De Mindy J. Spiehs, educator regional de extindere - Sisteme de gunoi de grajd pentru animale, Serviciul de extindere al Universității din Minnesota - Industria zootehnică a suferit schimbări substanțiale în ultimele decenii. În special industria păsărilor, a porcilor și a produselor lactate s-a concentrat din ce în ce mai mult. Acest lucru a dus la mai puține, dar mai mari, operațiuni de creștere a animalelor în întreaga țară.

hrănire

Introducere

Ca rezultat, a existat o îngrijorare tot mai mare cu privire la emisiile de mirosuri provenite din operațiunile de creștere a animalelor și potențialul scăderii calității apei cauzate de scurgerea de nutrienți din gunoiul de grajd. Una dintre componentele cheie pentru reducerea poluării aerului și a apei din gunoi de grajd este dieta animalelor.

Toate animalele, indiferent dacă sunt rumegătoare (bovine și ovine) sau non-rumegătoare (porci și pui), au cinci nevoi nutriționale de bază. Animalele au nevoie de energie furnizată de grăsimi și carbohidrați în dietă, proteine, apă, vitamine și minerale. Chiar și în cele mai bune situații de gestionare, animalele nu sunt capabile să utilizeze 100% din nutrienții consumați. Unii nutrienți vor fi excretați în gunoi de grajd. Nutrienții excretați în gunoi de grajd provin din patru surse primare: (1) risipa de hrană, (2) excesul de nutrienți furnizați în dietă, (3) substanțe nutritive nedigerate în dietă și (4) pierderile biologice din celulele moarte din organism. Din punct de vedere al gestionării dejecțiilor, doi nutrienți prezintă un interes deosebit: azotul provenit din descompunerea proteinelor și fosforul mineral.

Azot și fosfor

Azotul este esențial în dietele pentru animale. Proteinele sunt alcătuite din blocuri de construcție numite aminoacizi, care la rândul lor conțin elementul azot. Prin urmare, azotul este necesar pentru a construi proteine. Cu toate acestea, excreția de azot din animale este o problemă de mediu, deoarece se poate volatiliza în aer ca amoniac provocând mirosuri ofensive din operațiunile de creștere a animalelor. Amoniacul prezent în lacuri și cursuri de apă poate fi toxic pentru viața acvatică. De asemenea, azotul se poate scurge în apele subterane și poate provoca poluare. Cincizeci la sută din totalul S.U.A. iar 95% dintre locuitorii din mediul rural își obțin apa potabilă din surse de apă freatică.

Fosforul este, de asemenea, necesar în dietele animalelor. Este o componentă cheie a osului și a dinților și face parte din compuși cu energie ridicată. Fosforul este, de asemenea, o parte importantă a membranelor celulare, a ARN și a moleculelor de ADN. Fosforul din gunoiul de grajd se leagă de particulele solului și poate fi transportat prin eroziune în apele de suprafață, cum ar fi lacurile și râurile. Odată ajuns la suprafața apei, fosforul poate provoca creșterea excesivă a algelor. Algele folosesc oxigenul necesar peștilor, ducând la uciderea peștilor.

Tabelul 1 arată concentrația medie de azot și fosfor la dejecțiile de animale și păsări. Acestea sunt doar medii. Concentrația efectivă de azot și fosfor în gunoiul de grajd al unei anumite exploatații de creștere a animalelor va varia în funcție de gestionare, dietă, depozit de gunoi de grajd și vârsta animalelor adăpostite în instalație.

Tabelul 1. Conținutul estimat de fosfor și azot al gunoiului de grajd de animale (Serviciul Planului Midwest 18.1)
Tipul de gunoi de grajd Concentrația N Concentrația P
Gunoi de grajd solid de vită 11-14 lb/tonă 8-12 lb/tonă
Litiera de pasare solida 34-46 lb/tonă 60 lb/tonă
Gunoi de porc lichid 27-53 lb/1.000 gal 27-42 lb/1.000 gal
Gunoi de grajd lichid 25-32 lb/1.000 gal 14-15 lb/1.000 gal

