Efecto de los residuales avícolas en el ambiente. En el ámbito mundial, la avicultura es una de las ramas de la producción animal animal de mayor importancia porque contribuye contribuye a satisfacer las necesidades proteicas de la población. Esto se logra a partir de la explotación de dos de sus vertientes básicas: la producción de carne y huevo (Piad 2001). Durante los últimos 20 años, en la mayoría de los países ha aumentado continuamente el consumo de carne de pollo, lo que equivale al incremento de la producción anual de estas aves (Lesson 2003). Inevitablemente, al aumentar la producción avícola, es mayor la cantidad de excretas. Por su composición, composición, estas se han utilizado, principalmente, principalmente, como fertilizantes orgánicos (Evers 1998 y Smith et al . 2001) y como ingredientes de las dietas para animales de granja (Pugh et al . 1994 y Marshall 2000). No obstante, los residuos avícolas también se han usado como sustrato para la generación de metano (Hidalgo-Gato (Hidalgo-Gato et al . 1988, Cortsen et al. 1995 y Baydan y Yildiz 2000) y para la síntesis de proteína microbiana y de larvas de insectos (Inaoka et al . 1999). A pesar de lo anterior, anterior, los sistemas sistemas intensivos de de producción producción avícola pueden pueden crear enormes problemas de polución, debido a las grandes cantidades de sustancias contaminantes contaminantes (nitrógeno, fósforo y azufre) que se producen (Costa y Urgel 2000, Smith et al. 2001). Además, originan grandes volúmenes de estiércol que se depositan en el suelo y, como resultado, éste y el agua se contaminan (Enciclopedia (Enciclopedia MicrosoftÒ EncartaÒ 2004). En la actualidad, es un reto buscar métodos más adecuados para la utilización de estos residuos. El objetivo de este trabajo fue revisar las características de las gallinazas y pollinazas, sus efectos en el ambiente, así como las principales vías para el reciclaje de nutrientes y disminución de la contaminación contaminación ambiental. CONCEPTOS En la literatura existen varias definiciones de gallinaza. Ruíz y Ruíz (1977) y Lon Wo (1983) la definen como la acumulación de la excreta pura, a la que se unen restos del pienso, plumas, huevos rotos y un porcentaje del material de la cama. Sin embargo, Kelley et al. (1996), Terzich et al. (2000) y Tiquia y Tam (2000) denominan esta mezcla como pollinaza. Actualmente, se conoce como gallinaza la mezcla de heces heces y orina que se obtiene de la gallina o pollo enjaulado, a la que se une la porción no digerible de los alimentos, células de decamaciones de la mucosa del aparato digestivo, productos de secreción de las glándulas, microorganismos microorganismos de la biota intestinal, diversas sales minerales, plumas y un porcentaje ínfimo de material extraño (Gabaldon et al. 1999 y Marshall 2000). Mientras, la pollinaza es el material que, mezclado con las deyecciones, se utiliza como cama (cáscara de arroz, viruta de madera, cascarilla de café, bagazo de caña, heno molido y otros).
