Inovação para a Agricultura

Iniciativa Emblemática 3

PROJETOS:

GEEBovMit - Mitigação das emissões de GEE na produção de bovinos de carne – pastagens, forragens e aditivos naturais - PRR-C05-i03-I-000027-LA3.1 - https://www.iniav.pt/projetos/Geebovmit-LA3-1

Parceiros:

Faculdade Medicina Veterinária Lisboa; Associação do Instituto Superior Técnico para Investigação e Desenvolvimento (IST-ID); SeaExpert - Serviços e Consultadoria na Área das Pescas, Lda; Área das Pescas, Lda Terraprima - Sociedade Agrícola Lda; Terraprima - Serviços Ambientais, Sociedade Unipessoal Lda.

Breve descrição:

A manipulação da dieta é a abordagem mais promissora para reduzir as emissões de CH4 pelos ruminantes. O aumento da digestibilidade da forragem ou o uso de aditivos como probióticos, lípidos, ácidos orgânicos, enzimas e compostos secundários de plantas como as abordagens nutricionais mais relevantes para mitigação das emissões de CH4 pelos ruminantes. Em 2014, um grupo de investigação da Austrália relatou o alto potencial de algumas macroalgas vermelhas na mitigação das emissões de CH4. O bromofórmio e o dibromoclorometano, dois compostos secundários halogenados da alga Asparagopsis taxiformis (A. taxiformis), foram os compostos associados ao efeito na metanogénese, com níveis de redução que podem atingir 98 %. A liofilização das algas é uma maneira eficiente de impedir a volatilização dos compostos halogenados voláteis de A. taxiformis. Contudo, é um processo que consome muita energia, com elevados custos ambientais e económicos, fazendo com que o uso de A. taxiformis como suplementos não seja viável em condições comerciais. Em alternativa foi proposta a imersão das algas em óleos vegetais, como uma forma eficaz de recuperar o bromofórmio a baixo custo. A eficácia deste óleo enriquecido em bromofórmio na redução da metanogénese não foi ainda confirmada assim como também não foi verificado o impacto do seu uso nas performances de crescimento, na saúde e bem-estar dos animais ou na qualidade dos produtos.

Identificação do problema/oportunidade que se propõe abordar:

Na União Europeia, o programa Fit-for-55 tem como objetivo garantir que o aquecimento global fique abaixo de 1.5 °C em 2050. Para isso uma das prioridades é a redução das emissões de gases com efeito de estufa (GEE), tendo sido estabelecidas como metas de redução a 55 % até ano de 2030, tendo como referência as emissões em 1990, e atingir a neutralidade carbónica em 2050. Em Portugal as emissões de GEE do setor agrícola equivalem a cerca de 10,7 % das emissões nacionais, correspondendo ao metano (CH4) 64.6 %, ao óxido nitroso (N2O) 34,8 % e ao dióxido de carbono (CO2) 0.6 %. Estes gases resultam principalmente da fermentação entérica (51,6 %), dos solos agrícolas (31.8 %) e dos efluentes pecuários (13.3 %). Os bovinos, particularmente de carne, são a espécie pecuária com maior peso nas emissões de GEE, devido à produção de CH4 pelas fermentações que ocorrem no processo de digestão ruminal. A dieta é o principal determinante das emissões de CH4 nos ruminantes e existem diversas estratégias nutricionais para diminuir a metanogénese que se podem enquadrar em dois tipos de abordagens diferentes mas complementares: o aumento da eficiência produtiva, com diminuição das emissões por unidade de produto; e/ou e a redução da produção de metano por unidade de alimento digerido. Nesta segunda abordagem, podem ser utilizados diversos tipos de aditivos na dieta dos ruminantes que reduzem as emissões absolutas de CH4 com graus de eficácia muito variáveis. Recentemente, foi verificado o forte efeito antimetanogénico, de macroalgas da espécie Asparagopsis, atribuído à presença de um composto halocarbonado volátil, o bromofórmio (CHBr3) A liofilização tem sido a técnica utilizada para manter a concentração dos CVHs durante a conservação das algas, com custos energéticos e económicos muito elevados. Foi verificada a viabilidade da obtenção do CHBr3 por imersão das algas em óleos vegetais, mas não existem ainda resultados sobre a eficácia da utilização destes suplementos na dieta dos animais.

