Emisiones de amoníaco en ganadería: ¿Cómo reducirlas a través de la alimentación?
La ganadería es una importante fuente de emisión de amoníaco (NH3) asociada principalmente a los purines y el estiércol de los animales.
En ganadería intensiva de monogástricos como el porcino o las aves, debido a su intensificación, la gestión de las deyecciones puede representar un problema medioambiental grave si esta no se hace adecuadamente, especialmente en las zonas de elevada carga ganadera del país.
Los principales contaminantes asociados a la producción de purines y estiércoles son su elevada carga de materia orgánica y nitrógeno (N), con efectos potencialmente perjudiciales sobre los niveles de nitratos en los acuíferos, la acidificación del suelo, la eutroficación de las aguas superficiales y las emisiones de NH3 derivadas.
La cantidad de N excretado por los animales monogástricos depende, principalmente, de la cantidad de N ingerido, la calidad/digestibilidad del N ingerido y la eficiencia de utilización de proteína por parte de los animales.
Datos actualizados del balance alimentario de N publicados por el Ministerio de Agricultura, Pesca, Alimentación y Medio Ambiente en 2017 estiman que, alrededor de un 65%, 69% y 76% del N ingerido es excretado en porcino blanco, aves de puesta y broilers, respectivamente.
Este porcentaje se ha reducido con respecto a años anteriores debido a la reducción del nivel de proteína de los piensos y el aumento de la retención de N por parte de los animales, entre otros. Del total de N excretado, una parte se emite a la atmosfera en forma de NH3.
El NH3 proviene mayoritariamente de la urea urinaria que se mineraliza a NH3 cuando entra en contacto con la enzima ureasa presente en las heces. Por el contrario, el N fecal se encuentra en forma de N orgánico y su paso a NH3 es más lento debido a que los microorganismos de las heces deben asimilarlo y metabolizarlo primero.
Dada la estrecha relación que existe entre la alimentación y las emisiones de NH3 en animales monogástricos, en los últimos años se han identificado diferentes estrategias alimentarias capaces de reducir ambas, la excreción de N y las emisiones de NH3 derivadas.
Algunas de ellas se han establecido como medidas de mitigación de las emisiones en la Decisión de Ejecución de la Comisión Europea 1017/302 publicada en 2017 por la que se establecen las conclusiones sobre las mejores técnicas disponibles (MTD) en el marco de la Directiva 2010/75/UE del Parlamento Europeo y del Consejo sobre producción intensiva de porcino y aves. Las estrategias identificadas más importantes son:
- Las emisiones de NH3 del purín pueden ser significativamente reducidas con la reducción del aporte de proteína en el pienso. El contenido en proteína y N de los piensos modifica la cantidad de N excretado, principalmente la fracción excretada en forma de urea que, además, es la fracción más estrechamente relacionada con las emisiones de NH3.
Tanto en aves como en porcino se calcula que por cada 10 g/kg de reducción de la proteína de la dieta se reducen en un 10-11% las emisiones de NH3.
Hoy en día, la elevada disponibilidad de aminoácidos sintéticos en el mercado nos permite reducir el nivel de proteína de los piensos hasta mínimos de 17% y 13% en piensos de aves y porcino de acabado sin penalizar los rendimientos productivos, si se realiza un ajuste correcto de los aportes de aminoácidos.
Además, una reducción del nivel de PB de los piensos está relacionado con una mejora de la salud intestinal, un tema muy presente hoy en día debido a la reducción del uso de antibióticos.
- Aumentar la digestibilidad de la proteína o N en la dieta es una vía para reducir las emisiones de NH3 del purín.
La digestibilidad de la proteína o N de un pienso dependerá, básicamente, del tipo de proteína y la composición del pienso. La indigestibilidad fecal aparente de la proteína varía enormemente según el ingrediente utilizado, desde un 15% en ingredientes habituales (granos de cereales y harina de soja) hasta un 40-50% en subproductos fibrosos (DDGS, pulpa de aceituna, bagazo de cerveza, cascarilla de soja o pulpa de remolacha).
La mayoría de estas variaciones se deben a diferencias en la proporción ligada a la pared celular.
En este sentido, ingredientes con una elevada cantidad de proteína y aminoácidos dañados por el calor o ligados a fibra, como puede ocurrir en algunos subproductos derivados de procesos industriales, pueden mostrar una menor digestibilidad de la proteína y N.
