Reduciendo el impacto ambiental de la producción animal

Las predicciones del Instituto de Recursos Mundiales indican que la demanda de proteínas animales en todo el mundo aumentará a 445 millones de toneladas al año en 2050, o un 70 % en comparación con la demanda actual. La magnitud del cambio es enorme. Pese a los llamamientos para un consumo más equilibrado de proteína animal y su sustitución por alternativas vegetales, es probable que la demanda continúe creciendo. Por eso es más importante que nunca fomentar una producción animal que sea sostenible.

El Dr. David Nickell, Vicepresidente de Sustainability en DSM Nutritional Products, Animal Nutrition & Health, explica la estrategia ganadora de DSM para abordar la demanda global de proteínas animales producidas de manera sostenible.

Aumentar la producción respetando los límites planetarios

A medida que la población mundial crece, la demanda de proteínas animales sigue aumentando de forma imparable. Este aumento viene impulsado por muchas razones, entre las que cabe destacar la mayor accesibilidad y asequibilidad de la carne, la leche, el pescado y los huevos. Expertos de numerosas instituciones han analizado las posibles consecuencias de esta demanda. El Instituto de Recursos Mundiales pronostica un incremento a 445 millones de toneladas anuales en 2050 para satisfacer la demanda de una población de 9700 millones de personas. De acuerdo con las cifras publicadas por la FAO, esto significa un aumento de alrededor del 70 % comparado con la situación actual, pese a que la población mundial solo crecerá un 40 % durante el mismo periodo. Aunque muchas poblaciones necesitan un mayor consumo de proteínas animales para alcanzar un nivel de nutrición saludable y equilibrado, existen otras poblaciones donde el excesivo consumo de carne será uno de los principales motores de crecimiento. Este incremento de la producción animal supone una enorme carga para los recursos naturales del planeta y, como se viene anunciando, provocará un aumento de las emisiones de gases de efecto invernadero (GEI) y un mayor impacto ambiental que llevará a nuestros sistemas alimentarios más allá de numerosos límites planetarios. La sostenibilidad de la producción de proteínas animales constituye una prioridad para muchos, y los llamamientos al cambio cada vez son más frecuentes.

Pero este cambio hacia sistemas alimentarios más sostenibles es complejo, lleva tiempo y requiere que los consumidores modifiquen sus hábitos alimentarios. En el propio sector, se precisa una mentalidad innovadora y la voluntad de adoptar nuevas tecnologías con rapidez y a gran escala. Para aumentar la producción de proteínas animales sin superar los límites planetarios, es necesario un mayor grado de eficiencia, algo que normalmente se consigue mediante la intensificación. Esto implica, entre otras cosas, cambios en las infraestructuras de las granjas, la genética animal y las prácticas de cría, pero especialmente una mejor alimentación, un uso más extenso de piensos compuestos y la consiguiente gestión de los purines, sobre todo en lo que respecta a la emanación de nitrógeno y fósforo al medio ambiente.

Limitaciones de la tierra y decisiones difíciles

Todo ello plantea un problema. El aumento de los niveles de producción y de la densidad de nutrientes de los piensos para animales exigirá mayores cantidades de cereales y otras materias primas. Y esto, a su vez, requerirá más extensión de tierra. Según la FAO, de los 13 000 millones de hectáreas de la superficie total de la Tierra, 4900 millones de hectáreas son de uso agrícola. De esta superficie, tan solo 1400 millones de hectáreas se dedican actualmente al cultivo. Los 3500 millones de hectáreas restantes se destinan a pastos permanentes y praderas, gran parte de las cuales no son aptas para la producción agraria. Habida cuenta de estas limitaciones, es necesario tomar decisiones. O bien alimentamos al ganado con más cereales para el consumo humano procedentes del suelo actualmente cultivado (la cuestión del forraje frente a comida) o bien, para evitarlo, aumentamos la productividad de las tierras existentes con variedades más productivas y un mayor uso de fertilizantes (lo que suscita preocupación por el exceso de emisiones de nitrógeno y fósforo al medio ambiente).

