Nota del editor: Este artículo fue escrito por Ann Perry, Personal de Información del Servicio de Investigación Agrícola, y nos llega de la Revista de Investigación Agrícola del ARS.
Cada año, una vaca lechera robusta escondida en un establo acogedor produce más más de 20,000 libras de leche, junto con una impresionante cantidad de estiércol y una serie de gases. Un nuevo trabajo de modelado realizado por un equipo del Servicio de Investigación Agrícola en University Park, Pensilvania, sugiere que una vaca lechera que vive todo el año al aire libre puede dejar una huella ecológica notablemente más pequeña que sus hermanas más protegidas.
El ingeniero agrónomo Al Rotz dirigió un equipo de científicos en la Unidad de Investigación de Manejo de Cuencas Hidrográficas y Sistemas de Pastura mantenido por el ARS a través de un estudio de modelado que evaluó cómo los diferentes sistemas de manejo en una granja lechera típica de 250 acres de Pensilvania afectarían el medio ambiente . “Si tratamos de reducir un factor ambiental en este complejo sistema de producción, podemos terminar aumentando otros”, dice Rotz. "Así que existe una necesidad real de analizar todos los aspectos ambientales juntos".
Varios otros científicos del Parque Universitario mantenidos por el ARS colaboraron en el proyecto, incluyendo a la científica de animales Kathy Soder; el fisiólogo de plantas Howard Skinner; los científicos del suelo Curtis Dell, Peter Kleinman y John Schmidt; y el líder de investigación Ray Bryant. Para su estudio, el equipo utilizó el Modelo de Sistema Agrícola Integrado, un programa informático desarrollado en University Park que simula los principales procesos e interacciones biológicos y físicos en una granja de cultivos, carne o leche.
Los científicos recopilaron una variedad de datos de campo sobre los sistemas de pastoreo y el manejo del estiércol y sus efectos sobre la pérdida de nutrientes en el medio ambiente. Luego, ingresan estos datos de campo en su modelo de granja para evaluar la dinámica ambiental de cuatro granjas lecheras diferentes en todo tipo de clima durante 25 años.
Comparación de los impactos de la gestión del confinamiento y el pastoreo
Una simulación modeló la producción en una granja de confinamiento que contenía un rebaño de 85 -enmarcados Holstein, cada uno produce 22,000 libras de leche cada año, y 76 novillas de reemplazo. Logística Ganadera
Otra producción modelada en una granja de confinamiento con un rebaño de 100 vacas Holstein de estructura moderada y 80 novillas de reemplazo. Cada vaca en este sistema producía 18,500 libras de leche cada año.
Un tercer tipo de granja en el modelo también tenía 100 vacas Holstein con tamaño de estructura promedio y 80 novillas de reemplazo. Pero en este sistema, las vacas podían pastar hasta 7 meses al año. Cada vaca en este sistema también producía 18,500 libras de leche cada año.
La última granja en el modelo tenía un rebaño de 130 vacas cruzadas Holstein/Jersey de estructura pequeña y 95 novillas de reemplazo. Este rebaño se mantuvo al aire libre todo el año, parió en la primavera cuando la disponibilidad de forraje estaba en su punto máximo y se manejó con pastoreo rotativo durante el verano. Las vacas en este sistema produjeron casi 9,000 libras menos de leche por vaca cada año que las vacas en el sistema de confinamiento con la producción más alta.
Los cuatro sistemas se configuraron para producir esencialmente la misma cantidad de leche, ajustada por grasa y proteína, en la misma tierra. La estandarización de la producción total de leche en los cuatro sistemas de producción permitió una mejor comparación de los diversos impactos ambientales en los sistemas.
El modelo generó estimaciones de las emisiones de amoníaco del estiércol, las tasas de desnitrificación del suelo, las pérdidas por lixiviación de nitratos, la erosión del suelo y las pérdidas de fósforo por la escorrentía del campo. También se consideraron las estimaciones de las emisiones de dióxido de carbono, metano y óxido nitroso de la producción primaria y secundaria de pesticidas, combustibles, electricidad y otros recursos.
