Potencial de los forrajes tropicales para la mitigación de emisiones de gases
de efecto invernadero Michael Peters, Idupulapati Rao, Aracely Castro, Glenn Hyman,
John Miles, Jacobo Arango, Danilo Moreta, Álvaro Rincón, José E. Baquero, Elcio Guimaraes
Taller Internacional: Hacia una Política Nacional de Ganadería Agroclimáticamente Sostenible
23 al 25 de Octubre de 2013 Bogotá - Colombia
Contenido
• Importancia mundial de los sistemas agropecuarios y “huella ambiental” de la producción pecuaria
• Necesidad de una intensificación sostenible
• Oportunidades para la intensificación sostenible a través de sistemas basados en forrajes
• Consideraciones socioeconómicas y políticas de implementación
• Perspectivas futuras y síntesis general
Demanda de productos ganaderos
en 2050
Países Año
Consumo anual per cápita (kg)
Consumo Total (Mt)
Carne Leche Carne Leche
En desarrollo 2002 2050
28 44
44 78
137 326
222 585
Desarrollados 2002 2050
78 94
202 216
102 126
265 295
Fuente: Rosegrant et al., 2009
Ganadería en países en desarrollo • Predominancia entre agricultores de pequeña escala;
producen 50% de carne, 41% de leche, 72% de ovejas, 59% de cerdo y 53% de aves de corral
• Provee al menos comida para 830 millones de personas ubicadas bajo la línea de seguridad alimentaria
Producción ganadera y pequeños productores
Sector ganadero y GEI - “huella ambiental”
Fertilización del suelo 20%
Energía 17%
Arroz 10%
Manejo de abonos
7%
Fermentación entérica ruminal
34%
Residuos de rumiantes en
pastos 12%
Emisiones globales de GEI procedentes de la agricultura
100%= 6.5 GT CO2e en 2010
Fuente: análisis del WRI basado en EPA (2012) y FAO (2012), con ajustes
Emisiones de GEI procedentes del sector ganadero
Emisiones de GEI por unidad de proteína
Nota: datos principalmente de países desarrollados, y excluyen emisiones por cambios en uso de la tierra Fuente: DeVries (2009)
Res Cerdo Huevos Leche Aves de corral
Kg CO2e / kg proteína (con y sin análisis de ciclo de vida)
175
70
45 45 45
Distribución espacial de la intensidad de emisiones de GEI por la ganadería
Tierras áridas: baja productividad animal en grandes áreas donde
alimentación es escasa y de baja calidad y los animales tienen un bajo
potencial productivo
Mundo en desarrollo: intensidad moderada en lugares con importante
producción de carne
Países desarrollados: baja intensidad de emisiones por prácticas de alimentación más intensivas, razas con mejor
conversión de alimentos y clima templado donde la calidad del alimento es casi siempre más alta
Fuente: Herrero et al. 2013. Global greenhouse gas efficiency per kilogram of animal protein produced
LivestockPlus – Un concepto
Produciendo carne, leche, abono y mas…..
Intensificación Sostenible
Beneficios de sustento • Leche • Carne • Huevos • Abono • Adaptación al cambio
climático • Seguridad alimentaria
y nutricional • Generación de
ingresos (+PSE) • Alivio de pobreza
Enfoques/ Innovaciones Agroecológico
Sistemas cultivo-ganado-árboles
Genética Producción, calidad, resistencia a
estrés
Social Creación de entornos favorables,
mercados, capital social y humano
Beneficios ambientales • Calidad del suelo • Uso eficiente de los
recursos • Restauración de
suelos degradados • Mitigación del
cambio climático • Conservación
biodiversidad • Otros servicios en el
ecosistema
LivestockPlus
El concepto de “LivestockPlus” está basado en tres principios: 1. Los forrajes mejorados se adaptan mejor a limitaciones
bióticas y abióticas que los nativos o adaptados, y producen mas y mejor alimento;
2. Los forrajes mejorados bien manejados en sistemas cultivo-ganado, mejoran la eficiencia del uso de los recursos a nivel de finca para producir más leche y carne, particularmente durante el período seco; y
3. La siembra de forrajes mejorados solos o integrados con cultivos y arboles mejoran la productividad del sistema y generan múltiples servicios ecosistémicos, reduciendo la huella ambiental por unidad de producto animal.
