1

Ernesto F ViglizzoINTA-CONICET Argentina

x

x

x

x

Las dimensiones múltiples de los sistemasde producción en la ciencia animal

La métrica para medir nuestros sistemas de producción se ha hecho más compleja

Carga animal

Eficiencia de stock Producción

por hectárea

Producción por animal

Producción de raciones por hectárea

kcal persona-1 día-1

100 200 3000

lechebovina

carnebovina

carneaviar

carneporcina

huevos

12 %

7 %

6 %

4 %

1 %

Participación absoluta y relativa de distintos alimentos de origen animal en la dieta energética de los Estados Unidos (Fuente: Eshel et al., 2014)

lechebovina

carnebovina

carneaviar

carneporcina

huevos

5 10 15

m2 mcal-1

tierra agua de riego

0.2 0.4

m3 mcal-1

emisiones GEI

531 2 4 6

kg CO2 mcal-1

deposición N

100 200

g N mcal-1

Una métrica cambiante. Comportamiento ambiental de cinco categorías claves de sistemas de producción animal que aportan el 96 % de la dieta calórica de EEUU (Fuente: Eshel et al., 2014)

2

Cambios evolutivos en los sistemas alimentarios y la huella ambiental

recepción y almacenamiento

procesamiento

empaquetado

transporte

mayoristadistribuciónsupermercadoconsumoresiduos

huellasambientales

Producto

primario Producto

procesado Kg equiv CO2 / kg producto

Kg PV novillo

L de leche de ordeñe

Kg de trigocosechado

Kg de sojacosechada

L de leche de ordeñe

3.08

1.10

1.10

0.26

0.46

Kg carne procesada

L de lechefluida

Kg queso

Kg de pan

L de aceite de soja

5.76

1.22

8.51

0.45

2.07

Huella de carbono de productos primarios y productos procesados derivados de cada producto primario (Promedio de varias fuentes)

L de agua / kg producto

Kg PV novillo

Kg de trigocosechado

Kg de sojacosechada

10.453 – 17.351

1.107 – 2.617

Kg de maízcosechado

457 – 1.001

378 – 976

Rangos de estimación de la huella hídrica de productos primarios (distintas fuentes)

Evaluar la relación de distintos sistemas de producción y la funcionalidad de los ecosistemas desde dos perspectivas:

Flujo de la energía

Ciclo de la materia (agua, carbono y nutrientes)

Reflexionar acerca de la intensificación de los sistemas de producción ganadera

MJ km-2 (x 1000)

Mapa del consumo de energía metabolizable (MJ km-2) por rumiantes

en América (Fuente: Herrero et al., 2013) Distribución de la ganadería bovina en Argentina y localización tambos y feedlots (Fuente: SENASA, 2008).

FeedlotsTambos

3

Relación entre el área sembrada de maíz y la presencia de feedlots en las provincias argentinas con agricultura de secano (Fuentes: SENASA, 2011; MinAgri, 2014)

Hectáreas de maíz (x 1000)

Nºfeedlotsregistrados

y = 0 ,29 72x - 12 ,19 1

R2 = 0 ,818 1; R = 0 ,90 4

0

1 00

200

300

400

5 00

600

7 00

0 5 00 1 000 1 5 00 2000

Estimación de la productividad en MJ/ha/año de cinco sistemas dominantes de producción en Argentina

Ganadería silvo-pastoril

Ganadería de pastizal

0,30

0,60

Fin siglo 19 y primera mitad siglo 20

Ganadería sobre pasturas

Ganadería-agricultura

5,0

32,0

Segunda mitad siglo 20

Agricultura continua

Feedlot

Tambo intensivo

90,0

617,0

724,0

Fines siglo 20 ycomienzos siglo 21

energía bruta

100 %

Partición de la energía en el rumiante bovino de leche (Fuente: Ensminger et al., 1990)

5 %

energía

gaseosa

energíacalórica

20 %

energía fecal

30 %

Energía fecal

30 %

energía

urinaria

5 %

energía

productivaleche, carne

reproducción

10 %

30 %

energía

mantenimiento

Flujos de energía dentro de un símil de pirámide trófica agropecuaria(fuente: Viglizzo, 1998)

