Alternativas sostenibles para la mitigación de emisiones de Gases de Efecto Invernadero en el sector agropecuario

David Choque

Ruth Sota

Ruth Sota

Adriana Herrera

Adriana Herrera

Revista Científica SCIENTIA, Vol 2. Marzo 2021

scientiaunalm@gmail.com

Lima, Perú

Disponible Online en www.journalscientia.com/larevista

Artículo de revisión

Alternativas sostenibles para la mitigación de emisiones de Gases de Efecto Invernadero en el sector agropecuario.

David Choque Huaman(1), Ruth Sota(1), Adriana Herrera(2)

1: Universidad Nacional Agraria La Molina

 

2: Universidad Nacional Mayor de San Marcos

Resumen

Hoy en día, el cambio climático se ha convertido en uno de los problemas difíciles a los que se enfrenta la humanidad, donde los gases de efecto invernadero de origen antropogénico se consideran el principal factor responsable de este desastre. El sector agropecuario es uno de los sectores en los que se esperan mayores impactos del cambio climático. A medida que aumentan los esfuerzos para mitigar el cambio climático, es necesario identificar formas rentables de evitar las emisiones de gases de efecto invernadero. El sector agropecuario es reconocido con razón como una fuente de emisiones considerables, con oportunidades concomitantes de mitigación. 

Palabras Clave: agropecuario, biodiversidad, gases de efecto invernadero

Introducción 

El calentamiento global es un problema que afecta actualmente a la biodiversidad del planeta. Por ello, es necesario echar un vistazo a los problemas que lo generan para poder plantear soluciones que puedan ser replicables a gran escala y sin dificultad.

Dentro de las causas se encuentran principalmente la concentración atmosférica de los gases de efecto invernadero como el dióxido de carbono (CO2), metano (CH4) y óxido nitroso (N2O).[1] Esta revisión se centra en una de las actividades humanas responsables de la emisión de estos gases hacia la atmósfera: el sector agropecuario. Además, da una revisión a las soluciones propuestas por la comunidad científica.

Efectos del cambio climático

Entre las principales consecuencias del cambio climático tenemos:

  • El retroceso Glaciar

Según el Consejo Nacional del Ambiente del Perú (CONAM) en los últimos 22 a 35 años se ha perdido el 22% de la superficie glaciar (equivalente a 7.000 millones de metros cúbicos o 10 años de consumo de agua en la ciudad de Lima, Perú). Así, un continuo proceso de desglaciación generaría inicialmente una mayor circulación del

agua en los cauces alcanzando un máximo de disponibilidad durante los siguientes 25 a 50 años. Luego se iniciaría una progresiva disminución, agudizando el período de estiaje y, en consecuencia, se reduciría la disponibilidad de agua para consumo humano y procesos industriales.

  • Aumento de la frecuencia e intensidad del Fenómeno del Niño

El Fenómeno del Niño tendría un impacto negativo, afectando el rendimiento de los principales productos agrícolas producto del desarrollo de plagas y enfermedades, así como por daños en la infraestructura de riego e inundaciones.

  • Elevación del nivel del mar

El aumento de la temperatura global genera cambios térmicos en la densidad del agua; causando dilatación y en consecuencia el aumento del nivel del mar. Entre las causas se encuentran el derretimiento de los glaciares, las fallas geológicas, los cambios en las reservas de agua terrestre, entre otros [2]. Estudios recientes en diferentes regiones del mundo reconocen los impactos negativos del aumento del nivel del mar sobre las islas, incluyendo efectos tanto en sus hábitats y especies de flora y fauna [2]. Esto a su vez provoca el aumento de riesgo de inundaciones.

