Gestión de los sistemas ganaderos extensivos bovinos basados en pastos naturales de San Luis (Argentina) y su incidencia en la emisión de gases de efecto invernadero

Abstract

El sector ganadero es una fuente importante de gases de efecto invernadero (GEI) a nivel mundial, contribuyendo en un 14,5% a las emisiones de GEI globales. Debido al aumento de la población y a una mejora en su nivel de vida, existe una creciente demanda de productos de origen animal en el mundo, de manera que el sector va a tener que contribuir de una manera importante a la mitigación de las emisiones. Específicamente, el bovino de carne es el sector con mayores contribuciones a los GEI, siendo el metano el principal gas emitido, no solamente contribuyendo al calentamiento global, sino también a una pérdida de energía con un efecto negativo en la producción del sistema. Argentina es un productor de carne bovina de importancia mundial: es el sexto productor y el noveno exportador más importante del mundo. Más del 70% del vacuno de carne se produce en el país, fundamentalmente en sistemas de pastoreo extensivo. Alrededor de un 8% de la producción tiene lugar en la región central de Argentina, bajo clima semiárido, donde los sistemas de cría basados en pastos nativos constituyen un importante sector económico. Esta tesis se ha realizado a partir del análisis de explotaciones representativas de los sistemas extensivos de vacuno de carne basados en pastos naturales del sur del Departamento Capital, Provincia de San Luis, típicos de la región central semiárida de Argentina. El objetivo ha sido valorar las emisiones de GEI de las explotaciones basándonos en datos reales, e identificar las relaciones entre las emisiones de GEI y las prácticas de manejo existentes en la región, que favorezcan la reducción de las emisiones. Los objetivos específicos del trabajo fueron: (i) caracterizar las explotaciones ganaderas del área de estudio en función de los aspectos estructurales, productivos y técnicos de la región, (ii) estimar y analizar las emisiones de metano y óxido nitroso de las explotaciones encuestadas, expresándolas utilizando diversas unidades funcionales, entre otras: kgCO2eq/kg de peso vivo vendido y kgCO2eq/ha, (iii) identificar los efectos de los distintos componentes de gestión y el manejo de la explotación sobre las emisiones de GEI, y (iv) identificar y analizar alternativas tecnológicas disponibles y estratégicas para reducir las emisiones en los sistemas estudiados. La tesis se estructura en torno a los siguientes aspectos: 1. Contexto: el sitio de estudio. El medio físico, vegetación y pastos, características de la ganadería bovina (censos, indicadores productivos, manejo, gestión. 2. Tipificación de los sistemas ganaderos bovinos en el área de estudio. Selección de las explotaciones a analizar y su caracterización. Encuestas a los productores, datos socioeconómicos, tamaño, uso de la tierra, infraestructuras de las explotaciones, sistemas de pastoreo y de manejo del ganado, sistema reproductivo, productividad del sistema, actitudes frente al cambio. Selección de indicadores. Tratamiento de los datos mediante Análisis de Componentes Principales, Análisis Cluster y análisis post-hoc. 3. Estimación de emisiones de GEI en las explotaciones estudiadas. Con información obtenida mediante encuestas a los productores, estimaciones de emisiones de metano por fermentación entérica y óxido nitroso por suelos gestionados basadas en el protocolo de “Tier 2” del Panel Intergubernamental para el Cambio Climático (IPCC, 2006). Análisis de las emisiones de las explotaciones utilizando diversas unidades funcionales: emisiones por animal, por superficie (ha), por ternero, por equivalente vaca, por peso vivo animal, por kilogramo de producto vendido. Comparación de emisiones entre los distintos tipos de productores obtenidos. 4. Efectos del manejo de la explotación sobre las emisiones de GEI. Análisis de las relaciones entre las características de las explotaciones y sus prácticas de manejo y gestión, y la intensidad de las emisiones desde dos perspectivas: emisiones por unidad de producto vendido y emisiones por unidad de superficie. Modelos Lineales Generalizados. 5. Estrategias de mitigación: Análisis de tecnologías disponibles y factibles de aplicar en la región. Selección de casos de estudio diferenciados. Aplicación modelizada de propuestas tecnológicas de mitigación de las emisiones de GEI. Comparación de emisiones en el escenario mejorado mediante propuestas tecnológicas respecto al escenario actual. Los resultados de esta investigación indican que son sistemas ganaderos bovinos de tipo extensivo basados fundamentalmente en pastos nativos típicos de zonas semiáridas, aprovechados exclusivamente en pastoreo. Las dimensiones de las explotaciones son muy variables, tanto en cuanto al tamaño del rebaño como en cuanto a la superficie de pastos. La mayor parte de las explotaciones se dedica a