estrategias nutricionales para la mitigación del impacto ... · • al adoptar estrategias...
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Estrategias Nutricionales para la Mitigación delImpacto Ambiental de la Industria Avícola
César Coto, PhD
¿Por qué darle importancia la aspecto ambiental?
• Consumidor: Demanda productos amigables con el ambiente pero noesta tan dispuesto a pagar mas por ellos.
• Clientes: Políticas de compra con exigencia a proveedores
• Economía: Exceso nutrientes se deposita en excreta = incremento costoproducción
• Legislación: Regulación ambiental: Europa, USA, Australia y con menorfuerza LAA > Preocupación por calidad de agua, suelos y aire
SOSTENIBILIDAD DEL NEGOCIO
Aspectos a Considerar
• Uso de energía:Iluminación LED: 76% reducción consumo ($35 vs $0.5, 40000 vs 6000 hrs)UK: Electricidad para 65 000 hogares/ Ceniza rica en K y P con 5% devolumen original (transporte). Requiere subsidio
• Patógenos:Destrucción de patógenos puede requerirse antes de aplicar a suelosModificación de dieta con ácidos orgánicos puede ser medio para controlarpatógenos específicos (Byrd et al., 2001)
• Antibióticos:Aunque el impacto de las bacterias resistentes a antibióticos y de lospatógenos sobre los ecosistemas esta menos documentado que el efectodirecto a humanos, este será un tema de interés en el futuro
FuenteFuente: Powers y Angel (2008): Powers y Angel (2008)
Aspectos a Considerar
• Disruptores Endocrinológicos:Compuestos sintéticos o naturales con efecto adverso en humanos y animalesExcreta animal y humana es la principal fuenteHormonas naturales producidas animales o desecho humanos se ligan areceptores de otros animales alterando el sistema hormonal
• OlorResultado de combinación de compuestos volátiles orgánicosConcentración de granjas hace que se vuelva cada vez mas importanteUSA: Numero granjas 51% y producción 10% entre 1982 y 1997 (Tabler, 2004)Dirección del viento es importante y forma en que se aplicaReducción de exceso de nutrientes en dietasAcidificación de dietas y uso aditivos permite reducción de 40% en gallinas
• Minerales trazaLas concentraciones típicas de estos micronutrientes son muy bajas yrepresentan baja preocupación ambientalCu y Zn cuando incluidos como bacteriostáticos en dietas de aves.Impacto depende en la habilidad del suelo de absorber estos minerales sinimpactar las fuentes de agua (Angel, 2006)
8
200
390
40
120
377
0
50
100150
200
250300
350
400
ppm
Cobre Zinc
Dieta
Bacteriostatico
Excreta
Aspectos a Considerar
Fosforo• 70% P en fuentes vegetales ligados a
fitato= no disponible
• Nutriente limitante para el crecimientode plantas acuáticas y algas
• Plantas crecen excesivamentesecuestrando el oxigeno esencial paraespecies acuáticas: Eutrificacion
• Ciertas algas pueden producir toxinasrepresentando una amenaza paraanimales y humanos
Cerdos19%
Aves11%
Ganado40%
Ovejas,etc1%
Cerdos19%
Gan.Leche10%
FuenteFuente:: FerketFerket et al., 2002et al., 2002
Aspectos a Considerar
Cerdos9%
Aves14%
Ganado44%
Ovejas,etc7%
Fertilizante9%
No Agricola17%
Fuente:DEFRAFuente:DEFRA,, ReinoReino UnidoUnido. 2000. 2000
USA: 70% deUSA: 70% de emisionemision dedeNH3NH3 provieneproviene operacionesoperaciones
pecuariaspecuarias. EPA. EPA
Nitrógeno• N en excreta se volatiliza en forma de NH3
depositándose en agua o suelo por lalluvia y precipitación seca.
