Ridurre le emissioni di metano nelle vacche da latte: risultati del progetto Archaea
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- Marcellino Bettini
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1 Ridurre le emissioni di metano nelle vacche da latte: risultati del progetto Archaea Maccarana L. 1, Cattani M. 1, Lerose D. 1, Bailoni L. 1 1 Dipartimento di Biomedicina Comparata e Alimentazione (BCA) Università degli Studi di Padova Incubazione in vitro di 8 diete per bovine da latte: degradabilità, produzione totale di gas e metano Periodo di lavoro: NOVEMBRE 2013 GENNAIO 2014
2 Obiettivi Valutare in vitro: ~ Degradabilità ~ Produzione totale di gas ~ Produzione di metano di diete per vacche da latte realmente utilizzate in Veneto, con lo scopo di stimare il loro range di variazione delle emissioni di metano Le diete sono state formulate sulla base di un indagine svolta su un campione di 85 aziende selezionate da un database di 3376 aziende socie A.Pro.La.V. Diete sperimentali Dieta di Riferimento (RIF) media rappresentativa di diete venete per vacche da latte Altre 7 diete diverse proporzioni di PG, NDF e EE: ~ Bassa Proteina (bpg) ~ Alta Proteina (bndf) ~ Bassa Fibra (bndf) ~ Alta Fibra (andf) ~ Basso Estratto Etereo (bee) ~ Alto Estratto Etereo, supplementazione con grassi (aee G ) ~ Alto Estratto Etereo, semi oleosi estrusi (aee O )
3 Composizione chimica (g/kg SS) delle 8 diete RIF PG 152 NDF 370 ADF 186 ADL 28 Lipidi 33 Amido 271 NFC 393 Ceneri 52 EL, MJ/kg SS 18.6 Bassa Proteina (bpg) e Alta Proteina (apg) Bassa Fibra (bndf) e Alta Fibra (andf) Basso Estratto Etereo (bee) e Alto Estratto Etereo: supplementazione con grassi (aee G ) o con semi oleosi estrusi (aee O ) Composizione chimica (g/kg SS) delle 8 diete RIF bpg apg PG NDF ADF ADL Lipidi Amido NFC Ceneri EL, MJ/kg SS Bassa Proteina (bpg) e Alta Proteina (apg) Bassa Fibra (bndf) e Alta Fibra (andf) Basso Estratto Etereo (bee) e Alto Estratto Etereo: supplementazione con grassi (aeeg) o con semi oleosi estrusi (aeeo)
4 Composizione chimica (g/kg SS) delle 8 diete RIF bpg apg bndf andf PG NDF ADF ADL Lipidi Amido NFC Ceneri EL, MJ/kg SS Bassa Proteina (bpg) e Alta Proteina (apg) Bassa Fibra (bndf) e Alta Fibra (andf) Basso Estratto Etereo (bee) e Alto Estratto Etereo: supplementazione con grassi (aeeg) o con semi oleosi estrusi (aeeo) Composizione chimica (g/kg SS) delle 8 diete RIF bpg apg bndf andf bee aee G aee O PG NDF ADF ADL Lipidi Amido NFC Ceneri EL, MJ/kg SS Bassa Proteina (bpg) e Alta Proteina (apg) Bassa Fibra (bndf) e Alta Fibra (andf) Basso Estratto Etereo (bee) e Alto Estratto Etereo: supplementazione con grassi (aeeg) o con semi oleosi estrusi (aeeo)
5 Ingredienti (g/kg SS) delle 8 diete RIF Silomais 351 Medica, fieno 89 Loietto, fieno 47 Prato, fieno 47 Mais, farina 205 Orzo, farina 119 Soia, f.e. 113 Soia, integrale - Soia, estrusa - Lino, estrusa 29 Grasso - Bassa Proteina (bpg) e Alta Proteina (apg) Bassa Fibra (bndf) e Alta Fibra (andf) Basso Estratto Etereo (bee) e Alto Estratto Etereo: supplementazione con grassi (aeeg) o con semi oleosi estrusi (aeeo) Ingredienti (g/kg SS) delle 8 diete RIF bpg apg Silomais Medica, fieno Loietto, fieno Prato, fieno Mais, farina Orzo, farina Soia, f.e Soia, integrale Soia, estrusa Lino, estrusa Grasso Bassa Proteina (bpg) e Alta Proteina (apg) Bassa Fibra (bndf) e Alta Fibra (andf) Basso Estratto Etereo (bee) e Alto Estratto Etereo: supplementazione con grassi (aeeg) o con semi oleosi estrusi (aeeo)
