Ganadería bovina y medio ambiente: impactos y medidas de mitigación

Ganadería bovina y medio ambiente: impactos y medidas de mitigación

Francisco Salazar Sperberg, Ing. Agr., Ph.D.Francisco Salazar Sperberg, Ing. Agr., Ph.D.

Seminario: Sustentabilidad de la Producción Agropecuaria, Centro EULA‐Chile, 19 Julio 2012

Investigación en Ganadería y Medio

Ambiente, INIA-Chile

Investigación en Ganadería y Medio

Ambiente, INIA-Chile

Introducción

~ 50% mayor número de animales al 2050 (FAO)Principalmente en Asia y América LatinaFragilidad de rentabilidad de sistemas intensivosBaja eficiencia producción animal (~ 10%)Ganadería basada en el pastoreoCondiciones edafoclimáticas propias (factoresemisión)Ganadería y Gases con Efecto Invernadero (GEI)Efectos desde (ej. gases) y hacia los sistemasganaderos (ej. agua, plagas)Avances en investigación y alianzas globales

Sistemas intensivos de producción, confinamiento de animales

Sistemas intensivos de producción, confinamiento de animales

Sistemas pastoriles, extensivos e intensivos

Sistemas pastoriles, extensivos e intensivos

Lixiviación N y PLixiviación N y P

N orgánicoN orgánico AmonioAmonio

N orgánico del sueloN orgánico del sueloNitratoNitrato

ArrastreN y P

ArrastreN y P

NH3NH3

N2O N2O

PatógenosPatógenos

Absorción por plantas

Absorción por plantas

CH4CH4OloresOloresAdaptado de Pain (1994)

Potencial de impacto ambiental de sistemas Agropecuarios

Potencial de impacto ambiental de sistemas Agropecuarios

EmisiónEmisión Impacto ambientalImpacto ambiental

NitratosNitratos Disturbios en ambientes acuáticos y salud humanaDisturbios en ambientes acuáticos y salud humana

AmoníacoAmoníaco Daño en sistemas naturales (lluvia ácida)Daño en sistemas naturales (lluvia ácida)

Oxido nitrosoOxido nitroso Gas con efecto invernadero, agotamiento del ozonoGas con efecto invernadero, agotamiento del ozono

Materia orgánicaMateria orgánica Alta DBO (muerte de peces y vida acuática)Alta DBO (muerte de peces y vida acuática)

MetanoMetano Gas con efecto invernaderoGas con efecto invernadero

OloresOlores Molestias y reclamos del públicoMolestias y reclamos del público

PatógenosPatógenos Enfermedades en humanos y animalesEnfermedades en humanos y animales

Pain (1994)Pain (1994)

¿Prioridades?¿Prioridades?

Contaminación de agua(nutrientes y patógenos)

Contaminación de suelos(nutrientes, metales pesados, pesticidas, patógenos)

Contaminación de aire(lluvia ácida, efecto invernadero)

Contaminación de agua(nutrientes y patógenos)

Contaminación de suelos(nutrientes, metales pesados, pesticidas, patógenos)

Contaminación de aire(lluvia ácida, efecto invernadero)

60%60%20%20%

60%60%27%27%

75%75%13%13%

Nitrógeno20% mantenimiento

Nitrógeno20% mantenimiento

Fósforo13% mantenimiento

Fósforo13% mantenimiento

Potasio12% mantenimiento

Potasio12% mantenimiento

Destino de los nutrientes en los alimentosDestino de los nutrientes en los alimentos

Hart et al. (1997)Hart et al. (1997)

País Sistema Excedente(kg N ha-1 yr-1)

Eficiencia(%)

Referencia

Nueva Zelandia Leche 131 30 Ledgard et al. (1997)

Holanda Leche 470 14 Aarts et al. (1992)

Inglaterra Leche 270 20 Jarvis (1993)

Canadá Leche/carne 288 17 Paul y Beauchamp (1995)

Francia Leche/carne 150-200 No citado Le Gall et al. (1997)

USA Leche No citado 19 Bacon et al. (1990)

Módulo Remehue Leche 260 25 Dumont y Salazar (2002)