Objetivos visados:

Estudar a estabilidade do bromofórmio em óleo de girassol ao longo de um período de conservação de 12 meses; Estudar a eficácia da inclusão do óleo rico em bromofórmio na redução das emissões de metano em modelos in vitro; Estudar a eficácia da inclusão do óleo rico em bromofórmio na redução das emissões de metano em ovinos e bovinos em acabamento e avaliar os impactos nas performances de crescimento, no bem-estar e saúde dos animais, no metabolismo ruminal e emissões de metano e na qualidade e toxicologia da carne.

Sumário do plano de ação:

A primeira tarefa corresponde à colheita das algas pela seaExpert e à preparação dos óleos ricos em bromofórmio (Bromoil). Estes processos decorrerão na Ilha do Faial (Açores). Após a acolheita as algas serão imersas em óleo durante cerca de 30 dias, sendo depois separado o óleo que será enviado para o INIAV-Santarém e para a FMV-ULisboa. Será feita a caracterização química das algas e das soluções oleosas e verificada a estabilidade do bromofórmio num período de 12 meses em condições de armazenamento à temperatura ambiente Serão realizados ensaios in vitro num equipamento que permite medir a cinética da fermentação microbiana ruminal ao longo de 48 horas, como método preliminar para avaliação do potencial antimetanogénico do Bromoil para definir as concentrações a utilizar nos ensaios produtivos. Serão realizados ensaios produtivos no INIAV-Santarém com ovinos e bovinos para avaliar o efeito da suplementação com Bromoil no crescimento, qualidade das carcaças e da carne e nas emissões de metano. A medição das emissões individuais de CH4 e CO2 nos bovinos será utilizado um sistema Greefeed (C-Lock Inc., Rapid City, Dakota do Sul, EUA). Após o abate dos animais será feita a apreciação parede ruminal para pesquisa de eventuais lesões degenerativas que possam estar associadas ao suplemento. Será recolhido individualmente o conteúdo ruminal para determinação dos parâmetros químicos relacionados com a função ruminal e a qualidade da carne foi verificada por determinação de parâmetros químicos e físicos. Será feita a pesquisa de resíduos de bromofórmio na carne e/ou gordura na carne e fígado de animais suplementados. Será feita a Análise de Ciclo de Vida da fase de engorda dos novilhos com base nos resultados obtidos nos ensaios produtivos. Os resultados obtidos no(s) ensaio(s) realizado na Fonte Boa (INIAV) servirão para delinear um outro ensaio produtivo em condições de exploração comercial na Quinta da França (Terraprima). Será desenvolvido pela equipa do Instituto Superior Técnico um modelo metabólico baseado na teoria universal Dynamic Energy Budget (DEB). Os modelos DEB seguem os fluxos de energia e massa no organismo, responsáveis pelos diferentes processos metabólicos, para estimativa do carbono armazenado no corpo dos animais e das emissões resultantes do seu metabolismo interno, como o CH4 ruminal.

Ponto de situação:

