Redução da produção de metano em sistemas de produção animal - responsabilidade ambiental, a busca por um futuro sustentável
O conceito de sustentabilidade na agropecuária, conforme a Lei Agrícola dos Estados Unidos da América de 1990 considera que: "Agricultura sustentável seria o sistema integrado de práticas com vegetais e animais adaptados às condições específicas de cada estabelecimento, e que atenda simultaneamente e no longo prazo cinco requisitos:
1) satisfação das necessidades humanas e de alimentos;
2) melhoria da qualidade ambiental e dos recursos naturais, dos quais depende a economia agropecuária;
3) utilização eficiente dos recursos não renováveis e dos recursos internos e próprios do estabelecimento, integrando, sempre que possível, ciclos e controles biológicos e naturais;
4) viabilidade econômica, e
5) melhoria da qualidade de vida dos produtores e da sociedade em seu conjunto.
Entretanto, o Brasil convive com problemas em seus sistemas de produção de ruminantes. Um dos principais problemas é a baixa produtividade da pecuária brasileira, que tem forte correlação com a produtividade das pastagens. Dos 180 milhões de ha, somente cerca de 30 milhões são cultivados, sendo o restante de pastagens nativas. Estas pastagens estão em diferentes ecossistemas, todos com algumas limitações. Nos ecossistemas pantanal, semi-árido e subtropical predominam as pastagens nativas, com problemas de fertilidade dos solos, solos rasos e ácidos. Nos cerrados, trópico úmido e mata atlântica predominam as pastagens cultivadas, com problemas de fertilidade, preço da terra, opção agrícola e necessidade de intensificação.
A sustentabilidade da pecuária nacional tem sido afetada pela degradação das nossas pastagens. Uma boa pastagem pode ser considerada aquela que apresenta disponibilidade superior a 2.500 kg de MS/ha. Antes da introdução das pastagens cultivadas nas regiões marginais dos Cerrados, a lotação era de 0,3 animais/ha. Entretanto, a partir da década de 70 com a introdução do gênero Brachiaria, quadro que se estende até os dias de hoje, mesmo com melhorias no manejo, a lotação média tem estado estagnada em torno de 0,9 animais/ha.
Além do problema com as pastagens, ainda convivemos com o problema de a esmagadora maioria dos animais alocados nestas pastagens não recebe qualquer tipo de complementação alimentar. Assim, o ambiente ruminal funciona com carência ou desbalanço de nutrientes, incorrendo em má fermentação da dieta, fato este que resulta em alta produção de dejetos e eliminação para a atmosfera de dióxido de carbono (CO2) e metano (CH4).
Os gases CO2, CH4 e o óxido Nitroso (N2O), são responsáveis pela manutenção da temperatura média de 16-18ºC na terra, promovendo o chamado "efeito estufa". No entanto, é grande a preocupação mundial em relação às mudanças do clima do planeta, muito evidente nas últimas décadas, uma vez que estudos revelam que a concentração desses gases tem aumentado em proporções assustadoras. A principal conseqüência, dentre outros, é o "aumento do efeito estufa", onde uma maior quantidade de raios infravermelhos é absorvida, causando desequilíbrio energético.
O cultivo de arroz irrigado por inundação representa, em âmbito global, uma das principais fontes antrópicas de metano (CH4). Segundo o Painel Intergovernamental de Mudança Climática, estima-se uma produção de 20 a 100 teragramas, média de 60 Tg (Tg= Teragrama 1012 grama) por ano de emissão global desse gás nos campos de arroz irrigado, o que corresponde a 16% do total de emissão de todas as fontes. A pecuária contribui para as emissões de metano por duas vias: fermentação entérica e dejetos animais. No processo de fermentação entérica, os ruminantes, pelo processo digestivo ruminal, produzem metano. As emissões globais desse gás geradas a partir dos processos entéricos são estimadas em 80 milhões de toneladas anuais, correspondendo cerca de 22% das emissões totais de metano geradas por fontes antrópicas. A partir dos dejetos animais, as emissões globais são estimadas em cerca de 25 milhões de toneladas por ano, correspondendo a 7% das emissões totais de metano. Assim, os bovinos contribuem com 29% das emissões globais de metano.
