Programa Ganadería y Manejo del Ambiente Sistemas Silvopastoriles y su importancia en la carbono neutralidad de Fincas Ganaderos Muhammad Ibrahim y Msc. Leonardo Guerra
Presentacion Importancia de la ganaderia y su relacion con el cambio climatica Estrategias de reducir emissiones Estrategia de mitigacion- sector ganadero Analisis de ciclo de vida evaluar la huella de carbono Aproximacion de analisis de fincas que son carbono neutro
Importancia de la Ganadería Ganadería: Produce cerca del 30 % de la demanda de proteina humana Utiliza un 30% del área de tierra total Contribuye al bienestar de 1.3 billones de personas en particular en zonas pobres Rol importante en la transmisión de enfermedades
Importancia de la ganadería Ganadería es importante para incrementar la resiliencia de los pobres vulnerable quienes son sujetos a fuerzas clima, mercado, shocks de enfermedades,mediante: - diversificación de riesgos e incremento de capital - Hay muchos argumentos que la ganadería contribuye un 18% en emisión de gases de invernadero pero este es modesto cuando se compara con la contribución de la ganadería en los medios de vida rural y urbanos - Por lo tanto hay que medir los TRADE OFFs- entre uso de recursos, emisión de gases y medios de vida- este es más complejo cuando se toma en cuenta la seguridad alimentaria
Efecto de la sequia prolongada en el sector ganadero: baja productividad, degradacion de la tierra, descarga de las fincas: venta de animales: nov 2009 chaco 2 milliones de ganado afectada
Emesiones Enteric: produccion animal importante Smith et al, 2007, 6 World Bank, 2009
Emisiones de gases de efecto invernadero en sistemas ganaderos -A nivel munidal la ganaderia contribuye a un 18-20% emisiones de GEI - De esta cerca 40% -fermentacion enterica- Figura 5. Composición de las emisiones en sistemas ganaderos. Esparza, Costa Rica. 19% 4% 2% Fermentación enterica Residuos Sólidos y líquidos Combustibles Cambio de uso de suelo Las emisiones por fermentación entérica se producen a partir del proceso digestivo del animal, en el cual se pierde parte de la energía alimenticia e forma de gas, en vez de ser aprovechado y transformado en leche o carne (Johnson et al 1996, citado por Mora 2000). 75%
New York times Farmers Panic About a Cow Tax By Kate Galbraith The New York Farm Bureau issued a statement last week saying it feared that a tax could reach $175 per cow, $87.50 per head of beef cattle and upward of $20 for each hog. Should their greenhouse gases be taxed? (Photo: Steve Ruark for The New York Times)
Enfoque a nivel de finca para reducir emisiones de gases Presupuesto de carbono Contablizar interacciones entre C y N Tradeoffs entre emisones de gases de invernadero y secuestro de carbono Reducir emisiones- NH3 and NO3 Adaptación de estrategias de alimentación para reducir emisones de metano y N20 Planificacin de fincas para secuestro de carbono
Carbono y nitrógeno: Diagrama de flujo de los sistemas silvopastoriles, Schils et al. 2005 Metano Oxido nitroso Carbono Dioxido Amonio Animal Concentrado Fertilizante Alimento Mejorado Pasto con árboles Leche, queso, c y alimento Secuestro de carbono Boñiga Cercas vivas Boñiga Agua Conservación Silos Fijación N Bancos forrajeros Biodiversidad Asimilación Deposición Bosque Ripario y secundario Suelo Otros productos Nitrato Ingreso y egreso / Finca Finca compartimentos Emisiones
CH 4 potenciales y protecciones N 2 O disponibles actualmente para los agricultores CH 4 Menos animales; emisores de CH 4 baja Cambio de forraje / dieta Costos/beneficios Probablemente inaceptable; pequeña evidencia o incentivo para seleccionar bajos emisores Los productores ya han adoptado las mejores prácticas para su región, las legumbres y taninos condensados puede bajar CH 4 Modificadores del rumen Monensina puede bajar CH 4 y beneficiar la producción; muchos modificadores de no se han probado o no son persistentes N2O Reducir la dieta de N Baja la pérdida de orina N Uso estratégico de fertilizantes Compactación del suelo Un objetivo importante de la producción intensiva que podría mantener la rentabilidad, reducir la urea, la promoción de las leguminosas. Uso de Diciandiamida en regiones frías, alteración de dieta, aceptable en regiones intensivas Una opción de costo efectivo Retirada de animales de los pastos en condiciones húmedas beneficiará la agricultura
Estrategias Practicas para reducir emisiones de metano Mejorar la calidad Forrajera: Entender las relaciones entre los rasgos de la planta con la calidad forrajera LDMC, LNC, SLA y tanninos etc) química de la planta (FDN, Composición de dietas para tener un efecto aditiva para: mejorar la eficiencia de utilización y reducción de emisiones de metano - fermentación
Emisiones de metano calculado por unidad de ganancia de peso vivo de corderos en crecimiento alimentados con forrajes con una gama de valores alimenticios ( Adaptado de Waghorn y Clark, 2005). Dieta ME (MJ/kg DM) Forraje Ganancia diaria (g) Metano (g/kg DMI) DMI (kg/kg ganancia) 10.0 Rye grass 100 24.0 13.6 330 12.0 Rye grass 200 21.0 7.5 160 11.5 Lucerne 250 20.0 6.7 130 Emisiones CH (g/kg ganado) 12.0 Lotus 250 12.0 6.7 70 12.0 Trebol blanco 300 16.0 6.2 100
Las leguminosas contienen taninos condensados (p.e. Lotuses) que son capaces de bajar el metano, (g/kg de consumo de materia seca) por 12 15 % y puede mejorar la producción animal (Waghorn, 2008).
