El metano y la ganadería bovina en México: ¿Parte de la solución y no del problema?

Importancia de la ganadería bovina en México

México tiene una territorio de 198 millones de hectáreas (mHa), de las cuales 145 mHa (73 %) se dedican a la actividad agropecuaria (30 mHa (15 %) tierras de cultivo y 115 mHa (58 %) agostaderos) y 45 mHa (22.7 %) son de bosques y selvas (FAO, 2017). En 2016, de la población total de bovinos (33,779,290 cabezas), 7.4 y 92.6 % se destinaron a la de producción de leche y carne, respectivamente, y 62.5 % de la producción nacional de carne de bovino se concentró en diez entidades: Veracruz ( 13.4 %), Jalisco (11.5 %), Chiapas (6.1 %), San Luis Potosí (5.5 %), Sinaloa (4.9 %), Baja California (4.8 %), Durango (4.5 %), Michoacán (4.1 %), Chihuahua (4.0 %) y Sonora (3.7 %) (SAGARPA, 2017). Los estados con mayor producción de leche son Jalisco (19 %), Coahuila (12 %), Durango (10 %) y Chihuahua (9 %) (SIAPSAGARPA, 2017).

La FAO (2016) estima que el crecimiento de la problación humana mundial llegará a 9,600 millones en el 2050, con el doble de poder adquisitivo para el consumo de carne y derivados lácteos. Por lo que los sistemas agrícolas deben ser mas eficientes y sustentables con el medio ambiente, permitiendo reducir la emisiones de gases de efecto invernadero, garantizando el bienestar del ecosistema y de las poblaciones rurales.

Ganado bovino como fuente de GEI

Un problema importante que enfrenta nuestro planeta es el cambio climático que se ha asociado a la emisión de gases de efecto invernadero (GEI) provenientes de actividades antropogénicas. El efecto invernadero es causado por el aumento en el aire de gases que impiden la salida del calor al espacio exterior, incremenando la temperatura del planeta. Los GEI son principalmente el dióxido de carbono (CO₂), el metano (CH₄) y el óxido nitroso (N₂O). El CO₂ es el gas mas abundante y el que mas aporta al calentamiento global (FAO, 2016). El CH₄, segundo GEI en importancia, ha causado detrioro de la capa de ozono y posee 25-28 veces el potencial de calentamiento global con respecto al CO₂. Las fuentes principales son actividades humanas como la agricultura (fermentación entérica y producción de arroz) y uso y extracción de combustibles fósiles (Lassey et al., 2008). La ganadería es responsable del 53 % del CH₄ antropogénico del total del sector agrícola, proveniente principalmente de la digestión entérica de los rumiantes (Charmley et al., 2016). El CO₂, no se considera en la contabilidad del sector, debido a que su emisión por los animales se considera parte del ciclo natural del carbono del planeta. El N₂O se asocia a las actividades agrícolas y manejo de excretas. Los rumiantes tienen un sistema digestivo que les permite utilizar diferentes alimentos y fermentarlos hasta piruvato, ácidos grasos volátiles, CH₄, masa microbiana y CO₂. La producción de CH₄ en el rumen se da mediante la siguiente reacción: CH₃COO^-+ H⁺ a CH₄ + CO₂; realizada por microorganismos metanogénicos (Archeas) y es una vía importante para reducir la concentración de hidrogeniones en el rumen. Las emisiones de CH₄ por los rumiantes, reprentan una pérdida de energía neta de 2 a 12 % (Histrov et al., 2015). Las estimaciones de producción mundial de CH₄ entérico por los rumiantes es de 80 millones de toneladas al año, lo que contribuye al 28 % del total de las emisiones de CH₄ atropogénico (Beauchemin et al., 2008). Las emisiones de GEI originadas por las actividades del sector agropecuario de México en el año 2010 se estimaron en 92,184.5 Giga gramos (Gg) de CO₂ equivalente (CO₂eq). La contribución de la ganadería representa 49.4 % del total del sector (37,961.5 y 7,553.5 Gg CO₂eq por fermentación entérica y manejo de estiércol respectivamente). Las emisiones promedio de CH₄ para este periodo se estimaron en 39,247 Gg. De esta cantidad 97 % se originaron por fermentación entérica y 3 % por manejo del estiércol (SEMARNAT, 2013). En este sentido, se estima que la emisión de CH₄ de un bovino productor de leche en lactancia es de 369 g día^-1 y de un bovino productor de carne de 323 g día^-1 (Garnsworthy et al., 2012). Con relación a ovinos y caprinos la emisión de CH₄ es de 21.9 y 13.74 g día^-1 por animal respectivamente (Sejian et al., 2011).

