RESUMO: Estudos locais de mensuração de fluxos de gases de efeito estufa em sistemas agrícolas têm sido incentivados a nível global como base para subsidiar estimativas nacionais e estaduais de emissão. Este estudo objetivou quantificar a emissão sazonal de metano (CH4) em cultivo de arroz irrigado, sob sistema pré-germinado, no município de Tremembé, Estado de São Paulo, na safra de 2008/2009, utilizando o método de câmara estática e cromatografia gasosa. O estudo mostrou elevada emissão sazonal de CH4 para a área estudada, em função, provavelmente do longo período de inundação. Foi estimado o fator de emissão de CH4 (6,2 kg CH4 ha-1 dia-1), o potencial de aquecimento global parcial (PAGp, 26,2 Mg CO2eq estação de crescimento-1 ha-1) e o PAGp escalonado pelo rendimento (R) de grãos (PAGpR, 3,9 kg CO2eq kg-1 grão).

ABSTRACT: Local greenhouse gas flow measurement studies have been encouraged at a global level as a subsidy for national and state inventories. This study aimed to evaluate the seasonal methane emission during the 2008/2009 harvest, from an irrigated rice plantation, under pre-germinated system, in the municipality of Tremembé, State of São Paulo, using the static chamber technique and gas chromatography. The study showed high seasonal emission of methane (CH4) for the studied area, probably due to the long flooding period. It was estimated the CH4 emission factor (6.2 kg CH4 ha-1 dia-1), the partial global warming potential (pGWP, 26.2 Mg CO2eq growing season-1 ha-1) and the yield-scaled pGWP (YpGWP, 3.9 kg CO2eq kg grain).

RESUMO: Este estudo teve como objetivo investigar a variação diurna de emissões de metano (CH4) em uma lavoura de arroz irrigado por inundação em diferentes estágios de desenvolvimento de plantas de arroz irrigado, sob clima tropical, em três estações de crescimento, para determinar o período de tempo mais apropriado à amostragem de gás na região Sudeste do Brasil. O trabalho objetivou também verificar correlações entre o fluxo de CH4 e as temperaturas do ar, da água e do solo e a radiação solar. As emissões diurnas de CH4 foram medidas a cada intervalo de três (3) horas em dias específicos em diferentes estágios de desenvolvimento da planta de arroz inundado na Estação Experimental da Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócios (APTA), Pólo Regional Vale do Paraíba, em Pindamonhangaba, Estado de São Paulo (22°55’ S, 45°30’ W), Brasil. Diferentes taxas de emissão foram observadas entre os estágios de desenvolvimento da planta avaliados e também entre as estações de cultivo. A emissão de CH4 mostrou alta correlação com a temperatura do solo a 2cm de profundidade. Nesta profundidade, a energia de ativação da emissão de CH4 em resposta à temperatura do solo foi maior no estágio R2. Os picos de emissão foram observados no período da tarde, enquanto que menores fluxos foram registrados no início da manhã. O horário mais apropriado para amostragem de gás foi estimado em 12:11:15a.m.±01:14:16 and 09:05:49p.m.±01:29:04.

ABSTRACT: This study aimed to investigate the diurnal variation of methane (CH4) emission in a flooded-irrigated rice field at different stages of the plant development under tropical climate in three growing seasons, in order to determine the most appropriate time for gas sampling in the Brazilian Southeast region. It aimed also to verify correlations between CH4 flux and air, water and soil temperatures, and solar radiation. The CH4 emissions were measured every 3-hour interval on specific days in different development stages of the flooded rice in the Experiment Station of the Agência Paulista de Tecnologia dos Agronegócios (APTA), Pólo Regional Vale do Paraíba, at Pindamonhangaba, State of São Paulo (22°55’ S, 45°30’ W), Brazil. Different CH4 emission rates were observed among the plant growth stages and also among the growing seasons. The CH4 emission showed high correlation with the soil temperature at 2cm depth. At this depth, the CH4 emission activation energy in response to soil temperature was higher in the stage R2. Emission peaks were observed at afternoon, while lower fluxes were recorded at the early morning. The most appropriate local time for gas sampling was estimated at 12:11:15a.m.±01:14:16 and 09:05:49p.m.±01:29:04.

