Primer estudio a gran escala para medir las emisiones de metano de vacas lecheras a nivel español

Por: Oscar González-Recio, Aser García-Rodríguez, Raquel Atxaerandio, Idoia Goiri, Javier López-Paredes

Los rumiantes son un bio-reactor natural que transforma materia vegetal no digestible por el ser humano en energía y proteína de alta calidad imprescindible en una dieta saludable y equilibrada. Forman parte del tejido industrial en áreas rurales, promoviendo y favoreciendo la economía familiar y un desarrollo rural sostenible.  En contraposición, los microorganismos que pueblan el rumen generan metano como residuo durante la fermentación del alimento consumido, siendo este liberado al medio principalmente mediante la eructación y en menor medida exhalado a través de la respiración. El metano es un gas de efecto invernadero con un poder de calentamiento entre 24 y 36 veces el del CO2. A pesar de que la contribución del metano de rumiantes a las emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero es menor de un 10% del total de las emisiones, es necesario reducir estas emisiones para cumplir con el acuerdo de Paris que entrará en vigor próximamente. Reducir la producción de metano supone que esa energía que se escapa se redirige a la síntesis de otros compuestos que sí pueden usar los rumiantes, mejorando así su eficiencia alimentaria, y reduciendo el uso de recursos naturales.

Un objetivo clave del proyecto del Plan Nacional (RTA2015-00022-CO3) coordinado por el INIA y que integra a NEIKER-Tecnalia y CONAFE es obtener un censo de las emisiones de metano de la cabaña ganadera del vacuno lechero y relacionarlo con el potencial genético de cada animal. Consiguiendo esto se podría implementar un programa de mejora genética que permita la mejora continua de la eficiencia alimentaria de las vacas lecheras. Para ello es imprescindible disponer de un número elevado de animales de los que se conozca su concentración de metano exhalado, y su información genética. El genotipado de los animales es una práctica habitual hoy en día, al contrario que la determinación de las emisiones de metano. En las explotaciones comerciales en las que se dispone de un robot de ordeño el uso del espectrómetro NDIR presenta la ventaja de la automatización y registro en continuo de las emisiones cuando el animal accede al comedero del robot.

En este proyecto www.metalgen.es se ha medido la concentración de metano de forma individual, directa y no invasiva en más de 1400 vacas Holstein en 14 granjas comerciales situadas en País Vasco, Navarra, Gerona y Cantabria. Se ha diseñado un sistema de medición basado en la tecnología de detectores de infrarrojo no dispersivo y de registro en continuo de las emisiones durante el periodo de ordeño en la estacón automática de ordeño o robots. Las observaciones muestran que la producción de metano a lo largo de la lactación sigue una curva similar a la de la producción de leche, con un máximo en torno al pico de la lactación (Figura 1).

Figura 1. Curva tipo de concentración del metano en aire exhalado (ppm) a lo largo de la lactación (días tras el parto).

Por otro lado, en aquellas explotaciones en las que no hay un dispositivo fijo y accesible por el que pasen diariamente los animales al que acoplar este aparato, los medidores láser de mano se presentan como una alternativa interesante debido a su mejor portabilidad. Además, si se pudiera generar una base de datos conjunta con las emisiones de metano medidas con diferentes metodologías se ganaría tiempo y se ahorrarían recursos. En el marco del proyecto se ha realizado una comparativa entre ambas metodologías utilizando un total de 29 vacas lecheras de raza Holstein-Frisona y Parda alpina recopilando un total de 164 medidas pareadas midiendo la concentración de metano exhalado simultáneamente con ambos aparatos. En la Figura 2 pueden verse los fenómenos de eructación asociados a las emisiones de metano detectados por ambos aparatos. Los resultados obtenidos indican que se podrían usar de forma conjunta para generar una base de datos común siempre y cuando se identifiquen y corrijan las fuentes de ruido intra y entre animales.

Figura 2. Ejemplo de los fenómenos de eructación de una vaca registrados con dos medidores que usan tecnología diferente (Laser- gráfico superior; NDIR-gráfico inferior) .

