Cálculo de la huella hídrica de la producción de un litro de leche en fincas ganaderas en Jinotega y Matiguás, Nicaragua Ríos, N1.; Lanuza, E.; Gámez, B. Montoya, A.; Díaz, A.; Sepúlveda, C.; Ibrahim, M. RESUMEN Al sector pecuario se le atribuye ser el responsable del 8 % del consumo mundial de agua y probablemente su mayor fuente de contaminación. La Huella hídrica es considerada como un indicador de uso de agua. El presente estudio tiene por objetivo estimar la huella hídrica, cantidad de agua usada para producir un litro de leche, en fincas ganaderas de los municipios de Matiguás y Jinotega en Nicaragua. Previo inventario y georefenciación de 30 fincas lecheras en ambos municipios, 10 fincas al azar fueron seleccionadas en cada una de las zonas de estudio. En dichas fincas se determinó i) su tipología, con base a características de la finca; ii) consumo de agua, directo e indirecto; y iii) uso de agua con base a la descripción y cuantificación del uso de agua de las diferentes actividades que usan agua en la fase de producción de leche. Análisis estadísticos básicos, de conglomerados y multivariados fueron usados en el análisis de los datos. Entre los resultados se tiene que el consumo directo de agua por parte de vacas en producción es aproximadamente el 7,5 % de su peso vivo y que la huella hídrica para la producción de un litro de leche fue de 950 en las fincas ganaderas de Matigúas y 1500 litros de agua en Jinotega. Aunque los resultados son coherentes con cálculos realizados y/o proyectados por otros estudios, es importante recalcar que se necesita mayor tiempo de evaluación y un mayor tamaño de la muestra para tener datos más ajustados. Palabras Clave: Agua, fincas, buenas prácticas, pastos, paisajes ganaderos, Centroamérica

1

Investigador Grupo GAMMA, Centro Agronómico de Investigación y Enseñanza-CATIE, Turrialba - Costa Rica. e-mail: [email protected]

1

1

INTRODUCCIÓN

Mientras la población mundial se ha cuadruplicado desde 1900, el consumo de agua ha crecido de 7 a 9 veces (Unesco 2009). El sector pecuario es un factor clave en el incremento del uso del agua, siendo responsable del 8 % del consumo mundial y probablemente su mayor fuente de contaminación (Steinfeld et al 2009). Sin embargo, Las evidencias indican que existe un gran desconocimiento y desinformación sobre el uso de los recursos hídricos para la cría de ganado y su impacto sobre el recurso hídrico (LEAD 2005). Se estima que la ganadería, considerada como un motor de deforestación (Tobar e Ibrahim, 2008), es una de las actividades con mayores requerimientos hídricos (Herrero, 2002). Algunos trabajos han estimado que se emplean alrededor de 16,000 litros de agua para producir un kilo de carne y 1000 litros para producir un litro de leche (Water Food Print 20102 ). En Centroamérica la alimentación ganadera se basa principalmente en pasturas, evidencia de ello es que entre los años 1961 a 2001 pasaron de 9,1 millones ha. a 13,6 millones (Kaimowitz 2001), dicho cambio a tenido y tiene un gran impacto en los recursos hídricos. Sin embargo, estudios realizados por Ríos 2006, 2008 y Auquilla 2005 indican que existen sistemas ganaderos que pueden tener una mayor eficiencia en el uso del agua y brindar servicios ecosistémicos hídricos referidos a cantidad, calidad y continuidad. La huella hídrica es un indicador de uso de agua que tiene en cuenta tanto el uso directo como indirecto por parte de un consumidor. La productividad del agua en la ganadería (PAG) es la relación entre el beneficio neto productos de origen animal y servicios producidos en de un sistema de producción agrícola y la cantidad de agua usada en obtención de los mismos3. Es considerado un indicador para medir el estado de los recursos naturales (Hoekstra et al 2011). Término íntimamente relacionado con la seguridad alimentaria si tenemos presente que hacia el año 2050 se tendrá que producir un 70 % más de alimentos con la misma cantidad de agua disponible (alrededor de un centésimo del 1 % del total de agua mundial).

