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1.
- Artículo con arbitraje
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Resumen en inglés

The objective of this study was to evaluate the effects of inclusion of tropical tree foliage on intake, digestibility, and nitrogen balance in sheep fed with a diet based on fresh chopped Pennisetum purpureum. Four male Pelibuey sheep were used, with an average live weight of 22 ± 1.5 kg, distributed in a (4 × 4) Latin square design. Treatments were P. purpureum (T1), P. purpureum + Brosimum alicastrum (T2), P. purpureum + Guazuma ulmifolia (T3), and P. purpureum + Piscidia piscipula (T4). Tree foliage was incorporated into the ration at a proportion rate of 300 g/kg of dry matter (DM). Intake, digestibility, and nitrogen balance were measured during 24 h periods for 7 days. DM intake, organic matter (OM), and crude protein (CP) intakes were not affected (P > 0.05) by including tree foliage (an average of 892.7, 784.2, and 88.9 g/day, respectively). OM and CP digestibility was similar among treatments (P > 0.05). Nevertheless, digestibility of DM and NDF was lower (P < 0.05) in T2 and T4 than in T1 (DM = 570, 560, and 662.5 g/kg; NDF = 687.0, 650.9, and 772.1 g/kg, respectively). We conclude that providing 30% of the ration in DM of foliage of B. alicastrum, G. ulmifolia, and P. piscipula improves CP intake and reduces NDF intake, thereby improving digestibility of OM, CP in sheep, which indicates that the foliage of these tree species may be used as a protein supplement during the dry season in tropical regions.


2.
Tesis - Doctorado
Resumen en español

En el capítulo I de esta tesis se expone una breve introducción sobre la problemática mundial actual referente al aumento de la población, la demanda creciente de alimentos, de energía y la relación de los sistemas agroalimentarios hegemónicos con el cambio climático. Se aborda el análisis de ciclo de vida como una herramienta de análisis útil para cuantificar los impactos ambientales que se atribuyen a la producción de un bien o servicio, en este caso de la producción ganadera. El capítulo finaliza con el concepto de desarrollo sustentable y cómo éste concuerda con los fundamentos de la ganadería orgánica. Se presentan aspectos generales de la zona de estudio y los objetivos e hipótesis de la investigación. El capítulo II presenta el primer artículo científico que analiza las características técnico-económicas y aplica un índice de conversión orgánica (ICOGAN) a las unidades de producción ganaderas (UPG) de la zona de estudio. Como resultados principales se agrupan a las UPG en tres conglomerados respecto a la calificación (en una escala de 0 a 100 %) que obtuvieron en el ICOGAN y se discuten los indicadores que conforman el ICOGAN con base a los potenciales y limitantes de conversión orgánica de las UPG. El capítulo III se conforma por el segundo artículo científico en el que se retoma la clasificación por conglomerados de las UPG para analizarlas con varios indicadores de eficiencia energética. Los resultados muestran que existen relaciones directas e inversas entre el ICOGAN, los indicadores energéticos y la eficiencia económica. En el capítulo IV se presenta el último artículo científico que aplica un análisis de ciclo vida con alcance “de la cuna a la puerta” para los productos carne y leche generados en las UPG.

En el análisis se contabilizan dos categorías de impacto ambiental (emisión de gases con efecto invernadero y consumo de recursos energéticos) de tales productos. Los resultados indican que las UPG con mayor aproximación al modelo de producción orgánica tienen menor consumo de energía, mayor eficiencia energética, menor emisión de GEI (metano, óxido nitroso y bióxido de carbono) y de CO2 eq. En el capítulo V se exponen las conclusiones generales, las cuales sugieren implementar una política integral de capacitación, asesoría, asistencia técnica y apoyo financiero permanente para que los ganaderos transiten rápidamente hacia la certificación orgánica, ofrezcan productos sanos (carne, leche y quesos) y sean competitivos. Ello implica compromiso y corresponsabilidad por parte de los diferentes actores sociales involucrados, para que las UPG sean sustentables y continúen su reproducción biológica y social.