• NH3 pasa a NH4 que reacciona con ácidosformando NOx que permanece cientos deaños en la atmósfera afectando la capa deozono
• Naturaleza tolera niveles bajos de N.Deposición de N en suelo favorece elcrecimiento de especies invasivasamenazando valiosos ecosistemas
• NH3 en aire es uno de los compuestosvolátiles al que se le atribuye los problemasde olor.
Aspectos a Considerar
Nutrición y Ambiente son buenos amigos
• Maximiza la utilización del alimento al proveer nutrientesbiológicamente disponibles en cantidades suficientesque aseguren la productividad mientras que se minimizalos nutrientes depositados en excreta
• Adopción de estrategias nutricionales generalmente resulta en ahorros oal menos punto de equilibrio
• Al adoptar estrategias nutricionales se mejora el balance de nutrientes delas operaciones
Nutrientes que ingresan = Nutrientes que salen
• Estrategias nutricionales ayudan a reducir pero no es la solución total alos retos ambientales
Evolución de la Industria Avícola
0
20
40
60
80
100
120
1925 1935 1945 1955 1965 1975 1985 1995 2005
Dia
s
0
1
2
3
4
5
6
Edad (dias)Peso promFCR
1925 vs 2005Conversión alimenticia mejoro 60%Edad a mercado se redujo 60%Peso corporal incremento 145%
Menor Consumo, MasProducto: Menos Impacto
Evolución de la Industria Avícola
• Mejoras en genética, formulación y manejo durante los últimos 50 añospermite incrementar productividad con menor impacto ambiental
• Excreción por unidad de peso bajo un 55% para N y 69% para P de 1957 a 1991
40
141010
4 2,405
1015202530354045
1957 1991 2001ano
excr
ecio
n (g
)/ lib
ra d
e av
e NitrogenoFosforo
Todavía existe oportunidad de mejora
FuenteFuente:: FerketFerket et al.,2002et al.,2002
NN ConsumidoConsumido 100%100%
NN DigeridoDigerido 85%85%
NN urinariourinario 50%50%NN DisponibleDisponible 80%80%
NN RetenidoRetenido 35%35% N excreta 45%N excreta 45%
N excreta 15%N excreta 15%
NN AmoniacoAmoniaco 20%20%
• Mas de un 50% de N y P en alimento no es utilizado depositandose en excreta
FuenteFuente:: VerstegenVerstegen, 1995, 1995
Retencion Mineral (%)
0
10
20
30
40
Nitrogeno 33 28 15Fosforo 20.8 26.5 21.3
Aves Cerdos Ganado
Todavía existe oportunidad de mejora
Ofrecimiento de Alimento
Diseño pobre de los comederosMal manejo de los comederosPérdidas de alimento por mal almacenamientoPeletizado ayuda a evitar desperdicios dealimento
20%20% ppéérdidardida
2.02
1.93
1.92
1.871.88
1.95
1.851.871.891.911.931.951.971.992.012.03
M 20 40 60 80 100Pellets (%)
FCR
Alimentación por Fases
Alimentar más cercano arequerimiento
Paso de 4 a 6 fases reduceconsumo de N en 5.1% yN excreta en 16.6%
Permite reducir emisión de Pen un 10%
Concepto aplica para broilers, reproductoras y gallinas
Implementación se rige por logística y balance económico
Nitrógeno
1) Formular basado en requerimiento aa y no PC
Reducción de 1% en PC reduce10% NH3 en excreta
Desarrollo más aa comercialmentepuede permitir reducciones mayoresde PC
Existe límites biológicos en cantidad de PC que se puede reducir (3-4%): PCtodavía resulta crítico, falta conocimiento (Patterson, 2001)