Bajo este contexto la presente investigación tiene como objetivo tener una primera aproximación al calculo de la huella hídrica para producir un litro en fincas lecheras en fincas ganaderas tradicionales en los municipios de Matiguás y Jinotega. 2

Materiales y Métodos

El estudio se realizó en los municipios de Matiguás y Río Blanco pertenecientes al departamento de Matagalpa además San Rafael del Norte y Jinotega en Jinotega (Figura 1). Ambos municipios tienen estaciones lluviosas de aproximadamente nueve meses y con precipitaciones de 1400 a 2600 mm anuales, temperaturas promedio que oscilan entre los 20 y 26 ºC. Las economías de estos municipios se basan en principalmente en la ganadería. 2

http://www.waterfootprint.org/index.php?page=files/home En algunos casos dependiendo de la estructura de la cadena de producción, como en este estudio, los conceptos son equivalentes. 3

2

El sistema de crianza se basa principalmente en el pastos de piso, conformadas principalmente por pasturas naturales (Hyparrhenia rufa –pasto Jaragua) y pasturas mejoradas (Brachiaria Brizantha).

Figura 1. Mapa de Ubicación de los Municipios de Jinotega y Matiguás, Nicaragua El estudio comprendió las siguientes fases metodológicas: 2.1

Definición de la Tipología de fincas ganaderas.

Un grupo de 30 fincas que tienen a la producción de leche como principal actividad se seleccionó en cada zona de estudio, fueron georeferenciadas y se levantó información básica que incluyó: i) Características del productor: Edad, grado de instrucción, experiencia en la actividad, origen del productor y el sitio de domicilio; ii) Dimensiones de la finca: Superficie total, tamaño del rebaño producción diaria de leche, número de vacas total, número de vacas en producción; iii) Aspectos de manejo técnico: Número de ordeños al día, suplemento alimenticio del rebaño, sistema de crianza de becerros, producción por vaca al día, porcentaje de vacas en producción, usos de tierra; iv) Equipamiento: disponibilidad de maquinaria y equipos básicos para el trabajo en una unidad de producción; e v) Instalaciones e infraestructura para la producción: infraestructura, adecuada, suficiente e insuficiente (ej. establos) para la producción. Caracterizadas las fincas, por medio de análisis de conglomerado o clúster se agruparon las fincas de acuerdo a características similares (tipología). Se uso el método de Ward y distancia euclídea. Dentro de cada grupo se seleccionó al azar un sub grupo de 10 fincas, En estos subgrupos se realizó el cálculo de la huella hídrica.

3

2.2

Consumo de Agua Teniendo como unidad de análisis a la finca ganadera se determinó:  Consumo de agua a nivel de uso de suelo para alimentación animal: Mediante el uso de SIG (sistemas de información geográfica), se hizo un levantamiento e inventario de usos de suelo destinadas a la alimentación del hato ganadero en las fincas seleccionadas, para luego realizar una caracterización vegetal por medio del método del ‘botanal’, la cual permitió determinar cual es la especie dominante de pastura presente en la finca destinada como principal fuente de alimentación de los animales. Mediante el uso información secundaria se estimó la cantidad de agua que es empleada por la especie (pasto) para producción de materia seca.  Consumo de agua a nivel animal: Está dado por el consumo directo e indirecto de agua por parte de los animales. Previo inventario del hato ganadero en las fincas se agruparon los animales de acuerdo a su categoría productiva (vacas en producción y vacas horras4 en seca). El consumo directo se refiere a la ingesta directa de agua y el consumo indirecto, es el agua que consume el animal mediante la ingesta de pasto. Cálculo del consumo directo (agua de bebida). Para tal fin se midió el consumo individual de agua/día de animales escogidos al azar. Los animales fueron aislados y se les suministró agua mediante el uso de recipientes de agua con volumen conocido. Al final del día se media el agua residual y por diferencia se calculaba el agua consumida. Este proceso se desarrollo por 10 días, para al final tener un promedio del consumo directo del agua. Cálculo del consumo indirecto, teniendo en cuenta el peso vivo (PV) de los animales y y uso de suelo en el cual pastorean, se determinó los requerimientos alimenticios de los animales (MS). Para la zona de estudio y bajo el sistema productivo que se desarrolla se consideró un consumo de MS de un 4 % del PV del animal. Con base a información secundaria (cantidad de agua necesaria para la producción de un kilo de MS) se estimó el agua contenida en la misma. Finalmente se aplica la siguiente fórmula: ࡯࢕࢔࢙࢛࢓࢕ࡵ࢔ࢊ࢏࢘ࢋࢉ࢚࢕ ൌ Donde:

