Uso de sólidos de estiércol reciclado para encamado.

Dairy January 15, 2016 Print Friendly and PDF

In English: Recycled Manure Solids as Bedding

Los sólidos de estiércol reciclados (SER) se obtienen mediante la separación mecánica de estiércol procedente de los pasillos en las instalaciones con cubículos. El gran incremento en el precio de los materiales usados tradicionalmente para el encamado ha provocado que los SER se estén convirtiendo en un material cada vez más común en las explotaciones lecheras. El bajo costo de producción de los SER, junto con la elevada disponibilidad de éstos en las granjas, posibilita su uso en grandes cantidades. Además, ha sido demostrado que la administración de elevadas cantidades de cama en cubículos puede optimizar el confort de los animales, disminuir las cojeras, reducir las lesiones de corvejones e incrementar la longevidad de las vacas (Tucker y Weary, 2004).

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En el informe final del proyecto “Uso de sólidos de estiércol como cama”, investigadores de la Universidad de Cornell sugieren que los SER manejados adecuadamente pueden proporcionar ventajas económicas sin afectar la salud del rebaño (Harrison et al., 2008). Similares resultados fueron encontrados por investigadores de la Universidad de Minnesota (Husfeldt et al., 2012) en una evaluación de 38 granjas que estaban utilizando SER como único material de encamado. Los autores concluyeron que los SER estaban siendo usados exitosamente como una fuente de cama para vacas lecheras y el uso de SER ofrece mayores ventajas en cuanto a costo y disponibilidad que los materiales orgánicos tradicionales.

Sin embargo, debido al elevado contenido en humedad de los SER y su alta concentración bacteriana, algunos productores y técnicos son reacios a usarlos como cama. Además, algunos estudios llevados a cabo por la Universidad de Minnesota han demostrado que los SER favorecen el crecimiento de bacterias causantes de mastitis ambientales (Escherichia coli, Klebsiella pneumoniae, y Streptococcus uberis) más que otros materiales usados comúnmente como por ejemplo la arena o el aserrín (Godden et al., 2008; Zehner et al., 1986). Sin embargo, estos estudios fueron realizados en condiciones de laboratorio con muestras de camas esterilizadas y libres de contaminación y nutrientes. Pero estas condiciones no representan las condiciones naturales de las granjas lecheras en las que las camas están altamente contaminadas con materiales orgánicos procedentes de heces, orina o leche.

Composición de los SER

Las tablas 1 y 2 muestran la composición química y el recuento bacteriano de SER procedentes de 38 explotaciones lecheras situadas en el medio oeste americano, antes y después de su uso (Husfeldt et al., 2012). Veinticinco de las granjas estaban produciendo SER con estiércol procedente de digestores anaeróbicos (SER digeridos) y las trece restantes estaban separando el estiércol fresco. De estas trece granjas, 4 de ellas estaban realizando un tratamiento post-separación de los SER en un tambor de compostaje durante 18 a 24 horas (SER compostados) y las otras 9 granjas estaban utilizando los sólidos procedentes del separador directamente (SER frescos). El equipo de compostaje está compuesto por un tambor horizontal rotatorio que homogeniza el material al mismo tiempo que inyecta aire en el interior. Debido al elevado aporte de oxígeno la actividad bacteriana descompone el material y eleva la temperatura a unos 65 °C. El contenido medio en humedad de los SER antes de usarlo como material de encamado fue similar para los SER frescos y digeridos (cercano al 72%) y menor en los compostados (60.3%). Aunque la cantidad de agua disminuye después de que el material es distribuido en los cubículos, los SER compostados seguían teniendo menor contenido en humedad (41.3%) que los digeridos (55.9%) y los frescos (57.2%). Este elevado contenido en humedad favorece el crecimiento microbiano. Las poblaciones bacterianas más abundantes en los SER antes y después de su aplicación fueron Streptococos ambientales y Bacillus spp.

Antes de ser usados en los cubículos, los SER frescos contuvieron mayor cantidad de bacterias que los SER digeridos y compostados, sobre todo las poblaciones de Bacillus spp, coliformes y streptococos ambientales. Sin embargo, no aparecieron diferencias significativas en el recuento de las poblaciones Staphylococcus spp entre los diferentes tipos de SER. Bacterias coliformes no fueron detectadas en las muestras de SER compostados sin usar.

