ESTIMACIÓN DE METANO EN VACAS PASTOREANDO SISTEMAS SILVOPASTORILES CON Tithonia diversifolia Y SUPLEMENTADAS CON GRASAS POLINSATURADAS // Methane estimation in cows grazing silvopastoral systems with Tithonia diversifolia a and supplemented with polyunsaturated fats

  • Juan Leonardo Cardona-Iglesias Universidad de Antioquia, Facultad de Ciencias Agrarias, Grupo de investigación en Ciencias Agrarias-GRICA. AA 1126, Medellín
  • Liliana Mahecha-Ledesma Universidad de Antioquia, Facultad de Ciencias Agrarias, Grupo de investigación en Ciencias Agrarias-GRICA. AA 1126, Medellín
  • Joaquín Angulo-Arizala Universidad de Antioquia, Facultad de Ciencias Agrarias, Grupo de investigación en Ciencias Agrarias-GRICA. AA 1126, Medellín
Palabras clave: Modelos predicción metano, sistema silvopastoril, Tithonia diversifolia, Methane prediction models, silvopastoral system

Resumen

RESUMEN

Se evaluaron cinco modelos empíricos con el fin de estimar la producción de metano (CH4) a partir de datos obtenidos en campo, de vacas lecheras Holstein pastoreando un sistema silvopastoril (SSP) con botón de oro (Titonia diversifolia) y kikuyo Cenchrus clandestinus (Hochst. ex Chiov.)Morrone) o un monocultivo (MONO) de kikuyo en trópico alto, ambos con suplementación de diferentes fuentes de ácidos grasos polinsaturados (AGPI). Los modelos incluyeron variables obtenidas en campo, tales como: consumo de materia seca (CMS), proporción de forraje consumido, peso vivo (PV), producción de leche (PL) y factores de emisión teóricos. Se analizaron las variables gramos (g) CH4/ animal/(d) y g CH4/(L) leche producida. Los datos de las variables estudiadas fueron tomados durante dos pastoreos (rotaciones), se analizaron mediante un diseño de bloques completos al azar (BCA). Para la escogencia del modelo que mejor se ajustara a cada variable, se tuvieron en cuenta los menores valores para los criterios de información Akaike (AIC) y bayesiano (BIC) y el menor valor del cuadrado medio del error del modelo (CME). Según el mejor modelo seleccionado para las variables analizadas, se encontró que las vacas del sistema monocultivo presentaron menores valores de producción de CH4 expresada en g-CH4/animal/d (MONO: 314 vs SSP: 322 P<0,05), pero cuando se expresaron los valores en CH4 producido por unidad de producto obtenido (g-CH4/L leche producida), se encontró menor producción de CH4 para las vacas que pastoreaban en el SSP: 11,4 vs 12,5 MONO, P<0,05. Se concluye que los modelos que incluyeron variables como el CMS y PL, fueron los que mejor se ajustaron a las variables estudiadas. Los animales del SSP y suplementados con AGPI mostraron menor producción de CH4 por unidad de producto obtenido, concediéndole a esta clase de estrategias nutricionales bondades desde el punto de vista ambiental y productivo.          

 

ABSTRACT

Five empirical models were evaluated in order to estimate the production of methane (CH4) from data obtained in the field, from Holstein dairy cows grazing a silvopastoral system (SSP) with buttercup (Tithonia diversifolia) and kikuyo Cenchrus clandestinus (Hochst. ex Chiov.)Morrone) or monoculture (MONO) of kikuyo in high tropics, both with supplementation of different sources of polyunsaturated fatty acids (PUFA). The models included variables obtained in the field, such as: dry matter consumption (CMS), proportion of forage consumed, live weight (PV), milk production (MP) and theoretical emission factors. The variables gram (g) CH4 / animal / day (d) and g CH4 / L milk produced were analyzed. The data of the variables studied, were taken during two pastures (rotations), were analyzed by a randomized complete block design (BCA). For the choice of the model that best fits each variable, the lowest values were taken into account for the Akaike (AIC) and Bayesian (BIC) information criteria and the lowest value of the mean square of the model error (CME). According to the best model selected for the variables analyzed, it was found that cows in the monoculture system had lower CH4 production values expressed in g-CH4 / animal / d (MONO: 314 vs. SSP: 322 P <0.05), but when the values were expressed in CH4 produced per unit of product obtained (g-CH4 / L milk produced), lower methane production was found for the cows grazing in the SSP: 11.4 vs 12.5 MONO, P <0.05. It is concluded that the models that included variables such as the CMS and MP, were those that best adjusted to the variables studied. The animals of the SSP and supplemented with PUFA, showed lower production of CH4 per unit of product obtained, granting this kind of nutritional strategies benefits from the environmental and productive point of view.