‫ۯ‬۱‫ۯܠ‬ ۶

AC: Alimento Consumido por el Hato (Kg/MS) A: Litros de agua utilizados para producir 1 kg de materia seca H: Número de animales de la finca (solo se consideran los que estén en etapa productiva)

4

Bovinos que no están en producción de leche (vacas en seca).

4

Una vez conocidos los consumos directos e indirectos del hato se suman las cantidades (volumen de agua en litros), la cual nos indica el consumo de agua por parte de los animales en producción de la finca. 2.3

Cálculo del uso de agua (UdA)

Mediante observación e información obtenida de los productores se realizó una descripción del uso de agua relacionadas a la producción de la leche. Todos los consumos de agua referente al manejo/mantenimiento de instalaciones y ordeño son medidos. Implican uso de agua en lavado de ubres, utensilios y lavado de establo. 2.4

Cálculo de la huella hídrica

Para el cálculo de la huella hídrica para la producción de un litro se leche se empleó la siguiente fórmula: ۱‫ ۯۯ‬൅ ‫ۯ܌܃‬ ۶۶‫ ܔ‬ൌ ‫ۺ۾‬۶ Donde: HHl: Huella hídrica leche (cantidad de agua necesaria para producir un litro de leche) CAA: Consumo de agua por parte del animal. Dada por la suma de Consumo directo de agua + consumo indirecto de agua UdA: Uso de agua. PLH: producción de litros de leche del hato

3 3.1

Resultados y discusión Tipología de fincas: Se identificaron 3 tipos de finca (Figuras 2 y 3). Fincas Tipo 1: Con un tamaño promedio de 75 ha y 40 vacas en producción, cuentan con nacientes de agua, sistema de crianza extensiva, establos con piso de cemento, tipo de ordeño manual. Su subsistencia se basa exclusivamente de ingresos que produce la finca. Fincas Tipo 2: con un promedio de 130 ha y 60 vacas en producción, sin presencia de nacientes de agua, sistema de crianza extensiva, establos con piso de cemento, tipo de ordeño manual. Sus ingresos dependen en un 70% de lo que produce la finca. Fincas Tipo 3: con un tamaño promedio de 45 ha y 20 vacas en producción, no cuentan con nacientes de agua, sistema de crianza extensivo, establos con piso de tierra, tipo de ordeño manual. Ingresos económicos son generados tanto por lo que produce la finca como ingresos adicionales generados fuera de ella, principalmente por servicio de mano de obra. 5

Figura 2. Clúster de Fincas en la zona de intervención en el Municipio de Matiguás

Figura 3. Tipologías de fincas en la zona de intervención en el Municipio de Jinotega

Las pasturas de las fincas seleccionadas, tanto en Jinotega y Matiguas, estuvieron dominadas, por Brachiaria Brizantha. También se evidenció la presencia de pasturas naturales ((Hyparrhenia rufa ).

6

3.2

Producción de leche: En ambas zonas se presentan bajos índices de producción de leche por vaca al día (4,8 litros en Matiguás y 2,9 litros en Jinotega). La diferencia productiva entre ambas zonas se podría explicar debido a la calidad de dieta proporcionada y el manejo de los animales. En la zona de Matiguás el desarrollo de proyectos ganaderos ha permitido mejorar las condiciones de crianza y producción.

3.3

Consumo directo de agua. El consumo de agua por parte de vacas en producción, para el caso de la zona de Jinotega con un 7,5 % del PV del bovino, fue menor que la reportada en la literatura, (entre el 8 y 10 % del PV), mientras que en Matiguás fue de un 10 %. Condiciones propias de genética animal pueden explicar estos resultados. En Jinotega existe una mayor presencia de sangre bos indicus y en Matiguas de bos Taurus.

