FORMATO DE REPORTE TÉCNICO Reporte de Avance Técnico Fecha del Informe Folio de Solicitud

05 de agosto 2014

Proyecto:

Evaluación de la tasa de captura de carbono en monocultivo y en sspi establecidos en áreas degradadas en cada ecosistema ganadero tropicales del estado para incentivar la acumulación de carbono

Periodo que se reporta

Segundo trimestre

Fecha Ministración 1. Fecha Ministración 2. Fecha Ministración 3.

Nombre del beneficiario

Faculta de Medicina Veterinaria y Zootecnia/Universidad Autónoma de Yucatán

Representante Legal:

Dr. Marcos Torres León

Responsable Técnico:

Dr. Francisco Javier Solorio Sánchez

Objetivo del Proyecto: Estimar la tasa de captura de carbono en sistema silvopastoril intensivo y en sistemas convencionales basados en monocultivos evaluada en los ecosistemas ganaderos del valle de Apatzingán Productos Comprometidos

1. Indicadores de resultados de captura de carbono en sistemas silvopastoriles intensivos evaluados 2. Modelo replicable para estimar la acumulación de carbono en sspi de ranchos ganaderos generado 3. Manual sobre normas para el pago por servicios ambientales 4. Validación de la metodología para la medición de metano en bovinos en SSPi y en sistemas convencionales

Este programa es de carácter público, ajeno a cualquier partido político. Queda prohibido su uso para fines distintos a los establecidos en el programa.

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FORMATO DE REPORTE TÉCNICO Avances por Producto Comprometido/Objetivo

Producto 1: Indicadores de captura de carbono en sistemas silvopastoriles intensivos evaluados

Porcentaje de Avance del Producto 1

70%

Descripción Avance del producto 1: Actividades desarrolladas Se realizaron las estimaciones de producción de biomasa para la época de lluvias considerada como la época con mayor precipitación que considera los meses de mayo a septiembre. Con los datos obtenidos se estimó la producción de forraje y la captura de carbono en Leucaena. Para cuantificar la productividad de biomasa arbórea y la captura de C, en cada unidad experimental se seleccionaron plantas de forma aleatoria y por excavación manual los individuos (plantas) de cada especie (Leguminosa/gramínea) fueron extraídos del suelo. Posteriormente, cada planta fue dividida en tres porciones: forraje (hojas y tallos comestibles), tallos leñosos (material no comestible), raíces (incluyendo raíces finas y raíces gruesas). Cada porción fue pesada en fresco con balanza electrónica, se tomó una muestra de cada porción que fue posteriormente secada con ayuda de una estufa de circulación de aire forzado a 60 ºC durante 72 horas. La biomasa de raíces del pasto fue estimada de muestras tomadas del subsuelo de forma aleatoria, en cada área muestreada se tomaron 10 muestras, de cada muestra las raíces fueron separadas del suelo y posteriormente secadas en una estufa para determinar su peso seco por superficie (g/cm 2). Los datos fueron extrapolados para expresar a Mg/ha. La Figura 1, muestra el esquema de las interacciones radiculares en la asociación de leguminosa-gramínea en SSPi.

Resultados La Figura 1, presenta los resultados promedios de los muestreos de la biomasa (forraje) de cada pastoreo en los SSPi de tres ranchos del valle de Apatzingán, Michoacán. Incluye los resultados (promedio) de evaluación correspondientes al periodo de lluvias. Se estimó la producción de cada especie (Leguminosa/Gramínea), por pastoreo y la Este programa es de carácter público, ajeno a cualquier partido político. Queda prohibido su uso para fines distintos a los establecidos en el programa.

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FORMATO DE REPORTE TÉCNICO producción total acumulada durante los meses evaluados. La producción de pasto con respecto a la producción de Leucaena fue mayor un 40% aproximadamente. El pasto produce aproximadamente 1020kg MS/ha para el caso del rancho los Huarinches, seguido por el rancho el Vivero con 9485 kg/MS biomasa total. Con respecto a la producción de biomasa total y forraje de Leucaena, el rancho el Vivero obtuvo la mayor producción de biomasa y forraje (1800 y 1264 kg/MS respectivamente), seguido por el rancho Huarinches con 1124 y 534 Kg/MS de biomasa y forraje respectivamente (Fig. 1).

Produccion de biomasa y forraje de tres ranchos establecidos con epoca de lluvias 12000.0

kg MS/ha

10000.0 8000.0 6000.0

Huarinches

4000.0

Uricho

2000.0

Vivero

0.0 Biomasa

Forraje

Biomasa

Leucaena

Forraje

Tanzania Especies

La Figura 1. Producción de forraje por periodo de 35 días y por época del año (periodo de lluvias) en ranchos establecidos con SSPi.

