Strategie alimentari per Strategie alimentari per ridurre la produzione di metano ridurre la produzione di metano

nell’allevamento delle vacche da latte. nell’allevamento delle vacche da latte. Il progetto Il progetto ArchaeaArchaea..

REG. (CE) N. 1698/2005 - PSR 2007 - 2013DGR N. 1354 DEL 03.08.2011

MISURA 124 – “COOPERAZIONE PER LO SVILUPPO DI NUOVI PRODOTTI, PROCESSI E TECNOLOGIE NEL SETTORE AGRICOLO, ALIMENTARE E FORESTALE”

Dipartimento di Biomedicina Comparata Dipartimento di Biomedicina Comparata

e Alimentazionee Alimentazione

Università di PadovaUniversità di Padova

Lucia Bailoni, Lucia Bailoni, MirkoMirko CattaniCattani, , Laura Laura MaccaranaMaccarana, Nadia , Nadia GuzzoGuzzo

Il progetto Il progetto ArchaeaArchaea..

Carbon footprint del latte

Per Carbon Footprint (CF) si intende la quantità totale di anidride carbonica (CO2) e degli altri gas ad effetto serra, associata ad un prodotto.

La misura di CO2 equivalente esprime in quale misura ciascun gas contribuisce all’effetto serra:

1 kg di anidride carbonica CO2 � 1 kg di CO2 eq1 kg di metano CH4 � 25 kg di CO2 eq1 kg di protossido di azoto N20 � 298 kg di CO2 eq

CO2 equivalenti (Forster, 2007)

Ripartizione delle emissioni globali di GHG (CO2eq) nei diversi settori produttivi:

confronto fra fonti diverse

Steinfeld et. al. 2006 (FAO)

ICCP, 2007

Pulina et al. 2010 (ASPA)

Agricoltura � 6.6%

2006 (FAO) Agricoltura �18%

Ripartizione delle emissioni globali di GHG (CO2eq) nel comparto zootecnico (Pulina et al., 2010)

In Italia l’emissione stimata di GHG negli allevamenti è pari al 3.22% (circa il 50% del totale dell’agricoltura)

Carbon footprint per il latte

Es. Per un kg di latte � 1.35 kg di CO2 eq.di questi oltre il 40% � emissioni di CH4 enterico

La quota restante: • CH4 gestione delle deiezioni (3-5%)

raccolta e conservazione• N 0 gestione delle deiezioni (4-6%)• N20 gestione delle deiezioni (4-6%)

prodotto in stalla e nei siti di raccolta • N20 suolo diretto (8-12%)

fertilizzanti, residui colturali, pascolo,…• N20 suolo indiretto (5-9%)

precipitazioni, lisciviazione, ruscellamento• CO2 diretta e indiretta (30%)

combustibili, E elettrica, prod. sementi, pesticidi, alimenti acquistati

Evoluzione dal 1944 al 2007 delle emissioni di GHG negli allevamenti da latte USA (Capper et al., 2009)

Carbon footprint per il latte in Europa (Weiss e Leip, 2012)

Emissioni di metano entericonelle bovine da latte

CHCH44

Come si misurano le emissioni enteriche di metano ?

Sistemi in vivo

Ftir

Come si misurano le emissioni?

Sistemi in vivo (Newbold)

Progetto ArchaeaProcedure per la stima in vitro della produzione di gas

e di metano negli alimenti e nelle diete per bovine da latte

1) Prelievo di liquido ruminale

2) Preparazionedell’inoculo eincubazione

Progetto ArchaeaProcedure per la stima della produzione di gas

e di metano negli alimenti e nelle diete per bovine da latte

Rapporto 2:1, saliva e liquido ruminale, 75 ml totali con 0.5 g di alimento)

3) Valutazione del gas prodottoe della concentrazionedel metano

300

350

400

Gas

pro

duct

ion,

ml/g

DM

.

Progetto ArchaeaProcedure per la stima della produzione di gas

e di metano negli alimenti e nelle diete per bovine da latte

0

50

100

150

200

250

0 10 20 30 40 50 60 70Time, h

Gas

pro

duct

ion,

ml/g

DM

.