Los recuentos bacterianos en los diferentes tipos de SER fueron más parecidos después de su aplicación, aunque los streptococos ambientales y el contenido bacteriano total estuvieron presentes en menor concentración que en los SER compostados y frescos. Al igual que en la muestras de SER antes de usar, tampoco aparecieron diferencias en el recuento de las poblaciones Staphylococcus spp entre los diferentes tipos de SER.

El hallazgo más interesante apareció con el contenido de bacterias coliformes. Estas no fueron encontradas en SER compostados antes de ser aplicados pero aparecieron en concentraciones similares a las encontradas en SER frescos después de ser usados. Esto indica que la carga bacteriana de coliformes presente en el material sin usar no tiene relación con la contaminación de éstos después de su uso. Estos mismos resultados fueron obtenidos por investigadores del Cornell Waste Management Institute en 5 granjas del noreste de EEUU que estaban usando SER (Universidad de Cornell; Harrison et al., 2008). En una granja los SER eran compostados durante 24 horas después de la separación en un tambor de compostaje y en tres granjas los SER eran apilados 7 a 10 días antes de su aplicación en los cubículos. La granja restante usaba ambos sistemas a modo experimental, pero en este caso los SER eran compostados durante 72 horas. Estos autores encontraron crecimientos bacterianos de Klebsiella y E.coli en muestras de SER compostados que estaban libres de estas bacterias antes de su aplicación. Además, los recuentos de Klebsiella obtenidos en este material después de su uso fueron superiores a los obtenidos en otras camas de SER frescos usados. Estos autores indicaron que la concentración bacteriana presente en los materiales de encamado sin usar tiene poco o ningún efecto sobre el crecimiento bacteriano después de su uso. Esto sugiere que la carga bacteriana de las camas de los cubículos depende más de la cantidad de bacterias presentes en el estiércol de las vacas que usan los cubículos y de como los mismos son manejados que de la limpieza del material antes de ser aplicado. Además, estos investigadores sugirieron que aunque aparecieron diferencias en la incidencia de mastitis y en el porcentaje de animales con recuento anormal de células somáticas (más de 100.000 cel./ml para vacas primíparas y más de 200.000 cel./ml para multíparas) entre las diferentes estrategias de encamado, la carga bacteriana y las propiedades del material usado como cama no afectaron estos parámetros.

Otra alternativa es la utilización de ventiladores centrífugos para disminuir el contenido en humedad de los SER. Estos ventiladores son los mismos que se utilizan para la ventilación de silos metálicos durante los procesos de almacenamiento y secado de cereales. El ventilador se acopla entre la boca de salida del separador y un tubo de PVC que conecta con la habitación de almacenaje de los SER. El aire generado mediante la fuerza centrífuga producida en el ventilador impulsa el material a través del tubo de PVC. Las partículas de SER se secan parcialmente debido al efecto de la aireación. Debido a su bajo costo de inversión esta práctica está muy extendida en las granjas del medio oeste americano, aunque a nuestro conocimiento no hay estudios científicos que evalúen su efectividad en la disminución de la humedad y la contaminación microbiana bacteriana en los SER.

Comparación de los sólidos de estiércol reciclados versus calcáreo dolomítico:

Un experimento llevado a cabo por la Universidad de Dakota del Sur (Hippen et al., 2007) comparó los efectos del calcáreo dolomítico (CD) y los SER sobre el confort e higiene de vacas lecheras alojadas en cubículos.

Se asignaron dos corrales de 100 vacas para cada uno de los tratamientos: SER y CD, en diseño doble “switch-back”. Previo al experimento se colocó SER a dos corrales y CD a otros dos. Al comienzo se revertieron los tratamientos: corrales con SER recibieron CD y viceversa. Los tratamientos continuaron durante un mes, al final del cual se tomaron las mediciones. Los tratamientos se revertieron después de la recolección de datos y se continuaron durante otro mes, momento en que se recogieron los datos finales. Los cubículos fueron encamados con material fresco cada 2 días.

El tipo de cama no afectó a la producción y componentes de la leche, ni el recuento de células somáticas. La figura 1 muestra los promedios de recuentos bacterianos (ajustados logarítmicamente) analizados en muestras de cama fresca al comienzo de cada periodo experimental. Los SER sin usar mostraron mayor recuento de Streptococcus y Coliformes ambientales al compararlos con el CD. Estas diferencias se mantuvieron en los materiales 2 días después de su aplicación en los cubículos. Los recuentos de Staphylococcus spp y Streptococcus nonagalactiae disminuyeron en la leche de vacas alojadas en CD (P < 0.05, figura 2).

