Así incide el manejo y la alimentación en las emisiones de metano de las granjas lecheras de Galicia

En primer lugar, se analiza la eficiencia reproductiva de las vacas lecheras

Las emisiones de metano (CH4) procedentes de la fermentación entérica en rumiantes constituyen uno de los principales vectores de contribución del sector ganadero al calentamiento global. A nivel mundial, el ganado vacuno representa la mayor fuente individual de metano entérico.

Las vacas lecheras en sistemas intensivos o mixtos son especialmente relevantes para los inventarios de Gases de Efecto Invernadero en regiones como Galicia, donde la actividad láctea es el eje de la economía agrogandera. El CH4 procedente del ganado rumiante se estima entre el 14,5% y el 18% de las emisiones globales de gases de efecto invernadero (GEI) de origen antrópico (FAO, 2013).

Y es que el CH4 tiene un potencial de calentamiento global 27–30 veces superior al CO2 en un horizonte de 100 años, según el Panel Intergubernamental sobre el Cambio Climático, por lo que su mitigación es una prioridad estratégica para los sistemas de producción láctea europeos, especialmente en un contexto de exigencias normativas crecientes y de demanda social de productos más sostenibles.

El metano tiene un potencial de calentamiento global hasta 30 veces superior al del CO2

El grupo operativo GO-TecMet, en el que participaron el Centro de Investigaciones Agrarias de Mabegondo (CIAM), el Laboratorio Interprofesional Gallego de Análisis de la Leche (LIGAL) y la cooperativa CLUN desarrolló estudios en diferentes ámbitos para conocer las correlaciones entre diferentes parámetros y las emisiones de GEI.

Bajo el título “Tecnologías para la reducción de las emisiones de metano entérico en las granjas de vacuno de leche de Galicia”, los investigadores del CIAM observaron parámetros relacionados con la alimentación del ganado y la correspondiente incidencia en las emisiones.

Calidad digestiva de los silos de hierba

La calidad nutritiva del silo de hierba es uno de los principales condicionantes de la eficiencia productiva y ambiental de los sistemas lecheros basados en forrajes conservados. La digestibilidad de la materia orgánica (DMO), la concentración de fibra estructural (FND, FAD) y la densidad energética (ENL) del silo determinan en gran medida la respuesta productiva del animal y, de forma indirecta, la intensidad de las emisiones de metano entérico.

Desde el punto de vista fisiológico, las dietas con mayor contenido en fibra estructural favorecen una fermentación ruminal más acetogénica, incrementan la producción de hidrógeno en el rumen y estimulan la metanogénesis.

Las dietas con mayor digestibilidad ayudan a reducir las emisiones de metano por unidad de producto lácteo

Por el contrario, las dietas con mayor digestibilidad y concentración energética permiten un mejor aprovechamiento de los nutrientes, mejoran la eficiencia productiva y suelen reducir la intensidad de emisión por unidad de producto lácteo.

GO-TecMet tenía como objetivo cuantificar el efecto del nivel de digestibilidad del silo de hierba sobre las emisiones de CH4 estimadas por ácidos grasos de la leche (AGL) en vacas Holstein en inicio de lactación. Emplearon cuatro grupos clasificados según la calidad digestiva de sus silos e interpretaron los resultados en función de la composición nutritiva de las raciones y de estudios previos.

El ensayo se realizó en las instalaciones del CIAM con un seguimiento semanal durante seis semanas. Se utilizaron 20 vacas lecheras Holstein del rebaño experimental del CIAM, en fase inicial-media de lactación. Los animales se distribuyeron en cuatro grupos homogéneos de cinco vacas, equilibrados por producción de leche, peso vivo, días en leche y número de lactación, mediante asignación aleatoria de los tratamientos.

El estudio dividió las dietas en función de la digestibilidad empleando silos de hierba y de leguminosas

Cada grupo recibió un silo de hierba diferente, caracterizado por el origen botánico y la calidad digestiva. El de mayor digestibilidad se alimentó con silo de raigrás; el de digestibilidad media 1 también pero de capacidad de digestión media; el de media baja con silo de leguminosas de alta proteína bruta y el de baja digestibilidad con leguminosa poco digestible.

