Emisión de metano por novillos suplementados con estiércol de cerdo en un sistema silvopastoril en el Caribe de Costa Rica

Se realizó un estudio para determinar la emisión de metano (CH₄) por novillos Cebú con suplementación alimenticia a base de remanentes orgánicos de granjas porcinas (cerdaza) con diferentes digestibilidades y en pastoreo de pasto ratana (Ischaemiun ciliare). La dieta fue complementada con caña de azúcar, plantas acuáticas, pasto de corta y melaza. Los novillos iniciaron con un peso vivo de 253 kg y alcanzaron un peso final de 450 kg. Se determinó el consumo de materia seca y para la estimación de la emisión del metano se usaron las ecuaciones del Panel de Cambio Climático (I.P.C.C.) del 2006.

Durante el ciclo de engorde (232 días), los novillos suplementados con las dietas de cerdaza obtuvieron ganancias de peso de 850 g novillo^-1 día^-1, mientras que en el testigo regional las ganancias fueron 357 g novillo^-1 día^-1. La eficiencia de emisión de CH₄ por kg de carne producido es mayor al 50% para los novillos que recibieron dieta de cerdaza. Además del ahorro en agua de lavado de las instalaciones, el beneficio ambiental por la no emisión del metano es equivalente a dejar fuera de circulación 5,2 vehículos durante todo un año.

Introducción

El conflicto principal de las granjas porcinas en Costa Rica es el manejo del estiércol (cerdaza), que requiere de onerosas inversiones para su tratamiento a fin de reducir su índice de contaminación. Aunque también puede representar una opción como fertilizante orgánico y alimento para bovinos, fuente de energía y material para cama de animales.

El calentamiento del planeta es causado principalmente por la emisión de dióxido de Carbono (CO₂) y metano (CH₄). Se estima que el CH₄ tiene 21 veces más potencial de calentamiento efectivo que el CO₂. Los bovinos (rumiantes) como parte de su proceso digestivo producen CH4, con una contribución relativa estimada en 20%. La suplementación estratégica hace más eficiente la digestión ruminal, disminuyendo la generación de CH₄ y aumentando las ganancias de peso de los animales. Además, con el uso de remanentes orgánicos se reduce la necesidad de consumo de combustible fósil para la producción de alimentos concentrados a base de granos, y por tanto la emisión de CO₂. Sobre la toxicidad de la cerdaza se ha probado que es tres veces menos tóxica que el estiércol de aves (gallinaza). Las principales fuentes de emisión de CH₄ en Costa Rica provienen del sector agropecuario (del cual la actividad ganadera representa más del 80%).

Materiales y métodos.

Se utilizaron 18 novillos Cebú con peso inicial de 253 kg y final de 450 kg. Como testigos se usaron los datos regionales de ganancia de peso diario (357 gramos animal^-1) y un ciclo de engorde de 423 días. Los datos de emisión de CH₄ y eficiencia de emisión se realizaron para un novillo de 450 kg.

Las ecuaciones para estimar el consumo de materia seca en los animales en crecimiento y la emisión de metano por parte de los mismos, fueron tomadas del Chapter 10: EMISSION FROM LIVESTOCK AND MANURE MANAGEMENT. DRAFT 2006 IPCC GUIDELINES FOR NATIONAL GREENHOUSE GAS INVENTORIES, y fueron revisados corregidos por el Dr. Donald Johnson del Animal Departament de Colorado State University.

Consumo de materia seca (MS)

Con el propósito de estimar el consumo de materia seca por los animales, se utilizaron las ecuaciones presentadas por IPCC (2006). En el caso de animales en crecimiento es posible predecir el consumo de materia seca basado en el peso corporal de los mismos y la concentración de energía neta de mantenimiento de los alimentos consumidos por los animales. El rango de energía neta de mantenimiento de los alimentos varía de 3.0 a 9.0 MJ/ kg de MS.

La ecuación para estimar el consumo de materia seca para ganado en crecimiento y engorde es la siguiente:

CMS: PV ^0,75 * (0,244 * EN.ma – 0,0111 * EN ma² – 0,472) / EN ma

Donde,
CMS = consumo de materia seca (kg/a/d);
PV = peso vivo del animal (kg);
EN ma = estimación de la concentración diaria de energía neta de la dieta.

Para obtener los requerimientos de energía bruta por animal, se toma el consumo de materia seca y se multiplica por el dato del aporte promedio de energía del alimento seco, mediante la siguiente ecuación:

EB = CMS * Za

Donde,
EB = energía bruta (Mj. /a/d); CMS = consumo de materia seca (kg/a/d);
Za = Valor promedio en Mj. /kg de alimento seco, se establece en 18,45.

