Trocas gasosas, emissão diária e potencial de compensação do metano entérico em sistemas de produção de bovino de corte - Brelaz, Érika Cristina Dias de Oliveira [UNESP] (Universidade Estadual Paulista (Unesp), 2024)
A Agrovoltaica Animal, que é a combinação de geração de energia elétrica renovável com o fornecimento de sombra dos painéis solares para animais, pode ser utilizada como uma estratégia com grande potencial para intensificação sustentável da bovinocultura de corte em sistema de confinamento em zonas tropicais do planeta. A pesquisa foi realizada no laboratório de bioclimatologia animal da Universidade Estadual Paulista - UNESP, Jaboticabal-SP. Participaram da fase experimental 12 bovinos machos inteiros da raça Nelore (709,70±25,97 kg de peso vivo corporal) com idade de 36±2 meses distribuídos em baias de aproximadamente 12m2 cada. Nesta tese, objetivou-se avaliar o potencial da Agrovoltaica Animal como alternativa para compensar as emissões de metano entérico em sistemas intensivos de produção de bovinos de corte. Foi utilizada a respirometria de fluxo com máscara facial não ventilada e valvulada para medir oscilação diária das trocas gasosas (e.g., O2 e CO2) e emissão de metano entérico (CH4) de bovinos Nelore em confinamento, com disponibilidade de sombra provida por painéis fotovoltaicos. Em paralelo, foi determinado a geração de energia elétrica pelos painéis fotovoltaicos. Esta tese foi dividida em três capítulos: I) revisão do estado da arte da literatura sobre as estratégias de mitigação de gases de efeito estufa na produção animal; II) emprego de um protocolo de treinamento de bovinos para serem utilizados em ensaios de respirometria de fluxo com uso de máscara facial; III) Trocas gasosas, emissão diária e potencial de compensação do metano entérico em sistemas de produção de bovinos de corte. De maio a agosto de 2022, 30 bovinos da raça Nelore foram mantidos em baias individuais de 18 m2. Eles foram submetidos a um protocolo de treinamento com objetivo de reduzir a reatividade dos animais à contenção e uso de uma máscara facial não ventilada. O protocolo baseou-se nos princípios da repetição, regularidade e associação com estímulos positivos (e.g., alimento + interações táteis e não táteis positivas), sendo dividido em três etapas. Foram medidas respostas comportamentais dos animais durante condução e contenção no tronco, com e sem uso da máscara facial. Essas respostas foram sumarizadas numa única variável por meio de análises de componentes principais, sendo atribuído um índice ou “valor” de temperamento para cada animal. De acordo com o índice, 17 animais diminuíram reatividade à contenção e uso da máscara facial, enquanto outros 13 aumentaram reatividade a esses estímulos. De setembro a outubro de 2022, os animais selecionados foram mantidos no piquete com disponibilidade de sombra provida por painéis fotovoltaicos. De novembro a dezembro de 2022, doze animais foram selecionados para participar da fase experimental de coleta de gases respiratórios foram para baias individuais de aproximadamente 12m2. Com a disponibilidade de 3 módulos solares de 2,4m2 com 500W de potência cada é possível compensar 100% da emissão de metano entérico de um bovino da raça Nelore de aproximadamente 5m2 de área de superfície, com 709kg de peso vivo.

Animal agro-voltaics, which is the combination of renewable electricity generation with the provision of shade from solar panels for animals, can be used as a strategy with great potential for the sustainable intensification of beef cattle farming in confinement systems in tropical areas of the planet. The research was carried out in the animal bioclimatology laboratory at the Universidade Estadual Paulista - UNESP, Jaboticabal-SP. The experimental phase involved 12 whole male Nellore cattle (709.70±25.97 kg live body weight) aged 36±2 months distributed in stalls of approximately 12m2 each. The aim of this thesis was to evaluate the potential of Animal Agrovoltaics as an alternative for offsetting enteric methane emissions in intensive beef cattle production systems. Flow respirometry with a non-ventilated and valved face mask was used to measure the daily oscillation of gas exchange (e.g. O2 and CO2) and enteric methane (CH4) emissions of Nellore cattle in feedlots, with the availability of shade provided by photovoltaic panels. In parallel, the electricity generated by the photovoltaic panels was determined. This thesis was divided into three chapters: I) review of the state-of-the-art literature on greenhouse gas mitigation strategies in animal production; II) use of a protocol for training cattle to be used in flow respirometry tests using a face mask; III) Gas exchange, daily emissions and potential for compensating for enteric methane in beef cattle production systems. From May to August 2022, 30 Nelore cattle were kept in individual 18 m2 stalls. They were subjected to a training protocol aimed at reducing the animals' reactivity to restraint and the use of a non-ventilated face mask. The protocol was based on the principles of repetition, regularity and association with positive stimuli (e.g. food + positive tactile and non-tactile interactions), and was divided into three stages. The animals' behavioral responses were measured during driving and restraint on the trunk, with and without the use of a face mask. These responses were summarized into a single variable using principal component analysis, and an index or “value” of temperament was assigned to each animal. According to the index, 17 animals showed decreased reactivity to restraint and the use of the face mask, while another 13 showed increased reactivity to these stimuli. From September to October 2022, the selected animals were kept in the paddock with shade provided by photovoltaic panels. From November to December 2022. Twelve animals were selected to take part in the experimental respiratory gas collection phase and were allocated to individual stalls of approximately 12m2. With the availability of three 2.4m2 solar modules with 500W of power each, it is possible to offset 100% of the enteric methane emissions of a Nelore cattle with a surface area of approximately 5m2 and a live weight of 709kg.
Gas exchange, daily emission and potential for entheric methane compensationin beef cattle production systems
Keywords: Metano; Conforto térmico; Bem-estar animal; Nelore