aaAbanico agroforestalAbanico agro2594-1992Sergio Martínez González00007ArtículosEmpresa sustentable de producción de cerdos, ovinos y limonesHernández-EspinozaGuillermo1Herrera-CorredorAlejandra2Rivas-JacoboMarco2Ibarra GudiñoCésar3Lepe-AguilarRosa3Martínez-GonzálezSergio3*Propietario de la empresa Productora de cerdos y ovinos La Sidra. Km. 3 carretera internacional Ixtlán del Río-Guadalajara. Ixtlán del Río. Nayarit. México. Productora de cerdos y ovinos La SidraIxtlán del RíoNayaritMéxicoUniversidad Autónoma de San Luis Potosí, Facultad de Agronomía y Medicina Veterinaria. San Luis Potosí, México. Universidad Autónoma de San Luís PotosíUniversidad Autónoma de San Luis PotosíFacultad de Agronomía y Medicina VeterinariaSan Luis PotosíMexicoFacultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la Universidad Autónoma de Nayarit; Nayarit, México. Universidad Autónoma de NayaritFacultad de Medicina Veterinaria y ZootecniaUniversidad Autónoma de NayaritNayaritMexico
Autor de correspondencia: Sergio Martínez- González.guillermo5508.mvz@gmail.com,alejandra.herrera@uaslp.mxmarco.rivas@uaslp.mx,cesaroctavio76@hotmail.com, isela.aguilar@uan.edu.mx, sergio.martinez@uan.edu.mx.30062020Jan-Dec20191162732007201910112019Este es un artículo publicado en acceso abierto bajo una licencia Creative CommonsRESUMEN:
La industria porcina, obligada por los requisitos sanitarios, se ha visto en la necesidad de buscar una salida a los desechos sólidos, producidos en su operación normal, la denominada cerdaza, un recurso alimenticio disponible. A través de los años se han desarrollado diversas tecnologías tendientes a solucionar este problema por medios físicos, químicos y biológicos; como separación de sólidos, secado, fermentación, ensilado, etc. El proceso de fermentado en tambos puede ser factible su uso. En el piso se depositó la cerdaza, agregándole agua hasta alcanzar un 60% de humedad y un 10% de sorgo para acelerar al proceso de fermentación, después es depositado este producto en tambos de plásticos de 200 litros, los cuales fueron tapados con nylon y éste fijado alrededor del tambo con un hule o resorte de plástico para evitar la oxigenación. En el proceso de fermentación mínimo es de 25 días, durante el cual la cerdaza pierde el olor a cerdo. En una revolvedora se agrega la cerdaza junto con el rastrojo y otros ingredientes, obteniendo el alimento balanceado. El agua se trata en lagunas facultativas. La empresa se considera sustentable al reciclar el agua, usar el excremento de ovinos como abono y/o en la construcción de ladrillos, y usar la cerdaza fermentada como alimento para ovinos. La cerdaza es un alimento económico, palatable y nutricional para los ovinos, lo cual hace que sea un alimento de excelente calidad.
Palabras clave:recicladoalimentoagua y abonoINTRODUCCIÓN
La industria porcina igual que la avícola, obligada por los requisitos sanitarios, se ha visto en la necesidad de buscar una salida a los desechos sólidos, producidos en su operación normal, las denominadas cerdaza y pollinaza; recursos alimenticios disponibles. Todos estos factores se han conjugado para la aparición de proyectos de engorde en estabulación, inicialmente como una forma de deshacerse de los desechos de la granja, y posteriormente como una actividad productiva con identidad propia (Sosa, 2006).
A nivel global la generación de grandes cantidades de excretas son un problema por su alto potencial de nutrimentos que contaminan el ambiente, y pueden ser un obstáculo en el futuro desarrollo de la industria animal; sin embargo, el estiércol se puede utilizar como alimento. Los rumiantes se han señalado como los animales ideales para reciclar el estiércol. En México la pollinaza se comercializa a pie de granja, o bien en grandes depósitos a los que concurren los compradores para transportarla a los centros de consumo. Se estiman volúmenes 200 a 300 g de materia seca por kg de alimento, o 700 a 800 g de materia seca por pollo producido; o bien, 550 g de materia seca por kg de pollo, y finalmente 9.6 ton de materia seca por cada 1000 Kg de carne. Este último dato representaría un estimado de 1.2 millones de toneladas producidas anualmente por 1,461 millones de pollos (Munguía-Xóchihua et al., 2019).
La inclusión de excretas de cerdos en la dieta de los ovinos, ayuda a resolver el problema de contaminación ambiental y reducen los costos de producción ovina, debido a la sustitución de ingredientes tradicionales de alto costo, por ingredientes no convencionales como las excretas (Castrillón et al., 2002).
La ventaja de las excretas de cerdo es su disponibilidad a través de todo el año. Recientemente Canton et al (2005), concluyeron en una prueba de digestión y metabolismo que las excretas frescas de cerdo es una fuente valiosa de nitrógeno para los ovinos. En este sentido, las excretas de cerdo son un ingrediente apropiado y seguro en dietas para ovinos en engorda; así lo muestra el estudio de Padilla et al (2000), quienes alimentaron con altos niveles de excretas de cerdo a ovinos en finalizado; no se afectó la ganancia de peso o características de la canal, y los niveles de cobre en hígado fueron normales.
También es importante comentar que al comparar la toxicidad del estiércol que proviene de diferentes animales y al usar una prueba microtóxica, se demostró que el estiércol de cerdo fue tres veces menos tóxico que el estiércol de aves (Gupta y Kely, 1990).
