DOI: http://dx.doi.org/10.18684/BSAA(14)135-144
GANADERÍA ECO-EFICIENTE Y LA ADAPTACIÓN AL CAMBIO CLIMÁTICO
LIVESTOCK ECO - EFFICIENT AND ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
PECUÁRIA ECO-EFICIENTE E ADAPTAÇÃO ÀS ALTERAÇÕES CLIMÁTICAS
SANDRA MORALES-VELASCO1,NELSON JOSÉ VIVAS-QUILA2,VICTOR FELIPE TERAN-GOMEZ3
1Universidad del Cauca, Facultad de Ciencias Agrarias, Departamento de Ciencias Agropecuarias,Grupo de Investigación Nutrición Agropecuaria. Profesora Titular, Magister en Recursos Hidrobiológicos, Ecóloga. Popayán, Colombia.
2Universidad del Cauca, Facultad de Ciencias Agrarias, Departamento de Ciencias Agropecuarias, Grupo de Investigación TULL. Profesor Titular, Especialista en Ingeniería de Regadíos, Ingeniero civil. Popayán, Colombia.
3Universidad del Cauca, Departamento de Química, Grupo Química de Productos Naturales. PhD.Popayán, Colombia.
]]> Correspondencia: samorales@unicauca.edu.coRecibido para evaluación: 24 de junio de 2015. Aprobado para publicación: 17 de Febrero del 2016.
RESUMEN
La alta demanda de recursos naturales (Suelo y agua) está dada por el incremento de la población mundial, que requiere áreas de expansión urbana, producción de alimentos y combustibles fósiles que soporten estas y otras actividades del hombre; que contribuyen con la acumulación de gases de efecto de invernadero en la atmósfera y el cambio climático. Bajo esta premisa, se vienen investigando en alternativas agropecuarias sostenibles que mantengan la productividad de los sistemas ganaderos, que sean resilientes ante las variaciones ambientales y contribuyan con la mitigación del calentamiento global. El presente escrito, documenta las principales estrategias de la ganadería eco-coeficiente; así como los efectos sobre el cambio climático.
PALABRAS CLAVE:Sostenibilidad, Mitigación, Resiliencia.
ABSTRACT
The high demand for natural resources (soil and water) is given by the increase in world population, which requires urban expansion areas, food production and supporting these fossil fuels and other human activities; that contribute to the accumulation of greenhouse gases in the atmosphere and climate change. Under this premise, they have been researching alternatives to maintain sustainable agricultural productivity of livestock systems, but they are resilient to environmental changes and contribute to the mitigation of global warming. This written documents the main strategies of eco-coefficient livestock; and the effects on climate change.
]]> KEY WORDS:Sustainability, Mitigation, Resilience.RESUMO
A alta demanda por recursos naturais (solo e água) é dado pelo aumento da população mundial, que requer áreas de expansão urbana, produção de alimentos e apoio a estes combustíveis fósseis e outras atividades humanas; que contribuem para o acúmulo de gases de efeito estufa na atmosfera e as mudanças climáticas. Sob esta premissa, foram pesquisando alternativas para manter a produtividade agrícola sustentável dos sistemas de produção animal, mas eles são resistentes às mudanças ambientais e contribuir para a mitigação do aquecimento global. Este documentos escritos as principais estratégias de eco-coeficiente de gado; e os efeitos sobre as mudanças climáticas.
PALAVRAS-CHAVE:Sustentabilidade, Mitigação, Resiliência.
INTRODUCCIÓN
La creciente población mundial y el incremento en la demanda de alimentos plantean importantes retos para la agricultura, donde la producción mundial tendrá que aumentar en un 60% para el 2.050; usando tierras que ya están siendo cultivadas, todo esto bajo primicia de producir más, utilizando menos recursos naturales y al tiempo hacer frente a un clima cambiante [1].
Por lo tanto, el objeto de la agricultura va desde lo productivo hacía el desarrollo rural, medioambiental y de justicia social [2,3,4], ya que esta actividad es directamente responsable del 14% del gas de efecto de invernadero [5,6], y promueve un 17% adicional por cambio en el uso de la tierra [7].