PC puede bajar de 23 – 22 pero cuando baja a 20% no se mantiene rendimientoaún a 100% de aa (Waldroup, 2000) (Kerr y Kidd,1999)
26
20 19 17.5
0
5
10
15
20
25
30
Sin aa Metionina Met + Lys Met+Lys+Thr
Prot
eina
Cru
da (%
)
FuenteFuente: Angel et al., 2006: Angel et al., 2006
Nitrógeno
2) Optimizar perfil de aa con el requerimiento del ave
Composición de dieta más cerca de requerimiento: baja excreción NProteína ideal restringido por economía y disponibilidad de nutrientes quesuplan el requerimiento del ave mas cercaDietas maíz/soya aa de cadena (Leu) en exceso del requerimiento
Fuen
te:P
atte
rson
,200
1Fu
ente
:Pat
ters
on,2
001
Nitrógeno
3) Uso de aa digestibles en ingredientes reduce excreción de N
Permite comparar el valor ecológico de varios ingredientesEj: Harina Carne y Hueso baja calidad vs Harina de Pescado alta calidadCoef. de digestibilidad inversamente relacionados con excreción
Permite mejor definición de contenido de aa en materias primas parallegar más cerca al requerimiento
Fuen
te:P
atte
rson
,200
1Fu
ente
:Pat
ters
on,2
001
Nitrógeno
4) Seleccionar materias primas de baja variabilidad permite reducirmárgenes de seguridad
Variabilidad ejerce presión hacia márgenes de seguridad más amplios paracumplir el requerimiento: Más excreción
Especialmente importante con subproductosNIRS ofrece oportunidad conocer composición en tiempo real minimizandosobreformulación y reducir márgenes de seguridad
Variabilidad en Harina de Carne
0.25
0.75
1.25
1.75
2.25
2.75
3.25
3.75
4.25
1 2 3 PromedioAmino acido
%
MetCysLysThrArg
CV(%)aa
12.29Arg
23.51Thr
21.78Lys
45.28Cys
20Met
Nitrógeno
5) Utilización de enzimasNSP
Arabinoxylanos representan gran fracción de NSP que generan viscosidade impiden absorción de proteína, grasa y CHOProteína se encapsula con la matriz de polisacáridos: No disponible
60
65
70
75
80
85
90
95
Lys Met Thr Arg Val Iso LeuAmino acid
Dig
Ilea
l (%
)
Maiz-SoyaMaiz-Soya enzima
Fuente:RutherfurdFuente:Rutherfurd, 2007, 2007
EnzymasEnzymas:: AmylasaAmylasa,, BglucanasaBglucanasa yy xylanasaxylanasa
AME (kcal/kg)
2766b
Sin enzymas
2829a
Con enzymas
Nitrógeno
ProteasasAumenta disponibilidad de amino ácidos
FuenteFuente: Angel, 2009: Angel, 2009
Nitrógeno
FitasaFitato puede ligar amino ácidos y mineralesFitato puede inhibir enzimas proteolíticas como pepsina y tripsina
Fósforo
1) Revisar márgenes de seguridad
Reporte dieta inicial (0-21d) enpollos varia desde 0.20 a 0.40%,
con promedio en 0.36%(Powers y Angel, 2008)
Hoy industria utiliza dietasque exceden 25% lasrecomendaciones, superando losmárgenes de seguridad promedio de 10%
50% del fósforo en excreta es de origen inorgánico, que es más solubleen agua (Waldroup, 2002)
Current industry levels of Ca and Available P
0.50
0.70
0.90
1.10
1.30
1.50
0.30 0.35 0.40 0.45 0.50 0.55 0.60% Available P / 1350
% C
a /1
350
Kca
l/lb
Source: Survey Agri Stats, Fort Wayne IN
2222
2) Definir un requerimiento
Requerimiento baja con el tiempo
Requerimiento interactua con Vit Dy Ca
Uso de alto NPP en dietas preinicialese inicial con P no inorganico en la dietade finalizacion es posible (Yan et al.,2003)
Considerar costo del P en la dieta
