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Gases de Efecto Invernadero (GEI) en ganadería

Las investigaciones se generan desde la Maestría en Agricultura Tropical Sostenible MATS con asesores internacionales de universidades de prestigio. El programa impulsa publicar en revistas científicas, participar en conferencias y acceso a profesores líderes de programas de investigación y desarrollo.

Por: Isidro Matamoros, Ph.D.  Profesor Asociado de Ganado de Carne, Carrera de Ciencia y Producción Agropecuaria (CPA),
Dikson Marín Lopez (MATS-ZAMORANO)

El incremento de la población mundial es inminente. Se espera que en los próximos 11 años aumente el número de personas en más de mil millones, para alcanzar los 8,6 billones en 2030, 9.8 billones en 2050 y 11.2 billones para el 2100 (Naciones Unidas, 2017). Es por esto, que uno de los desafíos que enfrenta el mundo en las próximas décadas, es preservar sus recursos naturales y producir suficiente alimento. La ganadería bovina es un importante renglón de aportes de proteína y calorías a la nutrición de los seres humanos (17% de las kilocalorías y la proteína de consumo), representa uno de los mayores desafíos, ya que, se le confieren diversos impactos sobre los recursos naturales, el cambio climático y los hábitos de consumo. En países en desarrollo, se ha incrementado el movimiento denominado “revolución ganadera”. Este enmarca la demanda de altas cantidades de productos (Wright et al., 2012), probablemente relacionados con un mayor poder adquisitivo. Por lo cual se espera que la producción de leche aumente de 664 a 1077 millones de toneladas y la producción de carne de 258 a 455 millones de toneladas, entre 2006 y 2050 (Alexandratos y Bruinsma, 2012).

Según Gerber et al. (2013), la ganadería contribuye con el 14.5% de las emisiones globales de origen antropogénico, con aportes del 44% de metano (CH4), 29% de óxido nitroso (N2O) y 27% de dióxido de carbono (CO2). La fermentación entérica es la mayor contribuyente en este sector (39.1%), seguida del manejo del estiércol, su aplicación y depósito directo (25.9%), la producción de alimento (21.1%), el cambio de uso de suelo (9.2%), la postproducción (2.9%) y el uso de energía directa e indirecta para los procesos. Sin embargo, la interpretación de estas estimaciones es constantemente tergiversada, ya que, el termino ganadería comprende cualquier tipo de producción pecuaria que se realiza con un fin económico, incluyendo así, la producción avícola, porcícola, pequeños rumiantes y bufalinos (Opio et al., 2013). De esta manera, el aporte de las emisiones globales de la ganadería bovina es de 9.4%; para bovinos productores de leche 4% y para bovinos productores de carne 5.4%. Cabe resaltar que el CH4 y N2O, tienen un potencial de calentamiento global más alto que el CO2; 28 y 265 respectivamente, premisa esencial para generar y aplicar estrategias de mitigación en el sector ganadero (IPCC, 2014).

Los gases producidos durante el proceso de fermentación entérica son principalmente CH4 y CO2, y su formación es el resultado de la fermentación de los carbohidratos provenientes de la alimentación (Kumar et al., 2009). Durante la degradación de los carbohidratos, son formados los ácidos grasos volátiles en el rumen, siendo liberado H2 como un compuesto intermedio, este mismo no se acumula, sino que, por el contrario, es rápidamente utilizado por los microorganismos metanogénicos, los cuales finalmente forman CH4 (Kumar et al., 2009). De esta forma, las variaciones en las emisiones de CH4 y CO2, están directamente ligadas a la composición de las dietas, y la predominancia del tipo de carbohidrato, es decir, que alimentos altamente fibrosos provenientes principalmente de los forrajes, presentan mayores emisiones de CH4 que de CO2.