Sistema wireless, lettura ogni minuto

300

400

Gas (

ml/

g S

S)

Farina di mais

Polpe di bietola

Progetto ArchaeaProduzione di gas totale (ml/g ss)

di singoli alimenti zootecnici

0

100

200

0 3 6 9 12 15 18 21 24

Gas (

ml/

g S

S)

Fieno di prato pol.

Panello di lino

Fieno di loietto

Tempo (h)

13,012,0 11,7 11,6

10,8

9

12

15

% d

i m

eta

no

Progetto ArchaeaProduzione di metano (% sul gas totale)

dei singoli alimenti

0

3

6

Panello di lino

Fieno di loietto

Fieno di prato

Polpe di bietola

Farina di mais

% d

i m

eta

no

Progetto ArchaeaRazione di riferimento ottenuta sulla base

di una indagine su 3376 aziende A.Pro.La.V. dalle quali è stato estratto un campione di 85

Formulazione kg ss

Insilato di mais 6.8

Farina di mais 4.0

Farina di orzo 2.3

F.e. soia 48% 2.2F.e. soia 48% 2.2

Fieno di medica 1.7

Fieno di loietto 0.9

Fieno di prato polifita 0.9

Semi di lino estruso 0.6

Grasso idrogenato -

Semi integrali di soia -

Soia estrusa -

Totale 19.4

DieteRIF. Bassa

PGAlta PG

Alta Fibra*

AltoAmido

Bassa Lipidi

Altalipidi**

Alta lipidi***

PG 15.2 11.7 18.7 15.3 15.2 15.3 15.2 15.1

Lipidi 3.3 3.3 3.3 3.3 3.3 2.2 5.5 5.5

NDF 37.0 37.1 37.0 44.8 33.1 37.1 36.9 37.1

Progetto ArchaeaCaratteristiche delle razioni (% ss) per vacche da latte

sottoposte a fermentazione in vitro

NDF 37.0 37.1 37.0 44.8 33.1 37.1 36.9 37.1

Lignina 2.8 2.6 3.3 4.3 2.0 2.7 2.8 2.8

NSC 39.4 43.4 35.1 30.7 43.7 40.3 37.1 37.1

EN, MJ/kg 12.2 12.4 11.9 11.2 12.8 12.0 12.7 12.7

NSC = carboidrati non strutturali (amido + zuccheri)* Dieta senza insilato di mais**Lipidi da grasso*** Lipidi da semi

Strategie per la mitigazione delle emissionidi CH4 da parte dei ruminanti

Dirette:• Modificare il metabolismo dell’idrogeno H2 nel

rumine (ridurre la produzione di H2, evitare la metanogenesi)

• Agire direttamente sui microorganismi metanogeni• Agire direttamente sui microorganismi metanogeni(sostanze inibenti)

CH4

CO2

Methanogens

ProtozoaH2

Strategie per la mitigazione delle emissionidi CH4 da parte dei ruminanti

Indirette:• Ridurre il rapporto F:C nella razione• Migliorare la qualità della componente foraggera• Integrare la razione con supplementi lipidici• Aggiungere additivi (estratti vegetali, acidi organici)• Aggiungere additivi (estratti vegetali, acidi organici)

Mitigazione delle emissioni di CH4: aggiunta di lipidi alla dieta (Newbold, 2013)

Mitigazione delle emissioni di CH4: uso di acido fumarico in pecore (Wood et al., 2009)

Conclusioni

• L’impatto degli allevamenti zootecnici sui gas serra può raggiungere al massimo il 6-7% del totale delle attività produttive con tendenza a diminuire negli ultimi anni

• Le tecniche di misurazione della produzione di metano in vitro ci permetteranno di fornire dei dati comparativi fra diete, selezionando quelle meno comparativi fra diete, selezionando quelle meno impattanti

• Le strategie di mitigazione passano sempre per il miglioramento dell’efficienza:

- alimentare (kg latte/kg alimento)- dell’azoto (foraggi più digeribili)- gestionale (fertilità, rimonta, reflui…)- aumento degli alimenti di origine aziendale