3.4 Consumo indirecto de agua Con base a información secundaria como revisión de literatura y cálculos desarrollados (Cuadro 1) se determinó que el consumo indirecto de agua mediante el consumo de pastos destinados a la producción ganaderas en las zonas de estudio. Se evidencia una mayor eficiencia de uso de agua en las pasturas mejoradas. Cuadro 1.Uso de agua para producción de Materia Seca (MS) en sistemas ganaderos Uso eficiente de Uso de agua Producción Forraje agua Sistema (Pastura o SSP) (gramos de MS (MS/ha /año(Kg)3 (lt Agua / por cada Kg de Kg de MS ) H20 ) B. Brizantha 1 21,300.00 3.70 270.27 monocultivo H. rufa 1 monocultivo 15,000.00 1.20 833.33 B. Brizantha en SSP 14,700.00 2.00 500.00 (árboles nativos)1 H. rufa en SSP 5,300.00 2.53 394.74 (árboles nativos)2 Pastura monocultivo 18,150.00 2.45 408.16 mixta2 Pastura mixta con árboles 10,000.00 2.27 441.18 nativos2 Nota: 1, con base a datos de Andrade 2007; 2 elaboración propia y 3, con base a revisión de literatura

3.5 Uso de agua El uso del agua asociada al a producción de leche (ordeño), contemplo el lavado de ubres, utensilios, baldes y lavado de establo fueron similares en ambos sitios, 122 litros en Matiguas y 118 litros de agua (cuadros 2 y 4).

7

3.6 Huella hídrica Tomando en cuenta diferentes parámetros (Peso Promedio, producción de leche, consumo directo e indirecto de agua, uso de agua en lavado de ubres y limpieza de corrales), se determinó que para producir un litro de leche en fincas ganaderas ubicadas en Matiguás se emplean alrededor de 950 litros de agua; mientras que las fincas ubicadas en Jinotega aproximadamente 1500 litros de agua. Por otro lado, al tener en cuenta el área de las mismas de acuerdo a su tipología esta se duplica (Cuadros 3 y 5). Estos resultados coinciden con datos calculados por la UNESCO 2009, Lamas 2005 y Water Food Print 2010, y la FAO 2010 quienes indican que en sistemas extensivos similares se requieren entre 800 a 1800 litros agua por litro de leche. Cálculos realizados por Water Footprint para Nicaragua indican que son necesarios entre 1100 a 2000 litros de agua por litro de leche producida, rango que varía de acuerdo a las características de la leche (grasas y sólidos). Sin embargo, aunque los resultados son coherentes con cálculos realizados y/o proyectados por otros estudios, es importante recalcar que se necesitaría un mayor tiempo de evaluación y un mayor tamaño de la muestra para tener datos más ajustados.

8

25.00 325.00 46.46 11.78 21.60 137.50 40.00 22.85 31.90 73.57

401.40 410.30 396.80 362.30 409.75 391.06 397.97 444.50 412.93 403.00

4.90 4.60 4.93 4.53 4.65 5.05 4.92 4.32 5.10 4.78

14.00 70.00 25.00 10.00 4.00 65.00 35.00 8.00 14.00 27.22

68.60 322.00 123.28 45.30 18.60 328.25 172.03 34.55 71.40 131.56

40.14 41.03 39.68 36.23 40.98 39.11 39.80 44.45 41.29 40.30

4,339.46 4,435.68 4,289.73 3,916.76 4,429.73 4,227.69 4,302.39 4,805.41 4,424.50 4,352.37

63.60 150.00 59.60 50.40 106.40 271.50 165.70 43.90 194.30 122.82

Consumo de agua por litro de leche Consumo total agua (litros) (lt H20/lt leche/ha) Tipo I 934,206992 2647,70125 Tipo II 922,248799 2752,48123 Tipo III 988,018764 2122,25415 PROMEDIO 948,158185 2507,47888

Tipo Fincas

Cuadro 3.Cálculo de la huella hídrica de la producción de un litro de leche por tipo de Finca en Matiguás.

