corn grains, and the cultivar MG5 presented greater cover of the soil.

EMISSÃO DE N2O, CH4 E NH3 NAS EXCRETAS DE BOVINOS DE CORTE SUPLEMENTADOS COM PROTEÍNA NÃO-DEGRADÁVEL NO RÚMEN DURANTE A RECRIA

A atividade pecuária no Brasil tem um importante papel em atender a demanda mundial por alimento, contudo, o setor é responsável por emitir uma quantidade considerável de gases de efeito estufa (GEE) e amônia. A excreção de N através das fezes e urina dos ruminantes são fontes principalmente de óxido nitroso e amônia, e a nutrição pode ser uma estratégia na redução da emissão destes gases. O objetivo deste estudo foi avaliar o efeito do uso da suplementação com proteína não degradável no rúmen (PNDR) nas emissões de N2O, CH4 e NH3 das fezes e urina de bovinos de corte na fase de recria em Urochloa brizantha cv. Xaraés. A área de avaliação da emissão de gases possuía 0,8 ha formados por pastagem de capim Urochloa brizantha cv. Xaraés, que foi excluída do acesso dos animais 6 meses antes da aplicação dos tratamentos. O delineamento experimental utilizado foi o DBC (delineamento em blocos casualizados), com 5 blocos (local de aplicação da excreta no solo), em esquema fatorial (2 x 2 x 2), com 2 tipos de suplementos na alimentação do animal (suplementação com sal mineral ad libitum ou com glúten de milho a 0,3% do peso vivo como fonte de PNDR + sal mineral ad libitum), 2 fontes de emissão de gases (urina e fezes) e 2 períodos de aplicação das excretas (meio e fim da recria). As fezes e urinas implantadas no solo foram coletadas de novilhos Nelore, mantidos em pastagem de capim Urochloa brizantha cv. Xaraés e suplementados, conforme tratamentos descritos anteriormente, as 09h00m. As amostragens das excretas dos animais dos tratamentos ocorreram em dois períodos, meio (Janeiro) e fim (Março) da fase de recria dos animais e as aplicações ao solo em Fevereiro (Meio) e Abril (Fim). Foram incluídas 5 câmaras sem a aplicação de fezes ou urina para avaliar as emissões derivadas do sistema solo e liteira que foram deduzidas dos tratamentos (emissão basal do solo). Deste modo, a área experimental era constituída de 25 parcelas. Cada câmara de avaliação das emissões de N2O e CH4 constitui uma parcela. Em outras duas áreas próximas às parcelas de avaliação de gases, com mais 25 parcelas cada, foram também implantados os mesmos tratamentos ao solo, nas mesmas datas para amostragem de solo e para avaliação de amônia volatilizada. Houve uma tendência a interação entre tipo de suplemento, período da recria e tipo de excreta sobre o fator de emissão de NH3 (P = 0,0585). A urina dos animais que receberam ou não suplementação com PNDR apresentaram maiores perdas de N na forma de NH3 no fim da recria em relação ao observado no meio do período de recria, sendo também superiores às perdas de N via fezes, as quais não apresentaram diferença entre os tipos de suplemento e períodos de avaliação. A emissão acumulada de CH4 foi afetada pelo período (P = 0,0319), entretanto, não foi observado efeito dos tipos de excretas (P = 0,1607) e tipos de suplementos (P = 0,1143) e interações. No período do meio da recria foi observada maior emissão acumulada de CH4, quando comparada com a emissão acumulada de CH4 no fim da recria. Os fatores de emissão das fezes não foram afetados pelo período (P = 0,1381), tipo de suplemento (P = 0,5262) e interação. A emissão de N2O não foi afetada pelos períodos (P = 0,4698), tipos de excretas (P = 0,8265), tipos de suplementos (P = 0,8707) e interações. Os fatores de emissão de N2O não foram afetados pelos períodos (P = 0,4492), tipos de excretas (P = 0,7575), tipos de suplementos (P = 0,7411) e interações. Conclui-se que efeito da suplementação de bovinos de corte na fase de recria com PNDR sobre as x emissões de NH3 e CH4 é dependente do período e tipo de excreta. Porém não foram observados efeitos sobre a emissão de N2O. Os fatores de emissão de N2O, NH3 e CH4 das excretas de bovinos de corte na fase de recria estão abaixo dos valores preconizados pelo IPCC, superestimando a quantidade emitida pela atividade em nossas condições de criação em clima tropical.

The livestock activity in Brazil has an important role in meeting the world demand for food, however, the sector is responsible for emitting a considerable amount of greenhouse gases (GHG) and ammonia. The excretion of N through the feces and urine of ruminants are mainly sources of nitrous oxide and ammonia, and nutrition can be a strategy to reduce the emission of these gases. The aim of this study was to evaluate the effect of using supplementation with non-degradable rumen protein (RUP) on N2O, CH4 and NH3 emissions from the feces and urine of beef cattle during the rearing phase in Urochloa brizantha cv. Xaraés. The gas emission assessment area had 0.8 ha formed by pasture grass Urochloa brizantha cv. Xaraés, who was excluded from the animals' access 6 months before the treatments were applied. The experimental design used was the DBC (randomized block design), with 5 blocks (place of application of excreta in the soil), in a factorial scheme (2 x 2 x 2), with are 2 types of supplements in the animal's diet (supplementation with salt mineral ad libitum or with corn gluten at 0.3% of live weight as a source of RUP + mineral salt ad libitum), 2 sources of gas emissions (urine and faeces) and 2 application of periods of excreta (middle and end of application) recreates). The feces and urine implanted in the soil were collected from Nelore steers, kept in Urochloa brizantha cv. Xaraés and supplements, according to treatments described above, at 9:00 am. The sampling of the animals 'excreta from the treatments occurred in two periods, half (January) and end (March) of the animals' rearing phase and the applications to the soil in February (Middle) and April (End). Five chambers were included without the application of faeces or urine to assess the emissions derived from the soil and litter system that were deducted from the treatments (basal emission from the soil). In this way, the experimental area consisted of 25 plots. Each N2O and CH4 emissions assessment chamber constitutes a portion. In two other areas close to the gas assessment plots, with a further 25 plots each, the same soil treatments were also implemented, on the same dates for soil sampling and for the evaluation of volatilized ammonia. There was a tendency for interaction between type of supplement, breeding period and type of excreta on the NH3 emission factor (P = 0.0585). The urine of animals that received or did not receive RUP supplementation showed greater losses of N in the form of NH3 at the end of the rearing than in the middle of the rearing period, also being higher than the losses of N via faeces, which showed no difference. between supplement types and evaluation periods. The accumulated CH4 emission was affected by the period (P = 0.0319), however, there was no effect of the types of excreta (P = 0.1607) and types of supplements (P = 0.1143) and interactions. In the middle of the rearing period, a greater accumulated CH4 emission was observed, when compared to the accumulated CH4 emission at the end of the rearing. The emissions factor of faeces was not affected by the period (P = 0.1381), type of supplement (P = 0.5262) and interaction. N2O emissions were not affected by periods (P = 0.4698), types of excreta (P = 0.8265), types of supplements (P = 0.8707) and interactions. The emissions factors N2O were not affected by periods (P = 0.4492), types of excreta (P = 0.7575), types of supplements (P = 0.7411) and interactions. It is concluded that the effect of supplementation of beef cattle in the rearing phase with RUP on NH3 and CH4 xii emissions is dependent on the period and type of excreta. However, no effects on N2O emission were observed. The emission factors of N2O, NH3 and CH4 from the excreta of beef cattle in the rearing phase are below the values recommended by the IPCC, overestimating the amount emitted by the activity in our conditions of breeding in a tropical climate