Ramoneo en Bancos de leucaena
Emisión de metano según tipos de pasturas Tipo de pastura g CH4/kg MS de forraje consumido Pastura nativa o naturalizada- Hyparrhenia rufa 30-35 Pastura mejorada B. brizantha 26-28 Sistema silvopastoril con Leucaena 16-18
Manipulacion de fermentacion ruminal Mucho estudios muestran el impacto de los compuestos secundarias en cambio de micro-flora en el rumen y en la reducción de metano en el proceso- fermentación Sin embargo falta a medir el impacto de persistencia
Figura. Protozoal cell numbers in ruminal fluid of sheep faunated with total mixed fauna ( ) and Entodinium caudatum as a single-species monofauna ( ) 2 h after feeding Enterolobium cyclocarpum. E. cyclocarpum was fed from days 16 to 28 of period 2 (for 12 d in total). 21
Producción Nutrientes Escenario 1 Sistemas de producción tradicionales Excedente de forraje Epoca lluviosa Epoca seca 3 litros Capacidad de carga segura Pasturas en monocultivo Que hacemos el exceso de pasto? Fuerte deficit de forraje May Jun Jul Ag Set Oct Nov Dic En Feb Mar Abr Meses
Programa de Ganadería y Manejo del Medio Ambiente (GAMMA) Toneladas de CO2e 600.0 500.0 400.0 300.0 Las emisiones pueden aumentar entre 15 a 18% en la época seca, debido a la disminución de la calidad nutricional de la dieta. 200.0 100.0 0.0 Epoca seca Epoca lluviosa Emisiones de GEI por época Fuente: Caso de estudio MAG-CATIE 2010 IPCC expresa tres rangos de digestibilidad: entre 45-55% es baja calidad nutricional, entre 55-75% es media calidad nutricional y entre 75-85% alta calidad nutricional mayoritariamente por concentrados. La digestibilidad de materia seca promedio observada en las dietas de la fincas fue de un 53% y 8% Proteína Cruda
Producción Nutrientes Escenario 2 Pastos mejorados con árboles Exceso de forraje Capacidad de carga segura Epoca lluviosa Pasto Epoca seca 4.5 litros Arboles producen forraje y frutos Pequeño deficit de forraje May Jun Jul Ag Set Oct Nov Dic En Feb Mar Abr Meses
Producción de frutos frescos (kg/árbol) Disponibilidad de frutos Prod de fruta total (kg árbol -1 ) Coyol 8.6 (2.7)a Guacimo 26.4 (7.7)ab Genizaro 36.1 (8.1) b 30 25 coyol guacimo genizaro Guanacaste Guanacaste 86.0 (23.0)c 20 15 10 5 0 2/3 1/27 2/17 3/3 3/17 3/31 4/14 4/28 5/12 2/10 2/24 3/10 3/24 4/7 4/21 5/5 Semanas de recolección
Potencial del Algarrobo Parámetro Bajo Sombra Sin Sombra Materia Orgánica Proteína (%MS) 3.25 2.35 8.15 6.5 Norman Klassen, INTTAS 2002
Potencial del Algarrobo Producción con Algarrobo Vainas = Maíz 1.800 kg por área de copa / ha 30% superficie de copa = 600 kg / ha Leche Gatton Panic bajo copa a voluntad 2.5 kg hoja Guandú / vaca 2.5 kg vainas de algarrobo / vaca = 9 L /vaca/día Hugo Báez, INTTAS 2004
Definiciones de importancia: Huella de carbono: Expresa que para cada unidad de consumo de material o energético, se requiere una cantidad de cobertura vegetal, suelos y área oceánica - pertenecientes a una categoría de los ecosistemas- que proporcionan los flujos necesarios para la absorción de emisiones de GEI o dióxido de carbono equivalentes medido en hectáreas bioproductivas globales (Wakernagel, 1997). e [1] Vease PAS 2050:2008 - Specification for the assessment of the life cycle greenhouse gas emissions of goods and services.
