El aumento en la concentración atmosférica de los tres principales gases de efecto invernadero (GEI), el dióxido de carbono, el metano y el óxido nitroso, ha llevado al aumento sostenido de la temperatura media planetaria, un fenómeno llamado calentamiento global. A consecuencia del calentamiento global ocurre un aumento en la frecuencia, severidad, y duración, de fenómenos climáticos ex tremos, como incendios, olas de calor, sequías, inundaciones y tormentas ciclónicas, lo que constituye el cambio climático. La temperatura media de la Tierra ha aumentado en 1,1 °C desde el comienzo de la revolución industrial y existe consenso entre climatólogos de que las peores consecuencias climáticas del calentamiento global podrían ser evitadas limitando el aumento de la temperatura planetaria a 1,5 °C.
El metano es el segundo gas en importancia como causante de efecto invernadero luego del dióxido de carbono, dado que la magnitud de las emisiones de metano y su consiguiente concentración atmosférica son menores a las de dióxido de carbono. Sin embargo, como el metano tiene una vida media relativamente corta en la atmósfera (alrededor de 12 años) y un potencial de calentamiento alto (1 kg de metano atrapa el mismo calor que 27 a 30 kg de dióxido de carbono en un intervalo de tiempo de 100 años), la mitigación de las emisiones de metano es considerada estratégica para limitar el calentamiento global en las próximas décadas.
El metano se produce en ambientes anaeróbicos y es emitido tanto por fuentes naturales (océanos, lagos y pantanos, termitas, rumiantes salvajes, etc.) como antropogénicas (es decir, derivadas de actividades humanas: rumiantes domésticos, cultivo de arroz, extracción de combustibles fósiles, residuos domésticos, entre otros). El metano es uno de los productos de la fermentación de los alimentos en el rumen (pre-estómago) de los rumiantes. Es producido por organismos denominados metanógenos a partir de hidrógeno, dióxido de carbono y otros metabolitos producidos por organismos ruminales como bacterias, protozoa y hongos.
El metano es un producto sin valor nutricional para los rumiantes, ya que la energía que contiene se pierde cuando el metano se libera a la atmósfera por eructación y respiración. Como alrededor de un tercio de las emisiones totales de metano de origen antropogénico corresponden a metano entérico (es decir, metano emitido por rumiantes domésticos), existe mucho interés a nivel mundial en investigar estrategias para controlar la formación de metano en el rumen. Adicionalmente, disminuir la producción de metano en el rumen podría permitir derivar parte de la energía que se pierde en el metano hacia productos de la fermentación ruminal que podrían ser absorbidos y utilizados por los rumiantes y, teóricamente, favorecer la productividad animal.
A nivel de investigación, la producción de metano entérico puede medirse a través de: i) cámaras metabólicas, que es el sistema más preciso, aunque costoso y no necesariamente representativo de animales en pastoreo, ii) la técnica de gas trazador hexafluoruro de azufre, iii) equipos GreenFeed y otros equipos que muestrean el aire exhalado, o iv) laser para mediciones en grupos de animales.
Estrategias de control
Existen varias formas de expresar las emisiones de metano entérico, por ejemplo, como emisiones totales (o absolutas) por animal (es decir, la cantidad de metano liberada a la atmósfera por un animal durante un intervalo de tiempo definido), o como emisiones por unidad de producto animal (también llamada intensidad de metano o huella de metano, es decir, la cantidad de metano emitido por cada kilo de carne o leche producido). Por lo anterior, es crítico tener en cuenta que diferentes intervenciones dirigidas a mitigar las emisiones de metano entérico pueden tener efectos distintos, y a veces opuestos, sobre las emisiones de metano entérico totales y las emisiones de metano entérico por unidad de producto animal.