El principal problema ocasionado por las excretas es la contaminación química, debido a la excreción de grandes cantidades de nitrógeno (en forma de nitratos), fósforo y potasio (Mariscal, 2007). Se estima que, bajo condiciones comerciales de producción, el fósforo consumido es excretado en proporciones variables, ya que una cerda excreta alrededor del 75%; los lechones destetados el 38% y los cerdos de abasto el 63%. La vía de excreción del fósforo es principalmente fecal. En lo referente al nitrógeno la proporción excretada para las mismas categorías de animales fue de 76, 46 y 67% respectivamente, y éste es excretado principalmente vía urinaria.
La contaminación generada por una granja porcina afecta al microambiente (la granja misma) y al ambiente en general. En lo que respecta al microambiente, se ha visto que la exposición a los gases producidos (amoniaco, sulfuro de hidrógeno, metano y bióxido de carbono), representan riesgos directos a la salud de los trabajadores y de los cerdos de explotación; Esto es debido a que el amoniaco es irritante, por lo que tiende a producir malestar en los cerdos; constatando un decremento (del 12 al 30%) en la ganancia diaria de peso de cerdos alojados, en lugares con concentraciones crecientes de amoniaco (50, 100 y 150 ppm). El amoniaco proviene del nitrógeno excretado, principalmente en la orina (85%) y en las heces (15%); su taza de volatilización depende de la relación existente entre los iones amonio y amoniaco, la cual depende del pH de la excreta (Mariscal, 2007).
A nivel global, un problema fundamental de las explotaciones porcinas, es la generación de grandes cantidades de excretas; que, por su alto potencial de nutrimentos, contaminan el ambiente y puede ser el principal obstáculo en el futuro desarrollo de la industria animal (Mackie et al., 1998). Cálculos aproximados indican que, en México, se originan más de 1,860 toneladas de estiércol porcino por día (considerando número de cabezas y edad del animal) (Cervantes et al., 2007).
El estiércol se puede utilizar como alimento. Los rumiantes se han señalado como los animales ideales para reciclar el estiércol de cerdo, debido a su habilidad de utilizar el nitrógeno no proteico, digerir la celulosa y utilizar altos niveles de ácidos nucleicos (Smith, 1976; Smith y Wheeler, 1979; Arndt et al., 1979). La cerdaza es el alimento no digerido por el aparato digestivo del cerdo y enriquecido con la flora intestinal, lo cual hace que sea un alimento de excelente calidad para ser utilizado en la elaboración de dietas para borregos.
También recordar, que en México existe déficit de casi 40,000 toneladas cada año de carne ovina. Estas toneladas faltantes son importadas de Nueva Zelanda, Chile y Australia (Martínez et al., 2011); por lo que es importante la producción de esta especie.
Composición química de la cerdaza
La cerdaza es el alimento no digerido por el aparato digestivo del cerdo y enriquecido con la flora intestinal, lo cual hace que sea un alimento de excelente calidad para ser utilizado en la elaboración de dietas para borregos.
En el cuadro 1, se realiza un comparativo de proteína y grasa entre cerdaza, maíz y sorgo. En el cuadro 2, se observa el contenido en nutrientes de la excreta de cerdo (% en base seca). La cerdaza tiene más del 20 % de proteína cruda y una digestibilidad superior al 40 %.
Comparación del contenido de proteína cruda y grasa cruda de la cerdaza, maíz y sorgo (% en base seca)
Cerdaza
Maíz
Sorgo
Proteína cruda
21.2
8
9
Grasa cruda
6.3
4
2
Contenido en nutrientes de excreta de cerdo (% en base seca)
Nutrientes digestibles totales
48
Proteína cruda
24
Fibra cruda
15
Calcio
2.7
Fósforo
2.1
Potasio
1.3
Cobre en ovinos
Los alimentos y sales preparados para aves y cerdos pueden tener exceso de cobre, que eliminan los animales en el excremento en cantidades de hasta 700 ppm. Los borregos son muy sensibles al exceso de cobre en la dieta, comienzan a intoxicarse a partir de 20 ppm; recomendando incluir en su dieta un máximo de 25% de excretas; más sin embargo en esta empresa pecuaria, contrario a la prevención científica señalada, desde hace tres años han alimentado a sus ovejas con una dieta a la que incluyen el 60% y cerdaza ensilada respectivamente, con resultados productivos satisfactorios. El cobre destruye los glóbulos rojos, y la orina de los animales se observa de color café muy oscuro y espumosa. La mayoría de los animales mueren un par de días después de ocurrida la intoxicación (Tórtora, 2002). Los ovinos son más sensibles a los niveles elevados de Cu en la dieta, que cualquier otra especie de interés zootécnico (Fontenot et al., 1971; NRC, 1980); aunque otros autores solo han encontrado problemas en ovinos jóvenes (Deshck et al., 1998).
En el caso de los caprinos, normalmente la literatura señala con mayor frecuencia casos de deficiencia de Cu, pudiendo ser una evidencia de que esta especie tolera mejor elevados niveles de Cu que los ovinos y bovinos (Meschy, 2000). En los rumiantes el cobre se almacena principalmente en el hígado y también en los riñones, corazón, pulmones, páncreas y el bazo. Las reservas corporales sirven durante unos cinco meses, proveyendo el Cu necesario cuando se produce una deficiencia (Mufarrege, 2003).
El cobre puede provocar efectos tóxicos en los lanares, cuando se ingiere más de 25 ppm del elemento. Una vez ingerido en la ración, el Cu asimilable puede ser reducido por los excesos de molibdeno, azufre y hierro; y también por algunos otros antagonistas como son el cadmio, zinc y plata (Mufarrege, 2003). La intoxicación por cobre ha sido ampliamente documentada en la especie ovina, siendo un capítulo habitual en cualquier tratado de patología ovina (Jensen y Swift, 1982; Henderson, 1990; Sharman y Angus, 1991); destacándose en todos ellos la elevada susceptibilidad de esta especie.
