Download Estrategias nutricionales para g p minimizar el impacto ambiental de

Estrategias
g
nutricionales p
para
minimizar el impacto ambiental de la
producción animal
Javier Martín-Tereso y
Project
j
Manager,
g , Nutreco Ruminant Research Centre
Ellen Hambrecht
Risk Analysis and Issue Manager, Nutreco Quality Affairs
Nutreco Research and Development,
Boxmeer, Países Bajos
1
Contenidos
„
Introducción
¾
Sostenibilidad
¾
Impacto ambiental
•
Eficiencia como estrategia
„
Eficiencia energética
„
Eficiencia proteica
„
Eficiencia mineral
„
¾
Fósforo
¾
Zn, Cu y metales pesados
Conclusiones
Evolución de la producción de alimentos
Porcentaje de ingresos
dedicados a la alimentación
„
1945-1960:
1945
1960:
Garantía alimentaria (food security)
Eliminación de la pobreza
Africa,
Korea Norte
>40-65%
„
1960-1980:
Racionalización y modernización
China,
India
>20-40%
„
1980-2000:
Consciencia productiva
Medio ambiente, bienestar animal,
eliminación de antibioticos
Europe
del Este
>20-40%
„
2000-2010:
Seguridad alimentaria y calidad
final del producto
„
2010:
America N,
Europe Occ.,
Japon,
Australia
10-20%
Sostenibilidad y tecnología
Source: OECD – FAO 2008
Evolución de la población mundial
9.000.000.000
8.000.000.000
Espectacular aumento de la población
especialmente desde la 2a guerra mundial
Población actual
6.6 mil millones
P
Població
ón
7.000.000.000
6.000.000.000
5.000.000.000
4.000.000.000
La mitad de la humanidad
vive en la actualidad
3 000 000 000
3.000.000.000
2.000.000.000
1.000.000.000
0
año
Etima para el 2050
9.2 mil millones
Consumo mundial de carne
¡Se espera que llegue a 465x106 Ton en el 2050!
Fuente FAO
Progresión y perspectivas
del consumo
mundial
de carne 1994-2014
Global meat consumption
overview
1994–2014
106 Ton
n
750
Retail
250
weight
(mln T)
CAGR
(%)
200
Asia
27
2.7
Europe
0.6
150
100
North America 1.6
50
South America 3.2
Africa
Australia-NZ
0
1994
1996
1998
2000
2002
2004
2006
2008
2010
2012
2014
Source: OECD
3.0
1.1
Impacto ambiental – Recursos – Sostenibilidad
RECURSOS
„
„
LECHE
„
Nutrientes
„
Energía
IMPACTO
„
LECHE
„
Acapara nutrientes
„
Acapara energía
„
VACA
„
Excreciones
basales
„
Produce
subproductos
„
Transformación del
medio
Recursos = impacto = costes
VARIABLES
VACA
„
Necesidades de
mantenimiento
„
Ineficiencia de
transformación
„
Agua aire
Agua,
aire, espacio
Recursos = impacto = costes
FIJOS
„
GRANJA
„
Superficie útil
„
Irradiación solar
„
Recursos hídricos
„
Recursos = impacto = costes
FIJOS
GRANJA
„
D f
Deforestación
t ió
„
Transformación
„
Polución de suelos
y agua
Sostenibilidad – Rentabilidad - Eficiencia
„
Asumiendo un crecimiento de…
„ Población
„ Poder adquisitivo
„ Es inevitable un aumento de la producción
p
„
Única vía hacia la sostenibilidad
„ Reducción de uso de recursos fijos
• Menos animales y espacio
• INTENSIFICACION
„
Reciclado de subproductos
• Integración con la producción vegetal
• Nuevas tecnologías
• TECNIFICACION - INNOVACIÓN
Contribución de la producción animal a los
gases de efecto invernadero ((FAO 2006))
g
„
Casi el 18% del total de emisiones está relacionada con la
p od cción de alimentos
producción
„
30% del las cuales asociada a sistemas intensivos
(5.3% del total)
„
DEL TOTAL DE EMISIONES...
EMISIONES
„ 38% es CO2 (89% calculado como resultado de la deforestación)
„
30% es CH4 (*)
„
31%
3
% es N2O ((*))
(82% de fermentaciones entericas)
((>80%
80% relacionadas
a o adas con
o el estiercol)
s
o)
(*) en equivalentes CO2
Fuente: Livestock’s long shadow (FAO, 2006)
Opciones de mitigación (FAO 2006)
„
Reducción de la deforestación
„
Manejo de suelos y praderas
„
Reducción de CH4 producido en fermentaciones entéricas a
través de mejorar la eficiencia nutricional
„
Reducción de N2O y CH4 a través de reducción, predigestión
y aplicación de estiércoles
„ Mejora nutricional
„ Producción de biogas
„
Maximizar la eficiencia proteica
Fuente: Livestock’s long shadow (FAO, 2006)
Acción nutricional: Valoración de emisiones de materias primas
kg CO2 eq.