Descargas

La descarga de datos todavía no está disponible.

Citas

ASSOCIATION OF OFFICIAL ANALYTICAL CHEMIST - (AOAC). Official Methods of Analysis of AOAC International. 16th Ed. AOAC International, Gaithersburg, MD, USA. 2490 pp. 1999.

AGUERRE, M; WATTIAUX, M; POWELL, J; BRODERICK, G; ARNDT, C. Effect of forage-to-concentrate ratio in dairy cow diets on emission of methane, carbon dioxide, and am¬monia, lactation performance, and manure excretion. J. Dairy Sci. 94: 3081-3093. 2011.

ARCHIBEQUE, S; HAUGEN-KOZYRA, K; JOHNSON, K; KEBREAB, E; POWERS-SCHILLING, W; OLANDER, L; VAN DE BOGERT, A. Near-Term Options for Reducing Greenhouse Gas Emissions from Livestock Systems in the United States Beef, Dairy, and Swine Production Systems. 2012. Nicholas Institute for Environmental Policy Solutions. En línea: https://nicholasinstitute.duke.edu/sites/default/ files/publications/near-term-options-for-reducing-green¬house-gas-emissions-from-livestock-systems-in-the-united-states-paper.pdf. 10. 11. 16.

BOADI, D; BENCHAAR, C; CHIQUETTE, J; MASSÉ, D. Mitigation strategies to reduce enteric methane emissions from dairy cows: Update review. Can. J. Anim Sci. 84: 319- 335. 2004.

BONILLA, J; LEMUS, C. Emisión de metano entérico por ru¬miantes y su contribución al calentamiento global y al cam¬bio climático: Revisión. Rev. Mex. Cien. Pec. 3(2): 215-246. 2012.

CARDONA, L; MAHECHA, L; ANGULO, J. Arbustivas fo¬rrajeras y ácidos grasos: estrategias para disminuir la pro¬ducción de metano entérico en bovinos. Agron. Mesoam. 28(1): 273-288. 2016.

CHAGUNDA, M; FLOKHART, J; ROBERTS, D. The effect of forage quality on predicted enteric methane production from dairy cows. Int. J. Agr. Sustain. 8 (4): 250-256. 2010.

CHASE, L. Methane emissions from dairy cattle. En: Pro¬ceedings of mitigating air emissions from animal feed¬ing operations conference. Muhlbauer, E; Moody, L; Burns, R. (Eds.). College of Agriculture and Life Sciences, IA. Des Moines, Lowa, 05/19-21. USA, Pp 106-109. 2008.

CORREA, H; PABÓN, M; CARULLA, J. Valor nutricional del pasto kikuyo (Pennisetum clandestinum Hoechst Ex Chiov.) para la producción de leche en Colombia (Una revisión): I - Composición química y digestibilidad ruminal y posruminal. Livestock. Res. Rural Dev. 20 (4): 41. 2008.

DACHRAOUI, M. Comparación de diferentes modelos de predicción de emisión de gases de efecto invernadero por vacas lecheras alimentadas con dietas basadas en ensilado de raigrás italiano o ensilado de haba y colza forrajera. Uni¬versidad Zaragosa, España. Tesis de Grado, 104 pp. 2015.