En la Figura 2, se presentan los resultados promedios del contenido de carbono (C) por especie (Leucaena y Tanzania) para cada uno de los ranchos muestreados. El pasto Tanzania mostro los rendimientos más altos de contenido de C, en comparación a la Leucaena. El rancho Huarinches almacena en la biomasa del pasto de Tanzania aproximadamente 643 kg de C, seguido del Vivero con 598 kg de C, (Fig. 2). Mientras que para el caso de la Leucaena los resultados 228 kg C para el caso de los Huarinches y 142 kg de C para el caso del Vivero.

Este programa es de carácter público, ajeno a cualquier partido político. Queda prohibido su uso para fines distintos a los establecidos en el programa.

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FORMATO DE REPORTE TÉCNICO Captura de C en epoca de lluvias 700.0 600.0

kg C/ha

500.0 400.0 Huarinches 300.0

Vivero

200.0

Uricho

100.0

0.0 Leucaena

Tanzania Especies

La Figura 2. Captura de C en Leucaena y Panicum maximum (Tanzania) en tres ranchos establecidos con SSPi del valle de Apatzingán, Michoacán.

La Figura 3, presenta el contenido de C en proporción de acuerdo a la aportación de cada especie (Leucaena y Tanzania) en cada uno de los ranchos muestreados. En promedio de los tres ranchos se encontró que el pasto Tanzania tiene aproximadamente el 75 % del carbono y la Leucaena el 25% del total presentado en la biomasa producida en los sistemas silvopastoriles intensivos. Los ranchos Uricho y Huarinches presentan proporciones similares del contenido de C en el tejido del pasto Tanzania. Con respecto a la proporción del C en la biomasa de la Leucaena la mayor proporción de C fue para el rancho el Vivero (28%), seguido por los Huarinches (18%).

Este programa es de carácter público, ajeno a cualquier partido político. Queda prohibido su uso para fines distintos a los establecidos en el programa.

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FORMATO DE REPORTE TÉCNICO

% de C/ha

% de Captura de C en epoca de lluvias 90.0 80.0 70.0 60.0 50.0 40.0 30.0 20.0 10.0 0.0

Huarinches Vivero Uricho

Leucaena

Tanzania Especies

La Figura 3. Captura de C en Leucaena y Panicum maximum (Tanzania) en tres ranchos establecidos con SSPi del valle de Apatzingán, Michoacán.

La Figura 4, presenta los resultados con respecto al peso (kg/planta) de Leucaena de cada uno de los componentes. El mayor peso le corresponde a los tallos, seguido de la proporción de raíces y el menor peso corresponde las hojas, el total de peso por planta es de 6.0 kg MS/planta. Conocer la proporción de cada componente de las plantas de Leucaena es un aspecto importante, ya que conociendo los aspectos proporcionales de cada componente de las especies que conforman los SSPi, servirán para estimar y conocer el potencial que tienes los SSPi para capturar carbono en sus diferentes tejidos. En el caso del valle de Tepalcatepec donde la mayoría de los SSPi que tienen en promedio 40,000 a 50,000 plantas/ha se podría tener una estimación aproximada de 108 a 126 ton de C/ha/etapa de 4 años, considerando solamente el crecimiento de la Leucaena. Cabe mencionar que una proporción de éste C es utilizable por los animales en forma de forraje.

Este programa es de carácter público, ajeno a cualquier partido político. Queda prohibido su uso para fines distintos a los establecidos en el programa.

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FORMATO DE REPORTE TÉCNICO

Kg/planta Leucaena 7 6 5 4 kg/planta

3 2 1 0 Hojas

Tallos

Raices

Total

La Figura 4. Producción (kg/Planta) de los diferentes componentes de Leucaena establecida en condiciones SSPi, Ejido la Concha, Municipio de Apatzingán, Michoacán

Producto 2: Modelo replicable para estimar la acumulación de carbono en sspi de ranchos ganaderos generado Porcentaje de Avance del Producto 2

35%

Descripción Avance del producto 2:

Se han generado datos de dos épocas del año sobre la producción de biomasa y la estimación de la captura de C en SSPi. Con los datos generados y el otro periodo de muestreo (época de invierno) que aún falta se podrá realizar un modelo que podrá ser aplicable a otros SSPi del trópico para estimar y cuantificar la captura de C.

Este programa es de carácter público, ajeno a cualquier partido político. Queda prohibido su uso para fines distintos a los establecidos en el programa.

