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GOBIERNO DE CHILE / MINISTERIO DE AGRICULTURA/ INIA REMEHIE 25 MITIGACIÓN DE LAS EMISIONES DE METANO ENTÉRICO DE SISTEMAS GANADEROS AL PASTOREO César S. Pinares-Patiño CSIRO, Integrated Agricultural Systems, Canberra, Australia. Email: [email protected] 1. INTRODUCCIóN El gas metano (CH 4 ) es muy importante por sus implicancia en el fenómeno del cambio climático debido a su potencia como gas de efecto invernadero (GEI) y la ganadería (rumiantes) constituye la fuente más importante de las emisiones antropogénicas de este gas. En comparación, la importancia del CH 4 entérico en la eficiencia de conversión alimenticia es relativamente menor puesto que representa en la mayoría de casos 6-7% de la energía bruta ingerida (EBI) en los alimentos. Es más, en condiciones normales de alimentación (forrajes toscos), el CH 4 entérico es un indicador de una óptima función ruminal. Durante la reciente década considerable cantidad de recursos han sido invertidos para el desarrollo de métodos de reducción de las emisiones de CH 4 entérico, especialmente por unidad de alimento ingerido. Sin embargo, la mayoría de estos esfuerzos han privilegiado el confinamiento de animales en jaulas metabólicas y cámaras de respiración a fin de facilitar las mediciones de consumo y emisión de gases. Aunque algunos resultados de estos estudios son promisorios, éstos son de limitada o nula aplicabilidad a las condiciones de crianza/explotación de la mayor parte de rumiantes (extensivo en pastoreo y sistemas mixtos), donde existe mayor potencial para la reducción de la intensidad de emisión de CH 4 (i.e., por unidad de producto animal). La literatura abunda en sugerir que la manipulación de la dieta (e.g., substitución de de la fibra por carbohidratos no- estructurales y adición de lípidos) es el método más efectivo de reducción de las emisiones de CH 4 (ej. Machmüller, 2003). Sin embargo, por varias razones, la manipulación dietaria en sistemas de pastoreo puede no ser de aplicación práctica, ni un método eficaz y barato. Primero, el pasto o material cosechado por el animal es la fuente más barata de nutrientes para un rumiante y en sistemas intensivos de pastura, la ingestión de forraje decrece a consecuencia de la suplementación con concentrados (substitución), resultando en la sub-utilización del forraje. Segundo, los suplementos deben ser proveídos en el campo (potrero) en el momento adecuado y a un costo/beneficio bajo, lo cual puede no ser factible en muchas situaciones. Por ejemplo, con excepción de la lechería y sistemas de pequeñas crianzas, los animales no son manejados con cierta intensidad, y en consecuencia una suplementación intermitente tendría poca efectividad. Tercero, a fin de producir cambios en el medio ruminal y por ende la tasa de metanogenesis, la suplementación con concentrados debe constituir >40% de la dieta diaria (Vermorel, 1995; Boadi et al. 2002), nivel que puede ser anti-económico. Cuarto, no debe de olvidarse que la producción de suplementos y su uso están asociados con emisiones de otros GEI (ej. CO 2 , N 2 O). Se prevé que para el año 2050 la demanda por carne y leche de origen de rumiantes ha de duplicarse debido al crecimiento poblacional y aumento en el consumo per cápita, y se estima que incluso una reducción de las emisiones de los GEI de origen ganadero del orden del 50% serán insuficientes para cancelar las emisiones debidas al incremento de la población de rumiantes. Por consiguiente, aún si se implementaran tecnologías de mitigación, es poco probable que las emisiones globales de los GEI ganadero se reduzcan mientras la población animal global no se reduzca. Investigación de efectos del cambio climático en los sistemas de producción animal y las emisiones de GEI aún son incipientes. Hay indicios de que escenarios de cambio climático estarán asociados con incrementos en las

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GOBIERNO DE CHILE / MINISTERIO DE AGRICULTURA/ INIA REMEHIE

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MITIGACIÓN DE LAS EMISIONES DE METANO ENTÉRICO DE SISTEMAS GANADEROS AL PASTOREO

César S. Pinares-PatiñoCSIRO, Integrated Agricultural Systems, Canberra, Australia. Email: [email protected]

1. inTrodUCCión

El gas metano (CH4) es muy importante por sus implicancia en el fenómeno del cambio climático debido a su potencia como gas de efecto invernadero (GEI) y la ganadería (rumiantes) constituye la fuente más importante de las emisiones antropogénicas de este gas. En comparación, la importancia del CH4 entérico en la eficiencia de conversión alimenticia es relativamente menor puesto que representa en la mayoría de casos 6-7% de la energía bruta ingerida (EBI) en los alimentos. Es más, en condiciones normales de alimentación (forrajes toscos), el CH4 entérico es un indicador de una óptima función ruminal.