SourceSource:: RathRath et al. (2000)et al. (2000)
Fuente:YanFuente:Yan et al.,2003et al.,2003
6-9sem
3-6sem
0-3sem
NPP
0.150.250.30Max Ceniza + Fitasa
0.200.300.40Max Ceniza
0.100.150.30Max Peso + Fitasa
0.150.200.38Max Peso
0.300.350.45NRC
0.350.400.50Comercial
6-9sem
3-6sem
0-3sem
NPP
0.150.250.30Max Ceniza + Fitasa
0.200.300.40Max Ceniza
0.100.150.30Max Peso + Fitasa
0.150.200.38Max Peso
0.300.350.45NRC
0.350.400.50Comercial
Fósforo
2) Variabilidad de P en Materias PrimasValor biologico vs digestibilidad
Fósforo
84-----22.6MCP77-----18.1DCP74-----2.2Harina Pescado66-----6.0Harina Carne Hueso360.7991.08Subproducto trigo480.2520.34Trigo690.230.73DDGS-0.396-Soya
290.2280.3Maiz
AP(% de TP)
PP(%)
TP(%)
Ingrediente
FuenteFuente: Applegate y Angel, 2008: Applegate y Angel, 2008
Fósforo
Fuentes de Variacion
8-13Variacion del ingredientes(Maiz, Soya)
16Utilizacion del ave
5-10Variacion del mezclado5Variacion analitica5-10Variacion del muestreo
CV(%)
Proceso
Fuente:ApplegateFuente:Applegate y Angel, 2003y Angel, 2003
Fósforo
Utilizacion de EnzimasFitasa reduce 21% P en dieta y 39% en excreta (Angel et al.,2006)Maryland: P en dieta bajo 10% reduciendo 30% P en excretaReducciones en P con fitasa no han sido lo suficiente (Powers y Angel,2008)
20
25
30
35
40
45
0 93,75 187,5 375 750 1500 3000 6000 12000
Unidades fitasa/kg dieta
Ceni
za (%
)
FuenteFuente: Shirley y Edwards, 2003: Shirley y Edwards, 2003
** DietaDieta con 0.46 TP y 0.27 PPcon 0.46 TP y 0.27 PP
Fósforo
FuenteFuente: Shirley y Edwards, 2003: Shirley y Edwards, 2003
12000
Fósforo
2828
• Fitasa incrementa el WSP: Un mal uso de la fitasa puede incrementar elefecto negativo del fosforo
• Cuando se agregan correctamente WSP se logra reducir eficientemente
Dietary factor TP(%)
WSP(ppm)
WSP/P(%)
PhytaseNo 1.468a 1886.57b 12.77b
Yes 1.407b 2394.65a 16.71a
FuenteFuente:: CotoCoto et al.,2007et al.,2007
Fósforo
• CalcioEfecto del nivel de Calcio y P en excreta
0
5
10
15
20
25
30
- 0.2 Ca 2:1 Ca:NPP + 0.2 Ca + 0.4 Ca
Excr
eta
WSP
/TP
FuenteFuente:: CotoCoto et al.,2007et al.,2007
Fósforo
FuenteFuente: Coon et al.,2007: Coon et al.,2007
Fósforo
• Metabolito de Vitamina DUso de 25OHD3 permite reducir la excrecion de P
0.219-0.3180.26925OHD3Si0.271-0.4290.35D3Si0.299-0.3440.32125OHD3No0.345-0.4450.395D3No
95% CIPunto inflexionVit DFitasa
Dietary factor TP(%)
WSP(ppm)
WSP/P(%)
PhytaseNo 1.468a 1886.57b 12.77b
Yes 1.407b 2394.65a 16.71a
Hy-D No 1.497a 2198.93 14.45Yes 1.374b 2082.29 15.04 Fu
ente
Fuen
te:: C
oto
Cot
oet
al.,
2007
et a
l.,20
07Fu
ente
Fuen
te: Y
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: Yan
yW
aldr
oup
Wal
drou
p , 2
006
, 200
6
Fósforo
FuenteFuente:: MurerMurer andand HildmannHildmann, 1981, 1981
Fósforo
Conclusiones
• Ambiente, un aspecto de importancia para asegurar lasostenibilidad de la industria
• Grandes avances se han logrado pero existen oportunidadesde mejora
• Nutrición ofrece una seria de alternativas para ayudar amitigar el impacto ambiental
• Nutrición es una herramienta mas dentro de una serie deenfoque ambientales en la industria avícola