DISPONIBILIDAD DISPONIBILIDAD DE GALLINAZA Y POLLINAZA Rodríguez (1969) estimó que cada 24 h una gallina produce entre 135 y 150 g de excretas y señaló que esta cantidad depende del tamaño, estado fisiológico del ave, la dieta y la época del año. Esto equivale, aproximadamente, aproximadamente, a 12.5 kg de materia seca (MS) por gallina por año. Anon (2000b) (2000b) señaló que que un pollo de de ceba, produce produce de 0.2 a 0.3 kg de MS de excreta excreta por cada kilo de alimento consumido, lo que significa un volumen total de 0.7 a 0.8 kg k g de MS por pollo cebado. Por otra parte, Ensminger (1992) informó que las aves confinadas producen 4.5 toneladas de excretas por cada 1000 libras de peso vivo. En las condiciones actuales de Cuba, según Ortiz (2004), la producción de excretas en
base seca por estos dos conceptos (gallinas ponedoras y pollo de ceba) sobrepasa las 50 000 toneladas. Además, este autor señala que si a esto se le añaden el reemplazo de ponedoras y el material de cama (pollinaza) de todas las categorías de aves que se crían en piso (pollo de ceba, reproductores pesados, reproductores ligeros, inicio de ponedora, reproductores e inicio de semirrústico y otras especies como: pato, pavo y ganso) el volumen total de residuos de la avicultura en el país superaría las 100000 toneladas anuales. En los Estados Unidos cada año se producen más de 100 millones de toneladas de excretas en base seca (Fontenot 1999) y 5.6 m illones de toneladas de camas en base seca (Food and Drug Admisnitration 2001 citado por Lu et al 2003). También se estima que en el Reino Unido se producen, anualmente, 4.4 millones de toneladas de excretas de aves, que incluyen 2.2 millones de toneladas de cama de pollos de ceba y 1.5 millones de tonelada de excretas de ponedoras (Smith et al. 2001). Se preveé que para el año 2010 se generen grandes volúmenes de excretas, debido a que el estimado del consumo de carne para ese año será, aproximadamente, 55 millones de toneladas. Esto equivale a una producción viva anual de 74 millones de toneladas o cerca de 37 billones de aves de 2 kg (Lesson 2003).
EFECTO DE LOS RESIDUOS AVÍCOLAS EN EL AMBIENTE En el año 2000, la creciente preocupación por los efectos ambientales de la explotación intensiva de aves llevó a la comunidad Europea a crear un consejo directivo que regulara el control de la polución ambiental. Sin embargo, según las estadísticas, la industria avícola no es la que más contamina al ambiente. Esto no puede ser causa de satisfacción, ya que cualquier producto de la excreción orgánica, si se presenta en cantidades suficientes, puede tener graves consecuencias ambientales (Lon Wo y Cárdenas 2003). Los sistemas intensivos de producción animal (bovinos, cerdos y aves) pueden crear enormes problemas de polución, debido a las grandes cantidades de sustancias contaminantes que producen (Costa y Urgel 2000 y Smith et al. 2001). Además, originan grandes volúmenes de estiércol que se depositan en el suelo. El fósforo, una vez en el suelo, se libera mediante la acción de las fitasas que producen los microorganismos de este ecosistema. Después, pasa a ríos y lagos, lo que da lugar a los fenómenos de eutrofización de las corrientes de agua y de los reservorios acuáticos. En estas circunstancias, hay un crecimiento acelerado de las algas y un agotamiento del contenido de oxígeno del agua, lo que provoca la mortalidad de la fauna acuática (Jongbloed et al. 1996). Uno de los mayores problemas es, sin duda, el olor desagradable de los residuos avícolas. La gallinaza fresca contiene sulfuro de hidrógeno (H2S) y otros compuestos orgánicos, que causan perjuicio a quienes habitan cerca de las granjas avícolas. La sensación de suciedad que acompaña a estos vertimientos, así como la aparición de síntomas evidentes de la degradación ambiental en el entorno, son otros factores que afectan la calidad de vida. En estos casos, los vecinos pueden interponer una demanda (Rodríguez 1999). Por estos motivos, Sánchez (2003) señaló que la crianza en zonas urbanas lleva implícito aspectos negativos asociados a la deposición de residuales, los cuales se generan en un pequeño espacio (una granja de producción intensiva) que se encuentra relativamente cerca de algún núcleo poblacional y como consecuencia la polución de suelos y aguas, el polvo y el mal olor, pueden conllevar a graves problemas de salud pública (zoonosis). Sutton et al. (2002) plantearon que si al manipular la alimentación para los animales, las operaciones de producción no se manejan adecuadamente, la descarga de nutrientes, materia orgánica, patógenos y emisión de gases, a través de los desechos puede causar una contaminación significativa de los recursos esenciales para la vida (agua, suelo u aire). Al respecto, Rodríguez (1999) dividió en tres bloques los problemas que los residuos avícolas al medio ambiente, y los generalizó de la siguiente forma: los que afectan a la
atmósfera, a los suelos y a las aguas (figura 1).