la cría del ganado (cow-calf systems), siendo el producto principal el ternero destetado, y una pequeña parte se dedica a la recría (backgrounding systems) o bien a la cría+recría. El manejo de las explotaciones es también muy variable: mientras que en algunas apenas se aplican técnicas de manejo del ganado (sistemas de pastoreo, controles sanitarios, manejo reproductivo, gestión de los pastos, etc.) en otras se aplican diversos sistemas de gestión con diferentes grados de adopción. En cuanto a la estimación de las emisiones los resultados fueron muy diversos y con amplios rangos de variación de los valores obtenidos, resultantes de la elevada heterogeneidad de los sistemas de producción en el área de estudio. Esta investigación demuestra que el nivel de emisiones está condicionado por la gestión y el manejo de la explotación. Las variables que influyeron sobre la intensidad de las emisiones por unidad de producto fueron diferentes de las que tuvieron efectos sobre las emisiones por unidad de superficie, con la excepción de la productividad de la tierra, que estuvo correlacionada con ambas intensidades aunque en sentido opuesto. Las explotaciones con bajo nivel técnico en las prácticas de manejo (cuidados y control del ganado deficientes, pastoreo y manejo reproductivo de tipo continuo) presentaron niveles bajos de producción (tanto por animal como por hectárea) y altos niveles de emisión de GEI por unidad de producto. En cambio, otras explotaciones con mejor nivel tecnológico mejoran de manera importante sus prácticas de manejo (buen cuidado y control del ganado, pastoreo rotativo y manejo reproductivo estacional) al tiempo que incrementan en promedio la recría, implicando mejoras de producción por animal y por superficie, y obtienen unas emisiones intermedias, tanto por unidad de producto como por unidad de superficie. Estos resultados sugieren que las explotaciones que aplican unas buenas prácticas de manejo en sus sistemas tienen mejores producciones y menor nivel de emisiones por unidad de producto que las explotaciones con menor nivel de implementación de buenas prácticas de manejo. Cuando la productividad de la tierra se logra mediante esta estrategia (buena productividad animal), las emisiones por hectárea se pueden mantener en niveles intermedios. Sin embargo, si esta productividad/ha se maximiza mediante el uso de cargas ganaderas altas, las emisiones por hectárea aumentan. Los resultados obtenidos sobre las alternativas tecnológicas para reducir las emisiones estuvieron relacionadas fundamentalmente con el manejo del sistema en general, al manejo del animal y la alimentación, logrando resultados alentadores por lo que es posible reducir considerablemente la intensidad de las emisiones por unidad de producto mediante la adopción de prácticas y tecnologías de manejo realistas, “blandas” o relativamente fáciles de incorporar, al tiempo que las emisiones por unidad de superficie se mantienen constantes. Además, mediante la implementación de esas prácticas, se pueden obtener mejoras en la producción del sistema. Por tanto, las propuestas tecnológicas planteadas permitieron representar un sistema ganadero extensivo de regiones semiáridas en condiciones adecuadas para su producción. Ahora bien, cada situación particular puede requerir soluciones “personalizadas” o adaptadas. Las tecnologías sugeridas en este estudio pueden ser útiles para la región, ya que se trata de prácticas realistas de manejo fáciles de adoptar, de relativo bajo coste e insumos. Además de tener un considerable potencial para la mitigación de los GEI a escala global, pueden conllevar aumentos de la producción del sistema. Asimismo, algunas de las prácticas pueden ser extensibles a sistemas semiáridos similares. Las estrategias de reducción de emisiones pueden ser “a priori” técnicamente factibles y fáciles de aplicar. No obstante, pueden existir dificultades de diversa índole para su adopción por los productores y requerir inversiones en educación, formación y demostración. Superar las barreras que dificultan la adopción por los ganaderos es un importante reto a la hora de implementar nuevas tecnologías de manejo del sistema. Para identificar vías de aumento de la sostenibilidad y de la eficiencia de los sistemas bovinos pastorales del semiárido argentino, los estudios futuros deberían tener un enfoque integral y holístico, en el que el pilar ecológico de la sostenibilidad se evalúe incluyendo todos los impactos negativos y el suministro de servicios ecosistémicos por parte de esos agroecosistemas, como la preservación de la biodiversidad y el secuestro de carbono. Por otra parte se sugiere abordar el trabajo de manera intra e interinstitucional para el logro de mejores resultados. Finalmente, se plantea la elaboración de documentación accesible y comprensible sobre la temática para la población en general como una manera de difundir los resultados que se obtienen a nivel científico.