El proyecto sustentable
El manejo de excretas es el principal problema de la porcicultura, ya que actualmente y debido a la legislación sanitaria, el productor no puede deshacerse de las excretas como lo hacían tradicionalmente; tirándolas a las cañadas, arroyos y otros cuerpos de agua; por lo tanto, el productor es obligado a deshacerse de las excretas en una vía ecológica, que no contamine el medio ambiente.
A través de los años se han desarrollado diversas tecnologías tendientes a solucionar este problema, por medios físicos, químicos y biológicos; como separación de sólidos, secado, fermentación, ensilado, etc., algunos con ventajas y desventajas sobre otros. Como al secarla al sol contamina al ambiente y se requiere de una plancha de cemento grande. El método de prensado requiere equipo, que muchas veces es costoso. El proceso de fermentado en tambos puede ser factible su uso.
El proyecto del uso de cerdaza fermentada, surge por la necesidad que tienen todos los porcicultores de tratar las aguas residuales de acuerdo a la norma que establece la Comisión Nacional del Agua. Antes de este proyecto se lavaban con agua las corraletas, y se descargaban en el Río Ixtlán la cantidad de 40,000 litros/día.
El objetivo del proyecto sustentable, fue dejar de contaminar el medio ambiente con agua y estiércol de cerdo, disminuir el consumo del agua a un 70%, reutilizar el agua, tratándola y utilizándola para riego de una huerta de limón, y finalmente utilizar la cerdaza como forraje para consumo de borregos.
MATERIAL Y MÉTODOSUbicación
La empresa productora de cerdos y ovinos La Sidra, se encuentra localizada en el km. 3 de la carretera libre Ixtlán de Río-Guadalajara; en Ixtlán del Río, Nayarit, México; entre los paralelos 20°50’ y 21°13’ de Latitud Norte y los meridianos 104°12’ y 104°28’ de Longitud Oeste; con una altitud entre 400 y 2,300 msnm; la temperatura es de 18 - 26°C; precipitación 800 - 1 000 mm. El clima predominante es cálido subhúmedo con lluvias en verano, de menor humedad (68.73%) cálido; subhúmedo con lluvias en verano, de menor humedad (25.28%); templado subhúmedo con lluvias en verano, de mayor humedad (5.46%), y templado subhúmedo con lluvias en verano, de humedad media (0.53%).
La empresa está circulada con barda de ladrillos y malla galvanizada, ahogada en cemento; cuenta con varias naves: maternidad cerdos, gestación cerdos, destete y engorda cerdos, gestación y maternidad ovinos, destete y engorda de ovinos, bodega de alimentos, área de preparación de alimentos, área de fermentación de cerdaza, oficina, farmacia, huerta de limones, planta de tratamiento de aguas residuales y estacionamiento.
Animales y excremento
La empresa tiene permanente 110 vientres de cerdos de raza Landrace, Yorkshire, Pietrain y sus cruzas; y 400 vientres de borregas de raza Dorper, Pelibuey, Katahdin y sus cruzas; además las crías de las dos especies son finalizadas en la misma granja, ver figura 3. Aplica un programa de reproducción para las dos especies continuo; además cuenta con el programa preventivo recomendado para cada especie. Por otro lado, aplica las normas de bioseguridad, recomendadas por SAGARPA.
El proyecto de la empresa
El proyecto se inicia con recursos propios y un apoyo de Sanidad Animal de SAGARPA, a través del Comité de Fomento y Protección Pecuaria del Estado. El apoyo fue del 50% para la planta de tratamiento de aguas residuales; lo inician un grupo familiar, que consta de 3 mujeres y 1 hombre.
Uso de agua
En las corraletas con piso de cemento, primeramente, se recogió la cerdaza con pala y carretilla, y se llevó al área de ensilaje; las corraletas después se lavaron con agua reciclada, que provenía de lagunas facultativas, ver figura 1 .
Lagunas facultativas
Proceso y uso de producción de la cerdaza
A la Cerdaza ya en el piso, se le agregó agua hasta alcanzar un 60 % de humedad y un 10 % de sorgo para acelerar al proceso de fermentación; después es depositado este producto en tambos de plásticos de 200 litros, los cuales fueron tapados con nylon y éste fijado alrededor del tambo con un hule o resorte de plástico para evitar la oxigenación. En el proceso de fermentación mínimo es de 25 días, durante el cual la cerdaza pierde el olor a cerdo y baja la cantidad de UFC de bacterias. En una revolvedora se agrega la cerdaza, rastrojo molido sin maíz y otros ingredientes; obteniendo el alimento balanceado. La cerdaza fue incluida en dietas de mantenimiento, gestación, lactación al 60% (con proteína cruda de 9.52 %, ver análisis proximal en el cuadro 3), desarrollo y engorda de borregos al 20 %; obteniéndose un excelente comportamiento productivo en cada una de las etapas, ver figura 2.
Análisis proximal de la dieta para borregas gestantes (% en base seca)
Humedad
8.19
Proteína cruda
9.52
Grasas
3.68
Fibra cruda
20.42
Cenizas
15.73
Fuente: Análisis en Nuevlab S.A. de C.V. Guadalajara Jalisco, México. 24/04/2019.
Ensilado y/o fermentación de la cerdaza, además de la inclusión a la revolvedora
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
La granja con 110 vientres porcinas y 400 vientres ovinas, más sus crías en crecimiento y engorda, producen una tonelada de cerdaza y otra de ovinaza. Con la implementación del uso de la cerdaza como alimento para borregos, del cambio en el manejo del excremento, reciclaje y buen manejo del agua; en la granja porcina ya solo se usan 12,000 L, de los cuales 4000 son residuales y fueron tratados para poder utilizarse como riego de una huerta de limón. Con este proyecto se logró un segundo proyecto aprobado para construir y equipar una planta para la elaboración de alimentos balanceados, para mejorar la molienda, el mezclado y elaborar el alimento más eficiente, ver figura 1.
