El gas metano en la producción ganadera y alternativas para medir sus emisiones y aminorar su impacto a nivel ambiental y productivo

Juan Carmona, Diana Bolívar, Luis Giraldo

Abstract


Resumen

Los rumiantes son grandes contribuyentes al calentamiento global y deterioro de la capa de ozono, por la liberación de altas cantidades de gases a la atmósfera, entre ellos, el gas carbónico y el metano. El metano producido se genera principalmente por los procesos fermentativos del alimento que ingresa al rumen.  El principal factor biótico a nivel del rumen en la producción de metano son las bacterias anaerobias metanógenas. Estas bacterias utilizan diferentes sustratos para la producción de metano, pero los principales son el H2  y el CO2. La eliminación de estos gases, principalmente del H2  implican la remoción de un factor implicado en la estabilidad del pH ruminal siendo este esencial para una óptima fermentación. Pero a la par se considera la producción de metano como una pérdida de energía potencialmente utilizable. Los efectos de las bacterias metanógenas son dependientes principalmente de los sustratos presentes en la dieta y de las interacciones con otras poblaciones. Intervenciones en la alimentación ofrecida a los animales, orientadas hacia optimizar el proceso de fermentación ruminal, generalmente repercuten en una mejora de los parámetros productivos y reproductivos, debido, entre otros aspectos, a una mejor utilización de la energía.  Además, la disminución de las emisiones a la atmósfera cobra gran importancia en la protección del medio ambiente. Diversas evidencias muestran que la tasa de emisión de metano por fermentación ruminal, está relacionada con las características físico-químicas de la dieta, las cuales afectan el nivel de consumo y la frecuencia de alimentación.  Por esto una subnutrición contribuye a incrementar las emisiones de metano.  La posibilidad de limitar las emisiones de metano por el ganado en sistemas de producción tropical, provee beneficios económicos y medioambientales. Una opción de reducción consiste en la sustitución de tecnologías convencionales por nuevas alternativas concomitantes con una adecuada producción y mínimos efectos medioambientales.  Dentro de estas alternativas de potencial uso en trópico está el manejo de pasturas, tendiente hacia mejorar su calidad.  Una alternativa de amplio potencial y que hasta el momento ha tomado fuerza por sus múltiples beneficios son los sistemas silvopastoriles, pero poco se ha investigado su efecto sobre la producción de metano ruminal. Para la determinación de emisiones y la eficiencia de las alternativas implementadas, se debe recurrir a metodologías apropiadas que permitan extrapolar los resultados a las condiciones reales in vivo. Dentro de estas alternativas, el sistema in vitro RUSITEC, ha presentado una alta correlación con las características propias del animal. El objetivo de esta revisión es visualizar diferentes factores que determinan las emisiones de metano, alternativas de medición y opciones para disminuir la producción de este gas en los sistemas ganaderos, en aras de una producción más eficiente y que proteja el medio ambiente.

Palabras clave: efecto invernadero, metanogénesis, rumiante, rusitec, silvopastoril.

Summary

The ruminants are great contributors to the global heating and deterioration of the ozone layer, by the liberation of high amounts of gases to the atmosphere, among them, the carbon dioxide gas and the methane.  The methane produced in rumen is generated mainly by fermentative processes of the food that enters to rumen.  The main biotic factor at level of rumen in the methane production are the metanogenic anaerobic bacteria.  These bacterias use different substrates for the methane production, but the main ones are the H2 and the CO2.  The elimination of these gases, mainly of the H2 implies the removal of a factor implied in the stability of pH ruminal being this essential for an optimal fermentation.  But at the same way this methane production is considered like a loss of potentially usable energy.  The effects of the metanogenic bacteria are employees mainly of the present substrates in the diet and of the interactions with other populations.  Interventions in the feeding offered to the animals, oriented towards optimizing the process of ruminal fermentation, repel generally in an improvement of the productive and reproductive parameters, had, among other aspects, to one better use of the energy.  In addition, the diminution of the emissions to the atmosphere receives great importance in the protection of the environment.  The diverse evidences show that the rate of methane emission by ruminal fermentation, is related to the characteristics physical-chemistries of the diet, which affect the level of consumption and the frequency of feeding. By this the subnutrition contributes to increase the methane emissions.  The possibility of limiting the methane emissions by the cattle in tropical production systems, provides economic and environmental benefits.  A reduction option consists of the substitution of conventional technologies by new concomitants alternatives with a suitable production and minimums environmental effects. Within these alternatives of potential use in tropic it is the handling of pastures, tending towards improving his quality.  An alternative of wide potential and that until the moment has taken force by its multiple benefits are the silvopastoral systems, but little has investigated its effect on the ruminal methane production.  For the determination of emissions and the efficiency of the implemented alternatives, one is due to resort to appropriate methodologies that allows to extrapolate the results to the real conditions in alive.  Within these alternatives, the system in vitro RUSITEC, has presented a high correlation with the own characteristics of the animal.  The objective of this revision is to visualize different factors that determine the methane emissions, measurement alternatives and options to diminish the production of this gas in the cattle systems, for the sake of a more efficient production and than it protects the environment.

Key words:  greenhouse effect, methane generation, ruminants, rusitec, silvopastoral system.

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