Hasta la fecha, en rumiantes esto supone el mayor conjunto de animales del territorio nacional del que se dispone información de la producción de metano. Además de la información que proporcionan los robots de ordeño, gracias a que estas granjas participan en el control lechero de CONAFE, se dispone de toda la información de producción y calidad de leche, así como su información reproductiva y genealógica. También se dispone de la información genómica de una alta proporción de estos animales, que es utilizada para estudiar el componente genético asociado a la producción de metano. Esto permite desarrollar estrategias de selección genética para que las futuras generaciones de animales sean más eficientes en la transformación del alimento con unas menores emisiones de metano.

El proyecto participa además en la Acción COST EUROPEA Methagene (FA-1302) en la que se han compartido más de 65.000 datos de producción de metano en vacas procedentes de 11 países. Recientemente se han presentado los resultados de esta colaboración en la 7ª Conferencia de la GGAA (Greenhouse Gas and Animal Agricultural Conference) celebrada en Iguazú, Brasil. En este trabajo se proponen métodos de aprendizaje automático e inteligencia artificial para harmonizar los datos procedentes de diferentes fuentes y poder predecir la producción de metano en granjas comerciales que no disponen de medidores de metano ni balanzas para medir la ingestión de alimento de las vacas. Esto es de gran utilidad para que los programas de mejora genética incorporen este carácter en los objetivos de selección. Ya que el estudio genético realizado dentro de nuestro proyecto METALGEN revela que la producción de metano es un carácter heredable, siendo la genética de los animales responsable entre un 10 y 25 % de las diferencias entre animales. Esta heredabilidad es similar a la de otros caracteres de producción o conformación que han sido históricamente seleccionados en las poblaciones de vacuno. Esto permite incluir la producción de metano en los índices de selección habituales. Además, presenta la ventaja de no tener correlaciones fenotípicas ni genéticas demasiado desfavorables con otros caracteres productivos de interés, lo que permite seleccionar por vacas más eficientes sin perjudicar la producción ni la salud de los animales. Cabe resaltar que no se observa tendencia genética para las emisiones de metano ni positiva ni negativa en la población controlada (Figura 3), lo que índica que los criterios de selección actuales no han modificado la concentración de metano en aire exhalado, y por tanto existe un amplio margen de selección sobre el carácter que podría implementarse en el futuro. Para ello se trabaja en conjunto con la confederación Nacional de Frisona Española (CONAFE), de manera que las generaciones futuras de vacas lecheras sean más eficientes y sostenibles.

Figura 3. Tendencia genética de los progenitores de vacas Holstein de la población en estudio para la producción de metano (g/d) durante las dos últimas décadas.

NOTA: Este proyecto ha sido financiado por el Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades (RTA2015-00022-C03).

Oscar González-Recio1,2, Aser García-Rodríguez3, Raquel Atxaerandio3, Idoia Goiri3, Javier López-Paredes4

1Departamento de Mejora Genética Animal, Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria, 28040 Madrid, Spain.

2Departamento de Producción Agraria, Escuela Técnica Superior de Ingeniería Agronómica, Alimentaria y de Biosistemas, Universidad Politécnica de Madrid, Ciudad Universitaria s/n, 28040 Madrid, Spain.

3Departamento de Producción Animal, NEIKER-Tecnalia, Vitoria-Gasteiz, Spain.

4Federación Española de Criadores de Limusín, Infanta Mercedes, 31. 28020 Madrid,Spain.



Responder

Introduce tus datos o haz clic en un icono para iniciar sesión:

Logo de WordPress.com

Estás comentando usando tu cuenta de WordPress.com. Cerrar sesión /  Cambiar )

Google photo

Estás comentando usando tu cuenta de Google. Cerrar sesión /  Cambiar )

Imagen de Twitter

Estás comentando usando tu cuenta de Twitter. Cerrar sesión /  Cambiar )

Foto de Facebook

Estás comentando usando tu cuenta de Facebook. Cerrar sesión /  Cambiar )

Conectando a %s