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FORMATO DE REPORTE TÉCNICO La Figura 5, muestra la proporción de C (%) en cada uno de los componentes forrajeros del SSPi para los tres ranchos evaluados. La leucaena es la que mayor porcentaje de C tiene en su tejido. El tejido de especies de especies leñosas contiene aproximadamente el 47 % de C. Lo anterior es como resultado del peso específico del tejido leñoso en comparación al peso gran contenido de lignina en el tejido de las especies leñosas a diferencia de las gramíneas. Las pasturas (Tanzania) aportan el 44% de la captura de C en los SSPi. 120.0

Contenido de C (%) en SSPi, periodo de lluvias

100.0 80.0 Huarinches 60.0

Uricho Vivero

40.0 20.0 0.0 Leucaena

Tanzania

Total

Figura 5. Contenido (%) de C en dos componentes forrajeros del SSPi de tres ranchos del valle de Apatzingán, Michoacán.

Producto 3: Manual sobre normas para el pago por servicios ambientales

Porcentaje de Avance del Producto 3

35%

Descripción Avance del producto 3: Se tiene la estructura del manual sobre las normas para el pago de servicios ambientales. Se cuenta con todos los componentes principales del manual, incluyendo las referencias más importantes que darán sustento al manual y las cuales se incluyen:

Este programa es de carácter público, ajeno a cualquier partido político. Queda prohibido su uso para fines distintos a los establecidos en el programa.

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FORMATO DE REPORTE TÉCNICO Nair, R.; Nair, V. B. Mohan Kumar, and Julia M. Showalter (2010) Carbon Sequestration in Agroforestry Systems. Advances in Agronomy, Volume 108; 237- 307 FAO (2010) Challenges and opportunities for carbon sequestration in grassland systems. A technical report on grassland management and climate change mitigation. Food and Agriculture Organization of the United Nations. Rome, 2010. Sven Wundera, Stefanie Engelb, Stefano Pagiola (2008) Taking stock: A comparative analysis of payments for environmental services programs in developed and developing countries. Ecological economics 65: 834–852 Stefano P., Agustin A., and Gunars P. (2005) Can Payments for Environmental Services Help Reduce Poverty? An Exploration of the Issues and the Evidence to Date from Latin America World Development Vol. 33, No. 2; 237–253, 2005. Ravi H. A., and Gary Q. B. (2011) Performance of an agro-forestry based Paymentsfor-Environmental-Services project in Mozambique: A household level analysis. Ecological Economics 71: 122-130

Producto 4: Validación de la metodología para la medición de metano en bovinos en SSPi y convencional

Porcentaje de Avance del Producto 3

70%

Descripción Avance del producto 4: Evaluación de la producción de metano en condiciones controladas La estimación de metano se realizó en cámaras de respiración circuito abierto con animales alimentados dentro de ellas. Para la estimación inicial de metano entérico en cámaras de respiración se utilizaron tres bovinos alimentados con una dieta de gramíneas y con una mezcla de leguminosas para constar la reducción en las emisiones de metano entérico en los sistemas silvopastoriles. Con el fin de obtener presión negativa (-275 pa) dentro de las cámaras de respiración de circuito abierto y lograr una cuantificación exacta de las emisiones de metano producidas por los bovinos, las cámaras fueron completamente selladas con paños Este programa es de carácter público, ajeno a cualquier partido político. Queda prohibido su uso para fines distintos a los establecidos en el programa.

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FORMATO DE REPORTE TÉCNICO térmicos de 30 mm (parte frontal, trasera, techo y partes laterales) estos paños tienen la capacidad de aislar completamente el interior de la cámara de las temperaturas fluctuantes de medio ambiente como también evitar la entrada de aire y humedad. En el interior de las cámaras se colocaron ventiladores, aire acondicionado y deshumidificadores con el fin de mantener a los animales en la zona de termoneutralidad, el aire a condicionado se coloca a una temperatura de 23°C y se mantiene la humedad mediante en deshumidificador a 55% con el ventilador se realiza un mezclado del aire interno con el fin de obtener una muestra homogénea del ambiente dentro de la cámara. Para medición de las emisiones de metano se utilizan bombas succión con capacidad de 500 l/ minuto, lo cual crea una presión negativa de -275 pa, el cual es un indicador de la completa extracción de metano dentro de la cámaras. El flujo que proviene de la bomba pasa por un submuestreador (Multiplexer) de 150- 300 ml/minuto, posteriormente pasa a un filtro de humedad de (2”) el cual contiene drierita y finalmente llega al analizador de metano (MA-10) el cual funciona mediante el principio de infrarrojo arrojando una lectura en volts, esta lectura es, posteriormente trasformada a porcentaje y convertido a litros. Al final los datos crudos de metano por día son corregidos en relación a la temperatura, humedad y presión dentro de la cámara de respiración (VSTPD). Para la medición de las emisiones de metano se utilizaron novillos de la raza Nelore los cuales fueron alimentados con pasto Taiwan (Pennisetum purpureum) y concentrado (18° PC), por un periodo de 23 horas en las cuales estuvieron alojados en las cámaras de respiración a una temperatura de 23°C y una humedad relativa de 55%. Esta prueba tuvo una duración de 6 días en las cuales se lograron obtener los siguientes mostrados en el Cuadro 1. Tratamiento

