Así incide o manexo e a alimentación nas emisións de metano das granxas leiteiras de Galicia

En primeiro lugar, analízase a eficiencia reprodutiva das vacas leiteira

As emisións de metano (CH4) procedentes da fermentación entérica en rumiantes constitúen un dos principais vectores de contribución do sector gandeiro ao quecemento global. A nivel mundial, o gando vacún representa a maior fonte individual de metano entérico.

As vacas leiteiras en sistemas intensivos ou mixtos son especialmente relevantes para os inventarios de Gases de Efecto Invernadoiro en rexións como Galicia, onde a actividade láctea é o eixo da economía agrogandeira. O CH4 procedente do gando rumiante estímase entre o 14,5% e o 18% das emisións globais de gases de efecto invernadoiro (GEI) de orixe antrópica (FAO, 2013).

E é que o CH4 ten un potencial de quecemento global 27–30 veces superior ao CO2 nun horizonte de 100 anos, segundo o Panel Intergubernamental sobre o Cambio Climático, polo que a súa mitigación é unha prioridade estratéxica para os sistemas de produción láctea europeos, especialmente nun contexto de esixencias normativas crecentes e de demanda social de produtos máis sustentables.

O metano ten un potencial de quecemento global ata 30 veces superior ao do CO2

O grupo operativo GO-TecMet, no que participaron o Centro de Investigacións Agrarias de Mabegondo (CIAM), o Laboratorio Interprofesional Galego de Análise do Leite (LIGAL) e a cooperativa CLUN desenvolveu estudos en diferentes eidos para coñecer as correlacións entre diferentes parámetros e as emisións de GEI.

Baixo o título “Tecnoloxías para a redución das emisións de metano entérico nas granxas de vacún de leite de Galicia”, os investigadores do CIAM observaron parámetros relacionados coa alimentación do gando e a correspondente incidencia nas emisións.

Calidade dixestiva dos silos de herba

A calidade nutritiva do silo de herba é un dos principais condicionantes da eficiencia produtiva e ambiental dos sistemas leiteiros baseados en forraxes conservadas. A dixestibilidade da materia orgánica (DMO), a concentración de fibra estrutural (FND, FAD) e a densidade enerxetica (ENL) do silo determinan en gran medida a resposta produtiva do animal e, de forma indirecta, a intensidade das emisións de metano entérico.

Desde o punto de vista fisiolóxico, as dietas con maior contido en fibra estrutural favorecen unha fermentación ruminal mais acetoxénica, incrementan a produción de hidróxeno no rume e estimulan a metanoxénese.

As dietas con maior dixestibilidade axudan a reducir as emisións de metano por unidade de produto lácteo

Pola contra, as dietas con maior dixestibilidade e concentración enerxética permiten un mellor aproveitamento dos nutrientes, melloran a eficiencia produtiva e adoitan reducir a intensidade de emisión por unidade de produto lácteo.

GO-TecMet tiña como obxectivo cuantificar o efecto do nivel de dixestibilidade do silo de herba sobre as emisións de CH4 estimadas por ácidos graxos do leite (AGL) en vacas Holstein en inicio de lactación. Empregaron catro grupos clasificados segundo a calidade dixestiva dos seus silos e interpretaron os resultados en función da composición nutritiva das racións e de estudos previos.

O ensaio realizouse nas instalacións do CIAM cun seguimento semanal durante seis semanas. Utilizáronse 20 vacas leiteiras Holstein do rabaño experimental do CIAM, en fase inicial-media de lactación. Os animais distribuíronse en catro grupos homoxéneos de cinco vacas, equilibrados por produción de leite, peso vivo, días en leite e número de lactación, mediante asignación aleatoria dos tratamentos.

O estudo dividiu as dietas en función da dixestibilidade empregando silos de herba e de leguminosas

Cada grupo recibiu un silo de herba diferente, caracterizado pola orixe botánica e a calidade dixestiva. O de maior dixestibilidade alimentouse con silo de raigrás; o de dixestibilidade media 1 tamén pero de capacidade de dixestión media; o de media baixa con silo de leguminosas de alta proteína bruta e o de baixa dixestibilidade con leguminosa pouco dixestible.