Un soplo de aire fresco
Los investigadores descubrieron que las emisiones totales de metano, óxido nitroso y dióxido de carbono, gases de efecto invernadero, eran un 8 % más bajas en los sistemas de producción al aire libre durante todo el año que en los sistemas de confinamiento de alta producción. ¿La mayor recompensa? Mantener las vacas lecheras al aire libre todo el año redujo las emisiones de amoníaco en aproximadamente un 30 por ciento.
“La calidad del aire es un gran problema ambiental que enfrentan los productores de lácteos hoy en día, y es difícil de controlar”, dice Rotz. “Sacar a las vacas de los establos es un factor clave para mitigar las emisiones de amoníaco, porque reduce la cantidad de estiércol que debe manejarse y almacenarse antes de que se use como fertilizante. Esto es especialmente importante durante el verano, cuando aumentan las emisiones del estiércol almacenado”.
Mantener las vacas al aire libre también ayudó a reducir el uso de combustible y las emisiones de dióxido de carbono resultantes de los equipos agrícolas, porque los productores no necesitaban sembrar y cosechar tanto alimento para su ganado. Las emisiones netas promedio de gases de efecto invernadero en las granjas se redujeron en un 10 % al mantener el rebaño al aire libre durante todo el año. Cuando los campos que antes se usaban para cultivos forrajeros se convirtieron en pastizales perennes para pastoreo, los niveles de secuestro de carbono aumentaron de cero a 3400 libras por acre cada año.
“Los beneficios del secuestro de carbono realmente suman”, dice Rotz. "Cuando las tierras agrícolas pasan de cultivos rotativos a pastizales perennes, se puede acumular mucho carbono en el suelo y reducir sustancialmente su huella de carbono durante 20 a 30 años".
Los científicos también calcularon la huella de carbono que dejan las vacas en cada uno de los cuatro sistemas de gestión por cada libra de leche producida. Descubrieron que un hato lechero bien manejado mantenido al aire libre durante todo el año dejaba una huella de carbono un 6 % menor que la de un hato lechero de alta producción mantenido en establos.
Aunque la vaca confinada produjo 22,000 libras de leche cada año y la vaca que buscaba alimento produjo solo 13,000 libras, la cantidad total de proteína y grasa láctea producida en las dos granjas fue esencialmente la misma, porque las vacas que buscaban alimento leche producida con más grasa y proteína. Además, la misma cantidad de tierra sustentaba una mayor cantidad de vacas mestizas Holstein/Jersey de estructura pequeña.
La calidad del agua también gana
Lo que es bueno para el aire también es bueno para el agua. Cuando las vacas lecheras de alta producción se mantuvieron en establos durante todo el año, la erosión de sedimentos asociada al cultivo de maíz y alfalfa para alimentación promedió 2500 libras por acre. Pero cuando las vacas se alimentaban en pastizales perennes, sus dietas se complementaban según fuera necesario con alimento comprado, la erosión de sedimentos se redujo en un 87 por ciento a un promedio de 330 libras por acre. La escorrentía de fósforo, un contaminante importante en la cuenca de la Bahía de Chesapeake, se redujo de alrededor de 57 libras por acre a 44 libras por acre.
“Los resultados del modelo están respaldados por años de trabajo de campo, por lo que están en línea con lo que esperábamos”, dice Rotz. "Ahora usaremos este modelo para evaluar otras estrategias de mitigación para los sistemas de cría de ganado tanto en pastoreo como en confinamiento".
Esta investigación es parte de Cambio Climático, Suelos y Emisiones, un programa nacional del ARS (#212) descrito en www.nps.ars.usda.gov.
Para comunicarse con los científicos mencionados en este artículo, comuníquese con Ann Perry , Personal de información del USDA-ARS, 5601 Sunnyside Ave., Beltsville, MD 20705-5129; (301) 504-1628.