Ganado bovino como parte de la solución al cambio climático

Los rumiantes, principalmente los bovinos, son vistos como una de las principales fuentes de GEI provenientes del sector agropecuario (FAO, 2016). Sin embargo, hay que tomar esto con cuidado. Es cierto que los bovinos son los principales emisores debido a los procesos fermentativos mencionados, pero este proceso es parte fundamental de su fisiología digestiva, i.e. fermentación de carbohidartos estructurales. Gracias a esto, los bovinos, y en general los rumiantes, representan una de las mejores fuentes de proteina para el humano, ya que al consumir pastos o forrajes (Makkar, 2017), no compiten directamente con el humano por alimento. Dentro de los sistemas de producción bovina en México, están los bovinos especializados en producción de leche, de carne y los de doble propósito (DP). Además de las obvias diferencias en cuanto al producto final, los sistemas de manejo asociados son muy distintos, lo que impacta en el volumen de emisión de cada sistema (FAO, 2016; INECC, 2016). Según estimaciones actuales, la mayoría de las emisiones de GEI provienen de sistemas de producción extensivos o semi-intensivos (i.e. CH₄ = 80 %; INECC, 2016), dentro de los cuales encontramos a los bovinos de DP y de cria, cuya alimentación se basa en forraje de calidad variable con poca suplementación, requieriendo “grandes” extensiones para su cría y mantenimiento (FAO, 2016). Por otro lado, tenemos a los bovinos especializados en la producción de leche, los cuales son responsables de la quinta parte de las emisiones de GEI en nuestro país (INECC, 2016). Similar a lo observado en el sistema de producción de leche, el sistema de ganado de engorda en corrales o en sistemas intensivos, también cuenta con manejos estandarizados que buscan la finalización del animal (peso al sacrificio) lo más rápido posible, lo que hace que las dietas sean balanceadas con alto contenido de granos y bajo contenido de forrajes, esto hace que las emisiones sean menores debido a la modificación fisiológica de rumen con un incremento en la producción de propionato en lugar de acetato o butirato (Histrov et al., 2015). Por lo que los sistemas intensivos parecen ser, en general, más eficientes en la producción de un kg de proteína, que los sistemas extensivos (kg CO₂eq) kg^-1 de proteína = intensidad de emisión) (Gerber, 2013; GRA, 2014; Herrero et al., 2013). En éste sentido, se considera que los sistemas de producción de leche son más eficientes (84 kgCO₂eq/kg prot, rango: 12-140 CO₂eq/kg prot) que los de carne (342 kgCO₂eq/ kg prot, rango: 58-1000 + kgCO₂eq/kg prot; Herrero et al., 2013), sin embargo hay una gran variación en la intensidad de producción de estos últimos. Por lo anterior, existe una creencia en diversos foros del sector pecuario que la forma de reducir el impacto ambiental, i.e. reducir emisiones de GEI, es la intensificación de los sistemas. En el caso del ganado de engorda para carne, lo anterior pareciera aplicar, ya que entre más rápido un animal alcance el peso final requerido menor emisión de GEI, a pesar de que a mayor consumo generalmente se incrementa el nivel de emisión, pero por la reducción en el número de días en engorda el impacto sería menor. Mismos argumentos son ofrecidos por los productores lecheros intensivos. Sin embargo, hay que recordar que a pesar que lo anterior es cierto, los sistemas intensivos son altamente dependientes de insumos externos, por lo que, sólo considerar los niveles o intensidades de emisión de la unidad de producción, sin considerar las emisiones generadas por todos los eslabones de la cadena de provisión de insumos subestima las emisiones reales (Crosson et al. 2011; Gerber et al., 2013). De hecho, gran parte de las emisiones generadas por estos sistemas, no están dentro de ellos sino que son exportadas a otros sectores. Un cierto grado de intensificación será necesario, pero más enfocado a la mejora en la eficiencia productiva de los sistemas existentes y no necesariamente la intensificación de ellos. Esta y una serie de alternativas para el manejo de la disponibilidad alimenticia y reducción del desperdicio de comida son planteadas como posibles soluciones al problema de la seguridad alimentaria en el estudio de Smith (2013).

