Impact of dietary manipulation on nutrient flows and greenhouse gas emissions in cattle Impacto da manipulação dietética sobre os fluxos de nutrientes e as emissões de gases de efeito estufa na pecuária

• Main Authors: Ermias Kebreab, Anders Strathe, James Fadel, Luis Moraes, James France
• Format: Article
• Language: English
• Published: Sociedade Brasileira de Zootecnia 2010-07-01
• Series: Revista Brasileira de Zootecnia
• Subjects: fósforo; metano; nitrogênio; poluição; ruminantes; methane; nitrogen; phosphorus; pollution; ruminants
• Online Access: http://www.scielo.br/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S1516-35982010001300050
• ISSN: 1516-3598; 1806-9290

The growing global demand for meat and particularly in countries such as Brazil is expected to increase intensive animal production. Consequently the main pollutants of interest are nitrogen (N), phosphorus (P) and greenhouse gases (GHG). Nitrogen can be a problem through nitrate leaching to water bodies, ammonia, and nitrous oxide emissions to air. Phosphorus loading in soil from manure application can be the main issue due to the tendency of P to accumulate in soil and leach to groundwater and rivers. The sources of agricultural GHG emissions include methane from enteric fermentation, manure storage and spreading, and nitrous oxide mainly from application of manure on land. Dietary manipulation has proven to be an effective tool to reduce nutrient/mineral pollution and GHG emissions. Several studies have shown that decreasing crude protein in the diet could reduce N excretion and ammonia volatilization substantially without compromising productivity. Similarly, reducing P intake in dairy cattle has been shown to reduce P excretion by up to 10%. Changing the type of N and P consumed and energy level of diet has also been reported to affect the amount and type of N and P excreted. Dietary manipulation also has an impact on the amount of GHG emissions, particularly, from enteric fermentation. Feeding cattle with a high starch and low fiber diet, for example, reduces acetate production in the rumen, and leads to lower methane production. Emissions from stored manure from high fiber fed animals tend to be higher. Evidence is also available that diet affects emissions from manure applied soil. As level of production is increased to meet global demand for ruminant meat and milk products, dietary manipulation will be useful in addressing environmental concerns.<br>A crescente demanda global por carne, em particular no Brasil, deverá aumentar a produção animal intensiva. Por conseguinte, os principais poluentes são o nitrogênio (N), fósforo (P) e gases de efeito de estufa (GEE). O nitrogênio pode ser um problema devido à lixiviação de nitrato para os corpos d'água, amônia e emissões de óxido nitroso para o ar. Carga de fósforo no solo decorrente da aplicação de esterco pode ser o problema principal, devido à tendência de o P acumular no solo e atingir os lençóis freáticos e rios. As fontes de emissões de GEE agrícolas incluem metano proveniente da fermentação entérica, armazenagem e e distribuição de estrume e óxido nitroso principalmente da aplicação de adubo na terra. A manipulação dietética tem demomstrado eficiência na redução da poluição de nutrientes/minerais e das emissões de GEE. Vários estudos têm demonstrado que a diminuição de proteína bruta na dieta podem reduzir substancialmente a excreção de N e a volatilização de amônia, sem comprometer a produtividade. Da mesma forma,a redução da ingestão de P em bovinos leiteiros pode reduzir a excreção de P em até 10%. Alterações do tipo de N e P consumidos e do nível energético da dieta sobre a quantidade e o tipo de N e P excretado também foram relatadas. A manipulação da dieta também tem impacto sobre a quantidade de emissões de gases de efeito estufa, em particular, a proveniente de fermentação entérica. A alimentação do gado com dietas contendo elevado teor de trigo baixo de fibra, por exemplo, reduz a produção de acetato no rúmen e acarreta menor produção de metano. Emissões decorrentes de estrume de animais alimentados com alto teor de fibra na dieta tendem a ser maiores. Evidenciou-se também que a dieta afeta as emissões de esterco no solo. Em decorrência do aumento do nível de produção para atender à demanda global de carne de ruminantes e produtos lácteos, a manipulação dietética será útil para atender às preocupações ambientais.