Nutricion y cuidado del medio ambiente

Durante las últimas décadas, los avances en genética, nutrición, alojamiento, control de enfermedades y gestión han dado lugar a mejoras en la eficiencia productiva. Sin embargo, esto ha provocado un incremento general de las cargas medioambientales, como cantidades excesivas de residuos y olores. Con la creciente preocupación por el impacto de los sistemas de producción animal en el medio ambiente, es ineludible que la industria animal sea respetuosa con este para garantizar su crecimiento sostenible a largo plazo.

El sector porcino contribuyó con aproximadamente el 36 % del suministro global de carne en 2017, con una tasa de crecimiento constante (3 % por año) durante las últimas cuatro décadas (FAOSTAT, 2017). Esto no está exento de costos ambientales, ya que para producir 3,5 Tg nitrógeno de carne de cerdo a nivel mundial, se pierden hasta 14,7 Tg nitrógeno en el ambiente (68 % se pierde en cuerpos de agua y 32 % en la atmósfera; Uwizeye et al., 2019). Las emisiones directas e indirectas de óxido nitroso (N2O) y de metano (CH4) provenientes de la producción global de carne de cerdo se estimaron en el 9 % del total de emisiones de la producción ganadera (Gerber et al., 2013).

En general, los cerdos sólo retienen entre el 20 % a 55 % del nitrógeno consumido, del 20 % al 72 % del calcio y fósforo, del 5 % al 38 % de magnesio, sodio y potasio y entre 8 % al 45 % de zinc, cobre, hierro y manganeso. De los nutrientes presentes en el estiércol el nitrógeno, fósforo, potasio y oligoelementos (probablemente cobre y zinc) son los de mayor preocupación. Existe un consenso general de que el fósforo y el nitrógeno son actualmente los principales responsables del impacto ambiental negativo sobre el suelo y el agua.

La cantidad de nitrógeno y fósforo que excretan los cerdos se ve afectada por tres factores principales:

(1) la cantidad de nitrógeno (proteína) y fósforo de la dieta que se consume, (2) la eficiencia con la que son utilizados por el animal, y (3) la cantidad de secreciones endógenas. En general, poco se puede hacer para influir en la cantidad de pérdidas endógenas. Por lo tanto, para reducir la cantidad de nitrógeno y fósforo excretado por los cerdos, se debe disminuir la cantidad consumida y/o la eficiencia de utilización de estos minerales. Con todo esto, a continuación, se presentan brevemente algunas posibles vías nutricionales para reducir la contaminación ambiental de la producción porcina.

Mejorar la eficiencia alimentaria

La mejora de la eficiencia alimentaria global puede producir una reducción importante en la excreción de nutrientes. Coffey (1992) informó de que una reducción en la relación alimento/ganancia de 0,25 unidades porcentuales reduciría la excreción de nitrógeno entre un 5 % y un 10 %. Henry y Dourmad (1991) reportaron para cerdos en crecimiento-terminación que por cada 0,1 unidades porcentuales en la relación alimento/ganancia se obtiene una disminución del 3 % en la producción de nitrógeno. La eficiencia de alimentación puede mejorarse de varias maneras: 1) mejoras en el potencial genético de los animales, 2) una formulación adecuada y precisa de las dietas con ingredientes de alta calidad y 3) el uso de determinados métodos de procesado y alimentación.

Nutrición de precisión

La cantidad de nutrientes excretados puede reducirse disminuyendo la inclusión de niveles excesivos de nutrientes en la dieta. Tradicionalmente, la principal consideración en la formulación de dietas era maximizar el crecimiento y la salud del animal. Se prestaba poca atención a los nutrientes excesivos excretados. Hoy en día se sabe que se puede lograr una gran disminución en la excreción de minerales formulando las dietas para satisfacer más precisamente los requisitos nutricionales y empleando ingredientes de alta digestibilidad. Latimer y Pointillart (1993) informaron que los cerdos en fase de engorde alimentados con dietas que contenían 0,5 % de fósforo crecieron tan rápido y eficientemente como aquellos alimentados con 0,6 % de fósforo, pero la excreción de fósforo fue un 33 % menor en los cerdos alimentados con el nivel más bajo de fósforo. El uso de datos más precisos sobre la composición y disponibilidad de nutrientes de los ingredientes del alimento, y la mejor definición de los requerimientos nutricionales para los animales, permitirá la formulación de dietas que satisfagan mejor las necesidades del animal en las diversas etapas de producción.

