O gás metano, conhecido pela sua molécula CH4, e também pelas suas propriedades energéticas, assim também, como seu potencial de emissão para contribuição com os Gases de Efeito Estufa (GEE). O gás metano pertence ao grupo dos hidrocarbonetos (HC), compostos formados por carbono e hidrogênio e que podem se apresentar na forma de gases, partículas finas ou gotas. Este surge através de processos naturais, como decomposição de resíduos orgânicos, indústria, vulcões, produção e queima de combustíveis fósseis, aquecimento de biomassa anaeróbica, entre outros, além da produção pecuária de animais ruminantes para produção e consumo humano de seus produtos e subprodutos.
O gás metano (CH4) é emitido pelos bovinos devido à fermentação entérica que ocorre no processo digestivo dos animais. Assim como o gás carbônico (CO2) e o óxido nitroso (N2O), é responsável pelo efeito estufa, que intensificado, gera o aquecimento global (Embrapa). A pecuária de corte é um dos setores mais importantes do agronegócio brasileiro, representado por 913,14 bilhões de reais do Produto Interno Bruto (PIB) em 2021. O Brasil possuía o segundo maior rebanho bovino do mundo, estimado em 214,69 milhões de cabeças, sendo o maior exportador de carne bovina, com mais de dois milhões de toneladas carcaça equivalente (TEC) por ano, e o segundo maior produtor de carne, com nove milhões de TEC por ano, valor que representa 13,66 % da produção mundial (ABIEC, 2022), ocupando assim uma posição de destaque na indústria pecuária mundial.
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Os bovinos são um dos maiores produtores de CH4, sendo responsável por 28% das emissões produzidas pela pecuária mundial. A fermentação realizada pela microbiota ruminal, vai fazer com que ocorra a produção de ácidos graxos voláteis de cadeia curta (AGVs), formando: acetato (C2), propionato (C3) e butirato (C4), usados pelos ruminantes como fonte de energia. Ao ocorrer o processo de fermentação no
rúmen e a presença de certos microrganismos vão promover o desenvolvimento de gases, sendo encontrados na parede superior do rúmen (saco dorsal) o CO2 e CH4 compondo sua grande maioria. O CH4 não é metabolizado no organismo do animal, assim sua maior parte é removida durante o processo de eructação e seus dejetos são importante fonte de emissão desse gás. As Archaea metanogênicas são
responsáveis na produção de CH4, sendo que sua produção depende do balanço de hidrogênio (H2) no rúmen.
Ressalta-se que ocorre maior produção de H2 durante a produção do ácido acético, resultando em maior produção de CH4. A minimização do CH4 depende do consumo alimentar (tipo de dieta, digestibilidade, e do nível de ingestão principalmente), podendo ser influenciados também pelo tamanho, espécie e idade do animal (XIMENES, et al., 2019).
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Sendo assim, o Brasil assumiu um compromisso na COP 26, que até o ano de 2030 irá reduzir em até 30%, juntamente com outros 103 países no chamado “Compromisso Global do Metano” (CNN Brasil, 2021). Este tema está sendo constantemente abordado em todo o país por profissionais das Ciências Agrárias e áreas afins na busca de alternativas de manejo, nutrição e melhoramento das pastagens e do solo para auxiliar nas pesquisas de redução dos gases de efeito estufa (GEE), emitidos pela pecuária brasileira e mundial.
Segundo o Ministério da Agricultura e Pecuária (2021), entre as estratégias que já são utilizadas para reduzir a emissão de metano na pecuária brasileira estão o melhoramento genético de pastagens para desenvolver alimentos mais digestíveis para os animais e o melhoramento genético dos animais, que permite o abate precoce. Também está em estudo a utilização de aditivos que podem ser agregados na
alimentação animal, com substâncias como taninos e óleos essenciais. “Nos últimos 10 anos, o Brasil reduziu de 48 para 36 meses o tempo de abate. Quando o animal fica menos tempo no campo, ele vai produzir menos metano”, explicou o presidente da Embrapa. Além da redução da emissão, o Brasil já trabalha na compensação de emissões, como os sistemas Integrados de Lavoura-Pecuária e Floresta (ILPF) que hoje ocupa 17 milhões de hectares.
