Abstract Xenon atoms and sulfur hexafluoride (SF6) molecules can be dissolved in liquids and liquid crystals or adsorbed in porous materials. Nuclear magnetic resonance (NMR) spectra of 129Xe or 19F nuclei reveal information about their surroundings. This means that xenon atoms and SF6 molecules can be used as probes to indirectly study materials by NMR spectroscopy. The change in the spectra arises from a NMR interaction called shielding. Especially in the case of xenon, shielding reveals even the slightest changes, for example, in the density of a liquid it is dissolved in. Because a change in temperature leads to a change in the density of the liquid as well, temperature change is observed as a shift of the resonance line in the 129Xe NMR spectrum. This property can be utilized in the accurate determination of the sample temperature. Self-diffusion measurements of the gases provide additional information on a larger scale rather than just the immediate surroundings of atoms or molecules. Various liquid crystals were studied using xenon and SF6 as probes proving their applicability. It is often considered that the signal observed in NMR experiments is very weak and limits the full potential of the method. This is true especially with the samples in gaseous form. The Spin-Exchange Optical Pumping (SEOP) hyperpolarization method solves this problem in the case of xenon. A 129Xe NMR signal can be enhanced by a factor of 104–105 by SEOP and this opens access to techniques that are not otherwise possible. The remote detection technique, which separates the encoding and detection steps of the typical NMR experiment both temporally and spatially, is one of these techniques. The potential of the combination of SEOP and remote detection techniques was shown in studies of thermally modified Pinus Sylvestris.

Objetivou-se avaliar a taxa de emissão de metano (CH4) pela técnica do gás traçador hexafluoreto de enxofre (SF6) e fermentação ruminal dos animais alimentados com feno de Brachiaria brizantha em diferentes estágios de crescimento. Os três tratamentos foram: I-Feno de Brachiaria brizantha com 15 dias de crescimento, II- Feno de Brachiaria brizantha com 45 dias de crescimento e III- Feno de Brachiaria brizantha com 90 dias de crescimento. Seis bovinos da raça nelore, machos, castrados, canulados no rúmen e com peso médio inicial de 402 ± 51,62 kg foram utilizados em delineamento em quadrado latino 3x3 duplicado. O experimento teve duração total de 60 dias. A adaptação às dietas durou 7 dias. No oitavo dia foram feitas coletas de fezes (5 dias) e mensuração do consumo voluntário para determinação da digestibilidade in vivo dos alimentos. No 13° dia iniciaram-se as coletas de metano (7 dias) através da técnica do gás traçador hexafluoreto de enxofre (SF6). No 20° dia foram tomadas amostras do líquido ruminal às 0, 2, 4, 6, 8 e 10 horas após a primeira alimentação para determinação do potencial hidrogeniônico (pH), N-amoniacal e ácidos graxos voláteis do líquido ruminal. A idade de corte não afetou substancialmente a concentração total ou a proporção molar dos AGV, bem como o pH, embora a concentração de N-NH3 ruminal tivesse diminuído com o avanço da idade de corte. Para os dados de digestão, apenas a digestibilidade da PB aumentou e os dados dos CNF diminuíram com o avanço da idade. A produção de metano por animal/dia não foi afetada pela idade de corte do capim. Os animais alimentados com o feno produzido com 45 dias de crescimento do capim apresentaram diminuição de consumo de MS, o que resultou em maior produção de metano por unidade de MS ingerida. / The objective was to evaluate methane (CH4) emission rate by sulfur hexafluoride (SF6) tracer technique in bovines of the Nelore breed fed with Brachiaria brizantha hay in different maturation stages. The three treatments wore: I- Hay of Brachiaria brizantha with 15 days of maturation, II- Hay of Brachiaria brizantha with 45 days of maturation and III- Hay of Brachiaria brizantha with 90 days of maturation. Six bovines of the Nelore breed, males, castrated, rumen-cannulated, and 402 ± 51,62 kg of initial average weight had been used in a duplicated 3X3 latin square design. Trial lasted 54 days. The adaptation to the diets lasted 7 days. In the eighth day excrement collections (5 days) and feed sampling were done. In 13th day the methane collections were initiated using the sulfur hexafluoride SF6) tracer technique. The 20th day was used for ruminal fluid sampling at 0, 2, 4, 6, 8, and 10 hours after 1st meal for determination of pH, amoniacal-N, and volatile fatty acids in ruminal fluid. The ammoniacal nitrogen (NH3-N) concentration in treatment I was higher than II, 7,21; 2,22 mg/dl, respectively. Methane emission (g/kg DM) in treatment II was higher than I and II 23,41, 17,38, 20,02, respectively.