Emisión de gases (CO2 eq
eq./ton)
/ton)
1400
Transporte
1200
Procesado
1000
Cultivo
800
600
400
200
0
Trigo
Maíz
Gluten feed meal Aceite de palma
(crudo)
Soy bean meal
Pulpa de
remolacha
Integración de intereses
Este reto requiere innovación
Kempen System – Sostenibilidad social
Eficiencia energética
14
Racionamiento mecanístico
Nutreco Ration Calculation Concept
p
Alimento
Rumen
Intestino
Proteína
Amino ácidos
NH3
Ubre
Nutriente
Proteína Aminogénica
Proteína Micr.
Propiónico
Glucosa
(hígado)
Almidón
Pectina
Fructosanos
Azúcares
Hac/Hpr
HBu/HPr
HBu/HPr
Celulosa
HAc
H i l l
Hemicelulosa
HA
HAc
Lignina
‘Estructura’
Grasa
Lactosa
Glucogénica
Grasa
Cetogénica
Validación experimental
Dieta cetogénica
Dieta glucogénica
Glucosa (g/día)
2791
2918
Grasa (g/día)
3181
3120
Prot. Dig. Int. (g/día)
2023
2034
22470
22340
Ingesta MS
22.8
22.8
Leche (kg)
31.1
32.0
Grasa (%)
4.48
4.30
Proteína (%)
3.56a
3.70b
Energía neta (VEM/día)
Fuente: Nutreco Ruminant Reseach Centre
Integración en forma de software
Valoración NIR de degradabilidad de forrajes
250
y = 0.9704x + 4.2093
2
R = 0.9789
200
300
y = 1.0156x + 58.266
2
250
R = 0.4787
PKS NIRS->N
NZ
PKS oud
200
150
100
150
100
50
50
0
0
0
50
100
150
PKS w erkelijk
200
250
0
50
100
150
PKS w erkelijk
La estima de carbohidratos de
rápidamente fermentables
mejora claramente con la
calibración NIR
200
250
Técnicas de monitoreo – Valoración de heces
Eficiencia proteica
20
Eficiencia proteica de la producción de leche
Nitrógeno
no proteico
Nitrógeno
no
o proteico
p ote co
Efecto del nivel de proteína bruta en la
eficiencia p
proteica y productividad
p
Incremento de leche de 0.30 a 0.45 litros por % PB en la dieta
Eficiencia N baja ~1.5% por % PB en la dieta
Bach et al., 2006
Sincronía ruminal y eficiencia N
„
Ventajas teóricas
„
„
„
„
„
„
Maximizar proteína
í
microbiana
b
Optimizar fermentación
Minimizar p
perdidas N
En la práctica
„
Urea reciclada a rumen
Difícil
Difí
il d
de validar
lid
Ignora reciclado
Urea excretada a leche y orina
Objetivo
„
„
„
Minimizar N en leche y orina
Minimizar toxicidad NH3
Minimizar coste energético de urea
Reynolds and Kristensen., 2008
Proteína de pescado
Press release October 2008:
“Skretting fed salmon yield
more fish protein than they consume”
consume
140
120
100
80
%
Feed sales %
Fishmeal volume
60
40
20
0
2004
2005
2006
2007
Eficiencia mineral
25
Minlink para minimizar excesos
Evaluación de correctores
„ Respecto al escenario productivo
¾ Animal
¾ Ración
„
¿Cómo opera Minlink?
Estima detallada
del balance en el
escenario productivo
¿Cómo evalúa Minlink el perfil de los correctores?
„Minlink
calcula el mínimo aporte
necesario para cubrir necesidades
„Minlink
evalúa por mínimos cuadrados
como encajan los perfiles netos de
nutrientes
„Minlink
sugiere que corrector es el más
ADECUADO para cada situación y
apunta a potenciales mejoras de la
fórmula
P fil de
Perfil
d sobre
b suplementación
l
t ió
ADECUADO
Definido como aquel corrector que incurre
en menos excesos innecesarios
¿Qué pasa con el fósforo?
„
Aprox. 30% de los costes de suplementación mineral
„
Espectacular incremento de precios en 2008
Recomendaciones de P para vacuno de leche
NIVELES BASALES
Nutreco RRC 2002
Fósforo y fertilidad en 1941
Palmer, L. S., T. W. Gullickson, W. L. Boyd, C. P. Fitch, and J. W. Nelson.
1941. The effect of rations deficient in phosphorus and protein on ovulation,
estrous, and reproduction of dairy heifers. J. Dairy Sci. 24:199–210
Fósforo y fertilidad en la realidad
(0.37 vs 0.57%/DM)
Lopez, H., Kanitz, F. D., Moreira, V. R., Satter, L. D., Wiltbank, M. C.