Hay estudios donde reportan el gasto de agua, por ejemplo, Chao et al., (2012) reportó, un gasto de agua de limpieza por animal y por día de 26 L; lo cual está influenciado directamente por el sistema que se usa para esta labor que consiste en agua a presión; pero además es costumbre también bañar diariamente a los animales, todo esto hace que este gasto sea excesivo. Mientras que Taiganides et al. (1996) reporta 9.2 L, pero mucho menor que lo informado por Sánchez et al. (1995), 50 L y Juantorena et al. (2000), que fue de 60 a 80 L por día para cerdos en ceba de 100 kilogramos de peso, y similar a lo reportado por Venotti et al. (2002), que fue de 25 L.
Se recomienda tratar de utilizar la menor cantidad de agua en la limpieza de los corrales, no bañar a los animales diariamente y sólo cuando sea necesario y en los lugares que se pueda aplicar arrastrar las excretas con haraganes, y posteriormente utilizar el agua a presión, solamente la necesaria, Chao et al., (2012).
En el cuadro 4, se observa el análisis químico proximal de la cerdaza fermentada en base seca. Las ovejas alimentadas con cerdaza se mantuvieron en excelente condición corporal, y con una prolíficidad de 1.5 corderos/vientre/año y peso vivo promedio de 3.5 kg/cordero.
Análisis químico proximal de la cerdaza fermentada base seca, %.
Proteína cruda
21.2
Materia seca
38.5
Grasa cruda
6.3
Fibra cruda
18.1
Cenizas totales
13.6
E.L.N.
40.8
E. M. Mcal/kg
2.28
Impactos (social, económico y ambiental) Social
Existen 10 empleos permanentes.
De manera indirecta se benefician agricultores de la región, comprándoles su rastrojo y sorgo, los cuales reciben un mejor precio y seguridad en la venta de su producto.
Económico
Los deshechos se utilizan dentro de la granja para aportar un ingreso económico considerable. Con la cerdaza se sustituye el grano, ahorrándose 146 ton. anuales, con un ahorro de $ 438,000.00.
Con el estiércol de borrego se tiene un ingreso de $48,000.00 anuales.
Con la venta del limón se tiene un ingreso de $ 25,000.00 anuales.
Con el ahorro del agua se reduce el consumo de energía eléctrica en un 70%, lo que representa $12,000.00 anuales.
Ambiental
Se redujo el consumo de agua de 40,000 litros a 12,000 litros diarios.
Se redujo el 100% de las descargas de aguas residuales al río.
Sustentabilidad.
La cerdaza se utiliza como alimento para borregos, y la ovinaza se utiliza en las ladrilleras como aglutinante para mejorar la calidad del ladrillo y como fertilizante orgánico. El agua se trata en lagunas facultativas, donde se le agregan enzimas para que ayuden al proceso de limpia. El agua tratada sale con la calidad para uso del riego de la huerta de limones. Por lo tanto, todo se reutiliza y haciendo el proceso 100 % sustentable, ver figura 3.
Los cerdos, limones, ladrillos y las borregas consumiendo alimento.
CONCLUSIÓN
La empresa se considera sustentable al reciclar el agua, usar la cerdaza fermentada como alimento para ovinos y usar el excremento de ovinos como abono y/o en la construcción de ladrillos. La cerdaza es un alimento económico, palatable y nutricional para los ovinos, lo cual hace que sea un alimento de excelente calidad.
LITERATURA CITADAArndt DL, Day LD, Hatfield EE. 1979. Processing and handling of animal excreta for refeeding. Journal of Animal Science. 48:157-162.ArndtDLDayLDHatfieldEE.1979Processing and handling of animal excreta for refeedingJournal of Animal Science48157162Castrillón QO, Jiménez Para, Bedoya MO. 2002. Porquinaza en la alimentación animal. Revista Lasallista de investigación. 1(1): 72-76.CastrillónQOParaJiménezBedoyaMO2002Porquinaza en la alimentación animalRevista Lasallista de investigación117276Cervantes FJ, Saldívar-Cabrales JY, Yescasi JF. 2007. Estrategias para el aprovechamiento de desechos porcinos en la agricultura. Revista Latinoamericana de Recursos Naturales. 3(1):3-12.CervantesFJSaldívar-CabralesJYYescasiJF.2007Estrategias para el aprovechamiento de desechos porcinos en la agriculturaRevista Latinoamericana de Recursos Naturales31312Canton JJ, Beldar-Casso R, Sandoval-Castro CA. 2005. Nutritive valve of fresh swine excreta for growing pelibuey sheep. J. Appl. Anim. Res. 27: 89-94CantonJJBeldar-CassoRSandoval-CastroCA.2005Nutritive valve of fresh swine excreta for growing pelibuey sheepJ. Appl. Anim. Res278994Chao Espinosa R, Sosas Caceres R, Díaz Capdesuñer Y. 2012. Gasto de agua de limpieza y tratamiento del residual en naves de ceba porcina. Revista Ciencias Técnicas Agropecuarias. 21(3):69-72. ISSN 2071-0054. http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2071-00542012000300011Chao EspinosaRSosas CaceresRDíaz CapdesuñerY.2012Gasto de agua de limpieza y tratamiento del residual en naves de ceba porcinaRevista Ciencias Técnicas Agropecuarias21369722071-0054http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S2071-00542012000300011Deshck A, Abo-Shehada M, Allonby E, Givens DI, Hill YR. 1998. Assessment of the nutritive value for ruminants of poultry litter. Anim. Feed Sci. Tech. 73:29-35.DeshckAAbo-ShehadaMAllonbyEGivensDIHillYR.1998Assessment of the nutritive value for ruminants of poultry litterAnim. Feed Sci. Tech732935Fontenot JP, Webb KE, Libke YKG, Buchles RJ. 1971. Performance and health of ewes fed broiler litter. J. Anim. Sci. 33:283.FontenotJPWebbKELibkeYKGBuchlesRJ.1971Performance and health of ewes fed broiler litterJ. Anim. Sci33283Gupta G, Kely P. 1990. Toxicity (EC 50) comparisons of some animal wastes. Water Air and Soil Pollution. 