Durante la reciente década considerable cantidad de recursos han sido invertidos para el desarrollo de métodos de reducción de las emisiones de CH4 entérico, especialmente por unidad de alimento ingerido. Sin embargo, la mayoría de estos esfuerzos han privilegiado el confinamiento de animales en jaulas metabólicas y cámaras de respiración a fin de facilitar las mediciones de consumo y emisión de gases. Aunque algunos resultados de estos estudios son promisorios, éstos son de limitada o nula aplicabilidad a las condiciones de crianza/explotación de la mayor parte de rumiantes (extensivo en pastoreo y sistemas mixtos), donde existe mayor potencial para la reducción de la intensidad de emisión de CH4 (i.e., por unidad de producto animal).

La literatura abunda en sugerir que la manipulación de la dieta (e.g., substitución de de la fibra por carbohidratos no-estructurales y adición de lípidos) es el método más efectivo de reducción de las emisiones de CH4 (ej. Machmüller, 2003). Sin embargo, por varias razones, la manipulación dietaria en sistemas de pastoreo puede no ser de aplicación práctica, ni un método eficaz y barato. Primero, el pasto o material cosechado por el animal es la fuente más barata de nutrientes para un rumiante y en sistemas intensivos de pastura, la ingestión de forraje decrece a consecuencia de la suplementación con concentrados (substitución), resultando en la sub-utilización del forraje. Segundo, los suplementos deben ser proveídos en el campo (potrero) en el momento adecuado y a un costo/beneficio bajo, lo cual puede no ser factible en muchas situaciones. Por ejemplo, con excepción de la lechería y sistemas de pequeñas crianzas, los animales no son manejados con cierta intensidad, y en consecuencia una suplementación intermitente tendría poca efectividad. Tercero, a fin de producir cambios en el medio ruminal y por ende la tasa de metanogenesis, la suplementación con concentrados debe constituir >40% de la dieta diaria (Vermorel, 1995; Boadi et al. 2002), nivel que puede ser anti-económico. Cuarto, no debe de olvidarse que la producción de suplementos y su uso están asociados con emisiones de otros GEI (ej. CO2, N2O).

Se prevé que para el año 2050 la demanda por carne y leche de origen de rumiantes ha de duplicarse debido al crecimiento poblacional y aumento en el consumo per cápita, y se estima que incluso una reducción de las emisiones de los GEI de origen ganadero del orden del 50% serán insuficientes para cancelar las emisiones debidas al incremento de la población de rumiantes. Por consiguiente, aún si se implementaran tecnologías de mitigación, es poco probable que las emisiones globales de los GEI ganadero se reduzcan mientras la población animal global no se reduzca.

Investigación de efectos del cambio climático en los sistemas de producción animal y las emisiones de GEI aún son incipientes. Hay indicios de que escenarios de cambio climático estarán asociados con incrementos en las

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concentraciones de CO2 en la atmósfera, temperatura, intensidad y frecuencia de eventos climáticos extremos, y cambios en los patrones de precipitación (Crimp et al. 2014), con severas consecuencias en el bienestar y productividad de las especies ganaderas. Por ejemplo, la variabilidad en la disponibilidad y calidad de forrajes se acentuará, mientras al mismo tiempo plagas y especies invasoras incrementaran su presencia en los sistemas de pastizal. La productividad animal se verá comprometida por el mayor gasto energético requerido para el mantenimiento y homeostasis. Este escenario exige que nuevos sistemas resilientes e integrados de producción requieren desarrollarse donde el manejo de los recursos (base de alimentos y animales) puedan cambiarse/ajustarse rápidamente a fin de continuar con la provisión de alimentos de origen animal.