O aumento das emissões de gases de efeito estufa (GEE) por ações antrópicas vem contribuindo para o aquecimento global que causam as mudanças climáticas. O setor agropecuário tem participação nessas emissões, principalmente devido a produção de alimentos necessária para suprir a demanda crescente da população, sendo a emissão de metano (CH4) entérico pelos bovinos o foco das discussões. Diante desta realidade, o objetivo deste trabalho foi avaliar as intensidades de emissão de CH4 de bovinos Nelore em sistemas de pastagem e bovinos cruzados em confinamento na fase de terminação. Foram avaliados 48 animais da raça Nelore de duas safras, sendo 24 por safra, distribuídos nos 4 sistemas de produção em pastagem: sob manejo intensivo irrigado com alta lotação (IAL), sob manejo intensivo de sequeiro com alta lotação (SAL), em recuperação sob manejo de sequeiro com lotação animal moderada (SML) e degradada com baixa lotação animal (DEG). A mensuração de metano foi feita pela técnica do gás traçador hexafluoreto de enxofre (SF6). Também foram avaliados 63 animais cruzados provenientes de vários grupos genéticos, agrupados em proporção de Adaptado de 25,00% e 37,50% (1A), de 43,75% e 50,00% (2A) e de 56,25%, 62,50%, 68,75% e 75% (3A), em proporção de Bos taurus: 31,25%, 50,00%, 56,25% e 75,00%, e segundo a porcentagem de Heterozigose: 50,00% e 62,50% (1H), 81,25% (2H), e 100% (3H). A mensuração do metano foi através dos cochos automatizados (Greenfeed). Todos os animais avaliados eram castrados. Amostras das pastagens foram analisadas e o consumo dos animais Nelore foram estimados, já no confinamento o consumo foi mensurado através do equipamento GrowSafe. Em ambos experimentos foram registrados dados de desempenho animal (peso vivo, ganho de peso, conversão alimentar), de carcaça (área de olho de lombo do músculo Longissimus, espessura de gordura, peso de carcaça quente (PCQ) e rendimentos de carcaça (RendC) e do ganho (RendG)) e variáveis relacionadas ao metano. Foram apresentados também dados por hectare nos sistemas a pasto. Os dados foram analisados pelo procedimento MIXED do programa SAS 9.3. Sistemas mais intensificados apresentaram melhores resultados da qualidade de forragem comparados com o DEG, isto refletiu nos resultados de consumo e desempenho desses animais que apresentaram piores resultados. O DEG foi o menos produtivo de todos. Algumas variáveis relacionadas ao CH4 apresentaram diferenças entre os tratamentos: 1) a emissão em relação ao ganho de peso diário (CH4GPD) foi menor para o sistema IAL (371 g CH4/kg GPD) comparado aos sistemas DEG (478,4) e SAL (484,5), o sistema SML (404,0) não diferenciou dos IAL e DEG; 2) a energia bruta perdida na forma de CH4 (YM) apresentou maiores valores para os sistemas SAL e DEG comparado aos IAL e SML. Os sistemas mais intensificados apresentaram maior taxa de lotação (p <,0001) e maior ganho de peso e carcaça (p <,0001) por hectare. O SAL apresentou menor intensidade de emissão (IE) calculada pelo RendG que o DEG (p = 0,0269). Entretanto os sistemas não apresentaram diferenças na IE por ganho de peso (p = 0,3602) e por kg de carcaça calculado pelo RendC (p = 0,1567), apesar das diferenças parciais encontradas nas emissões por ano e por taxa de lotação (p <,0001) com valores mais altos para os sistemas intensificados, mostrando a possibilidade de maior produção de carne com uma mesma IE, considerando apenas a emissão de metano entérico. Os agrupamentos dos animais confinados apresentaram diferenças nas variáveis de desempenho, porém apenas a classificação pela heterozigose apresentou diferenças nas variáveis de metano. Animais 3H apresentaram melhores resultados de desempenho em relação aos animais 1H. Para as variáveis relacionadas a carcaça, não houve diferença no PCQ (p = 0,5842), porém animais 2H apresentaram maior rendimento cárneo que animais 1H (p = 0,0177), e carcaça mais magra que os demais (p = 0,0007). Em relação ao metano, animais 2H apresentaram melhores resultados em comparação aos animais 3H, porém os dois grupos apresentaram uma IE calculada pelo RendC menor que animais 1H (p = 0,0173). Apesar das diferenças encontradas entre os níveis de intensificação das pastagens ou entre os grupos genéticos estudados, é importante avaliar o sistema como um todo, como o sequestro de carbono dos solos, a emissão de óxido nitroso, produção de dejetos, entre outros e não apenas a emissão de metano dos animais. Podemos concluir com este estudo que sistemas mais intensificados produzem mais carne. Animais com porcentagens de heterozigose acima de 81,25% podem apresentar menor IE de metano que animais com heterozigose abaixo de 62,5% na fase de terminação em confinamento. Além disso, carcaças mais magras com maior rendimento cárneo podem ser obtidas em animais com 81,25% de heterozigose. Para definir qual sistema de produção, grupo genético bovino, tipo de dieta, nível de intensificação utilizar, é importante verificar os que melhor se encaixam em sua estrutura visando uma produção sustentável. Os impactos ambientais causados pela atividade podem até serem neutralizados se o planejamento e a execução forem adequados ao seu objetivo. / Increase in greenhouse gas (GHG) emissions from anthropogenic actions has contributed to global warming that is responsible for climate change. The agricultural sector has participation in these emissions, mainly due to the food production necessary to supply the growing demand of the population, therefore the enteric methane (CH4) emission by cattle becomes the focus of the discussions. In view of this reality, the aim of this study was to evaluate methane emission intensities of Nellore cattle in pasture systems and crossbred cattle in feedlot, both in the finishing phase. Forty-eight animals from two production cycles were evaluated, with twentyfour in each cycle, distributed across four different pasture production systems: intensively managed irrigated pasture with high stocking rate (IHS), intensively managed dry land pasture with high stocking rate (DHS), recovering dry land pasture with moderate stocking rate (DMS) and degraded pasture with low stocking rate (DP). Methane emission was measured using the sulfur hexafluoride (SF6) gas tracer technique. We also evaluated sixty-three crossbreed animals from several genetic groups, grouped in proportion to Adapted of 25% and 37.5% (1A), 43.75% and 50% (2A) and 56.25%, 62.5%, 68.75% and 75% (3A), in proportion to Bos taurus: 31.25%, 50%, 56.25% and 75%, and according to the percentage of heterozygosis: 50% and 62.5% (1H), 81.25% (2H), and 100% (3H). Methane emission was measured through automated troughs (Greenfeed). All animals evaluated were castrated. Pasture samples were analyzed and Nellore animals\' intake was estimated, and in feedlot the intake was measured through the GrowSafe machine. In both experiments, animal performance (live weight, weight gain, feed conversion), carcass (Longissimus loin eye muscle area, fat thickness, hot carcass weight (HCW) and carcass yield (CY) and gain yield (GY)) data and variables related to methane were recorded. Data per hectare were also recorded in pasture systems. The data were analyzed using the MIXED process of the SAS 9.3 program. The more intensely managed systems presented higher yields of better quality forage, as well as superior animal performance when compared to the DP. Some variables related to CH4 showed differences between treatments: 1) emissions in relation to average daily weight gain (CH4ADG) were lower in the IHS system (371 gCH4/kgADG) compared to the DP (478.4) and DHS (484.5) systems; the DMS system (404.0) did not differ significantly from the IHS and DP; 2) gross energy lost in the form of CH4 (YM) demonstrated higher energy expenditure for the DHS and DP systems compared to the IHS and DMS. Intensified systems had higher stocking rate (p <.0001) and weight and carcass gain (p <.0001) per hectare. SAL presented lower emission intensity (EI) calculated by the GY than the DEG (p = 0.0269). However, the systems did not present differences in emission intensities per weight gain (p = 0.3602) and per kg of carcass calculated by carcass yield (p = 0.1567), despite the partial differences observed in emissions per year and per stocking rate (p <.0001) with higher values recorded for the intensified systems, showing the possibility of higher meat production with the same emission intensity, considering only the enteric methane emission. Groups of confined animals presented some differences in the performance variables, but only the classification by heterozygosity showed differences in the methane variables. Animals classified as 3H showed better performance compared to 1H animals. For variables related to the carcass, there was no difference in PCQ (p = 0.5842), but 2H animals presented higher carcass yield than 1H animals (p = 0.0177), and leaner carcass compared to the others (p = 0.0007). In relation to methane, 2H animals presented better results compared to 3H animals, but two groups had a lower EI calculated by the CY than 1H animals (p = 0.0173). Despite the differences found between pasture intensification levels or between genetic groups studied, it is important to evaluate the system as a whole, such as soil carbon sequestration, nitrous oxide emission, waste production, among others and not only methane emissions from animals. We can conclude from this study that intensified systems produce more meat. Animals with heterozygous percentages above 81.25% may presented lower emission intensity of methane than animals with heterozygosis below 62.5% in the feedlot finishing phase. In addition, leaner carcasses with higher beef yield may be obtained in animals with 81.25% heterozygosity. In order to define which production system, bovine genetic group, type of diet, level of intensification to use, it is important to verify the ones that fit best in its structure aiming a sustainable production. The environmental impacts caused by the activity can even be neutralized if planning and execution are appropriate to its objective.