53: 113-117.GuptaGKelyP.1990Toxicity (EC 50) comparisons of some animal wastesWater Air and Soil Pollution53113117Henderson DC. 1990. The Veterinary book for sheep farmers. Farming Press Books. Inglaterra.HendersonDC.1990The Veterinary book for sheep farmersFarming Press BooksInglaterraINEGI. Prontuario de información geográfica municipal de los Estados Unidos Mexicanos Ixtlán del Río, Nayarit Clave geoestadística 18006 2009. https://www.inegi.org.mx/contenidos/app/mexicocifras/datos_geograficos/18/18006.pdfINEGIProntuario de información geográfica municipal de los Estados Unidos Mexicanos Ixtlán del Río, Nayarit Clave geoestadística 180062009https://www.inegi.org.mx/contenidos/app/mexicocifras/datos_geograficos/18/18006.pdfJensen R, Swift BL. 1982. Diseases of sheep.2ª ed. Lea & Febiger. Philadelphia. USA.JensenRSwiftBL.1982Diseases of sheep2Lea & FebigerPhiladelphia. USAJuantorena A, Alfaro O, Sánchez EI. 2000. Alternativas para el tratamiento del Residual Porcino. Parte 1. Tecnología Química. 21(2): 69-76.JuantorenaAAlfaroOSánchezEI.2000Alternativas para el tratamiento del Residual Porcino1Tecnología Química2126976Mackie RI, Stroot PG, Varel VH. 1998. Biochemical identification and biological origin of key odor components in livestock waste. Journal of Animal Science. 76:1331-1342.MackieRIStrootPGVarelVH.1998Biochemical identification and biological origin of key odor components in livestock wasteJournal of Animal Science7613311342Mariscal LG. 2007. Tratamiento excretas cerdos. FAO, Capítulo 7. http://www.fao.org/wairdocs/LEAD/X6372S/x6372s08.htm *CENID Fisiología, INIFA.MariscalLG.2007Tratamiento excretas cerdosFAO7http://www.fao.org/wairdocs/LEAD/X6372S/x6372s08.htmCENID FisiologíaINIFAMartínez-González S, Macías-Coronel H, Moreno-Flores L, Zepeda-García J, Espinoza- Moreno M, Figueroa-Morales R, Ruiz-Félix M. 2011. Análisis económico en la producción de ovinos en Nayarit, México. Abanico Veterinario. 1(1):37-47. ISSN 2448-6132. https://www.medigraphic.com/cgi-bin/new/resumen.cgi?IDARTICULO=45596Martínez-GonzálezSMacías-CoronelHMoreno-FloresLZepeda-GarcíaJEspinoza- MorenoMFigueroa-MoralesRRuiz-FélixM.2011Análisis económico en la producción de ovinos en Nayarit, MéxicoAbanico Veterinario1137472448-6132https://www.medigraphic.com/cgi-bin/new/resumen.cgi?IDARTICULO=45596Meschy F. 2000. Recent progress in the assessment of mineral requirements of goats. Livestock Prod. Sci. 64:9-14.MeschyF.2000Recent progress in the assessment of mineral requirements of goatsLivestock Prod. Sci64914Mufarrege D. 2003. Corrientes, Noticias y Comentarios No. 381. http://www.producción-animal.com.arMufarregeD.2003Corrientes, Noticias y Comentarios No. 381http://www.producción-animal.com.arMunguía-Xóchihua J, Duran-Puga N, Alejo-Santiago G, Salgado-Moreno S, Carrillo- Díaz F, Martínez-González S. 2019. Cuantificación de Cu, Fe, Zn y Mo en pollinaza generada en pre lluvias, en lluvias y post lluvias. Abanico Agroforestal. 1(1):1-7. https://abanicoacademico.mx/revistasabanico/index.php/abanico-agroforestal/article/view/219/311Munguía-XóchihuaJDuran-PugaNAlejo-SantiagoGSalgado-MorenoSCarrillo- DíazFMartínez-GonzálezS.2019Cuantificación de Cu, Fe, Zn y Mo en pollinaza generada en pre lluvias, en lluvias y post lluviasAbanico Agroforestal1117https://abanicoacademico.mx/revistasabanico/index.php/abanico-agroforestal/article/view/219/311NRC (National Research Council). 1980. Mineral Tolerances of Domestic Animals. National Academy of Sciences. Washington, DC. USA.NRC (National Research Council)1980Mineral Tolerances of Domestic Animals. National Academy of SciencesWashington, DC. USAPadilla GEC, Castellanos RAF, Canton CJG, Moguer OYB. 2000. High levels of animal excreta in feed for sheep. Livestock Research for Rural Development. 12: 1-9.PadillaGECCastellanosRAFCantonCJGMoguerOYB.2000High levels of animal excreta in feed for sheepLivestock Research for Rural Development1219Sharman GAM, Angus KW. 1991. Inorganic and organic poisons. En Diseases of sheep. Editado por Martin WB, Aitken ID. 2ª ed. Blackwell MZV. Austria.SharmanGAMAngusKW.1991Inorganic and organic poisonsDiseases of sheepMartinWBAitkenID2Blackwell MZVAustriaSmith LW. 1976. The nutrition potential recycled wastes new In: Feed resources proceedings. Technical Consultation held in Roma, In: FAO. Animal Production and Health Paper 4: 227-243.SmithLW.1976The nutrition potential recycled wastes newFeed resources proceedings. Technical Consultation held in Roma, In: FAO. Animal Production and Health Paper 4227243Smith LW, Wheeler NE. 1979. Nutrition and economic value of animal excreta. Journal of Animal Science. 48: 144-186.SmithLWWheelerNE.1979Nutrition and economic value of animal excretaJournal of Animal Science48144186Sosa QR. 2006. Alimentación de ganado de carne en estabulación. ECAG Informa. 38: 14-17. http://atenas.utn.ac.cr/images/revista/ecag38.pdfSosaQR.2006Alimentación de ganado de carne en estabulaciónECAG Informa381417http://atenas.utn.ac.cr/images/revista/ecag38.pdfVenotti MB, Rashash M, Hunt G. 2002. Solid-liquid Separation of Flushed Swine Manure with Pam, Effect of Wastewater Strength. American Society of Agriculture Engineers. 