Otra posibilidad sería ampliar más la superficie de tierra dedicada al cultivo, lo que a su vez suscita preocupación por la pérdida de biodiversidad. Todas estas opciones plantean importantes dilemas y son inaceptables para muchos observadores. A pesar de que existen alternativas para aumentar la productividad de algunas de las tierras de cultivo actuales, hay aspectos que preocupan cada vez más, como las tasas de aplicación de fertilizantes, la alteración de los ciclos de nutrientes, la contaminación por nitrógeno y fósforo, y el descenso de la fertilidad y la productividad del suelo. Sencillamente no hay suficiente tierra, y destinar una mayor superficie a la agricultura agravaría aún más muchos de los problemas actuales. Si queremos producir más proteínas animales, tendremos que hacerlo de una manera más eficiente dentro del margen de uso actual de la tierra y de los límites de los recursos del planeta.   

Aunque el uso del suelo tendrá que seguir evolucionando de forma sostenible para satisfacer la demanda de cultivos forrajeros y de cereales para el consumo humano, existen soluciones innovadoras para incrementar el valor nutritivo de los recursos forrajeros disponibles y de las cantidades cada vez mayores de subproductos de alimentos y piensos que se suministran a los animales. 

Extraer más valor de recursos finitos

DSM y Novozymes iniciaron su alianza hace 20 años para investigar una nueva tecnología de enzimas alimentarias con el fin de extraer más valor de nuestros valiosos recursos naturales y producir más con menos. Nuestro objetivo es mejorar el valor nutricional de las materias primas existentes para la alimentación animal y favorecer un mayor uso de sustratos y cultivos alternativos. Esta tecnología reduce nuestra dependencia de la soja, el maíz y el trigo, pero también permite utilizar de forma económica una mayor variedad de materias primas locales, reduciendo así el conflicto ligado a la alimentación animal con cereales para el consumo humano. Los beneficios son extraordinarios. La mejora de la digestibilidad y la reducción del índice de conversión alimentaria (lo que significa que se necesita menos alimento para producir una unidad de carne) se consideran importantes palancas para una producción animal sostenible. Además de aminorar la presión sobre el uso de la tierra, este enfoque permite reducir las emisiones indirectas de GEI asociadas a la producción animal. Igualmente importante es el hecho de que, gracias a la mejora de la digestibilidad, se consigue una mayor retención de nitrógeno en forma de acumulación de proteínas, lo que se traduce en una menor cantidad de nitrógeno liberado al medio ambiente a través de los purines. Esto también contribuye a reducir las emisiones de GEI en forma de óxido nitroso procedente de la urea y el amoniaco. Por otra parte, la reducción del nitrógeno en los purines ayuda a limitar la cantidad de formas reactivas de nitrógeno que pueden filtrarse al sistema hídrico como consecuencia de la aplicación de estiércol a la tierra, lo que constituye un problema importante que afecta a la calidad del agua.

Liberar todo el potencial de la dieta animal

La complejidad está en los detalles. La micronutrición constituye la clave para mejorar el uso eficiente de los forrajes: el único insumo importante para la producción animal, que a menudo representa el 60 % de los costes. Los macroingredientes como la soja, el maíz y el trigo pueden variar mucho en cuanto a densidad y valor nutricional, y su digestibilidad es limitada y un tanto compleja debido a los factores antinutricionales (FAN) del material. El maíz es una de las principales fuentes de almidón y una importante fuente de energía para el animal, si bien una gran parte de este almidón permanece encerrado debido a las gruesas paredes celulares de las plantas, por lo que se pierde para el animal. El uso de enzimas específicas para romper la compleja estructura fibrosa del grano de maíz libera los valiosos nutrientes, permitiendo una mejora significativa en la utilización de los alimentos y un uso mucho más eficiente de los recursos. Otros sustratos de los piensos, como las proteínas, también pueden mejorarse utilizando enzimas proteasas, lo que representa un gran avance. La Alianza ha abierto camino en este sentido y ha sido la primera en desarrollar una proteasa conocida como Ronozyme® ProAct que permite un uso más eficiente de la soja y otros cultivos forrajeros de importancia, así como de los cultivos proteicos locales. Aunque la transformación de los piensos ayuda a mejorar su digestibilidad, aún quedan algunos obstáculos por superar, especialmente en lo que respecta a la gran cantidad de FAN en muchos sustratos. Las enzimas para alimentación animal son una herramienta eficaz para destruir estos FAN y permiten al fabricante tener más flexibilidad en las formulaciones de los piensos gracias a un mayor uso de ingredientes variados.