DINI, Y; GERE, J; BRIANO, C; MANETTI, M; JULIARENA, P; PICASSO, V; ASTIGARRAGA, L. Methane emission and milk production of dairy cows grazing pastures rich in le¬gumes or rich in grasses in Uruguay. Anim. 2(2): 288-300. 2012.

DOHME, F; MACHMÜLLER, A; WASSERFALLEN, A; KREUZER, M. Comparative efficiency of various fats rich in medium-chain fatty acids to suppress ruminal methanogen¬esis as measured with RUSITEC. Can. J. Anim. Sci. 80: 473-482. 2000.

ELLIS, J; KEBREAB, E; ODONGO, N; MCBRIDE, B; OKINE, E; FRANCE, J. Prediction of methane production from dairy and beef cattle. J. Dairy Sci. 90: 3456–3467. 2007.

FOOD AND AGRICULTURE ORGANIZATION OF THE UNITED NATIONS (FAO). El papel del ganado en el cambio climático y en la contaminación atmosférica. En: La larga sombra del ganado: Problemas ambientales y opciones. Steinfeld, H; Gerber, P; Wassenaar, T; Castel, V; Rosales, M. (Eds.). FAO, Roma, Pp 86-139. 2009.

GALLEGO, L; MAHECHA, L; ANGULO, J. Potencial forra¬jero de Tithonia diversifolia Hemsl. A Gray en la producción de vacas lecheras. Agron. Mesoam. 25 (2): 393-403. 2014.

GIGER, S; MORAND, P; TRAN, G. Literature survey of the influence of dietary fat composition on methane production in dairy cattle. Livest. Prod. Sci. 82:73–79. 2003.

HALES, K; COLE, N; MACDONALD, J. Effects of corn pro¬cessing method and dietary inclusion of wet distillers grains with solubles on energy metabolism, carbon-nitrogen bal¬ance, and methane emissions of cattle. J. Anim. Sci. 90: 3174-3185. 2012.

HAYDOCK, K; SHAW, N. The comparative yield method for estimating dry matter yield of pasture. Aust. J. Exp. Agric. Anim. Husb. 15: 663-670. 1975.

HRISTOV, A; LEE, C; HRISTOVA, R; HUHTANEN, P; FIR¬KINS, J. A meta-analysis of variability in continuous-culture ruminal fermentation and digestibility data. J. Dairy Sci. 95: 5299-5307. 2012.

HUHTANEN, P; KRIZSAN, S; HETTA, M; CABEZAS, E; Re¬peatability and between cow variability of enteric CH4 and total CO2 emissions. Adv. Anim. Biosci. 4: 588. 2013.

INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE (IPCC). Volume 4: Agriculture, Forestry and Other Land Use. En: 2006 IPCC Guidelines for National Greenhouse Gas Inventories. Eggleston, H. S., Buendia, L., Miwa, K., Ngara, T., Tanabe, K. Kanagawa. (Eds.). IGES, Japan. 673 pp. 2006.

INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE (IPCC). Changes in atmospheric constituents and in radia¬tive forcing. En: Climate change 2007: the physical sci¬ence basis. Contribution of working group I to the fourth as¬sessment report of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Solomon, S., Quin, D., Manning, M., Chen, Z., Mar¬quis, M., Tignor, M., Averyt, C.,Miller, H. (Eds.). Cambridge University Press, New York, Pp. 212–213. 2007.

JAIMES, L; CERÓN, J; CORREA, H. Efecto de la época del año y la etapa de lactancia sobre el consumo alimenticio de vacas Holstein pastoreando Kikuyo (Cenchrus clandestinus) en Colombia. Livest. Res. Rural Dev. 27(244): 1-20. 2015.

JALC, D; CERTIK, M; KUNDRIKOVA, K; NAMESTROVA, P. Effect of unsaturated C18 fatty acids (oleic, linoleic, and α-linolenic acid) on ruminal fermentation and production of fatty acid isomers in an artificial rumen. Vet. Med. 52(3): 87- 94. 2007.

