Inclusione di un tannino

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 14220 (2022) Citare questo articolo

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Gli obiettivi di questo studio erano di determinare l'emissione di protossido di azoto (N2O), metano (CH4) e anidride carbonica (CO2), nonché la composizione isotopica di N2O dagli escrementi di manzi alimentati con fieno di sericea lespedeza "AU Grazer" [SL; Lespedeza cuneata (Dum. Cours.) G. Don]. Quindici manzi incrociati Brahman × Angus sono stati alimentati con una delle tre diete sperimentali: inclusione dello 0, 50 o 100% di SL nel fieno di bermudagrass "Tifton 85" (Cynodon spp.). Il campionamento del gas è avvenuto nei giorni 0, 1, 3, 5, 7, 14, 18, 25 e 32 dopo l'applicazione di urina o feci in camere statiche per due periodi sperimentali. L'effetto del giorno dopo l'applicazione delle feci (P < 0,001), mentre l'interazione giorno x inclusione dell'SL è stata osservata nelle urine (P < 0,001) per tutti i gas serra (GHG) analizzati. I picchi di emissione di tutti i gas serra nelle urine e nelle feci si sono verificati nei primi giorni (P < 0,001), con i giorni 3 e 5 maggiormente impoveriti in 15N-N2O nelle feci, e i giorni 3, 5 e 7 nelle urine (P < 0,001). L’alimentazione con SL ai manzi si è rivelata efficace nel mitigare le emissioni di gas serra dagli escrementi, ma sono necessarie ulteriori ricerche per studiare i meccanismi alla base di tali riduzioni.

L’attività antropica ha modificato i processi ambientali naturali aumentando le concentrazioni atmosferiche dei principali gas serra (GHG), anche attraverso l’espansione delle attività agricole1. Nel 2021, l’inventario mondiale dei bovini ammontava a 1 miliardo di capi2, con la fermentazione enterica e il letame che contribuiscono in misura maggiore alla produzione di metano (CH4) e protossido di azoto (N2O)3.

Il letame è una fonte significativa di gas serra nelle praterie a causa della presenza di composti organici e della loro decomposizione in condizioni anaerobiche4. I batteri anaerobici decompongono il materiale organico rilasciando CH4, mentre le interazioni di diverse fonti di N influenzano il ciclo dell'N, influenzando così i flussi giornalieri di N2O5. La preoccupazione principale è che la quantità di N negli escrementi depositati in un'area specifica supera i bisogni immediati della pianta e l'N in eccesso viene perso attraverso la lisciviazione di nitrati e N2O6,7.

Gli aggiustamenti nutrizionali sono una strategia per modificare l'intensità e la frequenza dei processi che portano alla generazione e all'emissione di gas serra negli escrementi dei ruminanti. La dieta degli animali, così come la qualità e la quantità del mangime, possono influenzare le concentrazioni di N nelle urine e nelle feci. Le leguminose da foraggio, ad esempio, forniscono un’ampia gamma di metaboliti secondari, come i tannini, che possono modulare la fermentazione ruminale8. I tannini condensati (CT) si legano alle proteine ​​alimentari proteggendole dalla degradazione ruminale, aumentando l'assorbimento di aminoacidi da parte dell'intestino tenue e l'escrezione di N nelle feci9. Inoltre, mentre è stato segnalato che i composti azotati naturali presenti nelle urine dei bovini inibiscono i processi di formazione di N2O nel suolo10,11,12, i tannini influenzerebbero la proporzione di tali composti, che di conseguenza possono influenzare le emissioni di N2O13.

Le camere statiche sono una tecnica comunemente utilizzata per misurare i flussi di gas serra dai suoli, ma a causa della natura eterogenea dei flussi14, vi sono incertezze sull’entità, sulla distribuzione e sul modello temporale delle fonti naturali e antropiche. Ciò limita l’accuratezza dei risultati e i confronti tra studi provenienti da luoghi diversi. In questo contesto, le analisi dell’abbondanza naturale di isotopi stabili dei gas nell’atmosfera possono rappresentare un potente alleato per stimare i budget dei gas serra15, poiché i processi di formazione e sequestro dei gas serra hanno rapporti specifici tra isotopi pesanti e leggeri16.

Abbiamo ipotizzato che l’inclusione di un legume ricco di tannini nella dieta dei manzi da carne diminuirebbe l’emissione di N2O, CH4 e CO2 dai loro escrementi, a causa dello spostamento dell’escrezione di N dalle urine alle feci e all’impatto dei tannini sulla metanogenesi. . Inoltre, l’urina e le feci presenterebbero diversi fattori di emissione e composizione isotopica di N2O, consentendo l’attribuzione della fonte alle emissioni. Pertanto, gli obiettivi di questo studio erano di stimare le emissioni nette di N2O, CH4 e CO2 dagli escrementi di manzi alimentati con legumi da foraggio ricchi di tannino, nonché di determinare il fattore di emissione di N2O e la composizione isotopica di N2O.