Efecto de los residuales avícolas en el ambiente

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Efecto de los residuales avícolas en el ambiente
Yaneisy García, A. Ortiz y Esmeralda Lon Wo, Instituto de Ciencia
Animal, Cuba.
En el ámbito mundial, la avicultura es una de las ramas de la producción
animal de mayor importancia porque 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, estas se han utilizado,
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
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, los sistemas intensivos de producción avícola
pueden crear enormes problemas de polución, debido a las grandes
cantidades de sustancias 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 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
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 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 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 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, a 12.5 kg de materia seca (MS) por gallina por año.
Anon (2000b) señaló que un pollo de ceba, produce de 0.2 a 0.3 kg de
MS de excreta por cada kilo de alimento consumido, lo que significa un
volumen total de 0.7 a 0.8 kg 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 millones 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.
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
74
14
42
1.6
0.43
72
14
34
1.7
0.75
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
Pulpa de cítrico (1 crianza) -
26
12
-
-
Heno troceado (1 crianza) 80
16
31
1.9
1.20
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
-
-
89
10
42
-
-
73
12
53
2.4
0.82
Cáscara
de
arroz
(1
de
arroz
(2
de
caña
(1
crianza)
Cáscara
crianzas)
Bagazo
crianza)
Heno
troceado
(2
crianzas)
Viruta
de
madera
(1
de
madera
(1
de
madera
(2
71
13
38
1.7
1.07
madera
(3 69
16
33
2.8
0.87
crianza)
Viruta
crianza)
Viruta
crianzas)
Viruta
de
crianzas)
Gallinaza
82
21
20
1.3
0.21
Gallinaza
43
20
-
-
0.38
FB: Fibra Bruta
Tabla 2. Valor nutritivo en base seca de diferentes excretas
(tomado de Fontenot, 1999).
Composición
Tipos de excretas
Excreta
de Excreta
Excreta
Excreta
Excreta
de buey
de vaca
de cerdo
28.00
20.3
12.70
23.50
26.70
11.30
-
12.50
15.60
23.30
14.40
4.70
3.20
-
Ceniza, %
15.00
28.00
11.50
16.10
15.30
Calcio, %
2.40
8.80
0.87
-
2.72
Fósforo, %
1.80
2.50
1.60
-
2.13
Magnesio, %
0.44
0.67
0.40
-
0.93
Sodio, %
0.54
0.94
-
-
-
Potasio, %
1.78
2.33
0.50
-
1.34
Hierro, ppm
451
2000
1340
-
-
Cobre, ppm
98
150
31
63
-
Magnesio, ppm
225
406
147
-
-
Zinc, ppm
235
463
242
530
-
Proteína
bruta,
%
Proteína
verdadera, %
Proteína
digerible, %
pollos
deshidratada
de ceba
de ponedora
31.30
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
Viruta
de
madera
MS
PB
EE
FB
ELN
Fuente
61.50 70.40 62.70 66.10 69.60
Bhattacharya y Fontenot
Cáscara
de
maní
(1966)
63.40 73.00 56.30 66.80 69.70
Pulpa de cítrico Heno troceado
82.00 85.60 72.80 81.60 Göhl (1981)
55.62 42.02 83.17 -
61.15
42.68 50.56 78.39 -
61.24 Alves
Tuza de maíz
58.11 40.29 77.75 -
60.35
Tallo de yuca
52.02 42.93 70.12 -
62.31
Viruta
de
madera
et
al.
(1999)
Azevedo et al. (1999)
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
y
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.
Referencias
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J.
1998a.
Efecto
de
la
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Efecto
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la
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La
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