Effetti delle fonti proteiche non degradabili del rumine sulle emissioni di protossido di azoto, metano e ammoniaca dal letame dell'allevamento

Rapporti scientifici volume 12, numero articolo: 9166 (2022) Citare questo articolo

1083 accessi

1 Citazioni

1 Altmetrico

Dettagli sulle metriche

Sono stati valutati gli effetti delle fonti di proteine ​​non degradabili del rumine (RUP) nelle diete sulle emissioni di metano (CH4), protossido di azoto (N2O) e ammoniaca (NH3) dal letame dei bovini finiti al foraggio. Abbiamo ipotizzato che l’uso di diverse fonti di RUP nella dieta ridurrebbe la perdita di N attraverso le urine e contribuirebbe a ridurre le emissioni di N2O, CH4 e NH3 nell’ambiente. I bovini Nellore hanno ricevuto diete diverse (18 animali/trattamento), tra cui farina di soia (fonte SM, RDP), farina di soia by-pass (fonte BSM, RUP) e farina di glutine di mais (fonte CGM, RUP). La fonte proteica non ha influenzato la concentrazione di N e C nelle urine, la concentrazione di C nelle feci e il bilancio di N (P > 0,05). Le fonti RUP hanno prodotto un'emissione di N2O più elevata rispetto alla fonte RDP (P = 0,030), mentre il BSM ha prodotto un'emissione di N2O più elevata rispetto a CGM (P = 0,038) (SM = 633, BSM = 2521 e CGM = 1153 g ha− 2N–N2O); tuttavia, non sono state riscontrate differenze nell'emissione di CH4 e NH3 (P > 0,05). In conclusione, l’uso di RUP nelle diete non ha influenzato l’escrezione di N dei bovini da carne o le emissioni di CH4 e NH3 dal letame, ma ha aumentato l’emissione di N2O dal letame.

La finitura dei bovini in allevamenti confinati consente l'utilizzo di fonti di mangime adeguate alle esigenze dell'animale, il che aumenta la produttività e la qualità della carne1. Tuttavia, questo sistema è responsabile di un maggiore accumulo di letame, che contiene diversi componenti come N e materiali organici2. Questi componenti possono subire trasformazioni e fungere da fonte di emissione di gas a effetto serra (GHG), come il protossido di azoto (N2O) e il metano (CH4)3,4,5, nonché di ammoniaca (NH3)6,7. Le emissioni di gas serra contribuiscono al riscaldamento globale8, mentre la volatilizzazione dell’NH3 danneggia la salute umana7,9 e potenzialmente aumenta le emissioni di gas serra poiché l’NH3 è un precursore della generazione di N2O10.

Il protossido di azoto viene emesso attraverso la trasformazione dell'ammonio (NH4+) e del nitrato (NO3–) nel suolo durante la nitrificazione, denitrificazione11 e denitrificazione nitrificante12 mediata da funghi, batteri e archaea13. Questi processi sono influenzati dalle precipitazioni, dalla temperatura e dalla disponibilità del substrato14,15. L'entità dell'emissione di gas dal letame bovino dipende dalla forma e dalla concentrazione di N16. Pertanto, la riduzione della perdita di N attraverso gli escrementi dei ruminanti, in particolare di N sotto forma di urea, è rilevante per mitigare le emissioni di N2O, poiché il 70% dell'N escreto dai ruminanti è sotto forma di urea, che rilascia NH4+ dopo l'idrolisi17. Inoltre, l’idrolisi microbica dell’urea provoca l’emissione di NH318; pertanto, la riduzione dell'N-urea dagli escrementi potrebbe ridurre direttamente l'emissione di NH319.

La quantità di CH4 emessa dal letame è piccola rispetto alla quantità totale di CH4 enterico prodotto dai ruminanti20. Tuttavia, le emissioni provenienti dal letame negli allevamenti sono rilevanti, perché grandi volumi di letame possono comportare maggiori emissioni di CH421. Il contenuto di azoto e C22, l’umidità e la temperatura23 sono i principali modulatori delle emissioni di CH4. Le strategie volte ad aumentare l’efficienza dell’uso di N, con conseguente minore escrezione di N, possono modificare il rapporto CN del letame, che è un fattore importante responsabile della riduzione delle emissioni di CH424. L'elevato rapporto CN può favorire la crescita di popolazioni di archaea metanogenici che sono in grado di soddisfare il proprio fabbisogno proteico e quindi non reagire con il contenuto di carbonio rimanente del substrato, con conseguente bassa produzione di CH425. Pertanto, la riduzione dell’escrezione di nutrienti da parte degli animali può servire come strategia per mitigare le emissioni di CH4 dal letame.

L’ottimizzazione dell’uso di N da parte dei ruminanti può ridurre la perdita di N attraverso le urine e, quindi, minimizzare le emissioni di NH37 e N2O dal letame26. Ridurre la quantità di proteine ​​ruminali degradabili (RDP) e aumentare la quantità di proteine ​​ruminali non degradabili (RUP) nelle diete può aumentare l’efficienza complessiva dell’azoto e consentire un adeguato apporto di proteine ​​metabolizzabili (PM) per raggiungere l’intestino tenue27. Pertanto, abbiamo ipotizzato che diverse fonti di RUP nella dieta ridurrebbero la perdita di N attraverso le urine e contribuirebbero alla diminuzione delle emissioni di N2O, CH4 e NH3 nell’ambiente. Modulando la dieta al fine di ridurre l'escrezione di N, esiste la possibilità di influenzare la produzione di CH428 enterico. Tuttavia, nel nostro studio, l'attenzione era finalizzata a comprendere come le fonti di RUP possano influenzare l'emissione negli escrementi, di conseguenza, l'emissione di CH4 enterico non è stata misurata. La valutazione in situ consentirà di ottenere emissioni più rappresentative dall'ambiente dell'allevamento. Pertanto, l'obiettivo del presente studio era di valutare gli effetti delle fonti di RUP nelle diete sulle emissioni di N2O, CH4 e NH3 dal letame di Nellore finito nei mangimi e identificare le variabili chiave che regolano la produzione di questi gas.