Reproductive Performance of Dairy Cows Fed Two Concentrations of Phosphorus
J. Dairy Sci. 2004 87: 146-157
Degradabilidad ruminal de los fitatos en detalle
J. Martín-Tereso, A. Gonzalez, H. Van Laar, C. Burbano, M. M. Pedrosa, K. Mulder, L. A. den Hartog, M. W. A. Verstegen
2008 In situ ruminal degradation of phytic acid in formaldehyde treated rice brans.
Sistema MINAS Holandés (1998-2006)
Exceso no tasable dependiente del tipo de suelo
„ Exceso por encima de esa cantidad
„ 2.30€/kg N/ha
„ 20.60€/kg
20 60€/kg P/ha
„
Oenema 2004
Piensos
F tili
Fertilizantes
t
Leche
Estiercol
Cosechas
RIVM, 2002:C2
Para una granja de 240 cerdas
podría representar 5000€ anuales y
para una de 2000 cerdos 19500€
PraktijkRapport Varkens 2002/5
Metales pesados
„
Concentración en suelos depende de factores edáficos
„
También depende de las densidades ganaderas
„
Hay zonas donde se estima una perdida de fertilidad en un
plazo de cientos de años
www.milieuennatuurcompendium.nl
Origen de los metales en suelos agrícolas holandeses
„
El gran aporte es agrícola
„
Hay más tolerancia con los estiércoles que con otros tipos
de residuos
„
Hasta que punto podemos reducir estos aportes?
Límites legales de Zn y Cu en la EU
„
Reducción en 2003
„
Exclusión del uso promotor del
crecimiento excepto en lechones
„
„
Cuestionados en la actualidad
Se explora
S
l
poner lí
límites
it a llos
estiércoles en vez de la los
alimentos
Zn
Cu
Cerdos
150
170
Cerdos
finalización
150
25
Cerdas
150
25
Aves
150
25
Vacas leche
150
35
V
Vacuno
cebo
b
150
35
Ovejas
150
15
Efecto de los antagonistas
g
sobre las necesidades de Zn
Zn en dieta (ppm) para un ratio Ca x Phytate / Zn molar de 3.5 mol/kg
Fitato en la
dieta (%)
Calcio en dieta (%)
0.60
0.80
1.00
1.20
0.5
21*
28*
35*
42*
0.9
38*
50
63
76
1.3
55
73
91
109
1.7
71
95
119
143
2.1
88
118
147
176**
* Por debajo de recomendaciones del NRC e INRA para avicultura
** Por encima del límite legal de la EU(150ppm)
Balance mineral y desempeño animal
Dese
empeño
Balance Óptimo
homeóstasis
Muerte
Aporte
Subóptimo
Buen
desempeño
Toxicidad
Subclínica
Balance de elemento traza
(Necesidad Neta – aporte disponible)
Javier Martín-Tereso (Nutreco RRC)
Muerte
Regulación: Efecto sobre la absorción
Response to Zn Sulfate
supplementation
Response to Zn Sulfate
supplementation
600
Slope = 0.7
150
Bon
ne Zn
Bone Zn
B
175
125
Slope = 3.3
45
Slope = 0.2
500
40
400
35
Bone Zn
300
30
M
Mucosal
l MT
Liver MT
200
25
100
20
0
15
100
20
40
60
80
y Zn
Dietary
100
59
259
459
659
Dietary Zn
Wedekind et al. Journal of animal Science 1992
Cao et al. Journal of Animal Science 2000
Metallothionein
200
Efecto de la quelación sobre la regulación de la absorción
REGULACION NEGATIVA
REGULACION POSITIVA
2 veces menos
(1 0 vs 0
(1.0
0.5)
5)
2 veces más
(3.3 vs 6.7)
230
Tibia
a Zn μg
210
190
170
ZnSO4
Zn orgánico
150
Necesidades satisfechas
130
Zn suplementario
basal
110
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
100
Zn ingesta
Wedekind et al. Journal of animal Science 1992
Substitución de la seguridad cuantitativa por cualitativa
Probab
bility
Perform
mance
Balance óptimo
homeostasis
Muerte
Muerte
Aporte
subóptimo
buen
desempeño
Toxicidad
subclínica
Aporte basal
de la ración
mejor
regulación positiva
Ración basal
con premix con
Ración basal
Minerales quelados
con premix
mejor
regulación negativa
Balance de elemento traza
(necesidad neta – aporte disponible) Javier Martín-Tereso (Nutreco RRC)
Conclusiones
„
La producción sostenible
„
„
„
El impacto ambiental nunca es cero
„
„
„
Pero puede ser mínimo por unidad de producto
Impacto mínimo es función de la producción/población a alimentar
La eficiencia es el modo de enfrentarse al reto
„
„
„
„
Mínimos recursos por unidad de producto generado
Uso de recursos regenerables
Tecnología
I t
Integración
ió d
de sistemas
i t
animal
i
l y vegetal
t l
Innovación
L clave
La
l
d
de é
éxito
it es integrar
i t
intereses
i t
„
„
Conectar eficiencia con beneficio económico
Conectar recursos e impacto a los costes