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No NW de Portugal, nunca foi quantificada com exactidão a contribuição do sector da bovinicultura leiteira intensiva para a emissão de amoníaco (NH3) e de gases com efeito de estufa (GEE), assim como o efeito das medidas mitigadoras disponíveis na redução das emissões a partir dos efluentes pecuários. Os objectivos desta Tese foram: obter factores de emissão de NH3 para o sistema de alojamento de bovinos leiteiros; distinguir ao nível das instalações quais os gases emitidos consoante o tipo de dejecção bovina, tipo de pavimento e em que condições de temperatura essas emissões de NH3 e GEE (óxido hiponitroso - N2O, dióxido de carbono - CO2 e metano - CH4) são mais relevantes; estudar o efeito global do pré-tratamento do chorume por separação mecânica e adição de inibidores de nitrificação sobre as emissões de NH3, óxido nítrico (NO), N2O, CO2 e CH4 e dinâmica do N mineral após aplicação ao solo; estimar as emissões gasosas de compostos de azoto (N) e de CH4 provenientes das etapas de gestão dos chorumes utilizando um modelo de cálculo e identificar medidas que possam contribuir para a mitigação dessas mesmas emissões.
No capítulo 1 apresenta-se uma breve introdução quanto ao contributo da bovinicultura leiteira para as emissões gasosas. No capítulo 2 efectuou-se uma revisão bibliográfica sobre os processos associados à emissão de NH3 em vacarias, tendo sido abordados os processos metabólicos que conduzem à excreção de N pelos bovinos e a transformação destes compostos excretados da fracção orgânica em compostos inorgânicos dos quais resultam as emissões gasosas de N. De seguida, foram identificados os mecanismos de formação e os factores que regulam a emissão e transporte de NH3 para o exterior das vacarias, assim como técnicas de medição destas emissões em edíficios naturalmente ventilados. A identificação dos compostos excretados, processos de transformação e os mecanismos que regulam a emissão de NH3 em vacarias permitem que estes mesmos possam ser controlados de forma a reduzir as emissões de NH3 com origem nesta etapa de gestão dos chorumes.
Os resultados dos estudos realizados na parte experimental desta Tese são apresentados e discutidos nos capítulos 3 a 7.
Medições realizadas durante um ano no sistema de alojamento de bovinos leiteiros do NW de Portugal (capítulo 3) mostraram que a emissão média em vacarias com estabulação livre com cubículos foi de 43,7 g N-NH3 cabeça normal-1 dia-1, sendo a contribuição dos parques exteriores de 26,6 g N-NH3 cabeça normal-1 dia-1. As emissões de NH3 neste sistema de alojamento representaram um factor de emissão médio de 9,5% do N total excretado ou de 2,3 kg N t-1 de leite produzido.
Em condições de simulação da deposição de dejecções de recria, vacas secas e vacas em lactação num pavimento sólido de vacarias a temperaturas entre 5 e 35 ºC (capítulo 4), a gestão dos chorumes contribui, além de emissões de NH3, também com importantes emissões de GEE, as quais são particularmente elevadas em condições de temperaturas elevadas. O incremento da temperatura conduziu ao aumento significativo das emissões acumuladas de NH3, as quais ultrapassaram 100% do N da ureia presente na urina para os três tipos de dejecções. As emissões acumuladas (120 h) de N2O + CH4 (expressas em equivalente-CO2) não diferiram significativamente entre os três tipos de dejecções e entre as temperaturas de 5, 15 e 35 ºC. No entanto, à temperatura de 25 ºC, as emissões acumuladas de N2O + CH4 das dejecções da recria/vacas secas e das vacas em lactação foram, respectivamente, 500 e 350% mais elevadas que nos restantes níveis de temperatura.
Em modelos à escala de pavimentos em ripado e sólido (não inclinado) de vacarias naturalmente ventiladas (capítulo 5), ocorreram emissões elevadas de NH3 e GEE a partir dos dois tipos de pavimento quando a temperatura média interior de vacarias aumentou de 5 a 25 ºC. Estas emissões foram particularmente importantes em condições de temperatura elevada e com pavimento sólido. Este estudo sugere que em situações (regiões ou épocas do ano) com temperaturas médias iguais ou superiores a 15 ºC, devem ser introduzidas medidas adicionais de mitigação da emissão de NH3. As emissões acumuladas de NH3, N2O, CH4, CO2 e GEE não foram significativamente diferentes entre os dois tipos de pavimento (ripado e sólido) quando a temperatura do ar interior de vacarias naturalmente ventiladas for inferior a 15 ºC. Contudo, a temperaturas iguais ou superiores a 15 ºC, a presença de um pavimento sólido vai aumentar significativamente as emissões acumuladas de NH3 (em 36%), N2O (em 185%), CO2 (em 44%) e GEE, comparativamente à existência de um pavimento em ripado. As emissões acumuladas de N2O + CH4 (expressas em equivalente-CO2) aumentaram significativamente com o aumento da temperatura mas não foram significativamente diferentes entre os dois pavimentos. Dada a cinética das emissões gasosas, a gestão do intervalo de tempo (0-72 h) entre as limpezas sucessivas dos pavimentos, realizadas com base na temperatura local do ar, pode ainda contribuir para reduzir as emissões.
Num ensaio de incubação aeróbia realizado em meio laboratorial (capítulo 6), a adição dos inibidores de nitrificação DCD e DMPP às fracções de chorume (obtidas por separação mecânica) e chorume bruto não mostrou um efeito negativo sobre as emissões gasosas de N e, tendo em consideração que a sua aplicação em conjunto com o chorume bruto e/ou fracção líquida permitirá em condições reais a preservação de N no solo na forma de N amoniacal durante um maior período de tempo, reduzirá o risco de perda de N nítrico pelos processos de lixiviação ou desnitrificação, e desta forma aumentará a disponibilidade de N para as culturas. O fraccionamento do chorume e a adição de inibidores de nitrificação podem contribuir de forma determinante para a melhoria da gestão dos chorumes ao nível da exploração e aumento da eficiência e valor fertilizante dos chorumes ou fracções aplicadas ao solo.
A aplicação de um modelo de estimativa das emissões gasosas (capítulo 7) mostrou que a gestão dos chorumes em explorações de bovinicultura leiteira do NW de Portugal contribuiu em média com emissões de NH3 e de CH4 de, respectivamente, 7,4 kg N-NH3 e 42,3 kg CH4 por tonelada de leite produzido. Observou-se que relativamente aos gases emitidos, as emissões de NH3 tiveram origem especialmente nas instalações e na aplicação ao solo enquanto as emissões de CH4 foram originadas fundamentalmente durante o armazenamento. Medidas como o aumento da produtividade de leite e a optimização do teor de proteína bruta na dieta alimentar reduzem significativamente as emissões gasosas ao nível da exploração. Com base nos resultados obtidos sugerem-se e discutem-se várias medidas práticas que podem contribuir para a mitigação dessas mesmas emissões nas explorações leiteiras do NW de Portugal.
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Keywords
amoníaco chorume bovino explorações leiteiras factores de emissão gases com efeito de estufa NW Portugal pavimentos temperatura vacarias
Citation
Pereira J., 2010. Emissões de amoníaco e de gases com efeito de estufa em instalações e gestão de efluentes de bovinicultura no NW de Portugal. Tese de Doutoramento em Engenharia Rural, Universidade de Trás-os-Montes e Alto Douro, Vila Real, 193 pp.