]]> En cuanto a la ganadería, emplea la mayor cantidad de suelos de vocación agrícola (80% en pastos y forrajes) y el 8% del agua que se utiliza en el mundo; genera el 37% de gas metano (CH4) provenientes de la fermentación entérica y del estiércol, 9% del total del CO2, 65% de las emisiones globales de óxido nitroso (N2O) y emite el 64% del amoníaco global [8], por lo que la sostenibilidad de los sistemas ganaderos es cada vez más preocupante, enfrentando la necesidad de crear ambientes eco-eficientes para la adaptación al cambio climático. El Centro Internacional en Agricultura Tropical – CIAT desarrolla investigaciones en forrajes mejorados, que permiten tener mayor eficiencia en la producción y se estima que pueden contribuir entre un 60-80 % del secuestro de carbono, pudiendo compensar las emisiones ocasionadas por la ganadería, controlar de la erosión, restaurar tierras degradadas y mejora de la biodiversidad [9].El presente documento analiza aspectos básicos sobre los avances de la ganadería eco-eficiente, con el fin de tener una aproximación de los posibles beneficios de las diversas estrategias en sistemas ganaderos en términos de eficiencia de recursos naturales.
Forrajes tropicales como estrategia para el cambio climático
El desarrollo de nuevas tecnologías biológicas que aporten soluciones efectivas frente al cambio climático, emisiones de gases efecto de invernadero y la degradación de los recursos naturales, ha llevado a la generación de paquetes tecnológicos, los cuales se basan en:
Mejoramiento de Especies Forrajeras. Las gramíneas nativas y naturalizadas se caracterizan por su baja a mediana productividad [10] y contenidos de proteína inferiores al 9% [11]. Durante los periodos de sequía la disponibilidad de materia seca de estas pasturas disminuye drásticamente, dando como resultado erosión del suelo (perdida de la cobertura) disminución en ganancia de peso y producción de leche [12].
Es así, como el fitomejoramiento en plantas forrajeras se basa en especies de reproducción asexual, que acumulan ciertas características genéticas a través de generaciones (Brachiaria cultivar Mulato II), lo que incrementa las posibilidades de perfeccionamiento de las especies, generando genotipos híbridos apomícticos que pueden convertirse en cultivares comerciales por las peculiaridades identificadas en cada ciclo de selección [13].
Dentro de las expresiones promovidas en el mejoramiento, se halla el incremento de la producción por hectárea (Cantidad y calidad del forraje)(Cuadro 1).
Praderas con especies del género Brachiaria pueden incrementar la capacidad de carga a 3,5 UGG [14, 20] y en M. maximus hasta 3,2 UGG en periodo de lluvias y 1,1 en la estación seca [19], esta condición permite liberar áreas productivas para la agricultura y por ende disminuir la presión sobre ecosistemas naturales evitando la transformación del paisaje a praderas.
]]> Resistencia a Condiciones Ambientales. Otro aspecto tenido en cuenta en el mejoramiento, es la resistencia a la sequía y/o inundación y persistencia en suelos pobres. Investigaciones realizadas con B. mutica muestran que la especie tiene un sistema radical que maximiza la extracción de humedad a lo largo del perfil del suelo, lo que permite mantener la turgencia y la actividad fotosintética hasta agotar la humedad disponible [19,20,21].B. decumbens y B. brizantha, el patrón de extracción de humedad se restringe a los primeros horizontes (0-30 cm), respondiendo al déficit hídrico con un rápido cierre estomático y una menor producción de biomasa foliar, lo que permite inferir una adaptación a períodos de sequía cortos y/o suelos con una alta humedad disponible en los horizontes superficiales. En cuanto B. humidicola y B. dictyoneura tuvieron una menor variación en la producción de biomasa, contenido de agua y fotosíntesis al ser sometidas a la sequía, por lo cual pueden ser más exitosas a sequías más largas [21, 22, 23].
Las leguminosas tienen alta resistencia a la sequía, las raíces pivotantes les permiten extraer agua de las capas más profundas del suelo; se destacan Cratylia argéntea (306 kg/ha/año), Lablab purpureus (1269,2 kg/ha/año), Desmanthus virgatus (1257,6 kg/ha/año) y Canavalia brasiliensis (kg/ha/año) seleccionados como los forrajes potenciales para la alimentación de la estación seca [24, 25]. Otros estudios evidencian que Brachiaria hibrido cultivar Cayman (apomíctico - clon asexual) [26], posee tolerancia a las inundaciones y mayor cobertura del suelo (83% de área cubierta) [27]. La resistencia de los forrajes tropicales a condiciones extremas, permite que el suministro de alimento tienda a ser estable, persistiendo en el suelo y mitigando el efecto de agentes erosivos (suelo y agua); y por ende el contribuyendo con ciclo hidrológico (Percolación y lixiviación).
