Uso de aminoácidos por el pavo y las emisiones de nitrógeno

La modificación de la dieta es una manera de resolver el problema de las emisiones al aire que ya se ha estudiado y que ha mostrado ser prometedora. Sin embargo, quizás no sean suficientes las mejoras hechas para poder cumplir con las necesidades futuras reglamentarias.

La modificación de la dieta es una manera de resolver el problema de las emisiones al aire que ya se ha estudiado y que ha mostrado ser prometedora. Sin embargo, quizás no sean suficientes las mejoras hechas para poder cumplir con las necesidades futuras reglamentarias. Cuando se consideran las estrategias de reducción de emisiones nitrogenosas al aire, hay dos tipos de modificación de la dieta:  

  1. Reducción de la masa de ingreso de nutrientes 
  2. Modificación de la forma de nutrientes  

La primera, cambia las concentraciones de nutrientes que se alimentan, y podrían incluirse enfoques específicos: 

  1. La alimentación más cerca de los requerimientos (reducción de los márgenes de seguridad) 
  2. Formulación con ingredientes más altamente digestibles 
  3. Aumentar la cantidad de fases de la dieta para que se cumplan más rigurosamente las cambiantes necesidades de nutrientes del ave 

La segunda, cambia la forma química de los nutrientes que se excretan mediante la manipulación de la dieta (es decir, acidificación, inclusión de aditivos como los inhibidores de ureasa, o selección de materias primas para cambiar el sitio de excreción de nitrógeno o alterar las condiciones dentro de las heces que afectarían la pérdida gaseosa durante el almacenamiento. 

El nitrógeno   

Hasta ahora, el nitrógeno ha sido el principal nutriente al que se ha dirigido la atención en las emisiones al aire (predominantemente como NH3). Aunque los estudios que se enfocan a la reducción de proteína cruda de la dieta demuestran reducciones en el nitrógeno excretado, pocas investigaciones han visto qué se volatilizaría bajo condiciones específicas de almacenamiento y qué forma de este elemento habría una vez excretado (NH3, NO, N2O, N2). El potencial de calentamiento global del N2O es de 310 veces el del CO2 (Grubb et al, 1999). Para el N2O, la cantidad liberada depende del sistema y la duración del almacenamiento de las heces. Debido a que la producción del N2O requiere una reacción inicial aeróbica y luego de un proceso anaeróbico, existe la teoría de que los sistemas de manejo aeróbicos en seco pueden brindar un ambiente más propicio para la producción de este compuesto. El estiércol aplicado en la tierra presenya muchos factores que influyen sobre las emisiones de N2O, como temperatura, precipitación y humedad de la tierra, método de aplicación, etc. 

Reducción de la masa de ingreso de nutrientes   

Las recomendaciones de aminoácidos del National Research Council (1994) para aves se basaban en lo último que había en aquella época en la literatura arbitrada, que ahora ya tiene 19 años o más de antigüedad. 

El ave comercial actual es muy diferente de la que había antes de 1991, debido a la selección genética, prácticas de manejo y cambios del alimento (Havenstein et al., 1994, 2003; Williams et al., 2000). Por ejemplo, el promedio de peso corporal de pavos macho a las 18 semanas de edad en 1986 era de solo 11 kg (Ferket, 2003); hoy es poco más de 18 kg. 

La reducción del contenido de proteína cruda (mediante la formulación de acuerdo con las necesidades de aminoácidos esenciales más que con un mínimo de proteína cruda) de las dietas de pavos, puede brindar beneficios económicos considerables. Para las líneas genéticas de pavos cuando se realizaron los estudios, varios investigadores notaron que cuando se cubrían los requerimientos de aminoácidos esenciales, no se garantizaban las recomendaciones de proteína cruda del National Research Council de 1994 (Sell y Jeffrey, 1994; Waibel et al., 1995; Boling y Firman, 1997; Kidd et al., 1997; Waldroup et al., 1997). En función de los programas de alimentación por fases, estos estudios indicaban que se necesitaban del 100 al 107 por ciento de las recomendaciones del National Research Council (1994) de aminoácidos esenciales para maximizar el crecimiento y el rendimiento de carne de pechuga. Se ha hecho muy poca o nula investigación con pavos con respecto a la pérdida de nitrógeno al ambiente. 