O estudo foi realizado em área pertencente a Embrapa Pecuária Sul, Bagé, RS, com o objetivo de avaliar a emissão de metano, consumo a pasto, desempenho, e comportamento ingestivo de novilhos de corte em pastagem natural (CN), pastagem natural fertilizada com nitrogênio (CNA) e pastagem natural fertilizada com nitrogênio e sobressemeada com Lolium multiflorum e Trifolium pratense (CNM). O delineamento foi inteiramente casualizado com três repetições. Foram utilizados novilhos da raça Hereford em pastoreio contínuo com lotação variável para atingir oferta diária forragem de 12 kg MS 100 kg PV-1 (12% PV). Para o primeiro artigo, as avaliações foram feitas no verão, outono, inverno e primavera de 2013. As emissões de metano foram estimadas pela técnica do gás marcador hexafluoreto de enxofre. Para avaliação do consumo foi utilizada a técnica dos n-alcanos. Para o segundo artigo, avaliações com GPS foram feitas na primavera de 2013, outono e primavera de 2014. A localização e o deslocamento dos animais foram registrados, e avaliações visuais das atividades dos animais foram feitas a cada 10 minutos, do nascer ao pôr-do-sol, durante dois dias consecutivos em cada época. Os animais apresentaram bom desempenho ao longo do ano, com ganhos médios diários de 0,272, 0,467 e 0,514 kg para os tratamentos CN, CNA e CNM, respectivamente. As maiores emissões de metano foram durante a primavera. O CN apresentou maior quantidade de metano emitida por kg de ganho de peso (577,94, 337,69 e 387,18 g CH4 kg GPV-1 para o CN, CNA e CNM, respectivamente). Animais em CN passaram mais tempo em atividade de pastejo do que aqueles em CNA e CNM. Durante as épocas, menor atividade de pastejo foi na primavera de 2013 em comparação com outono de 2014 e primavera de 2014. Para as variáveis tempo em ruminação e em outras atividades não houve diferença nem para tratamentos nem para época de avaliação. Para o deslocamento, não houve diferença entre os tratamentos, entretanto houve efeito para as estações avaliadas, onde os animais caminharam menos no outono de 2014 comparado a primavera de 2013 e 2014. As estações do ano afetaram mais o consumo de MS e a emissão de metano que os níveis de intensificação. No entanto, considerando o desempenho dos animais, a inclusão de insumos permite menor emissão de metano por quilo de ganho de peso. / The study was conducted in an area of Embrapa Southern Region Animal Husbandry, Bagé, Rio Grande do Sul, Brazil, in order to assess the methane emission, forage intake, performance, and feeding behaviour of beef steers in natural grassland (NG), natural grassland fertilized with nitrogen (NGF) and natural grassland fertilized with nitrogen and oversown with exotic cool season species Lolium multiflorum and Trifolium pratense (NGFS). The design was completely randomized design with three replications. Hereford steers were used in continuous grazing with variable stocking rate to achieve daily supply of 12 kg DM 100 kg LW-1 (12% PV). For the first paper, evaluations were made in the summer, fall, winter and spring of 2013. Methane emissions were estimated by sulfur hexafluoride tracer gas technique. To evaluate the dry matter intake was used the n-alkanes technique. For the second paper, evaluations with GPS were made in spring 2013, fall and spring 2014. The location and the movement of animals have been recorded, and visual assessments of animal activities were made every 10 minutes, from sunrise to sunset, for two consecutive days in each season. Animals showed a good performance throughout the year, with average daily gain of 0.272, 0.467 and 0.514 kg for NG, NGF and NGFS treatments, respectively. The highest methane emissions were during spring. The NG presented a higher amount of methane emitted per kg of weight gain (577.94, 337.69 and 387.18 g CH4 kg BWG-1 to NG, NGF and NGFS, respectively). Animals in NG spent more time in grazing activity (71%) than those in NGF (63%) and NGFS (64%). During seasons, less grazing activity was in the spring of 2013 (62%) compared with fall 2014 (67%) and spring 2014 (68%). For the variables time ruminating and in other activities there was no difference either for treatments or for season. For displacement, there was no difference between treatments, however was effect on the seasons evaluated, where the animals walked less in the fall of 2014 compared to the spring of 2013 and 2014. The seasons affected more DM intake and methane emissions that intensification levels. However, considering the animals performance, the inclusion of inputs allows lower methane emissions per kilogram of weight gain.

