Resumen (Introducción): El metano (CH4), al igual que otros gases que se han ido incrementando en la atmósfera, son responsables del efecto invernadero que deriva en el calentamiento global y el cambio climático. Una fuente de este gas es la ganadería bovina, sin embargo, el metano tiene una vida media relativamente corta en la atmósfera. (Objetivo): En consecuencia, si el metano dura pocos años en la atmósfera ¿cuál es la contribución al incremento atmosférico de este gas que hace el hato bovino nacional? Para responder esta pregunta se realizó el presente trabajo. (Metodología): Primeramente, se describe la tendencia histórica de la emisión de metano entérico del hato bovino nacional, y posteriormente, se muestra el cambio neto de este gas en la atmósfera, producto de la actividad bovina en Costa Rica. Basado en estadísticas nacionales de población bovina se estimó para el hato nacional y según sistema de producción, la emisión de metano entérico utilizando la metodología del Grupo Intergubernamental de Expertos en Cambio Climático. Considerando la vida media del metano en la atmósfera se realizaron cálculos para estimar el cambio en el metano atmosférico que proviene del hato bovino costarricense. (Resultados): Los resultados muestran que la población bovina nacional alcanzó su máximo a finales de la década de 1980; el comportamiento de la emisión de metano muestra la misma tendencia, variando según sistema de producción. El cambio del metano atmosférico como resultado del aporte del hato bovino nacional mostró ser incremental desde 1940 y hasta 1990, disminuyendo posteriormente, para mantenerse estable a partir del 2000. (Conclusiones): Se concluye que en los últimos 30 años la ganadería bovina costarricense no ha contribuido al incremento atmosférico de este gas.

Abstract (Introduction): Methane (CH4), like other gases that have been increasing in the atmosphere, are responsible for the greenhouse effect that leads to global warming and climate change. One source of this gas is cattle farming; however, methane has a relatively short half-life in the atmosphere. (Objective): Consequently, if methane lasts only few years in the atmosphere, what is the contribution to the atmospheric increase of this gas made by the national cattle herd? To answer this question, the present work was carried out. (Methodology): Firstly, the historical trend of enteric methane emission from the national cattle herd is described, and subsequently the net change of this gas in the atmosphere, product of bovine activity in Costa Rica, is shown. Based on national bovine population statistics, the emission of enteric methane was estimated for the national herd and according to bovine production system, using the methodology of the Intergovernmental Panel on Climate Change. Considering the half-life of methane in the atmosphere, calculations were made to estimate the change in atmospheric methane coming from the Costa Rican cattle herd. (Results): The results show that the national bovine population reached its maximum at the end of the 1980s; the behavior of enteric methane emission showed the same trend, varying according to the production system. The change in atmospheric methane because of the contribution from the national cattle herd showed to be incremental from 1940 to 1990, subsequently decreasing to remain stable from 2000. (Conclusions): It is concluded that in the last 30 years the Costa Rican cattle ranch has not contributed to the atmospheric increase of this gas.

Resumen (Introducción): Diferentes prácticas agrícolas implementadas durante la fase de producción de la caña de azúcar (Saccharum officinarum) generan gases con efecto invernadero (GEI), existiendo gran interés en cuantificar y en identificar su origen para determinar las prácticas que emiten las mayores cantidades. (Objetivos): Utilizar el análisis de ciclo de vida para identificar las principales fuentes de emisión de GEI en el proceso de producción de la caña de azúcar, proporcionar información base para desarrollar alternativas de mitigación y conocer la eficiencia de emisión del cultivo. (Metodología): Se consideraron todas las labores de campo y el transporte de tallos al ingenio. Se determinó el uso de maquinaria y de agroquímicos, fertilizantes, así como el transporte de la caña al ingenio. Para el cálculo de la emisión de metano y óxido nitroso, se utilizaron factores de emisión nacionales y sugeridos por el IPCC. Cada gas se transformó a CO2eq, forma en que se reportan los resultados. (Resultados): La mayor fuente de emisión (73.6 %) lo constituyó la fertilización nitrogenada, seguida por la quema efectuada previo a la cosecha (13.2 %). La eficiencia de emisión varía con la región productora, siendo el promedio nacional de 26.9 kg CO2eq t-1 de caña y, de 247.5 kg CO2eq t-1 de azúcar. Se presentan y discuten algunas opciones de mitigación. (Conclusiones): Se demuestra que la actividad cañera costarricense tiene una eficiencia mejor que otros países productores de caña y que, de implementarse opciones de mitigación, se podría reducir la emisión GEI y ello podría contribuir a diferenciar la producción nacional en los mercados.