45(6): 1959-1969.VenottiMBRashashMHuntG.2002Solid-liquid Separation of Flushed Swine Manure with Pam, Effect of Wastewater StrengthAmerican Society of Agriculture Engineers45619591969Taiganides EP, Pérez R, Girón E. 1996. Agua Residual en Manual para el manejo y control de aguas residuales y excretas porcinas en México. Pp. 56-59. Consejo Mexicano de Porcicultura. A.C. México.TaiganidesEPPérezRGirónE.1996Agua Residual en Manual para el manejo y control de aguas residuales y excretas porcinas en México5659Consejo Mexicano de Porcicultura. A.C.MéxicoTórtora PJL. 2002. Fortalecimiento del Sistema Producto Ovinos. Tecnologías para Ovinocultores. Sistema Producto Ovinos. No. 48: 216-222.TórtoraPJL.2002Fortalecimiento del Sistema Producto Ovinos. Tecnologías para Ovinocultores. Sistema Producto Ovinos48216222Abanico AgroforestalSustainable company producing pigs, sheep and lemonsABSTRACT:
The pig industry, bound by sanitary requirements, has been in need of finding a way out of solid waste, produced in its normal operation, the so-called pig dung or pig slurry, an available food resource. Several technologies have been developed over the years to solve this problem by physical, chemical and biological means; as solids separation, drying, fermentation, silage, etc. The process of fermentation in barrels may be feasible to use. On the floor the pig slurry was deposited, adding water to reach 60% humidity and 10% sorghum to accelerate the fermentation process, then this product is deposited in 200 liter plastic drums, which were covered with nylon and this fixed around the barrel with a rubber or plastic spring to avoid oxygenation. In the minimum fermentation process it is 25 days, during which the pig slurry loses the smell of pig. In a stirrer, the pig dung is added together with the stubble and other ingredients, obtaining the balanced food. Water is treated in optional lagoons. The company is considered sustainable by recycling water, using sheep droppings as fertilizer and/or building bricks, and using fermented slurry as sheep feed. The pig slurry is an economic, palatable and nutritional food for sheep, which makes it an excellent quality food.
Keywords:recycledfoodwaterfertilizerINTRODUCTION
The pig industry as well as the poultry industry, forced by sanitary requirements, has found it necessary to look for an outlet for solid waste, produced in its normal operation, the so-called pig slurry and poultry manure; available food resources. All these factors have been combined for the appearance of fattening projects in stabling, initially as a way of disposing of waste from the farm, and later as a productive activity with its own identity (Sosa, 2006).
At a global level, the generation of large quantities of excreta is a problem due to its high potential of nutrients that contaminate the environment, and can be an obstacle in the future development of the animal industry; however, manure can be used as food. Ruminants have been identified as ideal animals for recycling manure. In Mexico, poultry manure is marketed at the foot of the farm, or in large warehouses where buyers go to transport it to consumption centers. It is estimated that 200 to 300 g of dry matter per kg of feed, or 700 to 800 g of dry matter per chicken produced, or 550 g of dry matter per kg of chicken, and finally 9.6 ton of dry matter per 1000 kg of meat. This last data would represent an estimated 1.2 million tons produced annually by 1,461 million chickens (Munguía-Xóchihua et al., 2019).
The inclusion of pig excrement in the sheep diet helps solve the problem of environmental pollution and reduces sheep production costs, due to the substitution of high-cost traditional ingredients for non-conventional ingredients such as excrement (Castrillón et al., 2002).
The advantage of pig excrement is its availability throughout the year. Recently Canton et al (2005) concluded in a digestion and metabolism test that fresh pig excreta is a valuable source of nitrogen for sheep. In this sense, pig excreta are an appropriate and safe ingredient in diets for fattening sheep; this is shown in the study by Padilla et al (2000), who fed high levels of pig excreta to finished sheep; weight gain or carcass characteristics were not affected, and levels of copper in the liver were normal.
It is also important to note that by comparing the toxicity of manure from different animals and using a microtoxic test, it was shown that pig manure was three times less toxic than poultry manure (Gupta and Kely, 1990).
The main problem caused by excreta is chemical contamination, due to the excretion of large amounts of nitrogen (in the form of nitrates), phosphorus and potassium (Mariscal, 2007). It is estimated that under commercial production conditions, the phosphorus consumed is excreted in varying proportions, since a sow excretes about 75%; weaned piglets 38% and supply pigs 63%. The phosphorus excretion pathway is mainly fecal. Regarding nitrogen, the proportion excreted for the same categories of animals was 76, 46 and 67% respectively, and this is excreted mainly via the urinary tract.