Animal

Peso 0.75 kg 72.9

CMS (kg) 10.3

L/CH4/día

x-20

Peso (kg) 305.0

FC

CH4/kg

198.6

L/CH4/kg de MS 19.3

F

x-20

305.0

72.9

F

x-20

305.0

72.9

7.1

44.5

6.3

0.6

5.9

29.5

5.0

0.4

FC

z-40

350.0

80.9

10.3

205.7

20.0

2.5

FC

z-40

350.0

80.9

9.9

171.2

17.29

2.1

FC

z-40

350.0

80.9

8.8

117.3

13.3

1.4

0.75

2.7

Fc: forraje-concentrado; F: forraje

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FORMATO DE REPORTE TÉCNICO Los datos presentan correlación estrecha entre la MS consumida y la producción (Lit/dia) metano producido por animal al día. Existe una producción de metano de 151.9 l/día o 29.3 l/kg de MS con pastos tropicales. En nuestras condiciones experimentales hemos encontrado que la producción de metano está estrechamente relacionada con el consumo de materia seca y la calidad de la misma tal como lo demuestra la Figura 1.

250.0 205.7

y = 36.049x - 196.94 R² = 0.8673

200.0

198.6

Litros de CH4

171.2 150.0 117.3

CH4 l/día 100.0

50.0

44.5 29.5

0.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

10.0

11.0

Kg de materia seca consumida

Figura 1. Efecto del consumo de materia seca y la producción de metano Calvalcanti et al. (2013) menciona que la producción de metano varia durante el periodo de medición (24 horas) habiendo picos máximos de producción lo cual obedece a la fermentación y desaparición del alimento consumido dentro del rumen. Este comportamiento es similar al encontrado en nuestras mediciones los cuales varían con el día y los periodos de consumo y rumia. Siendo mayores las emisiones en los periodos de consumo durante las primeras 8 horas en la cual se encuentra el máximo pico de fermentación ruminal y producción de metano. La figura 2 demuestra este comportamiento.

Este programa es de carácter público, ajeno a cualquier partido político. Queda prohibido su uso para fines distintos a los establecidos en el programa.

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FORMATO DE REPORTE TÉCNICO 16.0 14.915.014.9 14.3

14.0

Litros de CH4/horas

12.0

12.0

10.0

10.2 9.6 9.4

9.3

8.0

8.9 7.5

6.0

6.8 6.4

4.0

5.6

6.1

5.5

5.0 4.8 3.8 3.6

2.0

3.1 2.8

2.4

0.0 1

2

3

4

5

6

7

8

9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 Horas del día

Figura 2. Comportamiento de las emisiones de metano en 23 horas.

Para tener una medición más precisa de emisiones de metano en los bovinos haciendo uso de las cámaras de respiración es indispensable realizar las calibraciones de las cámaras para lo cual necesitamos inyectar gas metano con una pureza de 99.99% y medir la tasa de recuperación para poder obtener un factor de calibrado y con esto corregir nuestros valores obtenidos. Para realizar esta calibración se necesita una báscula de precisión con exactitud de 0.001 g (decimas de gramo) y la adquisición de animales para realizar las mediciones más precisas con grupos de animales. Ante esto tenemos un 10% del proyecto por concluir por las limitantes anteriormente mencionadas.

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FORMATO DE REPORTE TÉCNICO Porcentaje de Avance del Proyecto al período que se informa:

60%

Comentarios y/o Desviaciones:

Lugar y Fecha de expedición del Informe:

Francisco J Solorio Sánchez Responsable Técnico del Proyecto

Mérida, Yucatán, 28 junio de 2014

Marco Torres León Representante Legal

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FORMATO DE REPORTE TÉCNICO Anexo Fotográfico Fecha del Informe

05 de agosto 2014

Folio de Solicitud Proyecto:

Nombre del Solicitante: Periodo que se reporta

Evaluación de la tasa de captura de carbono en monocultivo y en sspi establecidos en áreas degradadas en cada ecosistema ganadero tropicales del estado para incentivar la acumulación de carbono FUNDACION PRODUCE MICHOACAN Segundo Semestre

Figura 1: Estructura de las cámaras de respiración de circuito abierto para medir la producción de metano en bovinos.

Figura 2: Vista lateral y frontal del área de las cámaras de respiración con bovinos alimentados con

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FORMATO DE REPORTE TÉCNICO forrajes para estimar la producción de metano.

Francisco J Solorio Sánchez Responsable Técnico del Proyecto

Marco Torres León Representante Legal

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