Pocos han desafiado estas recomendaciones: tal vez sean o no adecuadas para las líneas genéticas actuales. Sin embargo, la alimentación del 110 por ciento de los requerimientos del National Research Council (1994) no mejoró el desempeño o el rendimiento de los pavos machos (Applegate et al., 2008). Otros trabajos de Noll et al. (en Lunden, 2009) indican que con un mínimo de proteína cruda en la formulación, no se afecta significativamente el peso corporal por el 100 por ciento contra 110 por ciento de la proteína cruda del National Research Council (18.7 kg contra 19.3 kg, respectivamente). Sin embargo, la conversión alimenticia fue 0.03 menor, mientras que el rendimiento de pechuga (por ciento de la canal) fue de 1.5 por ciento mayor para las aves alimentadas con el 110 por ciento del National Research Council. 

Como guía, por cada 1 por ciento de reducción de la proteína cruda, las pérdidas de NH3 calculadas se reducen en un 10 por ciento en cerdos y aves (Sutton et al., 1997; Kay y Lee, 1997; Blair et al., 1995; Jacob et al., 1994 y Aarnink et al., 1993). Conforme se alimenta más cerca de los requerimientos verdaderos de nitrógeno, las mayores reducciones en la proteína cruda pueden resultar en una reducción menos pronunciada de excreción de nitrógeno y pérdidas de NH3. Investigaciones hechas en nuestro laboratorio de los métodos de formulación de aminoácidos con pavos ilustran que una dieta de proteína más baja con 3 aminoácidos suplementarios (metionina, lisina y treonina) comparado con 2 (metionina y lisina) mantiene el desempeño y el rendimiento de carne, y reduce el nitrógeno excretado en 7 a 10 por ciento y se ahorra hasta $0.48 en el costo del alimento por ave (Applegate et al., 2008). Además, la alimentación de pavos con formulaciones más bajas en aminoácidos (100 por ciento comparado con 110 por ciento de las recomendaciones de aminoácidos del National Research Council de 1994) resultó en una reducción del 7 por ciento en la excreción de nitrógeno. De la misma forma, pavos alimentados con 3 en comparación con 2 aminoácidos suplementarios excretan 11 por ciento menos nitrógeno. 

Aunque la mayor parte de las investigaciones solamente se enfoca a los aspectos de producción de la disminución de la ingestión de nitrógeno Liu et al. (2011a,b; figuras 1 y 2) utilizaron las mismas dietas que Applegate et al. (2008) para cuantificar el equilibrio de masa de nutrientes y las emisiones al aire en pavos. Las dietas con el 110 por ciento del National Research Council aumentaron la emisión de NH3 en un 17 por ciento en comparación con el 100 por ciento. Con dos aminoácidos suplementarios aumentó la emisión de NH3 en un 31 por ciento en comparación con tres aminoácidos. En las cuatro dietas, la distribución del nitrógeno, como porcentaje de lo que ingresa, promedió el 30 por ciento, 45 por ciento, 11 por ciento y 11 por ciento para la retención, excreción, emisiones al aire y pérdidas no tomadas en cuenta, respectivamente. Además, el N2O emitido resultó en una contribución considerable (13 por ciento) a las emisiones de gases de efecto invernadero de la explotación. En particular, esta emisión de nitrógeno no englobaría todas las emisiones de N2O ya que podrían darse emisiones adicionales durante el almacenamiento, transporte y aplicación en la tierra del estiércol. 

Selección y digestibilidad de ingredientes   

La selección de ingredientes puede desempeñar un papel crítico en la reducción de la excreción de nutrientes. Hasta ahora, los enfoques han sido el uso de ingredientes con mayor digestibilidad de aminoácidos y el incremento de la cantidad de aminoácidos suplementarios. La formulación con base en aminoácidos digestibles también va a reducir la cantidad total de proteína cruda y a limitar la cantidad excesiva de aminoácidos no esenciales alimentados, si se cuenta con materias primas de proteína cruda de mayor digestibilidad. 

Edad adecuada para las pérdidas de aminoácidos endógenos:  Con respecto a la digestibilidad de aminoácidos, varios investigadores han indicado que la digestibilidad de aminoácidos no madura sino hasta los 10 a 14 días de edad (Batal y Parsons, 2002). Sin embargo, cuando se toman en cuenta las diferencias por pérdidas endógenas, un amplio porcentaje de la digestibilidad de aminoácidos supuestamente ligada a la edad puede atribuirse a diferencias relacionadas con la misma en el flujo basal de aminoácido endógenos  (Adedokun et al., 2007a,b). Por ejemplo, la digestibilidad de la treonina representa del 28 al 95 por ciento de la diferencia en digestibilidad entre los 5 y 21 días de edad  (Adedokun et al., 2008), y es un contribuyente mucho mayor a esta diferencia de edades en comparación con el pollo de engorda. 

