Emissioni di metano delle vacche in differenti stati della lattazione: correlazione tra dati ruminali misurati in vitro e predetti dal profilo acidico del latte.

Climate change is an increasingly discussed topic, and limiting greenhouse gas emissions is becoming more and more important to the public. In particular, the livestock sector is a major contributor to climate-altering gas emissions. In response to this challenge, this thesis aims to estimate methane emissions from cows in different stages of lactation and then study the correlation between ruminal data measured in vitro and those predicted by the acid profile of milk. The first part of the thesis describes in detail ruminal physiology and the process of methanogenesis linked to ruminal fermentation, illustrating the influence of the microbial flora present in the rumen and the kinetics of fermentation. It also discusses the relationship between the physiological state of the cow and the possible metabolic pathways that influence enteric methane production and the resulting emissions into the atmosphere. A methodology based on the use of the acid profile of milk was used to estimate this parameter, demonstrating a weak correlation between the methane values measured in the laboratory and those estimated by the equations. To improve the accuracy of the data, quantitative variables such as dry matter intake and milk production were used. Despite this, the correlation between the data measured in vitro and those predicted based on the acid profile of milk was very low, highlighting a considerable dispersion of data. In conclusion, the two methods provide quantitatively comparable methane estimates in terms of overall average, but they show different sensitivities to biological factors: the response of the estimates to the stage of lactation and to productive/reproductive factors shows different patterns of variation depending on the quantification method. For this reason, further research is needed to refine the predictive equations, with the aim of obtaining more accurate predictions that consider ruminal physiology, but also all parameters related to animal management.

Il cambiamento climatico è un tema sempre più affrontato e l’attenzione per limitare le emissioni di gas in atmosfera è sempre più importante per l’opinione pubblica. In particolar modo, il settore zootecnico rappresenta una componente importante a livello di emissioni di gas clima alteranti. In risposta a tale sfida, la presente tesi si è posta l’obiettivo di stimare le emissioni di metano delle vacche in differenti stati della lattazione e, conseguentemente, studiare la correlazione tra dati ruminali misurati in vitro e quelli predetti dal profilo acidico del latte. Nella prima parte del lavoro viene descritta nel dettaglio la fisiologia ruminale e il processo di metanogenesi legato alle fermentazioni ruminali, illustrando l’influenza della flora microbica presente nel rumine e della cinetica di fermentazione. Viene anche esposta la relazione tra lo stato fisiologico della vacca e le possibili vie metaboliche che influenzano la produzione di metano enterico e la conseguente emissione in atmosfera. Per la stima di questo parametro è stata usata una metodologia basata sull’utilizzo del profilo acidico del latte, dimostrando una debole correlazione tra i valori di metano misurati in laboratorio e quelli stimati dalle equazioni. Per migliorare l’accuratezza del dato sono state usate delle variabili quantitative come l’ingestione di sostanza secca e la produzione di latte. Nonostante ciò, la correlazione tra i dati misurati in vitro e quelli predetti sulla base del profilo acidico del latte è risultata molto bassa, evidenziando una notevole dispersione dei dati. In conclusione, le due metodiche forniscono stime di metano quantitativamente sovrapponibili in termini di media complessiva, tuttavia, esse mostrano sensibilità diverse ai fattori biologici: la risposta delle stime allo stadio di lattazione e a fattori produttivi/riproduttivi presenta pattern di variazione differenti a seconda del metodo di quantificazione. Per questo sono necessarie ulteriori ricerche che possano perfezionare le equazioni predittive, con lo scopo di ottenere delle predizioni più accurate che tengano in considerazione la fisiologia ruminale, ma anche tutti i parametri legati alla gestione degli animali.