A base da ración completa mesturada (RCM) foi idéntica para todos os grupos: ensilado de millo, concentrado e silo de herba específico do tratamento. A composición nutritiva dos silos avaliouse mediante análise de laboratorio sobre mostras semanais (n = 13 por grupo). O unifeed completo tamén foi analizado para determinar as características nutricionais reais da dieta inxerida por cada grupo.

As emisións de metano entérico estimáronse de forma indirecta a partir do perfil de ácidos graxos do leite, determinado por cromatografía de gases sobre mostras semanais de leite individual, durante as seis semanas de ensaio.

Aplicouse una ecuación de predición para calcular as tres métricas de emisión: produción diaria absoluta; rendemento por kg de materia seca inxerida e intensidade por kg de leite corrixido por graxa e proteína. Os datos analizáronse mediante o sistema ANOVA.

O patrón de emisións observado foi bioloxicamente consistente coas diferenzas de valor nutritivo detectadas entre silos e entre grupos. Este resultado sinala que as dietas con maior contido en fibra estrutural e menor dixestibilidade favorecen unha fermentación ruminal máis acetoxénica, incrementando a produción de hidróxeno dispoñible para a produción de metano.

Ademais da composición do silo, na cantidade de emisións inflúe o momento de corta e o manexo do ensilado

En conxunto, os resultados apoian que a mellora da calidade dixestiva do silo de herba -mediante un corte máis temperán, un mellor manexo do ensilado ou a selección de variedades de maior dixestibilidade- pode contribuír a reducir a intensidade de emisión de CH4 sen penalizar a produción leiteira.

Ademais da composición do silo, nas emisións tamén inflúe o manexo e o momento de corta e ensila

Efecto dos tempos de pastoreo

O pastoreo é o sistema de alimentación con maior implantación histórica en Galicia e en xeral nos sistemas leiteiros atlánticos. Ademais dos beneficios económicos e de benestar animal, promoveuse como estratexia de redución da pegada ambiental.

Non obstante, a relación entre tempo de pastoreo e emisións de CH4 non é lineal. A composición nutritiva da herba pastada varía segundo a fenoloxía, a dispoñibilidade e a selección animal. E a combinación con forraxes conservadas e concentrado nas dietas mixtas xera patróns fermentativos difíciles de predicir a partir dos ingredientes illados.

Os tempos intermedios de pastoreo amosaron os mellores resultados en canto a redución de emisións de CH4

A estimación indirecta das emisións de CH4 a partir do perfil de ácidos graxos do leite (AGL) ofrece unha vía de monitorización a escala de granxa, baseada na relación bioquímica entre a fermentación ruminal e a síntese de graxas lácteas.

Así, o estudo do CIAM buscou cuantificar o efecto do tempo diario de pastoreo sobre as emisións de CH4 estimadas por AGL en vacas Holstein en inicio de lactación. E interpretar os resultados en función da composición nutritiva das racións e de estudos previos.

Os técnicos avaliaron cinco tempos diarios de pastoreo (0, 5, 10, 15 e 20 horas/día) sobre as emisións de metano entérico. Participaron 29 vacas distribuídas en cinco grupos equilibrados por produción de leite, peso vivo e días en leite.

As emisións avaliáronse mediante o sistema ANOVA en tres métricas complementarias: gramos de CH4 por vaca e día, gramos por kg de materia seca inxerida e gramos por litro de leite corrixido por graxa e proteína

A resposta non foi lineal: os tratamentos intermedios (entre 5 e 15 horas de pastoreo diarias) tenderon a presentar as maiores emisións relativas, mentres que os de 20 horas mostraron consistentemente os valores máis baixos.

Estes resultados indican que a mitigación do CH4 mediante pastoreo non é proporcional ao número de horas de acceso ao prado, senón que aparece de forma clara só cando o tempo de pastoreo é suficientemente elevado como para modificar substancialmente a composición e a fermentación ruminal da dieta.