Figura 1. Efectos de los residuales avícolas en el ambiente (Rodríguez 1999). En las aves, más del 50 % del N de los alimentos se excreta como ácido úrico, por lo que una estrategia podría ser inhibir su conversión a amoníaco, además de las múltiples combinaciones de manejo nutricional (Uremovic et al. 2001), sistema de alojamiento, opciones de tratamiento, almacenaje y disposición de residuales, de modo que se reduzca la contaminación ambiental y se produzca, a largo plazo, un crecimiento sostenible. El tipo de alimentación, el método de procesamiento y la acción de los microorganismos (Dastar et al. 2001) determinan diferencias en la excreción de aminoácidos y, por ende, en su digestibilidad verdadera. La combinación negativa de estos factores causa una mayor excreción de N y una mayor contaminación (Lon Wo y Cárdenas 2003). La búsqueda de métodos factibles para la utilización de estos residuos es un reto mayor, debido al inevitable incremento de la producción de excretas. Sin embargo, durante años se han utilizado, principalmente, como fertilizantes e ingredientes de las dietas para animales de granja. VALOR NUTRITIVO DE LOS RESIDUOS AVÍCOLAS Las deyecciones avícolas contienen compuestos orgánicos e inorgánicos (Moguel et al . 1995 y Pacheco et al . 2003), una cantidad variable de humedad (Marshall et al . 1998) y una abundante población microbiana (Martin et al .1998). No obstante, en la composición química de la gallinaza influyen diversos factores, entre los que figuran: la composición de la ración, edad y estado fisiológico de las aves (Blair 1974). Otros autores como Rosete et al.(1988) y Marshall et al. (1998), han señalado que la edad de las excretas (tiempo de acumulación en la unidad avícola) es otro factor de importancia en la variación de la composición de la gallinaza y que está determinado por la volatilización del nitrógeno. Las pollinazas, en función del material original de la cama, de la densidad de las aves utilizadas, así como de la duración y número de la crianzas en que se utilizan, además de la altura inicial de la cama y de la dieta suministrada, pueden contener entre 11 y 30 % de proteína bruta (PB), fibra con digestibilidad (esta varía según el tipo de material utilizado como cama), calcio (Ca), fósforo (P), vitaminas y otros minerales. En la tabla 1 se presenta la composición química de algunas pollinazas y gallinazas. El valor nutritivo de estos residuos es mayor que el de otras excretas de animales, pues son especialmente ricos en proteínas y minerales (tabla 2). Sin embargo, el alto contenido
en fibra de las camas y nitrógeno no proteico (NNP) de las excretas de aves, determina que los rumiantes se consideren los más indicados para su consumo. En tal sentido, Chaundry et al. (1996), Cantón et al. (1997) y Fontenot (1998) afirmaron que el comportamiento del ganado alimentado con raciones que contenían desechos avícolas fue similar al que consumió dietas convencionales. El valor de energía digestible de las camas que se usan como alimento para los rumiantes puede compararse con el del heno de alfalfa y varía muy poco en función del material utilizado como cama (pajas, cáscaras y bagazos), aunque las virutas de madera dura y otros materiales lignocelulósicos poseen valores más bajos de energía digestible, mientras que las procedentes de la pulpa de cítrico deshidratada tienen valores muy altos de energía digestible y metabolizable, casi equivalentes a los del maíz (Valdivié y Ortiz 2003).