1.1 1.2 1.3 2.1 2.2 2.3 3.1 3.2 3.3 Prom

4,443.20 4,626.71 4,389.01 4,003.39 4,577.10 4,538.30 4,507.89 4,893.76 4,660.10 4,515.49

906.78 1,005.81 890.04 883.75 984.32 898.67 917.17 1,133.14 913.74 948.16

9

Cuadro 2.Cálculo de la huella hídrica de la producción de un litro de leche basada en la productividad de agua en fincas ganaderas en Matiguás. Consumo Producción Producción Consumo Consumo Uso de Peso Vacas Consumo de agua por Leche total de leche directo de indirecto Agua ID Área litro de Prom. ordeño total de (Lt/ agua Agua Hato ordeño hato Finca (ha) leche (KG) (#) agua (Lt) /Vaca/día) (Lt) (Lt) (Lt) (Lt) (Lt)

Consumo de agua por litro de leche Consumo total agua (litros) (lt H20/lt leche/ha) Tipo I 1.502,22 2.696,57 Tipo II 1.719,48 4.246,39 Tipo III 1.544,64 3.432,83 PROMEDIO 1.588,78 3.458,60

Tipo Fincas

Cuadro 5. Cálculo de la huella hídrica de la producción de un litro de leche por tipo de Finca en Jinotega.

10

Cuadro 4. Cálculo de la huella hídrica de la producción de un litro de leche basada en la productividad de agua en fincas ganaderas en Jinotega. Consumo Producción Producción Consumo Consumo Uso de de agua Peso Vacas Consumo Leche total de directo indirecto Agua Área por litro ID Finca Prom. ordeño total de (Lt/ leche hato de agua Agua ordeño (ha) de leche (KG) (#) agua (Lt) /Vaca/día) (Lt) (Lt) Hato (Lt) (Lt) (Lt) 1.1 30.00 325.86 2.71 17.00 46.10 24.44 3,587.92 133.80 3,746.16 1,381.45 1.2 45.00 377.04 2.52 25.00 63.00 28.28 4,076.11 101.00 4,205.39 1,668.80 1.3 40.00 349.55 2.67 22.00 58.73 26.22 3,778.87 82.90 3,887.99 1,456.41 2.1 30.00 376.76 1.75 21.00 36.80 28.26 4,073.10 118.50 4,219.86 2,408.07 2.2 50.00 401.00 4.03 11.00 44.37 30.08 4,335.14 118.20 4,483.41 1,111.59 2.3 2,000.00 361.99 2.49 80.00 199.44 27.15 3,913.38 145.00 4,085.53 1,638.77 2.4 385.00 389.92 3.60 25.00 90.00 29.24 4,215.35 128.00 4,372.60 1,214.61 3.1 50.00 386.42 1.59 24.00 38.22 28.98 4,177.48 133.80 4,340.26 2,725.77 3.2 42.00 359.56 4.46 18.00 80.36 26.97 3,887.09 118.80 4,032.85 903.36 3.3 15.00 323.00 3.60 6.00 21.60 24.23 3,491.89 101.11 3,617.23 1,004.79 Promedio 268.70 365.11 2.94 24.90 67.86 27.38 3,953.63 118.11 4,099.13 1,551.36

4

CONCLUSIONES La huella hídrica para producir un litro de leche en la zona coincide con otras investigaciones realizadas y respalda la hipótesis de que son necesarios alrededor de 1000 litros de agua para producir un litro de leche. El sistema de manejo extensivo convencional triplica esta cantidad. En las zonas bajo estudio la actividad ganadera genera impactos negativos debido a la contaminación por fertilizantes usados en las pasturas y por los residuos/desechos subproductos de la actividad. Bajo este contexto, es necesario empezar a tomar en cuenta las buenas prácticas de manejo y gestión de agua en fincas ganaderas de manera integral y participativa con los involucrados en la cadena productiva ganadera. Es necesario conocer cuánta y cómo es usada el agua en los diferentes procesos de producción de leche en las fincas (incluyendo uso del agua en la producción de pastos, consumo animal, ordeno, instalaciones y por parte del personal a cargo del manejo del hato); este inventario de procesos permitirá identificar los puntos críticos de uso de agua en donde se desperdicia el agua, lo cual permitiría plantear ajustes basados en buenas prácticas enfocados al uso eficiente del agua en las fincas. Los resultados de este estudio evidencian la necesidad de identificar sistemas ganaderos eficientes en el uso de agua y amigables con el ambiente. Establecimiento de sistemas silvopastoriles y bancos forrajeros son una alternativa.

