En sintonía con la tendencia mundial, en Chile se ha instalado con fuerza la necesidad de mitigar las emisiones de gases con efecto invernadero (GEI) generados por la producción ganadera bovina, particularmente en sistemas lecheros a pastoreo.
Por Ignacio Beltrán, Francisco Salazar y Marta Alfaro
Instituto de Investigaciones Agropecuarias
Centro Regional de Investigación Remehue
INIA Remehue
Los gases de efecto invernadero (GEI) son componentes gaseosos de la atmósfera de origen natural o antropogénico, que tienen la capacidad de absorber la luz solar y reemitir calor, produciendo el fenómeno conocido como “Calentamiento Global”. El desarrollo industrial es reconocido como el principal responsable del aumento en la emisión de GEI a nivel mundial. Sin embargo, en el último tiempo ha aumentado el interés por las emisiones de GEI desde la agricultura, como consecuencia de la intensificación de los sistemas de producción animal. Esta mayor intensificación responde al aumento en la población humana y desarrollo económico de los países, demandando una mayor producción de alimentos, incluyendo aquellos de origen animal (carne y leche) y vegetal.
Bajo este panorama mundial, es que los países miembros de la convención Marco de las Naciones Unidas para el Cambio Climático (UNFCCC por sus siglas en inglés) se han comprometido a elaborar y publicar actualizaciones periódicas de las emisiones nacionales de GEI en reportes conocidos como Inventarios Nacional de Gases de Efecto Invernadero (INGEI). Los inventarios buscan contabilizar cada uno de los GEI de origen antropogénico (dióxido de carbono, metano, óxido nitroso, hidrofluorocarbonos, perfluorocarbonos y hexafluoruro de azufre) que son emitidos o absorbidos desde la atmósfera por un país y periodo de tiempo definido, permitiendo así determinar cuál es la contribución específica de cada país, sector y actividad productiva al cambio climático.
En el sector agropecuario, los principales GEI emitidos o absorbidos son el anhídrido carbónico (CO2) proveniente de los procesos de respiración y por uso de combustibles fósiles, el metano (CH4) que se origina durante el proceso de rumia, en suelos o durante el cultivo del arroz, y el óxido nitroso (N2O), principalmente asociado al uso de fertilizantes nitrogenados en suelos y al pastoreo.
La metodología que emplean los países para estimar los INGEI se rige por las directrices elaboradas por el Panel Intergubernamental del Cambio Climático (IPCC por su sigla en inglés). La metodología más básica (Tier1) usa datos por defecto entregados por el IPCC, mientras que metodologías más complejas utilizan factores propios (Tier2) o sistemas de modelamiento país-especifico (Tier3).
Países en vías de desarrollo como Chile, estiman sus inventarios con la metodología Tier 1 y 2. En base a estos antecedentes, es que un proyecto colaborativo entre Nueva Zelanda y Chile (INIA Remehue) busca mejorar la desagregación de la metodología usada en países en vías de desarrollo para la estimación de los INGEI, permitiendo una estimación más precisa de los inventarios nacionales y la visualización de los beneficios que otorgan la incorporación de medidas de mitigación de las emisiones de GEI para los sistemas de producción animal.
De acuerdo al 5° Inventario Nacional de GEI, que cubre la serie de tiempo 1990-2016, el sector Agricultura aporta el 11% de las emisiones de GEI del país, ocupando el segundo lugar después del sector energía, que aporta el 78%. A modo de comparación, en países donde la agricultura ocupa una mayor fracción del producto interno bruto, como Nueva Zelanda, la agricultura es la principal fuente de emisión de GEI del país, representando el 48%. En Chile, las emisiones generadas por el ganado bovino (leche y carne) debido a la fermentación entérica es la principal fuente de metano, aportando el 40% del sector, por lo cual, gran parte de las intervenciones y estrategias de mitigación han sido realizadas en esta categoría animal.
Emisiones de GEI en el sur del país por uso de fertilizantes
Existen prácticas de mitigación que se pueden implementar a nivel predial para reducir las emisiones de GEI de origen agropecuario, a la vez que permitan aumentar la eficiencia de la producción. Por ejemplo, estudios realizados en INIA-Remehue han mostrado que las mayores emisiones en la forma de amoniaco ocurren durante las primeras 24-48 horas desde la aplicación del purín. Adicionalmente, han mostrado que estas emisiones son mayores cuando los purines se aplican en la primavera, en relación a las otras estaciones del año. Para aplicaciones de nitrógeno como urea, se han observado pérdidas de hasta 30% del nitrógeno aplicado en praderas. Cabe recordar que este gas, aparte de otros impactos, aporta indirectamente a la generación de GEI.