JOHNSON, K; JOHNSON, D. Methane emissions from cat¬tle. J. Anim Sci. 73: 2483-2492. 1995.

JOUANY, J. Methods of manipulating the microbial metabo¬lism in the rumen. Ann. Zoot. 43 (1): 49-62. 1994.

KIRCHGENER, M; WINDISCH, W; MÜLLER, H. Nutritional factors for the quantification of methane production. In: Ru¬minant Physiology: Digestion, Metabolism, Growth and Reproduction: Proceedings of the Eighth International Symposium on Ruminant Physiology. Von Engelhardt, W; Leonhard-Marek, S; Breves, G; Giesecke, D. (Eds). Ferdi¬nand Enke Verlag, Stuttgart. Pp 333–348. 1995.

KIRCHGESSNER, M; WINDISCH, W; MÜLLER, H; KREU¬ZER, M. Release of methane and of carbon dioxide by dairy cattle. Agribiol. Res. 44: 91-102. 1991.

LASSEY, K. Livestock methane emission: From the individ¬ual grazing animal through national inventories to the global methane cycle. Agr. Forest. Meteorol. 142: 120-132. 2007.

LENG, R. Quantitative ruminant nutrition – A green science. Aust. J. Agr. 44: 363-380. 1993.

LEZCANO, Y; SOCA, M; SÁNCHEZ, L; OJEDA, F; OLIVE¬RA, Y; FONTES, D; MONTEJO, I; SANTANA, H. Caracteri¬zación cualitativa del contenido de metabolitos secundarios en la fracción comestible de Tithonia diversifolia (Hemsl.) A. Gray. Pastos y Forrajes. 35(3): 283-291. 2012.

LIPPKE, H. Estimation of forage intake by ruminants on pas¬ture. Crop. Sci. 42: 869-872. 2002.

MAHECHA, L; DURÁN, C; ROSALES, M. Análisis de la rela¬ción planta-animal desde el punto de vista nutricional en un sistema silvopastoril de Cynodon plectostachyus, Leucaena leucocephala y Prosopis juliflora en el Valle del Cauca. Acta. Agron. 50: 59-70. 2000.

MAKKAR, H., VERCOE, P. Measuring Methane Production from Ruminants. Joint FAO/IAEA. Springer, Viena. 135 pp. 2007.

MARÍN, A. Estimación del inventario de emisiones de meta¬no entérico de ganado lechero en el departamento de Antio¬quia, Colombia. Universidad Nacional de Colombia, Mede¬llín. Tesis de Grado. 115 pp. 2013.

MEDINA, M; GARCÍA, E; GONZÁLEZ, L; COVA, L; MO¬RANTINOS, P. Variables morfo-estructurales y de calidad de la biomasa de Tithonia diversifolia en la etapa inicial de crecimiento. Zoot. Trop. 27:121- 134. 2009.

MILES, N; THURTELL, L; RIEKERT, S. Quality of Kikuyu herbage from pastures in the Eastern Cape coastal belt of South Africa. S. Afr. J. Anim. Sci. 30 (1): 85–86. 2000.

MILLIKEN, G; JOHNSON, D. Analysis of Messy Data. In: Designed Experiments. 2nd Ed. CRC Press, Kansas. 674 pp. 2009.

MILLS, J; KEBREAB, E; YATES, C; CROMPTON, L; CAM¬MELL, S; DHANOA, M; AGNEW, R; FRANCIA, J. Alterna¬tive approaches to predicting methane emissions from dairy cows. J. Anim Sci. 81: 3141–3150. 2003.

MOATE, P. Reducing methane emissions from dairy cows. Gippsland. 2010. Economic Development, Jobs, Transport and Resources, Victoria State Government. En línea: http:// www.dpi.vic.gov.au/agriculture/about-agriculture/ newslet¬ters-andupdates/newsletters/how-now-gippy-cow/septem¬ber/reducing-methaneemissions-from-dairy-cows. 6. 10. 16.

