Nuevas estrategias de la alimentación animal para reducir las emisiones de gases contaminantes del purín

La composición y el nivel de proteína de las dietas del ganado porcino son, respectivamente, los factores con mayor impacto en la huella de carbono de la producción de carne y en las emisiones de gases contaminantes (amoníaco [NH₃] y gases de efecto invernadero (GEI; óxido nitroso [N₂O] y metano [CH₄]) del purín (European Environment Agency, 2017). La sustitución de cereales por subproductos fibrosos de la industria agroalimentaria puede contribuir a reducir la estimación de emisiones de GEI de la producción de piensos, por ser ingredientes locales y por la revalorización de recursos renovables. Por otro lado, la fertilización nitrogenada de los suelos agrícolas es responsable de la mayor parte de las emisiones de N₂O de la agricultura, y este GEI tiene un potencial de calentamiento de la atmósfera 300 veces superior al CO₂. La vía más importante de pérdida de N del purín es la volatilización del NH₃, que no sólo tiene efectos adversos sobre la salud y el medio ambiente, sino que también representa una pérdida de N y del valor fertilizante del purín. Estudios previos (Aaarnink y Verstegen, 2007) sugieren que aumentar los niveles de fibra en los piensos del ganado porcino puede contribuir a reducir las emisiones de NH₃ del purín, al aumentar el ratio de N excretado en heces/orina y disminuir su pH. Sin embargo, esta estrategia podría empeorar los índices productivos de cerdos en cebo y aumentar el volumen de deyecciones. Además su impacto sobre el valor fertilizante del purín y las emisiones de gases de los suelos agrícolas ha sido poco estudiado.

Gran parte de los subproductos del área mediterránea proceden de las industrias del aceite, de los zumos de cítricos, y de otros frutos. Estos subproductos se caracterizan por poseer una elevada fracción fibrosa, muy variable en su composición y grado de lignificación, lo que determina su potencial utilización por la microbiota intestinal y su aporte de energía en dietas de porcino. Además en estos subproductos se concentran ciertos metabolitos secundarios de las plantas funcionalmente bioactivos, cuyo grupo más relevante son los polifenoles. Los polifenoles más abundantes en las frutas son los flavonoides y dentro de este grupo, la flavanona naringenina es específica de los cítricos y de alta biodisponibilidad (40-50%) mientras que en la garrofa abundan los flavonoles polimerizados o proantocioanidinas (taninos condensados) que se excretan mayoritariamente (un 90%) en heces (Bravo, 1998). Se estima que un 95% de los polifenoles ingeridos llegan intactos al ciego, donde son metabolizados por la microbiota cecal, y sus catabolitos absorbidos y excretados en la orina o bien eliminados en las heces. La actividad antioxidante, antinflamatoria y bactericida de los polifenoles han sido ampliamente demostradas, pero sus interacciones con la microbiota intestinal y de los suelos agrícolas son menos conocidas.

Recientemente Beccaccia et al. (2015) midieron las emisiones de gases de los purines de cerdos que habían recibido una dieta control convencional (cebada, trigo y harina de soja) o dietas suplementadas con niveles crecientes (7,5 y 15%) de pulpa de cítricos o de garrofa. Las cinco dietas se formularon con el mismo nivel de fibra (16% FND) siguiendo estándares comerciales (normas Fedna 2008), y manteniendo constantes los niveles de energía neta y aminoácidos digestibles. Los ensayos de digestibilidad y balance de N demostraron que el volumen de purín (kg/animal), su concentración de N y de materia seca no fue diferente entre dietas, aunque el pH de los purines fue más bajo para las dietas con un 15% de subproductos (7,5 vs 8,1 para la dieta control, p<0,05). Paralelamente, las emisiones diarias de NH3 por kg de purín fueron más bajas en todas las dietas suplementadas con subproductos fibrosos que en la dieta convencional (2,44 vs.1,81g de promedio; p<0,05) y los purines de estas dietas mostraron un potencial más bajo para emitir CH₄, independientemente de la fuente de fibra (tabla 1).

Tabla 1. Efecto de la fuente y nivel de subproductos fibrosos en las dietas de cerdos de cebo sobre las características y emisiones del purín (Beccaccia et al., 2015).

Dietas	Control	Pulpa de cítricos		Garrofa
Nivel subproductos	0%	7,5%	15%	7,5%	15%
Características purín
Materia seca, g/kg	137	109	115	101	122
N total, g/L	9,9	8,3	7,7	8,2	7,5
N amoniacal, g/kg	3,0	3,9	3,3	3,0	3,6
pH1	8,8	8,0	7,4	8,2	7,5
Emisiones gases purín
g NH3/kg purín2	2,4	1,8	1,6	1,8	2,0
mg NH3/kg N purín1	207	209	169	205	186
CH4, L/g sólidos volátiles1	353	393	332	361	326

¹Efecto lineal (p≤0,05) del nivel de subproductos
²Control vs. todas las dietas con subproductos (p<0,05);

Cuando estos purines se utilizaron como fertilizantes (Sanchez et al., 2017), las emisiones de N₂O de suelos cultivados con raygrass se redujeron un 47% con los purines de dietas suplementadas con garrofa, y un 65% en las que incluían pulpa de cítricos, respecto a las obtenidas con los purines de la dieta control (figura 1). La disminución de las emisiones de N₂O estuvo relacionada (r = -0,92; n= 5, p<0,05) con la cantidad de benzoico aportada con los purines, mientras que las concentraciones de N mineral (NH4^+-) retenido en los suelos se relacionaron positivamente (r = 0,90; n= 5, p<0,05) con las de ácido hipúrico. La fuente de ambos ácidos en los purines de las dietas con pulpa de cítricos fueron los polifenoles (naringerina) mientras que los taninos condensados en los purines de las dietas con garrofa probablemente redujeron la capacidad nitrificante y/o desnitrificante de las bacterias del suelo, disminuyendo las emisiones de N₂O en las primeras semanas tras el abonado.

Estos resultados muestran el potencial de nuevas estrategias de la alimentación animal para reducir las emisiones de NH₃ y GEI de la producción porcina y de la agricultura, y las estimaciones de la huella de carbono de la producción de piensos con la utilización de subproductos fibrosos reemplazando cereales en las dietas del ganado porcino.