Objetivou-se avaliar como diferentes estratégias de manejo do pasto de azevém anual interferem na produção animal, no consumo de forragem e na emissão de metano por ovinos em sistema de integração lavoura-pecuária (SILP) (Capítulo II). Já no Capítulo III objetivou-se avaliar as técnicas dos nalcanos e do nitrogênio fecal na estimativa do consumo de forragem por ovinos em pastos de azevém anual. Os experimentos foram conduzidos nos anos de 2011 e 2012 na Estação Experimental da UFRGS. Foram utilizados ovinos em um SILP de soja e milho no verão, em rotação com azevém anual no inverno. Para ambos os Capítulos (II e III) foram estudados dois métodos de pastoreio (contínuo e rotativo) e duas intensidades de pastejo (moderada e baixa; 2,5 e 5 vezes o potencial de consumo de matéria seca, respectivamente) em um delineamento de blocos casualizados com 3 repetições. Para o Capítulo II, no primeiro experimento os animais experimentais eram cordeiros, enquanto no segundo foram ovelhas em lactação. Os resultados indicaram que o ganho médio diário (GMD) dos cordeiros foi maior (P<0,05) no método de pastoreio continuo que no método de pastoreio rotativo, independente da intensidade de pastejo. O ganho de peso vivo por área (GPV) apresentou a mesma resposta em ambos os experimentos, com maior GPV na intensidade de pastejo moderada (P<0,05). No experimento 1, o consumo de matéria seca (CMS) foi maior para o método de pastoreio continuo, enquanto no experimento 2 não houve diferenças entre métodos e intensidades. As emissões de CH4 diárias por animal não diferiram entre tratamentos em ambos os experimentos (P>0,05), porém, quando expressas em g CH4 kg GPV-1 as emissões foram em média 15,33% maiores (P<0.05) para o método de pastoreio rotativo, independente da intensidade de pastejo. Os resultados afirmam que as emissões de metano por animal não são afetadas pelos tratamentos impostos. Porém, do ponto de vista de sistema o método de pastoreio contínuo o mais eficiente, por apresentar menor emissão de metano por kg de ganho de peso vivo, independente da intensidade de pastejo. Para o Capítulo III, foram utilizados apenas cordeiros. Utilizou-se a metodologia dos n-alcanos e do nitrogênio fecal, por meio de coleta total de fezes com o auxílio de bolsas coletoras. Na avaliação entre os n-alcanos, verificou-se melhores resultados quando utilizando o par C31:C32. Para a metodologia do nitrogênio fecal, as equações propostas por Wang et al. (2009) e por Azevedo (2011) foram as melhores (P<0,05). A técnica do nitrogênio fecal mostrou-se mais acurado do que o uso dos n-alcanos, que superestimou os valores de consumo. / The aim of this study was to evaluate how different management strategies of Italian ryegrass affects animal production, forage intake and methane emissions by sheep in integrated crop-livestock system (ICLS) (Chapter II). In Chapter III, we aimed to evaluate the techniques of n-alkanes and fecal nitrogen in estimating forage intake by sheep grazing on ryegrass. The experiments were conducted in 2011 and 2012 at the UFRGS Experimental Station. The ICLS soybeans and corn crops in summer, in rotation with grazed Italian ryegrass in winter. For both chapters (II and III) two stocking methods (continuous or rotational) and two grazing intensities (moderate and low, 2.5 and 5 times the potential dry matter intake, respectively) were studied in a randomized block design with three replications. In Chapter II, in the first experiment, the experimental animals were lambs, while in the second were lactating ewes. The results indicated that the average daily gain (ADG) of lambs was higher (P<0.05) in the continuous method than in rotational grazing method, regardless of grazing intensity. The live weight gain per area (LWG) showed the same response in both experiments, with higher LWG values in moderate grazing intensity (P<0.05). In experiment I, higher dry matter intake (DMI) values were obtained under continuous grazing, while in experiment II, there no differences between methods and intensities. CH4 emissions per animal and per day did not differ between treatments in both experiments (P>0.05), but when expressed in g CH4 kg-1 LWG emissions were, on average, 15.33% higher (P<0.05) for rotational grazing method, regardless of grazing intensity. Methane emissions per animal were not affected by the treatments applied. However, from system point of view, the continuous grazing method is more efficient, since lower methane emissions per kg of LWG, regardless of grazing intensity, were obtained. In Chapter III, were used only lambs. The methodologies of n-alkanes and fecal nitrogen, were applied through total collection with dung bags. In relation to n-alkanes, better results were obtained when using the pair C31:C32. For the methodology of fecal nitrogen, the equations proposed by Wang et al. (2009) and Azevedo (2011) were the best (P<0.05). The technique of fecal nitrogen proved to be more accurate than the use of n-alkanes, which overestimated the intake.

Objetivou-se avaliar como diferentes estratégias de manejo do pasto de azevém anual interferem na produção animal, no consumo de forragem e na emissão de metano por ovinos em sistema de integração lavoura-pecuária (SILP) (Capítulo II). Já no Capítulo III objetivou-se avaliar as técnicas dos nalcanos e do nitrogênio fecal na estimativa do consumo de forragem por ovinos em pastos de azevém anual. Os experimentos foram conduzidos nos anos de 2011 e 2012 na Estação Experimental da UFRGS. Foram utilizados ovinos em um SILP de soja e milho no verão, em rotação com azevém anual no inverno. Para ambos os Capítulos (II e III) foram estudados dois métodos de pastoreio (contínuo e rotativo) e duas intensidades de pastejo (moderada e baixa; 2,5 e 5 vezes o potencial de consumo de matéria seca, respectivamente) em um delineamento de blocos casualizados com 3 repetições. Para o Capítulo II, no primeiro experimento os animais experimentais eram cordeiros, enquanto no segundo foram ovelhas em lactação. Os resultados indicaram que o ganho médio diário (GMD) dos cordeiros foi maior (P<0,05) no método de pastoreio continuo que no método de pastoreio rotativo, independente da intensidade de pastejo. O ganho de peso vivo por área (GPV) apresentou a mesma resposta em ambos os experimentos, com maior GPV na intensidade de pastejo moderada (P<0,05). No experimento 1, o consumo de matéria seca (CMS) foi maior para o método de pastoreio continuo, enquanto no experimento 2 não houve diferenças entre métodos e intensidades. As emissões de CH4 diárias por animal não diferiram entre tratamentos em ambos os experimentos (P>0,05), porém, quando expressas em g CH4 kg GPV-1 as emissões foram em média 15,33% maiores (P<0.05) para o método de pastoreio rotativo, independente da intensidade de pastejo. Os resultados afirmam que as emissões de metano por animal não são afetadas pelos tratamentos impostos. Porém, do ponto de vista de sistema o método de pastoreio contínuo o mais eficiente, por apresentar menor emissão de metano por kg de ganho de peso vivo, independente da intensidade de pastejo. Para o Capítulo III, foram utilizados apenas cordeiros. Utilizou-se a metodologia dos n-alcanos e do nitrogênio fecal, por meio de coleta total de fezes com o auxílio de bolsas coletoras. Na avaliação entre os