No Brasil, 68% da pecuária é representada por bovinos (87% de corte e 13% de leite, aproximadamente), sendo considerado o maior rebanho bovino do mundo com fins comerciais. Grande parte desses animais é do tipo zebuíno, criados em sistemas predominantemente extensivos, de baixa especialização e de baixo investimento de capital. Segundo o levantamento da Comunicação Nacional no ano de 2004, no Brasil, a atividade agropecuária representa 2/3 das emissões de gases de efeito estufa, e se contabilizarmos os desmatamentos, o nosso país passa a ser o 5º no ranking mundial dos países que mais emitem gases de efeito estufa.
A comunidade científica, principalmente a internacional, tem se preocupado cada vez mais com a sustentabilidade na pecuária, tendo em vista as constantes mudanças climáticas na terra. Assim, alguns estudos já foram conduzidos e uma breve abordagem será feita a seguir.
Extratos de plantas contendo saponinas são uma fonte interessante de alimento para ruminantes, tanto gado de leite quanto gado de corte, capazes de inibir os protozoários ciliados que vivem no rúmen, microrganismos estes responsáveis por grande parte da metanogênese realizada por ruminantes.
As saponinas são compostos do metabolismo secundário dos vegetais, caracterizados pela formação de espuma, tendo propriedades detergentes e surfactantes. São compostos formados por uma parte hidrofílica e uma parte lipofílica. Possuem uma elevada solubilidade em água e apresentam sabor acre e amargo. Podem causar desorganização de membranas celulares. Possuem atividade antifúngica, antiviral, espermicida, expectorante, diurética e antiinflamatória. Podem ser encontradas no Erva-mate, Alcaçuz, Gilbarbeira, Polígala, Centela, Quilaia, Ginseng. Castanha-da-Índia e Jacarandá. Alguns estudos têm relatado que a defaunação ruminal dos protozoários ciliados reduz a emissão de metano em cerca de 25%.
Esta redução de 25% na emissão de metano possui duas grandes vantagens. A primeira é que tem o benefício de aumentar a eficiência energética da vaca, o que é altamente desejável; e segundo, um enorme benefício ambiental, por contribuir com a qualidade de nossa atmosfera, através da emissão de menores quantidades de metano.
As duas maiores fontes comerciais de saponinas são de plantas do deserto, a Yucca schidigera originária do México e a Quillaja saponaria que pode ser encontrada no Chile. Estudos demonstraram que apenas 2 a 6 mL por litro de extrato de uma dessas duas plantas são capazes de afetar o crescimento de protozoários, além de ter potencial para alterar as concentrações de nitrogênio na forma de amônia, proprionato e relação acetato: proprionato. A Yucca parece ter maior potencial que a Quillaja, visto que valores de até 42% na redução de metano já foram conseguidos usando extrato dessa planta em estudos de laboratório.
Considerações finais
A produção de metano em ruminantes está negativamente correlacionada com a utilização da energia. Assim, a redução da produção de metano através da utilização de aditivos alimentares é desejável, desde que os aditivos não afetem negativamente a produtividade animal. Infelizmente, a grande parte dos dados acima apresentados foram obtidos em laboratório. Dados promissores já foram obtidos com animais em fazendas comerciais, entretanto não com o mesmo sucesso. Entretanto, a capacidade dos extratos é reconhecida, bastando à comunidade científica descobrir como utilizá-los eficientemente.
No Brasil, são raros os estudos de quantificação das emissões de gases a partir desses sistemas, assim como as técnicas, processos e práticas agropecuárias que influenciam tais emissões são muito pouco conhecidas. Estudos visando reduzir as emissões também são insipientes. Isto exposto fica evidente a importância econômica e social do Brasil na busca pela sustentabilidade nacional e global, dada a proporção de gases do efeito estufa proveniente de nosso rebanho. Esforços científicos são necessários para a otimização dos recursos naturais renováveis e não renováveis a curto, médio e longo prazo.
Fontes:
IPCC. Guidelines for national greenhouse gas inventories: reference manual, 1996. Review.
KERR, R.A. How hot will the greenhouse world be. Science. 309:100-105.2005.
JOHNSON, K. A., JOHNSON, D. E. Methane emissions from cattle. Journal of Animal Science, v.73, n.8, p.2483-2492, 1995.
USEPA. Evaluation ruminant livestock efficiency projects and programs: peer review draft. Washington, DC., 2000.