5

Agradecimientos A los productores de las fincas ubicadas en las comunidades de Jinotega y Matiguás; a las instituciones locales por su apoyo en logística e información, a la Universidad Católica Agropecuaria del Trópico Seco (UCATSE), de Estelí, y al Programa Agroambiental Mesoamericano (MAP) del Centro Agronómico Tropical de Investigación y Enseñanza (CATIE) por el financiamiento de la investigación.

6

LITERATURA CITADA

Andrade, H.J. 2007. Growth and inter-specific interactions in young silvopastoral systems with native timber trees in the dry tropics of Costa Rica. CATIE/University of Wales, Bangor, United Kingdom. 224 pp. (Ph.D. thesis) Auquilla, R. 2005. Uso del suelo y calidad del agua en quebradas de fincas con sistemas silvopastoriles en la subcuenca del Río Jabonal, Costa Rica. Tesis Mag. Sc. Turrialba, Costa Rica. CATIE. 113 p. Hoekstra, A.Y., Chapagain, A.K., Aldaya, M.M. and Mekonnen, M.M. (2011) The Water Footprint Assessment Manual: Setting the Global Standard, Earthscan, London, UK. 224pages.Available in: http://www.waterfootprint.org/?page=files/WaterFootprintAssessmentManual 11

Herrero, M; Nosetti, L; Pol, M; Maldonado, V; Iramain, M; Flores, M. 2002. Cuantificación y caracterización de agua y efluentes en establecimientos lecherosDemanda de agua y manejo de efluentes. InVet. 4 (1): 37-43. Kaimowitz, D. 2001. Will Livestock Intensification Help Save Latin America’s Tropical Forest? In Angelsen, A; Kaimowitz, D. eds. Agricultural Technologies and Tropical Deforestation. Wallingford, UK, CABI. p. 1–20. LEAD 2005. Impacto de la ganadería en la disponibilidad y la calidad del agua. Conferencia sobre Agua para Alimentos y Ecosistemas. Disponible en: http://www.virtualcentre.org/es/frame.htm Ríos, N. 2006. Comportamiento hidrológico de sistemas de producción ganadera convencional y silvopastoril en la zona de recarga hídrica de la subcuenca del Río Jabonal, cuenca del Río Barranca, Costa Rica. Tesis, Mag. Sc. Turrialba, CR, CATIE. 116 p Ríos, N; Heidenger, H; Zorogastua, P; Ibrahim, M; Velásquez, S; Quiróz, R. 2008. Estimación del balance hídrico y producción de sedimentos bajo tres escenarios de cobertura en la subcuenca ganadera del Río Jabonal, Costa Rica, mediante el empleo de SWAT. Presentado en el Programa Cooperativo Centroamericano para el Mejoramiento de Cultivos y Animales (PCCMCA) 2008. San José, Costa Rica. 12 p. Steinfeld, H; Gerber, P; Wassenaar, T; Castel, V; Rosales, M; De Haan, C. 2009. La larga sombra del ganado: Problemas ambientales y opciones. FAO. Roma, IT. pág. 464 Tobar e Ibrahim 2008. Valor de los sistemas silvopastoriles para conservar la biodiversidad en fincas y paisajes ganaderos en América Central. Serie Técnica # 373. CATIE, CR. 40 p. UNESCO 2009. Boletín del agua de la UNESCO N° 212: La huella hídrica (en línea). Consultado 4 oct. 2011. Disponible en http://www.unesco.org/water/news/newsletter/212_es.shtml#know. Llamas, M.R. (2005) Los Colores del Agua, El Agua Virtual y los Conflictos Hídricos, Discurso inaugural, curso 2005-2006, Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, Madrid, 30 p. Revista de la Real Academia de Ciencias Exactas, Físicas y Naturales, 99 (2): 369-389. UNESCO 2009. Boletín del agua de la UNESCO N° 212: La huella hídrica (en línea). Consultado 4 oct. 2011. Disponible en http://www.unesco.org/water/news/newsletter/212_es.shtml#know. FAO (Organización de las naciones unidas para la agricultura y la alimentación). 2010. Status of and Prospects for Smallholder Milk Production – A Global Perspectiva, by T. Hemme and J. Otte. Rome.

12