Using sorghum silage, the effect of roughage/concentrate ratios was evaluated on nutrient intake, digestibility, ruminal parameters and methane production by beef cattle. Three treatments (0, 30 and 60% of concentrate in DM of the diet) were distributed in three Latin squares, with nine animals and three periods. Dry matter intake increased as the grain concentration in diet increased; pH showed opposite behavior. Methane emissions were lower for animals fed the diet exclusively with sorghum silage as compared with those fed 30% of concentrate, but was similar to that of animals receiving 60% of concentrate. Losses of ingested gross energy as methane were reduced by 33% when grain concentration was increased in the diet. Concentrations of propionic and butyric acids were greater in diets with grain concentrate; acetic acid concentration was not affected. Concentrate in diet increases available energy for the metabolism, measured by lower losses of ingested gross energy as ruminal methane.

Gases gerados durante o processo de fermantação ruminal, metano em particular, representam não só uma perda parcial de energia da alimentação como também são apontados como importantes fatores do efeito-estufa. Quantificaram-se as taxas de emissão de metano (CH4) ruminal por vacas em lactação, vacas secas e novilhas com idade média de 24 meses, em pastejo sob condições tropicais do sudeste brasileiro, utilizando a técnica do gás traçador hexafluoreto de enxôfre (SF6). Foram utilizados quatro animais para cada categoria, distribuídos em quatro blocos. As medições foram realizadas em fevereiro e junho de 2002, com animais da raça Holandesa e Mestiça Leiteira Holandês ¾ x Gir ¼ - Mestiças, mantidos em pastagem de capim-Tanzânia (Panicum maximum Jacq. cv. Tanzania) e capim-braquiária (Brachiaria decumbens cv. Basilisk) adubadas, e também novilhas de ambas as raças em pastagens de capim-brachiaria sem adubação, simulando as condições de produção extensiva. As concentrações de CH4 e SF6 foram determinadas por cromatografia gasosa. Foram encontradas diferenças na emissão de metano (p < 0,05) entre os grupos genéticos. Animais da raça holandesa produziram mais metano (299,3 g dia-1) que as mestiças (264,2 g dia-1). Vacas secas e novilhas produzem menos metano (g dia-1) que vacas em lactação. A média de emissão de metano (g dia-1) pelas vacas secas e novilhas foi de 268,8 e 222,6 g respectivamente e as vacas em lactação 353,8 g. Os animais da raça holandesa, com maior potencial de produção de leite, perderam menos CH4 (p < 0,05) por unidade de matéria seca ingerida (19,1 g kg-1) que as mestiças (22,0 g kg-1). A produção de metano pelas novilhas mantidas em pastagens adubadas (sistema intensivo) foi de 222,6 g dia-1, maior (p < 0,05) que os animais desta categoria em pastagens não adubadas (179,2 g dia-1). A produção de metano variou em função da categoria de animal e pelo sistema de produção imposto aos animais.

Ruminal gases, particularly methane, generated during the fermentative process in rumen, represent a partial loss of feed energy and are also pointed to as an important factors in greenhouse effect. This study aimed at quantifying methane (CH4) emission rates from lactating and dry cows and heifers, 24 month-old in average, on pasture under Southeast Brazil tropical conditions, using the tracer gas technique, sulphur hexafluoride (SF6), four animals per category, distributed in four blocks. Measurements were performed in February and June, 2002, with Holstein and Brazilian Dairy Crossbred (Holstein ¾ x Gir (Zebu) ¼), maintained on fertilized Tanzania-grass (Panicum maximum Jacq. cv. Tanzania) and fertilized Brachiaria-grass (Brachiaria decumbens cv. Basilisk) pastures. Heifers of both breeds were maintained on unfertilized Brachiaria-grass to simulate conditions of extensive cattle farming systems. CH4 and SF6 levels were measured with gas chromatography. Differences in CH4 emissions were measured (p < 0.05) for genetical groups. Holstein produced more methane (299.3 g day-1) than the Crossbred (264.2 g day-1). Lactating cows produced more methane (353.8 g day-1) than dry cows (268.8 g day-1) and heifers (222.6 g day-1). Holstein, with greater milk production potential, produced less CH4 (p < 0.05) per unit of dry matter intake (19.1 g kg-1) than the Crossbred (22.0 g kg-1). Methane emission by heifers grazing fertilized pasture (intensive system) was 222.6 g day-1, greater (p < 0.05) than that of heifers on unfertilized pasture (179.2 g day-1). Methane emission varied as function of animal category and management intensity of production system.