A produção dos óleos enriquecidos em bromofórmio foi feita em 2 anos consecutivos. As análises realizadas no Bromoil permitiram verificar a boa recuperação do bromofórmio no óleo e a persistência da concentração ao longo de um ano de armazenamento em condições de temperatura ambiente. Foram feitos ensaios in vitro para avaliação do efeito na metanogénese e das doses a utilizar em ensaios in vivo. Foi produzida uma publicação para divulgação dos resultados no Journal of Dairy Science, cujo endereço de Internet é o seguinte https://doi.org/10.3168/jds.2023-23506. Foram realizados dois ensaios com borregos com diferentes doses de suplementação com óleo enriquecido em bromofórmio. Foi confirmada a eficácia do suplemento na redução da metanogénese mas também se registou uma diminuição da ingestão e da taxa de crescimento dos animais. Não foram encontrados resíduos de bromofórmio na carne nem houve alterações nos parâmetros físicos e químicos destes animais. Foram encontradas lesões na mucosa ruminal que poderão estar associadas ao suplemento. Foi submetida uma publicação à revista Animal com os resultados deste trabalho. Foi realizado um ensaio com novilhos em que a avaliação das emissões de metano foi feita in vivo com recurso a um equipamento GreenFeed em que se utilizaram 2 níveis de suplementação. Confirmou-se o efeito da suplementação com o Bromoil na metanogénese. As performances de crescimento dos animais foram de acordo com o esperado, embora com o nível mais elevado de suplementação a taxa de crescimento tenha sido menor. Não foram encontrados resíduos de bromofórmio na carne nem houve alterações nos parâmetros físicos e químicos destes animais. A avaliação macroscópica da mucosa ruminal não evidenciou lesões graves. Na sequência dos resultados já obtidos, está em curso a avaliação de um processo tecnológico que se espera possa reduzir a agressividade do Bromoil nas paredes do rúmen, que se se revelar eficaz poderá ser ainda testado nos próximos ensaios que estão programados. Foram realizadas algumas sessões de divulgação do projeto conforme se indica: Apresentação do projeto GEEBovMit – Mitigação das emissões de GEE na produção de bovinos de carne – pastagens, forragens e aditivos naturais (PRR-C05-i03-I-000027), na sessão pública para assinatura dos projetos. Feira Nacional de Agricultura. Santarém 8 de junho de 2022. Evaluation of methane emissions in experiments with ruminants at INIAV-Fonte Boa. GHG mitigation in livestock research Summit. Fonte Boa, 21st june 2023. Apresentação dos resultados preliminares do projeto GEEBovMit. 3º aniversário do InovTechAgro, Portalegre, 29 de novembro de 2023. Apresentação dos resultados preliminares do projeto GEEBovMit. 3º aniversário do Centro Nacional de Competências para as Alterações Climáticas do Sector Agroflorestal, Lisboa, 13 de dezembro de 2023. https://www.cncalteracoesclimaticas.pt/conferencia-alteracoes-climaticas Efeitos das diferentes dietas na qualidade da carne. Ciclo de Webinares - Pastoreio extensivo nutrição animal e uso de forragens, promovido pela ACRIGUARDA e Centro de Competências do Pastoreio Extensivo, 20 de fevereiro de 2024

GEEBovMit - Mitigação das emissões de GEE na produção de bovinos de carne – pastagens, forragens e aditivos naturais - PRR-C05-i03-I-000027-LA3.3 - https://www.iniav.pt/projetos/Geebovmit-LA3-3

 Parceiros:

Associação de Defesa do Património de Mértola ; Fertiprado Sementes e Nutrientes Lda; Instituto Politécnico de Castelo Branco; Instituto Politécnico de Portalegre; Nutriprado Lda.

Breve descrição:

Os sistemas de produção de animais em regime extensivos, nomeadamente o de bovinos, representam um importante setor para a gestão territorial e para a economia nacional. Económica e ecologicamente, o modo mais eficiente para a alimentação dos efetivos reprodutores é o pastoreio, frequentemente englobado num sistema agro-silvo-pastoril. Devido ao aumento da frequência e duração dos períodos do ano com escassez de alimento, a produção e conservação de forragens nos sistemas de produção pecuária extensiva são um componente essencial, tanto mais que em grande parte, Portugal depende da EU ou de países terceiros para a importação de matérias-primas para a alimentação animal. O projeto GEEBovMit – Mitigação das emissões de GEE na produção de bovinos de carne – pastagens, forragens e aditivos naturais, tem abrangência territorial, é liderado pelo INIAV e está subdivido em 3 Linhas de ação (LA). Na execução da Linha de Ação 3.3 o INIAV conta como parceiros as seguintes entidades: Associação de Defesa do Património de Mértola (ADPM), Instituto Politécnico de Castelo Branco, Instituto Politécnico de Portalegre, Nutriprado, Fertiprado, Centro de Competências do Pastoreio Extensivo (CCPE), Centro Nacional de Competências para as Alterações Climáticas do Setor Agroflorestal (CNCACSA) e Sociedade Portuguesa de Pastagens e Forragens (SPPF).

Identificação do problema/oportunidade que se propõe abordar:

A implementação desta Linha de Ação, justifica-se porque: - As pastagens permanentes ocupam 52% da superfície agrícola utilizada em Portugal (2019: 2,5 milhões de ha) (Recenseamento Agrícola - Análise dos principais resultados - 2019); - A produção e conservação de forragens é fundamental nos sistemas pecuários extensivos e não produzimos o suficiente; - Precisamos de aumentar a sustentabilidade dos sistemas de produção pecuária extensiva; - O consumo de carne é elevado e dependemos dos mercados externos (o consumo de carne de vaca e de porco vai diminuir).