THE IMPACT OF INTENSIFICATION PROCESS ON ENVIRONMENTAL AND PRODUCTIVE PARAMETERS DURING GROWING AND FINISHING PHASE OF BEEF CATTLE RAISED IN PALISADEGRASS GRAZING SYSTEM

Devido à preocupação decorrente dos impactos ambientais causados pela pecuária de corte, este estudo objetivou identificar o impacto ambiental e produtivo do processo de intensificação da produção pecuária, a fim de desenvolver um conjunto abrangente de indicadores para a intensificação sustentável dos sistemas. A área experimental foi composta por 24 ha de Urochloa brizantha Hochst ex A. Rich Stapf cv. Marandu dividida em 12 piquetes de aproximadamente 2 ha cada. Foi utilizado e método de pastejo continuo com taxa de lotação variável. Foram utilizados 48 bovinos testers Nelore, com peso médio inicial de 273.7 ± 7.6 e animais reguladores, para manter a altura do dossel em 25 cm. Os tratamentos foram diferentes níveis de intensificação: baixo (0 nitrogênio [N] ha-1), intermediario (75 kg N ha-1) e alto (150 kg N ha-1), em delineamento inteiramente casualizado, com três tratamentos e quatro repetições (piquetes). A adubação foi realizada com nitrato de amônio (32% N). Durante a recria, todos os animais receberam uma mistura mineral ad libitum. Na terminação, os animaisde baixo nível de intensificação foram suplementados com 2% do peso corporal no pasto, enquanto os animais de intensificação intermediária e alta foram terminados em confinamento. Os animais de todos os tratamentos receberam apenas alimentos não comestíveis por humanos durante o período experimental. A avaliação da pastagem incluiu a determinação da massa de forragem e componentes nutricionais da forragem. As variáveis de resposta do animal incluíram consumo e digestibilidade dos nutrientes, emissão de metano entérico, balanço de nitrogênio (N), desempenho, pegada de carbono e contribuição líquida de proteína (NPC). O consumo de proteína bruta (PB) e o balanço de N aumentaram linearmente com o aumento da intensificação (P < 0,05). A digestibilidade da PB aumentou em uma taxa decrescente (efeito quadrático, P < 0,05) com o aumento da intensificação. Além disso, a intensificação resultou em um aumento linear taxa de lotação (SR) e ganho médio diário (GMD) de 1,75 unidade animal (AU = 450 kg) ha-1 e 0,62 kg d-1(0 kg N ha-1) para 3,75 UA ha-1 e 0,82 kg d-1(150 kg N ha-1), respectivamente. As emissões individuais de metano (CH4) não foram afetadas pelos tratamentos (P > 0,05). A produção de carcaça aumentou com os níveis de intensificação (P < 0,05), porém a intensidade das emissões de gases do efeito estufa (GEE; kg CO2e kg-1 carcaça) também aumentou com os níveis de intensificação (P < 0,05). O CH4 entérico foi o principal contribuinte para as emissões totais GEE em todos os sistemas em ambas as fases. A eficiência de conversão de bovinos de corte (HePCE) foi semelhante em todos os sistemas em todas as fases (P > 0,05). A NPC foi acima de 1 em todos os sistemas e fases indicando que cada sistema estava contribuindo positivamente para suprir as exigênciasde proteína humana. Melhorias no manejo do pastejo são uma ferramenta poderosa para mitigar o impacto ambiental dos sistemas de bovinos de corte em pastejo e produção de bovinos de corte é um contribuinte de proteína líquida para o atender os requerimentos de proteína humana sem competir por alimento.

Due to the concern arising from the environmental impacts caused by beef cattle, this study aimed to identify the environmental and productive impact of the beef cattle intensification process in order to develop a comprehensive set of indicators for the sustainable intensification of beef cattle chain. The experimental area consisted of 24 ha of Urochloa brizantha Hochst ex A. Rich Stapf cv. Marandu divided into 12 paddocks of approximately 2 ha each. Were used 48 tester Nellore young bulls with an average weight of 273.7 ± 7.6 and regulating animals were used to maintain the canopy height at 25 cm, using a grazing method in continuous stocking and the put and take technique with variable stocking. The treatments were of different intensification levels: low (0 nitrogen [N] ha-1) intermediate (75 kg N ha-1) and high (150 kg N ha-1) in a completely randomized with three treatments design with four replications (paddocks). The fertilization was with ammonium nitrate (32% N). At backgrounding, all animals received a mineral mixture ad libitum. At the finishing phase, the animals of the low level of intensification were supplemented with 2% of body weight in the pasture, while the animals of intermediate and high intensification were finished in feedlot. Animals from all treatments received only human-inedible feed during the entire experimental period. Pasture evaluation included the determination of forage mass and the determination of nutritional components of forage. Animal response variables include, performance, intake and digestibility of nutrients, emission of enteric methane (CH4), nitrogen balance (N), carbon footprint andnet protein contribution (NPC). Crude protein (CP) intake and N balance increased linearly with the intensification levels (P < 0.05). Crude protein digestibility increased at a decreasing rate (quadratic effect, P < 0.05) with increasing intensification. In addition, N fertilization resulted in a linear increase in SR and average daily gain (ADG) from 1.75 animal unit (AU = 450 kg) ha-1 and 0.62 kg d-1(0 kg N ha-1) to 3.75 AU ha-1 and 0.82 kg d-1(150 kg N ha-1), respectively. Individual CH4 emissions were not affected by treatment (P > 0.05). Carcass production increased with the intensification levels (P < 0.05), however GHG emissions intensity (kg CO2e kg carcass-1) also increased with the intensification levels (P < 0.05). Enteric methane was the main contributor to total greenhouse gases (GHG) emissions in all systems in both phases. Conversion efficiency of beef cattle (HePCE) was similar for all systems in all phases (P > 0.05). Net protein contribution (NPC) was above 1 for all systems and phases, indicating each system was positively contributing to supply human protein requirements. Improvements in grazing management is a powerful tool to mitigate environmental impact of grazing systems and the beef production system is a net contributor to the human protein supply without competing for food.

Inclusão de pasto na dieta e balanço energético de vacas leiteiras: consumo, emissão de metano, desempenho produtivo e fertilidade