Balance de nitrógeno en predios ganaderos

Balance de nitrógeno en predios ganaderos

Contaminación de patógenos en lecherías: paratuberculosis

Contaminación de patógenos en lecherías: paratuberculosis

Raizman et al (2004)Raizman et al (2004)

0%0% 20%20% 40%40% 60%60% 80%80%

% Cultivos positivos Map% Cultivos positivos Map

Pasillo establoPasillo establo

Pozo purineroPozo purinero

TernererasTernereras

EnfermeríaEnfermería

Agua de arrastreAgua de arrastre

13%

15%

72%

Agricultura Ganadería Otras actividades

66%

27%

7%

Fermentación entérica Manejo del estiércolPastoreo

Inventario gases con efecto 

invernadero en Chile

González y Martino (2005)

Fuente: Watson (2009)Fuente: Watson (2009)

Fuente: Watson (2009)Fuente: Watson (2009)

Huella de carbono como información al consumidor

Huella de carbono como información al consumidor

Weidema et al. (2009) & Williams et al. (2008)

Rumiantes vs no rumiantes

Emisiones de GEI : carne bovina –varios orígenes

Carne de vacas lecheras Holanda

Carne, Holanda

Carne, Irlanda

Carne, Brasil

940 g CO2‐equivalents/litre

Ledgard et al. (2011)

Metano

59%

Rumen    96%Fecas y       4%purines

N2O24%

Excreta      72%N fert.        25%Purines 3%

CO2  17%Uso de suelo 33%N fert.               34%P,K,S fert.         12%Cal                       5%Combustible     7%Electricidad 8%

Ledgard et al. (2011)

Tema ambiental importante y limitante

Sistemas productivos intensivos y extensivos

Condiciones edafoclimáticas distintas

Manejo y utilización purines

Cambio climático

Conciencia ambiental y conflictos

Iniciativas país: APLs, BPG, otras

Legislación y/o normativas

Tema ambiental importante y limitante

Sistemas productivos intensivos y extensivos

Condiciones edafoclimáticas distintas

Manejo y utilización purines

Cambio climático

Conciencia ambiental y conflictos

Iniciativas país: APLs, BPG, otras

Legislación y/o normativas

ChileChile

Normativa y Acuerdos de Producción Limpia (APL)

Normativa y Acuerdos de Producción Limpia (APL)

Ley de Bases del Medio Ambiente N° 19.300/1994

Decreto Supremo N°90/2000

Decreto supremo N°46/2002

Legislación Sanitaria

APL Leche Región de Los Ríos

APL Zona Central

Ley de Bases del Medio Ambiente N° 19.300/1994

Decreto Supremo N°90/2000

Decreto supremo N°46/2002

Legislación Sanitaria

APL Leche Región de Los Ríos

APL Zona Central

Normativa de aguas superficiales y subterráneas

Normativa de aguas superficiales y subterráneas

¡No cumple DS Nº 90!¡No cumple DS Nº 90!

¡No cumple DS Nº 90!¡No cumple DS Nº 90!

¡No cumple DS Nº 46!¡No cumple DS Nº 46!

Manejo de purines en predios lecherosManejo de purines en predios lecheros

Agua lluvia46%

Agua de limpieza

29%

Fecas y orina25%

Salazar et al. (2003)

Producción de purines = 105 (34 – 260) litros/vaca/díaProducción de purines = 105 (34 – 260) litros/vaca/día

Producción de purines en predio lecherobajo pastoreo, 120 vacas en ordeña

Producción de purines en predio lecherobajo pastoreo, 120 vacas en ordeña

Vacas en ordeña

Equipo de ordeña y estanque de

leche

Lavado patiosPozo purinero (305m3)

Patios descubiertos

Techos sin canalizar

450.000 L (12%)

1.400.000 L (38%)

195.000 L (5%)

175.000 L (5%)

1.095.000 L (30%)

380.000 L (10%)

TOTAL = 3.695.000

Medidas de mitigaciónMedidas de mitigación

RumiaReducción de la masa ganaderaMejora de la eficiencia productivaReducción fibra en la dietaUso de aditivos en alimentosManipulación del rumen

