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Estrategias nutricionales para el control de la emisión de metano en
rumiantes
Emilio M. Ungerfeld
Emisión de metano en rumiantes
• Producción de metano en el rumen
• Importancia ambiental y productiva
• Estrategias de control
• Criterios de evaluación
• Consideraciones finales
celulosa, almidón
glucosa AGV
Animal:
energía, C, glucosa gases:
CO2
CH4
Metabolismo ruminal de los carbohidratos
CH4 CO2 atmósfera:
Animal Metano (litros/día)
Vacuno 100 – 600
Ovino 20 – 50
Cabra 20
Búfalos 200
Caballos 70
Camellos 220
Cerdos 5
Humanos 0.2
adaptado de Johnson et al. (1991) y Eckard et al. (2010)
Producción de metano de distintos animales
Emisión de metano en rumiantes
• Producción de metano en el rumen
• Importancia ambiental y productiva
• Estrategias de control
• Criterios de evaluación
• Consideraciones finales
adaptado de World Nuclear Association (2008)
Gas
Concentración (ppm)
Fuentes
Potencial de calentamiento
por mol (CO2 = 1)
Importancia en el total
(%) 1800 2000
Dióxido de carbono (CO2)
280
370
combustibles fósiles,
deforestación
1
60
Metano (CH4)
0.75
1.75
rumiantes, arroz, gas
natural
21
20
Oxido de nitrógeno (N2O)
0.275
0.310
suelo (fertilizantes, deyecciones)
310
6
Otros 14
Principales gases de efecto invernadero
Emisión de gases de efecto invernadero por sector en Chile
González y Martino (2005)
Agricultura
Ganadería
Otras actividades
13%
12%
72%
Animal kg Volumen metano
(litros/día)
Energía metano
(MJ/día)
Consumo energía (kJ/día)
Días de pastoreo
perdidos por aňo
Oveja adulta
48 42 – 54 1.5 – 2.0 13.0 43 – 55
Novillo 470 200 – 380 7.6 – 13.6 83 33 – 60
Vaca lechera
550 380 – 600 13.6 – 22.1
203 25 – 40
El metano como pérdida energética
adaptado de Eckard et al. (2010) Livestock Sci. 130, 47-56
• Metano: 2 – 12 % energía bruta
• Efecto ambiental
• Mercados
interés en ↓ metano
⇒
González, S. 2011. Tierra Adentro 93, 66-71.
NZ Agricultural Greenhouse Gas Research Centre
2008 US Dairy Summit
http://www.usdairy.com/Sustainability/GHGReduction/Projects/Pages/CowoftheFuture.aspx
Emisión de metano en rumiantes
• Producción de metano en el rumen
• Importancia ambiental y productiva
• Estrategias de control
• Criterios de evaluación
• Consideraciones finales
Estrategias de control
• Alimentación
• Aditivos químicos
• Aditivos microbianos
• Extractos de plantas/aceites esenciales/otros
• Genética
• Inmunización
• Bacteriocinas
• Bacteriófagos
• Oxidación
• Concentrados
• Grasas y aceites
• Saponinas
Concentrados vs. forrajes: < metano/kg producto:
< acetato/propionato
< pH ruminal
> productividad (dilución mantenimiento):
Capper et al. (2009)
Costos/disponibilidad
pH ruminal
Composición de la leche
Combustibles fósiles/fertilizantes
=> CO2, N2O
> metano de estiércol
Limitaciones del uso de concentrados
Incremento en concentrados
• < CH4/kg producto • > emisión CO2 de combustibles fósiles
• > emisión N2O fertilizantes
• > emisión CH4 estiércol
• Secuestro de C?
Balance??
• Genética
• Otras prácticas de intensificación
• Producción del grano
• Transporte de grano e insumos
• etc
=> modelación individual de cada sistema
CO2-eq = CO2 + 21 x CH4 + 306 x N2O
Estrategias nutricionales de control
• Concentrados
• Grasas y aceites
• Saponinas
Grasas y aceites
• Efecto moderado (10-25%)
• Mecanismos:
– < consumo
– < digestibilidad
– < MO fermentable
– Inhibición metanógenos
– Inhibición protozoarios
– Biohidrogenación (menor)
• Factores:
– Nivel de adición
– Grado de insaturación y largo de cadena
– Forma (aceites vs. semillas enteras)
Grasas y aceites
• Limitaciones:
– < consumo
– < digestibilidad fibra
– < grasa en leche
– Costo
• Máximo 6-7% EE total en MS dieta
• Alternativa: semillas oleaginosas con tratamiento mínimo
• Afectan menos el consumo y la digestibilidad
Estrategias nutricionales de control
• Concentrados
• Grasas y aceites
• Saponinas
Saponinas
– Efecto indirecto
– Antiprotozoarios
– Efectos in vivo variables: dosis de suplemento, contenido y tipo de saponinas
Quillaja saponaria (quillay)
Control Yucca schidigera
Quillaja saponaria
CH4 (l/d) 38.8 32.6 34.6
Protozoarios (105/ml) 16.0 15.0 14.0
Efectos de saponinas en producción de metano en ovinos (Pen et al., 2007)
Control Yucca schidigera
Quillaja saponaria
Leche (kg/d) 30.5 31.0 30.3
CH4 (l/d) 584 582 539
Protozoarios (105/ml) 6.15 6.17 6.13
Efecto de saponinas en producción de metano en vacas lecheras (Holtshausen et al., 2009)
Emisión de metano en rumiantes
• Producción de metano en el rumen
• Importancia ambiental y productiva
• Estrategias de control
• Criterios de evaluación
• Consideraciones finales
Criterios de evaluación
– Efectividad
– Efectos secundarios en rumen
– Efectos post-ruminales, productividad,
composición de productos
– Toxicidad/acumulación en productos
– Costo
– Mercados
Emisión de metano en rumiantes
• Producción de metano en el rumen
• Importancia ambiental y productiva
• Estrategias de control
• Criterios de evaluación
• Consideraciones finales
Consideraciones finales
• Evaluación holística de consecuencias en cambio climático: animal, efectos dentro del predio, efectos fuera del predio:
CO2-eq = CO2 + 21 x CH4 + 306 x N2O
• Evaluación local/individual: crear, adaptar, mejorar modelos
• Estrategias incrementales. Evaluación de interacciones