CIVIERO, Maurício. Inclusão de pasto na dieta e balanço energético de vacas leiteiras: consumo, emissão de metano, desempenho produtivo e fertilidade. 2021. p.147 Tese (Doutorado em Ciência Animal Área: Produção Animal). Universidade do Estado de Santa Catarina. Programa de Pós-graduação em Ciência Animal, Lages, 2021. Estratégias nutricionais podem alterar o desempenho produtivo e reprodutivo de vacas leiteiras, além de interferir nas emissões de gases de efeito estufa. Objetivou-se avaliar o efeito da inclusão de pastos de clima tropical e temperado sobre a o consumo e a resposta produtiva de vacas leiteiras no terço médio de lactação, além da emissão de metano (CH4) com a inclusão de pastos de clima tropical e o efeito do balanço energético (BE) no início da lactação sobre o desempenho produtivo e reprodutivo de vacas leiteiras. Para isto, foram realizados dois experimentos e um estudo de meta-análise. O delineamento dos experimentos foi em Quadrado latino 3 × 3 e os tratamentos foram 100% ração total misturada (RTM) oferecida ad libitum (controle), 75% RTM ad libitum + acesso a pasto (7h/d) e 50% RTM ad libitum + acesso a pasto (7h/d). O pasto de clima tropical foi o capim milheto (Pennisetum glaucum Campeiro) e o de clima temperado o azevém anual (Lolium multiflorum Maximus). A meta-análise foi realizada no Agri-Food Biosciense Institut AFBI (Reino Unido) e avaliou o efeito do BE entre os dias 4 e 21 de lactação no desempenho produtivo e reprodutivo de vacas primíparas (488) e multíparas (1020). Os animais foram divididos em quartis conforme o BE entre os dias 4 e 21 de lactação a partir de dados coletados durante um período de 20 anos (1996-2016), utilizando 27 experimentos e 79 tratamentos. No primeiro experimento, a inclusão progressiva de pasto de clima tropical na dieta reduziu a ingestão de matéria seca (IMS) total, mantendo a produção de leite acima de 90% do observado no tratamento controle sem alterar a intensidade de emissão de CH4 (g/kg de leite corrigido para energia). No segundo experimento, a inclusão progressiva de pasto de clima temperado reduziu a IMS total. Entretanto, a produção e a composição do leite não se alteraram, levando os animais a um BE levemente negativo (92% das exigências diárias) no maior nível de ingestão de forragem. A meta-análise demonstrou que o BE negativo (BEN) entre os dias 4 e 21 de lactação é capaz de atrasar o retorno à atividade cíclica. Para cada 10 MJ de energia metabolizável em BEN o retorno ao cio foi atrasado em 1,2 e 0,8 dias em primíparas e multíparas, respectivamente. Contudo, o BEN não afetou as taxas de prenhez tanto nas primíparas como nas multíparas. A inclusão de pastos de clima tropical e temperado na dieta de vacas que recebem RTM mostrou-se capaz de manter o desempenho produtivo sem alterar a intensidade de emissão de CH4 entérico. Melhorar o BE de vacas leiteiras durante início de lactação mostrou-se eficiente para reduzir o período entre o parto e o primeiro cio, mas não afetou a taxa de prenhez.

CIVIERO, Maurício. Herbage inclusion in the diet and energy balance of dairy cows: intake, methane emission, productive performance, and fertility. 2021. p.147. Thesis (Doctorate in Animal Science - Area: Animal Production) - Santa Catarina State University. Post Graduate Program in Animal Science, Lages, 2021. Nutritional strategies may change productive and reproductive performance of dairy cows, as well as modify greenhouse gas emissions. It was evaluated the effect of including tropical and temperate herbages on DM intake and productive response of dairy cows in the middle third of lactation, as well as the methane (CH4) emission with the inclusion of a tropical herbage and the effect of energy balance (EB) at the beginning of lactation on productive and reproductive performance of dairy cows. For this, two experiments and a meta-analysis study were carried out. The experiments were designed in 3 × 3 Latin square and the treatments were 100% total mixed ration (TMR) offered ad libitum (control), 75% TMR ad libitum + access to herbage (7h/d) and 50% TMR ad libitum + access to herbage (7h/d). The tropical herbage was pearl millet (Pennisetum glaucum Campeiro) and the temperate herbage was ryegrass (Lolium multiflorum Maximus). The meta-analysis was carried out at the Agri-Food Biosciense Institute - AFBI (United Kingdom) and evaluated the effect of EB between days 4 and 21 of lactation on the productive and reproductive performance of primiparous (488) and multiparous (1020) cows. The animals were divided into quartiles according to the EB between days 4 and 21 of lactation based on data collected over a period of 20 years (1996-2016), using 27 experiments and 79 treatments. In the first experiment, the progressive inclusion of tropical herbage in the diet decreased the total dry matter intake (DMI), maintaining milk production above 90% of that observed in the control treatment, without changing the CH4 intensity (g/kg of energy-corrected milk). In the second experiment, the progressive inclusion of temperate herbage decreased the total DMI. However, milk production and composition did not change, leading the animals to a slightly negative EB (92% of daily requirements) at the greatest level of herbage intake. The meta-analysis demonstrated that negative EB (NEB) between days 4 and 21 of lactation is able to delay the return to cyclic activity. For every 10 MJ of metabolizable energy in NEB, the interval from calving to first observed heat (FOH) was delayed by 1.2 and 0.8 days in primiparous and multiparous cows, respectively. Nevertheless, NEB did not affect the conception to the first service in both primiparous and multiparous cows. Including tropical and temperate herbages in the diet of dairy cows receiving TMR proved to be capable of maintaining productive performance without altering the CH4 intensity. Improving EB of dairy cows during the beginning of lactation proved to be efficient in reducing the interval from calving to FOH, but had no effect on conception to the first service.

INTENSIFICAÇÃO DA PRODUÇÃO PECUÁRIA E SEU IMPACTO NO BALANÇO DOS GASES DE EFEITO ESTUFA: UM ESTUDO DE CASO NO BIOMA PAMPA

Os desafios do setor produtivo frente às mudanças climáticas geram forte pressão na busca de conhecimento sobre os sistemas de produção pecuária para gerar alternativas minimizadoras de impacto ambiental. Neste contexto, objetivou-se avaliar o efeito de diferentes perfis de produção no balanço de Gases do Efeito Estufa (GEE) de 135 propriedades rurais inseridas no bioma Pampa. A base de dados pertencente a empresa Serviço de Inteligência em Agronegócio (SIA), foi utilizada no intuito de estimar as emissões e remoções de metano (CH4), óxido nitroso (N2O) e dióxido de carbono (CO2) em nível de sistema, excetuando-se a compra e a comercialização dos produtos. O balanço de GEE baseou-se na metodologia do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) utilizando fatores do IPCC e de artigos publicados. A análise de cluster baseada nas características produtivas das propriedades identificou cinco grupos de propriedades rurais conforme o resultado do balanço de gases. O cenário de maior emissão de GEE refere-se ao Grupo V (2.5 t CO2-eq./ha/ano) caracterizado por propriedades que reduziram em 23% a porcentagem de campo nativo, substituindo- o por arranjo forrageiro mais diversificado (i.g. pastagem natural melhorada, pastagem cultivada e lavoura), o que leva a maiores cargas animais no sistema (91.9 kg de PM/ha). Diferentemente, propriedades que mitigam GEE refere-se ao cluster I (-1.0 t CO2-eq./ha/ano) com arranjo pastoril caracterizado por maiores porcentagens de áreas de SIPA (38%) e produção agrícola (23%). O rebanho da propriedade foi a variável de maior influência nos resultados de emissão de GEE total do sistema (cerca de 70%), seguido dos dejetos animais (12%), das emissões provindas da pastagem (9.6%) e da lavoura (4%) e os custos operacionais (3.8%). Deste modo, confirma-se a hipótese de que a intensificação da pecuária de corte nos sistemas produtivos do bioma Pampa através do redesign dos sistemas produtivos alterou o balanço de Gases responsáveis pelo Efeito Estufa (GEE). O cluster I (-1 t de CO2-eq./ha/ano) foi mais eficiente em mitigar os efeitos da produção agropecuária na emissão de gases responsáveis pelo efeito estufa, sendo 61.5% superior aos demais. Nestes sistemas, as emissões líquidas foram totalmente compensadas pelo sequestro de carbono do solo devido ao arranjo do sistema.

