Indicadores de manejo de nutrientes relacionados con la sustentabilidad agroambiental en sistemas de producción de carne

Los efectos ambientales provocados por los diferentes factores de producción se manifiestan como cambios en distintos componentes de los sistemas agropecuarios así como en sus funciones ecológicas, por ejemplo, ciclado de nutrientes. El grado de intensificación de los sistemas de producción animal puede definirse a partir de la relación entre la cantidad de unidades ganaderas e insumos asociados, y la superficie que ocupan. Desde este punto de vista, la producción ganadera sobre forraje califica como ?sistema extensivo?, mientras que el engorde a corral como ?sistema intensivo?. El objetivo general de esta tesis fue identificar y construir indicadores que pudieran ser base para elaborar índices ponderados que sirvan para diferenciar los sistemas de producción de carne bovina según niveles de intensificación en el uso de los nutrientes. Se identificaron y construyeron diversos indicadores; se analizó e integró la información originada por los indicadores seleccionados; se compararon los sistemas según indicadores de manejo de nutrientes e identificaron rangos de variación de los indicadores elaborados para cada grupo de sistemas de producción de carne. Para caracterizar los sistemas de producción se utilizaron Diagnóstico Estático y Flujogramas, considerando la selección de las unidades de estudio, reconocimiento de las vías de ingreso/egreso de nitrógeno y fósforo a los sistemas de producción y la recopilación de información productiva y agroecológica. El área de estudio se circunscribió a la provincia de Buenos Aires, Argentina, específicamente a los partidos Carmen de Areco, Trenque Lauquen, Chascomús, Maipú, Balcarce y Laprida. Se relevaron y seleccionaron predios, módulos de experimentación y corrales de encierre para obtener información sobre los distintos tipos de sistemas de producción de carne: extensivo con nula o mínima suplementación, semiintensivo (extensivo con suplementación) e intensivo en corrales de encierre, algunos complementados con actividad agrícola (mixtos). Se recopiló información del período 1996-2014 para obtener registros de varios ejercicios para la descripción de las transferencias internas de nutrientes. La información obtenida por unidad de estudio y ejercicio productivo fue reportada como una observación, identificada como ?Unidad de Análisis? (UdA). Para sistema Extensivo se relevaron 5 unidades de estudio que aportaron 31 UdAs, para Semiintensivo 13, que aportaron 17 UdAs, para Intensivo 35 UdAs y para Planteos Mixtos, 4 UdAs, totalizando 57 unidades de estudio y 87 UdAs. La recopilación de la información se realizó a través de encuestas semiestructuradas en entrevistas; estadísticas zonales; bibliografía y análisis de laboratorio para contenido de nitrógeno/fósforo de los insumos y productos agropecuarios. Se realizó análisis estadístico descriptivo, correlación de Spearman, comparación por la Prueba de la Mediana y multivariado por Componentes Principales y Conglomerados. Para la descripción y caracterización de los sistemas se seleccionaron Indicadores de Sustentabilidad Agroambiental relacionados con el manejo y uso de nitrógeno y fósforo, y con la alimentación, algunos desarrollados específicamente (Incremento por Transferencia, Balance por nutriente en producto Producido, Diferencias entre Balances por nutriente), otros adaptados particularmente para los sistemas de producción de carne y otros existentes, como Balance de Nutrientes. En los planteos mixtos con encierres a corral, los valores individuales de Balances prediales y Balances corral permitieron estimar los excedentes de nitrógeno y de fósforo, y sus transferencias internas a través del Índice Incremento por Transferencia, el que contribuyó a caracterizar y diferenciarlos según la homogeneidad de la distribución del nutriente ingresado al predio. A través de un conjunto de cinco Indicadores se pudieron agrupar a los sistemas Intensivos(In) y diferenciarlos de los sistemas de base Pastoril -Extensivos(Ex) y Semiintensivos(Se)-. Estos fueron: Balance de Nutriente por hectárea (Bal/ha), Balance por producto Producido (Bal-Prod-Pr), Balance por kilo de peso vivo por día (Bal/kgPV), Ineficiencia de Uso de Nutrientes (IeUN) y Eficiencia de Uso de Nutriente externo por la Producción (EUNexS-Pr). Se presentan los rangos de valores descriptivos. Para Nitrógeno, los sistemas Extensivos presentaron valores menores que los Semiintensivos para Bal N/ha(kgN/ha/dia): Ex 0,04-0,09 y Se 0,19-0,90; y para Bal/kgPV(gN/kgPV/día): Ex 0,10-0,23 y Se 0,28-0,98, y mejor eficiencia de uso, EUNexS-Pr(%): Ex: 9-20 y Se: 6-13. El Intensivo tuvo los valores más altos de Bal N/ha: 6,50-59 kgN/ha/día y bajos de IeUN: 21-59%. El menor valor de Bal-Prod-Pr fue 65 gN/kgPV-Pr en Intensivos y el mayor, 385 gN/kgPV-Pr en Semiintensivos. Para Fósforo, la diferenciación resultó menos acabada, contribuyendo los mismos indicadores a excepción de uno, el Bal-Prod-Pr. En su lugar, resultó significativo Balance por Nutriente en producto Producido. En los sistemas base Pastoril, Bal N resultó siempre positivo y Bal P con casos negativos, especialmente Extensivos con manejo de la cría poco intensificado. En Semiintensivos, mayores ingresos de Nitrógeno/Fósforo por alimentos originaron mayores Bal N-Bal P con consecuentes mayores Producciones de carne/hectárea. En Intensivos, dichos ingresos resultaron buenos predictores de los Balances corral. Se lograron seleccionar indicadores que permiten un primer avance en la caracterización de los sistemas de Producción de carne bovina para la provincia de Buenos Aires, en base al manejo del nitrógeno y/o del fósforo en relación con la sustentabilidad ambiental. Se realizaron aportes para futuros estudios con variedad más amplia de recursos alimenticios y/o formas de intensificación, o para otras zonas del país, y para la sistematización de la información y desarrollo de modelos productivos. Entre las implicancias prácticas, la intensificación a partir de fertilizantes debería armonizar productividad con Bal N-P que no resulten en excedentes importantes, y el aumento de Producción de carne a partir de cultivos anuales debería evaluarse en consonancia con los valores del Bal P. El indicador Bal/kgPV permitirá comparar el efecto de las dietas en la excreción ambiental, y al relacionarlo con densidad animal del corral se tendrá una aproximación a la carga de nutrientes que recibe el mismo. El conocimiento de estos indicadores en los sistemas de producción permitirá estar, de ser necesario, en condiciones más avanzadas para cumplimentar requerimientos de tipo ambiental.

Environmental effects that occur as a result of the different factors of production are manifested as changes in various components of agricultural systems as well as in their ecological functions, such as nutrient cycling. The degree of intensification of animal production systems can be defined from the relationship between the amount of livestock units and supplies associated, and the area they occupy. From this point of view, beef cattle production on forage qualifies as "extensive system", while the growing and fattening in confinement as "intensive system". The overall objective of this thesis was to identify and build indicators that could be the basis for the development of weighted indices that serve to differentiate beef cattle production systems according levels of intensification in the use of nutrients. Various indicators were identified and built; the information originated by the selected indicators were analyzed and integrated; the different systems were compared according to nutrient management indicators and ranges of variation of the indicators developed for each group of beef cattle production systems were identified. To characterize production systems Static Diagnosis and Flowcharts were used, taking into account the selection of study units, the recognition of ingress/egress of nitrogen and phosphorus pathways to the production systems and the compilation of agro-ecological and productive information. The study area was limited to the locations of Carmen de Areco, Trenque Lauquen, Chascomús, Maipú, Balcarce and Laprida in Buenos Aires province, Argentina. Farms, experimental modules and beef cattle confinements were surveyed and selected to obtain information on the different types of beef cattle production systems: extensive with none or minimal supplementation, semi-intensive (extensive with supplementation) and intensive in confinement corrals (feedlots), some of them with agricultural activity (mixed farms). The information of the 1996-2014 periods was collected to obtain records