O metano (CH4 ) apresenta um potencial de aquecimento 23 a 32 vezes maior do que o dióxido de C e a sua emissão diária em lavouras de arroz varia com a temperatura do solo e da água, e o metabolismo das plantas. O objetivo deste estudo foi determinar o horário apropriado à coleta de amostras de ar para quantificar a emissão média diária de CH4, informação fundamental para estudos visando a derivação de índices regionais de emissão desse gás. Três campanhas de monitoramento da emissão de CH4, com coletas em intervalos de 3h, foram realizadas nos estágios de emissão da panícula (campanha 1) e de maturação de grãos (campanhas 2 e 3) do arroz sob diferentes sistemas de cultivo (convencional e plantio direto) na safra 2002/2003, na Estação Experimental do Instituto Rio Grandense do Arroz, em Cachoeirinha, RS. A coleta das amostras de ar foi realizada com seringas de poliestireno em câmaras de alumínio de 1m², sendo que as análises de metano foram realizadas por cromatografia gasosa. A emissão diária de CH4 apresentou padrão similar nas três campanhas de amostragem independente do sistema de cultivo. A faixa de emissão mínima (4-19mg CH4m-2 h-1) ocorreu entre as 24 horas e o início da manhã seguinte (9 horas), e a faixa de emissão máxima (8-33mg CH4 m-2 h-1) do início à metade da tarde (12-15 horas). A emissão de CH4 foi relacionada à temperatura da água de inundação (campanhas 1 e 3) e do solo (campanha 2). Com base nas curvas de emissão diária e considerando aspectos operacionais como a viabilidade de análise cromatográfica das amostras no período de 24h após a coleta, o intervalo entre 9 e 12 horas é recomendado para a avaliação das emissões de CH4 em lavouras de arroz irrigado quando objetiva-se a obtenção de valores equivalentes à emissão média diária desse gás. Acredita-se que a alta relação entre a temperatura e a emissão de metano valida esse procedimento para as sub-regiões produtoras de arroz no Sul do Brasil (região litorânea e Sul do RS e região Sul de SC) pelo fato destas apresentarem comportamento diário similar de radiação solar e de temperatura do ar. A adequação do procedimento deve ser confirmada para as demais sub-regiões produtoras do Sul do Brasil, mas principalmente para outras regiões que apresentem condições ambientais diversas.

Methane (CH4) has a global warming potential 23 to 32 times higher than carbon dioxide and its emission rate in rice fields should vary daily with water and soil temperature, and plant metabolism. This study aimed to identify the appropriate time interval for air sampling in order to quantify the mean daily CH4 emission rate, key information to future studies aiming the derivation of regional indexes of CH4 emission. Three campaigns were performed to evaluate diurnal variation in CH4 emissions (3h interval) from continuously flooded rice (Oryza sativa L. cv. 'IRGA-422 CL') fields at different crop stages (panicle differentiation and ripening) and management systems (conventional tillage-CT and no-tillage-NT) during 2002/2003 crop season in long-term experiment at the Instituto Rio Grandense do Arroz (IRGA), in Cachoeirinha, RS, Brazil. Static chamber method was used and the air samples collected with polystyrene syringes were analyzed by gas chromatography. Methane emission showed a same diurnal pattern in the three campaigns in the both tillage systems. The maximum range of emission (8-33mg CH4m-2 h-1) was observed in the early afternoon (12.00 to 15.00p.m.) followed by a decline to a minimum around midnight to next morning (4-19mg CH4 m-2 h-1), in which fluxes were related to flood water temperature (campaign 1 and 3) or soil temperature (campaign 2). Taking into account the daily emission curves, plus operational aspects like chromatographic analysis of samples into the 24h period after air sampling, the time interval from 9.00 to 12.00a.m. is recommended to studies aiming to evaluate mean daily CH4 emission in rice fields. The close relationship between temperature and methane emission allows us infer about the suitability of the gas sampling procedure for the different rice sub-regions of South of Brazil (littoral region and south of RS, and south of SC) that present the same daily behavior of solar radiation and air temperature. Even this, the appropriateness of this procedure should be tested for these different sub-regions of the South of Brazil but, mainly, for the world regions with diverse climatic conditions.