Tabla 1. Composición química (%) de pollinazas y gallinazas (tomado de Ortiz 2004). Tipos de camas
MS
PB
FB
Ca
P
Cáscara de arroz (1 crianza)
74
14
42
1.6
0.43
Cáscara de arroz (2 crianzas)
72
14
34
1.7
0.75
Bagazo de caña (1 crianza)
84
21
-
1.4
0.90
Turba seca (1 crianza)
82
19
16
5.8
0.77
Turba seca (2 crianzas)
74
20
14
6.4
0.69
-
26
12
-
-
Heno troceado (1 crianza)
80
16
31
1.9
1.20
Heno troceado (2 crianzas)
72
17
26
2.6
0.92
Heno troceado (1 crianza)
89
11
29
-
-
Tuza de maíz (1 crianza)
81
11
25
-
-
Tallo de yuca (1 crianza)
83
13
23
-
-
Viruta de madera (1 crianza)
89
10
42
-
-
Viruta de madera (1 crianza)
73
12
53
2.4
0.82
Viruta de madera (2 crianzas)
71
13
38
1.7
1.07
Viruta de madera (3 crianzas)
69
16
33
2.8
0.87
Gallinaza
82
21
20
1.3
0.21
Gallinaza
43
20
-
-
0.38
Pulpa de cítrico (1 crianza)
FB: Fibra Bruta
Tabla 2. Valor nutritivo en base seca de diferentes excretas (tomado de Fontenot, 1999).
Composición
Tipos de excretas Excreta de pollos de ceba
Proteína bruta, % Proteína verdadera, % Proteína digerible, %
Excreta deshidratada deponedora
Excreta de buey
Excreta de vaca
Excreta de cerdo
28.00
20.3
12.70
23.50
11.30
-
12.50
15.60
14.40
4.70
3.20
-
28.00
11.50
16.10
15.30
8.80
0.87
-
2.72
2.50
1.60
-
2.13
0.67
0.40
-
0.93
0.94
-
-
-
2.33
0.50
-
1.34
2000
1340
-
-
150
31
63
-
406
147
-
-
463
242
530
-
31.30
26.70
23.30
15.00 Ceniza, % 2.40 Calcio, % 1.80 Fósforo, % 0.44 Magnesio, % 0.54 Sodio, % 1.78 Potasio, % 451 Hierro, ppm 98 Cobre, ppm 225 Magnesio, ppm 235 Zinc, ppm
Según Bhattacharya y Fontenot (1966) para carneros de ceba, cuando la cama usada no aporta más del 50 % del N de la ración, la digestibilidad aparente de la PB de ella es de
72.5 % y, cuando sobrepasa ese aporte, disminuye la digestibilidad del N. En la tabla 3 se presentan las estimaciones de la digestibilidad de distintos tipos de pollinazas en ovinos. Los valores varían desde 40 hasta 86 % y pudieran estar determinados por la calidad y tipo de pollinaza evaluada.
Tabla 3. Digestibilidad de pollinazas (%) con diferentes materiales de cama en ovinos. Material de cama
Fuente
MS
PB
EE
FB
ELN
Viruta de madera
61.50
70.40
62.70
66.10
69.60
Cáscara de maní
63.40
73.00
56.30
66.80
69.70
Pulpa de cítrico
-
82.00
85.60
72.80
81.60
Heno troceado
55.62
42.02
83.17
-
61.15
Viruta de madera
42.68
50.56
78.39
-
Tuza de maíz
58.11
40.29
77.75
-
61.24 Alves et al. (1999) y Azevedo et al.(1999) 60.35
Tallo de yuca
52.02
42.93
70.12
-
62.31
Bhattacharya y Fontenot (1966)
Göhl (1981)
EE: Extracto Etéreo ELN: Extracto Libre de Nitrógeno UTILIZACIÓN DE LOS RESIDUALES AVÍCOLAS COMO COMPLEMENTO DE LAS DIETAS PARA RUMIANTES Numerosos trabajos avalan las ventajas económicas y zootécnicas del uso de las gallinazas y camas de pollo en la alimentación de rumiantes. Sin embargo, Fontenot (1999) considera que, cuando las excretas son usadas como alimento animal, es necesario procesarlas para destruir los microorganismos patógenos, mejorar sus características de manejo y almacenamiento y mantener y aumentar su aceptabilidad. Dentro de los principales tratamientos realizados a estos desechos pueden citarse la deshidratación y los procesos fermentativos que ocurren durante los ensilajes y compostajes (Kwak 1999 y Mitchell et al . 2002). Aunque las gallinazas y pollinazas, como materiales de desecho, son fuentes potenciales de microorganismos patógenos que pueden provocar enfermedades en los animales que los consumen, ninguno de los estudios microbiológicos realizados con estos materiales mediante métodos estándares de cultivo (Jeffrey et al. 1998, Martin et al. 1998, Terzich et al. 2000 y Ortiz 2004) y por detección molecular (Lu et al 2003) informan la presencia de patógenos (Salmonellas, Escherichia coli , Campylobacter spp., Yersinia spp. y Listeria spp). Por el contrario, sí hacen saber la existencia de microorganismos beneficiosos como Lactobacillus y levaduras (García et al . 2005) No obstante, según el Instructivo Técnico para Pollos de Engorde del Ministerio de la Agricultura en Cuba (UECAN 1998), cuando se detecta la presencia de microorganismos patógenos en las camas avícolas, éstas no se pueden reutilizar y deben ser incineradas. Morales et al. (1993), Murthy et al. (1996), Morales y Egaña (1997) y Marshall (2000)