Índice

Resumen
Capítulo I
1. Introducción general
1.1 Ganadería, emisión de gases con efecto invernadero y consumo de energía
1.2 Desarrollo sustentable y ganadería orgánica
1.3 Análisis de ciclo de vida para evaluar la producción ganadera
1.4 Zona de estudio
1.5 Objetivo general
1.6 Objetivos específicos
1.7 Hipótesis
1.8 Organización de la tesis
Capítulo II
Multicriteria appraisal of the potential of converting cattle raising to organic production in the humid tropics of Chiapas, Mexico
1. Introduction
2. Materials and methods
2.1 Location and characterization of the study area
2.2 Estimation of sample size
2.3 Procedure for obtaining information
2.4 Characterization of livestock production units
2.5 Evaluation of the potential for converting conventional livestock production units to organic production
2.6 Variables and calculation of indicator values
2.7 Weighting of indicators
2.8 Systematization and analysis of information
3. Results and discussion
3.1 Cluster analysis
3.2 Context of cattle raising in the study area
3.3 Evaluation of viability of organic conversion of LPU
3.4 Limitations and potentials of organic conversion of conventional cattle raising
3.5 Transition toward organic production
3.6. Fomenting organic cattle raising in the study region
4. Conclusions
5. References
Capítulo III
Potential for organic conversion and energy efficiency of conventional livestock production in a humid tropical region of Mexico
1. Introduction
2. Materials and methods
2.1 Estimation of sample size
2.2 Characterization of cattle production in the study area
2.3 Evaluation of potential and limitations for converting conventional livestock production units to organic production
2.3.1 Variables and calculation of indicator values
2.3.2 Weighting of indicators
2.4 Procedure for obtaining information

2.5 Assessment of energy efficiency of organic cattle production
2.5.1 Energy indicators
2.6 Systematization and analysis of information
3. Results and discussion
3.1 Cluster analysis
3.2 Characteristics of cattle production in the study area
3.3 Limitations and potential of organic conversion of conventional cattle production
3.4 Energy efficiency in organic cattle production
3.5 Theoretical and practical implications for cleaner, more sustainable production
3.5.1 Clean, sustainable production and conversion of conventional livestock production to organics
3.5.2 Clean, sustainable livestock production and energy efficiency
4 Conclusions
5 References
Capítulo IV
Análisis de ciclo de vida de unidades de producción ganadera convencional (carne y leche) de acuerdo con su aproximación al estándar orgánico en una región del trópico húmedo de México
1. Introducción
2. Metodología
2.1 Zona de estudio y estimación del tamaño de la muestra
2.2 Contexto general de la ganadería en la zona de estudio
2.3 Análisis de Ciclo de Vida (ACV)
2.4 Objetivos y alcance
2.5 Inventario de ACV
2.6 Evaluación del impacto
2.6.1 Calentamiento global
2.6.2 Consumo de recursos energéticos
2.7 Análisis estadístico
3 Resultados y discusión
3.1 Cambio climático (emisión de GEI) y su relación con el OLCI
3.2 Consumo de recursos energéticos y emisiones de GEI
3.3.1 Prácticas de producción limpia en ganadería para mitigar GEI y reducir el cambio climático
3.3.2 Prácticas de producción limpia en ganadería para reducir el uso de energía y el cambio climático
4 Conclusiones
5 Referencias
Capítulo V
5.1 Conclusiones generales
5.2 Propuestas de mejora de los métodos utilizados en esta investigación con base en los aprendizajes generados en su aplicación
5.3 Identificación de líneas de investigación futuras en la temática estudiada
Literatura citada


