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REDUCCIÓN EN LA PRODUCCIÓN DE METANO ENTÉRICO EN RUMIANTES


El metano (CH4) es un hidrocarburo componente principal del gas natural. Es también un “gas de efecto invernadero” por lo que su presencia en la atmósfera tienen un impacto en la temperatura y el clima de la Tierra.



Después del dióxido de carbono (C02), el metano ocupa el segundo lugar en cuanto a gases de efecto invernadero causados por las actividades humanas.


El metano, con una vida atmosférica corta de aproximadamente 12 años. También se considera un gas de efecto invernadero potente debido a que es 23 veces más eficaz para atrapar el calor dentro de la atmósfera que el CO2.


Aproximadamente el 16% de las emisiones mundiales de gases de efecto invernadero corresponden al metano.



Las emisiones de metano pueden tener un origen antropogénico (agricultura, minas de carbón, vertederos y sistemas de gas natural y petróleo) y constituyen un 60% de las emisiones totales de metano. El metano también puede tener un origen natural, pantanos, hidratos de gas, permagel y las termitas.


Del total de emisiones de metano, con origen en la actividad humana (60%), un 30% representa un origen entérico (sector ganadería) seguido de un 21% de origen agrícola y un 18% del petróleo y gas.



El metano y el sector ganadero


Pero, ¿cuál es el impacto global de la ganadería, más concretamente de los rumiantes, en la producción de metano a nivel global?


Sin duda existe una gran controversia en este sentido ya que habitualmente se exagera el papel de los rumiantes en el efecto invernadero en detrimento de uno de los principales causantes (uso de combustibles fósiles). Esto es debido, en parte, a la metodología utilizada para el cálculo del impacto.


Asimismo, tampoco se tienen en cuenta determinados factores, como la diferencia en el reciclado del metano en función del origen:



El metano biogénico tiene una vida útil de unos 10 años, ya que se recicla a través de las plantas mediante la oxidación del hidroxilo en CO2 y es transformado en celulosa. Otros gases de efecto invernadero, cuyo origen es la utilización de combustibles fósiles, puede tardar hasta 1.000 años en desaparecer de la atmósfera.



A pesar de esto, el metano producido en el sector ganadero, está en el punto de mira.


Reducción de metano en fermentaciones entéricas de rumiantes


Así, se han establecido y se están investigando distintas estrategias para la reducción en la producción de metano entérico.


Nivel de producción de la ganadería


El aumento en el nivel de producción a menudo se argumenta como la acción para reducir las emisiones de metano.


Sauvant (1993) nos propone un ejemplo teórico de una explotación lechera con un objetivo de producción de 2.400 hectolitros (hl) de leche al año. Este objetivo puede alcanzarse con un rebaño de 60 vacas que producen 4.000 kg de leche al año. En estas condiciones, cada vaca libera 109 kg de CH4 al año, lo que representa 6.570 kg o 9.200 m3 de CH4 para todo el rebaño.


El mismo objetivo de producción también puede alcanzarse con un rebaño de 24 vacas que produzcan 10.000 kg de leche al año. En este caso, cada vaca libera 146 kg de CH4, pero en total todo el rebaño produciría sólo 3.504 kg o 4.900 m3 de CH4 durante un año completo.


Además, el ganado más productivo recibe una ración más concentrada y, por lo tanto, según las observaciones de Beever (1993), estos animales perderán menos energía en forma de metano.

Tabla 1: Emisiones bovinas promedio de metano digestivo en función de su nivel de producción (Vermorel 1995)



Es cierto que la cantidad de ingesta conlleva un aumento de la emisión total de CH4, por lo que hay que considerar la emisión de CH4 por unidad de producto (litro de leche o kg de carne) (tabla 2).

Tabla 2 : Efecto del nivel de producción láctea en las emisiones de metano en vacas de leche


Sin embargo, el aumento de la productividad de los animales se acompaña por un aumento en la intensificación de las producciones con aumento en el uso de fertilizantes, concentrados, entre otros. Por lo tanto, a mayor productividad, existe un aumento de las emisiones de óxido de nitrógeno y dióxido de carbono por kg de producto producido.


Composición de la dieta


En la producción de metano los factores de la dieta más influyentes son la proporción de concentrados (un aumento origina una reducción en la producción de metano) y la naturaleza de las fuente de glucosa: los azúcares solubles son más metanogénicos que el almidón, puesto que este último dirige la fermentación hacia la producción de propionato y los primeros hacia el butirato.


El aumento en la inclusión de lípidos


Un incremento en la cantidad de lípidos en la ración puede disminuir la cantidad de metano entérico, puesto que no proporcionan sustrato para su producción. Existen estudios para la evaluación, a corto plazo, del efecto de ácidos grasos de distinta naturaleza en cuanto a la producción de metano.


Fermentación ruminal


A nivel de la fermentación ruminal se pueden plantear dos estrategias para la disminución en la producción de metano:

  • La reducción en la producción de iones hidrógeno, que limitará la formación del metano. Esto se consigue, principalmente, reduciendo o eliminando la población de protozoos de la microbiota ruminal.