Estratégias para a redução da emissão de Gás Metano (CH4)
As estratégias na tentativa de mitigar a redução de gases de efeito estufa inclusas no quesito manejo, estão inclusas o melhoramento genético das pastagens, além da redução de áreas degradadas, melhoramento a fertilidade dos solos, a fim de aumentar a biomassa da área foliar das pastagens, auxiliando na captação de parte dos resíduos e pelo sequestro de carbono. Paulino e Teixeira (2009), destacam que estudos realizados em diversas partes do mundo estimaram que as práticas de manejo da fertilidade do solo em pastagens podem aumentar de 50 a 150 kg/hectare a quantidade de carbono sequestrada.
Por outro lado, a ausência de N e a utilização menos frequente da pastagem resultaram em perda para a atmosfera de 57 g C/m2 por ano. Os autores concluíram que a conversão de terras aráveis em pastagens perenes teve efeito positivo sobre o balanço de C no sistema, embora o efeito tenha sido mais pronunciado nos três primeiros anos após a conversão.
Estratégias com uso de aditivos e manejo de pastagens
Já para mitigação da emissão desses gases poluentes (produção de metano entérico) no quesito nutrição, é preciso pensar em ingredientes alternativos, que além de alimentarem o animal para a produção, também é preciso nutrir e alimentar o rúmen, ou seja, alimentar a microbiota ruminal, pela redução de produção de H2, proporcionando drenos alternativos para o mesmo e redução da população de microorganismos metanogênicos.
Diversos grupos de pesquisa nacionais e internacionais têm estudado o uso de diferentes estratégias, produtos e aditivos com o objetivo de reduzir as emissões de metano. Entre estes se podem citar: manejo adequado de pastagens, uso de grãos e alimentos concentrados, processamento e conservação de forragens, uso de leguminosas, taninos e saponinas, óleos e gorduras saturadas e insaturadas, ionóforos, nitrato, leveduras, malato e fumarato, óleos essenciais e extratos vegetais (BERNDT, 2010).
As pesquisas nacionais conduzidas nestas áreas estudaram diferentes estratégias nutricionais, estimando o fator de emissão médio de 39,2 kgCH4.ano-1, valor 34,2% menor do que a média dos valores default de 59,5 kgCH4.ano-1. Estes resultados indicam que há uma ampla gama de estratégias com potencial de mitigação em condições de produção no Brasil.
Estratégias com aplicação de monensina na dieta de ruminantes
A Monensina Sódica é um aditivo amplamente utilizado na nutrição de ruminantes com sua inclusão em rações e suplementos, principalmente para gado de leite e na pecuária de corte. Esse aditivo age sobre as bactérias do rúmen, melhorando ganho de peso, conversão alimentar e, principalmente, através de diversos estudos pôde-se perceber a sua influência sobre redução de emissão de CH4, através da melhoria da digestibilidade e absorção dos nutrientes da dieta.
A monensina diminui a produção de H2 por três mecanismos concomitantes: reduz o consumo voluntário dos animais e, portanto, reduz o volume total de H2 produzido, altera a proporção acetato/propionato, pela modulação que exerce sobre a flora ruminal e inibe a liberação do H2 do formato pela enzima formato-liase. Porém, apresenta também efeitos que podem aumentar a liberação de H2 como a inibição da hidrogenação dos ácidos graxos e a diminuição da síntese microbiana, o que aumenta a produção total de AGV (ESCOBAR,L.F).
