Estrategias de mitigación de la emisión de metano en vacunos de carne

Abstract

Las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) en el Uruguay se originan mayoritariamente en el sector ganadero y es el metano (CH4) el gas emitido en mayor proporción. El CH4 es el producto final del proceso de fermentación entérica de los rumiantes y su emisión está afectada por la cantidad y calidad de los alimentos ingeridos así como por características propias del animal. La mitigación de las emisiones de este gas es necesaria para lograr la intensificación sostenible de los sistemas de producción de carne y al mismo tiempo es parte fundamental de los compromisos de Uruguay ante la UNFCC luego de la firma del Acuerdo de Paris en 2015. Por este motivo, el objetivo general de esta Tesis es contribuir al proceso de intensificación sostenible de la producción ganadera nacional a través del estudio de posibles estrategias vinculadas con el manejo alimenticio y con características propias del animal (consumo residual de alimento, CRA) para la mitigación de las emisiones de CH4 entérico. Este objetivo se cumplirá a través de los siguientes dos objetivos específicos: 1. Cuantificar las emisiones de CH4 entérico en vacunos de carne en condiciones pastoriles y comparar el nivel de emisión de animales consumiendo pasturas de diferente calidad nutricional; y 2. Cuantificar las emisiones de CH4 entérico en vacunos de carne con niveles de consumo residual de alimento (CRA) altamente contrastantes en condiciones de confinamiento. El cumplimiento de estos objetivos se basó en la realización de dos experimentos. En el Experimento I se comparó la emisión de CH4 entérico entre pasturas de diferente valor nutritivo utilizando la técnica del marcador hexafluoruro de azufre (SF6). Para el experimento I se emplearon 20 vaquillonas Hereford, agrupadas en dos lotes (n=10) según su peso vivo (PV), en un diseño “crossover” de dos períodos: invierno y primavera. En ambos períodos, cada lote fue asignado a dos pasturas de calidad inicial contrastante: alta calidad vs. baja calidad (65,5% vs. 71,2% de digestibilidad de materia seca (DMS); 54,9% vs. 40,9% de fibra detergente neutro (FDN), y 11,6% vs 22,8 % de proteína cruda (PC)). Cada período experimental consistió de 8 días de adaptación a la dieta y 5 días de medición. El Experimento II consistió en la medición de la emisión de CH4 entérico, utilizando la técnica del SF6, en novillos Hereford con valores contrastantes de consumo residual de alimento (CRA) en condiciones de confinamiento. Se evaluaron 18 novillos que fueron agrupados en dos lotes (n=9) en función de su CRA, siendo los tratamientos evaluados: BCRA (alta eficiencia) y ACRA (baja eficiencia) (-0,85 kg ± 0,17 Materia Seca Ingerida/d vs. 0,94 ± 0,23 MSI/d, respectivamente). Se utilizó un diseño de medidas repetidas en el tiempo. El periodo experimental fue de 20 días, siendo los primeros 8 días de adaptación de los animales al manejo e implementos para la técnica de determinación de CH4. Se realizaron dos periodos consecutivos de 5 días cada uno de medición de la emisión de CH4, con un intervalo de 2 días entre ellos. Todos los resultados fueron analizados mediante el procedimiento mixto de SAS. En el Experimento I, los animales que pastorearon en la pastura de alta calidad emitieron 14% menos CH4 expresado como % de la Energía Bruta Ingerida (Ym) y 11% menos CH4 expresado por unidad de MSI, en relación a los animales que pastorearon en la pastura de baja calidad. En el Experimento II, los animales más eficientes (BCRA) emitieron 27% menos CH4 expresado tanto como % de la Energía Bruta Ingerida (Ym) como por unidad de MSI que los menos eficientes (ACRA). Los resultados obtenidos permiten enfatizar que el manejo de la calidad de la pastura y la inclusión de animales más eficientes (BCRA) en nuestros rodeos permitiría reducir las emisiones de CH4 de los rumiantes y por ende las emisiones reportadas en los inventarios nacionales de GEI.

In Uruguay, Greenhouse gas (GHG) emissions mostly come from the livestock production sector within which the methane (CH4) gas shows the highest values of emissions. CH4 is the final product of the enteric fermentation process that occurs in ruminants and its emission is affected by the quantity and quality of the food intake as well as by animal's own characteristics. The mitigation of CH4 emissions is necessary to achieve a sustainable intensification of the meat production systems, and at the same time, to achieve Uruguay's commitments signed at the Paris Agreement in 2015. For this reason, the general objective of this Thesis is to contribute to the process of sustainable intensification of the national livestock production sector, through the study of alternatives related with feed management strategies and with animal characteristics (residual feed intake, RFI) for the mitigation of enteric CH4 emissions. This objective was achieved through the following two specific objectives: 1. To quantify the effect of pasture quality on enteric CH4 emissions in beef cattle under grazing conditions; and 2. To quantify the effect of highly contrasting levels of RFI on enteric CH4 emissions in beef cattle under confinement conditions. These objectives were based on two experiments. In Experiment I, enteric CH4 emissions from two pastures with different nutritive quality were compared using the sulfur hexafluoride (SF6) tracer technique. Experiment I used 20 Hereford heifers, grouped in two lots (n = 10) according to their live weight (LW), in a "crossover" design of two periods: winter and spring. In both periods, each batch was assigned to two pastures of initial quality contrast: high quality vs. low quality (65.5% vs. 71.2% dry matter digestibility (DMD), 54.9% vs. 40.9% neutral detergent fiber (NDF), and 11.6% vs. 22.8% of crude protein (CP)). Each experimental period consisted of 8 days of adaptation to the diet and 5 days of measurements. Experiment II consisted in the measurement of the enteric CH4 emission, again using the SF6 technique, in 18 Hereford steers with contrasting values of RFI, under confinement conditions. The steers were grouped in two lots (n = 9) according to their RFI, with the treatments evaluated being LRFI (high efficient animals) and HRFI (low efficient animals) (-0.85 kg ± 0, 17 Dry Matter Intake/d vs. 0.94 ± 0.23 DMI/d, respectively). A repeated measurements experimental design was used. The experimental period consisted of 20 days, being the first 8 days dedicated to the adaptation of the animals to the management and implements for the technique of determination of CH4. Two consecutive periods of 5 days each were carried out for the CH4 emission measurement, with an interval of 2 days between them. All results were analyzed using the mixed procedure of SAS. In Experiment I, the animals that grazed in the high quality pasture emitted 14% less CH4 expressed as % of the Gross Energy Intake (Ym) and 11% less CH4 expressed per unit of DMI, with respect to the animals that grazed the low quality pasture. In Experiment II, highest efficient animals (LRFI) emitted 27% less CH4 expressed both as % of the Gross Energy Intake (Ym) and per unit of DMI, than the least efficient (HRFI). The obtained results allow emphasizing that managing the quality of the pasture and including in our rodeos more efficient animals (LRFI) it is possible to reduce CH4 emissions of ruminants and therefore to report lower emissions in the national GHG inventories.