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Energy and Carbon Costs of Selected Cow-Calf Systems

2011; Elsevier BV; Volume: 64; Issue: 6 Linguagem: Espanhol

10.2111/rem-d-10-00190.1

1551-5028

Cody J. Zilverberg, Phillip N. Johnson, Justin Weinheimer, V. G. Allen,

Environmental Impact and Sustainability

Fossil fuel-derived inputs can increase cow-calf production per unit of land or labor but can raise financial and environmental concerns. Eleven US cow-calf systems from nine ecological regions in Iowa, South Dakota, Tennessee, and Texas were analyzed to determine quantities of energy used and carbon (C) emitted due to fossil fuel use (excluding emissions from soils and biota) and to determine how management and environment influenced those quantities. Total energy and C cost, calculated cow−1 or ha−1, were highly correlated (0.99). Energy use cow−1 and ha−1 varied greatly across systems, ranging from 3 000 to 12 600 megajoules (MJ) · cow−1 · yr−1 and from 260 to 20 800 MJ · ha−1 · yr−1. As stocking rate increased, MJ · cow−1 increased at an increasing rate. Differences in quantity of fertilizer accounted for most variation in energy use. Fertilizer allowed higher stocking rates but reduced energy efficiency of liveweight marketed. Compared to intensive, higher stocking rate systems, rangeland systems based on native or naturalized forages used little or no fertilizer, but used more energy cow−1 for crude protein (CP) supplementation, fencing, and pickup trucks. Across all systems, energy used to produce winter feed ranged from 0% to 46% of total energy. Northern systems used higher percentages of total energy for winter feed and fed for more days year−1, but southern systems that included large amounts of bermudagrass (Cynodon dactylon L.) hay used the most MJ · cow−1 for winter feed. Systems with high MJ · cow−1 were vulnerable to shocks in energy prices. Reducing energy use and C emissions from cow-calf operations is possible, especially by reducing fertilizer and hay use, but would likely reduce productivity ha−1. Forages with high nitrogen use efficiency, locally adapted plants and animals, and replacement of hay with unfertilized dormant forage and CP supplementation could reduce energy use. Insumos derivados de los combustibles fósiles pueden incrementar el costo por unidad de tierra o trabajo dentro del sistema vaca-becerro pero a la vez pueden incrementar las preocupaciones financieras y medioambientales. Once sistemas de producción vaca-becerro de 9 regiones ecológicas de Estados Unidos ubicadas en Iowa, Dakota del Sur, Tennessee, y Texas se analizaron para determinar las cantidades de energía consumidas y el carbono (C) emitido debido al uso de combustibles fósiles (exceptuando las emisiones inherentes al suelo y al medioambiente), y a la vez determinar como el manejo y el medioambiente afecta estas cantidades. El total de energía y costo de carbón C, calculado por vaca o hectárea fue altamente relacionado (0.99). El uso de energía por vaca y hectárea tuvo una gran variación en los sistemas, fluctuando de 3 000 o 12 600 MJ · vaca−1 · año−1 y de 260 a 20 800 MJ · ha−1 · año−1. Mientas, la densidad animal incrementaba MJ · vaca−1 también se incrementó a una tasa a la alza. Las diferencias en cantidad de fertilizante fueron las que provocaron una mayor variación en uso de energía. El uso de fertilizante permite una alta densidad de animales pero reduce la eficiencia energética del peso vivo comercializado. En comparación con el uso intensivo, sistemas de alta carga animal, sistemas de pastoreo basados en forrajes nativos o naturalizados usan una pequeña cantidad o no fertilizante en absoluto, pero a su vez usan más energía vaca−1 debido a la suplementación de proteína cruda, alambrado, y uso de vehículos. En todos los sistemas, la energía usada para producir alimentos durante el invierno fluctúo de un 0% a 46% del total de la energía consumida. Los sistemas del norte del país usan mayores porcentajes del total de la energía consumida para proveer alimentación durante el invierno por mas días al año−1, mientras que los sistemas del sur que incluyen grandes cantidades de heno de pasto bermuda (Cynodon dactylon L.) usan la mayor cantidad de MJ · vaca−1 para alimentación durante el invierno. Los sistemas con alto MJ vaca−1 fueron los más vulnerables a cambios bruscos en los precios de energía. La reducción del uso de energía y las emisiones de C en los sistemas de producción vaca-becerro es posible, especialmente mediante la reducción de fertilización y uso de heno, aunque podría ocasionar reducción en la productividad ha−1. Los forrajes con alta eficiencia en el uso de nitrógeno, así como plantas y animales adaptados a las condiciones locales, y el reemplazo de heno por forrajes no fertilizados y el uso de suplementación proteica podría reducir el uso de energía.