2. desArroLLo de ALTernATiVAs de redUCCión de LAs emisiones de meTAno enTériCo

Durante los últimos cinco años, se ha producido abundante literatura concerniente con la proposición de alternativas de reducción de las emisiones de CH4 entérico a nivel de animal individual. Estas propuestas de mitigación se pueden clasificar dentro de tres rubros importantes de manipulación, que no son excluyentes uno del otro: manipulación alimenticia y dietética, manipulación animal y manipulación microbiana. Cabe indicar que cualquier método de reducción de las emisiones de CH4 operaría via la alteración del ecosistema ruminal y la tasa de metanogénesis. La relativa importancia de los tres rubros de manipulación de la emisión de CH4 dependerá del sistema de producción ganadero en donde se encuentren los animales. Por ejemplo, los sistemas intensivos de producción tipo ‘feedlot’ se caracterizan por tener emisiones reducidas y el potencial de reducción de estas emisiones son relativamente menores dado que las manipulaciones animales y dietéticas ya se han implementado con la intensificación de producción (Capper et al. 2009), quedando por consiguiente potencial para implementar las manipulaciones microbianas. Por el contrario, los sistemas más extensivos tales como aquellos al pastoreo tienen un gran potencial para la reducción de las emisiones principalmente a través de las manipulación animal y microbial y también con cierta limitación las manipulación dietética, esto es porque en estos sistemas los animales son manejados con menos frecuencia y por consiguiente hacen poco prácticas o económicas la suplementación dietética. Sin embargo, los sistemas basados al pastoreo tienen un buen potencial de reducción a través de la manipulación dietética vía el uso de nuevos sistemas forrajeros, especialmente aquellos que incluyan contenidos apropiados de taninos condensados.

Aspectos muy importantes que deben considerarse en la evaluación de las alternativas de abatimiento de las emisiones de CH4 son: (1) persistencia del efecto de la manipulación, (2) eficacia de la manipulación en términos de magnitud del impacto, (3) intervalo de tiempo desde su aplicación hasta su impacto (i.e., efecto inmediato, de medio o largo plazo), (4) costo, (5) efectos sinergéticos y antagónicos en el animal, sistema de producción y cadena alimenticia (ej. emisión de otros gases, seguridad alimentaria, mejoramiento en conversión alimenticia, etc.). Finalmente, debe de considerarse la unidad de medida del impacto de las propuestas de mitigación. Por ejemplo, si debe ser por unidad animal, materia bruta o digestible ingerida o peso vivo. En adición, extensión a grupos de animales debe considerar emisiones por unidad de área, hato, producto animal estándar (ej. leche ajustado por contenido energético o grasa) e incluso análisis de ciclo de vida.

2.1 mAniPULACión ALimenTiCiA Y dieTéTiCALos hallazgos de Blaxter y Clapperton (1965) son citados con mucha frecuencia para recomendar el incremento del nivel alimenticio como la herramienta más potente para reducir las emisiones de CH4 entérico. Quiere decir que a medida que el consumo de alimento incrementa la producción absoluta de CH4 se incrementa, mientras que el rendimiento de CH4 por unidad de consumo (ej. EBI) se reduce, y la alimentación generosa resulta en mayor productividad animal. Es cierto que consumos altos resultan en producciones incrementadas de CH4 porque más alimento es procesado, mientras la tasa de metanogenesis se reduce. El mecanismo para la negativa asociación entre rendimiento de CH4 y consumo reside en que a medida que el consumo aumenta el tiempo de retención de la digesta en el rumen disminuye y por ende la actividad celulolítica disminuye resultando en una reducida extensión de digestión de fibra (el componente más metanogénico del alimento) y una fermentación que favorece la

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producción de ácido propiónico en lugar de ácido acético. Es también cierto, que en alguna medida las dietas altas en concentrados sobre todo aquellas con deficiencia en fibra efectiva conllevarán a la disminución del pH ruminal, al cual los metanogénicos son muy sensitivos. En dietas basadas en forrajes (mayor contenido de fibra de digestión lenta), sin embargo, la asociación negativa entre rendimiento de CH4 y consumo parece ser muy débil comparado con lo observado en dietas mixtas (>40% concentrado).