  • Contribución del sector pecuario al cambio climático

El cambio climático conlleva a una serie de impactos negativos como la pérdida de disponibilidad de recursos hídricos debido al retroceso glaciar, la pérdida de productividad primaria agrícola y pesquera producto del aumento de la temperatura del mar [3], la pérdida de biodiversidad, y efectos sobre la salud humana [4]. Uno de los principales factores contribuyentes al cambio climático es la actividad humana, exactamente en el sector pecuario. [4] 

Se estima que el sector ganadero genera el 37% de todas las emisiones de metano inducidas por el hombre. Este gas tiene un potencial de calentamiento global 23 veces superior al del CO2. [5]

La solución a esta problemática requiere de procesos de planeación a largo plazo, basados en la recuperación de los ecosistemas, el uso de nuevas tecnologías y en la consolidación de una nueva identidad cultural orientada hacia la sostenibilidad. [6]

Sector Pecuario

Se identifican algunas problemáticas principales presentes:

  • Alimentación del ganado

La forma de alimentación del ganado es principalmente al pastoreo, con pocas horas y en un sistema extensivo.

En el sector pecuario, el metano proviene de la fermentación anaeróbica en el retículo-rumen y el intestino grueso de los rumiantes [7]. Hay una relación directa entre el tipo de alimentación y la cantidad de metano producido. Esto es debido a las bacterias en simbiosis con el animal huésped. Estas bacterias están especializadas en digerir de manera efectiva los alimentos ricos en celulosa y es aprovechada en una mejor producción de carne y leche.

Es por esto que se diferencia enormemente a los rumiantes de otros mamíferos que no pueden digerir la celulosa.

Sin embargo, se ha determinado que una alimentación rica en celulosa resulta en una mayor producción de metano en comparación con una alimentación rica en carbohidratos altamente fermentables como el almidón. [8] Pero alimentar al ganado solo con estos carbohidratos provocaría una baja producción tanto de carne como de leche, así como reduciría el aprovechamiento de los campos de cultivo.

  • Problemas por la compactación del suelo

La literatura sugiere que el paso del ganado aumenta la resistencia del suelo ,la densidad aparente y reduce la macroporosidad y la tasa de infiltración [9] y también una amplia gama de estudios se encontró  diversas tasas de carga ganadera, especies de ganado, intensidades de pisada, humedad del suelo y tipos de suelo en suelos sin labrar [9]. Además, se menciona que el pastoreo de ganado tiene efecto perjudicial en la porosidad del suelo en particular la macroporosidad, esto afecta a la aireación y el movimiento del agua a través del suelo [9].

Por lo tanto, si se quiere cultivar en esos lugares se tendrá un resultado deficiente, las raíces no podrán crecer y tendrán una reducida cantidad de agua [9].

Muchos investigadores creen que el pastoreo excesivo por parte del ganado ha jugado un papel importante en la compactación del suelo. Y se cree que este deterioro del potencial biológico y económico es en parte irreversible porque hay muy pocos estudios que han informado sobre una recuperación significativa de pastos perennes en sitios desertificados después de la remoción del ganado [10].

  • Recursos Naturales en problemas

En los últimos años en todo el mundo se ha deforestado una superficie de bosque equivalente al territorio de la India. Solo en América central y América del sur el aumento de la siembra de pastos para alimentar el ganado ha sido una de las mayores causas de esta deforestación. Los problemas que ocasiona se verán reflejados en daños ambientales con la liberación de miles de toneladas de CO2 [10].

Fig. 1. Porcentaje de transformación de la superficie forestal debido al proceso de cambio, 1990-2020.  Fuente: FAO 2019. 

En unos años, el exceso de pastoreo, la compactación de la tierra y la pérdida de nutrientes convierten las tierras forestales en páramos erosionados. A través de políticas eficaces se puede desacelerar la deforestación y promover sistemas sostenibles de pastoreo que reduzcan las emisiones de carbono y protejan la biodiversidad [10]. A continuación se dan algunas de estas políticas:

  • Desalentar la construcción de carreteras en zonas forestales.
  • Aplicar impuestos más altos a tierras, campos y pastizales en las tierras forestales.
  • Apoyar la investigación y la capacitación para promover los sistemas sostenibles de pastoreo, comprendidas las técnicas silvopastoriles que pueden incrementar la producción pecuaria que protejan al suelo y a sus nutrientes.