La locomoción de las vacas no fue afectada por el tipo de cama. Sin embargo, estos resultados no son consistentes a los publicados en la Universidad de Cornell (Harrison et al., 2008). Los investigadores evaluaron el índice de cojeras (escala 1 -4; 1= normal y 4 = coja) en una granja que usaba dos tipos de camas y encontraron que las vacas alojadas en camas de arena estuvieron significativamente más cojas que las vacas alojadas en camas de SER frescos, 1.5 vs. 1.3, respectivamente. La falta de efecto de la cama sobre la locomoción de los animales en este experimento pudo ser debida a la corta duración de los periodos experimentales (1 mes) en comparación con el trabajo de la Universidad de Cornell (1 año).

Apareció una tendencia (P < 0.10) en las vacas mantenidas en CD a estar más sucias y tener más lesiones del corvejón que aquellas alojadas en SER (Figura 3). No se observaron diferencias significativas entre tratamientos para las diferentes mediciones de confort. El índice de confort (número de vacas echadas en los cubículos/ Número total de vacas en el cubículo) fue 81.9 y 79.6 para vacas en CD y SER, respectivamente. El índice de uso de cubículos (número de vacas echadas en los cubículos/ número total de vacas elegibles en el corral) estuvo muy cerca del valor recomendado (75 en ambos casos) y el índice de vacas de pie en el cubículo (Número de vacas de pie en los cubículos / número total de vacas en el cubículo) alcanzó el 18.1 y 20.4, para CD y SER respectivamente. Los autores concluyen que ambos tipos de cama tuvieron un desempeño satisfactorio, los sólidos reciclados mejoraron la limpieza de las vacas y la condición del corvejón y el calcáreo dolomítico permitió un mejor control de las especies de bacterias ambientales.

Aspectos económicos:

Investigadores de Iowa State University calcularon que el costo de inversión de un sistema de separación de estiércol y almacenaje de SER en una granja de 700 vacas lecheras fue de 176.000 dólares (Meyer et al, 2007). El sistema estaba compuesto por un separador FAN de rosca a presión (254 mm de diámetro, $72.000), remolque distribuidor de los SER ($18.000) y otros componentes: nave de almacenaje, habitación del separador, bomba, fontanería y electricidad ($86.000). Este separador producía aproximadamente 1,100 kg de SER frescos por hora con un contenido de humedad entre el 60 y el 64%. A pesar de los elevados costos de adquisición, la utilización de SER como material de encamado provocó una disminución en el costo de producción de leche entre 0.02 y 0.57 $/tonelada en 4 granjas del noroeste de EEUU (Harrison et al., 2008).

Conclusión:

Los trabajos explicados anteriormente revelan la importancia del manejo de los SER antes y después de ser aplicados en los cubículos. Cuando los SER se utilizan como material de cama el separador debe ser ajustado para producir sólidos más secos. Una disminución en el caudal y en la velocidad del tornillo, junto al uso de cribas con orificios de menor diámetro produce SER con menor contenido en humedad, aunque al mismo tiempo disminuye la capacidad de procesado del separador. Los SER deben almacenarse en una nave cubierta para mantenerlos protegidos de la lluvia y de la nieve.

Para disminuir la contaminación bacteriana de los SER después de que los mismos han sido aplicados en los cubículos, se recomienda limpiar y rastrillar frecuentemente la parte trasera de éstos para eliminar los restos de heces y orina. Además, hay que evitar que durante la limpieza de los pasillos mediante raspado, el estiércol acumulado en éstos no contacte con el material de los cubículos, esto ocurre cuando la altura del borde del cubículo es demasiado baja y/o cuando hay estiércol acumulado en los pasillos. Por ello es recomendable limpiar los pasillos siempre que las vacas abandonen la nave para dirigirse al ordeño o varias veces al día si se dispone de arrobaderas mecánicas. Una ventilación adecuada del alojamiento puede disminuir el contenido en humedad de los SER hasta en un 15 – 20%. En conclusión, los SER son un material de encamado con muy buena relación calidad precio, pero debido a su elevado contenido en humedad requieren mejor manejo que el resto de los materiales orgánicos usados tradicionalmente como camas y si no son bien manejados pueden convertirse en un problema en lugar de una solución.