Objetivos visados:

Diminuição da aplicação de adubos químicos azotados e de herbicidas na produção de forragens de qualidade; • Aumento da matéria orgânica do solo, com o recurso à sementeira direta;

Sumário do plano de ação:

Instalação de diferentes misturas de forragens que permitam um corte inicial ‘a dente’ para suplementação dos animais durante o inverno - Semear recorrendo a métodos de conservação do solo (sementeira direta) os ensaios de misturas forrageiras para avaliação das respetivas curvas de produção de biomassa e de valor alimentar, e que permitam uma primeira utilização durante o inverno, sem comprometer a produção para conservação na primavera. - Monitorização através do uso de tecnologias sensórias por deteção remota e próxima (GreenSeaker®) que permite a recolha de dados para definição de zonas de maneio diferenciado. Deste modo será feita a aplicação diferenciada de agroquímicos que garanta o uso racional de fatores de produção e reduza o impacto ambiental dos mesmos. - Avaliação da capacidade de recrescimento após a utilização invernal, produção de matéria seca e qualidade da biomassa. – Realização de conta de cultura anual, fundamental para avaliar os custos e as receitas da produção de cada tipo de forragem, para avaliar com precisão qual é a melhor solução. - No âmbito das Ações 3.3 e 3.4, implementação de um roteiro de transferência de conhecimento e desenvolvimento de um Manual de Boas Práticas na instalação e maneio de pastagens e forragens. - Divulgação das atividades e resultados dos trabalhos em reuniões e publicações científicas e técnicas.

Ponto de situação:

 - Estão em monitorização (avaliação da produtividade e valor nutricional ao longo do ciclo vegetativo) as forragens anuais para corte múltiplo, semeadas utilizando a técnica de agricultura de conservação: sementeira direta. - As forragens são monitorizadas, como planeado, através do uso de deteção remota com sensores próximos (Greenseeker) e em órbita. - Para cada campanha agrícola, está a ser elaborada conta de cultura. - Foram realizadas algumas ações de divulgação do projeto e dos resultados obtidos: Apresentação do projeto GEEBovMit – Mitigação das emissões de GEE na produção de bovinos de carne – pastagens, forragens e aditivos naturais (PRR-C05-i03-I-000027), na sessão pública para assinatura dos projetos. Feira Nacional de Agricultura. Santarém 8 de junho de 2022. Apresentação do projeto GEEBovMit - LA 3.3 no Congresso Farm to Fork (Castelo Branco, 17/novembro/2023). Divulgação do projeto na 45ª Reunião de Outono da Sociedade Portuguesa de Pastagens e Forragens (SPPF). Divulgação dos resultados do primeiro ano do projeto GEEBovMit LA 3.3 no Dia de Campo realizado a 24 de janeiro de 2024, na Herdade da Comenda – INIAV-Polo de Inovação de Elvas. O projeto será divulgado no âmbito da OB«VIBEJA 2024 e Feira -nacional da Agricultura 2024.

GEEBovMit - Mitigação das emissões de GEE na produção de bovinos de carne – pastagens, forragens e aditivos naturais - PRR-C05-i03-I-000027-LA3.4 - https://www.iniav.pt/projetos/Geebovmit-LA3-4

Parceiros: 

Associação dos Criadores de Bovinos Mertolengos; Associação dos Criadores de Bovinos da Raça Alentejana; Associação de Defesa do Património de Mértola ; Couto das Veladas, Unipessoal Lda; Direção Regional de Agricultura e Pescas do Alentejo; Fertiprado Sementes e Nutrientes Lda; Instituto Politécnico de Castelo Branco; Nutriprado Lda; Sociedade Agrícola de Segóvia Lda; Terraprima - Sociedade Agrícola Lda; Terraprima - Serviços Ambientais, Sociedade Unipessoal Lda.