Abstract (Introduction): Different agricultural practices implemented during sugarcane (Saccharum officinarum) production phase generate greenhouse gases (GHG), and there is great interest in quantifying and identifying their origin to determine the practices that emit the highest amounts. (Objectives): To use the life cycle analysis to identify the main sources of GHG emissions in the sugarcane production process, to generate base information to develop mitigation alternatives and, to know the crop emission efficiency. (Methodology): All field work and transport of stems to the mill were considered. The use of machinery and agrochemicals, fertilizers, as well as the transportation of sugarcane to the mill was determined. The emissions of methane and nitrous oxide were calculated by using national emission factors and those suggested by the IPCC. Each gas was converted to CO2eq, the way the results are reported. (Results): The largest source of emission (73.6 %) was nitrogen fertilization, followed by burning carried out prior to harvest (13.2 %). Emission efficiency varies with the producing region, being the national average of 26.9 kg CO2eq t-1 of cane and 247.5 kg CO2eq t-1 of sugar. Some mitigation options are presented and discussed. (Conclusions): It is shown that Costa Rican sugarcane activity has a better efficiency than other sugarcane producing countries, and that if mitigation options are implemented, GHG emissions could be reduced, and this could contribute to differentiate the national production in the markets.

Resumen (Introducción): Los sistemas de producción agrícola emiten gases con efecto invernadero, por la aplicación de nitrógeno, para incrementar la producción. (Objetivo): Se cuantificó y comparó la emisión de N2O resultante de aplicar diferentes fuentes de nitrógeno (nitrato de amonio (NH4NO3), nitrato de calcio (CaNO3), urea convencional (CO(NH2)2), y recubierta con polímeros, RP). (Metodología): Se aplicaron 250 kg de nitrógeno ha-1 año-1 de cada fuente a plantaciones de café ubicadas en dos zonas productoras de Costa Rica. La recolección de muestras gaseosas se realizó durante todo un año agrícola, utilizándose la técnica de la cámara estática. Se implementó un diseño de bloques completamente al azar con arreglo en parcelas divididas. (Resultados): El patrón de emisión mostró que, en Naranjo, los mayores eventos se determinaron luego de fertilizar en junio, razón por la cual la emisión fue mayor (P<0.0005) que la determinada en San Marcos de Tarrazú. La emisión anual en Naranjo fue mayor con nitrato de amonio y la menor (P<0.05) con la urea convencional, mientras que en San Marcos de Tarrazú no hubo diferencias importantes. La humedad del suelo, expresada como espacio poroso lleno de agua, no tuvo efectos importantes en la emisión, debido a que en términos promedio fueron inferiores a 60 %. (Conclusiones): Los factores de emisión determinados fueron menores al sugerido por el IPCC, y estuvieron en el rango de 0.25 % a 0.40 % del nitrógeno aplicado. Se demuestra la importancia de realizar este tipo de investigación, para determinar la emisión de GEI de acuerdo con las condiciones propias, donde se desarrollan las actividades agrícolas del trópico.

Abstract (Introduction): Agricultural production systems emit greenhouse gases from the application of nitrogen to increase production. (Objective): To quantify and compare the emission of N2O resulting from the application of different nitrogen sources (ammonium nitrate (NH4NO3), calcium nitrate (CaNO3), conventional urea (CO(NH2)2), and polymer-coated urea (RP). (Methodology): 250 kg of nitrogen ha-1 year-1 was applied to coffee plantations located in two different producing areas of Costa Rica. Gaseous samples were collected during a whole agricultural year using the static camera technique. A completely random block design with a split-plot arrangement was implemented. (Results): The emission pattern showed that, in Naranjo, the largest events were determined after the fertilization carried out in June; the emission in that community was higher (P<0.0005) than the one determined in San Marcos of Tarrazú. The annual emission in Naranjo was higher with ammonium nitrate, and the lowest (P<0.05) with conventional urea; while in San Marcos de Tarrazú, there were no significant differences between nitrogen sources. Soil moisture, expressed as water-filled porous space, had no significant effects on the emission because, on average, it was less than 60 %. (Conclusions): The emission factors determined were lower than that suggested by the IPCC, and were in the range of 0.25% to 0.40% of the applied nitrogen. The importance of conducting this type of research is demonstrated to determine the GHG emission, according to the soil and climatic conditions in which the tropical agricultural activities are developed.

Resumen Esta investigación cuantifica, mediante la técnica del SF6, el metano entérico en vacas altamente productoras en una finca comercial. El objetivo fue determinar la emisión de metano entérico en vacas Holstein en diferentes estados fisiológicos en un sistema de producción de leche intensivo bajo pastoreo. Para ello, se seleccionaron 9 vacas Holstein que representaron la conformación típica del hato en edad (5,7±0,6 años), número de lactancias (3,6±0,4 partos), producción promedio de leche por lactancia (7924±280 kg leche) y peso (672±36 kg) en diferentes estados fisiológicos: secas (VS), pre-parto (VPP), primer tercio de lactancia (VPTL) y en medio/final (VM/F) estado de lactación. Los forrajes y suplementeos proporcionados, previo al ordeño, fueron pesados y muestreados para determinar consumo y digestibilidad de la materia seca. En cada período de medición de metano, se realizaron muestreos de las pasturas y se determinó proteína cruda (15,9±0,3%), fibra neutro detergente (63,0±0,9%) y digestibilidad in vitro de la materia seca (67,8±1,9%) del forraje en oferta. La emisión diaria de metano por vaca fue similar (p>0,05) en VS, VPP y en VM/F, y mayores (p<0,05) en VPTL, con rangos (g.v-1.d-1) entre 240 y 443 en VS, de 238 a 483 en VPP, de 277 a 506 en VPTL, y de 281 a 470 en VM/F. Se determinó la relación lineal entre el consumo total de materia seca y la emisión de metano (r2 varió entre 0,42 y 0,78 según el estado fisiológico), así como también entre el metano producido y la producción de leche por día (r2=0,71). Las vacas más productoras emiten más metano, pero son menos emisoras de metano por litro de leche producida. El Pm varió conforme al estado fisiológico y el valor anual fue similar al sugerido por el IPCC.