Debido a la gran variabilidad que existe en digestibilidad de nutrientes, especialmente proteína y aminoácidos, numerosos autores recomiendan basar la formulación de piensos en nutrientes digestibles en lugar de totales.
De este modo, es posible ajustar mejor los aportes de los piensos a las necesidades reales de los animales y reducir la cantidad de N excretado.
Esta estrategia forma parte de la llamada nutrición de precisión, que está cobrando cada vez más importancia como vía para optimizar el uso de nutrientes y aumentar la sostenibilidad ambiental de la ganadería.
Numerosos trabajos demuestran que, aplicando una nutrición de precisión, la excreción de nutrientes, N entre ellos, se reduce y la eficiencia de utilización aumenta. Por otro lado, un nivel elevado de fibra en los piensos puede modificar la velocidad de tránsito de los alimentos y reducir la digestibilidad del N y otros nutrientes.
En este sentido, hay trabajos que indican que la excreción de N y las emisiones de NH3 en porcino están positivamente relacionadas no solo con la cantidad de N sino con la proporción de lignina en el pienso.
- La incorporación de ingredientes ricos en carbohidratos fermentables (pulpa de remolacha, pulpas de fruta o la cascarilla de soja entre otros) en los piensos puede dar lugar a una reducción de la partición N orina: N heces y de las emisiones de NH3 a partir de las excretas.
La hipótesis más sostenida es que, a igualdad de ingestión de N, la fermentación de esta fibra a nivel del intestino grueso provoca una mayor proliferación bacteriana que absorbe parte del N dietario para transformarlo en proteína microbiana (N orgánico), reduciéndose la cantidad de N que es eliminado por orina (N mineral).
Además de este efecto, el incremento de la tasa de fermentación bacteriana y la mayor producción de ácidos grasos volátiles (AGV) asociada puede resultar en una disminución del pH de las heces (0,12 unidades por cada 100 g de incremento de la ingestión de polisacáridos no amiláceos), lo que adicionalmente también contribuiría a reducir las emisiones de NH3.
Estudios recientes indican que este efecto en la partición del N se puede observar también con la inclusión de fibra menos fermentable como la de la pulpa de garrofa.
- Un aumento de la retención y eficiencia de utilización de N por parte de los animales puede reducir la excreción de N.
Un desequilibrio entre los diferentes nutrientes de un pienso como, por ejemplo, la energía y los diferentes aminoácidos puede llevar a una reducción de la retención de N por parte del animal.
Por otro lado, estudios recientes apuntan a que el uso de ciertas enzimas exógenas en porcino y aves tales como las fitasas y proteasas, son capaces de mejorar la eficiencia de utilización del N por parte de los animales. El mecanismo de acción de estos últimos parece responder a una liberación del N atrapado en la matriz de nutrientes de los alimentos.
Sin duda, este aspecto va a seguir siendo explorado en los próximos años por su potencialidad, especialmente en Europa, donde las fuentes de proteína para alimentación animal se espera que cambien bastante su naturaleza a corto plazo.
Por todo ello, es evidente que es posible reducir la excreción de N y las emisiones de NH3 en la cría de monogástricos a través de la alimentación.
En la práctica, mientras que algunas de las estrategias propuestas como la reducción de N en los piensos ya están implantadas a nivel generalizado en el sector de aves y cerdos, otras como la formulación con nutrientes digestibles o el uso de enzimas exógenas para mejorar la retención de N están en vías de serlo en un futuro próximo.
La investigación de Alltech en el proceso de producción de enzimas mediante la tecnología SSF permite ofrecer al mercado extractos de fermentación con actividad enzimática residual que favorecen una mejora digestiva de las dietas.
La formulación de piensos con Synergen® y/o Amin-Alltech®, nombres comerciales de estos extractos, posibilita una mayor liberación de los nutrientes contenidos en ellos, a la vez que flexibiliza la propia formulación, dado que se amplía la posibilidad de uso de otros ingredientes.
Como beneficios adicionales, Synergen® y Amin-Alltech® promueven la salud digestiva, reducen el impacto ambiental de la alimentación animal y generan un ahorro de costes de alimentación.
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Extracto de la publicación de Cajamar “Sostenibilidad de la producción ganadera”