Strategii de reducere a N și P: reducerea deșeurilor din furaje

Ce pot face producătorii pentru a reduce azotul și fosforul care se elimină în gunoiul de grajd? O metodă de reducere a pierderilor de nutrienți din gunoiul de grajd este reducerea irosirii furajelor. Deșeurile furajere sunt orice furaje furnizate animalului, dar care nu sunt consumate de acesta. Poate fi alimentat care a rămas în jgheab sau supraetajat sau furaj care este înclinat peste marginea alimentatorului și se termină la sol sau în groapă. Van Heugten și Van Kempen (1999) au găsit 2-12% risipă de furaje în S.U.A. industria porcină. Ei au estimat că dacă doar 5% din furaje sunt irosite, poate rezulta o pierdere de venit net de 1,77 dolari/porc, în funcție de piață, și se adaugă 327 grame de azot și 82 grame de fosfor pentru fiecare porc. Producătorii pot reduce risipa de hrană în exploatarea animalelor prin ajustarea regulată a alimentatoarelor, utilizând un design adecvat al alimentatorului pentru vârstă și tipul de animal și întreținerea regulată a alimentatoarelor sau a literelor. Utilizarea rațiilor mixte totale (TMR) pentru bovine și furaje peletate pentru porcine și păsări de curte poate reduce, de asemenea, risipa de furaje.

Creșteți precizia

O a doua metodă de reducere a pierderilor de nutrienți în gunoiul de grajd este de a îndeplini mai precis cerințele nutriționale ale animalului. Animalele sunt capabile să utilizeze o anumită cantitate din orice nutrient dat în scopuri de întreținere și de producție. Nutrienții furnizați peste acest nivel sunt excretați de animal. Prin urmare, deși este important ca tuturor animalelor să li se furnizeze cantități suficiente din fiecare nutrient necesar, este, de asemenea, esențial ca producătorii să nu alimenteze excesiv azot și fosfor în dietă. Animalele masculine și femele nu au aceleași cerințe nutritive. Cerințele nutrienților se schimbă, de asemenea, pe măsură ce animalul progresează de la o fază de producție la alta. De exemplu, nevoile nutritive ale vițeilor de început nu sunt aceleași cu nevoile nutritive ale vitelor de hrănire. Prin urmare, animalele ar trebui grupate în funcție de sex și faza de producție și alimentate cu diete specifice nevoilor lor de nutrienți. Hrănirea animalelor în grupuri în funcție de sexul lor este cunoscută sub numele de hrănire divizată. Hrănirea în conformitate cu faza de producție este cunoscută sub numele de hrănire de fază.

În trecut, mulți producători adăugau substanțe nutritive la niveluri peste nivelul recomandat necesar pentru întreținere și producție ca „marjă de siguranță”. Spears (1996) a constatat că dieta tipică pentru finisatorii din Carolina de Nord conținea 0,40 - 0,70% fosfor total din dietă. Nivelul recomandat de fosfor pentru porcii de finisare a fost de doar 0,40%. În medie, producătorii își aprovizionau porcii cu 1,55 ori mai mult decât fosforul necesar pentru creștere și întreținere. Un studiu similar efectuat cu bovine de lapte din Wisconsin a arătat că producătorii furnizau 0,45 - 0,50% fosfor total în dietă, atunci când nivelul recomandat de fosfor total pentru o vacă de lapte era de numai 0,38%. Excesul de fosfor furnizat animalelor nu poate fi utilizat de animale și este excretat în gunoi de grajd. Simpla scădere a nivelului de fosfor din dietă 0,1% va scădea excreția fosforului cu aproximativ 8,3% la porci (Kornegay și Verstegen, 2001). Datorită unor astfel de studii, mulți producători scad acum marjele de siguranță pentru a reduce excreția de nutrienți și a economisi bani.

O altă modalitate de a îndeplini cu mai multă precizie cerințele nutriționale ale animalului este utilizarea aminoacizilor sintetici în dietele de pasăre și porcine. Aminoacizii sintetici sunt surse fabricate de aminoacizi specifici foarte concentrați. În mod tradițional, ingredientele bogate în proteine, cum ar fi făina de soia sau făina de carne și oase, au fost folosite pentru a furniza animalului proteinele și aminoacizii necesari. Dar aceste ingrediente pentru hrana animalelor oferă o mare varietate de aminoacizi, nu întotdeauna în cantitățile specifice necesare animalului. Când aminoacizii sintetici sunt suplimentați în dietă, sunt necesari ingrediente mai puțin bogate în proteine ​​pentru a satisface cerința de aminoacizi a animalului, iar aminoacizii sunt adăugați la niveluri care reflectă mai bine nevoile nutriționale ale animalului. Acest lucru reduce conținutul total de proteine ​​din dietă și reduce excreția de azot în gunoi de grajd. Pentru fiecare reducere de 1% a proteinelor brute realizată prin utilizarea aminoacizilor sintetici, pierderile totale de azot sunt reduse cu 8% (Kerr și Easter, 1995). Reducerea excreției de azot scade, de asemenea, producția de amoniac și poate reduce emisiile de miros din instalația zootehnică.