Inhibición biológica del Nitrogeno – BNI. El nitrógeno es el elemento más abundante de la atmósfera (78%), presente en forma molecular (N2), el cual es de vital importancia para la formación de proteínas y del ADN a nivel celular. La asimilación de este elemento es mediante la oxidación biológica del amonio formando nitritos y nitratos. El ser humano, incrementa la productividad del suelo aplicando fertilizantes nitrogenados (úrea o sulfato de amonio), los cuales al cumplir el ciclo se convierten en óxido nitroso [28], molécula que tiene el potencial de calentamiento de 298 veces más que una de dióxido de carbono [29]. Otro compuesto es el óxido nítrico (NO), que al interactuar con el vapor de agua puede caer al suelo en forma de ácido nítrico (HNO3) (componente de la lluvia ácida) [30].
Científicos del Centro de Investigación de Agricultura Tropical (CIAT) han trabajado en el mejoramiento genético de las especies Brachiaria humidicola y B. decumbes, las cuales generan un exudado a través de las raíces llamado Brachialactona con el potencial de almacenar carbono en el suelo reducir emisiones tanto de metano y óxido nitroso debido a la capacidad de inhibir la nitrificación que realizan los microorganismos [31, 32,33, 34].
Se han identificado diferencias entre las especies forrajeras y en la capacidad de inhibición biológica del nitrógeno – IBN, que varía según las condiciones agroecológicas o edáficas de cada lugar [35]. Mediciones realizadas en Colombia en parcelas de Brachiaria indican una disminución del 90% en las tasas de oxidación de NH4 en el suelo y del N2O en comparación con las parcelas sembradas con soja [36]. Lo anterior demuestra que IBN no solo contribuye en la mitigación de gases de efecto de invernadero GEI, sino también disminuye la cantidad de fertilizantes nitrogenados al suelo generando un efecto socio-económico positivo en los lugares donde se utilicen especies con esta capacidad.
Estrategias de Alimentación. La ganadería aporta el 80% de las emisiones de CH4 y óxido nitroso del sector agropecuario [37,38]. Este es producido por la fermentación entérica de los alimentos en el tracto digestivo de los bovinos [39], generando compuestos (Ácidos grasos volátiles, butirato, etanol, lactato, succinato, amonio, hidrógenos y dióxido de carbono), los cuales son reducidos y convertidos en metano [40,41]. El CH4 es emanado vía eructos a la atmosfera, generando una emisión diaria que varía entre 150-420 L para caso de bovinos [40].
Algunos investigadores proponen que la nutrición animal debe enfocarse en el tipo de carbohidratos, formas de alimentación, desempeño animal, aditivos, taninos e Inhibidores de la enzima (HMG-CoA) reductasa [42,43,44].
Los Carbohidratos estructurales, como la celulosa, hemicelulosa son fermentados a un ritmo menor produciendo más metano a diferencia de los solubles (almidones y azúcares) [45,46,47]. Investigaciones realizadas in vitro con Lolium sp y 12% más de azúcares, se obtuvo una reducción de metano en un 10% [48], mientras estudios de campo con la misma especie registraron una disminución de metano en un 24% [39,48, 49].
Las leguminosas contienen proteína de alta digestibilidad que incrementan el consumo y la tasa de paso del alimento, disminuyendo la degradabilidad de la dieta, lo que puede reducir las emisiones de metano entre un 15-30%, dependiendo de la composición y cantidad de alimento suministrado [50,51,52].
