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Nuove strategie di alimentazione per ridurre le emissioni di gas dai liquami

L'uso di sottoprodotti fibrosi nei mangimi riduce le emissioni di ammoniaca (NH3) e di ossido di azoto (N2O) dai suoli agricoli...

La composizione ed il livello proteico delle formulazioni per suini sono, rispettivamente, i fattori con maggior impatto nell'impronta di carbonio nella produzione delle carni e per le emissioni di gas contaminanti (ammoniaca [NH3] e gas ad effetto serra (GEI; ossido d'azoto [N2O] e metano [CH4]) dai liquami (European Environment Agency, 2017). La sostituzione dei cereali con sottoprodotti fibrosi dell'industria agroalimentare può contribuire a ridurre la stima delle emissioni di gas a effetto serra (GEI) derivanti dalla produzione di mangimi, in quanto sono ingredienti locali e per la rivalutazione delle risorse rinnovabili. D'altra parte, la fertilizzazione con azoto dei suoli agricoli è responsabile della maggior parte delle emissioni di N2O dell'agricoltura, e questo GEI ha un potenziale per riscaldare l'atmosfera 300 volte superiore alla CO2. La via più importante di perdita di N dalla sospensione è la volatilizzazione di NH3, che non solo ha effetti negativi sulla salute e sull'ambiente, ma rappresenta anche una perdita di N e il valore fertilizzante dei liquami. Precedenti studi (Aaarnink e Verstegen, 2007) suggeriscono che l'aumento dei livelli di fibre nell'alimentazione dei suini può contribuire a ridurre le emissioni di NH3 dal liquame, aumentando il rapporto di N escreto nelle feci / urina e abbassando il suo pH. Tuttavia, questa strategia potrebbe peggiorare gli indici produttivi dei suini in ingrasso ed aumentare il volume delle deiezioni. Inoltre, il loro impatto sul valore fertilizzante dei liquami e delle emissioni di gas dei suoli agricoli è stato poco studiato.

Gran parte dei sottoprodotti dell'area mediterranea provengono dalle industrie degli oli, dai succhi di agrumi e da altri frutti. Questi sottoprodotti sono caratterizzati da un'alta frazione fibrosa, molto variabile nella loro composizione ed in grado di lignificare, che determina il loro potenziale utilizzo da parte del microbiota intestinale ed il loro apporto energetico nelle diete dei suini. Inoltre, in questi sottoprodotti sono concentrati determinati metaboliti secondari di piante funzionalmente bioattive, il cui gruppo più rilevante sono i polifenoli. I polifenoli più abbondanti nei frutti sono i flavonoidi e all'interno di questo gruppo, la naringenina flavanone è specifica per gli agrumi e l'elevata biodisponibilità (40-50%) mentre nelle carrube abbondano i flavonoli polimerizzati o le proantocianidine (tannini condensati) che sono escreti principalmente (90%) nelle feci (Bravo, 1998). Si stima che il 95% dei polifenoli ingeriti arrivi intatto nel cieco, dove vengono metabolizzati dal microbiota cecale ed i loro cataboliti vengono assorbiti ed escreti nelle urine o eliminati nelle feci. L'attività antiossidante, antinfiammatoria e battericida dei polifenoli è stata ampiamente dimostrata, ma le loro interazioni con il microbiota intestinale ed i terreni agricoli sono meno conosciute.

Di recente Beccaccia et al. (2015) hanno misurato le emissioni di gas dai liquami di suino che avevano ricevuto una dieta di controllo convenzionale (orzo, farina di grano e di soia) o diete integrate con livelli crescenti (7,5 e 15%) di polpa di agrumi o di carrube . Le cinque diete sono state formulate con lo stesso livello di fibra (16% FND) seguendo gli standard commerciali (standard Fedna 2008) e mantenendo livelli costanti di energia netta e aminoacidi digeribili. I test di digeribilità e di bilancio dell'N hanno mostrato che il volume di liquame (kg / animale), la sua concentrazione di N e la sostanza secca non era diversi tra le diete, sebbene il pH del liquame fosse inferiore per le diete con il 15% di sottoprodotti (7,5 contro 8,1 per la dieta di controllo, p <0,05). Parallelamente, le emissioni giornaliere di NH3 per kg di liquame erano più basse in tutte le diete integrate con sottoprodotti fibrosi rispetto alla dieta convenzionale (2,44 contro 1,81 g in media; p <0,05) ed i liquami provenienti da queste diete hanno mostrato un potenziale inferiore di emettere CH4, indipendentemente dalla fonte di fibra (Tabella 1).

Tabella 1. Effetto della fonte e del livello di sottoprodotti fibrosi nelle diete dei suini all'ingrasso sulle caratteristiche e sulle emissioni di liquame (Beccaccia et al., 2015).

Diete Controllo Polpe di agrumi Carrube
Livelli sottoprodotti 0% 7,5% 15% 7,5% 15%
Caratteristiche del liquame
Sostanza secca, g/kg 137 109 115 101 122
N totale, g/L 9,9 8,3 7,7 8,2 7,5
N ammoniacale, g/kg 3,0 3,9 3,3 3,0 3,6
pH1 8,8 8,0 7,4 8,2 7,5
Emissioni gas liquame
g NH3/kg liquame2 2,4 1,8 1,6 1,8 2,0
mg NH3/kg N liquame1 207 209 169 205 186
CH4, L/g solidi volatili1 353 393 332 361 326

1Effetto lineare (p≤0,05) del livello di sottoprodotti
2Controllo vs. tutte le diete con sottoprodotti (p<0,05);

Quando questi liquami sono stati usati come fertilizzanti (Sanchez et al., 2017), le emissioni di N2O dai suoli coltivati con ryegrass (loietto) sono state ridotte del 47% con i liquami provenienti da diete integrate con carrube e del 65% in quelle che includevano la polpa di agrumi, rispetto a quelli ottenuti con i liquami della dieta di controllo (figura 1). La riduzione delle emissioni di N2O è stata correlata (r = -0,92; n = 5, p <0,05) con la quantità di acido benzoico fornita con il liquame, mentre le concentrazioni di N minerale (NH4 + -) sono state trattenute dai suoli che erano positivamente correlati (r = 0,90; n = 5, p <0,05) con quelli dell'acido ippurico. La fonte di entrambi gli acidi nei liquami delle diete della polpa di agrumi erano i polifenoli (naringerina) mentre i tannini condensati nei liquami delle diete con carrube probabilmente riducevano la capacità nitrificante e / o denitrificante dei batteri del suolo, diminuendo le emissioni di N2O nelle prime settimane dopo la fertirrigazione.

Figura 1. Emissioni settimanali e totali di N2O di terreni cosparsi da liquami di suini che ricevono diete supplementate con sottoprodotti&nbsp;(S&aacute;nchez et al., 2017)
Figura 1. Emissioni settimanali e totali di N2O di terreni cosparsi da liquami di suini che ricevono diete supplementate con sottoprodotti (Sánchez et al., 2017)

Questi risultati mostrano il potenziale delle nuove strategie di alimentazione animale per ridurre le emissioni di NH3 e GEI (gas ad effetto serra) dalla produzione suina e dall'agricoltura, e le stime dell'impronta di carbonio della produzione di mangimi con l'uso di sottoprodotti fibrosi che sostituiscono i cereali nelle diete dei suini.

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