La base de la ración completa mezclada (RCM) fue idéntica para todos los grupos: ensilado de maíz, concentrado y silo de hierba específico del tratamiento. La composición nutritiva de los silos se evaluó mediante análisis de laboratorio sobre muestras semanales (n = 13 por grupo). El unifeed completo también fue analizado para determinar las características nutricionales reales de la dieta ingerida por cada grupo.

Las emisiones de metano entérico se estimaron de forma indirecta a partir del perfil de ácidos grasos de la leche, determinado por cromatografía de gases sobre muestras semanales de leche individual, durante las seis semanas de ensayo.

Se aplicó una ecuación de predicción para calcular las tres métricas de emisión: producción diaria absoluta; rendimiento por kg de materia seca ingerida e intensidad por kg de leche corregido por grasa y proteína. Los datos se analizaron mediante el sistema ANOVA.

El patrón de emisiones observado fue biológicamente consistente con las diferencias de valor nutritivo detectadas entre silos y entre grupos. Este resultado señala que las dietas con mayor contenido en fibra estructural y menor digestibilidad favorecen una fermentación ruminal más acetogénica, incrementando la producción de hidrógeno disponible para la producción de metano.

Además de la composición del silo, en la cantidad de emisiones influye el momento de corte y el manejo del ensilado

En conjunto, los resultados apoyan que la mejora de la calidad digestiva del silo de hierba -mediante un corte más temprano, un mejor manejo del ensilado o la selección de variedades de mayor digestibilidad- puede contribuir a reducir la intensidad de emisión de CH4 sin penalizar la producción lechera.

Además de la composición del silo, en las emisiones también influye el manejo y el momento de corta y ensilado

Efecto de los tiempos de pastoreo

El pastoreo es el sistema de alimentación con mayor implantación histórica en Galicia y en general en los sistemas lecheros atlánticos. Además de los beneficios económicos y de bienestar animal, se promovió como estrategia de reducción de la huella ambiental.

No obstante, la relación entre tiempo de pastoreo y emisiones de CH4 no es lineal. La composición nutritiva de la hierba pastada varía según la fenología, la disponibilidad y la selección animal. Y la combinación con forrajes conservados y concentrado en las dietas mixtas genera patrones fermentativos difíciles de predecir a partir de los ingredientes aislados.

Los tiempos intermedios de pastoreo mostraron los mejores resultados en cuanto a reducción de emisiones de CH4

La estimación indirecta de las emisiones de CH4 a partir del perfil de ácidos grasos de la leche (AGL) ofrece una vía de monitorización a escala de granja, basada en la relación bioquímica entre la fermentación ruminal y la síntesis de grasas lácteas.

Así, el estudio del CIAM buscó cuantificar el efecto del tiempo diario de pastoreo sobre las emisiones de CH4 estimadas por AGL en vacas Holstein en inicio de lactación. E interpretar los resultados en función de la composición nutritiva de las raciones y de estudios previos.

Los técnicos evaluaron cinco tiempos diarios de pastoreo (0, 5, 10, 15 y 20 horas/día) sobre las emisiones de metano entérico. Participaron 29 vacas distribuidas en cinco grupos equilibrados por producción de leche, peso vivo y días en leche.

Las emisiones se evaluaron mediante el sistema ANOVA en tres métricas complementarias: gramos de CH4 por vaca y día, gramos por kg de materia seca ingerida y gramos por litro de leche corregido por grasa y proteína.

La respuesta no fue lineal: los tratamientos intermedios (entre 5 y 15 horas de pastoreo diarias) tendieron a presentar las mayores emisiones relativas, mientras que los de 20 horas mostraron consistentemente los valores más bajos.

Estos resultados indican que la mitigación del CH4 mediante pastoreo no es proporcional al número de horas de acceso al prado, sino que aparece de forma clara solo cuando el tiempo de pastoreo es suficientemente elevado como para modificar sustancialmente la composición y la fermentación ruminal de la dieta.

El aumento del tiempo de pastoreo se asoció a dietas con más fibra y menor densidad energética. No obstante, el mayor contenido de fibra no explicó por sí solo las emisiones, Los resultados en 20 horas muestran las menores emisiones, sugiriendo que la naturaleza de la fibra y la dinámica fermentativa son más determinantes que el contenido total.