Breve descrição:

Os sistemas de produção de animais em regime extensivos, nomeadamente o de bovinos, representam um importante setor para a gestão territorial e para a economia nacional. Económica e ecologicamente, o modo mais eficiente para a alimentação dos efetivos reprodutores é o pastoreio, frequentemente englobado num sistema agro-silvo-pastoril. Em Portugal, nos últimos 30 anos, a percentagem de Terras Agrícolas com pastagens aumentou 31%. Para o cálculo do balanço de carbono nas pastagens, estima-se, por defeito, o mesmo valor da emissão de dióxido de carbono (CO2) do solo, independentemente da composição botânica. No entanto em função de diferentes composições e proporções de géneros botânicos na pastagem será de esperar diferentes valores de emissões de CO2. As pastagens ricas em leguminosas terão um valor mais elevado de emissões, resultante de uma baixa relação Carbono: Azoto (C: N) o que leva a uma mineralização mais rápida dos seus resíduos pelos microrganismos. Deste modo será importante um maior número de dados que nos permitam calcular com maior exatidão o balanço final.

Identificação do problema/oportunidade que se propõe abordar:

A área atual, do território nacional, ocupada com pastagens é de cerca de 2 milhões de hectares. No entanto, as pastagens permanentes sem qualquer tipo de melhoramento representavam em 2019 cerca de 68% do total da área com pastagens. Em pastagens permanentes semeadas biodiversas estima-se um aumento anual de matéria orgânica (MO) no solo de cerca de 0,21%, sendo o nível estimado de fixação de carbono de 6,5 toneladas CO2 ha-1 ano-1, mais do dobro do estimado para as pastagens naturais. Existe, pois, a necessidade de melhorar a grande maioria das pastagens existentes, mas entendendo e contabilizando de que modo a composição florística (proporções de espécies presentes na pastagem e estados fenológicos) influencia o balanço de carbono, nomeadamente no que respeita ao seu sequestro e às emissões de CO2 e N2O pelo solo.

Objetivos visados:

- Reduzir as emissões de GEE pela pecuária e práticas agrícolas. - Incrementar o sequestro de carbono nos solos. - Demonstrar que a composição e proporção de géneros botânicos (leguminosas/gramíneas) presentes nas pastagens influência o Balanço de Carbono e definir quais as misturas pratenses, persistentes e altamente produtivas, que permitirão melhorar esse mesmo balanço.

Sumário do plano de ação:

 A primeira tarefa será a caraterização detalhada do solo e clima dos locais dos ensaios experimentais e campo-piloto. Será proposta, para cada local a adubação necessária e eventualmente um plano para a correção do solo (calcário dolomítico) uma vez que é fundamental criar condições propícias para o desenvolvimento e potenciação das plantas Será realizado uma monitorização da composição florística em cada um dos locais a intervir. Com base nas atividades anteriores serão pensadas e preparadas as misturas de pastagens a utilizar em cada local. Para cada local, serão preparadas duas misturas para pastagem: mistura biodiversa 1 com elevada percentagem de leguminosas e mistura biodiversa 2 com elevada percentagem de gramíneas, que serão comparadas com pastagem natural existente nos locais. Serão instalados campos experimentais em dois locais (Quinta da França e num campo do INIAV), nos quais serão realizadas as seguintes tarefas: - Determinar a biomassa e o crescimento das diferentes pastagens e o valor nutritivo do pasto; - Determinar o Valor Alimentar (= Valor Nutritivo x Ingestão) para cada tipo de pastagem. A ingestão será avaliada por medição da quantidade de erva disponível à entrada e à saída das animais das parcelas; - Determinação das emissões de metano pelos animais em pastoreio recorrendo a um sistema GreenFeed; - Determinação das emissões de CO2, CH4 e N2O do solo nas pastagens; Com base nos dados recolhidos será feito o estudo no Balanço de Carbono que incidirão sobre o solo (retenção e emissões, estimados por extrapolação), a massa vegetal produzida e as emissões de GEE pelos animais em pastoreio (GreenFeed). Também serão instalados campos-piloto com três tratamentos diferentes: Pastagem biodiversa rica em leguminosas, Pastagem biodiversa com baixa proporção de leguminosas e alta de gramíneas, em comparação com a pastagem natural, em Portugal continental com diferentes solos, nos quais se irão realizar as seguintes tarefas: - Determinação do tipo de maneio animal na utilização das pastagens e cálculo da carga animal suportada recorrendo à utilização de um rising plate meter; - Registo da atividade dos animais através de coleiras/GSM para determinar os tempos de pastoreio em cada tipo de pastagem; - Persistência das pastagens. Realizada através de cortes e separação botânica para determinar a presença e proporção das espécies pratenses; - Evolução da matéria orgânica no solo através de amostragens de solo, por georreferenciação e análise laboratorial.

