¹ Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Campus El Cerrillo, Universidad Autónoma del Estado de México, Toluca, Estado de México.
² Centro Universitario Temascaltepec, Universidad Autónoma del Estado de México, Toluca CP 50000, México

Cruz-Matías C¹., González-Ronquillo M.¹, Avilés-Nova F² & Castelán-Ortega O. C.¹
 

Introducción

En agosto de 2021, el Grupo Intergubernamental de Expertos sobre el Cambio Climático (IPCC por sus siglas en inglés) informó sobre los cambios climáticos drásticos que está enfrentando el clima del planeta Tierra, la mayoría de estos cambios tienen antecedentes desde hace ya cientos de miles de años y muchos de ellos ya no podrán revertirse en periodos de tiempo cortos sino hasta después de varios siglos o milenos (IPCC, 2021). Aunque estos cambios se vienen presentando debido a procesos naturales y de evolución, muchos han sido inducidos por factores de origen antropogénico: aproximadamente el 90% del cambio climático actual, derivado principalmente de la quema de combustibles fósiles (F. Smith, 2018) y de actividades humanas. 

De seguir la tendencia actual, dichas actividades provocarán impactos ambientales mayores e irreversibles. (IPCC, 2015). 

El sector agropecuario, forestal y otros usos de la tierra (AFOLU, por sus siglas en inglés) aporta ~24% de todas las emisiones antropogénicas de gases de efecto invernadero (GEI) en el mundo, mientras que todas las especies domésticas de ganado emiten ~14.5% de emisiones antropogénicas de GEI, y sólo el ganado bovino emite 9.4% de emisiones (Van Lingen et al., 2019). Entre los gases de efecto invernadero producidos por el sector AFOLU se encuentra el CO₂, N₂O y CH₄ (Petrescu et al., 2020), y la concentración atmosférica de este último se está incrementando rápidamente debido al aumento en el consumo de carne y leche de bovino (Liu et al., 2018). El CH4 posee una capacidad de producir efecto invernadero 21-30 veces más alta con respecto al CO₂, considerándose que en determinado tiempo el CH₄ pueda ser predominante si se continúa la tendencia actual (Carmona et al., 2005). El CH₄ que producen los bovinos resulta de la fermentación de los alimentos en el rumen, y que en términos del uso de la energía por el animal constituye una pérdida del sistema, mientras que en términos ambientales contribuye al calentamiento de la atmósfera y al cambio climático global, además de que este permanece en la atmósfera entre 9 y 15 años capturando el calor proveniente del sol (Eckard et al., 2010).

En los últimos años se están buscando nuevas opciones de forraje para alimentar al ganado (Sandoval-Pelcastre et al., 2020), ya que debido al contexto climático actual donde se observa escasez de agua, cambio climático, y altos costos de producción es necesario buscar alternativas que cubran las necesidades de energía y proteína del ganado, disponibles localmente, sean de bajo costo, no requieran de grandes cantidades de agua y no compitan con los humanos como fuente de alimento (Buitrago-Guillen et al., 2018). Es así, que las especies arbóreas y arbustivas son una alternativa para la alimentación del ganado (García Martínez et al., 2018). Es importante destacar que para que una especie arbórea sea considerada como recurso forrajero debe de tener características equivalentes o que sobrepasen el contenido de proteína y digestibilidad de los forrajes convencionales. Por ejemplo, el contenido de proteína cruda (PC) de Gliricidia sepium es de 22.1% según Perdana et al. (2020), mientras que el de la alfalfa (Medicago sativa) es de 18 a 20%, por lo tanto, se puede concluir que la propuesta del uso de Gliricidia sepium como forraje para los bovinos es adecuada. 

Bajo este mismo contexto, también se están investigando otras fuentes de alimento para el ganado, tal es el caso de la pulpa de café (un subproducto que surge del procesamiento de la cereza del café para la extracción del grano) la cual, si no se maneja de manera adecuada, genera alteraciones directa o indirectamente en el ambiente (Fernández-Navarro et al., 2024) ya que los desechos producidos son fuentes principales de contaminación severa de agua y suelo (Estrada-Flores et al., 2021). Con el objetivo de reducir la contaminación de este subproducto se están considerando alternativas ambientalmente seguras para su eliminación, por ejemplo, la incorporación de la pulpa de café a las dietas del ganado lechero principalmente porque además se han observado rendimientos lácteos de alta calidad (Pedraza-Beltrán et al., 2011), y favorece la disminución en los costos de alimentación de este ganado (Fernández-Navarro et al., 2024). 