HOLTSHAUSEN, L., CHAVES, A. V. et al. Feeding saponin-containing Yucca schidigera and Quillaja saponaria to decrease enteric methane production in dairy cows. J. Dairy Sci. 92:2809-2821. 2009
1) satisfação das necessidades humanas e de alimentos;
2) melhoria da qualidade ambiental e dos recursos naturais, dos quais depende a economia agropecuária;
3) utilização eficiente dos recursos não renováveis e dos recursos internos e próprios do estabelecimento, integrando, sempre que possível, ciclos e controles biológicos e naturais;
4) viabilidade econômica, e
5) melhoria da qualidade de vida dos produtores e da sociedade em seu conjunto.
Entretanto, o Brasil convive com problemas em seus sistemas de produção de ruminantes. Um dos principais problemas é a baixa produtividade da pecuária brasileira, que tem forte correlação com a produtividade das pastagens. Dos 180 milhões de ha, somente cerca de 30 milhões são cultivados, sendo o restante de pastagens nativas. Estas pastagens estão em diferentes ecossistemas, todos com algumas limitações. Nos ecossistemas pantanal, semi-árido e subtropical predominam as pastagens nativas, com problemas de fertilidade dos solos, solos rasos e ácidos. Nos cerrados, trópico úmido e mata atlântica predominam as pastagens cultivadas, com problemas de fertilidade, preço da terra, opção agrícola e necessidade de intensificação.
A sustentabilidade da pecuária nacional tem sido afetada pela degradação das nossas pastagens. Uma boa pastagem pode ser considerada aquela que apresenta disponibilidade superior a 2.500 kg de MS/ha. Antes da introdução das pastagens cultivadas nas regiões marginais dos Cerrados, a lotação era de 0,3 animais/ha. Entretanto, a partir da década de 70 com a introdução do gênero Brachiaria, quadro que se estende até os dias de hoje, mesmo com melhorias no manejo, a lotação média tem estado estagnada em torno de 0,9 animais/ha.
Além do problema com as pastagens, ainda convivemos com o problema de a esmagadora maioria dos animais alocados nestas pastagens não recebe qualquer tipo de complementação alimentar. Assim, o ambiente ruminal funciona com carência ou desbalanço de nutrientes, incorrendo em má fermentação da dieta, fato este que resulta em alta produção de dejetos e eliminação para a atmosfera de dióxido de carbono (CO2) e metano (CH4).
Os gases CO2, CH4 e o óxido Nitroso (N2O), são responsáveis pela manutenção da temperatura média de 16-18ºC na terra, promovendo o chamado "efeito estufa". No entanto, é grande a preocupação mundial em relação às mudanças do clima do planeta, muito evidente nas últimas décadas, uma vez que estudos revelam que a concentração desses gases tem aumentado em proporções assustadoras. A principal conseqüência, dentre outros, é o "aumento do efeito estufa", onde uma maior quantidade de raios infravermelhos é absorvida, causando desequilíbrio energético.
O cultivo de arroz irrigado por inundação representa, em âmbito global, uma das principais fontes antrópicas de metano (CH4). Segundo o Painel Intergovernamental de Mudança Climática, estima-se uma produção de 20 a 100 teragramas, média de 60 Tg (Tg= Teragrama 1012 grama) por ano de emissão global desse gás nos campos de arroz irrigado, o que corresponde a 16% do total de emissão de todas as fontes. A pecuária contribui para as emissões de metano por duas vias: fermentação entérica e dejetos animais. No processo de fermentação entérica, os ruminantes, pelo processo digestivo ruminal, produzem metano. As emissões globais desse gás geradas a partir dos processos entéricos são estimadas em 80 milhões de toneladas anuais, correspondendo cerca de 22% das emissões totais de metano geradas por fontes antrópicas. A partir dos dejetos animais, as emissões globais são estimadas em cerca de 25 milhões de toneladas por ano, correspondendo a 7% das emissões totais de metano. Assim, os bovinos contribuem com 29% das emissões globais de metano.
No Brasil, 68% da pecuária é representada por bovinos (87% de corte e 13% de leite, aproximadamente), sendo considerado o maior rebanho bovino do mundo com fins comerciais. Grande parte desses animais é do tipo zebuíno, criados em sistemas predominantemente extensivos, de baixa especialização e de baixo investimento de capital. Segundo o levantamento da Comunicação Nacional no ano de 2004, no Brasil, a atividade agropecuária representa 2/3 das emissões de gases de efeito estufa, e se contabilizarmos os desmatamentos, o nosso país passa a ser o 5º no ranking mundial dos países que mais emitem gases de efeito estufa.