SueloBuenas prácticas de fertilización (e.g. época)Uso de inhibidores de la nitrificación (DCN)Reducción del período de pastoreo directo durante meses invernales

de Klein (2009), Gerber (2010)

Manejo de purinesCambio de la dieta para reducir las emisiones de metano y disminuir el contenido de NDigestión anaeróbica (producción de metano)Aplicación de purines (cantidad y método de aplicación)

de Klein (2009), Gerber (2010)

Uso de N en vacas lecheras

15-20%43%

Mejor uso de N vía alimentación de

16% a 25%

uso de N en el predio de 20% a 29%

Mejor uso de N en purines de

27% a 50%

Mejor uso de N en el predio de

2%(Paul and Beauchamps, 1995)

(Van Vuuren & Meijs, 1987)

N2O NOx

NO3 NO2 DON NH4

NH3 N2

INGRESOS N

(purines, fertilizantes, etc.)

SALIDAS N(leche,carne, etc.)

Air

Agua

SUELO

Chadwick (2004)Chadwick (2004)

pero…. hay que considerar interaccionespero…. hay que considerar interacciones

0.0

0.5

1.0

1.5

2.0

2.5

3.0

3.5

4.0

4.5

5.0

27-Jul 01-Aug 06-Aug 11-Aug 16-Aug 21-Aug

mg

N2O

-N m

2 h-1

ControlSurfaceInjected

16oC

32% smc0.51 (0.13) 1.39 (0.32)3.65 (1.08)

kg N2O-N/ha

% of TAN applied

N2O-N NH3-N

inj. 10.2% 11%

surf. 2.8% 72%

Efecto de  la  reducción de volatilización de  amoníaco en las pérdidas de óxido nitroso

Efecto de  la  reducción de volatilización de  amoníaco en las pérdidas de óxido nitroso

Chadwick (2004)

Análisis de laboratorio ‘con experienciaen purines’

Análisis de laboratorio ‘con experienciaen purines’

Kits de análisis rápidosKits de análisis rápidos

Uso de tablas con valores promedioUso de tablas con valores promedio

Parámetro Unidad Media Mínimo Máximo Materia seca (%) 3,9 0,2 13,7

Nitrógeno total (kg N/1000 L) 2,00 0,23 5,25

Nitrógeno amoniacal (Kg N/1000 L) 0,65 0,05 2,11

Fósforo (kg P2O5/1000 L) 0,66 0,04 2,17

Potasio (kg K2O/1000 L) 1,31 0,13 4,84

Calcio (Kg CaO/1000 L) 0,90 0,03 2,77

Magnesio (Kg MgO/1000 L) 0,39 0,02 1,50

Importante conocer el contenido de nutrientes de purines

Importante conocer el contenido de nutrientes de purines

Valoración económica purinesValoración económica purines

=

==

==

==40 m3

purin/año (4% materia 

seca)

Urea

Superfosfato triple

Muriato de potasio

Uso agronómico de purines de lechería

0%

20%

40%

60%

80%

100%

120%

140%

160%

180%

Control Purin 40 Purin 80 Purin 160 N25 + K2O 100 N50 + K2O 100 N100 + K2O 100

Tratamientos

Ren

dim

ient

o vs

con

trol

(%)

N = 94P2O5 = 25K2O = 137

50 m3/ha50 m3/ha

N = 100 (33)P2O5 = 33K2O = 66

Ajustar dosis a requerimientos praderas o cultivosAjustar dosis a requerimientos praderas o cultivos

Uso de inhibidores ciclo nitrógeno

InhibidorUreasa

InhibidorNitrificación

Absorción Vegetal

Lixiviación

Orina

Amonio

Amoniaco

Nitrito

Nitrato

Oxido nitroso

Volatilización

Fertilizante

(Singh, 2005)

Absorción Vegetal

0

20

40

60

80

100

1

Emisión total de N‐N

2O (g

 ha‐1)

ControlUreaUrea + IUUrea + INUrea + IU + IN

0

20

40

60

80

100

1

Emisión total de N‐N

2O (g

 ha‐1)