3.
- Artículo con arbitraje
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The main task was to evaluate the effect of tree foliage species supplemented in cattle balanced diets on the in vitro fermentation and digestibility, synthesis of microbial biomass and methane (CH4) production. The experimental diets were isoenergetic and isoproteic balanced and formulated to meet the requirements of growing cattle (250 kg BW). Seven treatments were tested: control treatment (CT1) with the grass Pennisetum purpureum and six additional treatments substituting P. purpureum (30% of DM) with foliage of Neomillspaughia emarginata (NE2), Tabernaemontana amygdalifolia (TA3), Caesalpinia gaumeri (CG4), Piscidia piscipula (PP5), Leucaena leucocephala (LL6) and Havardia albicans (HA7). A randomised complete block design with blocks repeated over time was implemented. The highest gas production (P < 0.05) was found in CT1 and TA3 (244.10 and 235.13 mL g−¹, respectively). The highest in vitro dry matter digestibility (IVDMD) and in vitro organic matter digestibility (IVOMD) (P < 0.05) were in CT1, TA3 and LL6 (IVDMD = 56.33%, 56.85% and 56.08%; IVOMD = 62.41%, 66.86% and 64.38%, respectively). Synthesis of microbial biomass and volatile fatty acid concentration was similar among tree foliage supplementation and CT1, and the lowest CH4 production (P < 0.05) was found in LL6 (35.94 L kg−¹ of digested dry matter). It is concluded that the supplementation with T. amygdalifolia, P. piscipula and L. leucocephala at 30% in balanced diets could be used without affect negatively the organic matter digestibility of the diets, the synthesis of microbial biomass and the volatile fatty acid concentration. Additionally, the supplementation with L. leucocephala reduces CH4 production in the rumen by 12.78%.


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Resumen en español

El objetivo del trabajo fue evaluar el efecto de la incorporación de diferentes fuentes de saponinas sobre la producción total de gas in vitro (GT) y la producción de metano ruminal (CH4), la cinética de fermentación, la digestibilidad de materia seca (DIVMS) y digestibilidad de la materia orgánica (DIVMO). Los tratamientos evauados fueron la interacción de tres concentraciones (3.5, 7.0 y 14.0 mg/g de materia seca) de saponinas de Yucca schidigera (YS), Gliricidia sepium (GS), Enterolobium cyclocarpum (EC) y un control (Pennisetum purpureum [PP] solo). Se incubó una muestra de 1,0 g de cada tratamiento in vitro en un diseño completamente al azar con arreglo factorial con tres repeticiones por tratamiento. GT de PP no se vio afectado (P> 0.05) por la inclusión de saponinas de YS, GS y EC. La producción de metano no fue afectada (P> 0.05) por ningún nivel de inclusión de saponinas de YS. Cuando las saponinas de GS y EC se incorporaron a concentraciones de 7.0 y 14.0 mg/g de MS, la producción de metano se incrementó (P <0,05). DIVMS y DIVMO aumentaron significativamente (P <0.05) con todas las fuentes de saponinas, excepto con las de YS a una concentración de 14 mg/g de MS cuando la DIVMO se redujo (P <0.05). Se concluye que las saponinas de las diferentes plantas tropicales no redujeron la producción de metano en condiciones in vitro.

Resumen en inglés

The aim of the work was to assess the effect of incorporation of different sources of saponins on the in vitro total gas (TG) and ruminal methane (CH4) productions, kinetics of fermentation, digestibility of dry matter (IVDDM) and organic matter (IVDOM). Treatments were interaction of three concentrations (3.5, 7.0 and 14.0 mg/g dry matter) of saponins from Yucca schidigera (YS), Gliricidia sepium (GS), Enterolobium cyclocarpum (EC) and a control (Pennisetum purpureum [PP] alone). A sample of 1.0 g of each treatment was incubated in vitro in a complete randomized design with factorial arrangement with three replicates per treatment. TG from PP was unaffected (P>0.05) by the inclusion of saponins from YS, GS and EC. Methane production was not affected (P>0.05) by any saponins from YS at any level of inclusion. When saponins from GS and EC were incorporated at concentrations of 7.0 and 14.0 mg/g DM, methane production was increased (P<0.05). IVDDM and IVDOM were significantly increased (P<0.05) with all sources of saponins, except with those from YS at concentration of 14.0 mg/g DM when IVDOM was reduced (P<0.05). It is concluded that saponins from different tropical plants did not reduce methane production under in vitro conditions.