Tablas y figuras:

Tabla 1: Composición química y recuento bacteriano de sólidos de estiércol reciclados antes de ser usados como material de cama.
  Tipo de sólido:
Digeridos Compostados Frescos
Composición química:
Humedad (%) 72.9a 60.3b 72.6a
pH 9.26a 9.09b 8.93c
Población bacteriana: (ln ufc/mL)
Bacillus spp. 10.62a 8.99a 14.96a
Coliformes. 4.02a 0.00b 9.37c
Streptococos ambientales 9.42a 9.21a 14.81b
Staphylococcus spp. 3.37 2.36 7.01
Total 12.00a 11.96a 15.7b
Nota: a-c Medias dentro de una misma fila con diferente superíndice difieren significativamente (P < 0.05).
Fuente: (Husfeldt et al., 2012)

 

Tabla 2: Composición química y recuento bacteriano de sólidos de estiércol reciclados después de ser usados como material de cama.
  Tipo de sólido:
Digeridos Compostados Frescos
Composición química:
Humedad (%) 55.9a 41.3b 57.2a
pH 9.44 9.24 9.33
Población bacteriana: (ln ufc/mL)
Bacillus spp. 14.13a 14.66ab 14.86b
Coliformes. 10.77 10.62 11.21
Streptococos ambientales 14.14a 15.54b 15.19b
Staphylococcus spp. 12.06 13.23 11.71
Total 15.55a 17.01b 16.50b
Nota: a-c Medias dentro de una misma fila con diferente superíndice difieren significativamente (P < 0.05).
Fuente: (Husfeldt et al., 2012).

 

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Figura 1. Recuentos de CFU (logaritmo base 10) en cama de CD o SER antes de su aplicación en los cubículos.

 

Figura 2. Recuentos de CFU (logaritmo base 10) en leche de vacas en camas con CD o SER.

Figura 2. Recuentos de CFU (logaritmo base 10) en leche de vacas en camas con CD o SER.

 

Figura 3. Calificaciones de limpieza, locomoción, y lesiones del corvejón de vacas en cubículos con CD o SER.

Figura 3. Calificaciones de limpieza, locomoción, y lesiones del corvejón de vacas en cubículos con CD o SER.

 

Información del Autor

Fernando Diaz-Royón y Alvaro Garcia
Dairy Science Department South Dakota State University
Fernando.Diaz@sdstate.edu

Bibliografía:

Godden, S., R. Bey, K. Lorch, R. Farnsworth, and P. Rapnicki. 2008. Ability of organic and inorganic bedding materials to promote growth of environmental bacteria. J. Dairy Sci. 91:151–159.

Harrison, E., J. Bonhotal, M. Schwarz. 2008. Using manure solids as bedding. Cornell Waste Management Institute. Ithaca, NY. ( http://cwmi.css.cornell.edu/bedding.htm )

Hippen, A; Garcia, A; Hammink, W.; Smith, L. Comfort and hygiene of dairy cows lying on bedding of dolomitic limestone or reclaimed manure solids. Sixth International Dairy Housing Conference Proceeding, 16-18 June 2007, Minneapolis, Minnesota.

Husfeldt , A. W., M. I. Endres , J. A. Salfer , and K. A. Janni. 2012. Management and characteristics of recycled manure solids used for bedding in Midwest freestall dairy herds. J. Dairy Sci. 95:2195–2203.

Meyer, D. J., L. Timms, L. Moody, R. Burns. 2007. Recycling Digested Manure Solids for Dairies. Sixth International Dairy Housing Conference Proceeding, 16-18 June 2007, Minneapolis, Minnesota.

Tucker, C. B., and D. M. Weary. 2004. Bedding on geotextile mattresses: How much is needed to improve cow comfort? J. Dairy Sci. 87:2889–2895.

Zehner, M. M., R. J. Farnsworth, R. D. Appleman, K. Larntz, and J. A. Springer. 1986. Growth of environmental mastitis pathogens in various bedding materials. J. Dairy Sci. 69:1932–1941.

 

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This work is supported by the USDA National Institute of Food and Agriculture, New Technologies for Ag Extension project.