Se han planteado varias posibles soluciones a nivel individual y a nivel hato que pudieran contribuir a mejorar la eficiencia productiva y reducir el impacto de la ganadería bovina. Una gran parte de la investigación tiene un enfoque individual, basado en la modificación de las poblaciones ruminales (disminución de Archeas) o en manejos nutricionales que permitan disminuir las emisiones de CH₄. El razonamiento es que, si logramos reducir la emisión a nivel individual, esto se verá reflejado en una disminución a nivel hato (Knapp et al., 2014). A pesar de que muchas de estas estrategias son prácticas y eficientes para reducir la emisión de CH₄a corto, e incluso mediano plazo, el rumen termina por adaptarse y recuperar gran parte de su capacidad fermentativa (Knapp et al., 2014). La emisión de CH₄está muy relacionada con el nivel de consumo (Knapp et al., 2014; Ku Vera et al., 2017) lo que hace que la fuente de alimento y, sobretodo, la calidad de este, impacte el volumen de emisión. Por lo que se ha planteado mejorar la calidad de los forrajes como una alternativa de mitigación, implementando manejos (cosecha de forrajes “jóvenes”, selección de mejores pastos o métodos de preservación adecuados) que permitan incrementar o mantener la digestibilidad de los nutrientes, mejorar su utilización y por tanto incrementar la eficiencia alimenticia (Knapp et al., 2014; Ku Vera et al., 2017). Como se mencionó, la producción de CH₄es considerada una pérdida energética (Knapp et al., 2014; Histrov et al., 2015; Ku Vera et al., 2017) por lo que uno de los argumentos para su reducción es la mejora en la eficiencia energética del animal. Sin embargo, reportes recientes (Garnsworthy, 2015) indican que la disminución en la producción entérica de CH₄tiene un impacto pequeño en la eficiencia energética total del animal. Esto demuestra que existen aspectos de la dinámica ruminal que aún deben ser estudiados para poder entender la función integral del rúmen y la interacción entre los microorganismos ruminales y el animal (hospedero). Varios estudios han demostrado una gran variabilidad individual en cuanto a los niveles de emisión de CH₄(Garnsworthy et al., 2012; Bell et al., 2014), probablemente relacionada a la selección del alimento durante el pastoreo, velocidad de paso de la ingesta, e incluso, interacciones entre los microorganismos y el animal (Hammond et al., 2016). Debido a esta variación se ha propuesto a la selección genética como otra estrategia de mitigación (deHaas et al., 2010, Garnsworthy et al., 2012), misma que se ha evaluado en nuestro país. Resultados de estudios con ganado lechero de doble propósito (Holstein x Cebú y/o Suizo x Cebú) y especializado de raza pura (Holstein), muestran una heredabilidad para la producción de CH₄cercana al 0.24 (Román-Ponce et al., 2017), lo que podría abrir la puerta para la elaboración de un índice de selección. Así mismo, se ha mostrado que la selección genética para una menor producción de CH₄podría ocasionar una selección para un menor consumo, ya que ambos parámetros están altamente relacionados (Knapp et al., 2014; Garnsworthy et al., 2015). Por tanto, la construcción de un índice de selección debe hacer énfasis en varias características productivas y reproductivas de manera simultánea, lo que favorecería la selección de animales con menor consumo y menos emisión de CH₄, sin afectar la producción (FAO, 2015; GRA, 2014). La selección de animales con baja emisión de CH₄no es la única forma en la que la selección genética ayudaría a reducir el impacto de la ganadería bovina, ya que la selección de animales adaptados a ciertos ambientes o sistemas de producción también representa uno de los métodos de mitigación a nivel hato (GRA, 2014; FAO, 2015). Esto es, que los animales empleados en los sistemas de producción, deberán ser los mejor adaptados a las condiciones del rancho o granja, y no viceversa (Hayes et al., 2013; FAO, 2015). Otros aspectos importantes para lograr una mejor eficiencia de producción con un menor impacto sobre el ambiente son el manejo sanitario y la eficiencia reproductiva. La OIE estima que cerca de una quinta parte de la producción animal se pierde por causa de un manejo sanitario inadecuado (presentación de enfermedades infecciosas y no infecciosas; Grace et al., 2015) lo que implica que se requieran un mayor número de animales para poder mantener los niveles de producción requeridos. Por lo que, medidas de manejo sanitario que previenen la presentación de enfermedades reducen la mortalidad e incrementan la vida productiva de los animales, lo que se refleja en un sistema más eficiente de producción (GRA, 2014). De la misma manera, la eficiencia reproductiva en el hato es un buen indicador de la eficiencia productiva, ya que indica cuantos animales son necesarios para mantener cierto nivel de producción. La intensidad de emisión a nivel de granja no sólo toma en cuenta a los animales en producción, sino también a los “no productivos”, por lo que una baja eficiencia reproductiva se ve reflejada en una elevada intensidad de emisión (Garnsworthy et al., 2004). En México, la eficiencia reproductiva del hato nacional en sistemas en pastoreo es cercana al 40 % (GutiérrezAguilar, comunicación personal), con cerca de un 30 % de vacas vacías pero ciclando. Esto indica que hay un gran campo de acción en cuanto al manejo reproductivo del hato nacional que nos permita reducir el número de animales o bien producir más con el número que actualmente existe. Otro aspecto importante a considerar es que a pesar que la producción bovina extensiva es una de las que mayores emisiones produce, también es la que mayor capacidad de mitigación tiene (Gerber et al., 2013; McGinn et al., 2014; Henderson et al., 2015; De Figuereido et al., 2016). La FAO menciona que el potencial de mitigación en sistemas de producción bovina puede estar entre el 20 y 40 % de los niveles actuales, siempre que se puedan adaptar prácticas de manejo destinadas a mejorar el manejo de las praderas, la alimentación de los animales y mejoramiento genético (FAO, 2016). El reporte presentado por Herrero et al. (2016) menciona que uno de los puntos más importantes para la ganadería extensiva es el potencial de secuestro de carbono de las praderas, asociadas con el manejo de las mismas, siempre que no haya cambio en el uso de suelo (i.e. deforestación). El potencial de secuestro de carbono en las praderas podría representar hasta un 8 % de mitigación de las emisiones de las cadenas productivas del sector (Gerber et al., 2013), en especial si se mejora el manejo (i.e. reducir el sobrepastoreo) y se seleccionan variedades adecuadas para cada ambiente. El potencial de mitigación del impacto ambiental, y no solo de las emisiones, puede ser mayor en los sistemas en pastoreo si se toman en cuenta todos los posibles servicios ambientales que estos prestan. Los sistemas de producción bovina establecidos son parte del ecosistema (paisaje), por lo que no es concebible que desaparezcan (Broom et al., 2013). Mientras la frontera ganadera no sea extendida, los sistemas de producción ganadera extensivos son capaces de volverse sostenibles en el largo plazo (Murgueitio, 2011; Broom et al., 2013). Un ejemplo de esto son los sistemas silvopastoriles que incorporan el uso de gramíneas, arbustivas y árboles (Murgueitio, 2011), lo que genera una mayor disponibilidad de forraje, menor uso de agua y un incremento en la biodiversidad, mejorando o manteniendo la producción (Broom et al., 2013). Este tipo de sistemas muestran que uno de los cambios necesarios para reducir el impacto de la ganadería bovina sobre el ambiente es la modificación del enfoque productivo de uno de volumen (i.e. cada vez más carne o leche por animal) por uno interesado en la sostenibilidad a largo plazo (i.e. producción más eficiente con menor uso de recursos). Esto implica que la selección de animales y los manejos productivos estén enfocados en lo que requiere la unidad de producción o región. Además se deben considerar los aspectos socioeconómicos de los productores para poder plantear mejoras en la eficiencia de producción, ya que si no implican incrementos en la calidad de vida del productor, es muy probable que no sean implementadas.