5.
- Artículo con arbitraje
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The objective of this study was to evaluate the influence of tree foliage species supplemented in ruminant diets based on Pennisetum purpureum on the in vitro digestibility and fermentation, microbial biomass synthesis and enteric methane production. Seven experimental diets were evaluated, including a control treatment based on P. purpureum (PT) grass, and six additional treatments supplemented with 30.0% foliage from Neomillspaughia emargiata (NE), Tabernaemontana amygdalifolia (TA), Caesalpinia gaumeri (CG), Piscidia piscipula (PP), Leucaena leucocephala (LL) and Havardia albicans (HA). A randomised complete block design repeated in two periods (block) was used. The highest gas production (P < 0.05) was recorded in treatments TA and PT (237 and 228 mL g−¹, respectively). The highest in vitro digestibility of dry matter (IVDMD) and organic matter (IVOMD) (P < 0.05) was recorded in the control treatment PT (57.9% and 66.1%, respectively). Treatments LL, NE, TA and PP promoted greater microbial biomass synthesis (290, 223, 220 and 213 mg g−¹, respectively) (P < 0.05). The proportion of propionic acid also increased in these latter treatments and in treatments CG and HA (P < 0.05). Additionally, treatments LL, PP, NE and TA decreased methane production (25.8, 29.5, 30.6 and 31.8 L kg−¹ of digested dry matter, respectively). In conclusion, supplementation with L. leucocephala, P. piscipula, N. emargiata and T. amygdalifolia in ruminant diets based on P. purpureum is one feed alternative that can promote greater efficiency and synthesis of microbial biomass, increase the proportions of propionic and butyric acid and decrease the production of enteric methane by 15.6 to 31.6%.


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Resumen en español

Se evaluaron mediante la técnica de producción de gas in vitro, fuentes energéticas locales (melaza, Zea mays L. y Musa paradisiaca L.) sobre la fermentación ruminal y producción de metano de diversos forrajes usados en un sistema silvopastoril con Panicum maximum cv. Tanzania, Gliricidia sepium (Jacq.) y Leucaena leucocephala cv. Cunningham, con ovinos. Se usaron cinco borregos Pelibuey x Katahdin 40 ± 3 (µ±DE) kg como donantes de líquido ruminal. Se analizaron cinco tratamientos (dietas) con diferentes mezclas de follaje de arbóreas y fuentes energéticas en un diseño experimental completamente al azar. M. paradisiaca y Z. mays presentaron los mayores registros de volumen (V) máximo en producción de gas (544 y 467 ml/g-¹ MS, respectivamente) (P≤0.05). El follaje de G. sepium y L. leucocephala tuvieron los menores valores de V (253 y 180 ml/g-¹ MS, respectivamente) (P≤0.05). La dieta D4 GMP (48 % P. maximum, 30 % G. sepium, 7 % Zea mays, 15 % M. paradisiaca) registro el mayor valor de V. No hubo diferencia (P>0.05) en la producción de metano en las dietas usadas, teniendo un rango de 6.31 a 9.60 de LCH4/kg MSDIG. Se generó un índice de emisión potencial de gases fermentables (IPEGF), el cual sugirió que dietas con carbohidratos de lenta fermentación, contribuyen a un índice más alto de emisión de gases. Por su mejoramiento en la calidad de las dietas y en contribuir en una baja de emisiones de CH4, se sugiere el manejo de arbóreas forrajeras como G. sepium y L. leucocephala, incorporando fuentes energéticas locales.