Es muy bien establecido que la calidad de los forrajes declina con el avance en el estado fenológico, y que las leguminosas sobre todo las de clima templado tienen una mayor calidad que las gramíneas, y en turno las gramíneas C3 mayor que las gramíneas C4. Por consiguiente, es de esperarse que el rendimiento de CH4 por unidad de material ingerido será menor a medida que la calidad del forraje aumente (i.e., menor contenido de paredes celulares pero mayor contenido de carbohidratos solubles). Sin embargo, recientes estudios en Nueva Zelandia muestran que la calidad del forraje tiene muy poco impacto en el rendimiento de CH4 entérico. No obstante el menor impacto de la calidad de forraje, menores intensidades de emisión de CH4 por unidad de producto animal serán asociadas con los forrajes de buena calidad, comparado con aquellos de menor calidad. Esto quiere decir que para un nivel dado de producción animal, la cantidad consumida de un forraje de buena calidad será menor que aquella de un forraje de calidad media o baja (si es que no hubiera limitación física al consumo).

Los compuestos secundarios presentes en las especies forrajeras sobre todo leguminosas (ej., taninos condensados y saponinas) han demostrado eficacia de reducción de las emisiones de CH4 entérico y parece que este efecto también continúa en el estiércol. Los compuestos secundarios también son potencialmente beneficiosos en reducir las emisiones de N2O puesto que al reducir la proteólisis en el rumen reducen la partición del nitrógeno (N) hacia el N urinario y mejoran la retención del N. Como es sabido, el N urinario es la fuente más importante de emisión de N2O y la mantención de las pasturas en estadios vegetativos a fin de optimizar su consumo y valor alimenticio tiene un efecto positivo en la emisión de N2O por dos razones. Primero, es una práctica común usar alta fertilización nitrogenada para maximizar la producción primaria durante el estadio vegetativo, y esto incrementa los contenidos de N en la dieta. Segundo, mientras el material forrajero vegetativo garantiza incrementar el consumo voluntario, a medida que éste incrementa la tasa de partición de N hacia el N urinario incrementa casi exponencialmente mientras la retención de N permanece sin cambio.

Se sospecha que la alta fertilización nitrogenada de forrajes tiene un efecto negativo en la metanogénesis via el contenido de nitratos. Los nitratos pueden reemplazar al CO2 como aceptores de electrones, de este modo produciendo amonio en lugar de CH4 (Leng, 2008). Sin embargo, en la práctica parece que el efecto es muy variable y además hay el riesgo de que cantidades excesivas de nitrato pueda inducir metahemoglobinemia (toxicidad por nitritos).

En sistemas de pastoreo, aunque se puede controlar la calidad nutritiva del pasto, no se puede maximizar los beneficios del nivel de alimentación de los forrajes en reducir las emisiones de CH4 por tres razones fundamentales. Primero, el pasto por ser fibroso y tener bajo contenido de materia seca es voluminoso y su pasaje a través del rumen requiere mayor tiempo de retención, de este modo limitando la capacidad de ingestión. Segundo, el animal para cosechar su alimento tiene un tiempo limitado puesto que tiene que asignar el tiempo a otras actividades fundamentales (ej. rumiación, búsqueda de alimento y agua, etc.). Tercero, el pasto es el alimento más barato para la producción ganadera y para mantener tanto la eficiencia de su utilización (cosecha) y su calidad, la carga ganadera instantánea generalmente es alta, dejándose que los animales compitan por una cantidad limitada de forraje.

Las especies forrajeras más promisoras para reducir las emisiones de CH4 aún tienen cualidades agronómicas muy pobres en términos de persistencia y resistencia al pastoreo. Los programas de mejoramiento forrajero están interesados en incrementar los contenidos de azúcares solubles, lípidos y taninos condensados en las especies forrajeras. Tal vez esta estrategia sea más sostenible que el mejoramiento de especies forrajeras dependientes de la alta fertilización nitrogenada. Un problema asociado con la incorporación de nuevas especies forrajeras es el costo de su establecimiento y también el efecto de la renovación de pasturas en la perdida de las reservas

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de carbono del suelo (otra fuente de GEI). El uso estratégico de cultivos forrajeros (ej., cereales y crucíferas) en fresco o conservado también tiene potencial de reducción de las emisiones de CH4 debido a la modificación de la fermentación microbiana asociada atribuible a su digestión más rápida, carbohidratos solubles, compuestos secundarios y posiblemente nitratos.