Este trabalho foi realizado 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. Quatro bovinos machos com 800 kg e fistulados no rúmen foram mantidos em quadrado latino 4 × 4, em arranjo fatorial 2 × 2, composto de dois níveis de leucena (20 e 50% MS) e feno de capim coast-cross na presença ou ausência de levedura. Não houve influência das dietas nos valores médios de pH (média 6,82) e nas concentrações de amônia no rúmen, que variaram de 18 a 21 mg/100 mL. Houve interação entre níveis de leucena e levedura na concentração total de AGV. As dietas não diferiram quanto à concentração de ácido acético, mas os animais alimentados com a dieta com 50% de leucena e contendo levedura apresentaram maiores concentrações médias de ácido propiônico (média 19,14 mM). A emissão de metano reduziu em12,3% em relação à mesma dieta sem levedura e em 17,2% quando os animais foram alimentados com 20% de leucena com levedura. Verificou-se efeito associativo de leucena, quando fornecida em alto nível na dieta (50% MS), e levedura na redução da emissão de metano e na melhoria no padrão de fermentação no rúmen, o que pode reduzir as perdas de energia e melhorar eficiência energética do animal.

This research was to evaluate the effect of Leucaena (Leucaena leucocephala) and yeast (Saccharomyces cerevisiae) in diets for bovines on ruminal metabolism, including pH, volatile fatty acids, and ammonia and methane production. Four crossbred male cattle (800 kg LW) rumen cannulated were distributed to a 4 × 4 Latin Square design, in 2 × 2 factorial arrangement, composed by two levels of Leucaena (20% and 50% DM) and coast-cross grass hay, with or without yeast. No differences were observed in rumen pH (mean 6.82) and ammonia concentrations that varied from 18.71 to 21.28 mg/100 mL of ruminal fluid. There was interaction between Leucaena levels and yeast in the total concentrations of VFA. No differences were observed in the concentrations of acetic acid, but the animals fed 50% of Leucaena with yeast showed higher propionic acid concentration (19.14 mM). Methane emissions were reduced by 12.3% in relation to the same diet without yeast and in 17.2% when the animals were fed 20% of Leucaena with yeast. There was a noticeable associative effect of Leucaena when fed in high level (50% DM) and yeast in the reduction of methane emission and better rumen fermentation with possible reduction of energy loss and better energy efficiency for the animals.

O objetivo deste trabalho foi quantificar a taxa de emissão de metano (CH4) pela técnica do gás traçador, hexafluoreto de enxofre (SF6), em bovinos leiteiros a pasto em condições tropicais brasileiras. As medições foram realizadas na estação das chuvas, com adequada oferta de forragem, em animais da raça Holandesa e Mestiça Leiteira Brasileira em pastagem de capim-tobiatã (Panicum maximum Jacq. cv. Tobiatã) adubada, com vacas em lactação, vacas secas e novilhas, e em pastagem de capim-braquiária (Brachiaria decumbens Stapf.) não adubada com novilhas. As concentrações de CH4 e SF6 foram determinadas por cromatografia gasosa. A emissão de CH4 pelas vacas em lactação foi de 13,8 a 16,8 g/hora, pelas vacas secas de 11,6 a 12,3 g/hora, pelas novilhas em pastagem adubada de 9,5 g/hora, e pelas novilhas em pastagem sem adubo de 7,6 a 8,3 g/hora ou 66 a 72 kg/animal/ano. A emissão de CH4 por matéria seca digestiva ingerida foi de 42 a 69 g/kg em vacas em lactação, de 46 a 56 g/kg em vacas secas, 45 a 58 g/kg em novilhas ingerindo pasto adubado e 58 a 62 g/kg em novilhas em pastagem sem adubo. A emissão de CH4 por bovinos leiteiros ingerindo gramíneas tropicais é superior à emissão por bovinos ingerindo gramíneas de clima temperado.

The objective of this work was to quantify methane (CH4) emission using the sulfur hexafluoride (SF6) tracer technique, by dairy cattle on pasture in Brazilian tropical field conditions. Measurements were performed in the rainy season, with Holstein and Holstein x Zebu crossbred, from lactating and dry cows and heifers grazing fertilized Tobiatã grass, and heifers grazing unfertilized Brachiaria grass. Methane and SF6 concentrations were determined by gas chromatograph. Methane emissions by lactating cows varied from 13.8 to 16.8 g/hour, by dry cows from 11.6 to 12.3 g/hour, by heifers grazing fertilized grass was 9.5 g/hour and by heifers grazing unfertilized grass varied from 7.6 to 8.3 g/hour or 66 to 72 kg/head/year. Methane emission per digestive dry matter intake (DMDI) varied from 42 to 69 g/kg DMDI for lactating cows, 46 to 56 g/kg for dry cows, 45 to 58 g/kg for heifers grazing fertilized grass and 58 to 62 g/kg for heifers in unfertilized grass pasture. The CH4 emission measured on dairy cattle feeding tropical grasses was higher than that observed for temperate climate conditions.