7.
Artículo
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This study characterizes technical and economic aspects of conventional dual-purpose (milk andmeat) cattle raising in the humid tropics of Chiapas, Mexico and evaluates the potential for converting these farms to organic-or clean-production. An organic livestock raising conversion index with 10 indicators and 37 variables was used. Data was obtained through direct observation and a questionnaire applied to 50 farmers. Through a Cluster analysis (C), we classified Livestock Production Units (LPU) into three groups (p<0.05). The highest values (p<0.05) for the technical-economic indicators as well as ICOGAN were found for the LPU of C3, followed by those of C2 and finally, C1. All LPU evaluated scored very low for the indicators “veterinary prevention and care” and “ecological farm management”. The LPU of all three C scored high for the indicators “breeds and reproduction” and “soil fertilization”. In order for the LPU to increase their levels of sustainability and be certified organic, there is a need to strengthen farmer’s abilities in techniques of ecological production and management through technical advisory and assistance as well as permanent financialsupport. Furthermore, there is a need for all social actors involved to have a sense of co-responsibility for and be committed to the organic conversion process as well as a need for significant changes in state and federal cattle raising policies.


8.
- Artículo con arbitraje
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Organic livestock production uses low levels of external inputs and less fossil fuel than does conventional livestock production, and therefore it is more energy efficient, reduces contamination, provides healthy food and ecosystem services, and contributes to reducing and adapting to climate change. This article characterizes livestock production and evaluates the potential and limitations of organic conversion and the energy efficiency of conventional dual purpose (milk and meat) cattle production in a humid tropical region of Chiapas, Mexico. Our analysis indicates that for the Livestock Production Units (LPU) of the study region, the greater the organic livestock conversion index (OLCI, 0–100%), the lower the values for herd size, stocking rate, total feed supplement, annual cost of feed purchased for cattle, and production cost per cow; by contrast, those LPU with greater OLCI have greater economic efficiency. Furthermore, the greater the OLCI, the greater the values of the following indicators: Feeding management, Sustainable grassland management, Ecological weed control in grasses and crops, Veterinary prevention and care, Food safety, and Ecological farm management. A direct relationship exists between the potential for organic conversion (>OLCI) and energy and economic efficiency. Meanwhile, an inverse relationship was found between OLCI and energy efficiency on the one hand, and - on the other - use of direct and indirect energy, total energy input, energy output, and number of people that could be fed with the energy from milk and meat produced. Converting LPU to organic production and increasing their energy efficiency depends on farmers further developing their abilities to manage sustainable agricultural systems through advisory, technical assistance, and permanent financial support.


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Se evaluaron mediante la técnica de producción de gas in vitro, fuentes energéticas locales (melaza, Zea mays L.y Musa paradisiaca L.) sobre la fermentación ruminal y producción de metano de diversos forrajes usados en un sistema silvopastoril con Panicum maximum cv. Tanzania, Gliricidia sepium (Jacq.)yLeucaena leucocephala cv. Cunningham, con ovinos. Se usaroncinco borregos Pelibuey x Katahdin 40 ± 3 (μ±DE) kg como donantes de líquido ruminal. Se analizaron cinco tratamientos (dietas) con diferentes mezclas de follaje de arbóreas y fuentes energéticas en un diseño experimental completamente al azar. M. paradisiacay Z. mayspresentaron los mayores registros devolumen (V) máximo en producción de gas (544 y 467 ml/g-1 MS, respectivamente) (P≤0.05). El follaje de G. sepiumy L. leucocephala tuvieron los menores valores de V (253 y 180 ml/g-1 MS, respectivamente) (P≤0.05). La dieta D4 GMP (48 % P. maximum, 30 % G. sepium, 7 % Zea mays, 15 % M. paradisiaca) registro el mayor valor de V. No hubo diferencia(P>0.05) en la producción de metano en las dietas usadas, teniendo un rango de 6.31 a 9.60 de LCH4/kg MSDIG. Se generó un índice de emisión potencial de gases fermentables (IPEGF), el cual sugirió que dietas con carbohidratos de lenta fermentación, contribuyen a un índice más alto de emisión de gases. Por su mejoramiento en la calidad de las dietas y en contribuir en una baja de emisiones de CH4, se sugiere el manejo de arbóreas forrajeras como G. sepium y L. leucocephala,incorporando fuentes energéticas locales.

