Effects of management, intensification and integration in grazing beef cattle production systems facing emission of ruminal methane and global warming

No primeiro experimento, foram avaliados 60 novilhos de corte da raça Canchim (composto 5/8 Charolês x 3/8 Zebu) distribuídos em 5 tratamentos representados pelo tipo de sistema de criação em pastagem (EXT = Extensivo; INT = Intensivo; ILP = Integração lavoura-pecuária; ILPF = Integração lavoura pecuária-floresta; IPF = Integração pecuária-floresta), com peso inicial 255 ± 7kg. O objetivo do trabalho foi avaliar o desempenho, características de carcaça, a produtividade animal por área, e relacioná-los a emissão de metano entérico de novilhos de corte em diferentes sistemas de produção em pastagem. O experimento foi executado na Embrapa Pecuária Sudeste, São Carlos/SP, avaliando as quatro estações do ano, pelo período de dois anos consecutivos. O segundo experimento foi realizado na instituição Rothamsted Research - North Wyke localizada em Okehampton no sul da Inglaterra, onde foram avaliados 60 bovinos de corte (novilhos e novilhas, de uma raça estabilizada composta por Hereford, Red Angus, Simental e Gelbvie), com peso inicial de 476 ± 51 kg, distribuídos em dois tipos de sistemas de criação a pasto (adubado e consorciado) que corresponderam aos tratamentos. Este trabalho teve como objetivo testar a hipótese de que o gado criado em diferentes tipos de pastagem de gramíneas C3 (adubada ou consociada) pode expressar diferente desempenho e emissões de CH4 ruminal. Os animais foram acompanhados por 5 períodos para determinação do desempenho produtivo, estimativa do consumo e emissão de CH4 entérico. Os dados em ambos experimentos foram analisados utilizando o SAS 9.4 (SAS Inst, Inc., Cary, NC). Após verificada a normalidade dos resíduos pelo teste Shapiro-Wilk, os dados foram análisados seguindo o procedimento para modelos mistos. As médias foram separadas pelo teste Tukey e os efeitos foram considerados significativos quando p<0,05. No primeiro experimento, o peso vivo final (PF) foi maior (p<0,05) para os animais dos sistemas INT (484) e ILP (466) em comparação com os animais do ILPF (416), IPF (414) e EXT (429). O consumo de matéria seca (CMS) apresentou diferença significativa (p<0,05), (ILPF = 8,9; EXT = 7,4; INT = 8,2; ILP = 7,5; IPF = 8,3). A intensidade de emissão em relação a eficiência de ganho da área gCH4/kgGMD / GPV/ha/ano foi significativamente (p>0,05) diferente entre os sistemas (EXT = 1,6; INT = 0,6; ILP = 0,8; ILPF = 1,1; IPF = 0,7). Foi observada interação sistema*estação para as variáveis taxa de lotação (UA/ha), ganho médio diário (GMD), e a emissão de metano estimada em relação ao GMD. Ainda, a intensidade de emissão de CH4 calculada em relação a produção de carcaça (kg CH4/kg de carcaça eq.) também foi significativamente diferente (p<0,05) entre os sistemas (EXT = 0,496 INT = 0,250; ILP = 0,297; ILPF = 0,345; IPF = 0,286). Bovinos de corte criados em sistemas de produção em pastagem intensificados e/ou integrados, têm acesso a maior disponibilidade de massa de forragem e nutrientes do que os criados extensivamente. Sistemas de pastagem que recebem tecnologias como correção e adubação do solo, são manejados com lotação rotativa ou ainda integrados com a cultura do milho, podem produzir animais com maior peso final e ganho médio diário, o que dilui as emissões de CH4 ruminal por kg de ganho de peso. Nesses mesmos sistemas uma maior eficiência no ganho por área é obtida, ou ainda, nos que são integrados com o componente florestal, porém, a medida que a complexidade dos componentes dentro de uma mesma área aumenta, como na ILPF, o ganho por área pode se equiparar ao de sistemas com manejo extensivo e controle da lotação animal. Ainda, esse mesmo padrão é observado na intensidade de emissão de metano em relação a eficiência do ganho animal por área. Animais produzidos em sistemas intensificados e integrados emitem menos metano por kg de carcaça produzida. No experimento 2, apenas a quantidade de energia bruta ingerida, convertida e emitida em forma de CH4 (Ym%) apresentou interação tratamento*período. Apesar dos resultados preliminares aqui apresentados não demonstrarem diferenças significativas entre os tratamentos, as emissões de CH4, em específico em g/dia e em relação ao ganho médio diário, demostraram numericamente uma tendência de menor emissão para o tratamento consorciado. Esse fato apoia o argumento da repetição do presente trabalho, de maneira a aumentar o número de animais experimentais e incorporar às análises dados de produção de massa e