Por otro lado, la producción y emisión de CH4 y N2O provenientes del estiércol dependen de la digestibilidad y composición de los alimentos, las especies de animales y su fisiología, las prácticas de manejo del estiércol y las condiciones meteorológicas como la luz solar, la temperatura, la precipitación y el viento. El óxido nitroso se forma como un subproducto de los procesos microbianos del suelo; nitrificación y desnitrificación. La nitrificación es la oxidación autótrofa aeróbica del amonio (NH4 +) proveniente de las heces a nitrato (NO3 -) a través, del nitrito intermedio (NO2 -). La desnitrificación es la reducción heterotrófica anaeróbica de NO3 – a di-nitrógeno (N2) (Luo et al., 2018).

América Latina y el Caribe (ALC) tienen el nivel de emisión más alto (1.88 gigatoneladas de CO2-eq), impulsado por la producción especializada de carne de vacuno (Opio et al., 2013). A pesar de haberse reducido drásticamente en los últimos años, el cambio de usos del suelo en el pasado contribuye a las elevadas emisiones de CO2 relacionadas con la deforestación y la expansión de pastizales (Gerber et al., 2013). Las pasturas utilizadas para los sistemas de producción ganadera ocupan el 25% de la superficie de la tierra y soportan aproximadamente 1.800 millones de unidades ganaderas (Krol et al., 2016). De este porcentaje 17% son pasturas tropicales y 8% templadas. Las pasturas están consideradas como el tercer bioma más grande del mundo.

Acorde con Galdino et al. (2016), el ganado bovino en los países tropicales es alimentado en su mayoría con pasto. En Brasil el 93% del ganado bovino es alimentado a base de pasto, lo que representa una disminución en los costos por alimentación comparado con países como Australia y Estados Unidos. Los pastos tropicales son conocidos por su gran capacidad para producir forraje, ya que siguen la ruta de la fotosíntesis C4. Teniendo mayor capacidad de utilizar los abundantes recursos de crecimiento en los trópicos, como la luz y el agua, en comparación a otros tipos de plantas. Una de las principales características de estos pastos es su alto rendimiento en biomasa comparados con las leguminosas y pastos templados (Solorio et al., 2016). Sin embargo, este alto rendimiento depende de varios factores, como la disponibilidad de recursos de crecimiento, la composición genética de la hierba y la gestión del pastoreo.

El manejo irracional del pastoreo tiene como resultado generalmente la degradación de las pasturas, que conlleva a la degradación de los suelos. Esto a su vez, disminuye la disponibilidad del forraje, la capacidad de carga y la producción de carne y leche. En las etapas más avanzadas de degradación de los forrajes, ocurren infestaciones de plantas invasoras, plagas y degradación del suelo (Ramírez et al., 2019). El suelo degradado se caracteriza por la alteración de su estructura, compactación, disminución en las tasas de infiltración y capacidad de retención de agua, causando finalmente erosión. En este contexto, ALC es la región que cuenta con el mayor porcentaje de áreas degradadas, que no solo afecta los recursos naturales como se mencionó anteriormente, sino que también afecta significativamente la producción de leche y carne, en Honduras la degradación de las pasturas hace que la industria lechera deje de producir 284,106 Tm de leche y 48,271 Tm de carne en pie por año.

Las estrategias efectivas de mitigación deben basarse en el conocimiento de cómo la gestión y el uso de la tierra interactúan con el ciclo del carbono. Una de las fases de este ciclo biogeoquímico es el secuestro o almacenamiento, que se define como el movimiento de existencias de carbono, o carbono almacenado, de la reserva atmosférica a otras reservas de carbono, incluidos los suelos y la biomasa forestal.  Los pastizales contienen hasta el 30% de las reservas de carbono del mundo, de allí parte la preocupación sobre el impacto del pastoreo del ganado en el ciclo del carbono y consecuentemente en el cambio climático. Por otro lado, el pastoreo gestionado adecuadamente no involucra labranza, lo que probablemente resulta en una menor perdida de carbono del suelo con relación a los cultivos convencionales. En este orden de ideas, la gestión del pastoreo se expone como una de las principales estrategias de mitigación de GEI para los países tropicales.