Resumen en inglés

Ruminal fermentation and methane production in a sheep silvopastoral system were quantified with the in vitro gas production technique. Evaluations were done of local energy sources (molasses, Zea mays L. and Musa paradisiaca L.), of the base forage (Panicum maximum cv. Tanzania), of forage tree foliage (Gliricidia sepium (Jacq.) and Leucaena leucocephala cv. Cunningham), and diets combining these elements. Ruminal fluid was collected from five sheep (Pelibuey x Katahdin; 40 ± 3 kg). Five treatments (diets) containing different mixtures of forage tree foliage, energy sources and the base forage were analyzed in a completely random experimental design. Maximum gas volume production (V) was observed in M. paradisiaca (544 ml/g-¹ DM) and Z. mays (467 ml/g-¹ DM) (P≤0.05). The lowest V values were for the foliage of G. sepium (253 ml/g-¹ DM) and L. leucocephala (180 ml/g-¹ DM) (P≤0.05). Of the diets, D4GMP (48% P. maximum, 30% G. sepium, 7% Z. mays, 15% M. paradisiaca) had the highest V value. Methane production ranged from 6.31 to 9.60 L/Kg digested DM, and did not differ between treatments (P>0.05). Data were used to generate a potential fermentable gases emission index, which suggested that the diets containing slow fermenting carbohydrates resulted in higher gas emission rates. Inclusion of forage trees and local energy sources in sheep silvopastoral management systems can improve diet quality and contributeto reducing CH4 emissions.


10.
Capítulo de libro
*Solicítelo con su bibliotecario/a
Árboles y arbustos tropicales y su contribución en la alimentación de rumiantes
Pérez Can, G. E. (autor) ; Uc Zapata, W. G. (autor) ; Uicab Chim, D. E. (autor) ; Sanginés García, José Roberto (autor) ; Aguilar Urquizo, Edgar (autor) ; Chay Canul, Alfonso Juventino (autor) ; Casanova Lugo, Fernando (autor) ; Canul Solís, Jorge Rodolfo (autor) ; Jiménez Ferrer, Guillermo (autor) ; Alayón Gamboa, José Armando (autor) ; Piñeiro Vázquez, Ángel Trinidad (autor) ;
Disponible en línea
Contenido en: Agroecosistemas tropicales: conservación de recursos naturales y seguridad alimentaria / William Cetzal Ix, Fernando Casanova Lugo, Alfonso J. Chay Canul, Jesús F. Martínez Puc, editores Ciudad de México, México : Tecnológico Nacional de México. Instituto Tecnológico de Chiná. Instituto Tecnológico de la Zona Maya, 2019 páginas 408-415 ISBN:978-607-96575-8-1
Nota: Solicítelo con su bibliotecario/a
Resumen en español

El objetivo de esta revisión de literatura tiene como objetivo conocer el potencial de los follajes y frutos de árboles y arbustos de las regiones tropicales los cuales pueden ser una estrategia de suplementación en las épocas de secas. Las arbóreas tropicales pueden reducir el costo por concepto de alimentación ya que algunos frutos como el Enterolobium cyclocarpum que contienen hasta 17% de proteína cruda (PC) y puede llegar a ser incorporado en la ración de ovinos de pelo hasta en un 40% sin reducir el consumo voluntario y la digestibilidad. Los follajes de las arbóreas tropicales tienen un contenido de PC entre el 10 y 24% superior al de los pastos tropicales durante las secas (<7%) estos follajes pueden ser incorporados hasta en un 30% de la MS ofrecida, sin observar reducción del consumo y digestibilidad. En el cuadro 3 y 4 se observa que el incremento de la inclusión del follaje de las arbóreas tropicales mejora el consumo y la digestibilidad de la PC lo cual puede estar influenciado por la baja cantidad de compuestos estructurales que los hace más susceptibles a la fermentación microbiana. Además, estos recursos locales contienen metabolitos secundarios como saponinas y taninos que modifican los consorcios microbianos y la fermentación ruminal siendo aliados naturales para la mitigación de las emisiones de metano. Se concluye que el follaje y frutos de árboles y arbustos representan una fuente de proteína y energía para la alimentación de rumiantes en las épocas de secas.