The challenges of the productive sector facing climate change generate strong pressure in the search for knowledge concern livestock production systems to generate alternatives that minimize environmental impact. In this context, the objective of this study was to evaluate the effect of different production profiles on the greenhouse gas (GHG) balance of 135 farms in the Pampa biome in southern Brazil. The database belonging to the Agribusiness Intelligence Service (AIS) was used to estimate the emissions and removals of methane (CH4), nitrous oxide (N2O) and carbon dioxide (CO2) at the system level, except purchase and commercialization of products. The GHG balance was based on the methodology proposed by the Intergovernmental Panel on Climate Change (IPCC) and peer reviewed research on this theme. The cluster analysis based on the productive characteristics of the properties identified five groups according to the result of the carbono balance. The scenario with the highest GHG emissions refers to cluster V (2.5 t CO2-eq./ha/year) characterized by properties that reduced by 23% the percentage of native grassland with a more diversified forage arrangement (ig natural pasture improved, cultivated pasture and crops), and also presented higher animal stocking rate in the system (91.9 kg of PM / ha. Differently, properties that mitigate GHG refer to cluster I (-1.0 t CO2-eq./ha/ano) with pastoral arrangement characterized by higher percentages of SIPA areas (38%) and agricultural production (23%). The herd of the property was the variable with the greatest influence on the system's total GHG emission results (around 70%), followed by animal wastes (12%), emissions from pasture (9.6%) and crops (4%) and operating costs (3.8%), thus confirming the hypothesis that the intensification of beef cattle in systems production of the Pampa biome through the redesign of production systems changed the balance GHG. Cluster I (-1 t CO2- eq./ha/year) was more efficient in mitigating negative effects of agricultural production being 61.5% higher than the others. In these systems, net emissions were fully offset by the carbon sequestration of the soil due to the system's arrangement.

EFEITO DA SUPLEMENTAÇÃO COM ADITIVO FITOGÊNICO SOBRE A EMISSÃO DE GASES DE EFEITO ESTUFA DE EXCRETAS DE ANIMAIS EM PASTOS DE CAPIM TROPICAL

A agropecuária é uma importante fonte de renda e em especial a bovinocultura de corte é fonte de emissão de gases de efeito estufa (GEE). Emissões de GEE de excretas em pastagens têm sido estudadas objetivando determinar fatores de emissão, mas as emissões em função das estratégias de suplementação não são claras. Os objetivos deste estudo foram avaliar o uso de suplementação proteico energética e aditivos fitogênicos em pastos tropicais na emissão de GEE provenientes de excretas de bovinos. O experimento foi conduzido no setor de Forragicultura da Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias, UNESP, Campus de Jaboticabal, São Paulo, no período de dezembro de 2018 a maio de 2019. Um experimento em laboratório foi realizado, com intuito de estimar a produção de GEE de acordo com adições de 0, 0,5 e 1% de tanino condensado em urina de bovinos. Um segundo experimento foi realizado com bovinos da raça Nelore, em pastos de Urochloa brizantha cv. Marandu, com os seguintes tratamentos: suplementação proteico-energética + aditivo fitogênico (PV), suplementação proteico-energética (P), suplementação com sal mineral + aditivo fitogênico (SV) e suplementação com sal mineral (S), avaliados durante 21 semanas. As emissões de GEE foram mensuradas utilizando câmaras estáticas com adição de fezes, fezes + urina e urina dos animais dos respectivos tratamentos. A avaliação de NH3 foi realizada com os mesmos tipos de excretas em câmara semiaberta livre estática (SALE). O delineamento utilizado foi DIC e as emissões dos gases e a volatilização de NH3 foram submetidos a ANOVA e teste de Tukey-HSD (p < 0,05). No experimento em laboratório, as emissões de N2O diferiram entre tratamentos e semanas (p < 0,05), apresentando emissões totais de 95,84; 265,30 e 199,32 mg N-N2O m-2 nos tratamentos com 0; 0,5 e 1% de tanino, respectivamente. As emissões de CH4 diferiram entre os tratamentos e semanas (p < 0,05), apresentando emissões total de 8,84; 1,87 e 3,34 mg CH4 m-2, respectivamente. As emissões de CO2 diferiram entre os tratamentos e semanas (p < 0,05), apresentando emissões total de 3,80; 6,93 e 5,87 g CO2 m-2. No segundo exeperimento houve diferença significativa entre emissões de N2O das excretas dos animais recebendo suplementação (p = 0,004), onde as emissões em cada período e totais de P e PV foram maiores que as excretas de S e SV. As emissões totais de N2O em relação a localização das câmaras apresentaram diferença significativa (p = 0,015). As câmaras localizadas mais ao centro dos piquetes emitem menos N2O, enquanto as localizadas na região marginal emitem mais N2O. Houve diferença significativa entre emissões de CH4 das excretas dos animais recebendo suplementação (p = 0,021), sendo que as emissões totais de SV apresentaram os valores mais baixos, seguido de PV e S e o tratamento SV emitiu mais metano. A volatilização de amônia pelas excretas independe da suplementação dos animais e a volatilização de urina é maior que das fezes e fezes + urina.

Agriculture is an important source of income and, in particular beef cattle is a source of greenhouse gas (GHG) emissions. GHG emissions from excreta in pastures have been studied in order to determine emission factors, but the emissions due to supplementation strategies are not clear.This study aim to evaluate the use of energy protein supplementation and, phytogenic additives in tropical pastures in the emission of GHG from bovine excreta. The experiment was conducted in the Forage sector of the Faculty of Agricultural and, Veterinary Sciences, UNESP, Jaboticabal Campus, São Paulo, from December 2018 to May 2019. A laboratory experiment was carried out in order to estimate the GHG production according to additions of 0, 0.5 and, 1% of tannin condensed in bovine urine. A second experiment was carried out with Nellore cattle, in Urochloa brizantha cv. Marandu, with the following treatments: protein-energy supplementation + phytogenic additive (PV), protein-energy supplementation (P), mineral salt supplementation + phytogenic additive (SV) and, mineral salt (S) supplementation, evaluated during 21 weeks. GHG emissions were measured using static chambers with the addition of feces, faeces + urine and, urine from the animals in the respective treatments. The NH3 evaluation was carried out with the same types of excreta in a static free semi-open chamber (SALE). The design used was DIC, gas emissions and, NH3 volatilization were submitted to ANOVA and, TukeyHSD test (p <0.05). In the laboratory experiment, N2O emissions differed among treatments and, weeks (p <0.05), with total emissions of 95.84; 265.30 and, 199.32 mg N-N2O m-2 in treatments with 0; 0.5 and, 1% tannin, respectively. CH4 emissions differed between treatments and, weeks (p <0.05), with total emissions of 8.84; 1.87 and, 3.34 mg CH4 m-2 , respectively. CO2 emissions differed among treatments and, weeks (p <0.05), with total emissions of 3.80; 6.93 and, 5.87 g CO2 m-2 . In the second experiment, there was a significant difference between N2O emissions from the excreta of animals receiving supplementation (p = 0.004), where the emissions in each period, total P and, PV were higher than the excreta of S and, SV. The total N2O emissions in relation to the location of the chambers showed a significant difference (p = 0.015). The chambers located further in the center of the paddocks emit less N2O, while those located in the marginal region emit more N2O. There was a significant difference among CH4 emissions from the excreta of animals receiving supplementation (p = 0.021), with total SV emissions showing the lowest values, followed by PV, S and, the SV treatment emitted more methane. Ammonia volatilization by excreta does not depend on animal supplementation and urine volatilization is greater than that of faeces and, faeces + urine