MOLINA, I; DONNEY´S, G; MONTOYA, S; VILLEGAS, G; RIVERA, J; LOPERA, J; CHARÁ, J; BARAHONA, R. Emi¬siones in vivo de metano en sistemas de producción con y sin inclusión de Tithonia diversifolia. 3° Congreso Nacional de Sistemas Silvopastoriles, VIII Congreso Internacio¬nal de Sistemas Agroforestales. Misiones, 05/7-9. Argen¬tina: Pp 678-682. 2015.

MONTOYA, S; VILLEGAS, G; MOLINA, I; DONEYS, G; CHARÁ, J; BARAHONA, R. Comparación del consumo de forraje y agua y sus correlaciones en un sistema silvopasto¬ril intensivo y uno convencional en tres regiones de Colom¬bia. 3° Congreso Nacional de Sistemas Silvopastoriles, VIII Congreso Internacional de Sistemas Agroforestales. Misiones, 05/7-9. Argentina: Pp 117-122. 2015.

MUÑOZ, C; YAN, T; WILLS, D; MURRAY, S; GORDON, A. Comparison of the sulphur hexafluoride tracer and respira¬tion chamber techniques for estimating methane emissions and correction for rectum methane output from dairy cows. J. Dairy Sci. 95: 3139–3148. 2012.

NIELSEN, N; VOLDEN, H; ÅKERLIND, M; BRASK, M; HELLWING, A; STORLIEN, T; BERTILSSON, J. A prediction equation for enteric methane emission from dairy cows for use in NorFor. Acta. Agric. Scand. A. Anim. Sci. 63: 126- 130. 2013.

NOGUERA, R; POSADA, S; CARDONA, L. Efecto de dife¬rentes niveles de nitrato de calcio sobre la degradación de la materia seca y la producción de metano en una fermenta¬ción ruminal in vitro de pasto Kikuyo (Cenchrus clandestinus Hochst. Ex Chiov.). Livest. Res. Rural Dev. 28(92):1-15. 2016.

ORSKOV, E; DEB-HOVELL, F; MOULD, F. The use of nylon bag technique for the evaluation of feedstuffs. Trop. Anim. Prod. 5(3): 195-213. 1980.

ORTIZ, D; POSADA, S; NOGUERA, R. Efecto de metabo¬litos secundarios de las plantas sobre la emisión entérica de metano en rumiantes. Livest. Res. Rural Dev. 26 (11): 1-15. 2014.

PATRA, A. The effect of dietary fats on methane emissions, and its other effects on digestibility, rumen fermentation and lactation performance in cattle: A meta-analysis. Livest. Sci. 155: 244–254. 2013.

PIRONDINI, M; COLOMBINI, S; MELE, M; MALAGUTTI, L; RAPETTI, L; GALASSI, G; CROVETTO, G. Effect of di¬etary starch concentration and fish oil supplementation on milk yield and composition, diet digestibility, and methane emissions in lactating dairy cows. J. Dairy Sci. 98: 357–372. 2015.

PULIDO, A; JIMÉNEZ, R; TURRIAGO, J; MENDOZA, J. Ter¬cera comunicación nacional de cambio climático. Inventa¬rio nacional de gases efecto invernadero (GEI) Colombia. 2015. IDEAM. Bogotá D.C. En línea: http://documentacion. ideam.gov.co/openbiblio/bvirtual/023421/cartilla_INGEI.pdf . 14. 11. 16.

RAMIN, M; HUHTANEN, P. Development of equations for predicting methane emissions from ruminants. J. Dairy Sci. 96: 2476-2493. 2013.

RESTREPO, C; NOGUERA, R; POSADA, S. Ecuaciones para predecir metano en ganado lechero: Un metaanáli¬sis. Livest. Res. Rural Dev. 28(129): 1-20. 2016.

