Post on 08-Oct-2018
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
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)
Huella de carbono como información al consumidor
Huella de carbono como información al consumidor
Emisiones de GEI : carne bovina –varios orígenes
Carne de vacas lecheras Holanda
Carne, Holanda
Carne, Irlanda
Carne, Brasil
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
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)
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%
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