Avaliação do ciclo de vida e análise da viabilidade econômica de uma fazenda leiteira no Estado de Minas Gerais

Com o aumento da população mundial surge o aumento da demanda por alimentos, dentre eles o leite bovino. O que faz com que cada vez mais os métodos de produção de leite se intensifiquem alternado de sistemas extensivos para intensivos. Esta mudança resulta em vários desafios para o alcance da sustentabilidade ambiental e econômica. Nos parâmetros ambientais, a pecuária em sistemas intensivos tem se destacado, principalmente, pelo fato de os bovinos contribuírem com as emissões de gases de efeito estufa (GEE), tanto por meio da produção de metano (CH 4 ) entérico como do proveniente da fermentação de seus dejetos. Além da produção dos GEE, outros dejetos, principalmente o fósforo na forma de fosfato (PO - 43 ), óxido nitroso (N 2 O) e amônia (NH 3 ) vão impactar no meio ambiente devido em grande parte aos sistemas de tratamento de dejetos que possuem, a quantidade e qualidade dos insumos utilizados e a produtividade por área. Neste trabalho para se avaliar os impactos ambientais do sistema produtivo estudado, realizou-se uma Avaliação do Ciclo de Vida. Indo além, devido a relevância da viabilidade econômica dos sistemas produtivos, foi elaborado um fluxo de caixa moldado conforme a fazenda estudada e com a utilização das técnicas de análise de investimento, o empreendimento foi avaliado. Assim, o objetivo deste trabalho foi identificar os impactos ambientais do sistema de produção leiteira e avaliar a viabilidade econômica de sua implantação. No primeiro capítulo, foi realizada uma revisão de literatura com enfoque no estado da arte da pecuária leiteira nacional e regional, na metodologia da Avaliação do Ciclo de Vida e nas técnicas de análise de investimento. No segundo capítulo, dois estudos foram realizados, o primeiro, abordando os impactos ambientais e o segundo abordando a viabilidade econômica do sistema produtivo, ambos compilados em um artigo. O primeiro resultou em uma pegada de carbono de 1,48 kg por litro de leite corrigido para proteína e gordura e o segundo em uma taxa interna de retorno modificada de 46,91%, uma relação Benefício/ Custo de 2,82 e um payback descontado de 13,36 anos. A soma dos resultados demonstraram que um sistema produtivo intensificado, com os animais confinados em estábulo, embora demande um maior investimento financeiro possibilita um maior retorno financeiro e produtividade por área.

Along with the increase in the world population there is an increase in the demand for food including bovine milk. This causes more and more milk production methods to beswitched from extensive to intensive systems. This change results in several challenges for achieving environmental and economic sustainability. In environmental parameters livestock farming in intensive systems has stood out mainly because cattle contribute to greenhouse gas (GHG) emissions both through the production of enteric methane (CH4)and from fermentation of your manure. In addition to the production of GHGs, otherwastes mainly phosphorus in the form of phosphate (PO -43 ), nitrous oxide (N 2 O) andammonia (NH 3 ) will impact the environment due in large part to the waste treatment systems that have the quantity and quality of inputs used and productivity by area. In this work to assess the environmental impacts of the studied production system a Life Cycle Assessment was carried out. Going further due to the relevance of the economic viability of the production systems a cash flow shaped according to the dairy farm studied was elaborated and with the use of investment analysis techniques the project was evaluated. Thus the objective of this work was to identify the environmental impacts of the dairy production system and to evaluate the economic viability of its implementation. In the first chapter a literature review was carried out with a focus on the state of the art of national and regional dairy farming in the methodology of Life Cycle Assessment and investment analysis techniques. In the second chapter two studies were carried out the first addressing environmental impacts and the second addressing the economic viability of the production system both compiled in an article. The first resulted in a carbon footprint of 1.48 kg per liter of milk corrected for protein and fat and the second in a modified internal rate of return of 46.91%, a Benefit / Cost ratio of 2.82 and a payback discounted from 13.36 years. The sum of the results showed that an intensified productive system with animals confined in a stable although requiring greater financial investment allows a greater financial return and productivity per area.

BEM-ESTAR DE SUÍNOS E EMISSÃO DE GASES DE EFEITO ESTUFA EM SISTEMA DE CAMA SOBREPOSTA

O objetivo com a condução desta pesquisa foi avaliar o bem-estar de suínos em fase de crescimento e terminação e estimar a emissão de gases de efeito estufa e amônia em sistema de cama sobreposta. Para tanto, foram conduzidos dois experimentos. O primeiro teve como objetivo avaliar o bem-estar de suínos em fase de crescimento e terminação mantidos em sistema de cama sobreposta sob a ótica dos princípios do protocolo Welfare Quality® . Ao todo, 16500 animais, distribuídos em 15 instalações, foram avaliados durante um período de quatro meses. Foram realizadas três avaliações em cada instalação, respeitando a seguinte distribuição de tempo: fase inicial (75 a 85 dias de vida); intermediária (86 a 161 dias de vida) e final (de 162 a 180 dias de vida). Os dados de comportamento, bursite, hérnia, feridas e fezes no corpo foram analisados por regressão logística para dados longitudinais. Para os dados de contagem, tosse e espirro, foi empregada a distribuição de Poisson, com posterior análise de qui-quadrado e os dados do QBA por meio de análise de componentes principais. Não houve a ocorrência de casos interação humano-animal negativa, de condição corporal ruim, tremores, ofegação, amontoamentos, caudofagia, tremores, focinho torcido e prolapso retal, claudicação, condição da pele. Houve efeito da avaliação e da categoria animal na incidência de bursite, hérnia e repertório comportamental. Foram observadas mais chances da ocorrência de hérnias e bursites nas avaliações finais, com mais prevalência nos machos em relação às fêmeas. As prevalências dos parâmetros feridas e dejetos no corpo foram influenciadas pela interação da avaliação e categoria animal. A incidência de tosse e do número de animais que apresentaram esse sintoma aumentou gradualmente, sendo consideravelmente maiores na fase final de avaliação. Houve influência da avaliação e da categoria animal na incidência dos comportamentos elencados no etograma. Na avaliação 1, machos apresentaram mais chances de apresentar todos comportamentos avaliados no etograma, pertinente aos comportamentos negativos, em relação às fêmeas e aos lotes mistos. Nas demais avaliações as fêmeas apresentaram mais chances de exibir os comportamentos de caráter negativos. Os lotes mistos permaneceram intermediários em todas as avaliações. A porcentagem de interação com a cama variou entre 19.62% e 25.80% durante todo o período experimental. A aplicação do protocolo Welfare Quality® proporcionou uma visão ampla e confiável sobre o bem-estar dos animais, permitindo o gerenciamento mais adequado de sistemas de produção em cama sobreposta. O segundo experimento teve como objetivo avaliar a concentração e emissão de gases de efeito estufa (GEE) e amônia em instalações de suínos mantidos em sistema de cama sobreposta com diferentes níveis de utilização. Ao todo, foram coletadas amostras gasosas de oito instalações de suínos com diferentes níveis de utilização da cama. Foram considerados quatro edifícios com cama em terceiro nível de utilização, dois galpões com cama de segunda utilização e outros dois com cama de primeiro uso. As amostras de ar foram feitas através de duas coletas semanais, realizadas no período matutino e vespertino para cada edifício de alojamento avaliado. As emissões foram calculadas com base na metodologia simplificada do princípio de cálculo das emissões de gases por meio das relações de concentração. Os dados de emissão de GEEs e amônia foram submetidos à análise de variância e as médias, de acordo com o diferente nível de utilização da cama, foram comparadas pelo teste de Tukey pelo software estatística R. Maiores emissões de dióxido de carbono ( 8.78 vs 8.72 vs 8.63 g/suíno/dia) e metano (0.07 vs 0.03 vs 0.01 g/suíno/dia) foram observados em camas de primeira utilização e menores em terceira. Não houve diferença nas emissões de amônia (0.01 vs 0.06 vs 0.06 g/suíno/dia) e óxido nitroso (0.01 vs 0.02 vs 0.02 g/suíno/dia). Em condições de clima tropical, as emissões de gases de efeito estufa e amônia foram consideravelmente baixas.