of various periods of time for the description of the internal nutrient transfers. The information obtained per unit of study and productive period of time was reported as an observation, identified as "Analysis Unit" (UdA). For Extensive system five examined units of study provided 31 UdAs, for Semi-intensive system 13, who contributed 17 UdAs, Intensive system provided 35 UdAs and Mixed farm, 4 UdAs, completing 57 units of study and 87 UdAs. The collection of information was done through semistructured surveys during interviews; zonal statistics; bibliography and laboratory analysis for nitrogen and phosphorus contents in inputs and agricultural products. Descriptive statistical analysis, Spearman correlation, comparison by Median test and Principal Component and Cluster multivariate analysis were performed. For the description and characterization of the three types of beef cattle production systems Agroambiental Sustainability indicators related to the management and use of nitrogen and phosphorus, and feed, were selected, some specifically developed (Increment by Transference, Balance per nutrient in product produced, Difference between balances per nutrient), others adapted particularly for these production systems and others already existing, as Nutrient Balances. In mixed farms with feedlot included, the individual values of the Whole-farm Nutrient Balances and the Corral Nutrient Balances made possible to estimate the nitrogen and phosphorus surplus and their internal transfers via the Increment by Transference index, which contributed to characterize and differentiate the farms according to homogeneity of the distribution of nutrient that entered them. Through a set of five indicators it could be feasible to group Intensive systems(In) and differentiate them from the forage based systems, -Extensive(Ex) and Semi-intensive(Se)-.They were: Nutrient Balance per hectare (Bal/ha), Balance per product Produced (Bal-Prod-Pr), Balance per kilogram of body weight per day (Bal/kgPV), Inefficiency of Nutrient Use (IeUN) and Efficiency of external Nutrient Use by the Production (EUNexS-Pr). The ranges of descriptive values are presented. For Nitrogen, Extensive system had lower values than Semi-intensive for Bal N/ha(kgN/ha/dia): Ex 0,04-0,09 y Se 0,19-0,90; and for Bal/kgPV(gN/kgPV/dia): Ex 0,10-0,23 and Se 0,28-0,98, and better use efficiency, EUNexS-Pr(%): Ex: 9-20 and Se: 6-13. Intensive ones had the highest values for Bal N/ha: 6,50-59 kgN/ha/day and the lowest for IeUN: 21-59%. The lowest value of Bal-Prod-Pr was 65 gN/kgPV-Pr in Intensive systems and the highest, 385 gN/kgPV-Pr in Semi-intensive ones. In relation to Phosphorus, differentiation was less precise and with similar behavior, contributing the same indicators, except for one, the Bal-Prod-Pr. Instead, Balance per Nutrient in product Produced was significant. In the forage based systems, Bal N was always positive and Bal P with negative cases, especially in Extensive ones with little intensified breeding management. In Semi-intensive systems, higher nitrogen/phosphorous feed incomes resulted in higher Bal N-Bal P with consequent higher beef cattle production. In Intensive ones, these incomes were good predictors of the Corral Balances. It was possible to select indicators that allow a first advance in the characterization of beef production systems for the province of Buenos Aires, Argentina, based on the management of nitrogen and/or phosphorus in relation to environmental sustainability. Contributions were made for future studies with a wider variety of feed resources and/or forms of intensification, or for other areas of the country, and for the systematization of information and development of production models. Among the practical implications, intensification from fertilizers should harmonize productivity with Bal N-P that do not result in significant surpluses, and the increase in production of beef from annual crops should be assessed in line with Bal P values. The Bal/KgPV will allow to compare the effect of diets on environmental excretion, and when related to animal density of the corral it will be possible to have an approximation to the nutrient load that receives them. Knowledge of these indicators in production systems should, if necessary, be in the most advanced conditions to fulfill environmental requirements.