Livestock production is an important source of greenhouse gas (GHG) emissions worldwide. The livestock sector contributes 14.5% of global GHG emissions. Since human population is expected to increase, together with improvement of standard of living, there is an increasing demand for livestock products. The livestock sector will have to be a major contributor in the mitigation of GHG emissions. Within the sector, beef production contributes to the majority of emissions. Methane is the main GHG emitted by those systems, which implies not only a contribution to the global warming, but also a loss of energy with negative consequences on system production. Argentina is a major world beef producer: is the sixth largest beef producer in the world and the ninth largest beef exporter. In Argentina, >70% of the beef is produced in pasture-based grazing systems, mostly in extensive conditions. Eight percent of beef production is in the semi-arid Central Region, where cow-calf livestock systems fed on rangelands are an important economic sector in the region. Rangelands are the world’s most common land type, provide the livelihoods for many vulnerable communities and provide relevant ecosystem services. They are experiencing high degradation and losses in biodiversity, especially in arid and semi -arid grasslands. Many studies have assessed mitigation strategies for reducing emissions intensity in terms of GHG emissions in several ruminant livestock far have been reviewed extensively. Most GHG studies, however, have been based on model systems that are based on average production parameters or on typical systems identified in consultation with specialists; however, estimates based on actual livestock systems are limited and, therefore, assessments of practical mitigation options on real farms are needed. The GHG emissions of a product can be expressed as kg of CO2e per kg of product, or it can be expressed as kg of CO2e per unit of area (ha) of the production system, depending on the standpoint of view (of the consumer vs. the producer), product perspective vs. an IPCC inventory target, importance of global vs. local environmental issues assessed, and policy context. Some studies have shown that the use of different functional units (FU, kg of product vs. land area) can produce contradictory results in assessing GHG emissions, illustrating the potential conflict or trade-off between carbon efficiencies per unit of product and per unit of land. Nevertheless, several studies suggest that the two targets, mitigation of the emissions per unit of product and per unit of land area, can be reconciled. Our study assessed real commercial operations that were representative of the extensive beef systems that are based on natural rangelands in the south of Departamento Capital, San Luis Province, which are typical of the semi -arid Central Region of Argentina. The objective was to assess the beef farms emissions based on real farm data, rather than on modeled or experimental data, and to identify the relationships between GHG emissions and current farm management practices and characteristics, in order to determine realistic and relatively easy-to-adopt farming practices that will favor low GHG emissions. Specifically, we (i) characterized the livestock farms in terms of structure, production and technical applications, (ii) estimated on-farm livestock emissions intensity based on several functional units, including: product-based (kg CO2e per total live weight (LW) sold) and area-based (kg CO2e per total land area used), (iii) identified the effects of farm attributes and management practices on GEI emissions, and (iv) identified and analyzed available technologies that would reduce GHG emissions in the farms of the area of study. A survey of representative farms recorded detailed information on farm management and characteristics. The survey collected detailed information about the size and structure of the farm, livestock management, infrastructures, productivity, as well as some socio-economic characteristics of the farmer. Assessments of GHG emissions were based on the Intergovernmental Panel on Climate Change Tier 2 protocols (IPCC, 2006). In order to identify homogeneous groups of farms that differed in emissions and characteristics, eleven descriptive variables were selected from among all types of factors studied and subjected to Principal Component Analysis (PCA). We subjected the main factors of the PCA to a hierarchical Cluster Analysis (CA). To validate the results of the CA and the groups obtained, we used the Kruskal-Wallis test. To identify which groups differ for each variable, we used Dunn-Bonferroni post-hoc test. The relationships between farm management and characteristics and emission intensity were investigated using Generalized Linear Models (GLM). Emissions per product sold were low on farms that had improved livestock care management, had rotational grazing, received technical advice, and had high animal and land productivities. Emissions per hectare of farmland were low on farms that had low stocking rates, low number of grazing paddocks, little or no land dedicated to improved pastures and annual forage crops, and low land productivity. The results suggest that the implementation of realistic, relatively easy-to-adopt farming management practices has considerable potential for mitigating GHG emissions. The mitigation of GHG emissions per unit of product should be based on the improvement of livestock care and reproductive management, rather than on land intensification through the maximization of stocking rates and land productivity, which might increase GHG emissions per unit of land area and lead to potential losses of rangeland ecosystem services provisioning. Given that GHG emissions per product and per hectare of farmland differ in their implications for the assessment of environmental impacts of food production (e.g., global vs. local scales), both measures should be taken into account and reconciled as much as possible. To identify ways to increase the sustainability and efficiency of the management of beef livestock systems in the Argentinean semi-arid rangelands, future studies should use an integrated, holistic approach in which all negative environmental impacts and the provisioning of ecosystem services, e.g., diversity preservation and carbon sequestration, should be assessed.