Fugas de energía

100 000

10 000

1000

100

10

1

Partición de la energía (MJ/ha/ha) en los sistemas de producción agrícola y ganadera (fuente: Viglizzo, 1998)

Logaritmo de la energía (MJ/ha/año)

72.5

pasto

38.1

grano

2.6

2.6

tambo

invernada

1.1

cría

83 800

radiación incidente

Atributos de los rumiantes: capacidad para convertir forrajes fibrosos de baja calidad en proteínas de alto valor biológico

valor biológicode las proteínas

75

75

carne

leche

70

50

40

soja

trigo

maíz

4

P = precipitación

I = infiltración Es = escurrimiento

P ET

I

Es

ET = evapotranspiración

La economía del agua

La economía del carbono

30 200 110

Stock de biomasa vegetal (ton MS/ha)

1.0(33.3)

3.4(17.0)

2.5(22.7)

Secuestro de carbono por hectárea (ton C/ha/año)Secuestro de carbono por ton de biomasa (kg/ton MS/año)

Marco conceptual para analizar sinergias y conflictos entre carbono y agua

Precipitación

Rendimiento de agua

Escurrimiento

Infiltración

Evapotranspiración

ET

Relación entre precipitaciones y disponibilidad de biomasa aérea discriminada en tres ecosistemas dominantes. Las relaciones fueron muy significativas (P<0.01). Tamaño de la muestra: 683 casos.

Fuente: Viglizzo et al. (2014).

Precipitaciones (mm year-1)

Disponibilidad de biomasa aérea (logton MS ha-1)

1

10

100

1000

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500

Bosques

Arbustales

Pastizales y sabanas 0

2 00

4 00

6 00

800

1 000

1 2 00

1 4 00

1 6 00

1 800

-25 0 -1 5 0 -5 0 5 0 1 5 0 2 5 0

-6 00

-3 00

0

3 00

6 00

9 00

1 2 00

1 5 00

1 800

-4 -2 0 2 4 6

Cambio en la densidad de biomasa aérea (ton MS/ha)

Cambio en la evapotranspiración real (mm/año)

Arbustalesy pastizales

Bosques naturalesy cultivados

Cambio en la densidad de biomasa aérea (ton MS/ha)

Relación entre cambios en la densidad de biomasa aérea y cambios en la evapotranspiración real. Tamaño de la muestra: 133 casos.

5

Relación entre cambios en la densidad de biomasa aérea y cambios en el escurrimiento de agua. Tamaño de la muestra: 133 casos.

-1 5 00

-1 3 00

-1 1 00

-9 00

-7 00

-5 00

-3 00

-1 00

1 00

3 00

5 00

-6 00 -4 00 -2 00 0 2 00

Cambio en la densidad de biomasa aérea (ton/ha)

Cambio en el rendimiento de agua (mm/año)

Bosques naturales y cultivados Arbustales y pastizales

R2 = 0.27

Economía del agua y del carbono en dos sistemas contrastantes

de producción animal

Silvo-pastorilFeedlot

X

Región secaRegión húmeda

Relaciones carbono-agua en regiones húmedas y secas. Acumulación de biomasa y dinámica de la evapotranspiración, la recarga de acuíferos y el rendimiento de agua

X

y = 6 3 ,5 44x 2 - 7 5 ,7 88x - 5 ,5 48 6

R2 = 0,6 3 22

-3 0

-2 5

-20

-1 5

-1 0

-5

0

0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8

Proporción de área boscosa en el paisaje (x 100)

Profundidad media de los pozos (m)

Relación entre cobertura del paisaje boscoso y profundidad media de los pozos de agua en doce departamentos del Centro y el Este de la provincia de La Pampa. Número de pozos censados: 242. Fuente: Salvador (2010).