RIVERA, J; ARENAS, F; CUARTAS, C; NARANJO, J; TA¬FUR, O; HURTADO, E; GACHARNA, N; ZAMBRANO, F; MURGUEITIO, E. Producción y calidad de leche bovina en un sistema de pastoreo en monocultivo y un sistema silvo¬pastoril intensivo (SSPi) compuesto de Tithonia diversifolia bajo ramoneo directo, Brachiaria spp, y árboles maderables en el piedemonte amazónico. Rev. Col. Cien. Pec. 24 (3): 524. 2011.

SALCEDO, G. Estimación de las pérdidas de metano en¬térico en las explotaciones lecheras de Cantabria, España. 2010. Dpto. Tecnología Agraria del I.E.S. “La Granja”. Can¬tabria. En línea: http://www.sbera.org.br/2sigera/obras/t116. pdf. 5. 11. 16.

STATISTICAL ANALYSIS SYSTEM INSTITUTE (SAS). Ver¬sion 9.1.3. USA. 2004.

SECHEN, S; BAUMAN, D; TYRRELL, H; REYNOLDS, P. Ef¬fect of Somatotropin on Kinetics of Nonesterified Fatty Acids and Partition of Energy, Carbon, and Nitrogen in Lactating Dairy Cows 1, 2. J. Dairy Sci. 72(1): 59-67. 1989.

SHARMA, R. Nutritional strategies for reducing methane production by ruminants. Indian. J. Res. 4(1): 1-20. 2005.

SILVA, L; TORRECILHAS, J; GARCIA, M; EIRAS, C; PRA¬DO, R; PRADO, I. Glycerin and essential oils in the diet of Nellore bulls finished in feedlot: animal performance and apparent digestibility. Acta Sci. Anim. Sci. 36(2): 177-184. 2014.

SOLIVA, C; HESS, H. Measuring methane emission of ru¬minants by in vitro and in vivo techniques. En: Measuring methane production from ruminants. Makkar, H; Vercoe, P. (Eds). Springer, Viena. Pp 15-31. 2007.

TARAZONA, A; CEBALLOS, M; NARANJO, J; CUARTAS, C. Factors affecting forage intake and selectivity in rumi¬nants. Rev. Col. Cien. Pec. 25(3): 473-487. 2012.

UNITED STATES ENVIRONMENTAL PROTECTION AGENCY (EPA). Methane and Nitrous Oxide Emissions from Natural Sources. 2010. En línea: http://www.epa.gov/ methane/sources.html. 18. 11. 16.

VAN, J; DENTENER, J; OLIVIER, J; KLEIN, C; LELIEVELD, J. A High-Resolution Dataset of Historical Anthropogenic Trace Gas Emissions for the Period 1890-1990. Global Bio¬geochem. Cycles. 15(4): 909-28. 2001.

VARGAS, J; CÁRDENAS, E; PABÓN, M; CARULLA, J. Emi¬sión de metano entérico en rumiantes en pastoreo. Arch Zoot. 61:51-66. 2012.

¬

VERMOREL, M. Emissions annuelles de méthane d’origine digestive par les bovins en France. Variations selon le type d’animal et le niveau de production. INRA. Prod. Anim. 8: 265-272. 1995.

WESTBERG, H; LAMB, B; JOHNSON, K; HUYLER, M. In¬ventory of methane emissions from U.S. cattle. J. Geophys. Res. 106: 12633-12642. 2001.

Publicado
2019-10-22
Cómo citar
1.
Cardona-Iglesias JL, Mahecha-Ledesma L, Angulo-Arizala J. ESTIMACIÓN DE METANO EN VACAS PASTOREANDO SISTEMAS SILVOPASTORILES CON Tithonia diversifolia Y SUPLEMENTADAS CON GRASAS POLINSATURADAS // Methane estimation in cows grazing silvopastoral systems with Tithonia diversifolia a and supplemented with polyunsaturated fats. Rev. Cient. FCV-LUZ [Internet]. 22 de octubre de 2019 [citado 19 de abril de 2024];29(2):107-18. Disponible en: https://produccioncientificaluz.org/index.php/cientifica/article/view/29593
Sección
/&%$·#€®†ƒ∫∑Ω©€æ€∞¬÷