Fuente: Rincón, 2013
Integración cultivos-ganadería en sabanas de suelos ácidos de Colombia
27 110
450 600
1000
0200400600800
10001200
Sabana nativaPasturas degradadasGramíneas/leguminosas Pastura con fertilizantePastura mejorada con maizPastura despues de 3 años de rotación de maiz y soya
Ganancia de peso en vivo de animales (kg/ha/año)
Oportunidades a través de sistemas basados en forrajes para reducir emisiones
de gases de efecto invernadero
1. Incrementando las reservas de carbono
2. Reduciendo las emisiones de metano (CH4) por unidad de producto ganadero y las emisiones netas de CH4 al reducir el número de animales
3. Reduciendo emisiones de óxido nitroso (N2O)
Sistemas basados en forrajes pueden mitigar las emisiones de GEI:
Principales oportunidades para aumentar las reservas de carbono en el suelo son: (i) Mejorar el manejo de cultivos y pastizales, y (ii) la restauración de tierras degradadas
Mejorar la acumulación de Carbono
Oportunidades
• Siembra de forrajes tropicales permite acumular grandes cantidades de C en el suelo, en particular en las capas más profundas
• Meta-análisis de efectos de manejo de pasturas en reservas de C en el suelo, mostró que pastos en zonas con precipitación de 2000-3000 mm/año tienen potencial para acumular carbono similar a los bosques
Se estima que 29% del potencial global de mitigación de C está en los pastos
Carbono orgánico del suelo (COS) en pasturas de Brachiaria humidicola
sola (Bh), con Arachis pintoi (Bh/Ap) y sabana nativa (SN) en un Oxisol
franco arcilloso en los Llanos Orientales de Colombia
(Fisher et al., 1996)
COS en tres sistemas de uso de la tierra predominantes en los
Llanos Orientales de Colombia (Castro et al., 2011 - sin publicar)
Mejoramiento de pasturas y acumulación de C A
lmac
enam
ient
o de
C (t
/ha)
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
Pasto Mejorado Pasto mejorado degradado Sabana Nativa
(a) Puerto López (b) Puerto Gaitán
Carbono organico del suelo (%)
Prof
undi
dad
(cm
)
Promedio
Reduciendo emisiones de metano • CH4 por fermentación entérica de rumiantes es responsable de 25% de las
emisiones de GEI provenientes de la ganadería
• Monogástricos producen proteínas de manera más eficiente que rumiantes. Pero la comparación es simplista considerando las opciones de alimentación
• Dietas con forraje de alta digestibilidad/energía/proteína, producen menos CH4 por unidad de carne o leche
• Aditivos como aceites para alimentación de rumiantes y ensilajes en lugar de heno reducen emisiones de CH4 por cambio en flora ruminal
• Taninos condensados de algunas leguminosas pueden reducir la producción de CH4 de rumiantes, pero a menudo reducen la digestibilidad de los alimentos conduciendo a un menor rendimiento
Oportunidades
Reduciendo emisiones de oxido nitroso • Emisiones de N2O son cercanas a 17 Mt N/año; para el 2100 se prevé
aumentará 4 veces en gran parte por mayor uso de fertilizantes nitrogenados. • Hasta 70% de fertilizantes de N aplicados en producción intensiva de cereales
se pierde por nitrificación • Algunas plantas liberan inhibidores de la nitrificación biológica (IBN) de sus
raíces suprimiendo actividad nitrificadora, reduciendo nitrificación en el suelo y emisiones de N2O
• Gramíneas forrajeras tropicales, cereales y leguminosas muestran una amplia diversidad en su capacidad IBN
• Brachiarias tropicales tienen alta capacidad de IBN, particularmente B. humidicola y B. decumbens
• Pastos de Brachiaria pueden reducir emisiones de N2O y contribuir a mejorar rentabilidad del cultivo posterior por economía de N
Oportunidades