FeedlotSilvo-pastoril Mixto Agricultura continua

Deposición de nitrógeno (kg N/ha/año)

13,14 (1) 81,14 (6) 8699 (662)-81,14 (-6)

Emisión de gases de efecto invernadero (ton eq-CO2/ha/año)

-2,59 (1) 6,77 (9) 662,04 (665)10,93 (14)

Potencial absoluto y relativo de contaminación por gases de efecto invernadero y nutrientes en sistemas silvo-pastoril, mixto, de agricultura continua y feedlot

6

Luzsolar

Flujo de la energía y ciclo de la materia en los ecosistemas

FeedlotSilvo-pastoril

Mixto

Densidad de los flujos de energía y ciclos de materia en relación al grado de intensificación del sistema de producción

0

30

60

90

120

150

180

Concentración de NO3en agua (mg/litro)

Cría

extensiva

Engorde

en pastoreo

Engorde

mixtoTambo

mixto

Feedlot

Impacto del nivel de intensificación ganadera sobre la concentración de nitratos en aguas de drenaje, lagunas, pozos, freática (Fuentes: Mignolet et al. 1999, Andriulo et al. 2003, Pordomingo 2003, Sainato et al. 2006, Gil 2006, Frank 2007, Herrero et al. 2008,

Herrero y Gil (2008), Herrero 2009, Carbó et al. 2009).

Tolerancia(45 mg NO3 /litro)

Mediciones de campo

Estimaciones de modelo

Densidad animal (animales/ha)

Intensidad alimentación (% concentrados en dieta)

1 punto = 5 000 bovinos

1 punto = 10 000 bovinos

2 %

5 %

3 %

44 %

26 %

40 %

Densidad comparada de los feedlots en Argentina y Estados Unidos. En Argentina se

incluyen las provincias de Buenos Aires, Córdoba y Santa Fe. En Estados Unidos los estados de Texas, Kansas y Nebraska. Los números dentro de un círculo indican el porcentaje de

bovinos que son engordados en feedlots.

< 5

5--10

10-15

15-20

80-100

100-120

120-140

140-160

Producción

de estiércol(ton/km2/año)

7 1

Densidad comparada de la producción de estiércol en en las regiones con mayor concentración de feedlots de Estados Unidos y Argentina

1,7 veces Rosario237 855013,05Santa Fe

1,5 veces Córdoba258 102511,40CórdobaArgentina

4 veces La Plata486 327511,54Buenos Aires

14,5 veces Chicago3 957 4379,25144,21Nebraska

10,5 veces Los Angeles4 0426 060,5138,49KansasEEUU

5 veces Nueva York4 7143 136,2549,71Texas

Equiv ciudadesEquiv en Nº personaston estiércol/km2/añoEstado/provinciaPaís

Densidad

Densidad comparada de la producción de estiércol en en las regiones con mayor concentración de feedlots de Estados Unidos y Argentina y su equivalencia en residuos

cloacales de ciudades importantes

7

¿Qué es más saludable para el ambiente? Una carga animal dispersa en todo el ecosistema? ¿O una carga concentrada que permita liberar grandes áreas del ecosistema?

Agricultura tradicional

Agricultura de bajos insumos

Agricultura industrial

Intensificación sustentable

Agricultura agroecológica

Evolución de los sistemas agropecuarios y debate actual entre visiones divergentes

Los cultores de la agroecología nos dicen que hay que ponerle un

límite a la “irresponsabilidad organizada” de la producción intensiva

Los cultores de la intensificación sustentable nos dicen que hay que ponerle un límite a la “ignorancia pluralista” de la llamada ciencia agro-ecológica

Agroecología Intensificación sustentable

Diversificación, pequeña escala Especialización, gran escala

Regeneración espontánea de vegetación Eliminación de vegetación espontánea

Uso de nutrientes orgánicos Uso de nutrientes sintéticos

Se privilegia la rusticidad Se privilegia el rendimiento

Control biológico de plagas Control químico de plagas

Se privilegia la mano de obra Se privilegia la mecanización

Se utiliza toda la tierra disponible Se libera tierra para conservación

Se privilegia el conocimiento ecológico Se privilegia el conocimiento agronómico

Es un movimiento social y dogmático Es una concepción tecnológica

Potencial productivo moderado-bajo Alto potencial productivo

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

0 10 20 30 40

Período 1900-1939 (b = 9.90)

Período 1940-1979

(b = 30.79)

Período 1980-2012 (b = 108.65)

Períodos tetra-decádicos

Rendimiento (kg/ha cosechada)

Evolución del rendimiento medio del cultivo de maíz en Argentina en tres períodos históricos entre 1900-2012

8

Muchas gracias …!