ABSTRACT This research quantifies the enteric methane emission in highly productive Holstein cows in a commercial dairy farm, by using the SF6 technique. The objective was to determine enteric methane emission in Holstein cows in different physiological states in an intensive grazing milk production system. Nine Holstein cows were selected which represented the typical conformation of the herd in age (5.7±0.6 years), number of lactations (3.6±0.4 births), average milk production (7924±280 kg) and live weight (672±36 kg), in different physiological states: dry (D), pre-partum (PP), early lactation (EL), and in medium/final (M/F) lactation state. Forages and supplements provided prior to milking were weighed and sampled in order to determine dry matter intake and digestibility (67.8±1.9%). In each methane measurement period, samples were collected from pastures to determine crude protein (15.9±0.3%), neutral detergent fiber (63.0±0.9%) and in vitro dry matter digestibility. Daily methane emission per cow was similar (p>0.05) in D, PP and in M/F, and higher (p<0.05) in EL, with ranges (g.c-1.d-1) between 240 and 443 in D, from 238 to 483 in PP, from 277 to 506 in EL, and from 281 to 470 in M/F. A linear relationship was determined between total dry matter intake and methane emission (r2 varied between 0.42 and 0.78 depending on physiological state), as well as between methane produced and milk production per day (r2=0.71). High producing cows emit more methane but are less methane emitters per liter of milk produced. The Ym varied depending on physiological state of the cows, and the annual value was similar to that suggested by IPCC.

Resumen El óxido nitroso es un potente gas con efecto invernadero que se genera tanto por procesos naturales como por prácticas agrícolas, entre ellas, la fertilización nitrogenada. Por esta razón, se cuantificó la emisión del N2O por la aplicación de nitrógeno ureico (0, 100, 225 y 350 kg ha-1 a-1) al cultivo de café en dos zonas cafetaleras de Costa Rica (Valle Occidental y Los Santos). La cuantificación de la emisión se realizó durante todo un año agrícola. Los resultados mostraron efecto de la lluvia en la emisión del N2O; independientemente de la dosis, la mayor se presentó en los primeros días posteriores a la aplicación del fertilizante. En el Valle Occidental, la mayor emisión de N2O se detectó con 350 kg de N ha-1 a-1, niveles intermedios con 100 y 225 kg de N ha-1 a-1. La menor se presentó sin fertilización. Estos resultados ajustaron el modelo polinomial (Y=8E-08x3-4E-05x2+0.0064x+0.6266, r2=0.87). Para Los Santos, la emisión fue menor sin fertilizante; los mayores niveles se presentaron con 350 kg de N ha-1 a-1. Aquella con 100 y 225 kg de N ha-1 a-1 fue similar, aunque diferentes de los restantes tratamientos; estos resultados ajustaron un modelo polinomial (Y=-3E-06x2+0.0023x+0.6347, r2=0.87). Con los datos de ambas localidades se ajustó un modelo polinómico Y=6E-08x3-3E-05x2+0.0052x+0.6247 (r2=0.83). El uso de esta información se recomienda para estimar el N2O generado por la aplicación de urea como fuente de nitrógeno a plantaciones de café.

Abstract Nitrous oxide is a powerful greenhouse gas that is generated both by natural processes and by agricultural practices such as nitrogen fertilization. For this reason, the emission of N2O was quantified by the application of urea nitrogen (0, 100, 225 and 350 kg ha-1 a-1) to coffee plantations in two coffee producing regions of Costa Rica (Valle Occidental y Los Santos). The emission was quantified during a whole agricultural year. The results showed the effect of rainfall on N2O emission; regardless of the dose, the highest emission occurred during the first days after fertilizer application. In Valle Occidental, the highest emission of N2O was detected with 350 kg of N ha-1 a-1, intermediate levels with 100 and 225 kg of N ha-1 a-1. The lowest emission was presented without fertilization. These results adjusted a polynomial model (Y=8E-08x3-4E-05x2+0.0064x+0.6266, r2=0.87). In Los Santos, the emission was lower without fertilizer; the highest levels were presented with 350 kg of N ha-1 a-1. The emission with 100 and 225 kg of N ha-1 a-1 was similar, although different from the other treatments. A polinomial model was adjusted (Y=-3E-06x2+0.0023x+0.6347, r2=0.87). With the data of both localities a polynomial model was adjusted Y=6E-08x3-3E-05x2+0.0052x+0.6247 (r2=0.83). The use of this information is recommended to estimate the N2O generated by the application of urea to coffee plantations.