]]> Otro efecto de la inclusión de leguminosas, son la presencia de metabolitos secundarios (taninos y las saponinas), los cuales reducen la digestibilidad de las proteínas en el rumen, previenen el timpanismo e inhiben la metalogénesis [42, 52], por lo cual la selección de los forrajes dentro de los sistemas ganaderos debe estar enfocado en los requerimientos nutricionales del animal; así como el tipo de planta que contribuya a la ganancia de peso y mitigue el impacto por emisiones de GEI.Diversificación del Sistema. Contribuye al suministro de los bienes y servicios del ecosistema, como mantenimiento del suelo, captura de CO2, biodiversidad, regulación hídrica y climática, aumentando de esta manera la resiliencia al cambio climático (fenómeno del niño o niña) e incrementa la productividad del sistema ya que proporciona un equilibrio en la dieta y crea oportunidades de empleo.
Se basa en la asociatividad de las especies, dado a que la condición heliofita de las gramíneas pueden ocasionar efectos negativos sobre la producción forrajera cuando no hay la suficiente radiación solar [53], por lo cual, la diversificación se basa en el diseño o estrategias de sistemas silvopastoriles, donde se asocia la gramínea con una o varias leguminosas en diferentes estratos vegetales (herbácea, arbustiva y arbórea), que interactúan entre sí, mejorando la oferta forrajera (Cuadro 2)[54].
El incremento de la riqueza de especies dentro de los pastizales evidencia un claro beneficio para los ganaderos debido a que genera una mayor estabilidad de la producción forrajera, sugiriendo asociar 5 o más especies en las praderas, ya que esto mejoraría la calidad en cuanto a proteína y mantenimiento de la cobertura del suelo [57,58].
Regulación Climática. La ganadería ecoeficiente impulsa sistemas multi-estratos, integrando árboles que generen sombra y brinden protección contra radiación solar, vientos fuertes y lluvias torrenciales, que puedan afectar la productividad del agrosistema. Algunos investigadores argumentan que la diversificación con árboles crean microclimas donde la temperatura bajo sombra puede disminuir de 2 a 5°C [59] mitigando el efecto del sol sobre la humedad de las plantas y el suelo; haciendo que los sistemas sean resilientes y se adapten al cambio climático [60].
En el Caribe Colombiano se establecieron árboles maderables y forrajeros en diferentes estratos, con el fin de mitigar la incidencia de los vientos (cálidos y secos) y largos periodos de sequía (8 a 10 meses/año) generando confort a los animales y disminuyendo el estrés calórico, que unido a un pastoreo racional se mejoraron las ganancias de peso en un ambiente con sombra tenue [59,61].
La diversificación con especies arbóreas y/o arbustivas contribuyen con termorregulación en climas fríos, protege al animal de no emplear parte de su energía para contrarrestar el frío, manteniendo su temperatura corporal y disminuyendo la incidencia de neumonías en animales jóvenes [62,63,64].
La adaptación a cambios extremos se relaciona positivamente con la variedad; es decir a mayor riqueza de especies mayor productividad, mejor cobertura del suelo y sostenibilidad bajo condiciones adversas [65].
]]> Manejo del Suelo. La diversidad favorece la restauración de suelos y paisajes; debido a que la mezcla con leguminosas contribuyen a la fijación del nitrógeno atmosférico y por ende la actividad de los organismos del suelo. En Colombia se han establecido sistemas silvopastoriles intesivos (10000 – 40000 arboles/ha) con Leucaena leucocephala, la cual presenta alta flexibilidad y resistencia al ramoneo, fijan nitrógeno, tolerante a la sequía, alta capacidad de rebrote y aceptación total por los rumiantes [65, 66].El aporte de hojarasca, es de gran importancia para el manejo y reciclaje de nutrientes en el suelo, donde Canavalia brasiliensis aporta hasta 159 g/m2 incrementando los valores para N-total (0,001 a 0,6), % M.O (9,3, a 11,7) y P- ppm (2,8, a 16,6), evidenciando el efecto positivo sobre la fertilidad del suelo [67]. Algunos autores sugieren la utilización de especies de folíolos pequeños, como el de la Leucaena sp, porque permiten el paso del sol hacia la gramínea y aportan hojarasca que se descomponen rápidamente aportando nutrientes al suelo [68].
Los árboles dentro de las fincas pueden mejorar la conectividad entre los paisajes, si se hallan de forma lineal (Cortinas rompe vientos, cercos vivos y/o quebradas) sirven de corredores biológicos para algunas especies, constituyéndose en áreas de amortiguamiento a lo largo de las praderas [69].