ControlUreaUrea + IUUrea + INUrea + IU + IN

Emisión total de N‐N2O después de aplicar urea e inhibidores del ciclo del nitrógeno en una pradera permanente (n=6, ± error estándar).

babac ab

Vistoso et al. (2012)

Equipos de aplicaciónEquipos de aplicación

AplicaciAplicacióón en n en bandasbandas AplicaciAplicacióón en n en superficiesuperficie

50 m3 ha-150 m3 ha-1

Smith (2001)Smith (2001)

Efecto del tipo de maquinaria en la reducción de la volatilización de NH3

Efecto del tipo de maquinaria en la reducción de la volatilización de NH3

Band spreaderBand spreader

Trailing shoeTrailing shoe

Shallow injectorShallow injector

Reduction in emissionReduction in emission

38%38%

72%72%

85%85%

Chadwick (2004)Chadwick (2004)

Pérdidas por volatilización de amoníaco por usode distintas fuentes e inhibidor en praderas

Pérdidas por volatilización de amoníaco por usode distintas fuentes e inhibidor en praderas

Salazar et al., 2012Salazar et al., 2012

Urea                    = 1% ‐ 27%

Urea recubierta   = 3% ‐14%

Purín de lechería = 7% ‐ 21%

Almacenamiento de purines:  impermeabilizaciónAlmacenamiento de purines:  impermeabilización

0

20

40

60

80

100

Uncovererd Standard Improved Uncovererd Standard Improved

Am

mon

ia lo

ss

Cattle slurry Pig slurry

Técnicas de mitigación: pozoscubiertosTécnicas de mitigación: pozoscubiertos

Source : SRI

0

20

40

60

80

100

Carro con plato Aplicación enbandas

Injecciónsuperficial

Injección sub-superficialE

misi

ón r

elat

iva

de a

mon

íaco

(%)

Equipos de aplicación de purinesEquipos de aplicación de purines

Pain (2000)

Sensor de nutrientes

Sensor de velocidad

GPS

Equipos de aplicación de última generaciónEquipos de aplicación de última generación

Chadwick (2003)

Equipo de aplicación de purines equipado con un sistema de posicionamiento global (GPS) y sensor de nutrientes que permite dosificar correctamente la dosis a aplicar

Emisiones de GEI : carne de cerdo –distintas tecnologías

Emisiones de GEI : carne de cerdo –distintas tecnologías

Fuente: LEI, Blonk, 2009

Uso de modelos y sistemas expertos para manejonutrientes a nivel predial

Uso de modelos y sistemas expertos para manejonutrientes a nivel predial

Integración sistemas productivosIntegración sistemas productivos

UtilizaciónUtilización

TratamientoTratamiento

Consumo animal

Consumo animal

Consumo humano

Consumo humano

Comentarios finales

Los sistemas ganaderos tienen un alto potencial de impacto en el ambienteA nivel predial el manejo de purines es de gran importancia Considerar condiciones edafoclimáticas de ChileImportante determinar factores de emisión locales y evaluar medidas de mitigaciónUso de modelos y sistemas expertos para manejo eficiente nutrientesImportante aumentar la eficiencia de usos de nutrientesExisten medidas de mitigación disponiblesAvances en producción limpia en predios ganaderosInvestigación y transferencia tecnológica

Los sistemas ganaderos tienen un alto potencial de impacto en el ambienteA nivel predial el manejo de purines es de gran importancia Considerar condiciones edafoclimáticas de ChileImportante determinar factores de emisión locales y evaluar medidas de mitigaciónUso de modelos y sistemas expertos para manejo eficiente nutrientesImportante aumentar la eficiencia de usos de nutrientesExisten medidas de mitigación disponiblesAvances en producción limpia en predios ganaderosInvestigación y transferencia tecnológica

Erupción complejo Caulle‐Puyehue, Sur de Chile

Erupción complejo Caulle‐Puyehue, Sur de Chile

Gracias...!Gracias...!

www.inia.cl/remehuewww.inia.cl/remehuefsalazar@inia.clfsalazar@inia.cl

12 y 13 de DiciembreINIA Remehue, Ruta 5 Km 8, norte Osorno

¡¡¡LOS ESPERAMOS!!!