Lo anterior, evidencia la necesidad de hacer frente a los retos mencionados. Buscar la integridad funcional del sistema, comprendiendo la importancia de la biodiversidad en escalas espaciales y temporales y la relación entre la sociedad y el ambiente, para adaptarse a los cambios climáticos y socioeconómicos mundiales. Además, brindar servicios ecosistémicos, especialmente el secuestro de carbono en los suelos de pastizales y evitar costos ambientales significativos. Estos objetivos deben alcanzarse a través de una mayor eficiencia en la producción, evitando la extensión de la ganadería a ecosistemas naturales, optimizando los procesos de producción y disminuyendo los niveles de incertidumbre de la cuantificación de impactos, entre estos, los inventarios de emisiones de GEI.

Referencias:

Naciones Unidas. (2017). World Population Prospects: Volume II: Demographic Profiles. New York.

Wright, I. A., Tarawali, S., Blümmel, M., Gerard, B., Teufel, N. y Herrero, M. (2012). Integrating crops and livestock in subtropical agricultural systems. Journal of the science of food and agriculture, 92(5), 1010–1015.

Alexandratos, N. y Bruinsma, J. (2012). World Agriculture towards 2030/2050: the 2012 revision. Rome: ESA Working Paper No. 12-03.

Gerber, Steinfeld, H, Henderson, B, Mottet, A, Opio, C, Dijkman, J, … Tempio, G. (2013). Tackling climate change through livestock: A global assessment of emissions and mitigation opportunities /  Food and Agriculture Organization of the United Nations. Rome: Food and Agriculture Organization of the United Nations.

Opio, C., Gerber, P. y Mottet, A. (Eds.). (2013). Greenhouse Gas Emmission From Ruminant Supply Chains. Rome: AGA/FAO.

IPCC. (2014). Cambio climatico 2014: Informe de sintesis. Contribución de los Grupos de trabajo I, II y III al Quinto Informe de Evaluación del Grupo. Ginebra, Suiza.

Kumar, S., Puniya, A. K., Puniya, M., Dagar, S. S., Sirohi, S. K., Singh, K. y Griffith, G. W. (2009). Factors affecting rumen methanogens and methane mitigation strategies. World Journal of Microbiology and Biotechnology, 25(9), 1557–1566.

Luo, J., Balvert, S. F., Wise, B., Welten, B., Ledgard, S. F., Klein, C. A. M. de, … Judge, A. (2018). Using alternative forage species to reduce emissions of the greenhouse gas nitrous oxide from cattle urine deposited onto soil. The Science of the total environment, 610-611, 1271–1280.

Krol, D. J., Carolan, R., Minet, E., McGeough, K. L., Watson, C. J., Forrestal, P. J., … Richards, K. G. (2016). Improving and disaggregating N2O emission factors for ruminant excreta on temperate pasture soils. The Science of the total environment, 568, 327–338.

Galdino, S., Sano, E. E., Andrade, R. G., Grego, C. R., Nogueira, S. F., Bragantini, C. y Flosi, A. H. G. (2016). Large‐scale Modeling of Soil Erosion with RUSLE for Conservationist Planning of Degraded Cultivated Brazilian Pastures. Land Degradation & Development, 27(3), 773–784.

Solorio, F. J., Basu, S. K., Sarabia, L., Ayala, A., Ramírez, L., Aguilar, C., … Wright, J. (2016). The Potential of Silvopastoral Systems for Milk and Meat Organic Production in the Tropics, 9, 169–183.

Ramírez, C. A., Vera, R. R. y Rao, I. M. (2019). Dynamics of animal performance, and estimation of carbon footprint of two breeding herds grazing native neotropical savannas in eastern Colombia. Agriculture, ecosystems & environment, 281, 35–46.

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