The pollution generated by a pig farm affects the microenvironment (the farm itself) and the environment in general. With regard to the microenvironment, it has been seen that exposure to the gases produced (ammonia, hydrogen sulphide, methane and carbon dioxide), represent direct risks to the health of workers and exploitation pigs. This is because ammonia is irritating, so it tends to cause discomfort in pigs; confirming a decrease (from 12 to 30%) in the daily weight gain of pigs housed, in places with increasing concentrations of ammonia (50, 100 and 150 ppm). Ammonia comes from excreted nitrogen, mainly in the urine (85%) and in the feces (15%); its volatilization rate depends on the relationship between the ammonium and ammonia ions, which depends on the pH of the excreta (Mariscal, 2007).
On a global level, a fundamental problem of pig farms is the generation of large quantities of excreta; which, due to their high nutrient potential, pollutes the environment and can be the main obstacle in the future development of the animal industry (Mackie et al., 1998). Approximate calculations indicate that in Mexico, more than 1,860 tons of pig manure per day are originated (considering number of heads and age of the animal) (Cervantes et al., 2007).
Manure can be used as food. Ruminants have been designated as the ideal animals to recycle pig manure, due to their ability to use non-protein nitrogen, digest cellulose and use high levels of nucleic acids (Smith, 1976; Smith and Wheeler, 1979; Arndt et al., 1979). The pig slurry is the food not digested by the digestive system of the pig and enriched with the intestinal flora, which makes it an excellent quality food to be used in the preparation of diets for sheep.
Also remember that in Mexico there is a deficit of almost 40,000 tons each year of sheep meat. These missing tons are imported from New Zealand, Chile and Australia (Martínez et al., 2011); therefore, the production of this species is important.
Chemical composition of the pig slurry
The pig slurry is the food not digested by the digestive system of the pig and enriched with the intestinal flora, which makes it an excellent quality food to be used in the preparation of diets for sheep.
In Table 1, a comparison of protein and fat is made between pig slurry, corn and sorghum. In table 2, the nutrient content of the pig excreta (% dry basis) is observed. The pig slurry has more than 20% crude protein and a digestibility greater than 40%.
Comparison of the crude protein and crude fat content of the pig slurry, corn and sorghum (% on dry basis)
Pig slurry
Corn
Sorghum
Crude protein
21.2
8
9
Crude fat
6.3
4
2
Nutrient content of pig excreta (% on a dry basis)
Total digestible nutrients
48
Crude protein
24
Crude fibre
15
Calcium
2.7
Phosphorus
2.1
Potassium
1.3
Copper in sheep
Foods and salts prepared for poultry and pigs may have excess copper, which eliminates the animals in the feces in amounts up to 700 ppm. The sheep are very sensitive to excess copper in the diet, they begin to be poisoned from 20 ppm; recommending to include in your diet a maximum of 25% of excreta; however, in this livestock company, contrary to the scientific prevention indicated, for three years they have fed their sheep with a diet that includes 60% and silage pig slurry respectively, with satisfactory productive results. Copper destroys the red blood cells, and the urine of the animals is very dark and foamy brown. Most animals die a couple of days after the intoxication has occurred (Tórtora, 2002). Sheep are more sensitive to high levels of Cu in the diet, than any other species of zootechnical interest (Fontenot et al., 1971; NRC, 1980); although other authors have only found problems in young sheep (Deshck et al., 1998).
In the case of goats, the literature usually indicates more frequently cases of Cu deficiency, and may be evidence that this species tolerates better high levels of Cu than sheep and cattle (Meschy, 2000). In ruminants, copper is stored primarily in the liver and also in the kidneys, heart, lungs, pancreas and spleen. Body reserves serve for about five months, providing the necessary Cu when a deficiency occurs (Mufarrege, 2003).
Copper can cause toxic effects on the wool, when more than 25 ppm of the element is ingested. Once ingested in the ration, assimilable Cu can be reduced by excesses of molybdenum, sulfur and iron; and also by some other antagonists such as cadmium, zinc and silver (Mufarrege, 2003). Copper poisoning has been widely documented in the ovine species, being a common chapter in any treaty of sheep disease (Jensen and Swift, 1982; Henderson, 1990; Sharman and Angus, 1991); highlighting in all of them the high susceptibility of this species.
The sustainable project
The management of excreta is the main problem of the pig, since at present and due to the sanitary legislation, the producer cannot get rid of the excreta as they did it traditionally; throwing them at the ravines, streams and other bodies of water; therefore, the producer is obliged to get rid of excreta in an ecological way, which does not pollute the environment.
Several technologies have been developed over the years to solve this problem, by physical, chemical and biological means; as separation of solids, drying, fermentation, silage, etc., some with advantages and disadvantages over others. Since drying it in the sun pollutes the environment and a large cement board is required. The pressing method requires equipment, which is often expensive. The process of fermentation in barrels may be feasible to use.
The fermented pig dung use project, arises from the need that all pig farmers have to treat wastewater according to the norm established by the National Water Commission. Before this project, the pens were washed with water, and the amount of 40,000 liters/day was discharged into the Ixtlán River.
The objective of the sustainable project was to stop contaminating the environment with water and pig manure, reduce water consumption to 70%, reuse water, treating it and using it to irrigate a lemon orchard, and finally use the pig slurry as fodder for sheep consumption.