Las enzimas para alimentación animal no solo son herramientas indispensables para la utilización eficiente de proteínas e hidratos de carbono en los piensos, sino que también han sido fundamentales en la nutrición mineral y, en particular, en la gestión del fósforo en la producción animal. El mundo tiene reservas limitadas conocidas de fósforo inorgánico, un preciado recurso que es imprescindible para la vida y que amenaza con agotarse si no se descubren pronto nuevas reservas. Es urgente que estas reservas minerales se gestionen de forma sostenible y que las utilicemos dentro de los límites apropiados. Ante la demanda de una mayor productividad agrícola, actualmente se utiliza más fosfato de roca para los fertilizantes fosfatados. Asimismo, con la creciente demanda de proteínas animales, también se está utilizando más cantidad en el mayor volumen de alimentos para animales.

Todas las dietas de los animales contienen una proporción de fosfato de roca en forma de sales de fosfato para garantizar una nutrición mineral equilibrada. Sin embargo, con la introducción de la enzima fitasa de DSM, la producción animal ha sido capaz de reducir enormemente su dependencia de los recursos de fosfato natural. Esta fitasa se ha desarrollado para liberar el fósforo presente de forma natural en el material vegetal y que, de otra manera, no estaría disponible para los animales. Las plantas almacenan fósforo en forma de fitato, un factor antinutricional conocido en las dietas para animales. Al incluir fitasa en la alimentación, el fósforo se libera del fitato y el animal puede absorberlo y utilizarlo para su crecimiento y desarrollo. Esto significa que, en lugar de utilizar grandes cantidades de fosfato de roca en las dietas, podemos aprovechar el fósforo que se encuentra de forma natural en las materias primas de los piensos vegetales. Los resultados son muy prometedores. Hemos conseguido reducir nuestra dependencia de las reservas minerales naturales finitas y hemos logrado una gestión más eficaz del fósforo, especialmente en lo que se refiere a su liberación al medio ambiente a través de los purines.

Reducir el impacto ambiental

La aplicación de estiércol a la tierra es importante para la salud del suelo y la productividad agraria, ya que es una buena fuente de fósforo y nitrógeno, ambos necesarios para el crecimiento de los cultivos. Sin embargo, el estiércol es también una fuente importante del fósforo y el nitrógeno que se liberan al medio ambiente. Si se aplica demasiado fósforo a la tierra, este puede permanecer en el suelo durante años, ya que el proceso de absorción por parte de las plantas es relativamente lento. Esto significa que se debe aplicar estiércol con moderación, o que se necesita más tierra para eliminarlo, con el fin de evitar que los niveles de fósforo del suelo sean demasiado altos. Cuando los niveles de fósforo son muy altos, el suelo pierde su capacidad para retenerlo y favorecer así el crecimiento de las plantas, con lo que el exceso de fósforo se filtra a la capa freática. Si hay suficiente fósforo en el suelo, aplicar más estiércol agravaría aún más el problema. Del mismo modo, si el contenido de nitrógeno de los purines es elevado, cuando se aplica demasiado estiércol por hectárea puede producirse una importante escorrentía de nitratos y una lixiviación al medio acuático. En algunas partes del mundo, esto se ha convertido en una de las principales causas de los problemas que afectan a la calidad del agua. La pérdida de fósforo en los ecosistemas de agua dulce también provoca la eutrofización y una mayor proliferación de algas, algunas de las cuales pueden ser tóxicas. Se trata de un importante problema de sostenibilidad que, como numerosas autoridades han señalado, constituye un límite que se ha cruzado en muchas zonas geográficas. La protección y mejora de nuestras preciadas reservas de agua dulce es una prioridad para muchos gobiernos que ha dado lugar a estrictas políticas sobre las tasas de aplicación de estiércol a la tierra, como las de la UE, que se rigen por la Directiva de nitratos de la Comisión Europea. Estas tasas de aplicación y la disponibilidad de tierras son un factor clave que limita la acumulación de biomasa y, por consiguiente, el tamaño de las explotaciones. El uso de fitasa en la alimentación animal ha contribuido a una gestión más eficaz del fósforo y, en muchos casos, a una menor necesidad de superficie para la aplicación del estiércol.