Muchas de estas especies arbóreas forrajeras contienen compuestos secundarios conocidos comúnmente como metabolitos secundarios (MS), entre los que destacan los taninos, saponinas, flavonoides y aceites esenciales., se ha demostrado que los MS promueven la reducción de la producción de metano en el rumen por su efecto sobre las bacterias arqueas metanogénicas que están presentes en el rumen de los bovinos (Ku-Vera, 2019). Se ha reportado que Gliricidia sepium es rico en MS como flavonoides, saponinas y taninos, de los tres MS antes mencionados, los taninos son los que tenían una mayor presencia en un estudio realizado por Abdulaziz et al., (2019), por lo que puede ser una alternativa de mitigación a las emisiones de CH₄ derivadas del ganado bovino a través de la fermentación entérica, ya que Araiza-Ponce et al. (2021), reporta una disminución del 26% de la emisión de CH₄ al hacer una inclusión de esta especie del 30% en la dieta en un análisis in vitro.  

El objetivo de la presente investigación es determinar el efecto de Gliricidia sepium y la pulpa de café sobre la producción de metano entérico en terneras en crecimiento.

Materiales y métodos 

Localización

El experimento se realizó dentro del Laboratorio de Ganadería, Medio Ambiente y Energías Renovables (LAGMAER) de la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la Universidad Autónoma del Estado de México, ubicado en El Cerrillo, Piedras Blancas, Toluca, Estado de México, con una latitud norte de 19◦ 24’ 15”, longitud oeste de 99◦ 41’ 06”, y a una altura de 2 632 msnm.

Procedimiento experimental

Dieta y Tratamientos
 

Aditivos a evaluar

Obtención de los aditivos

Dado que este experimento se desprende del proyecto de investigación con clave CONAHCyT: 31745 en el cual uno de los objetivos es proponer alternativas forrajeras que ayuden a la ganancia de peso y a la mejora de la calidad de la leche para hacer más eficiente al ganado en términos productivos y por lo tanto mejorar las ganancias económicas, con los productores de Chiapas se propuso la inclusión de Gliricidia sepium ya que este árbol es considerado forrajero por su alto contenido de proteína cruda (24.11%, Canul-Solis et al 2018) entre las bondades de éste árbol para ser considerado forrajero se encuentra su buena palatabilidad, es de fácil manejo y obtención en la región ya que se encuentra ampliamente distribuido en el trópico, específicamente en la región de Malpaso, Chiapas, en donde los ganaderos lo ocupan como fuente de proteína para el ganado y como cercas vivas. Por otro lado, la pulpa de café es utilizada como recurso dentro de las formulaciones de concentrado destinado para ganado lechero principalmente. Así que es importante hacer los análisis del comportamiento de Gliricidia sepium y pulpa de café como fuentes de proteína.
 

Preparación de los animales para el experimento

Para llevar a cabo este experimento, se contó con cuatro bovinos, tres hembras (3/4 Holstein, ¼ Charolais) y un macho (3/4 Charolais ¼ Holstein) con aproximadamente un año y medio de edad, con un peso promedio de 383.300kg. Estos bovinos ya habían tenido la experiencia del manejo dentro y fuera de cámaras de respiración de circuito abierto (dispositivos especializado mara medir metano) pues formaron parte de otro experimento, sin embargo, debido a que ya habían transcurrido por lo menos seis meses después del último experimento fue necesario que antes de pasar a la etapa experimental pasaran por un periodo de manejo y adaptación que tuvo una duración de 21 días en el cual se les dio nuevamente manejo dentro y fuera de las cámaras, haciendo una simulación del proceso experimental, así se les permitió volver a familiarizarse principalmente con el funcionamiento de las cámaras de medición de metano así como también a los aditivos de la nueva dieta, con esto se evitan sesgos dentro de las mediciones. Todos los animales mostraron una buena respuesta a este periodo por lo que se prosiguió con las mediciones de manera formal. Cada periodo tuvo una duración de 21 días, los primeros 12 días fueron de adaptación a la dieta que estaba constituida por 70% rastrojo y 30% concentrado, estando conformada por: rastrojo, maíz molido, melaza, galleta, alfalfa y salvado, en las proporciones que se muestran en el Cuadro 1. Los aditivos que se probaron para evaluar su efecto en la producción de gas metano fueron Pulpa de café y Gliricidia sepium, para ver el efecto se crearon los siguientes tratamientos: Pulpa de café: 1.009kg/MS/d, Gliricidia sepium 0.342kg/MS/d y pulpa de café + Gliricidia sepium: 0.505 y 0.171 kg/MS/d, respectivamente. Los tratamientos fueron asignados de manera aleatoria de forma que cada animal pasó por cada uno de los tratamientos. 
 