El rápido crecimiento de la producción pecuaria en los últimos años ha alimentado la esperanza de un crecimiento económico acelerado, el temor de que aumenten la desigualdad social y la degradación ambiental, así como el reconocimiento de que se requieren políticas integrales y eficaces.[10] Con esto se puede garantizar que la expansión continua del sector pecuario contribuye a reducir la pobreza, a la sostenibilidad ambiental y la salud pública [10].

Pérdida de la Biodiversidad

En los bosques tropicales viven más de 13 millones de especies distintas que representan más de dos tercios del total de las plantas y los animales que hay en el mundo. Los expertos estiman que en una década se extingue entre un 2 y 5% del total, particularmente en los bosques lluviosos, debido en gran parte a la pérdida de su hábitat por causa de la deforestación [11].

En aquellos lugares donde las pasturas no son la vegetación nativa, el establecimiento de éstas reemplazando el bosque, resulta no solo en la pérdida de una gran diversidad de especies leñosas y herbáceas, sino que también se altera el hábitat para muchas especies animales.[11] Por tanto también como los procesos de dispersión de semillas y la polinización relevante para la conservación de la vegetación nativa [11].

Solo para el caso de América y el Caribe se ha estimado que hasta el año 2002 la pérdida de especies como consecuencia de la deforestación fue de 1.656 especies de plantas y 384 especies de vertebrados endémicos para la región. Estas cifras seguirán incrementándose a medida que avance la frontera agrícola, reduciendo el hábitat  y  los  recursos  disponibles,  así  como  la  conectividad  del  paisaje.[11]

Alternativas para la reducción de gases de efecto invernadero.

Se están probando una serie de alimentos suplementos dietéticos y alternativas de alimentación, entre ellas están aceites, grasas, taninos, probióticos, nitratos enzimas, algas marinas, etc. Sin embargo, alguno de estos insumos pueden traer problemas al animal como la falta apetito y la digestibilidad. [12]

Otra alternativa es la de sembrar pastos mejorados, un pasto con menos fibra y con carbohidratos de mayor solubilidad podría reducir la producción de metano en el ganado. Al tratarse de fibras estructurales, la celulosa y las hemicelulosas fermentan más lentamente que los carbohidratos no estructurales y producen más metano por unidad de alimento digerido. [12] 

Y un último método que está todavía en estudios son 3 métodos de control biológico para disminuir la cantidad de metano en el ganado: 

  1. virus para atacar a los microbios del metano.

2. Proteínas especializadas para atacar microbios que producen metano.

3. Probar microbios que descomponen el metano producido en el rumen y convertirlos en otras sustancias.

Existe una cuarta alternativa pero esa implica llenar de hormonas a la vaca lo que mejoraría el rendimiento del animal por lo tanto habrían menos animales y mejor producción. [12]

Alternativas Sector agrícola

En el caso del sector agrícola, el cultivo de arroz es una fuente primaria de metano.

Es por esto que los científicos se encuentran en busca de soluciones sostenibles para mitigar estas emisiones. Un ejemplo es el trabajo realizado por Qiong Nan et al. [12] el cual busca lograr la reducción de emisiones de metano a través de la aplicación de biocarbón creado a partir de la paja de arroz sobre el campo de arrozales.

Para ello utilizaron dos métodos, uno de aplicación anual de 2.8 t por hectárea y otro de una sola aplicación de 22.5 t por hectárea y le hicieron seguimiento durante 4 años consecutivos.

Los resultados fueron prometedores para el método anual debido a que hubo un mayor porcentaje de mitigación, 45.8% frente a 43.1% del segundo método. Y también debido a la persistencia de la efectividad durante los 4 años de estudio. 

A pesar de los buenos resultados, este tipo de técnica de mitigación de metano requiere mayor investigación sobre su escalabilidad y costo.