qualidade das forragens, além da produtividade de carcaça.In the first trial, sixty Canchim beef steers (compound breed 5/8 Charolais x 3/8 Zebu) were evaluated, distributed in 5 treatments represented by the type of pasture system (EXT = Extensive; INT = Intensive; ICL = Integrated Crop-Livestock; ICLF = Integrated crop-livestock-forest; ILF = Integrated livestock-forest), with initial weight 255 ± 7 kg. The objective of this trial was to evaluate the performance, carcass characteristics, animal productivity by area, and to relate them to the enteric methane emissions of beef steers in different pasture production systems. The experiment was carried out at the Embrapa Pecuária Sudeste, São Carlos/SP, evaluating the four seasons, for a period of two consecutive years. The second experiment was carried out at the Rothamsted Research - North Wyke institution located in Okehampton in the South of England, where sixty beef cattle (steers and heifers, of a stabilized composed breed of Hereford, Red Angus, Simental and Gelbvieh), with initial weight of 476 ± 51 kg and distributed in two types of grazing systems (fertilized and consortium). This work aimed to test the hypothesis that cattle raised on different types of pasture (perennial fertilized ryegrass vs. ryegrass and white clover high sugar cultivar) may express different performance and ruminal CH4 emissions. The animals were evaluated for 5 periods to determine performance, intake prediction and enteric methane emission. The data in both experiments were analyzed using SAS 9.4 (SAS Inst, Inc., Cary, NC), after checking the normality of the residues by the Shapiro-Wilk test. The data were analyzed using the mixed model procedure. Means were separated by the Tukey test and the effects were considered significant when p<0.05. In the first experiment, the final live weight (FW) was higher (p<0.05) for the animals of the INT (484) and ICL (466) systems compared to the animals of the ICLF (416), ILF (414) and EXT (429). The consumption of dry matter (DMI) showed a significant difference (p<0.05), (ICLF = 8.9; EXT = 7.4; INT = 8.2; ICL = 7.5; ILF = 8.3). The emission intensity in relation to the gain efficiency of the gCH4 / kgDWG / LWG / ha / year area was significantly (p<0.05) different between the systems (EXT = 1.6; INT = 0.6; ICL = 0.8; ICLF = 1.1; ILF = 0.7). System * season interaction was observed for the stocking rate (AU / ha), average daily gain (ADG), and the estimated methane emission in relation to the ADG. Furthermore, the intensity of CH4 emission calculated in relation to carcass production (kg CH4 / kg of eq carcass) was also significantly different (p<0.05) between the systems (EXT = 0.496 INT = 0.250; ICL = 0.297; ICLF = 0.345; ILF = 0.286). Beef cattle raised in intensified and / or integrated pasture production systems, have access to greater availability of forage mass and nutrients than those raised extensively. Pasture systems that receive technologies such as soil correction and fertilization, are managed with rotational stocking or are integrated with corn, can produce animals with higher final weight and average daily gain, which dilutes ruminal CH4 emissions per kg of weight gain. In these same systems, greater efficiency in the gain per area is obtained, or even in those that are integrated with the forest component, however, as the complexity of the components within the same area increases, as in the Integration of livestock, crop and forest, the gain per area can be compared to systems with extensive management and control of stocking. Still, this same pattern is observed in the intensity of methane emission in relation to the efficiency of animal gain per area. Animals produced in intensified and integrated systems emit less methane per kg of carcass produced than those raised in systems managed extensively. In experiment two, in addition to a numerical trend of less emission for the consortium treatment, only the amount of gross energy ingested, converted and emitted in the form of CH4 (Ym%) showed interaction treatment * period. Although the preliminary results presented here do not demonstrate significant differences between treatments, CH4 emissions, specifically in g / day and in relation to the average daily gain, numerically demonstrated a tendency of lower emission for the combined treatment. This fact supports the argument of the repetition of the present work, in order to increase the number of experimental animals and to incorporate in the analysis data of mass production and quality of forages, in addition to carcass productivity