Mediciones de metano 

El Laboratorio (LAGMAER – FMVZ - UAEMéx.) cuenta con 2 cámaras de respiración de circuito abierto, las cuales fueron utilizadas para realizar las mediciones de metano ya que están equipadas con equipo altamente especializado para hacer dichas mediciones.  En cada uno de los periodos (cuatro periodos), los bovinos (cuatro animales) fueron pasando en parejas para poder hacer la medición de las emisiones de metano durante un periodo de tiempo de 48h, transcurridas las primeras 24h se guardaron las mediciones de metano, se retiró a los animales de las cámaras y se procedió a hacer la colecta, pesaje y registro de heces y alimento rechazado. Posteriormente se pesó el forraje, el concentrado y los aditivos correspondientes a la dieta de cada animal (dependiendo del periodo en el que se encontraban en ese momento), una vez hecho esto, se depositaron los alimentos en el comedero, también se colocó agua en el bebedero. Finalmente, los bovinos volvieron a ser ingresado en las cámaras para continuar con las mediciones de las 24h restantes. Al finalizar los periodos de medición, los animales fueron trasladados a los corrales para ser preparados para el siguiente periodo experimental. 

Colecta y preparación de las muestras para análisis químicos
 

Una vez que las vacas pasaron dentro de las cámaras 24h, se guardó la medición de metano para su posterior análisis, se abrieron las cámaras para recoger los rechazos de la dieta ofrecida, así como también la colecta de heces. Debido a las condiciones arquitectónicas de las cámaras es un poco complicado hacer la colecta del 100% de heces y rechazos, sin embargo, se tuvo el mayor cuidado al momento de su colección para por lo menos hacer una colecta del 95% de éstos. Para hacer la colecta de heces, se usó un jalador para piso, una pala y una cubeta como contenedor. Se pesó la materia fecal usando una Báscula digital Colgante 50kgx10g con código universal: 863054417589 y, se registraron los datos obtenidos en la bitácora del experimento para su análisis posterior. Una vez pesado el total de heces y el alimento rechazado, se tomaron muestras representativas que se colocaron en una charola de aluminio para posteriormente introducirla en una estufa de aire forzado a una temperatura de 60°C por 72 horas, esto se realizó con la finalidad de eliminar humedad. Transcurrido el tiempo de secado, los productos se dispusieron en una bolsa de papel seguida de una de plástico con el propósito de identificar cada una de las muestras obtenidas que después se molieron en un molino de trituración de modo que el tamaño de partícula fuese de 1mm. Una vez molidas las muestras, se procedió a colocarlas dentro de bolsas de plástico para conservarlas hasta el momento de ser analizadas.
 

Resultados preliminares

El análisis preliminar de los resultados de esta investigación es favorable y alentador porque se puede observar una disminución significativa de las emisiones de metano entérico cuando al ganado se le administra una dieta que combina principalmente pulpa de café y Gliricidia sepium.

Conclusiones

Se destaca que la mezcla de Gliricidia sepium y pulpa de café reduce significativamente las emisiones de metano entérico producidas por el ganado bovino. 

Incluir pulpa de café y Gliricidia sepium en las dietas para ganado bovino tiene dos beneficiarios principales: la economía de los ganaderos y el medio ambiente.

Por un lado, como Gliricidia sepium y pulpa de café son aditivos ampliamente distribuidos en la región tropical, usarlos no implica inversiones extra. Además, al obtenerse rendimientos lácteos de alta calidad, la economía de los ganaderos se verá favorecida. 

Finalmente, en términos ambientales, usar Gliricidia sepium y pulpa de café como nuevas opciones de forraje para alimentar al ganado bovino, contribuye a disminuir los efectos del calentamiento de la atmósfera impactando de manera positiva al cambio climático global porque se reduce la contaminación producida por la pulpa de café mediante una alternativa ambientalmente segura. 
 

Bibliografía.

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Araiza-Ponce, K., Murillo-Ortiz, M., Herrera-Torres, E., Valencia-Vázquez, R., Carrete-Carreón, F., & Pámanes-Carrasco, G. (2021). Leucaena leucocephala y Opuntia ficus-indica reducen la producción de metano in vitro. Abanico veterinario, 10.

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