El uso de aditivos dietéticos tales como monensina, ácidos orgánicos, pro-bióticos, nitratos, etc. también tienen potencial para reducir las emisiones de CH4 entérico. En general estos aditivos muestran sus efectos en sistemas intensivos, mientras que en sistemas de producción animal basados en el uso de forrajes no han mostrado eficacia muy a pesar de su impracticabilidad de su uso. Un aspecto adicional de los aditivos dietéticos es relacionado a los residuos que pueden persistir en los productos de origen animal.

2.2 mAniPULACion miCrobiALNo se debe de olvidar que el CH4 es producto de la fermentación microbiana de la materia orgánica de los alimentos (Figura 1, Buddle et al. 2010) y que el animal es sólo un hospedero que influye indirectamente a la tasa de metanogénesis a través de selección de dieta, tasa de consumo, tamaño ruminal, masticación/salivación, tasa de pasaje, etc.

Figura 1. Metanogénesis ruminal.

La investigación comprendida en las manipulaciones microbiales en el rumen incluyen: desarrollo de vacunas, desarrollo de la capacidad de fagocitosis, control de protozoarios ruminales, potenciación de los homoacetogénicos, desarrollo de inhibidores de metanogénesis y modificadores de fermentación, etc. Estas manipulaciones tienen potencial para reducir directamente e indirectamente la población y actividad de los metanogénicos ruminales y adicionalmente de dirigir el balance de hidrógeno resultante en beneficio del animal (ej. producción de ácido acético). Sin embargo debe tenerse en cuenta que el rumen es un sistema muy resiliente y los metanogénicos han evolucionado hace varios billones de años y su co-evolución con los sistemas digestivos datan millones de años. Por consiguiente, las manipulaciones no son muy simples de plasmarse. Un aspecto adicional a tener en cuenta es también la gran diversidad de metanogénicos, lo cual implica que la manipulación microbial debe de afectar a todas las especies metanogénicas. En general, con excepción de la defaunación, las técnicas de manipulación microbiana aún se encuentran en estadios primarios de desarrollo. Recientes logros en la secuenciación del genoma de algunos metanogénicos ofrece una herramienta útil para la aceleración del desarrollo de vacunas e inhibidores de la metanogénesis (Attwood, 2014).

Hace una década CSIRO-Australia desarrolló unas vacunas anti-metanogénicas pero su desarrollo fue discontinuado. Al presente, la aproximación que se está usando en Nueva Zelanda para el desarrollo de vacunas es la generación

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de anticuerpos salivales a fin de neutralizar a los metanogénicos o perturbar la formación de CH4 (Wedlock, 2014). La vacunación, si es que se puede desarrollar, puede tener buena efectividad y sería de relativamente fácil adopción puesto que es una forma común de prevención de enfermedades en la producción animal.

Los bacteriófagos o fagos son virus que infectan a bacterias específicas y es conocida la terapia fágica como un método de control de patógenos. Muy a pesar que muy pocos fagos anti-metanogénicos han sido reportados, todo hace pensar que la diversidad es mucho más amplia. Entonces, la habilidad de estos microorganismos para penetrar y subsecuentemente llevar a cabo los ciclos líticos y lisogénicos los hacen potencialmente útiles para la mitigación de las emisiones de CH4.

Los metanogenicos usan el gas H2 como la fuente de energía para reducir el CO2 a CH4, mientras que las bacterias homoacetogénicas tienen la capacidad de usar el H2 para reducir el CO2 a acetato. La diferencia está en que mientras la energía en el CH4 se pierde, la energía en el acetato es utilizada por el animal. Algunas bacterias acetogénicas han sido aisladas del rumen y potencialmente podrían usarse para fines de mitigación de la producción de CH4 y a la vez mejorar la eficiencia de alimentaria. Sin embargo, en el sistema ruminal los acetogénicos no pueden competir con los metanogénicos en el uso de H2. De este modo, la propuesta de mitigación usando acetogénicos sólo podría funcionar bajo condiciones donde los metanogénicos han sido previamente controlados y hay suficiente H2 para el crecimiento de los acetogénicos.