La creencia de que más tiempo de pastoreo implica reducción de metano no se cumple de forma automática

Así, cita el estudio, para alcanzar beneficios ambientales medibles a través del pastoreo, los resultados sugieren que es necesario superar un umbral de inclusión de hierba fresca que permita modificar sustancialmente la composición de la dieta y la fermentación ruminal. Pastoreos parciales de menos de 15 horas/día no parecen suficientes para alcanzar este efecto en las condiciones del ensayo.

El estudio señala que la premisa “más pastoreo implica menos CH4″ no se cumple de forma automática ni proporcional. La introducción de pastoreo parcial (5–15 h/día) no garantiza por sí misma una reducción de las emisiones y puede mismo mantenerlas o elevarlas en términos relativos.

Solo cuando el tiempo de pastoreo es suficientemente elevado —correspondiente al 100% del tiempo de acceso posible en este ensayo— aparece un efecto mitigador claro y consistente en las tres métricas. Esto refuerza la idea de que, para alcanzar beneficios ambientales reales a través del pastoreo, es necesario que la hierba pase a ser el componente mayoritario de la dieta, no un mero complemento de los forrajes conservados.

Para que la reducción de emisiones sea efectiva, la hierba tiene que ser el componente principal de la ración

Sin embargo, desde el CIAM advierten de la necesidad de interpretar estos resultados con cautela. Porque las emisiones se estimaron de forma indirecta mediante ecuaciones de AGL, con limitaciones de generalización propias de ese método. Y porque la calidad y la disponibilidad del pasto en primavera en el CIAM pueden no ser representativas de todas las condiciones atlánticas.

Además, los grupos difirieron en algunas características de partida -especialmente en peso vivo- que podrían influir en los resultados. Por eso creen que sería conveniente complementar este estudio con mediciones directas de CH4 (GreenFeed o cámaras de respiración) para validar los patrones observados.

Suplementación con diferentes aditivos

La suplementación en la ración de las vacas con lípidos insaturados, especialmente aceites ricos en ácidos grasos poliinsaturados (AGPI) de cadena C18, inhibe directamente los microbios productores de metano, compite con el hidrógeno ruminal a través de la biohidrogenación y modifica el patrón de ácidos grasos volátiles hacia el propionato.

Los ácidos linolénicos presentes en el aceite de lino y en el de girasol actúan en diferente grado en esa inhibición en función de su insaturación. Y el 3-nitrooxipropanol (3-NOP, comercializado como Bovaer) actúa mediante la inhibición específica de la enzima clave en el último paso de la producción de metano, consiguiendo reducciones de entre el 20% y el 50% en mediciones directas.

Los ácidos linoleicos presentes en el aceite de lino se mostraron más eficaces que los presentes en aceites de girasol

Dado que la cuantificación directa del CH4 requiere instrumentación especializada (cámaras de respiración, técnica SF6, GreenFeed…), de elevado coste y difícil implementación a escala de granja, el estudio del CIAM recurrió a las ecuaciones de predicción basadas en el perfil de ácidos grasos de la leche (AGL) como método indirecto viable.

Son fórmulas fundamentadas en la relación bioquímica entre las rutas de fermentación ruminal que determinan tanto la metanogénesis como la síntesis de grasas lácteas. No obstante, estas ecuaciones presentan limitaciones de generalización dependientes de las dietas empleadas en su desarrollo y pueden no capturar completamente la inhibición enzimática específica inducida por el 3-NOP.

El estudio del CIAM quiso evaluar y comparar el efecto de tres estrategias de mitigación —aceite de lino, aceite de girasol y Bovaer— frente a un grupo Control, sobre las emisiones de CH4 estimadas mediante ecuaciones de AGL en vacas Holstein en fase decreciente de lactación, y discutir la coherencia metodológica de los resultados a la luz de la literatura científica disponible.

En el ensayo se utilizaron 24 vacas del rebaño experimental del CIAM, con un potencial productivo medio de 9.000 kg por lactación. Se seleccionaron animales pluríparos (1ª a 4ª lactación), en fase decreciente de lactación, con partos concentrados a la salida del invierno.