En segundo lugar, es igualmente importante considerar que determinadas estrategias que disminuyen las emisiones de metano entérico pueden aumentar las emisiones de otros GEI en distintos puntos de la cadena productiva, como dióxido de carbono proveniente de combustibles fósiles, óxido nitroso emitido por el suelo proveniente de la aplicación de fertilizantes y de deposiciones animales y/o metano de deposiciones animales. Las emisiones de los distintos GEI pueden expresarse como una moneda común denominada equivalentes de dióxido de carbono, que considera la suma de las emisiones de todos los gases de efecto invernadero considerando el potencial de calentamiento de cada gas. La cuantificación de todas las emisiones de equivalentes de dióxido de carbono de un producto o proceso productivo se denomina análisis de ciclo de vida.
Para ser recomendada para su aplicación práctica en producción, una estrategia de mitigación de metano entérico debe ser efectiva y persistente en el tiempo, no afectar negativamente la productividad, el bienestar y la salud animal, ni dejar residuos potencialmente tóxicos en productos animales o en el ambiente; las disminuciones en emisiones de metano entérico no deben ser compensadas por aumentos de emisiones de otros gases de efecto invernadero y debe ser aprobada por agencias de gobierno de ser necesario, aceptada por los consumidores y ser económicamente atractivas para los productores y aplicable desde el punto de vista práctico al sistema productivo en cuestión. En relación a este último aspecto, mientras que la mayor parte de las emisiones de metano entérico a nivel global corresponden a sistemas de pastoreo y de producción mixta, la mayor parte de la investigación ha tenido lugar con dietas totalmente mezcladas, que se utilizan en sistemas de producción intensiva.
Algunas estrategias de control de metano entérico actualmente investigadas son: Modificaciones de la dieta. Por ejemplo, un aumento en la proporción de concentrados en la dieta modifica la fermentación en el rumen y disminuye la proporción de metano entre los productos formados y consecuentemente la huella de metano por kilo de carne o leche producida. Sin embargo, la cantidad total de metano emitida puede aumentar, porque la cantidad de alimento digerida es mayor con concentrados que con forrajes.
Similarmente, mejorar la calidad de los forrajes disminuye la huella de metano pero puede aumentar las emisiones totales, así como la eliminación de nitrógeno si el contenido de proteína de los forrajes aumenta excesivamente, con el consiguiente aumento de las emisiones de óxido nitroso del suelo. Otra modificación dietaria es la inclusión de aceites o de semillas oleaginosas, que disminuyen en forma moderada tanto las emisiones totales de metano como la huella de metano por kilo de carne o leche.
Macroalgas. Algunas algas contienen compuestos, como florotaninos y aceites, que pueden inhibir en forma moderada la formación de metano en el rumen. El alga roja Asparagopsis spp. posee bromoformo, que es un inhibidor muy potente de la producción de metano entérico. El alga Asparagopsis disminuye fuertemente las emisiones de metano cuan – do se incluye como aditivo en pequeñas cantidades en die – tas de rumiantes. Es necesario investigar y entender en su totalidad las posibles implicancias toxicológicas y ambientales de la inclusión de algas conteniendo bromoformo en dietas animales, así como de otros elementos presentes en las algas, como el iodo en exceso, el arsénico, cadmio, etc.
- Compuestos secundarios de plantas. Son un grupo diverso de com – puestos de composición química variable, incluyendo taninos, saponinas y diversos tipos de compuestos presentes en aceites esenciales. Pueden suministrarse a los animales directa – mente mediante pastoreo de las plantas que los producen o en extractos. Su composición depende de las condiciones de crecimiento de la planta, y en el caso de los extractos, de los métodos de extracción, procesamiento y almacenamiento. Sus efectos sobre la producción de metano son generalmente modestos. Los taninos pueden además mejorar la eficiencia de uso del nitrógeno, disminuyendo la excreción de nitrógeno en la orina, y disminuir así las emisiones de óxido nitroso.
Nitrato. La reducción del nitrato en el rumen inhibe la producción de metano en forma moderada a través de un mecanismo doble: sustracción de hidrógeno disponible para la producción de metano e inhibición directa de los metanógenos por parte del nitrito, que es un compuesto intermediario de la reducción de nitrato a amonio. Si el nitrito se acumula en el rumen, puede absorberse y reaccionar con la hemoglobina sanguínea para formar metahemoglobina, que no puede transportar oxígeno, causando una intoxicación al animal. Por esto, existe un límite de la inclusión de nitrato en la dieta y los animales deben ser gradualmente adaptados a su consumo para evitar la acumulación de nitrito en el rumen. Además, el nitrato debe remplazar otra fuente de nitrógeno para no aumentar la eliminación de nitrógeno, excepto en dietas deficientes en proteína.