Îmbunătățiți digestibilitatea

O a treia metodă de reducere a pierderilor de nutrienți din gunoiul de grajd este îmbunătățirea digestibilității dietei. Atunci când se hrănește o dietă foarte digerabilă, animalul folosește un procent mai mare de substanțe nutritive pentru întreținere și creștere și mai puțini nutrienți sunt excretați în bălegar. Unele ingrediente pentru furaje sunt mai digerabile decât altele. De exemplu, doar 14% din fosforul din porumb este de fapt într-o formă disponibilă unui porc, în timp ce 90% din fosforul din boabele uscate cu solubile ale distilatorului de porumb este disponibil pentru un porc. Prin selectarea ingredientelor furajere care sunt foarte digerabile, producătorii pot reduce nutrienții excretați în gunoi de grajd. Cu toate acestea, producătorii trebuie să echilibreze digestibilitatea dietei cu economia atunci când decid ce ingrediente pentru hrana animalelor se potrivesc cel mai bine în funcționarea lor.

O modalitate din ce în ce mai obișnuită de a îmbunătăți digestibilitatea fosforului în dietele de porcine și păsări de curte este de a adăuga la dietă o enzimă disponibilă comercial numită fitază. Majoritatea fosforului din boabele de cereale hrănite animalelor este legat de un compus numit fitat. Ca urmare, fosforul nu este disponibil animalului în scopuri de creștere și întreținere și este excretat în gunoi de grajd. Fitaza este o enzimă care sparge compusul fitat și crește disponibilitatea fosforului. Ca rezultat, mai mult fosfor din boabele de cereale este disponibil animalului și mai puțin este excretat în gunoi de grajd. Excreția fosforului poate fi redusă cu 33% atunci când fitaza este adăugată la o dietă săracă în fosfor (Kornegay și Verstegen, 2001). Nu este necesar să adăugați fitază în dietele vitelor, deoarece microbii din stomacul lor produc în mod natural fitază.

Există o varietate de porumb numit porumb cu conținut scăzut de fitat, care are același efect ca și adăugarea de fitază la dietele de porcine și păsări de curte (Figura 1). Acest soi de porumb are același fosfor total ca și soiurile convenționale, dar porumbul cu un nivel scăzut de fitat are în mod natural mai puțin fosfor total legat de compusul de fitat. În consecință, mai mult fosfor este disponibil pentru porc sau pui. În prezent, este mai economic pentru producători să hrănească porumbul convențional cu fitază comercială suplimentară decât să folosească porumb cu conținut scăzut de fitat în dietă. Acest lucru se poate schimba odată cu îmbunătățirea continuă a geneticii plantelor.

rezumat

Implementarea strategiilor nutriționale și furajere discutate mai sus va reduce semnificativ excreția de nutrienți, dar acestea nu reprezintă soluția totală la cantitatea de gunoi de grajd produsă de animale, deoarece utilizarea 100% a unei diete nu este posibilă. Pe măsură ce privim în viitor, pot exista și alte strategii dietetice care devin disponibile pentru a ajuta la scăderea excreției de azot și fosfor în gunoiul de grajd. Cu toate acestea, economia va fi întotdeauna un factor determinant în spatele acceptării de către producător a acestor noi tehnologii, deoarece producătorul trebuie să mențină un profit pentru a rămâne în afaceri. Prin urmare, este necesară continuarea cercetării în acest domeniu pentru a se asigura că producătorii au tehnologii economice disponibile pentru a ajuta la scăderea excreției de nutrienți din unitatea de creștere a animalelor.

Citate din literatura

Kerr, B.J. și R.A. Paști. 1995. Efectul hrănirii dietelor reduse de proteine, aminoacizi suplimentați asupra azotului și a echilibrului energetic la porcii în creștere. J. Anim. Știință. 73: 3000-3008.

Kornegay, E.T. și M.W.A. Verstegen, 2001. Nutriția porcinelor și poluarea mediului și controlul mirosurilor. În Swine Nutriton, ediția a II-a, Lewis, A.J. și L.L. Edsul de Sud. CRC Press Washington, D.C. Pg 609-630.

Spears, J.W. 1996. Optimizarea nivelurilor și surselor de minerale pentru animalele de fermă. În managementul nutrienților animalelor alimentare pentru îmbunătățirea și protejarea mediului, Kornegay, E.T., Ed, CRC Press, Boca Raton, FL. Pg 259-276.

Van Heugten, E și T. Van Kempen. 1999. Pot exista metode pentru reducerea excreției de nutrienți, Furaje, 1 aprilie, pag. 6.