Ponto de situação:

Foram realizadas algumas sessões de divulgação do projeto conforme se indica: Apresentação do projeto GEEBovMit – Mitigação das emissões de GEE na produção de bovinos de carne – pastagens, forragens e aditivos naturais (PRR-C05-i03-I-000027), na sessão pública para assinatura dos projetos. Feira Nacional de Agricultura. Santarém 8 de junho de 2022. Evaluation of methane emissions in experiments with ruminants at INIAV-Fonte Boa. GHG mitigation in livestock research Summit. Fonte Boa, 21st june 2023. Apresentação dos resultados preliminares do projeto GEEBovMit. 3º aniversário do InovTechAgro, Portalegre, 29 de novembro de 2023. Apresentação dos resultados preliminares do projeto GEEBovMit. 3º aniversário do Centro Nacional de Competências para as Alterações Climáticas do Sector Agroflorestal, Lisboa, 13 de dezembro de 2023. Efeitos das diferentes dietas na qualidade da carne. Ciclo de Webinares - Pastoreio extensivo nutrição animal e uso de forragens, promovido pela ACRIGUARDA e Centro de Competências do Pastoreio Extensivo, 20 de fevereiro de 2024 Foi realizada a divulgação do Projeto, no dia 9 de maio de 2023 no Grupo Focal "Rede de Inovação e Partilha para a Promoção do Pastoreio Extensivo" organizado pelo Centro de Competências para o Pastoreio Extensivo (CCPE) e a Sociedade Portuguesa de Pastagens e Forragens (SPPF) na Escola Superior Agrária de Elvas /Instituto Politécnico de Portalegre. Divulgação do Projeto, no dia 31 de outubro de 2023, durante a Formação em Instalação e Gestão de Pastagens que está a ser realizada pelo INIAV em colaboração com a Sociedade Portuguesa de Pastagens e Forragens, Centro de Competência para o Pastoreio Extensivo e Direção-Geral de Agricultura e Desenvolvimento Rural. Divulgação do Projeto, 10 de novembro de 2023, na 45 Reunião de Outono da SPPF (Montemor-o-Novo). Divulgação do Projeto e visita ao campo-piloto da Herdade Couto das Veladas, no dia 28 de novembro de 2023, durante a Formação em Instalação e Gestão de Pastagens que está a ser realizada pelo INIAV em colaboração com a Sociedade Portuguesa de Pastagens e Forragens, Centro de Competência para o Pastoreio Extensivo e Direção-Geral de Agricultura e Desenvolvimento Rural.

Iniciativa Emblemática 5:

CRI-CRI LA 5.1 – CRIação de insetos para a Circularidade, Recuperação e Inovação na cadeia agroalimentar
CRI-CRI LA 5.5
LIVING LAB 5.1 - Efluentes e coprodutos da atividade agropecuária https://www.iniav.pt/projetos/living-lab-5-1
LIVING LAB 5.3 - Efluentes e coprodutos da atividade agropecuária https://www.iniav.pt/projetos/living-lab-5-3
LIVING LAB 5.4 - Efluentes e coprodutos da atividade agropecuária https://www.iniav.pt/projetos/living-lab-5-4
LIVING LAB 5.5 - Efluentes e coprodutos da atividade agropecuária https://www.iniav.pt/projetos/living-lab-5-5

Iniciativa Emblemática 11:

REFEED LA 11.1 - Renewable Energy production at Farm level for Energy Efficiency and Defossilization https://www.iniav.pt/projetos/refeed-la11-1
REFEED LA 11.2 https://www.iniav.pt/projetos/refeed-la11-2
Agenda Mobilizadora para a Inovação Empresarial:
INSECTERA – A ERA da indústria dos insetos https://www.iniav.pt/projetos/insectera

Documentos:

Descrição detalhada do projeto