Emisiones acumuladas de N2O de parcelas de pastos tropicales (monitoreadas
mensualmente de 2005-2008)
Fuente: Thornton and Herrero, 2010 Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS) 107:19667-19672
Opción usada en 2030 kg CH4/t leche kg CH4/t carne
Cerrado 78 1552
100% adopción de pasturas de Brachiaria 31 713
30% adopción de pasturas de Brachiaria 64 1300
Potencial de mitigación de cambio climatico
Potencial de reducir emisiones de N2O y CH4
Opciones de mitigación basadas en pastizales
en sistemas húmedos y sub-húmedos de
América Central y del Sur
0 50
100 150 200 250 300 350 400 450 500
Bare Soil Soybean P.maximum Hybrid Mulato Bh 679 Bh 16888 m
g N
2O
-N m
-2 y
-1
Bare Soil Soybean P. maximum Hybrid Mulato Bh 679 Bh 16888
mgN
2O-N
m-2
y-1
Fuente: PNAS 106: 17302-17307 (2009)
Suelo descubierto
Soya Hibrido Mulato
Beneficios de la Inhibición Biológica de Nitrificación Efectos de la IBN de una pastura de Brachiaria humidicola
de larga duración (≥ 10 años de establecida) en el rendimiento del cultivo de maíz subsecuente
Fuente: CIAT-JIRCAS-Corpoica, 2013 (no publicado)
Prod
ucci
ón d
e gr
ano
de m
aiz (
kg h
a-1)
Fertilización nitrogenada (kg N ha-1)
Uso previo del suelo
B. humidicola Maíz Sabana nativa
Interés de los medios en IBN
CIAT: I. Rao, M. Ishitani, J. Miles, M. Peters, M. Cuchillo, P. Lavelle, G. Hyman, J. Tapasco, A. Castro, R. van der Hoek, J. Arango, J. Duitama, H. Lopez, H. Suarez, D. Moreta, G. Borrero, J. Nunez JIRCAS, Japón: G. Subbarao Corpoica, Colombia: A. Rincón University of Hohenheim: G. Cadisch, H. Karwat Univ. Llanos, Colombia: C. Plazas MIS/UNA, Nicaragua: R. Mendoza
• Incorporación de árboles a tierras agrícolas y pecuarias se traduce en mayor almacenamiento de C sobre y bajo el suelo, y en un mejor reciclaje de nutrientes
• Potencial de acumulación de C sobre el suelo es de 1.5 a 6.55 Mg/ha/año
• Animales alimentados con leguminosas tropicales producen 20% menos CH4 que los alimentados únicamente con gramíneas C4
Papel de sistemas silvopastoriles
Oportunidades
Interacciones positivas entre pasturas y árboles (en particular fijadores de N) producen más materia seca, energía digestible y proteína cruda por ha y aumentan producción de leche o carne y reducen necesidad de fertilizantes sintéticos
Mensajes Intensificación sostenible de sistemas basados en forrajes -
incluyendo silvopastoriles- es fundamental para mitigar emisiones de gases de efecto invernadero de la ganadería y la agricultura en general
Hay necesidad de evaluar en detalle el potencial de acumulación de carbono de sistemas basados en forrajes, con énfasis en el potencial de acumulación a largo plazo y el análisis de todo el ciclo de vida
Aumento de adopción de alimentos mejorados, incluyendo forrajes, podría reducir significativamente la emisión de GEI a escala global y mejorar las condiciones de vida de las mil millones personas que dependen de sistemas de ganado-cultivo
Análisis del ciclo de producción incluyendo emisiones de GEI por el suplemento suministrado, frente a producción en tierras menos aptas para la producción agrícola
Evaluar en detalle el potencial de acumulación de carbono y reducción de emisiones de N2O y metano de sistemas basados en forrajes, con énfasis en potencial de incrementar reservas de C a largo plazo
Estimar impacto de sistemas basados en forrajes (ventajas y desventajas) y sus opciones para la productividad, seguridad alimentaria y beneficios ambientales a diferentes escalas
Evaluar beneficios económicos para los productores a través de la diferenciación de productos y el pago por servicios ambientales
Perspectivas futuras y síntesis general