O aumento do tempo de pastoreo asociouse a dietas con máis fibra e menor densidade enerxética. Non obstante, o maior contido de fibra non explicou por si só as emisións, Os resultados en 20 horas amosan as menores emisións, suxerindo que a natureza da fibra e a dinámica fermentativa son máis determinantes que o contido total.

A crenza de que máis tempo de pastoreo implica redución de metano non se cumpre de forma automática

Así, cita o estudo, para acadar beneficios ambientais medibles a través do pastoreo, os resultados suxiren que é necesario superar un limiar de inclusión de herba fresca que permita modificar substancialmente a composición da dieta e a fermentación ruminal. Pastoreos parciais de menos de 15 horas/día non parecen suficientes para acadar este efecto nas condicións do ensaio.

O estudo sinala que a premisa “máis pastoreo implica menos CH4″ non se cumpre de forma automática nin proporcional. A introdución de pastoreo parcial (5–15 h/día) non garante por si mesma unha redución das emisións e pode mesmo mantelas ou elevalas en termos relativos.

Só cando o tempo de pastoreo é suficientemente elevado —correspondente ao 100% do tempo de acceso posible neste ensaio— aparece un efecto mitigador claro e consistente nas tres métricas. Isto reforza a idea de que, para acadar beneficios ambientais reais a través do pastoreo, é necesario que a herba pase a ser o compoñente maioritario da dieta, non un mero complemento das forraxes conservadas.

Para que a redución de emisións sexa efectiva, a herba ten que ser o compoñente principal da ración

Sen embargo, dende o CIAM advirten da necesidade de interpretar estes resultados con cautela. Porque as emisións estimáronse de forma indirecta mediante ecuacións de AGL, con limitacións de xeneralización propias dese método. E porque que a calidade e a dispoñibilidade do pasto en primavera no CIAM poden non ser representativas de todas as condicións atlánticas.

Ademais, os grupos diferiron nalgunhas características de partida -especialmente en peso vivo- que poderían influír nos resultados. Por eso cren que sería conveniente complementar este estudo con medicións directas de CH4 (GreenFeed ou cámaras de respiración) para validar os patróns observados.

Suplementación con diferentes aditivos

A suplementación na ración das vacas con lípidos insaturados, especialmente aceites ricos en ácidos graxos poliinsaturados (AGPI) de cadea C18, inhibe directamente os microbios produtores de metano, compite co hidróxeno ruminal a través da biohidroxenación e modifica o patrón de ácidos graxos volátiles cara ao propionato.

Os ácidos linolénicos presentes no aceite de liño e no de xirasol actúan en diferente grao nesa inhibición en función da súa insaturación. E o 3-nitrooxipropanol (3-NOP, comercializado como Bovaer) actúa mediante a inhibición específica da enzima clave no último paso da produción de metano, conseguindo reducións de entre o 20% e o 50% en medicións directas.

Os ácidos linoleicos presentes no aceite de liño amosáronse máis eficaces que os presentes en aceites de xirasol

Dado que a cuantificación directa do CH4 require instrumentación especializada (cámaras de respiración, técnica SF6, GreenFeed…), de elevado custo e difícil implementación a escala de granxa, o estudo do CIAM recurriu ás ecuacións de predición baseadas no perfil de ácidos graxos do leite (AGL) como método indirecto viable.

Son fórmulas fundamentadas na relación bioquímica entre as rutas de fermentación ruminal que determinan tanto a metanoxénese como a síntese de graxas lácteas. Non obstante, estas ecuacións presentan limitacións de xeneralización dependentes das dietas empregadas no seu desenvolvemento e poden non capturar completamente a inhibición enzimática específica inducida polo 3-NOP.

O estudo do CIAM quixo avaliar e comparar o efecto de tres estratexias de mitigación —aceite de liño, aceite de xirasol e Bovaer— fronte a un grupo Control, sobre as emisións de CH4 estimadas mediante ecuacións de AGL en vacas Holstein en fase decrecente de lactación, e discutir a coherencia metodolóxica dos resultados á luz da literatura científica dispoñible.

No ensaio utilizáronse 24 vacas do rabaño experimental do CIAM, cun potencial produtivo medio de 9.000 kg por lactación. Seleccionáronse animais pluríparos (1ª a 4ª lactación), en fase decrecente de lactación, con partos concentrados á saída do inverno.