CONCLUSIONES

La base de la ganadería en el mundo y en México son los sistemas basados en pastoreo y aunque se ha establecido que es de las principales fuentes de emision de gases efecto invernadero, también es la que mayor capacidad de mitigación tiene (20 y 40 %) a través del secuestro de carbono de las praderas, la alimentación de los animales y mejoramiento genético. El potencial de mitigación del impacto ambiental, y no solo de las emisiones, puede ser mayor en los sistemas en pastoreo si se toman en cuenta todos los servicios ambientales ofrecidos. Es importante seguir evaluando las emisiones de metano (CH₄) en los diferentes sistemas de producción utilizando técnicas in vivo e in vitro que permitan estimar la eficiencia de las estrategias de mitigación de la metanogénesis ruminal. Algunas estrategias para reducir la emisión de CH₄ son muy eficientes a corto o mediado plazo, pero el rumen termina por adaptarse y recuperar su capacidad fermentativa. Lograr un balance en la emisión y mitigación a nivel individual (animal), de granja y cadena productiva hará que los sistemas de producción bovina sean más eficientes y sustentables a futuro, permitiendo reducir la emisiones de gases de efecto invernadero, garantizando el bienestar del ecosistema y de las poblaciones rurales.

El metano y la ganadería bovina en México: ¿Parte de la solución y no del problema?

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