BERNDT (2009), realizou um estudo que teve como objetivo avaliar o efeito da monensina sódica e da suplementação proteica na produção de metano entérico e na população de protozoários ruminais em bovinos alimentados com Brachiaria brizantha Feno da cultivar Marandu. O baixo valor nutritivo da forragem resultou em baixoconsumo de MS, em média 5,0 kg/dia, havendo interação significativa entre os efeitos da suplementação proteica e monensina sobre a ingestão voluntária de MS. Já a suplementação proteica não permitiu que a monensina reduzisse o consumo de MS em g/kg de peso vivo (PV) e em percentual do peso vivo (%PV).
BERNDT, ainda ressalta que, a média de seis estudos indicou que a monensina pode reduzir as emissões de metano em 25%, variando entre 4% e 31% (SCHELLING, 1984). No presente estudo, a monensina reduziu a produção de metano em 44% (P<0,001) em comparação com os tratamentos sem monensina. No entanto, 55% da redução da emissão de metano causada pela monensina é devido à redução no consumo de MS e apenas 45% é devido a efeitos específicos na fermentação ruminal (O’Kelly & Spiers, 1992). Analisando as emissões de metano em g/kg de MS ingerida, observou-se interação significativa (P<0,05) entre os efeitos da monensina e da suplementação proteica.
A redução na produção de metano, em g/kg de MS, causada pela monensina ingerida foi de 52% com suplementação proteica e 17% sem suplementação proteica, demonstrando associação positiva dos insumos. A emissão anual de 40 kg de metano no tratamento controle ficou abaixo do valor de 56 kg mencionado pelo Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (IPCC, 2006). Os autores atribuíram a menor emissão ao baixo valor nutritivo da forragem para aquela época do ano. A população de protozoários ciliados na população ruminal foi positivamente correlacionada com a produção de metano (r = 65%, P <0,05), resultado coerente com o efeito da monensina na eliminação de protozoários ciliados do rúmen e redução na produção de metano.
Assim, destaca-se que este aditivo reduz a produção de metano e elimina os protozoários ciliados do rúmen, onde a suplementação proteica aumenta a população de protozoários ciliados e evita a redução no consumo de matéria seca causada pela monensina. A associação entre os insumos permite redução na produção de metano sem redução no consumo de matéria seca.
Efeitos de dietas contendo Leucena e levedura sobre a emissão de gás metano
POSSENTI, et al. (2008), realizaram um trabalho com o objetivo de avaliar os efeitos do uso de leucena e levedura em dietas para bovinos sobre o metabolismo ruminal, incluindo o pH e as produções de ácido graxos voláteis (AGV), amônia e gás metano, o presente estudo fez uso de quatro bovinos machos com 800 kg de Peso Vivo fistulados no rúmen.
A leucena (Leucaena leucocephala) é uma leguminosa arbórea de ampla versatilidade para uso em sistemas de produção animal como planta forrageira, tendo em vista sua excelente composição química e suas características agronômicas, bem como sua alta aceitabilidade pelos animais (Lourenço & Carriel, 1998; Valarini & Possenti, 2004). Em que, a adição de levedura à dieta aumenta a quantidade dos AGV totais, tanto in vitro como in vivo – em virtude da produção de aminoácidos, nucleotídeos e vitaminas que estimulam o crescimento e a atividade bacteriana – e leveduras vivas são eficientes na produção desses co-fatores. MCGINN et al. (2004) não encontraram diferenças na produção de AGVs totais quando adicionaram levedura em dieta à base de silagem com 36% de FDN na MS.
Dietas com 50% de leucena e 50% de gramínea promovem melhor padrão de fermentação no rúmen de bovinos. A produção de ácido propiônico aumenta e a emissão de metano reduz em 12,3% com o fornecimento dessas dietas sem leveduras. Contendo 20% de leucena e 10% de levedura, essas dietas reduzem em 17,2% a produção de ácido propiônico e a emissão de metano, demonstrando relevante efeito associativo do alto nível de leucena e do uso de levedura na redução da emissão de metano e melhoria da eficiência energética pelos ruminantes.