Os animais distribuíronse en catro grupos homoxéneos de seis vacas mediante asignación aleatoria dos tratamentos, equilibrando produción de leite, peso vivo, días en leite e número de lactación. O ensaio experimental abarcou 12 semanas.

Os catro tratamentos administráronse como ración completa mesturada de composición base idéntica: ensilado de millo (45%), ensilado de herba (20%), concentrado de base seca (35%). A diferencia estivo nos suplementos ou aditivos incorporados:

– Control: ración base sen suplemento lipídico adicional.

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

– Liño: ración base suplementada con aceite de liño

– Xirasol: ración base suplementada con aceite de xirasol

Aceite de liño: redución máxima

A redución significativa e consistente das emisións estimadas no grupo Liño en todos os indicadores foi plenamente coherente con estudos previos.a literatura. O ácido linoleico, maioritario neste aceite (40%–55%), exerce mecanismos anti-metanoxénicos.

A efectividade dos aditivos pódese medir con diferentes sistemas

Múltiples meta-análises confirman que o linoleico é o ácido graxo con maior potencia inhibidora da metanoxénese. E estudos específicos con vacas de pastoreo confirman que reduce as emisións significativamente máis que o aceite de soia. O aumento de ácido linoleico no leite das vacas do grupo Liño é captado polas ecuacións de predición como un marcador negativo de emisión, o que reforza a coherencia interna dos resultados obtidos.

Aceite de xirasol: redución intermedia

O grupo Xirasol presentou emisións intermedias entre Liño e Control, sen diferenzas significativas respecto ao Control. O tipo de ácido linoleico maioritario no aceite de xirasol (65%–75%), inhibe a metanoxénese pero con menor eficacia que o aceite de liño, ao ter un grao de insaturación inferior.

A menor capacidade do ácido linoleico do aceite de xirasol para captar hidróxeno mediante biohidroxenación e a súa menor toxicidade sobre os metanóxenos explica a maior eficacia do aceite de liño.

Bovaer: artefacto metodolóxico das ecuacións indirectas

Os responsables do estudo deixaron mi claro que a ausencia de redución —e incluso o lixeiro incremento numérico— das emisións estimadas no grupo Bovaer respecto ao Control en U e V non debe interpretarse como ineficacia do 3-NOP, senón como un artefacto inherente ao método de predición empregado.

O efecto colateral crítico do 3-NOP para a interpretación metodolóxica é o seguinte: a enerxía que normalmente se perde como CH4 (2%–12% da enerxía bruta da ración) é, en parte, redirixida cara á síntese de ácidos graxos de cadea curta na glándula mamaria, incrementando as proporcións.

As ecuacións de predición por AGL, ao detectar un maior contido de AGCC de novo, interpretan erroneamente este sinal como indicador de maior fermentación de fibra e, consecuentemente, maior metanoxénese, cando en realidade o CH4 está sendo suprimido.

Medicións directas con GreenFeed e cámaras de respiración demostran reducións de CH4 do 28%–50% con Bovaer en dietas similares. Estudos previos xa advertiron que as ecuacións de AGL presentan limitacións inherentes de xeneralización en condicións experimentais diferentes das empregadas no seu desenvolvemento. Polo tanto, os resultados do grupo Bovaer neste ensaio son coherentes con este límite coñecido do método indirecto, e non reflicten a eficacia real do aditivo sobre as emisións de CH4.

Os estudos do profesor Hristov, na imaxe, foron empregados na investigación do CIAM

O equipo do CIAM concluíu que o aceite de liño é a estratexia máis eficaz para reducir as emisións de CH4 estimadas por AGL xa que reduce significativamente as tres métricas respecto a todos os demais grupos. A redución en intensidade supera o 20% respecto ao Control e o 30% respecto ao Bovaer.

Tamén atoparon que o aceite de xirasol produce reducións intermedias, significativas na métrica e coherentes coa menor potencia inhibidora do ácido linoleico presente no acite de xirasol respecto do presente no aceite de liño. E que a avaliación da eficacia real do Bovaer require medicións directas de CH4.