Ocurre lo mismo en el caso de las enzimas proteasas como Ronozyme® ProAct de DSM. Por ejemplo, los estudios han demostrado que cuando se utiliza esta proteasa en una dieta de pollos de engorde, mejora significativamente la digestibilidad aparente de proteína, lo que permite reducir el contenido de proteína cruda de la dieta hasta en un 8 % y mantener al mismo tiempo el ritmo de crecimiento. Esto no solo supone un ahorro significativo en los recursos de proteína cruda y el uso de las tierras de cultivo, sino que también conlleva una menor producción de amoníaco y una reducción del 35 % en la concentración de nitrógeno del estiércol. Los efectos que se derivan de ello son sustanciales. Tomando como ejemplo la cría de 1 millón de pollos de engorde con una dieta típica a base de trigo, se consigue una reducción del 3 % de amoniaco y aproximadamente 3 toneladas menos de nitrógeno en el estiércol. Como resultado se requiere menos tierra para eliminar el estiércol, lo que equivale en este ejemplo a 11 hectáreas menos (con una tasa de aplicación máxima de nitrógeno de 170 kg N/ha). Al necesitar menos tierra para la gestión del estiércol, el ganadero puede aumentar eficazmente la producción de pollos de engorde cerca de un 5 % sin necesidad de más superficie para aplicar el estiércol y manteniéndose dentro de los límites ambientales de la explotación.

El crecimiento de la producción animal aumenta también la preocupación por la eliminación de los purines y su impacto en los ciclos de nutrientes. La gestión de los purines de acuerdo con las directivas de buenas prácticas es de vital importancia. Sin embargo, cada vez resulta más evidente que las enzimas para alimentación animal, como la fitasa y la proteasa, influyen de manera significativa en la posterior composición química del estiércol por su efecto en la dieta de los animales. Por consiguiente, son una herramienta importante para la gestión de los purines y el uso de la tierra.

Enzimas: herramientas esenciales para una producción animal sostenible

Las enzimas están cobrando cada vez más importancia como herramientas indispensables para una producción animal sostenible. Aparte de tener un impacto directo significativo en la mejora de la digestibilidad de las proteínas y los hidratos de carbono —puesto que permiten extraer más nutrientes de las materias primas existentes, ayudan a reducir la dependencia de la industria de la soja y favorecen al mismo tiempo un mayor uso de materias primas locales para piensos—, son fundamentales para la gestión sostenible del fósforo. Además, los efectos resultantes del uso de enzimas en la composición de los purines, en una gestión más eficaz del fósforo y el nitrógeno y en el uso de la tierra —lo que a su vez se traduce en una menor eutrofización de los recursos hídricos—, también se consideran componentes sustanciales de la producción animal sostenible.

DSM, together with its alliance partner Novozymes, is continuing to innovate on multiple enzyme technologies for the purpose of getting more out of our limited natural resources, enabling greater gains in animal productivity within planetary boundaries and reducing the environmental footprint of our food systems while addressing the UN Sustainable Development Goals 2, 12 and 14.

Science-based animal nutrition solutions

DSM exists to create brighter lives for all. This starts with our customers, without whom we would not have a business. We offer them the world’s most comprehensive, science-based animal nutrition solutions, intelligently scaled to solve the sustainability and commercial challenges we all face in transforming the way we feed the world.

The world needs new pathways in sustainable animal protein, and DSM is at the forefront of that quest.