The aim of this research was to evaluate the welfare of growing and finishing pigs and to estimate greenhouse gases and ammonia emissions in deep bedding system. For this, two experiments were carried out. The first study aimed to evaluate the welfare of growing and finishing pigs kept in deep bedding system from the perspective of the Welfare Quality® protocol. In all, 16500 animals, distributed in 15 facilities, were evaluated over a four-month period. Three evaluations were performed in each facility, respecting the following time distribution: initial phase (75 to 85 days of life); intermediate (86 to 161 days old) and final (from 162 days old until slaughter). Behavior, bursitis, hernia, wounds and feces on the body data were analyzed by logistic regression for longitudinal data. For counting data, coughing and sneezing, the Poisson distribution was used, with subsequent chi-square analysis and QBA data were subjetect by principal component analysis. There was an effect of the evaluation and the animal category on the incidence of bursitis, hernia and behavioral repertoire. More chances of the occurrence of hernias and bursitis were observed in the final evaluations, with more prevalence in males compared to females. The prevalence of wound and body waste parameters was influenced by the interaction of the assessment and animal category. The incidence of cough and the number of animals that presented this symptom gradually increased, being considerably higher in the final evaluation phase. There was an influence of evaluation and animal category on the incidence of behaviors. In evaluation 1, males were more likely to present all behaviors evaluated in the ethogram, which is relevant to negative behaviors, in relation to females and mixed batches. In the other evaluations, females were more likely to exhibit negative behaviors. Mixed batches remained intermediate in all evaluations. The percentage of interaction with the bed varied between 19.62% and 25.80% throughout the experimental period. The application of the Welfare Quality® protocol provided a wide and reliable view on the welfare of animals, allowing the most appropriate management of production systems in deep bedding systems. The aim of the second experiment was to evaluate the concentration and emission of greenhouse gases (GHG) and ammonia in swine facilities kept in deep bedding system with different utilization levels. Gaseous samples were collected from eight pig facilities with different levels of litter utilization; four buildings with third-level litter, two sheds with second level and two with first use. Air samples were taken through two weekly samplings, in the morning and afternoon for each housing building evaluated. Emissions were calculated based on the simplified methodology of the principle of calculation of gas emissions by concentration ratios. GHG and ammonia emissions data were subjected to analysis of variance and averages, according to the different level of utilization of the litter, were compared by Tukey test by the R statistical software. Highest carbon dioxide emissions (8.78 vs 8.72 vs 8.63 pig per day) and methane (0.07 vs 0.03 vs 0.01 pig per day) were observed in first use and smaller beds in third. There was no difference in ammonia emissions (0.01 vs 0.06 vs 0.06 pig per day) and nitrous oxide (0.01 vs 0.02 vs 0.02 g per pig per day). Under tropical climate conditions, greenhouse gas and ammonia emissions were considerably low.

EFEITO DA RELAÇÃO ENERGIA/PROTEÍNA DA DIETA E DA SUPLEMENTAÇÃO COM EXTRATO TANÍFERO DE ACACIA MEARNSII SOBRE A EXCREÇÃO DE NITROGÊNIO POR OVINOS E A EMISSÃO DE ÓXIDO NITROSO

A pecuária é uma das principais atividades responsáveis pela produção dos gases de efeito estufa (GEE), como o metano (CH4) e o óxido nitroso (N2O). No Brasil, 38% das emissões no setor agropecuário são representadas por N2O, sendo o nitrogênio (N) excretado por animais em pasto a principal fonte de emissões diretas do solo. Com isso, objetiva-se avaliar o ajuste de dietas visando mitigar a emissão de N2O a partir da relação energia × proteína e da suplementação com extrato tanífero, além de determinar o fator de emissão (FE) nas condições estudadas. Foram avaliados três tratamentos com pré-secado de azevém (Lolium multiflorum Lam.) à vontade e diferentes suplementações: 60 g farelo de soja (S), 140 g grão de milho moído + 60 g farelo de soja (SM) e 140 g grão de milho moído + 60 g farelo de soja + 40 g/kg de alimento concentrado de extrato tanífero de Acacia mearnsii (SMT). Foram utilizados seis cordeiros da raça Lacaune, distribuídos num delineamento experimental em duplo Quadrado latino 3 × 3, com três períodos de 21 dias (14 de adaptação e sete de coletas). Excretas foram coletadas para análise da composição e aplicação no campo para determinação da emissão de N2O com uso de câmaras estáticas, com três repetições de área (blocos) por tipo de excreta (fezes ou urina) por tratamento. Os consumos totais de matéria seca (MS) e matéria orgânica (MO) foram maiores nos animais dos tratamentos SM e SMT em comparação ao tratamento S. No entanto, o consumo de N foi similar entre os tratamentos, apresentando média de 18 g/dia. As digestibilidades aparente e verdadeira do N diminuíram com a adição de extrato tanífero no alimento concentrado, apresentando aumento de 16% na excreção fecal de N quando comparado aos tratamentos S e SM. Excreção diária de N na urina foi 12% inferior nos animais recebendo grão de milho na dieta em comparação aos animais que receberam apenas farelo de soja na suplementação, enquanto a inclusão do tanino não se mostrou eficaz para aumentar estas reduções. O fluxo de emissão e a emissão acumulada de N2O foram similares entre as amostras de fezes das diferentes dietas e a emissão do solo do tratamento controle. No entanto, o fluxo de N2O das amostras de urina apresentou tendência de redução nas amostras dos animais suplementados com inclusão de grão de milho em comparação aos animais suplementados somente com farelo de soja, sem efeito adicional do extrato tanífero. O FE para fezes foi similar entre os tratamentos com média de 0,18%. O FE médio das amostras de urina foi de 4%, porém apresentou uma tendência de redução para o tratamento SM em 60% quando comparado ao tratamento S, sem efeito da adição do tanino. A suplementação com grão de milho na alimentação de ruminantes é uma prática que permite a diminuição na excreção de N na urina, enquanto o fornecimento do extrato tanífero de Acacia mearnsii não se mostrou eficaz. Sempre que possível, FE específicos devem ser utilizados na elaboração de inventários.

