Ammonia and methane gas emissions from pig slurry: variability induced through feeding strategies

Esta Tesis doctoral fue desarrollada para estudiar las emisiones de amoniaco (NH3) y metano (CH4) en purines de cerdos, y los efectos ocasionados por cambios en la formulacion de la dieta. Con este proposito, fueron llevados a cabo tres estudios. El experimento 1 fue realizado con el objetivo de analizar los factores de variacion de la composicion de purines y establecer ecuaciones de prediccion para emisiones potenciales de NH3 y CH4. Fueron recogidas setenta y nueve muestras de piensos y purines durante dos estaciones del ano (verano y invierno) de granjas comerciales situadas en dos regiones de Espana (Centro y Mediterraneo). Se muestrearon granjas de gestacion, maternidad, lactacion y cebo. Se determino la composicion de piensos y purines, y la emision potencial de NH3 y CH4. El contenido de nutrientes de los piensos fue usado como covariable en el analisis. La espectroscopia de reflectancia del infrarrojo cercano (NIRS) se evaluo como herramienta de prediccion de la composicion y potencial emision de gases del purin. Se encontro una amplia variabilidad en la composicion de piensos y purines. Las granjas del Mediterraneo tenian mayor pH (PDDGST>SOJ (desde 0,171 hasta 0,109 y 0,086, respectivamente) en paralelo a la disminucion del potencial de emision de CH4 por g de SV del purin (desde 301 a 269 y 256 mL, respectivamente). Todos los purines obtenidos en estos tres experimentos y Antezana et al. (2015) fueron usados para desarrollar nuevas calibraciones con la tecnologia NIRS, para predecir la composicion del purin y el potencial de las emisiones de gases. Se observo una buena precision (R2cv superior a 0,92) de las calibraciones cuando muestras de los ensayos controlados (2, 3 y Antezana et al., 2015) fueron anadidas, aumentando el rango de variacion. Una menor exactitud fue observada para TAN y emisiones de NH3 y CH4, lo que podria explicarse por una menor homogeneidad en la distribucion de las muestras cuando se amplia el rango de variacion del estudio. ABSTRACT This PhD thesis was developed to study the emissions of ammonia (NH3) and methane (CH4) from pig slurry and the effects caused by changes on diet formulation. For these proposes three studies were conducted. Experiment 1 aimed to analyse several factors of variation of slurry composition and to establish prediction equations for potential CH4 and NH3 emissions. Seventy-nine feed and slurry samples were collected at two seasons (summer and winter) from commercial pig farms sited at two Spanish regions (Centre and Mediterranean). Nursery, growing-fattening, gestating and lactating facilities were sampled. Feed and slurry composition were determined, and potential CH4 and NH3 emissions measured. Feed nutrient contents were used as covariates in the analysis. Near infrared reflectance spectroscopy (NIRS) was evaluated as a predicting tool for slurry composition and potential gaseous emissions. A wide variability was found both in feed and slurry composition. Mediterranean farms had a higher pH (PWDDGS>SB (from 0.171 to 0.109 and 0.086, respectively) in parallel to a decrease of biochemical CH4 potential per g of VS of slurry (from 301 to 269 and 256 ml, respectively). All slurry samples obtained from these three experiments and Antezana et al. (2015) were used to develop new calibrations with NIRS technology, to predict the slurry composition and potential gaseous emissions of samples with greater variability in comparison to experiment 1. Better accuracy (R2cv above 0.92) was observed for calibrations when samples from controlled trials experiments (2, 3 and Antezana et al., 2015) were included, increasing the range of variation. A lower accuracy was observed for TAN, NH3 and CH4 gaseous emissions, which might be explained by the less homogeneous distribution with a wider range of data.