n-alcanos, verificou-se melhores resultados quando utilizando o par C31:C32. Para a metodologia do nitrogênio fecal, as equações propostas por Wang et al. (2009) e por Azevedo (2011) foram as melhores (P<0,05). A técnica do nitrogênio fecal mostrou-se mais acurado do que o uso dos n-alcanos, que superestimou os valores de consumo. / The aim of this study was to evaluate how different management strategies of Italian ryegrass affects animal production, forage intake and methane emissions by sheep in integrated crop-livestock system (ICLS) (Chapter II). In Chapter III, we aimed to evaluate the techniques of n-alkanes and fecal nitrogen in estimating forage intake by sheep grazing on ryegrass. The experiments were conducted in 2011 and 2012 at the UFRGS Experimental Station. The ICLS soybeans and corn crops in summer, in rotation with grazed Italian ryegrass in winter. For both chapters (II and III) two stocking methods (continuous or rotational) and two grazing intensities (moderate and low, 2.5 and 5 times the potential dry matter intake, respectively) were studied in a randomized block design with three replications. In Chapter II, in the first experiment, the experimental animals were lambs, while in the second were lactating ewes. The results indicated that the average daily gain (ADG) of lambs was higher (P<0.05) in the continuous method than in rotational grazing method, regardless of grazing intensity. The live weight gain per area (LWG) showed the same response in both experiments, with higher LWG values in moderate grazing intensity (P<0.05). In experiment I, higher dry matter intake (DMI) values were obtained under continuous grazing, while in experiment II, there no differences between methods and intensities. CH4 emissions per animal and per day did not differ between treatments in both experiments (P>0.05), but when expressed in g CH4 kg-1 LWG emissions were, on average, 15.33% higher (P<0.05) for rotational grazing method, regardless of grazing intensity. Methane emissions per animal were not affected by the treatments applied. However, from system point of view, the continuous grazing method is more efficient, since lower methane emissions per kg of LWG, regardless of grazing intensity, were obtained. In Chapter III, were used only lambs. The methodologies of n-alkanes and fecal nitrogen, were applied through total collection with dung bags. In relation to n-alkanes, better results were obtained when using the pair C31:C32. For the methodology of fecal nitrogen, the equations proposed by Wang et al. (2009) and Azevedo (2011) were the best (P<0.05). The technique of fecal nitrogen proved to be more accurate than the use of n-alkanes, which overestimated the intake.

O estudo foi realizado em área pertencente a Embrapa Pecuária Sul, Bagé, RS, com o objetivo de avaliar a emissão de metano, consumo a pasto, desempenho, e comportamento ingestivo de novilhos de corte em pastagem natural (CN), pastagem natural fertilizada com nitrogênio (CNA) e pastagem natural fertilizada com nitrogênio e sobressemeada com Lolium multiflorum e Trifolium pratense (CNM). O delineamento foi inteiramente casualizado com três repetições. Foram utilizados novilhos da raça Hereford em pastoreio contínuo com lotação variável para atingir oferta diária forragem de 12 kg MS 100 kg PV-1 (12% PV). Para o primeiro artigo, as avaliações foram feitas no verão, outono, inverno e primavera de 2013. As emissões de metano foram estimadas pela técnica do gás marcador hexafluoreto de enxofre. Para avaliação do consumo foi utilizada a técnica dos n-alcanos. Para o segundo artigo, avaliações com GPS foram feitas na primavera de 2013, outono e primavera de 2014. A localização e o deslocamento dos animais foram registrados, e avaliações visuais das atividades dos animais foram feitas a cada 10 minutos, do nascer ao pôr-do-sol, durante dois dias consecutivos em cada época. Os animais apresentaram bom desempenho ao longo do ano, com ganhos médios diários de 0,272, 0,467 e 0,514 kg para os tratamentos CN, CNA e CNM, respectivamente. As maiores emissões de metano foram durante a primavera. O CN apresentou maior quantidade de metano emitida por kg de ganho de peso (577,94, 337,69 e 387,18 g CH4 kg GPV-1 para o CN, CNA e CNM, respectivamente). Animais em CN passaram mais tempo em atividade de pastejo do que aqueles em CNA e CNM. Durante as épocas, menor atividade de pastejo foi na primavera de 2013 em comparação com outono de 2014 e primavera de 2014. Para as variáveis tempo em ruminação e em outras atividades não houve diferença nem para tratamentos nem para época de avaliação. Para o deslocamento, não houve diferença entre os tratamentos, entretanto houve efeito para as estações avaliadas, onde os animais caminharam menos no outono de 2014 comparado a primavera de 2013 e 2014. As estações do ano afetaram mais o consumo de MS e a emissão de metano que os níveis de intensificação. No entanto, considerando o desempenho dos animais, a inclusão de insumos permite menor emissão de metano por quilo de ganho de peso. / The study was conducted in an area of Embrapa Southern Region Animal Husbandry, Bagé, Rio Grande do Sul, Brazil, in order to assess the methane emission, forage intake, performance, and feeding behaviour of beef steers in natural grassland (NG), natural grassland fertilized with nitrogen (NGF) and natural grassland fertilized with nitrogen and oversown with exotic cool season species Lolium multiflorum and Trifolium pratense (NGFS). The design was completely randomized design with three replications. Hereford steers were used in continuous grazing with variable stocking rate to achieve daily supply of 12 kg DM 100 kg LW-1 (12% PV). For the first paper, evaluations were made in the summer, fall, winter and spring of 2013. Methane emissions were estimated by sulfur hexafluoride tracer gas technique. To evaluate the dry matter intake was used the n-alkanes technique. For the second paper, evaluations with GPS were made in spring 2013, fall and spring 2014. The location and the movement of animals have been recorded, and visual assessments of animal activities were made every 10 minutes, from sunrise to sunset, for two consecutive days in each season. Animals showed a good performance throughout the year, with average daily gain of 0.272, 0.467 and 0.514 kg for NG, NGF and NGFS treatments, respectively. The highest methane emissions were during spring. The NG presented a higher amount of methane emitted per kg of weight gain (577.94, 337.69 and 387.18 g CH4 kg BWG-1 to NG, NGF and NGFS, respectively). Animals in NG spent more time in grazing activity (71%) than those in NGF (63%) and NGFS (64%). During seasons, less grazing activity was in the spring of 2013 (62%) compared with fall 2014 (67%) and spring 2014 (68%). For the variables time ruminating and in other activities there was no difference either for treatments or for season. For displacement, there was no difference between treatments, however was effect on the seasons evaluated, where the animals walked less in the fall of 2014 compared to the spring of 2013 and 2014. The seasons affected more DM intake and methane emissions that intensification levels. However, considering the animals performance, the inclusion of inputs allows lower methane emissions per kilogram of weight gain.