Livestock systems are the main activity liable for the greenhouse gases emission (GHG), like methane (CH4) and nitrous oxide (N2O). In Brazil, N2O represents 38% of the total agriculture emission, where, the excreted nitrogen (N) by grazing animals is the principal source of direct emissions from the soil. The objective of this study was to evaluate the adjustment of diets to mitigate the nitrous oxide emission as a function of the relation energy × protein and tannin extract supplementation, as well as to determine the emission factor (EF) under the studied conditions. Three treatments were evaluated using ryegrass (Lolium multiflorum Lam.) haylage ad libitum and different supplements: 60 g soybean meal (S), 140 g ground corn + 60 g soybean meal (SC) and 140 g ground corn + 60 g soybean meal + 40 g/kg concentrated feed of Acacia mearnsii tannin extract (SCT). Six Lacaune lambs were distributed in a replicated 3 × 3 Latin square experimental design, with three periods of 21 days (14 of adaptation and seven of measurements). Excreta were collected for composition analysis and application in the field to determine the nitrous oxide emission using static chambers, with three repetitions of area (blocks) per excretion type (feces or urine) per treatment. The total dry matter (DM) and organic matter (OM) intake were higher in the SC and SCT treatments compared to the S treatment. However, N intake was similar between treatments, averaging 18 g / day. The apparent and true N digestibilities decreased with the tannin extract addition in the concentrate feed, increasing the fecal N excretion on 16% when compared to the S and SC treatments. Daily urine N excretion was 12% lower in animals receiving corn grain in the diet compared to the animals receiving soybean meal alone, while the tannin inclusion did not show to be effective to improve these reductions. Emission flow and accumulated emission of N2O were similar between feces samples from different diets and soil emission from the control treatment. However, the flow of N2O from urine samples showed a tendency of reduction in the samples of the animals supplemented with corn grain inclusion in comparison to the animals supplemented with soybean meal alone, without additional effect of the tannin extract. The EF for feces was similar between treatments, averaging 0.18%. The EF of the urine samples averaged 4% but, showing a tendency to reduce 61% on SC treatment when compared to the S treatment, without tannin addition effect. Supplementation with corn grain in ruminant feeding is a practice that allows to decrease the urinary N excretion, while the supply of the tannin extract of Acacia mearnsii was not effective. Whenever possible, the specific EF should be used in the preparation of inventories.

Gas chromatography and photoacoustic spectroscopy for the assessment of soil greenhouse gases emissions

Assessments of soil carbon dioxide (CO2), methane (CH4), and nitrous oxide (N2O) emissions are critical for determination of the agricultural practices' potential to mitigate global warming. This study evaluated the photoacoustic spectroscopy (PAS) for the assessment of soil greenhouse gases (GHG) fluxes in comparison to the standard gas chromatography (GC) method. Two long-term experiments with different tillage and cropping systems over a Paleudult were evaluated using static chambers. PAS measurements of CO2 and N2O concentrations showed good relationship and linearity (R2=0.98 and 0.94, respectively) with GC results. However, CH4 measurements were significantly affected by air sample moisture which interfered on CH4 detection by PAS. Overestimation of CO2 and N2O concentrations in air samples determined by PAS (14.6 and 18.7%, respectively) were also related to sampling moisture. CO2 and N2O fluxes showed good agreement between methods (R2=0.96 and 0.95, respectively), though PAS overestimated fluxes by 18.6 and 13.6% in relation to GC results, respectively. PAS showed good sensitivity and was able to detect CO2 and N2O fluxes as low as 332mg CO2 m-2 h-1 and 21µg N2O m-2 h-1. PAS analyzer should be detailed calibrated to reduce humidity interference on CO2, CH4 and N2O concentrations measurements avoiding overestimation or erroneous determination of soil GHG fluxes.

As avaliações das emissões de dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) e óxido nitroso (N2O) do solo são fundamentais para a determinação do potencial de práticas agrícolas em mitigar o aquecimento global. Este estudo avaliou a espectroscopia fotoacústica (EFA) para a determinação dos fluxos de gases de efeito estufa (GEE) do solo em comparação com o método padrão de cromatografia gasosa (CG). Dois experimentos de longa duração com diferentes sistemas de preparo do solo e rotação de culturas sobre um Argissolo foram avaliados usando câmaras estáticas. As medidas das concentrações de CO2 e N2O realizadas por EFA mostraram boa correlação e linearidade (R2=0,98 e 0,94; respectivamente) com os resultados de CG. Entretanto, as medidas de CH4 foram significativamente afetadas pela umidade da amostra de ar que interferiu na detecção do CH4 por EFA. A superestimativa das concentrações de CO2 e N2O nas amostras analisadas por EFA (14,6 e 18,7%; respectivamente) também foram relacionadas com o conteúdo de umidade da amostra. Os fluxos de CO2 e N2O mostraram boa correlação entre os métodos (R2=0,96 e 0,95; respectivamente), apesar da superestimativa dos fluxos determinados por EFA ter sido de 18,6 e 13,6% em relação aos resultados obtidos por CG, respectivamente. A EFA mostrou boa sensibilidade e foi capaz de detectar fluxos de CO2 e N2O tão baixos quanto 332mg CO2 m-2 h-1 and 21µg N2O m-2 h-1. A calibração detalhada do analisador fotoacústico para reduzir a interferência da umidade das amostras nas medidas das concentrações de CO2, CH4 e N2O deve ser realizada a fim de evitar superestimativa ou erro na determinação dos fluxos de GEE do solo.

Gas chromatography and photoacoustic spectroscopy for the assessment of soil greenhouse gases emissions

Assessments of soil carbon dioxide (CO2), methane (CH4), and nitrous oxide (N2O) emissions are critical for determination of the agricultural practices' potential to mitigate global warming. This study evaluated the photoacoustic spectroscopy (PAS) for the assessment of soil greenhouse gases (GHG) fluxes in comparison to the standard gas chromatography (GC) method. Two long-term experiments with different tillage and cropping systems over a Paleudult were evaluated using static chambers. PAS measurements of CO2 and N2O concentrations showed good relationship and linearity (R2=0.98 and 0.94, respectively) with GC results. However, CH4 measurements were significantly affected by air sample moisture which interfered on CH4 detection by PAS. Overestimation of CO2 and N2O concentrations in air samples determined by PAS (14.6 and 18.7%, respectively) were also related to sampling moisture. CO2 and N2O fluxes showed good agreement between methods (R2=0.96 and 0.95, respectively), though PAS overestimated fluxes by 18.6 and 13.6% in relation to GC results, respectively. PAS showed good sensitivity and was able to detect CO2 and N2O fluxes as low as 332mg CO2 m-2 h-1 and 21µg N2O m-2 h-1. PAS analyzer should be detailed calibrated to reduce humidity interference on CO2, CH4 and N2O concentrations measurements avoiding overestimation or erroneous determination of soil GHG fluxes.

As avaliações das emissões de dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) e óxido nitroso (N2O) do solo são fundamentais para a determinação do potencial de práticas agrícolas em mitigar o aquecimento global. Este estudo avaliou a espectroscopia fotoacústica (EFA) para a determinação dos fluxos de gases de efeito estufa (GEE) do solo em comparação com o método padrão de cromatografia gasosa (CG). Dois experimentos de longa duração com diferentes sistemas de preparo do solo e rotação de culturas sobre um Argissolo foram avaliados usando câmaras estáticas. As medidas das concentrações de CO2 e N2O realizadas por EFA mostraram boa correlação e linearidade (R2=0,98 e 0,94; respectivamente) com os resultados de CG. Entretanto, as medidas de CH4 foram significativamente afetadas pela umidade da amostra de ar que interferiu na detecção do CH4 por EFA. A superestimativa das concentrações de CO2 e N2O nas amostras analisadas por EFA (14,6 e 18,7%; respectivamente) também foram relacionadas com o conteúdo de umidade da amostra. Os fluxos de CO2 e N2O mostraram boa correlação entre os métodos (R2=0,96 e 0,95; respectivamente), apesar da superestimativa dos fluxos determinados por EFA ter sido de 18,6 e 13,6% em relação aos resultados obtidos por CG, respectivamente. A EFA mostrou boa sensibilidade e foi capaz de detectar fluxos de CO2 e N2O tão baixos quanto 332mg CO2 m-2 h-1 and 21µg N2O m-2 h-1. A calibração detalhada do analisador fotoacústico para reduzir a interferência da umidade das amostras nas medidas das concentrações de CO2, CH4 e N2O deve ser realizada a fim de evitar superestimativa ou erro na determinação dos fluxos de GEE do solo.