Regulación Hídrica. Los cambios en la estructura y composición de los sistemas ganaderos contribuyen con el ciclo del agua, dado a que la estratificación vegetal reduce la evaporación del suelo, debido a la intercepción del sol y al aporte de hojarasca que protege el suelo, mejora la textura y estructura del suelo, que regula la infiltración del agua, facilita la recarga de acuíferos y disminuye la escorrentía superficial y/o procesos erosivos [53,70,71].
Cuando las gotas de lluvia son interceptadas por los diferentes estratos del sistema, una parte del agua se evapora a la atmósfera, otra parte cae a la superficie del suelo, otra parte queda retenida en el follaje y tronco, y el resto es canalizado hacia el suelo a través del eje principal del tallo y se infiltra en el área más cercana a la base del árbol [72], prolongando la fase vegetativa de las gramíneas asociadas a los árboles [73]. Unido a lo anterior, se evidencia un mantenimiento de caudales y conservación de las fuentes hídricas, debido a que las diversas estructuras vegetales retienen partículas, reduciendo la sedimentación y permitiendo un escurrimiento del agua hacia las fuentes [74].
Captura de carbono. Los cambios en el uso del suelo y en las coberturas vegetales ocasionados por la expansión de la frontera agrícola ha reducido el stock de carbono, siendo liberado hacia la atmosfera [75].
El carbono orgánico se acumular en la biomasa área, rizosfera y en el carbono organico del suelo; mostrando que los árboles tienen una mayor capacidad de secuestrar carbono [12,76]; sin embargo evaluaciones del balance de carbono en praderas, evidencian que los pastos constituyen un importante sumidero de CO2 atmosférico, debido a la capacidad fotositentica (C4) y al sistema radicular (estolonifero) que retiene carbono en la rizosfera [77, 78]. La cantidad acumulada varía según el tiempo de establecimiento de la pradera y del componente forestal, por la lignificación y cantidad de biomasa producida [ 82]. En el siguiente cuadro se anotan las diferencias de acumulación carbono bajo diferentes sistemas.
Los árboles en el sistema es una estrategia que contribuye con la reducción de las deforestaciones y de la degradación de áreas naturales, aumenta los stocks de carbono y el suministro de productos maderables en praderas antes monoespecializadas, es decir se constituye en una herramienta para los programas de REDD+.
]]> Biodiversidad. La variabilidad genética de los recursos forrajeros, incrementa los hábitats y oferta alimenticia para las especies de animales asociados a ellos, aumentando las interacciones biológicas y las sinergias promoviendo procesos y servicios ecológicos [83].Entre los servicios ofertados, se halla la presencias hormigas, escarabajos estercoleros, lombrices de tierra y otros, que contribuyen con la mineralización de la materia orgánica del suelo [59,85,87]. Otra funcionalidad es la polinización, ya que la abundancia de este grupo permite incrementar la fructificación de algunas especies [86].
Estudios realizados en El Hatico (Colombia), muestra diferencias en la riqueza de aves: Monocultivos de caña (17), Bosque de guadua (27), Relicto de Bosque seco (43), Sistema silvopastoril asociado con Cynodon nlemfuensis (46), Silvopastoril multiestrata conProsopis juliflora y L. leucocephala (133) [86].
El incremento de la biodiversidad de plantas incrementa las sinergias entre los componentes del agroecosistema, dando como resultado una heterogeneidad de los hábitats y mejorando el paisaje ganadero, el cual hasta hace poco se basaba en praderas mono especializadas susceptibles a cambios climáticos [69].
CONCLUSIONES
El mejoramiento genético de las especies forrajeras y el incremento de la diversidad en cuanto a estructura y composición son las principales estrategias para la mitigación y adaptación al cambio climático.
Los sistemas agrodiversos, integran la eficiencia, flexibilidad y productividad, capaces de afrontar los retos del futuro como disminuir el uso de agroquímicos; por lo que una vegetación diversificada incrementa la cantidad de nichos y de hábitats para los enemigos naturales, reduciendo el daño a los cultivos por parte de los organismos fitófagos
La ganadería Ecoeficiente mantiene la resiliencia del sistema ganadero, proveyendo bienes y servicios ambientales que contribuyen con la rentabilidad económica del agroecosistema.
Los autores quieren agradecer a la Facultad de Ciencias Agrarias de la Universidad del Cauca por el apoyo en la redacción al presente documento.
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