La defaunación ruminal (remoción de los protozoarios) ha sido asociada con la reducción de las emisiones de CH4, posiblemente debido a la disrupción de la transferencia inter-especies de H2. Sin embargo, la reducción en emisión parece ocurrir solamente en las dietas altas en concentrados, mientras que en dietas basadas en forrajes esta relación es inexistente e inclusive contraria. En adición, no existe una tecnología apropiada para la defaunación para sistemas basados en pasturas y tal vez el desarrollo de vacunas contra protozoarios o el uso de compuestos secundarios en las plantas forrajeras (saponinas) sean las alternativas a la defaunación química propiamente dicha.

2.3 mAniPULACión AnimALTradicionalmente la ciencia animal ha ignorado las variabilidades inter-animal observadas en casi todas las características productivas y funcionales. Estas variaciones existen inclusive en los recursos animales de bastante especialización y por ende gran historial de selección artificial, como es el caso de razas de leche. Es de esperarse que la variabilidad inter-animal en las características animales relacionadas con las emisiones de CH4 pueda ser aún más grande en sistemas de producción cuyos recursos animales hayan sufrido menor intensidad de selección, como es el caso de razas nativas y criollas. Actualmente, usando recursos animales con intensidades de selección altas tales como las razas especialidades en producción de carne y leche en base a raciones mixtas y también aquellas basadas en pastoreo intensivo se ha comenzado a desarrollar dos alternativas de explotación de la variabilidad inter-animal con miras a reducir las emisiones de GEI. Una de las alternativas es indirecta y está basada en el concepto del ‘consumo neto de alimentos’, llamado también ‘consumo residual’, mientras la otra es directa e involucra la aplicación de conceptos de selección animal para rendimiento de CH4 por unidad de consumo.

El consumo residual es la diferencia entre el consumo real del animal durante el periodo de medición (~80 días para ganancia de peso) y el consumo esperado en base al peso del animal y performance de ganancia de peso (o producto), calculado usando ecuaciones de balance energético. Aquellos animales que consumen menos de lo esperado tienen valores negativos de consumo residual (son más eficientes), mientras que aquellos que consumen encima de los valores esperados tienen valores positivos (ineficientes). Esta medida de eficiencia alimentaria es heredable y es de mucho más valor para propósitos de selección que las mediciones de eficiencia alimentaria bruta (ej. ganancia de peso/consumo). Aún se desconoce a ciencia cierta cuál es el mecanismo responsable para la variación en consumo residual, pero todo parece indicar que los animales más eficientes tienen menores requerimientos para las funciones asociadas con el mantenimiento y homeostasis. La relación entre el consumo residual y las emisiones de CH4 no es todavía clara. No obstante, para un mismo nivel de producción de leche o carne se gastará menos alimento y por consiguiente habrá menor emisión de GEI si se usaran animales de consumo residual negativo en lugar de

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aquellos con consumo residual positivo (Basarab et al. 2013). Lamentablemente, para sistemas de pastoreo no se puede aplicar el concepto de consumo residual directamente puesto que aún existen deficiencias en técnicas para medir/estimar el consumo voluntario con cierta certeza, entonces queda la búsqueda de indicadores de consumo residual. Estudios recientes (Carberry et al. 2014; McCann et al. 2014) en vacunos de carne indican diferencias en microbioma ruminal entre animales divergentes en consumo residual. La presión de selección animal para consumo residual negativo podría potencialmente comprometer las características funcionales (ej., rusticidad, reproducción) al aminorar los requerimientos para las funciones básicas (mantenimiento).

La otra alternativa para explotar directamente la variación animal es aquella que se sustenta en la variación inter-animal específica en emisiones de CH4. Es bastante documentado que animales alimentados con una dieta única en cantidades fijas resultan en una variabilidad inter-animal grande (Lassey et al. 1997; Pinares-Patiño et al. 2003) y recientemente se ha progresado en determinar la heredabilidad y repetibilidad de esta característica (Pinares-Patiño et al. 2013a). Los indicios indican que el factor responsable para las diferencias inter-animales es el tamaño y volumen ruminal y la tasa de pasaje de los alimentos, que resultan en composición microbianas y tasas de fermentación en rumen diferentes (Pinares-Patiño et al. 2013b; Kittelmann et al. 2014; Shi et al. 2014). En Nueva Zelandia se ha producido líneas de ovinos con rendimientos de CH4 altos y bajos a fin de establecer los mecanismos involucrados en la diferencia y sus asociaciones con las características de producción y funcionales, con miras a la selección animal a través de su incorporación en índices de selección. Esta alternativa no parece comprometer la eficiencia de conversión alimentaria, por lo menos con forrajes de buena calidad (Pinares-Patiño et al. 2013a). Un aspecto importante que requiere atención es que si genotipos animales con emisiones altas de CH4 serian los más adecuados para sistemas de producción en base a forrajes de calidad pobre y media, y de disponibilidad baja.