Influence of environmental variables on diffusive greenhouse gas fluxes at hydroelectric reservoirs in Brazil / Influência de parâmetros ambientais em fluxos difusivos de gases de efeito estufa em reservatórios hidrelétricos no Brasil

For almost two decades, studies have been under way in Brazil, showing how hydroelectric reservoirs produce biogenic gases, mainly methane (CH4) and carbon dioxide (CO2), through the organic decomposition of flooded biomass. This somewhat complex phenomenon is due to a set of variables with differing levels of interdependence that directly or indirectly affect greenhouse gas (GHG) emissions. The purpose of this paper is to determine, through a statistical data analysis, the relation between CO2, CH4 diffusive fluxes and environmental variables at the Furnas, Itumbiara and Serra da Mesa hydroelectric reservoirs, located in the Cerrado biome on Brazil's high central plateau. The choice of this region was prompted by its importance in the national context, covering an area of some two million square kilometers, encompassing two major river basins (Paraná and Tocantins-Araguaia), with the largest installed power generation capacity in Brazil, together accounting for around 23% of Brazilian territory. This study shows that CH4 presented a moderate negative correlation between CO2 and depth. Additionally, a moderate positive correlation was noted for pH, water temperature and wind. The CO2 presented a moderate negative correlation for pH, wind speed, water temperature and air temperature. Additionally, a moderate positive correlation was noted for CO2 and water temperature. The complexity of the emission phenomenon is unlikely to occur through a simultaneous understanding of all the factors, due to difficulties in accessing and analyzing all the variables that have real, direct effects on GHG production and emission.(AU)

Há quase duas décadas, no Brasil, vêm sendo realizados estudos que revelam que os reservatórios hidrelétricos produzem gases biogênicos, principalmente o metano (CH4) e o dióxido de carbono (CO2), provenientes da decomposição orgânica da biomassa alagada. Observa-se que esse fenômeno é bastante complexo devido a uma gama de variáveis que possuem diferentes graus de interdependência e que influenciam diretamente ou indiretamente nas emissões de gases de efeito estufa (GEE). O objetivo deste trabalho é determinar o grau de relacionamento entre os fluxos difusivos de CO2, CH4 e variáveis ambientais dos Reservatórios Hidrelétricos de Furnas, Itumbiara e Serra da Mesa, através da análise estatística dos dados. Os reservatórios hidrelétricos estão situados no Bioma Cerrado, localizado no Planalto Central do Brasil. A escolha da região deu-se devido a sua importância no contexto nacional, já que corresponde a uma área de aproximadamente dois milhões de quilômetros quadrados, e, nela estão inseridas duas bacias (Bacia do Paraná e Bacia do Tocantins-Araguaia), com a maior capacidade instalada de energia elétrica do país. Esta duas bacias juntas abrangem 23% do território nacional. Neste estudo os resultados revelam que o CH4 apresentou correlação negativa, significativa e moderada com o CO2 e com a profundidade. Observou-se ainda correlação positiva e moderada com pH, temperatura da água e velocidade do vento. O CO2 apresentou correlação negativa, significativa e moderada com pH, com a velocidade do vento, temperatura da água e temperatura do ar. Observou-se também correlação positiva e moderada do CO2 com a temperatura da água. A complexidade do fenômeno de emissão dificilmente ocorrerá pelo entendimento simultâneo de todos os fatores, devido às dificuldades de acessar e analisar todas as variáveis que realmente têm implicação direta nesta produção/emissão de GEE.(AU)

Influence of environmental variables on diffusive greenhouse gas fluxes at hydroelectric reservoirs in Brazil / Influência de parâmetros ambientais em fluxos difusivos de gases de efeito estufa em reservatórios hidrelétricos no Brasil

For almost two decades, studies have been under way in Brazil, showing how hydroelectric reservoirs produce biogenic gases, mainly methane (CH4) and carbon dioxide (CO2), through the organic decomposition of flooded biomass. This somewhat complex phenomenon is due to a set of variables with differing levels of interdependence that directly or indirectly affect greenhouse gas (GHG) emissions. The purpose of this paper is to determine, through a statistical data analysis, the relation between CO2, CH4 diffusive fluxes and environmental variables at the Furnas, Itumbiara and Serra da Mesa hydroelectric reservoirs, located in the Cerrado biome on Brazil's high central plateau. The choice of this region was prompted by its importance in the national context, covering an area of some two million square kilometers, encompassing two major river basins (Paraná and Tocantins-Araguaia), with the largest installed power generation capacity in Brazil, together accounting for around 23% of Brazilian territory. This study shows that CH4 presented a moderate negative correlation between CO2 and depth. Additionally, a moderate positive correlation was noted for pH, water temperature and wind. The CO2 presented a moderate negative correlation for pH, wind speed, water temperature and air temperature. Additionally, a moderate positive correlation was noted for CO2 and water temperature. The complexity of the emission phenomenon is unlikely to occur through a simultaneous understanding of all the factors, due to difficulties in accessing and analyzing all the variables that have real, direct effects on GHG production and emission.

Há quase duas décadas, no Brasil, vêm sendo realizados estudos que revelam que os reservatórios hidrelétricos produzem gases biogênicos, principalmente o metano (CH4) e o dióxido de carbono (CO2), provenientes da decomposição orgânica da biomassa alagada. Observa-se que esse fenômeno é bastante complexo devido a uma gama de variáveis que possuem diferentes graus de interdependência e que influenciam diretamente ou indiretamente nas emissões de gases de efeito estufa (GEE). O objetivo deste trabalho é determinar o grau de relacionamento entre os fluxos difusivos de CO2, CH4 e variáveis ambientais dos Reservatórios Hidrelétricos de Furnas, Itumbiara e Serra da Mesa, através da análise estatística dos dados. Os reservatórios hidrelétricos estão situados no Bioma Cerrado, localizado no Planalto Central do Brasil. A escolha da região deu-se devido a sua importância no contexto nacional, já que corresponde a uma área de aproximadamente dois milhões de quilômetros quadrados, e, nela estão inseridas duas bacias (Bacia do Paraná e Bacia do Tocantins-Araguaia), com a maior capacidade instalada de energia elétrica do país. Esta duas bacias juntas abrangem 23% do território nacional. Neste estudo os resultados revelam que o CH4 apresentou correlação negativa, significativa e moderada com o CO2 e com a profundidade. Observou-se ainda correlação positiva e moderada com pH, temperatura da água e velocidade do vento. O CO2 apresentou correlação negativa, significativa e moderada com pH, com a velocidade do vento, temperatura da água e temperatura do ar. Observou-se também correlação positiva e moderada do CO2 com a temperatura da água. A complexidade do fenômeno de emissão dificilmente ocorrerá pelo entendimento simultâneo de todos os fatores, devido às dificuldades de acessar e analisar todas as variáveis que realmente têm implicação direta nesta produção/emissão de GEE.