  • Redireccionar su utilización hacia otras rutas metabólicas, favoreciendo la producción de propionato dentro del perfil de ácido grasos volátiles, en detrimento del acetato.

Uso de aceites esenciales y especias: mecanismo de acción


El uso de un aditivo neurosensorial, que constituye una mezcla sinérgica de aceites esenciales y especias*, para la mejora del rendimiento en vacas de leche mediante la promoción del equilibrio de la microbiota, puede ayudar a la reducción en la producción de metano, así como de las emisiones de nitrógeno.


Los aceites esenciales tienen un efecto directo sobre la microbiota ruminal, principalmente por su efecto sobre la membrana de las poblaciones bacterianas y de los protozoos.


Las especias estimulan la salivación y las enzimas pancreáticas: optimizando la asimilación de nutrientes, favoreciendo la funcionalidad del sistema digestivo.


Esta mezcla estandariza de aceites esenciales y especias*, contribuye a reducir la producción de CH4 entérico, disminuyendo la tasa Acetato (C2) / Propionato (C3) por aumento en la producción de Propionato (C3), cuya ruta metabólica que favorece el uso de iones H+ y, por lo tanto, se reduce la producción de metano en raciones de vacas de leche.


Los efectos (y beneficios) de la suplementación de la mezcla estandarizada de aceites esenciales y especias* la podemos resumir en los siguientes puntos:

  • Mejora la utilización de la proteína en rumen. Incrementa la síntesis de proteína ruminal debido al efecto positivo de la mezcla de aceites esenciales en el equilibrio de la microbiota (disminución del output de amoníaco y urea).

  • Mejora la digestibilidad de la fibra, particularmente en dietas ricas en almidón (incremento de la población celulolítica, con reducción de la población amilolítica).

  • Favorece la estabilidad del pH ruminal, especialmente en dietas altas en energía, debido a la acción combinada de los aceites esenciales sobre las bacterias productoras de lactato y de las especias en el aumento de la producción de saliva (actividad tampón).

  • Mejora de la utilización de almidón, con reducción de las pérdidas de carbohidratos en forma de emisiones de CO2 y CH4.

  • Reducción del recuento de células somáticas en leche, por inhibición de respuesta inflamatoria mediada por enzimas Cox-2.


Bajo un punto de vista medioambiental, la mezcla estandarizada de aceites esenciales y especias permite:


  • La reducción del contenido de nitrógeno en la dieta, por aumento de la cantidad de proteína que alcanza el duodeno.

Al reducir la degradabilidad ruminal de la proteína de la dieta hasta un 14% y aumentar el flujo de proteína microbiana que alcanza el duodeno en un 25%.


  • La reducción de la producción del metano entérico, por un incremento de la productividad de la vaca y una mejora de la eficiencia de la fermentación ruminal.

  1. Mejora de la productividad de la vaca (+1kg de leche/día con la misma ingesta de materia seca) y reducción de la tasa C2/C3 por estimulación de la producción de propionato en raciones de vacas de leche con un 21% de almidón y 42% de FND (base de ensilaje de maíz, alfalfa, grano de maíz). La vía metabólica de producción de propionato compite con el uso de iones de hidrógeno, por lo tanto, reduce de forma potencial la producción de metano.

  2. En pruebas realizadas in vitro (método Tilley y Terry), se reduce significativamente la producción de amoníaco (-50%; disminución de la actividad de las Bacterias HAP (bacterias hiperproductoras de amoniaco) encargadas de la desaminación de los aminoácidos en amoníaco), en dietas bajas en almidón, aumenta la producción de propiónico (precursor glucosa), disminuye relación C2/C3 y disminuye producción de gases un 9% (CO2 y CH4).

  3. Los protozoos son en parte responsables de la metanogénesis. Los aceites esenciales tienen un efecto directo en la disminución de la población de protozoos.


*Nota: la mezcla estandarizada de aceites esenciales y especias a la que se hace referencia es el Oleobiotec Ruminant de Laboratories Phodé.


Bibliografía


Emisiones Mundiales de Metano y Oportunidades de Atenuación analysis_fs_spa.pdf (globalmethane.org)


Como reducir la producción de metano – Documento de estudio Grupo remugants “Ramon Trias” INRA 2011_5 CAST (remugants.cat)


Beever DE (1993) Rumen function. In ‘Quantitative aspects of ruminant digestion and metabolism’. (Eds JM Forbes, J France) pp. 187–215


Yvan Chouinard, Ph. D., agronome Professeur, Université Laval Production et émission du méthane et du gaz carbonique par les ruminants


Cambra-López, María & Garcia Rebollar, Paloma & Estellés, Fernando & Torres, Antonio. (2008). Estimación de las emisiones de los rumiantes en España: El factor de conversión de metano. Archivos de Zootecnia. 57. 89-101.