Comparación de patrones de emisión de metano de alojamientos de ganado lechero con suelos sólidos y de rejilla en dos ubicaciones
Autores: Hempel, Sabrina; Janke, David; Losand, Bernd; Zeyer, Kerstin; Zähner, Michael; Mohn, Joachim; Amon, Thomas; Schrade, Sabine
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2022
Acceso abierto
Artículo científico
2022
Comparación de patrones de emisión de metano de alojamientos de ganado lechero con suelos sólidos y de rejilla en dos ubicaciones
Categoría
Ciencias Agrícolas y Biológicas
Subcategoría
Agronomía y Ciencia de los Cultivos
Palabras clave
Metano
Emisiones
Ganadería lechera
Condiciones climáticas
Sistemas de alojamiento
Efectos en el suelo
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 19
Citaciones: Sin citaciones
Las emisiones de metano (CH) de la ganadería lechera son un tema candente en el contexto de la protección activa del clima, donde se espera en general que los sistemas de alojamiento con suelos de rejilla y almacenamiento de purines en el interior emitan más que los sistemas con suelos sólidos. Hay múltiples factores, incluidas las condiciones climáticas, que modulan el patrón de emisión. En este estudio, investigamos las interrelaciones entre los patrones de emisión de CH y las condiciones climáticas, así como las diferencias entre las ubicaciones de las granjas versus los efectos del suelo. Consideramos tres conjuntos de datos con 265, 264 y 275 valores de emisión por hora de dos sistemas de alojamiento (uno con suelo de rejilla, otro con suelo sólido) en Suiza y un sistema con suelos sólidos en Alemania. Cada conjunto de datos incorporaba mediciones en verano, invierno y una temporada de transición. La emisión promedio de CH fue mayor para el sistema de suelo de rejilla. Para los sistemas de suelo sólido, las emisiones de CH en la ubicación suiza fueron alrededor de un 30% más altas en comparación con la ubicación alemana. La forma de las distribuciones de los dos sistemas de suelo sólido era bastante similar pero muy diferente de la distribución del sistema de suelo de rejilla, que mostraba una mayor prevalencia de emisiones extremas. Las correlaciones de rango, que miden el grado de similitud entre dos clasificaciones en términos de relación lineal, no pudieron detectar dependencias en el nivel de significancia seleccionado. En contraste, la información mutua, que mide dependencias estadísticas más generales en términos de información compartida, reveló dependencias altamente significativas para casi todos los pares de variables. La relación estadística más débil se encontró entre la velocidad del viento y la emisión de CH, pero el régimen de convección resultó jugar un papel clave. El agrupamiento fue consistente entre los tres conjuntos de datos con cinco grupos típicos relacionados con la temperatura alta/baja y la velocidad del viento, respectivamente, así como en algunos casos con las horas de la mañana y la tarde. Nuestro análisis mostró que, a pesar de la correlación dispar y a menudo insignificante entre las variables ambientales y la emisión de CH, hay una fuerte relación entre ambas, que moldea el patrón de emisión en muchos aspectos mucho más además de las diferencias en el tipo de suelo. Aunque no fue posible hacer una distinción clara de los grupos de condiciones de emisión alta y baja basados en las variables ambientales seleccionadas, las tendencias eran claramente visibles. Se recomienda realizar más investigaciones con conjuntos de datos más grandes para verificar las tendencias detectadas y permitir pronósticos para los sistemas de ganadería bajo diferentes condiciones climáticas.
Descripción
Las emisiones de metano (CH) de la ganadería lechera son un tema candente en el contexto de la protección activa del clima, donde se espera en general que los sistemas de alojamiento con suelos de rejilla y almacenamiento de purines en el interior emitan más que los sistemas con suelos sólidos. Hay múltiples factores, incluidas las condiciones climáticas, que modulan el patrón de emisión. En este estudio, investigamos las interrelaciones entre los patrones de emisión de CH y las condiciones climáticas, así como las diferencias entre las ubicaciones de las granjas versus los efectos del suelo. Consideramos tres conjuntos de datos con 265, 264 y 275 valores de emisión por hora de dos sistemas de alojamiento (uno con suelo de rejilla, otro con suelo sólido) en Suiza y un sistema con suelos sólidos en Alemania. Cada conjunto de datos incorporaba mediciones en verano, invierno y una temporada de transición. La emisión promedio de CH fue mayor para el sistema de suelo de rejilla. Para los sistemas de suelo sólido, las emisiones de CH en la ubicación suiza fueron alrededor de un 30% más altas en comparación con la ubicación alemana. La forma de las distribuciones de los dos sistemas de suelo sólido era bastante similar pero muy diferente de la distribución del sistema de suelo de rejilla, que mostraba una mayor prevalencia de emisiones extremas. Las correlaciones de rango, que miden el grado de similitud entre dos clasificaciones en términos de relación lineal, no pudieron detectar dependencias en el nivel de significancia seleccionado. En contraste, la información mutua, que mide dependencias estadísticas más generales en términos de información compartida, reveló dependencias altamente significativas para casi todos los pares de variables. La relación estadística más débil se encontró entre la velocidad del viento y la emisión de CH, pero el régimen de convección resultó jugar un papel clave. El agrupamiento fue consistente entre los tres conjuntos de datos con cinco grupos típicos relacionados con la temperatura alta/baja y la velocidad del viento, respectivamente, así como en algunos casos con las horas de la mañana y la tarde. Nuestro análisis mostró que, a pesar de la correlación dispar y a menudo insignificante entre las variables ambientales y la emisión de CH, hay una fuerte relación entre ambas, que moldea el patrón de emisión en muchos aspectos mucho más además de las diferencias en el tipo de suelo. Aunque no fue posible hacer una distinción clara de los grupos de condiciones de emisión alta y baja basados en las variables ambientales seleccionadas, las tendencias eran claramente visibles. Se recomienda realizar más investigaciones con conjuntos de datos más grandes para verificar las tendencias detectadas y permitir pronósticos para los sistemas de ganadería bajo diferentes condiciones climáticas.