Tratamiento adecuado de los alimentos

Se reconoce que la digestibilidad puede mejorarse mediante tratamientos tecnológicos de los alimentos. Por cada 1 % de mejora en la digestibilidad, los residuos de nitrógeno producidos por kg de carne producida disminuyen en un 1,4 % (van Kempen, 2000). Algunos ejemplos de tratamientos tecnológicos son la reducción del tamaño de las partículas (trituración y molienda) y el peletizado. Estos tratamientos son eficaces para mejorar la utilización del alimento y disminuir la excreción de materia seca, nitrógeno y fósforo. Al reducir el tamaño de las partículas, aumenta la superficie de éstas, lo que permite una mayor interacción con las enzimas digestivas. También es bien sabido que un procesamiento adecuado de los alimentos puede reducir los factores antinutricionales (FAN). La mayoría de las semillas de leguminosas, como la soja, contienen distintos FAN, como inhibidores de la proteasa, lectinas, taninos e inhibidores de la amilasa. La digestibilidad y absorción de la proteína se ve comprometida cuando estos FAN están presentes. Así pues, la eliminación de los FAN del alimento y unas mejores condiciones de procesado pueden mejorar la utilización del nitrógeno en los cerdos, lo que reducirá su excreción.

Uso de aditivos

La suplementación con aditivos para alimentos también puede reducir la excreción de nitrógeno y fósforo mediante una mejora en su utilización. Uno de los aditivos para alimentos más representativos para reducir la excreción de nutrientes del estiércol animal son las enzimas. Estas enzimas pueden hacer todo o parte de lo siguiente: 1) complementar la producción de enzimas endógenas del huésped, 2) aumentar la disponibilidad de nutrientes en el alimento, 3) mejorar la digestibilidad del material fibroso indigerible y 4) disminuir los factores antinutricionales (FAN) presentes en los ingredientes del alimento. La fracción de carbohidratos de los ingredientes de los alimentos consiste en almidón, azúcar y polisacáridos no amiláceos (NSP), fracción de fibra dietética soluble, como celulosa, hemicelulosa, pectinas y oligosacáridos. Estos NSP son resistentes a las enzimas digestivas, pero la digestibilidad de estos alimentos fibrosos puede mejorarse mediante el tratamiento con enzimas capaces de hidrolizar los NSP a monosacáridos. Las xilanasas y las B-glucanasas son enzimas que se utilizan para degradar las NSP presentes en cereales como el trigo y la cebada. El cerdo no segrega estas enzimas y no tiene capacidad para digerir y utilizar las NSP con la consiguiente pérdida de energía aprovechable de la dieta. Dado que estas NSP pueden atrapar otros nutrientes, como proteínas y minerales, también aumentan la excreción de minerales. Los probioticos también pueden, en determinadas condiciones, proteger a los lechones jóvenes contra los trastornos enteropatógenos y mejorar el rendimiento del crecimiento.

A partir de los numerosos estudios, se ha reconocido que el efecto positivo de los probióticos está relacionado con la creación de un entorno desfavorable para el crecimiento patógeno en el tracto gastrointestinal. Por consiguiente, es posible que los probióticos disminuyan el catabolismo microbiano intestinal y tengan un efecto ahorrador de nutrientes (aminoácidos y carbohidratos) que conduzca a una reducción de los flujos de nitrógeno.

Control de la excreción de fósforo mediante fitasa microbiana

El FAN más importante en la nutrición porcina, en lo que se refiere a la gestión de nutrientes, es el fitato. El fitato es el principal constituyente que contiene fósforo de muchas semillas y tubérculos y su papel fisiológico primario es un almacén de fósforo de las plantas para la germinación. En general, los fitatos constituyen alrededor del 1 % - 2 % en peso de muchos cereales y semillas oleaginosas. Los principales ingredientes de las dietas de los cerdos son las semillas (granos de cereales) o los productos derivados de las semillas (harina de semillas oleaginosas y subproductos de los cereales). Sin embargo, el 60 % - 90 % del fósforo de estos alimentos está presente en forma de fitato, el cual los cerdos no pueden aprovechar eficazmente. Las estimaciones de biodisponibilidad del fósforo en la harina de soja para los cerdos oscilan entre el 10 % y el 30 %. Este fósforo de fitato debe ser hidrolizado por una enzima, la fitasa, en fósforo inorgánico antes de que pueda ser utilizado por los cerdos.