O estudo foi realizado em área pertencente a Embrapa Pecuária Sul, Bagé, RS, com o objetivo de avaliar a emissão de metano, consumo a pasto, desempenho, e comportamento ingestivo de novilhos de corte em pastagem natural (CN), pastagem natural fertilizada com nitrogênio (CNA) e pastagem natural fertilizada com nitrogênio e sobressemeada com Lolium multiflorum e Trifolium pratense (CNM). O delineamento foi inteiramente casualizado com três repetições. Foram utilizados novilhos da raça Hereford em pastoreio contínuo com lotação variável para atingir oferta diária forragem de 12 kg MS 100 kg PV-1 (12% PV). Para o primeiro artigo, as avaliações foram feitas no verão, outono, inverno e primavera de 2013. As emissões de metano foram estimadas pela técnica do gás marcador hexafluoreto de enxofre. Para avaliação do consumo foi utilizada a técnica dos n-alcanos. Para o segundo artigo, avaliações com GPS foram feitas na primavera de 2013, outono e primavera de 2014. A localização e o deslocamento dos animais foram registrados, e avaliações visuais das atividades dos animais foram feitas a cada 10 minutos, do nascer ao pôr-do-sol, durante dois dias consecutivos em cada época. Os animais apresentaram bom desempenho ao longo do ano, com ganhos médios diários de 0,272, 0,467 e 0,514 kg para os tratamentos CN, CNA e CNM, respectivamente. As maiores emissões de metano foram durante a primavera. O CN apresentou maior quantidade de metano emitida por kg de ganho de peso (577,94, 337,69 e 387,18 g CH4 kg GPV-1 para o CN, CNA e CNM, respectivamente). Animais em CN passaram mais tempo em atividade de pastejo do que aqueles em CNA e CNM. Durante as épocas, menor atividade de pastejo foi na primavera de 2013 em comparação com outono de 2014 e primavera de 2014. Para as variáveis tempo em ruminação e em outras atividades não houve diferença nem para tratamentos nem para época de avaliação. Para o deslocamento, não houve diferença entre os tratamentos, entretanto houve efeito para as estações avaliadas, onde os animais caminharam menos no outono de 2014 comparado a primavera de 2013 e 2014. As estações do ano afetaram mais o consumo de MS e a emissão de metano que os níveis de intensificação. No entanto, considerando o desempenho dos animais, a inclusão de insumos permite menor emissão de metano por quilo de ganho de peso. / The study was conducted in an area of Embrapa Southern Region Animal Husbandry, Bagé, Rio Grande do Sul, Brazil, in order to assess the methane emission, forage intake, performance, and feeding behaviour of beef steers in natural grassland (NG), natural grassland fertilized with nitrogen (NGF) and natural grassland fertilized with nitrogen and oversown with exotic cool season species Lolium multiflorum and Trifolium pratense (NGFS). The design was completely randomized design with three replications. Hereford steers were used in continuous grazing with variable stocking rate to achieve daily supply of 12 kg DM 100 kg LW-1 (12% PV). For the first paper, evaluations were made in the summer, fall, winter and spring of 2013. Methane emissions were estimated by sulfur hexafluoride tracer gas technique. To evaluate the dry matter intake was used the n-alkanes technique. For the second paper, evaluations with GPS were made in spring 2013, fall and spring 2014. The location and the movement of animals have been recorded, and visual assessments of animal activities were made every 10 minutes, from sunrise to sunset, for two consecutive days in each season. Animals showed a good performance throughout the year, with average daily gain of 0.272, 0.467 and 0.514 kg for NG, NGF and NGFS treatments, respectively. The highest methane emissions were during spring. The NG presented a higher amount of methane emitted per kg of weight gain (577.94, 337.69 and 387.18 g CH4 kg BWG-1 to NG, NGF and NGFS, respectively). Animals in NG spent more time in grazing activity (71%) than those in NGF (63%) and NGFS (64%). During seasons, less grazing activity was in the spring of 2013 (62%) compared with fall 2014 (67%) and spring 2014 (68%). For the variables time ruminating and in other activities there was no difference either for treatments or for season. For displacement, there was no difference between treatments, however was effect on the seasons evaluated, where the animals walked less in the fall of 2014 compared to the spring of 2013 and 2014. The seasons affected more DM intake and methane emissions that intensification levels. However, considering the animals performance, the inclusion of inputs allows lower methane emissions per kilogram of weight gain.