CARBONO EN SUELOS Balance de carbono conversion de pasturas a bosques bosques (C3) Pasturas bien manejadas (C4) d 13 C = -29 d 13 C = -14 20 años 80 años 100 25 50 75 0 CARBONO TOTAL CARBONO REMANENTE-BOSQUE 0 2 4 6 8 CARBONO - PASTURA (C4) } } Cf Cp AÑOS
Conversión de Bosque hacia manejo de ganadería tradicional Carbono (Tn/C ha) 300 250 200 150 100 260 50 40 0 BOSQUE BOSQUE PASTURA DEGRADADA PASTURA DEGRADADA
Carbono (Tn/C ha) 300 250 200 150 260 180 100 50 0 BOSQUE 40 PASTURA DEGRADADA SISTEMA SILVOPASTORIL (5 años)
Carbon Stock (tn C/ha). 1 Relationship between carbon stock and Biodiversitry index in different land use in Esparza, Costa Rica. DP= Degradated Pasture, IP-T = Improved pasture without trees, NP - T = Natural pasture without trees, IP + LTD= Improved pasture wit low tree density, IP+HTD = Improved pastures wit high tree density, FB= Fodder bank, I-SSP= Intensive silvopastoral system, PF = Forest plantation, FF= Forest Fallow, SF = Secondary forest 250 200 150 FB IP-T IP+LTD I-SSP FP IP+HTD FF SF 100 NP-T 50 DP 0 0,0 0,3 0,5 0,8 1,0 Biodiversity index
Fases del sistema de producción en sistemas ganaderos Insumos Productivos (Procesos fuera de la finca) Proceso Productivo (Sistema finca) Distribución (Actividades fuera de la finca) Suplementos Pasturas Transporte Fertilizantes Forrajes Concentrados Animales Leche y/o Carne Centros de Acopio o Faena Trabajadores Cercas Energía Ordeñadora Consumidor Fuentes de emisión de GEI fuera de la finca Insumos que requieren de transporte a la finca Fuentes de emisión de GEI dentro de la finca Fuentes de emisión de GEI fuera de la finca
Carbon Footprint en la Cadena Productiva en un sistema convencional. Esparza, Costa Rica Concentrados 419 KgCO2e 22 vacas en ordeño 71519 KgCO2e Gallinaza (suplementos) 80.4 KgCO2e Fertilizantes 206.1 KgCO2e 206.4 KgCO2e Pastura natural
Kg CO2e/FPCM Experiencias alrededor del mundo: Es posible comparar?. 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 0
Kg CO2e En el caso de Costa Rica que consecuencias tiene el ACV?????? Si el capital natural de una finca ganadera tiene el potencial de compensar 5,4 t CO2e cual será el limite de producción de leche y carne? 15.00 13 10.00 5.00 1.28 0.00 Kg (CO2e/FPCM) Kg CO2e/Kg carne
Kg CO2e/Kg carne Unidad producto /hectárea conclusiones: El consumo promedio de leche per-capita en Costa Rica es de 188,5 Kg y el consumo promedio de carne es de 17 Kg Frontera de producción 2500.0 2109.4 2000.0 1500.0 1000.0 207.7 500.0 0.0 Kg CO2e/Kg leche Leche (Lit.) Carne (Kg) Frontera Productiva para el logro de la carbono neutralidad
Programa de Ganadería y Manejo del Medio Ambiente (GAMMA) La Planificacion de fincas para llegar la carbono neutralidad Que son los impactos de pago por servicios ambientales en el adopción de tecnologías y su impactos en emisiones y remociones de carbono
Programa de Ganadería y Manejo del Medio Ambiente (GAMMA) Figure 3.Land use changes with payment for ecosystems services Decline Degraded Pasture almost zero year 2007 88% increase improved pasture since year 2004 Conservation of Riparian Forest BF-GM: Gramineous fodder banks; BF-LÑ: Fodder bank with woody speacies; PM-ADA: Improved Pasture with High Tree Density; PN-BDA: Natural Pasture with Low Tree Density; PM-BDA: Improved Pasture with Low Tree Density; DP degrade pasture BR: Riparian Forest.
Escenario win-win en la transición de un manejo convencional a uno silvopastoril en el caso de estudio de Esparza, Costa Rica Línea base
Kg (CO2e/FPCM) Compasion of Carbon Footprint in both systems Figurae KgCO2e per kg of milk corected by % fat and %protein in both systems (case study in a livestock farm. Esparza, Costa Rica). 2,5 2,2 2,0 1,5 1,0 0,5 1,1 0,0 Conventional Silvopastoral Nota: FPCM= fat and protein corrected by milk
Algunos ejemplos de etiquetados de la huella de carbono y eco-labels.
Conclusiones Hay evidencias del impacto de mejorar la dieta en la reducción de emisiones de metano- Sin embargo se puede entender mejor de los rasgos de las plantas para combinar dietas- y tener mayor impacto La intensificación de fincas ganaderos con mejoras practicas SPS- reduccion en emisiones y incrementar las remociones- que conlleva un finca carbono neutro