A comunidade científica, principalmente a internacional, tem se preocupado cada vez mais com a sustentabilidade na pecuária, tendo em vista as constantes mudanças climáticas na terra. Assim, alguns estudos já foram conduzidos e uma breve abordagem será feita a seguir.
Extratos de plantas contendo saponinas são uma fonte interessante de alimento para ruminantes, tanto gado de leite quanto gado de corte, capazes de inibir os protozoários ciliados que vivem no rúmen, microrganismos estes responsáveis por grande parte da metanogênese realizada por ruminantes.
As saponinas são compostos do metabolismo secundário dos vegetais, caracterizados pela formação de espuma, tendo propriedades detergentes e surfactantes. São compostos formados por uma parte hidrofílica e uma parte lipofílica. Possuem uma elevada solubilidade em água e apresentam sabor acre e amargo. Podem causar desorganização de membranas celulares. Possuem atividade antifúngica, antiviral, espermicida, expectorante, diurética e antiinflamatória. Podem ser encontradas no Erva-mate, Alcaçuz, Gilbarbeira, Polígala, Centela, Quilaia, Ginseng. Castanha-da-Índia e Jacarandá. Alguns estudos têm relatado que a defaunação ruminal dos protozoários ciliados reduz a emissão de metano em cerca de 25%.
Esta redução de 25% na emissão de metano possui duas grandes vantagens. A primeira é que tem o benefício de aumentar a eficiência energética da vaca, o que é altamente desejável; e segundo, um enorme benefício ambiental, por contribuir com a qualidade de nossa atmosfera, através da emissão de menores quantidades de metano.
As duas maiores fontes comerciais de saponinas são de plantas do deserto, a Yucca schidigera originária do México e a Quillaja saponaria que pode ser encontrada no Chile. Estudos demonstraram que apenas 2 a 6 mL por litro de extrato de uma dessas duas plantas são capazes de afetar o crescimento de protozoários, além de ter potencial para alterar as concentrações de nitrogênio na forma de amônia, proprionato e relação acetato: proprionato. A Yucca parece ter maior potencial que a Quillaja, visto que valores de até 42% na redução de metano já foram conseguidos usando extrato dessa planta em estudos de laboratório.
Considerações finais
A produção de metano em ruminantes está negativamente correlacionada com a utilização da energia. Assim, a redução da produção de metano através da utilização de aditivos alimentares é desejável, desde que os aditivos não afetem negativamente a produtividade animal. Infelizmente, a grande parte dos dados acima apresentados foram obtidos em laboratório. Dados promissores já foram obtidos com animais em fazendas comerciais, entretanto não com o mesmo sucesso. Entretanto, a capacidade dos extratos é reconhecida, bastando à comunidade científica descobrir como utilizá-los eficientemente.
No Brasil, são raros os estudos de quantificação das emissões de gases a partir desses sistemas, assim como as técnicas, processos e práticas agropecuárias que influenciam tais emissões são muito pouco conhecidas. Estudos visando reduzir as emissões também são insipientes. Isto exposto fica evidente a importância econômica e social do Brasil na busca pela sustentabilidade nacional e global, dada a proporção de gases do efeito estufa proveniente de nosso rebanho. Esforços científicos são necessários para a otimização dos recursos naturais renováveis e não renováveis a curto, médio e longo prazo.
Fontes:
IPCC. Guidelines for national greenhouse gas inventories: reference manual, 1996. Review.
KERR, R.A. How hot will the greenhouse world be. Science. 309:100-105.2005.
JOHNSON, K. A., JOHNSON, D. E. Methane emissions from cattle. Journal of Animal Science, v.73, n.8, p.2483-2492, 1995.
USEPA. Evaluation ruminant livestock efficiency projects and programs: peer review draft. Washington, DC., 2000.
HOLTSHAUSEN, L., CHAVES, A. V. et al. Feeding saponin-containing Yucca schidigera and Quillaja saponaria to decrease enteric methane production in dairy cows. J. Dairy Sci. 92:2809-2821. 2009
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