La totalidad de la energía metabolisable (EM = EBI - energía en heces y orina - energía en gases) consumida por el animal para su propio mantenimiento se pierde como calor. En sistemas de lechería, dependiendo del estado de lactancia, el componente mantenimiento puede representar entre 40 y 75% del total de los requerimientos de EM. Por esta razón, si incrementamos la productividad animal, la producción absoluta de CH4 se incrementará, mientras que la intensidad de emisión por unidad de producto disminuirá a una tasa mayor. Mejorar el sistema de producción implica optimizar la productividad animal vía el mejoramiento del manejo, nutrición, reproducción y uso de genotipos apropiados, de modo que las emisiones asociadas con los requerimientos de mantenimiento se diluyen y aquellas asociadas con la producción se incrementan. El concepto de la dilución de las necesidades de mantenimiento no sólo aplica al animal individual durante un periodo específico (eg. lactancia), sino que también a nivel de hato/rebaño. Por ejemplo, mantener en un rebaño a animales enfermos o aquellos que no pudieron concebir, o animales sub-alimentados, estarán asociados con altos porcentajes de partición de la EM para mantenimiento y por ende tendrán un impacto fuerte no solo en la intensidad de emisión de CH4 de todo el hato/rebano (emisión total por kg de leche o carne) sino también en la economía de producción.

Los efectos del mejoramiento de la productividad animal sobre las emisiones de los GEI solo serán efectivos si paralelamente se reduce el número de animales. Por ejemplo, en Nueva Zelandia las emisiones de CH4 de la ovejería se redujeron mientras que las de la lechería se incrementaron muy a pesar del mejoramiento de la eficiencia ganadera lograda en estos rubros de la producción animal.

Tabla 1. Cambio en las emisiones de CH4 entérico en el sistema pastoral de ganadería ovina y lechera en Nueva Zelanda entre los años 1990 y 2006 (Fuente: Pinares-Patiño et al. 2009).

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3. ConCLUsión

La emisión de CH4 de sistemas ganaderos es apenas un aspecto de todo un rubro de impactos ambientales de esta actividad. Por consiguiente, al comparar alternativas de mitigación de CH4 entérico, se debe de considerar no sólo el efecto directo sobre esta fuente, sino también el efecto indirecto en otras fuentes de CH4 y de los otros GEI, y también otros impactos ambientales así como efectos en la cadena alimenticia. Por ejemplo, comparado con sistemas de estabulación, los sistemas pastorales están asociados con emisiones mínimas de CH4 de origen de estiércol, mientras las emisiones de N2O son mucho más altas.

Podemos afirmar que en este momento no existe tecnología para la mitigación de las emisiones de CH4 en animales al pastoreo. Los esfuerzos de investigación aun están en desarrollo y aún falta mucho tiempo para que alguna alternativa promisora se pueda evaluar en condiciones de producción por sus efectos directos en la producción de CH4 e indirectos en el sistema de producción (ej. impacto ambiental general, productividad animal y costo/beneficio). Por lo tanto, queda la optimización del sistema de producción orientada a maximizar el uso de recursos, principalmente alimenticios, como la alternativa más importante para reducir la intensidad de emisión de los GEI (i.e., emisión por unidad de producto o servicio animal). Esto no necesariamente implica la intensificación del proceso de producción. En última instancia, la producción animal orientada al mercado debe de ser económicamente viable y con un reducido impacto ambiental. Es más, frente a escenarios de cambio climático en el presente y en el futro cercano, los sistemas ganaderos pastorales deberán ser altamente resilientes, mientras que los ganaderos tendrán que ser capaces de implementar rápidos ajustes en el manejo.

4. reFerenCiAs

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