MATERIAL AND METHODSLocation
The company producing pigs and sheep La Sidra, is located at km 3 of the free highway Ixtlán de Río-Guadalajara; in Ixtlán del Río, Nayarit, Mexico; between the parallels 20° 50' and 21° 13' of Latitude North and the meridians 104° 12'and 104° 28' of West Longitude; with an altitude between 400 and 2,300 meters above sea level; the temperature is 18-26 °C; precipitation 800-1 000 mm. The predominant climate is warm subhumid with rains in summer, of lower humidity (68.73%) warm; subhumid with rains in summer, of lower humidity (25.28%); temperate subhumid with rains in summer, of higher humidity (5.46%), and temperate subhumid with rains in summer, of medium humidity (0.53%). The company is circulated with brick wall and galvanized mesh, drowned in cement; It has several warehouses: maternity pigs, gestation pigs, weaning and fattening pigs, gestation and maternity sheep, weaning and fattening of sheep, food cellar, food preparation area, fermentation area, office, pharmacy, orchard of lemons , sewage treatment plant and parking.
Animals and excreta
The company has permanent 110 bellies of pigs of Landrace race, Yorkshire, Pietrain and their crosses; and 400 bellies of Dorper, Pelibuey, Katahdin one and their crosses; in addition, the offspring of the two species are completed on the same farm, see figure 3. Apply a breeding program for the two species continuously; it also has the recommended preventive program for each species. On the other hand, it applies the biosafety standards, recommended by SAGARPA.
The project of the company
The project begins with its own resources and an animal health support from SAGARPA, through the State Livestock Development and Protection Committee. The support was 50% for the wastewater treatment plant; it is started by a family group, consisting of 3 women and 1 man.
Water use
In the pens with cement floor, firstly, the pig dung with shovel and wheelbarrow was collected, and it was taken to the silage area; the pens were then washed with recycled water, which came from optional lagoons, see figure 1.
Facultative lagoons
Process and use of pig slurry production
To the pig slurry already in the floor, water was added until reaching 60% of humidity and 10% of sorghum to accelerate the fermentation process. This product is then deposited in 200 liter plastic barrels, which were covered with nylon and this one fixed around the barrel with a rubber or plastic spring to avoid oxygenation. In the minimum fermentation process it is 25 days, during which the pig dung loses the smell of pig and lowers the amount of CFU of bacteria. In a stirrer add the pig slurry, ground stubble without corn and other ingredients; getting balanced food. The pig slurry was included in maintenance, pregnancy, 60% lactation (with 9.52% crude protein, see proximal analysis in table 3), development and fattening of 20% sheep; obtaining an excellent productive behavior in each of the stages, see figure 2.
Proximal analysis of the diet for pregnant sheep (% dry basis)
Humidity
8.19
Crude protein
9.52
Fats
3.68
Crude fiber
20.42
Ashes
15.73
Source: Analysis in Nuevlab S.A. of C.V. Guadalajara Jalisco, Mexico. 24/04/2019.
Silage and/or fermentation of the pig slurry, in addition to the inclusion in the stirrer
RESULTS AND DISCUSSION
The farm with 110 pig bellies and 400 sheep bellies, plus their growing and fattening offspring, produce a ton of pig slurry and another one of sheep slurry. With the implementation of the use of the pig slurry as feed for sheep, the change in the management of excrement, recycling and good water management, in the pig farm only 12,000 L are used, of which 4000 are residual and were treated to be used as irrigation of a lemon orchard. With this project, a second approved project was achieved to build and equip a plant for the production of balanced food, to improve milling, mixing and make the most efficient food, see figure 1.
There are studies where they report the expense of water, for example, Chao et al., (2012) reported, a cleaning water expense per animal and per day of 26 L; which is directly influenced by the system used for this work that consists of pressurized water, but it is also customary to bathe the animals daily, all this makes this expense excessive. While Taiganides et al. (1996) reports 9.2 L, but much less than that reported by Sánchez et al. (1995), 50 L and Juantorena et al. (2000), which was 60 to 80 L per day for pigs fattening 100 kilograms in weight, and similar to that reported by Venotti et al. (2002), which was 25 L.
It is recommended to try to use the least amount of water in the cleaning of the corrals, not to bathe the animals daily and only when it is necessary and in the places that can be applied to drag the excrements with lazy, and later to use the water under pressure, only the necessary one, Chao et al., (2012).
Table 4 shows the proximal chemical analysis of the fermented pig slurry on a dry basis. The pig slurry-fed sheep were kept in excellent body condition, with a prolificacy of 1.5 lambs/womb/year and an average live weight of 3.5 kg/lamb.
Proximal chemical analysis of fermented pig slurry dry base,%.
Crude protein
21.2
Dry matter
38.5
Crude fat
6.3
Crude fiber
18.1
Total ashes
13.6
E.L.N.
40.8
E. M. Mcal/kg
2.28
Impacts (social, economic and environmental) Social
There are 10 permanent jobs.
Indirectly, farmers in the region benefit, buying their stubble and sorghum, which receive a better price and security in the sale of their product.
Economic
The waste is used within the farm to provide a considerable economic income. The grain is replaced with the pig slurry, saving 146 tons per year, with a saving of $ 438,000.00.
With the sheep manure it has an income of $ 48,000.00 annually.
With the sale of the lemon it has an income of $ 25,000.00 annually.
With water savings, the consumption of electric energy is reduced by 70%, which represents $ 12,000.00 per year.
Environmental
Water consumption was reduced from 40,000 liters to 12,000 liters per day. 100% of wastewater discharges to the river was reduced.
Sustainability
The pig slurry is used as food for sheep, and the sheep slurry is used in the brickyards as a binder to improve the quality of the brick and as an organic fertilizer. Water is treated in facultative lagoons, where enzymes are added to help the cleaning process. The treated water comes out with the quality for irrigation use of the lemon orchard. Therefore, everything is reused and making the process 100% sustainable, see figure 3.
Pigs, lemons, bricks and sheep eating food.
CONCLUSION
The company is considered sustainable by recycling water, using fermented pig slurry as sheep feed and using sheep droppings as fertilizer and/or brick building. The pig slurry is an economic, palatable and nutritional food for sheep, which makes it an excellent quality food.