valoraron la inclusión de estos residuos en dietas para el ganado de engorde y obtuvieron ganancias de peso similares. Además, desde el punto de vista económico constataron que los costos de alimentación fueron menores. Manivela et al. (1997) y Marshall (2000) realizaron estudios con niveles de inclusión de 25 y 30 % de gallinaza en la dieta de ovinos. Estos autores no observaron cambios en el pH, concentración de amoníaco y de ácidos grasos de cadena corta en el rumen, además de que no informaron daños en hígados, riñones, así como en los indicadores de salud. Por otra parte, Morais et al. (1999) suministraron a ovinos adultos millo ensilado con gallinaza a razón de 0, 10, 20, y 30 %. Estos autores encontraron que el consumo voluntario de la MS fue mayor en los tratamientos que contenían excretas y que su digestibilidad incrementó a valores de 59.58, 65.75, 69.55 y 72.17 %, a medida que aumentaba el porciento de inclusión de gallinaza en el ensilaje. Álvarez y Combellas (1998a) estudiaron el efecto de la suplementación con cama de pollo y minerales en el consumo y la digestibilidad ruminal de bovinos estabulados, que consumieron rastrojo de sorgo. Obtuvieron que los tratamientos con cama de pollo aumentaron el consumo del heno, la digestibilidad de la MS del rastrojo y las concentraciones de nitrógeno amoniacal en el líquido ruminal; en tanto, la suplementación con minerales no tuvo efecto en estas variables. Estos autores concluyeron que, aunque la cama de pollo es fuente tanto de N como de minerales, su influencia positiva en la utilización del heno y el consumo, se asoció al contenido de N. Rodríguez et al. (2000), al suplementar con 40 % de inclusión de pollinaza a toros en la fase final de la ceba, obtuvieron 200 g más de peso vivo por día, con un consumo superior que en el tratamiento con 60 % de cama de pollo y rendimientos de canal similares entre los dos grupos evaluados. Además, con la dieta que contenía mayor nivel de inclusión, lograron un costo de producción inferior por unidad de ganancia de peso vivo. El uso de 2 kg/d de un suplemento con 83.5 % de pollinaza mejoró la eficiencia reproductiva de vacas durante dos años (Álvarez y Combellas 1998b). En el primero, el intervalo parto-parto se redujo en 108 d y en el segundo, en 63 d; mientras que la producción de leche en los primeros 90 d difirió a favor del suplemento. Con ovejas en lactación, Parra et al. (2001) sustituyeron el 30 % del suplemento por cama de pollo, en una dieta basal de forraje y 500 g/d de concentrado y obtuvieron igual producción de leche y pesos similares en las crías al final de la lactancia, con respecto al grupo control sin pollinaza. Ortiz (2004) utilizó, de forma efectiva, la pollinaza de cascarilla de café, bagazo de caña y el bagazo más la ceniza de central azucarero como un complemento proteico-mineral para ovinos en crecimiento-ceba ,en condiciones de pastoreo. Este autor obtuvo ganancias de peso vivo superiores a los 100 g/d y mejores indicadores de la canal, cuando utilizó estos materiales en dosis de 20 g/kg de peso vivo, sin que se afectara la aceptabilidad de la carne. UTILIZACIÓN DE LOS RESIDUALES AVÍCOLAS COMO FUENTE DE FERTILIZANTES ORGÁNICOS Por sus aportes en materia orgánica (MO), N, P y potasio (K), las pollinazas y gallinazas se recomendan como abono orgánico (Marlone y Chaloypka 1982, Cheryl et al. 1996, Rodríguez 1999, Anon 2000a, Pool et al . 