6 Ingredienti (g/kg SS) delle 8 diete RIF bpg apg bndf andf Silomais Medica, fieno Loietto, fieno Prato, fieno Mais, farina Orzo, farina Soia, f.e Soia, integrale Soia, estrusa Lino, estrusa Grasso Bassa Proteina (bpg) e Alta Proteina (apg) Bassa Fibra (bndf) e Alta Fibra (andf) Basso Estratto Etereo (bee) e Alto Estratto Etereo: supplementazione con grassi (aeeg) o con semi oleosi estrusi (aeeo) Ingredienti (g/kg SS) delle 8 diete RIF bpg apg bndf andf bee aee aee O Silomais G 351 Medica, fieno Loietto, fieno Prato, fieno Mais, farina Orzo, farina Soia, f.e Soia, integrale Soia, estrusa Lino, estrusa Grasso Bassa Proteina (bpg) e Alta Proteina (apg) Bassa Fibra (bndf) e Alta Fibra (andf) Basso Estratto Etereo (bee) e Alto Estratto Etereo: supplementazione con grassi (aee G ) o con semi oleosi estrusi (aee O )
7 Raccolta liquido ruminale Sonda esofagea Saliva artificiale preparata secondo il protocollo di Menke e Steingass (1988) Sistema di misurazione del gas 4 incubazioni con 50 bottiglie (317 ml) dotate di: ~ un rilevatore di pressione ~ una valvola per il rilascio automatico del gas Le bottiglie sono connesse via wireless ad un computer I valori di pressione sono registrati dal computer ogni minuto
8 Analisi del metano Effetto della dieta sulla produzione di CH 4 (% sul gas totale)
9 Effetto della dieta sulla produzione di CH 4 (% sul gas totale) Effetto della dieta sulla produzione di CH 4 (% sul gas totale)
10 Effetto della dieta sulla produzione di CH 4 (% sul gas totale) Effetto della variazione di PG, NDF e EE nella dieta sulla emissione di metano la diminuzione dell 1% dei componenti chimici della dieta modifica le emissioni di metano: Variazione % Proteina grezza NDF Estratto etereo CH 4 (ml/g SS digerita) = 36,6 + 0,22 (NDF) + 0,55 (PG) - 0,55 (EE)
11 Effetto di 5 additivi sulla produzione totale di gas e di metano di una dieta standard per bovine da latte Periodo di lavoro: GIUGNO LUGLIO 2014 Con azione antibatterica Additivi 4 estratti naturali Allil-sulfide (estratto dell aglio) Cinnamaldeide (estratto della cannella) Eugenolo (estratto dei chiodi di garofano) Limonene (estratto degli agrumi), terpene 1 additivo sintetico Monensin (antibiotico)
12 Estratti naturali 3 mg (BASSO) 30 mg (ALTO) Additivi: dosaggi scelti Dieta riferimento aggiunti ad 1 g di dieta Additivo sintetico 0,015 mg (BASSO) 0,030 mg (ALTO) 15.2% proteina 37.0% NDF 3.3% lipidi 4 incubazioni a 24 h aggiunti ad 1 g di dieta Risultati: produzione di gas totale
13 Risultati: produzione di gas totale Risultati: produzione di gas totale
14 Risultati: produzione di gas totale Risultati: produzione di gas totale
15 Risultati: produzione di gas totale Risultati: produzione di metano
16 Risultati: produzione di metano Risultati: produzione di metano
17 Risultati: produzione di metano Risultati: produzione di metano
18 Risultati: produzione di metano In conclusione Risultati interessanti per tutti gli additivi (eccetto l eugenolo) ma solo ad ALTI DOSAGGI Effetti devono essere confermati in vivo Alcuni aspetti devono essere approfonditi: ~ Dosaggio ottimale ~ Possibile trasferimento di odori sgradevoli nel latte ~ Persistenza nel tempo dell effetto