Estudios realizados por el mismo equipo encontraron que las emisiones de óxido nitroso en suelos bajo pradera o cultivo en el sur de Chile son bajas (< 1% del nitrógeno aplicado para fertilizantes nitrogenados y <2% del nitrógeno aplicado para aplicación de estiércol) comparadas a las observadas por volatilización de amoníaco. Sin embargo las emisiones de óxido nitroso son significativas para el medio ambiente por tratarse de un gas con efecto invernadero. Las mayores emisiones de óxido nitroso ocurren durante los primeros 6 días desde la aplicación de purines de lechería, pudiendo alcanzar el 58% del total emitido. Estos resultados sugieren que las estrategias enfocadas en mitigar la emisión de estos gases se deberían centrar principalmente en los primeros días post aplicación de las fuentes nitrogenadas.
A nivel global, se han evaluado varias estrategias para mitigar las emisiones de amoníaco y óxido nitroso provenientes de la aplicación de fertilizantes nitrogenados y estiércol animal, siendo los inhibidores de la ureasa (Ej. Triamida N (n-butil) tiofosfórica, NBPT) y de la nitrificación (Ej. Diciandiamida, DCD o Dimetilpirofosfato DMPP) los de mayor uso. Al respecto, estudios realizados en el país han reportado una reducción en la emisión de óxido nitroso cuando la aplicación de purines de lechería se realiza con DCD. Otras alternativas son la acidificación de purines y uso estratégico de riego post aplicación con reducciones importantes en las pérdidas de amoníaco.
Las emisiones de amoniaco y óxido nitroso desde sistemas ganaderos provienen también de la deposición directa de fecas y orinas durante el pastoreo, siendo la orina la fuente de mayor influencia, debido a su alto contenido de nitrógeno ureico el cual es rápidamente metabolizado en amoníaco, nitratos y óxido nitroso por los microorganismos del suelo. El alto consumo de nitrógeno en sistemas pastoriles y la incapacidad de los rumiantes de almacenar el nitrógeno son los principales responsables de la alta excreción de nitrógeno urinario. Por ejemplo, en manchas de orina se ha estimado aportes equivalentes a 600-1.000 kg de N/ha.
El principal responsable del elevado consumo de N en sistemas pastoriles, es la combinación de un alto contenido de nitrógeno e insuficiente aporte de energía por parte de la pradera, lo cual impide maximizar el uso del nitrógeno por el animal, generando una alta excreción de N a través de la orina. Estudios realizados en el sur de Chile han reportado que la excreción promedio de N oscila entre 57-74% del N ingerido, siendo la orina la principal vía de excreción.
Adicionalmente, los sistemas lecheros a pastoreo son caracterizados por recuperar un bajo porcentaje del N excretado, debido a su incapacidad de recuperar el nitrógeno excretado en la pradera. Según un estudio realizado en Australia, en sistemas pastoriles con patio de alimentación (como en el sur de Chile), el 20% del N excretado (orina y fecas) es recuperado en la sala de ordeña o patio de alimentación, por ende, más del 80% del N es excretado hacia la pradera, a diferencia de sistemas estabulados donde el 100% del N excretado puede ser recuperado. Es por esto, que una parte de los esfuerzos globales por reducir la contaminación ambiental desde sistemas productivos animales ha sido focalizada en reducir la excreción de N urinario.
Estrategias para reducir la excreción de nitrógeno
Existen varias estrategias nutricionales y de manejo del pastoreo orientadas a reducir la excreción de nitrógeno, enfocadas principalmente en la reducción del consumo de este nutriente. El uso de suplementos ricos en carbohidratos solubles y bajos en nitrógeno (ensilaje de maíz, concentrados de granos de cereal, etc.) han sido ampliamente utilizado, ya que permite incrementar la producción de leche, reducir el consumo de nitrógeno y de esta forma, reducir la excreción de nitrógeno a través de la orina.
Del mismo modo, cambios en el manejo del pastoreo tales como cambios en la fitomasa pre-pastoreo y el horario de acceso a la pradera (mañana o tarde) han sido sugeridos como estrategias para reducir el consumo y excreción de nitrógeno. Así, cuando se entrega una alta fitomasa pre-pastoreo (3.000 kg MS/ha; medida a ras de suelo) en la tarde se reduce el consumo y la excreción de nitrógeno a la vez que se mantiene una alta producción de leche. Por otro lado, la selección genética de animales con mayor capacidad de retener nitrógeno en leche ha sido evaluada como estrategia para reducir la excreción de nitrógeno en orina, sin embargo, sus potenciales efectos serían visibles a largo plazo debido al plan de mejoramiento genético que requiere ser implementado. Además, es necesario evaluar cuidadosamente que la selección de animales con menor excreción de nitrógeno urinario no conlleve a una depresión de otras características de importancia como la producción de leche, reproducción, morfología animal, u otras.
Existe un interés global creciente por mitigar las emisiones de GEI provenientes de la agricultura, especialmente, desde la producción bovina a pastoreo, dejando en evidencia la necesidad de más estudios locales que permitan mitigar sus emisiones. De esta forma, resulta fundamental el desarrollo de sistemas productivos animales eficientes y sustentables, balanceando los objetivos productivos/económicos con las demandas y políticas o acuerdos ambientales nacionales e internacionales.