Los animales se distribuyeron en cuatro grupos homogéneos de seis vacas mediante asignación aleatoria de los tratamientos, equilibrando producción de leche, peso vivo, días en leche y número de lactación. El ensayo experimental abarcó 12 semanas.

Los cuatro tratamientos se administraron como ración completa mezclada de composición base idéntica: ensilado de maíz (45%), ensilado de hierba (20%), concentrado de base seca (35%). La diferencia estuvo en los suplementos o aditivos incorporados:

– Control: ración base sin suplemento lipídico adicional.

– Bovaer: ración base con 3-NOP (Bovaer, DSM-Firmenich) a la dosis recomendada de 60 mg/kg MS.

– Lino: ración base suplementada con aceite de lino.

– Girasol: ración base suplementada con aceite de girasol

Aceite de lino: reducción máxima

La reducción significativa y consistente de las emisiones estimadas en el grupo Lino en todos los indicadores fue plenamente coherente con estudios previos en la literatura. El ácido linoleico, mayoritario en este aceite (40%–55%), ejerce mecanismos antimetanogénicos.

La efectividad de los aditivos se puede medir con diferentes sistemas

Múltiples meta-análisis confirman que el linoleico es el ácido graso con mayor potencia inhibidora de la metanogénesis. Y estudios específicos con vacas de pastoreo confirman que reduce las emisiones significativamente más que el aceite de soja. El aumento de ácido linoleico en la leche de las vacas del grupo Lino es captado por las ecuaciones de predicción como un marcador negativo de emisión, lo que refuerza la coherencia interna de los resultados obtenidos.

Aceite de girasol: reducción intermedia

El grupo Girasol presentó emisiones intermedias entre Lino y Control, sin diferencias significativas respecto al Control. El tipo de ácido linoleico mayoritario en el aceite de girasol (65%–75%), inhibe la metanogénesis pero con menor eficacia que el aceite de lino, al tener un grado de insaturación inferior.

La menor capacidad del ácido linoleico del aceite de girasol para captar hidrógeno mediante biohidrogenación y su menor toxicidad sobre los metanógenos explica la mayor eficacia del aceite de lino.

Bovaer: artefacto metodológico de las ecuaciones indirectas

Los responsables del estudio dejaron muy claro que la ausencia de reducción —e incluso el ligero incremento numérico— de las emisiones estimadas en el grupo Bovaer respecto al Control en U y V no debe interpretarse como ineficacia del 3-NOP, sino como un artefacto inherente al método de predicción empleado.

El efecto colateral crítico del 3-NOP para la interpretación metodológica es el siguiente: la energía que normalmente se pierde como CH4 (2%–12% de la energía bruta de la ración) es, en parte, redirigida hacia la síntesis de ácidos grasos de cadena corta en la glándula mamaria, incrementando las proporciones.

Las ecuaciones de predicción por AGL, al detectar un mayor contenido de AGCC de novo, interpretan erróneamente esta señal como indicador de mayor fermentación de fibra y, consecuentemente, mayor metanogénesis, cuando en realidad el CH4 está siendo suprimido.

Mediciones directas con GreenFeed y cámaras de respiración demuestran reducciones de CH4 del 28%–50% con Bovaer en dietas similares. Estudios previos ya advirtieron que las ecuaciones de AGL presentan limitaciones inherentes de generalización en condiciones experimentales diferentes de las empleadas en su desarrollo. Por lo tanto, los resultados del grupo Bovaer en este ensayo son coherentes con este límite conocido del método indirecto, y no reflejan la eficacia real del aditivo sobre las emisiones de CH4.

Los estudios del profesor Hristov, en la imagen, fueron empleados en la investigación del CIAM

El equipo del CIAM concluyó que el aceite de lino es la estrategia más eficaz para reducir las emisiones de CH4 estimadas por AGL ya que reduce significativamente las tres métricas respecto a todos los demás grupos. La reducción en intensidad supera el 20% respecto al Control y el 30% respecto al Bovaer.

También encontraron que el aceite de girasol produce reducciones intermedias, significativas en la métrica y coherentes con la menor potencia inhibidora del ácido linoleico presente en el aceite de girasol respecto del presente en el aceite de lino. Y que la evaluación de la eficacia real del Bovaer requiere mediciones directas de CH4.