Digestibilidad de aminoácidos de ingredientes:  La selección de materias primas de alimentos con una digestibilidad relativamente alta puede ayudar a la reducción general en la formulación de aminoácidos. Las fuentes tales como la harina de plumas generalmente no se consideran en la formulación debido a su perfil de aminoácidos y a su digestibilidad. De la misma forma, la formulación para reducir emisiones debe también considerar la calidad de la proteína, como se ejemplifica en el intervalo de digestibilidad aparente, y en el caso de que las temperaturas de procesamiento pudieran causar reacciones de Maillard, así como otras condiciones que pudieran reducir la disponibilidad de aminoácidos. En el cuadro 1 se muestran ejemplos de intervalos de variación típica de la digestibilidad de aminoácidos de ingredientes de varias fuentes. 

Las harinas de carne y hueso con grandes proporciones de pelo o colágeno pueden impactar mucho la disponibilidad total de aminoácidos. Por ejemplo, Lilburn (2004) informó que la digestibilidad de la lisina, metionina, treonina y triptofano fueron sustancialmente más bajas en una muestra de harina de carne y hueso que contenía una cantidad alta de hidroxiprolina (indicio de alto contenido de colágeno). La digestibilidad de aminoácidos de los ingredientes no deben darse por sentado de que sean las mismas para pavos que para pollos. Lilburn et al. (2004) notaron que la digestibilidad aparente de la treonina en maíz, trigo y harina de soya de pavitos de 4 semanas de edad fue 16.4, 20 y 16.2 por ciento más baja que la de los mismos ingredientes en gallos cecotomizados. En dichas comparaciones, la muestra de harina de carne y hueso analizada no presentó diferencias entre gallos y pavitos. Al revisar 15 ingredientes, Firman y Remus (1993) notaron diferencias en las digestibilidades aparentes de aminoácidos entre pavos (de 12 semanas de edad) y gallos cecotomizados. Por ejemplo, la digestibilidad aparente de la lisina del maíz fue 16 por ciento menor en pavos comparada con gallos; no obstante, varios ingredientes fueron sustancialmente diferentes entre aves. 

Las figuras 3, 4 y 5 representan la digestibilidad estandarizada de la lisina, metionina y treonina de varios ingredientes que se han realizado en nuestro laboratorio. Para estos estudios, se usó la misma fuente de ingredientes para pollos y pavos, en los cuales la estandarización por las pérdidas de aminoácidos endógenos se logró con aves alimentadas con una dieta sin nitrógeno en cada especie. Por ejemplo, la digestibilidad de la lisina, metionina y treonina fue considerablemente mayor en el pavito en tres de las fuentes de harina de carne y hueso. Para los DDGS, hubo dos fuentes que tuvieron particularmente mejores digestibilidades de metionina y treonina en pavos, mientras que una fuente de DDGS oscura en especial presentó una digestibilidad reducida de lisina, metionina y treonina. En el futuro, podrían garantizarse análisis específicos de ingredientes, de tal forma que se pueda desarrollar una base de datos de digestibilidad específica para pavos. 

Conclusiones    

En EUA, la industria pecuaria se encuentra en el máximo del cumplimiento de la Ley del Aire Limpio de 1990 e desconoce el alcance del cambio o reducción obligatoria de fuentes de las prácticas de manejo. Sin embargo, con regularidad no se hace un desarrollo de políticas de manera sistemática que abarque los efectos sobre el aire y el agua, y que por ende lleve a consecuencias perjudiciales y no planeadas. En un informe Economic Research del USDA, por ejemplo, Aillery et al. (2005) hicieron notar que una política separada de aire y agua en buena parte abarcará proporciones diferentes de la industria y posiblemente cause cambios geográficos de las explotaciones ganaderas y avícolas. Además, si se echara a andar una reglamentación de una reducción del 10 por ciento del amoniaco atmosférico (NH3) con la reglamentación actual del agua para ganado confinado, la industria tendría que devengar costos adicionales de almacenamiento, manejo, tratamiento, transporte y aplicación de $208 millones de dólares (la sola reglamentación del agua es de $534.5 millones de dólares y una reducción del 10 por ciento NH3 atmosférico es de $42.2 millones; juntos suman $742.4 millones). Los beneficios ambientales se calcularían con una reducción en las emisiones de NH3 del 10 por ciento, pero a un costo de un 2 a 3 por ciento adicional de residuo de nitrógeno del campo. Por lo tanto, Aillery et al. (2005) supusieron que las políticas no coordinadas a la larga podrían aumentar la descarga de nitrógeno en los acuíferos. Aunque los métodos de la dieta para las emisiones nitrogenosas de la avicultura demuestran ser prometedores, se necesita de una mayor cuantificación y desarrollo de estrategias de dietas eficaces y económicas, así como de mitigación posterior a la excreción. 

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