Objetivou-se avaliar como diferentes estratégias de manejo do pasto de azevém anual interferem na produção animal, no consumo de forragem e na emissão de metano por ovinos em sistema de integração lavoura-pecuária (SILP) (Capítulo II). Já no Capítulo III objetivou-se avaliar as técnicas dos nalcanos e do nitrogênio fecal na estimativa do consumo de forragem por ovinos em pastos de azevém anual. Os experimentos foram conduzidos nos anos de 2011 e 2012 na Estação Experimental da UFRGS. Foram utilizados ovinos em um SILP de soja e milho no verão, em rotação com azevém anual no inverno. Para ambos os Capítulos (II e III) foram estudados dois métodos de pastoreio (contínuo e rotativo) e duas intensidades de pastejo (moderada e baixa; 2,5 e 5 vezes o potencial de consumo de matéria seca, respectivamente) em um delineamento de blocos casualizados com 3 repetições. Para o Capítulo II, no primeiro experimento os animais experimentais eram cordeiros, enquanto no segundo foram ovelhas em lactação. Os resultados indicaram que o ganho médio diário (GMD) dos cordeiros foi maior (P<0,05) no método de pastoreio continuo que no método de pastoreio rotativo, independente da intensidade de pastejo. O ganho de peso vivo por área (GPV) apresentou a mesma resposta em ambos os experimentos, com maior GPV na intensidade de pastejo moderada (P<0,05). No experimento 1, o consumo de matéria seca (CMS) foi maior para o método de pastoreio continuo, enquanto no experimento 2 não houve diferenças entre métodos e intensidades. As emissões de CH4 diárias por animal não diferiram entre tratamentos em ambos os experimentos (P>0,05), porém, quando expressas em g CH4 kg GPV-1 as emissões foram em média 15,33% maiores (P<0.05) para o método de pastoreio rotativo, independente da intensidade de pastejo. Os resultados afirmam que as emissões de metano por animal não são afetadas pelos tratamentos impostos. Porém, do ponto de vista de sistema o método de pastoreio contínuo o mais eficiente, por apresentar menor emissão de metano por kg de ganho de peso vivo, independente da intensidade de pastejo. Para o Capítulo III, foram utilizados apenas cordeiros. Utilizou-se a metodologia dos n-alcanos e do nitrogênio fecal, por meio de coleta total de fezes com o auxílio de bolsas coletoras. Na avaliação entre os n-alcanos, verificou-se melhores resultados quando utilizando o par C31:C32. Para a metodologia do nitrogênio fecal, as equações propostas por Wang et al. (2009) e por Azevedo (2011) foram as melhores (P<0,05). A técnica do nitrogênio fecal mostrou-se mais acurado do que o uso dos n-alcanos, que superestimou os valores de consumo. / The aim of this study was to evaluate how different management strategies of Italian ryegrass affects animal production, forage intake and methane emissions by sheep in integrated crop-livestock system (ICLS) (Chapter II). In Chapter III, we aimed to evaluate the techniques of n-alkanes and fecal nitrogen in estimating forage intake by sheep grazing on ryegrass. The experiments were conducted in 2011 and 2012 at the UFRGS Experimental Station. The ICLS soybeans and corn crops in summer, in rotation with grazed Italian ryegrass in winter. For both chapters (II and III) two stocking methods (continuous or rotational) and two grazing intensities (moderate and low, 2.5 and 5 times the potential dry matter intake, respectively) were studied in a randomized block design with three replications. In Chapter II, in the first experiment, the experimental animals were lambs, while in the second were lactating ewes. The results indicated that the average daily gain (ADG) of lambs was higher (P<0.05) in the continuous method than in rotational grazing method, regardless of grazing intensity. The live weight gain per area (LWG) showed the same response in both experiments, with higher LWG values in moderate grazing intensity (P<0.05). In experiment I, higher dry matter intake (DMI) values were obtained under continuous grazing, while in experiment II, there no differences between methods and intensities. CH4 emissions per animal and per day did not differ between treatments in both experiments (P>0.05), but when expressed in g CH4 kg-1 LWG emissions were, on average, 15.33% higher (P<0.05) for rotational grazing method, regardless of grazing intensity. Methane emissions per animal were not affected by the treatments applied. However, from system point of view, the continuous grazing method is more efficient, since lower methane emissions per kg of LWG, regardless of grazing intensity, were obtained. In Chapter III, were used only lambs. The methodologies of n-alkanes and fecal nitrogen, were applied through total collection with dung bags. In relation to n-alkanes, better results were obtained when using the pair C31:C32. For the methodology of fecal nitrogen, the equations proposed by Wang et al. (2009) and Azevedo (2011) were the best (P<0.05). The technique of fecal nitrogen proved to be more accurate than the use of n-alkanes, which overestimated the intake.

O aumento das emissões de gases de efeito estufa (GEE) por ações antrópicas vem contribuindo para o aquecimento global que causam as mudanças climáticas. O setor agropecuário tem participação nessas emissões, principalmente devido a produção de alimentos necessária para suprir a demanda crescente da população, sendo a emissão de metano (CH4) entérico pelos bovinos o foco das discussões. Diante desta realidade, o objetivo deste trabalho foi avaliar as intensidades de emissão de CH4 de bovinos Nelore em sistemas de pastagem e bovinos cruzados em confinamento na fase de terminação. Foram avaliados 48 animais da raça Nelore de duas safras, sendo 24 por safra, distribuídos nos 4 sistemas de produção em pastagem: sob manejo intensivo irrigado com alta lotação (IAL), sob manejo intensivo de sequeiro com alta lotação (SAL), em recuperação sob manejo de sequeiro com lotação animal moderada (SML) e degradada com baixa lotação animal (DEG). A mensuração de metano foi feita pela técnica do gás traçador hexafluoreto de enxofre (SF6). Também foram avaliados 63 animais cruzados provenientes de vários grupos genéticos, agrupados em proporção de Adaptado de 25,00% e 37,50% (1A), de 43,75% e 50,00% (2A) e de 56,25%, 62,50%, 68,75% e 75% (3A), em proporção de Bos taurus: 31,25%, 50,00%, 56,25% e 75,00%, e segundo a porcentagem de Heterozigose: 50,00% e 62,50% (1H), 81,25% (2H), e 100% (3H). A mensuração do metano foi através dos cochos automatizados (Greenfeed). Todos os animais avaliados eram castrados. Amostras das pastagens foram analisadas e o consumo dos animais Nelore foram estimados, já no confinamento o consumo foi mensurado através do equipamento GrowSafe. Em ambos experimentos foram registrados dados de desempenho animal (peso vivo, ganho de peso, conversão alimentar), de carcaça (área de olho de lombo do músculo Longissimus, espessura de gordura, peso de carcaça quente (PCQ) e rendimentos de carcaça (RendC) e do ganho (RendG)) e variáveis relacionadas ao metano. Foram apresentados também dados por hectare nos sistemas a pasto. Os dados foram analisados pelo procedimento MIXED do programa SAS 9.3. Sistemas mais intensificados apresentaram melhores resultados da qualidade de forragem comparados com o DEG, isto refletiu nos resultados de consumo e desempenho desses animais que apresentaram piores resultados. O DEG foi o menos produtivo de todos. Algumas variáveis relacionadas ao CH4 apresentaram diferenças entre os tratamentos: 1) a emissão em relação ao ganho de peso diário (CH4GPD) foi menor para o sistema IAL (371 g CH4/kg GPD) comparado aos sistemas DEG (478,4) e SAL (484,5), o sistema SML (404,0) não diferenciou dos IAL e DEG; 2) a energia bruta perdida na forma de CH4 (YM) apresentou maiores valores para os sistemas SAL e DEG comparado aos IAL e SML. Os sistemas mais intensificados apresentaram maior taxa de lotação (p &lt;,0001) e maior ganho de peso e carcaça (p &lt;,0001) por hectare. O SAL apresentou menor intensidade de emissão (IE) calculada pelo RendG que o DEG (p = 0,0269). Entretanto os sistemas não apresentaram diferenças na IE por ganho de peso (p = 0,3602) e por kg de carcaça calculado pelo RendC (p = 0,1567), apesar das diferenças parciais encontradas nas emissões por ano e por taxa de lotação (p &lt;,0001) com valores mais altos para os sistemas intensificados, mostrando a possibilidade de maior produção de carne com uma mesma IE, considerando apenas a emissão de metano entérico. Os agrupamentos dos animais confinados apresentaram diferenças nas variáveis de desempenho, porém apenas a classificação pela heterozigose apresentou diferenças nas variáveis de metano. Animais 3H apresentaram melhores resultados de desempenho em relação aos animais 1H. Para as variáveis relacionadas a carcaça, não houve diferença no PCQ (p = 0,5842), porém animais 2H apresentaram maior rendimento cárneo que animais 1H (p = 0,0177), e carcaça mais magra que os demais (p = 0,0007). Em relação ao metano, animais 2H apresentaram melhores resultados em comparação aos animais 3H, porém os dois grupos apresentaram uma IE calculada pelo RendC menor que animais 1H (p = 0,0173). Apesar das diferenças encontradas entre os níveis de intensificação das pastagens ou entre os grupos genéticos estudados, é importante avaliar o sistema como um todo, como o sequestro de carbono dos solos, a emissão de óxido nitroso, produção de dejetos, entre outros e não apenas a emissão de metano dos animais. Podemos concluir com este estudo que sistemas mais intensificados produzem mais carne. Animais com porcentagens de heterozigose acima de 81,25% podem apresentar menor IE de metano que animais com heterozigose abaixo de 62,5% na fase de terminação em confinamento. Além disso, carcaças mais magras com maior rendimento cárneo podem ser obtidas em animais com 81,25% de heterozigose. Para definir qual sistema de produção, grupo genético bovino, tipo de dieta, nível de intensificação utilizar, é importante verificar os que melhor se encaixam em sua estrutura visando uma produção sustentável. Os impactos ambientais causados pela atividade podem até serem neutralizados se o planejamento e a execução forem adequados ao seu objetivo. / Increase in greenhouse gas (GHG) emissions from anthropogenic actions has contributed to global warming that is responsible for climate change. The agricultural sector has participation in these emissions, mainly due to the food production necessary to supply the growing demand of the population, therefore the enteric methane (CH4) emission by cattle becomes the focus of the discussions. In view of this reality, the aim of this study was to evaluate methane emission intensities of Nellore cattle in pasture systems and crossbred cattle in feedlot, both in the finishing phase. Forty-eight animals from two production cycles were evaluated, with twentyfour in each cycle, distributed across four different pasture production systems: intensively managed irrigated pasture with high stocking rate (IHS), intensively managed dry land pasture with high stocking rate (DHS), recovering dry land pasture with moderate stocking rate (DMS) and degraded pasture with low stocking rate (DP). Methane emission was measured using the sulfur hexafluoride (SF6) gas tracer technique. We also evaluated sixty-three crossbreed animals from several genetic groups, grouped in proportion to Adapted of 25% and 37.5% (1A), 43.75% and 50% (2A) and 56.25%, 62.5%, 68.75% and 75% (3A), in proportion to Bos taurus: 31.25%, 50%, 56.25% and 75%, and according to the percentage of heterozygosis: 50% and 62.5% (1H), 81.25% (2H), and 100% (3H). Methane emission was measured through automated troughs (Greenfeed). All animals evaluated were castrated. Pasture samples were analyzed and Nellore animals\' intake was estimated, and in feedlot the intake was measured through the GrowSafe machine. In both experiments, animal performance (live weight, weight gain, feed conversion), carcass (Longissimus loin eye muscle area, fat thickness, hot carcass weight (HCW) and carcass yield (CY) and gain yield (GY)) data and variables related to methane were recorded. Data per hectare were also recorded in pasture systems. The data were analyzed using the MIXED process of the SAS 9.3 program. The more intensely managed systems presented higher yields of better quality forage, as well as superior animal performance when compared to the DP. Some variables related to CH4 showed differences between treatments: 1) emissions in relation to average daily weight gain (CH4ADG) were lower in the IHS system (371 gCH4/kgADG) compared to the DP (478.4) and DHS (484.5) systems; the DMS system (404.0) did not differ significantly from the IHS and DP; 2) gross energy lost in the form of CH4 (YM) demonstrated higher energy expenditure for the DHS and DP systems compared to the IHS and DMS. Intensified systems had higher stocking rate (p &lt;.0001) and weight and carcass gain (p &lt;.0001) per hectare. SAL presented lower emission intensity (EI) calculated by the GY than the DEG (p = 0.0269). However, the systems did not present differences in emission intensities per weight gain (p = 0.3602) and per kg of carcass calculated by carcass yield (p = 0.1567), despite the partial differences observed in emissions per year and per stocking rate (p &lt;.0001) with higher values recorded for the intensified systems, showing the possibility of higher meat production with the same emission intensity, considering only the enteric methane emission. Groups of confined animals presented some differences in the performance variables, but only the classification by heterozygosity showed differences in the methane variables. Animals classified as 3H showed better performance compared to 1H animals. For variables related to the carcass, there was no difference in PCQ (p = 0.5842), but 2H animals presented higher carcass yield than 1H animals (p = 0.0177), and leaner carcass compared to the others (p = 0.0007). In relation to methane, 2H animals presented better results compared to 3H animals, but two groups had a lower EI calculated by the CY than 1H animals (p = 0.0173). Despite the differences found between pasture intensification levels or between genetic groups studied, it is important to evaluate the system as a whole, such as soil carbon sequestration, nitrous oxide emission, waste production, among others and not only methane emissions from animals. We can conclude from this study that intensified systems produce more meat. Animals with heterozygous percentages above 81.25% may presented lower emission intensity of methane than animals with heterozygosis below 62.5% in the feedlot finishing phase. In addition, leaner carcasses with higher beef yield may be obtained in animals with 81.25% heterozygosity. In order to define which production system, bovine genetic group, type of diet, level of intensification to use, it is important to verify the ones that fit best in its structure aiming a sustainable production. The environmental impacts caused by the activity can even be neutralized if planning and execution are appropriate to its objective.