Uso de cereais na dieta para redução da produção de metano entérico
Aumentar a presença de carboidratos digestíveis na dieta é considerado como uma estratégia de mitigação mais eficiente por unidade de energia consumida. Dada a relação entre a digestibilidade da matéria seca, o consumo e a emissão de metano, existe uma redução na emissão quando o amido da dieta é maior que 40% (STELLA, et al., 2020).
Entre os fatores que influenciam o potencial de mitigação desta estratégia estão o nível de inclusão, o tipo de processamento do cereal, e em pastejo se relaciona ao valor nutritivo e a disponibilidade da pastagem. Os benefícios produtivos e de mitigação pelo uso de grãos são amplamente conhecidos. Desta forma, para fazer uma interpretação completa do balanço de carbono dos sistemas de produção de carne e leite, é necessário fazer um estudo completo, incluindo as emissões dos demais gases de efeito estufa (N2O e CO2) liberados durante o processo de produção, armazenamento e transporte dos animais (STELLA, et al, 2020).
Segundo STELLA, et al (2020), infelizmente, não é todo incremento na proporção de cereais da dieta que reduz as emissões de metano. Por exemplo, os grãos de destilarias (DDG’s) têm relativamente altas concentrações de gordura, proteína e fibra. Conforme aumenta a sua inclusão na dieta, pode-se reduzir o consumo de MS e diminuir a digestibilidade do alimento. O valor energético dos cereais, juntamente com a resposta animal, depende de suas características físicas e químicas, as quais podem ser modificadas pelo tipo de processamento do grão.
CONSIDERAÇÕES FINAIS
Com um rebanho de mais de 224 mil cabeças de bovinos (IBGE, 2021), o Brasil tem grande compromisso, principalmente, estabelecido com a COP26, com a redução em 30% dos Gases de Efeito Estufa (GEE). Dessa forma, muitos pesquisadores buscam alternativas e estratégias na tentativa de cumprir o combinado. Essas estratégias dependem de um manejo correto, nutrição adequada, principalmente, com
relação aos grãos, pastagens e uso de aditivos, sendo estes, utilizados como meio da redução da produção das bactérias metanogênicas (Archeas). Essas pesquisas tiveram efeitos positivos na redução de gás metano entérico, sem prejudicar o ganho de peso dos animais, ingestão de alimentos, conversão alimentar e os demais processos fisiológicos utilizados para produção animal, sendo assim, passíveis de
utilização, mas é necessário demais pesquisas para saber seu verdadeiro efeito sobre toda a cadeia produtiva e sua relação com o meio ambiente.
Referências Bibliográficas:
PAULINO, V. T. & TEIXEIRA, E.M.L., 2009. Sustentabilidade de pastagens – manejo adequado como medida redutora da emissão de gases de efeito estufa. Instituto de Zootecnia, APTA/SSA, Nova Odessa.
BERNDT, A. Mitigação da produção de metano em ruminantes por meio da alimentação. CONGRESSO BRASILEIRO DE ZOOTECNIA, 22., 2012, Cuiabá. Palestra… Cuiabá: ABZ, 2012.
BALIEIRO NETO, Geraldo et al. Monensin and protein supplements on methane production and rumen protozoa in bovine fed low quality forage. South African Journal of Animal Science. Pretoria: Faculdade de Zootecnia e Engenharia de Alimentos, Universidade de São Paulo.
BERNDT. A. et. al. Pecuária de corte frente à emissão de gases de efeito estufa e estratégias diretas e indiretas para mitigar a emissão de metano. VI Simpósio de Nutrição de Ruminantes – Nutrição de precisão para sistemas intensivos de produção de carne: Alto desempenho e baixo impacto ambiental.
POSSENT, R. A. et. al. Efeitos de dietas contendo Leucaena leucocephala e Saccharomyces cerevisiae sobre a fermentação ruminal e a emissão de gás metano em bovinos. R. Bras. Zootec., v.37, n.8, p.1509-1516, 2008.