Cuatro fuentes de fitasas tienen el potencial de degradar el fitato dentro del tracto digestivo de los cerdos: 1) fitasas intestinales en las secreciones digestivas 2) fitasas endógenas presentes en algunos ingredientes de los alimentos 3) fitasas originadas por bacterias residentes y 4) fitasas producidas por microorganismos exógenos. Al usar la cantidad adecuada de fitasa microbiana, se puede liberar y poner a disposición del animal entre el 20 % y el 50 % del fósforo ligado. Así, se reduce la cantidad de fósforo inorgánico que debe añadirse para cumplir con los requerimientos de fósforo y disminuir la cantidad de fósforo excretado puede disminuir en la misma proporción.

Uso de aminoácidos sintéticos para la formulación de dietas

Es lógico que una información más exacta permita una formulación más precisa de los alimentos para satisfacer las necesidades de aminoácidos/proteínas y reducir la excreción de nitrógeno. Dicha información permitirá al nutricionista aplicar el concepto de “proteína ideal” o “aminoácidos equilibrados”. El concepto de proteína ideal propone que la proteína ideal consiste en todos los aminoácidos en las proporciones exactas para el mantenimiento y la acumulación de tejido magro. Según este concepto, las necesidades de todos los aminoácidos esenciales se expresan como porcentaje de lisina y cada aminoácido es igualmente limitante y se minimiza la excreción de nitrógeno. Desde un punto de vista práctico, el concepto de proteína ideal permite un cálculo rápido de las necesidades de aminoácidos y flexibilidad en la formulación de la dieta, siempre y cuando el requerimiento de lisina se encuentre definido. Proveer dietas con aminoácidos sintéticos altamente disponibles puede mejorar la absorción y la síntesis de proteínas. Esto reducirá la cantidad de nitrógeno en la dieta, lo que a su vez reducirá la excreción de nitrógeno. Un medio simple de mejorar el equilibrio de aminoácidos en la dieta es reemplazar parcialmente algunas de las fuentes estándar de proteínas (por ejemplo, la harina de soja) con aminoácidos sintéticos purificados. Si estas dietas se formulan y producen adecuadamente, deberían sostener al menos los mismos niveles de rendimiento en comparación con las dietas basadas en maíz y soja.

Alimentación por fases y sexo

La alimentación en fases podría utilizarse para reducir la excreción de nitrógeno y fósforo alimentando a los cerdos de forma más acorde con su edad y estado fisiológico. La alimentación por fases es un término utilizado para describir la alimentación con varias dietas durante un periodo de tiempo relativamente corto con el fin de satisfacer las necesidades nutricionales de los cerdos. La alimentación por fases permite satisfacer mejor las necesidades de nutrientes y proporciona un programa de alimentación más económico y respetuoso con el medio ambiente para los cerdos.

La introducción de uno o más alimentos adicionales evitará las dietas para cerdos en fase de crecimiento y engorde se elaboran en función de las condiciones de sobrealimentación o subalimentación y ayudan a equilibrar los aminoácidos y el fósforo digestible de la dieta con las necesidades del cerdo, con lo que se excreta menos nitrógeno y fósforo. Es decir, cuando las dietas se formulan con precisión para satisfacer las necesidades de nutrientes (especialmente proteínas y aminoácidos) de los cerdos, la excreción de nitrógeno puede reducirse debido a la disminución del exceso dietético y a una mejor utilización de los nutrientes.

Koch (1990) informó que, ajustando la composición de nutrientes del alimento a las necesidades de los cerdos a una edad y peso determinados mediante un sistema de alimentación en fases, la excreción de nitrógeno podía reducirse en un 14 % y la retención de nitrógeno podía mejorarse en un 10 %. Alimentar a las cerdas por separado, lo que se conoce como alimentación separada por sexos, también puede reducir la excreción de nitrógeno y fósforo. Es bien sabido que los capones consumen más alimentos y ganan peso corporal más rápidamente que las cerdas jóvenes. Por lo tanto, alimentar a las cerdas jóvenes y a capones por separado con dietas que satisfagan mejor sus necesidades nutricionales sea un sistema de alimentación más eficaz para los cerdos de engorde que un sistema de alimentación en el que se mezclen capones y cerdas jóvenes en los mismos corrales.

Ing. Zoot. (Dr.) Francisco Rivas.