Conclusiones

La mayoría de los trabajos sobre impactos del cambio climático realizados hasta la fecha ignoran o minimizan la variabilidad. Por un lado, esto es algo comprensible. Con respecto a los cambios esperados en las precipitaciones y la variabilidad de la temperatura en el futuro, existe una gran incertidumbre: el IPCC (2012) no proporciona una evaluación de los cambios proyectados en los extremos a escalas espaciales más pequeñas que para las grandes regiones. De hecho, el pronóstico para una cuantificación sólida en el futuro previsible de los cambios en el tiempo y la variabilidad climática en escalas temporales cortas y espaciales altas es bastante sombrío . Pero, por otro lado, ya sabemos bastante sobre cómo los niveles actuales de variabilidad climática tienen impactos considerables en los sistemas biológicos y la salud. 

Sin duda, los efectos del cambio climático afectan entre muchos aspectos al sector agrícola, pecuario y ganadero por lo que se debe continuar investigando posibles soluciones en base las necesidades que conlleva gestionar estos recursos. 

En las últimas décadas, muchos investigadores de todo el mundo deberían estudiar sobre la relación entre el sector agrícola y las emisiones de GEI, además deplantear un equilibrio entre la interrelación suelo-planta-animal.

Referencias Bibliográficas

[1] Carmona, J. C., Bolívar, D. M., & Giraldo, L. A. (2005). The gas methane in the cattle production and alternative to measure its emissions and to lessen its impact at environmental and productive level. Revista Colombiana de Ciencias Pecuarias, 18(1), 49-63.

[2] BELLARD, C., LECLERC, C. & COURCHAMP, F. 2014. Impact of sea level rise on the 10 insular biodiversity hotspots. Global Ecology and Biogeography, 23, 203-212.

[3] (IPCC – Intergovernmental Panel on Climate Change. (2014). Cambio   climático  2014,   Impacto,   adaptación   y   vulnerabilidad,   Resumen   para   responsables   de  políticas. Suiza: IPCC. 40p. Recuperada de https://www.ipcc.ch/pdf/assessment-report/ar5/wg2/ar5_wgII_spm_es.pdf)

[4] Arteaga, L. E. and Burbano, J. E. (2018).  Efectos del cambio climático: Una mirada al Campo.Revista de Ciencias Agrícolas, 35(2):79–91

[5] Vargas, P. (2009).  El cambio climático y sus efectos en el Perú.Lima: Banco Central de Reserva del Perú

[6] FAO  –  Food  and  Agriculture  Organization. (2012).Consecuencias   del   cambio   climático   para   la  pesca y la acuicultura. Visión de conjunto del estado actual de los conocimientos científicos.Recuperada  dhttp://www.fao.org/3/a-i0994s.pdf

[7] Patra, A.K. Enteric methane mitigation technologies for ruminant livestock: a synthesis of current research and future directions. Environ Monit Assess 184, 1929–1952 (2012). https://doi.org/10.1007/s10661-011-2090-y

[8] KA Johnson, DE Johnson, Emisiones de metano del ganado, Journal of Animal Science , Volumen 73, Número 8, agosto de 1995, páginas 2483–2492, https://doi.org/10.2527/1995.7382483x

[9] Linsay W. Bell, Jhon A. Kirkegaar, Antony Swan. Impacts of soil damage by grazing livestock on crop productivity. Soil & Tillage Research. 2011;(113):19-29. doi:10.1016/j.still.2011.02.003

[10] Augusto Castro-Nunez, Andres Charry, Fabio Castro-Llanos, Janelle Sylvester, Vincent Bax, Reducing Deforestation through value chain interventions in countries emerging from conflict: The case of the Colombian cocoa sector. Applied Geography. 2020;123(102280). https://doi.org/10.1016/j.apgeog.2020.102280.

[11] FAO. Ganadería y deforestación. Políticas pecuarias 3. http://www.fao.org/home/en

[12] Thornton, Philip K et al. Climate variability and vulnerability to climate change: a review. Global change biology vol. 20,11 (2014): 3313-28. doi:10.1111/gcb.12581

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