2000 y Lima 2003) o como fuente de materia prima para la elaboración de compost (Tiquia y Tam 2000, Lichtenberg et al. 2002 y Martín y Rodríguez 2002), convirtiéndolas en un potencial sustituto de los fertilizantes químicos. El aporte directo de los residuos avícolas en los suelos provoca la lenta liberación de sus nutrientes, por lo cual muchos productores someten estos residuales a un proceso de compostaje, con el propósito de incrementar la disponibilidad de los nutrientes vegetales y
la calidad de la materia orgánica. Esto favorece al suelo y al rendimiento de los cultivos (Preusch et al . 2002 y Valdivié y Ortiz 2003). Según Jeffrey (2002), en el proceso fermentativo del compost, la microflora que prevalece, las altas temperaturas, los cambios de pH, la generación de ácidos grasos y de otros productos, eliminan los microorganismos patógenos o productos indeseables que pudieran aparecer en las excretas avícolas sin compostar. Así, el compost se convierte en una excelente vía para que los residuos avícolas actúen de modo beneficioso en el ambiente. Evers (1998) y Rostagno et al. (2003) fundamentan las ventajas de los residuales avícolas, específicamente de las pollinazas, con respecto a los fertilizantes comerciales, en que los primeros aportan cantidades importantes de N, P, K y MO, promueven la liberación lenta de los nutrientes al suelo y la MO mejora la estructura del suelo, así como la capacidad de retención de agua y nutrientes. En tanto, el Ca contenido en los residuales avícolas reduce la acidez del suelo, lo que coincide con los planteamientos de Wood et al. (1993). El uso de los residuales avícolas como abono orgánico puede ser más económico que el de los fertilizantes comerciales (Wood 1992 y Edwards 1996). Al respecto, Griffiths (1998) señaló que una tonelada de pollinaza cuesta, aproximadamente, 37.50 USD, mientras que una de urea se comercializa en unos 490 USD y agregó que, aunque esta última aporta más nitrógeno por tonelada, el costo del nitrógeno contenido en la pollinaza es diez veces inferior al de la urea, además de que contiene altos niveles de MO. Por otra parte, González y García . (1999) plantearon que la cantidad de estiércol a esparcir en un campo de cultivo se limita por la capacidad de las plantas para extraer del terreno los minerales que aportan las excretas. Añadieron que el exceso de aporte ante las necesidades resulta en la contaminación ambiental. En este sentido, Jongbloed y Kemme (1997) señalaron que, desde el punto de vista práctico, el fósforo es el nutriente que regula la cantidad de estiércol que puede esparcirse en el suelo, debido a su poca digestibilidad por los animales monogástricos. Por lo anterior, se hace necesario el conocimiento de los requerimientos nutritivos de las plantas, la composición mineral de los residuales avícolas, así como su volumen de aplicación/ha, antes de usarlos como fertilizante orgánico. Con ello se evita la deposición excesiva de compuestos al suelo y, por tanto, la posibilidad de que se convertan en contaminantes del ambiente. CONSIDERACIONES FINALES Por su composición, las gallinazas y pollinazas son residuos ricos en nitrógeno y minerales, los que utilizados racional y eficientemente sirven como fuente de nutrientes para animales y plantas. Sin embargo, cuando estos residuos se manejan inapropiadamente contaminan el ambiente. Deben emplearse tecnologías biológicas y económicamente eficientes, que disminuyan el flujo de contaminantes, de modo que un desecho como los residuos avícolas no se convierta en un problema.
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