19 Le tecniche in vivo per la misurazione del metano emesso dai ruminanti Periodo di lavoro: MAGGIO 2014 OTTOBRE 2014 Come quantificare il metano: tecniche in vivo Le tecniche in vitro: + permettono di comparare diversi trattamenti + sono più riproducibili + meno costose - sono sistemi chiusi rispetto ai sistemi in vivo dove la misurazione del metano avviene direttamente sull animale
20 1) Camere respiratorie... Metodo di riferimento: raccolta e analisi dell'aria espirata dagli animali in camere chiuse ermeticamente e dotate di sistemi di misurazione in continuo del metano..e tunnel Misura del metano prodotto al pascolo (ideali per piccoli ruminanti)
21 2) Tecnica dell'sf 6 Gas tracciante: Esafluoride solfuro 3) Analizzatore ad infrarossi (FTIR) Stesso principio dell'sf6, ma il tracciante è l'anidride carbonica
22 4) GreenFeed Analizzatore a infrarossi (NDIR) posto all interno di un distributore automatico di concentrati
23 5) Tecniche laser La concentrazione di metano è misurata direttamente dalla bocca dell'animale, con un detector a infrarossi Considerazioni conclusive Le strategie alimentari adottabili riguardano il miglioramento dell efficienza di utilizzazione della dieta da parte dell animale Limitate variazioni nella composizione chimica della dieta possono ridurre le emissioni L uso di additivi ad attività antimicrobica va approfondito I risultati ottenuti in questo progetto usando le tecniche in vitro e quelli riportati in letteratura basati su sistemi in vivo sono stati applicati alle 85 aziende campione
24 Stima della produzione di metano In vivo (Ramin e Huhtanen, 2013) CH 4 (L/d) = SS ing - 0,61 (SS ing - 12,5) 2 + 0,25 dso - 66,4 LIP ing - 45 (NSC/NSC+NDF) Ss ing = sostanza secca ingerita (kg/d); dso = digeribilità della sostanza organica (g/kg); Lipidi ing = Lipidi ingeriti (kg/d); NSC = carboidrati non strutturali (amido, zuccheri, etc ; g/kg) In vitro (Progetto Archaea, ) CH 4 (ml/g SS digerita) = 36,6 + 0,22 (NDF azienda NDF media ) + 0,55 (PG azienda PG media ) - 0,55 (Lipidi azienda Lipidi media ) NDF media = 38.95% SS; PG media = 15.2% SS; Lipidi media = 3.85% SS Ingestione e produzione di CH 4 (85 aziende)
25 Variazione % della produzione di CH 4 (85 aziende) Progetto Archaea ( ) Ramin e Huhtanen (2013) Aziende meno impattanti Aziende più impattanti Ringraziamenti Progetto Archaea: Strategie alimentari di riduzione della produzione di metano negli allevamenti bovini MISURA 124, Azione Singola: iniziativa finanziata dal Programma Sviluppo Rurale per il Veneto ; ~ Organismo responsabile dell informazione: Associazione Regionale Produttori Latte del Veneto; ~ Autorità di Gestione: Regione del Veneto - Direzione Piani e Programmi del Settore primario. Convegno «ARCHAEA» del 16 ottobre 2014, presso A.PRO.LA.V. a Villorba
26 Ringraziamenti Il presente studio è stato finanziato dal Progetto Archaea: Strategie alimentari di riduzione della produzione di metano negli allevamenti bovini ; PSR Regione Veneto Si ringrazia per la collaborazione: Nadia Guzzo (Dip. BCA), Roberto Mantovani, Stefano Schiavon e Franco Tagliapietra (Dip. DAFNAE) Convegno «ARCHAEA» del 16 ottobre 2014, presso A.PRO.LA.V. a Villorba
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