Ionóforos. Poseen efectos modestos sobre la producción de metano en el rumen, mayormente mediados por sus efectos sobre bacterias Gram positivas que producen el hidrógeno, que es el principal sustrato reductor para la formación de metano. Como mejoran la eficiencia de utilización del alimento, disminuyen la huella de metano por kilo de producto.
Inhibidores químicos. Son aditivos que inhiben fuertemente la producción de metano cuando son incluidos en la dieta en muy pequeñas dosis. Diversos inhibidores químicos de la metanogénesis han sido identificados y estudiados desde la década de 1960. Recientemente, el 3-nitrooxipropanol ha sido investigado en profundidad y registrado en más de 40 países (Chile y Brasil siendo los dos primeros en el mundo). La investigación con 3-nitrooxipropanol en animales en pastoreo es aún incipiente.
- Selección genética de animales que producen menos metano. Produce disminuciones modestas a moderadas en las emisiones de metano entérico. Las asociaciones entre la producción de metano y características productivas con valor económico (crecimiento, producción de leche, calidad de productos, etc.) deben evaluarse cuidadosamente en los ambientes en que se vaya a seleccionar animales de menor producción de metano. Asimismo, deben considerarse las posibilidades prácticas de medir la producción de metano en miles de animales, para poder hacer una selección efectiva. Alternativamente, se investiga el uso de marcadores de metano que sean más prácticos y económicos que medir metano directamente. La selección de animales de menor producción de metano es una estrategia aplicable a animales en pastoreo.
Intervenciones tempranas en la vida del animal en etapa prerumiante Corresponde a intervenciones realizadas antes de que se desarrolle anatómica y funcionalmente el rumen. Estas intervenciones tienen el objetivo de “programar” el ecosistema microbiano ruminal para disminuir la competitividad de los metanógenos y la producción de metano en el animal adulto. Es una estrategia en etapas tempranas de investigación y los resultados son hasta ahora contradictorios.
Inmunización contra metanógenos. Se ha logrado exitosamente que ovejas inmunizadas produzcan anticuerpos contra metanógenos y que estos anticuerpos sean liberados en el rumen y aglutinen células de metanógenos. Sin embargo, la disminución en la producción de metano ha sido modesta o inexistente. Es de mucho interés continuar trabajando en esta estrategia que es aplicable a sistemas de pastoreo.
- Aditivos microbianos. Por ejemplo, los homoacetógenos utilizan el hidrógeno y el dióxido de carbono, los principales sustratos metanogénicos, para producir acetato, que es un producto de la fermentación que se absorbe a través de la pared del rumen y los rumiantes utilizan como fuente de energía y carbono para sintetizar ácidos grasos de cadena larga. También se está investigando el uso de virus que parasita metanógenos.
Otras. Defaunación (eliminación de protozoa, que albergan metanógenos endosimbióticos), bacteriocinas (péptidos microbianos con acción inhibitoria sobre otros microorganismos), carbón vegetal.
Evaluar combinaciones de varias estrategias antimetanogénicas es también de mucho interés a efectos de amplificar efectos de estrategias aplicadas de forma individual.
Investigación de Inia sobre mitigación
Suplementación del pastoreo con una combinación entre 3-nitrooxipropanol y semillas de algodón.
- Evaluación en cultivos microbianos ruminales de la capacidad antimetanogénica de algas rojas y pardas y suplementación de algas producidas en Chile a vacas lecheras en pastoreo.
Evaluación en cultivos microbianos ruminales de la variación de la producción de metano de genotipos de ballica perenne.
Redireccionamiento de hidrógeno metabólico hacia vías alternativas a la metanogénesis con importancia nutricional para los rumiantes.
Fuente: https://mundoagro.cl/mas-produccion-no-es-mas-emisiones/