De esta manera el consumo de materia seca de los novillos fue de 9,7; 9,5 y 8,6 kg, lo que representó un 2,2; 2,1 y 1,9% en relación a su peso vivo, para las dietas con una digestibilidad “in vitro” de la materia seca (DIVMS) del 65%; 60% y 52% respectivamente.

Cuadro # 1. Composición de la dieta de los novillos.
Emisión de metano por novillos suplementados con estiércol de cerdo en un sistema silvopastoril en el Caribe de Costa Rica - Image 1

Emisión de Metano (CH₄) por fermentación ruminal.

La emisión de CH₄ por los animales en crecimiento se estimó a partir de la demanda de energía bruta de los mismos, según la siguiente ecuación:

CH₄ = EB * Ym * # días ciclo engorde / 55.65

donde:
CH₄= metano en kg/ animal/ día;
EB = energía bruta en MJ/ día;
Ym = fracción de energía bruta convertida a metano que varía de 5,5 a 6,5% para animales en pastoreo.
55.65 = factor de conversión de MJ a kg metano

El CH₄ expulsado por los animales a través del estiércol se determinó mediante la ecuación:

CH₄ = SV * Bo * FCM * 0.662

donde:
SV= total de sólidos volátiles producidos animal^-1 año^-1,
Bo= producción máxima de metano por kg de sólidos volátiles (m3 CH₄ kg SV^-1);
FCM= factor de conversión de metano;
0.662= factor de conversión de m³ CH₄ a kg de CH₄.

Una vez obtenidos los valores de emisión producto de la fermentación ruminal y las excretas, estos datos se transforman para presentarlos en términos de su equivalente de CO₂, según la ecuación:

· Equivalentes tC para CH₄= toneladas CH₄* 21 (convertir a CO₂)

El diseño experimental empleado fue un Irrestricto al azar, los datos obtenidos para cada finca fueron sometidos a pruebas de T para determinar si existían diferencias entre los tipos de finca. Para todos los análisis se utilizó el Statistical Analysis Systems (SAS 1988).

Resultados y conclusiones

La integración de los sistemas porcinos y ganaderos es factible desde la perspectiva ambiental y productiva. Por una parte se reduce la emisión total de CH₄ y por otra parte aumentan las ganancias de peso diario (850 g a^-1).

El consumo de materia seca es mayor en los animales que consumen alimentos de mayor digestibilidad (Cuadro 2), por tanto la emisión de metano también es mayor (5,1%). No sucede lo mismo con los datos de eficiencia de emisión, donde los novillos que reciben cerdaza son 226% más eficientes que los alimentados con pasto ratana (Ischaemiun ciliare) con ciclos de recuperación de 28 días.

Cuadro 2. Emisión de metano por novillos de engorde suplementados con cerdaza

Emisión de metano por novillos suplementados con estiércol de cerdo en un sistema silvopastoril en el Caribe de Costa Rica - Image 2

Si la duración del ciclo de engorde es 232 días, en un año podemos manejar 1,6 lotes con 18 novillos cada uno, bajo condiciones de suplementación.

Si consideramos que el ciclo de engorde fue de 232 días, con suplementación de cerdaza podríamos manejar 1,6 lotes de 18 novillos por año. Partiendo de este número de ciclos, este sistema de engorde contribuye con el ambiente por la No Emisión o Economía de 40,5 ton CO₂ equivalente por año. Esta cantidad de CO₂ equivalente por año es igual a dejar fuera de circulación 5,2 vehículos por año. También como anualmente reforestar en plantación mixta con 3 has de Amarillón con un turno de cosecha de 20 años; o bien mantener 5,5 has de un Bosque secundario menor a 20 años.

Hay otro detalle en consideración con este sistema de manejo de la cerdaza, y es el hecho de la que evitamos la contaminación de las fuentes de agua, al no descargar las excretas en esos lugares. Sistemas silvopastoriles como el manejado en este estudio, y como muchos otros prestan un gran servicio ambiental y reducen la importación de alimentos concentrados para alimentación de bovinos.

Bibliografía

Intergovernmental Panel on Climate Change. 2000. IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories: Reference Manual. Agriculture. Chapter 4. 114p.

Intergovernmental Panel on Climate Change. Draft 2006. IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories: Reference Manual. Agriculture. Chapter 10. Emissions from livestock and manure management. 84p.