Greenhouse gas balance in the conversion from extensive pasture to other agricultural systems in Andean region of Colombia

Abstract

The challenge of agricultural sector is to reduce emissions and increase food production, taking into account environmental aspects. In Andean zone of Colombia, there is a growing need to develop GHG (greenhouse gas) mitigation techniques associated to milk production. This work focuses on the GHG emissions and potential sinks associated to milk production scenarios in the Andean zone of Colombia. The scenarios considered were: conventional agriculture of Pennisetum clandestinum in rotation with potatoes (PRP), improved pastures of Lolium multiflorum (IP) and silvopastoral system of Pennisetum clandestinum in consortium with Acacia decurrens and Trifolium repens (SPS). Based on the IPCC (2006) methodologies, the annual emission balance for a 6-year production cycle included agricultural sources and gasoline consumption related to the main agricultural phases in field, and the potential for soil C accumulation and biomass C fixation in all studied scenarios. Lower GHG emissions were estimated in PRP scenario (3,864 kg CO2eq ha-1 yr-1), but this presents the lower milk productivity. The higher GHG emissions were observed in IP scenario (7,711 kg CO2eq ha-1 yr-1), which presented the highest milk productivity and a considerable potential for soil C accumulation, that could help into the offset of its emissions. But SPS scenario, which has a milk productivity close to IP, presented the highest potential to offset GHG emission (4,878 kg CO2eq ha-1 yr-1) due to soil C accumulation plus biomass C fixation in trees

O desafio do setor agrícola é reduzir as emissões e aumentar a produção de alimentos, tendo em conta os aspectos ambientais. Na zona andina da Colômbia, há uma crescente necessidade de se desenvolver técnicas de mitigação de GEE (gases de efeito estufa) associados à produção de leite. Este trabalho considera as emissões de GEE e os potenciais sumidouros de carbono associados aos cenários de produção de leite na zona andina da Colômbia. Os cenários considerados foram: agricultura convencional de Pennisetum clandestinum em rotação com batatas (PRP), pastagens melhoradas de Lolium multiflorum (IP) e sistema silvipastoril de Pennisetum clandestinum em consórcio com Acacia decurrens e Trifolium repens (SPS). Com base nas metodologias do IPCC (2006) e considerando-se um ciclo de produção de 6 anos, o balanço anual das emissões compreende as fontes agrícolas e o consumo de gasolina relacionadas com as principais fases de produção agrícola, e o potencial de acúmulo de C no solo e a fixação de C na biomassa em todos os cenários estudados. Menores emissões de GEE foram estimados no cenário de PRP (3.864 kg CO2eq ha-1 ano-1), porém apresenta uma menor produtividade de leite. As maiores emissões de GEE foram observadas no cenário IP (7.711 kg CO2eq ha-1 ano-1), que apresentou uma maior produtividade de leite e um potencial considerável para o acúmulo de C no solo, que poderia ajudar na compensação das emissões. No cenário SPS, que tem uma produtividade de leite próximo de IP, apresentou o maior potencial para compensar as emissões de GEE (4.878 kg CO2eq ha-1 ano-1) devido ao acúmulo de C solo e a fixação de C na biomassa em árvores