Tecniche alimentari per una riduzione dell'escrezione di azoto (N) e fosforo (P) nella bovina da latte (NePcow2) RELAZIONE FINALE - 2010 Progetto di ricerca finanziato nell ambito del Programma Regionale di Ricerca in campo agricolo 2007-2009 di Regione Lombardia
Programma Regionale di Ricerca in campo agricolo 2007-2009 - Progetto n 1243 "Tecniche alimentari per una riduzione dell'escrezione di azoto (N) e fosforo (P) nella bovina da latte (NePcow2)" RELAZIONE FINALE Prof. G. Matteo Crovetto Introduzione Il rispetto della Direttiva Nitrati (91/676/CEE) è per la zootecnia lombarda uno dei principali fattori di criticità poiché, i limiti imposti dalla direttiva all utilizzazione agronomica degli effluenti di allevamento nelle Zone Vulnerabili (170 kg N/ha), costringono una parte rilevante delle aziende (quasi 10.000 allevamenti lombardi ricadono in zona Vulnerabile e, di questi, oltre la metà ha un carico d azoto superiore a 170 kg/ha) a ricercare terreni extra-aziendali in asservimento dove distribuire i reflui zootecnici e/o ad adottare soluzioni impiantistiche e tecnologiche per abbattere l azoto (es. denitrificazione, strippaggio dell ammoniaca) e renderne più agevole e sostenibile la gestione (es. trattamenti di separazione delle diverse frazioni, valorizzazione energetica, ecc.). Risulta così necessario cercare soluzioni, non solo attraverso la creazioni di impianti in grado di abbattere il carico di azoto, ma anche attraverso strategie nutrizionali in grado di migliorare l efficienza di utilizzo dell azoto. Nell'ottica di una riduzione dell'impatto ambientale dell'allevamento della bovina da latte, e in particolare dell'escrezione di azoto, con tale progetto si è voluta verificare la convenienza e sostenibilità di diete formulate per minimizzare l'escrezione di azoto e fosforo salvaguardando la salute dell'animale e la produzione quali/quantitativa di latte. A tale scopo è stata effettuata una prova sperimentale su bovine in lattazione nella quale si sono testate due diete aventi diverso rapporto tra contenuto in Amido e Proteine (rapporto amido:proteina" low, L= 1,4, e high, H= 1,6). L ipotesi è che il tenore proteico inferiore delle diete H (tale comunque da soddisfare i fabbisogni proteici degli animali), associato ad un maggior tenore in amido, possa migliorare l efficienza di utilizzazione dell azoto a livello ruminale risultando in una riduzione dell escrezione di azoto specialmente urinario. Tale ipotesi era già stata avanzata in seguito alle ricerche sperimentali e all indagine di campo fatte nell ambito del progetto regionale BIAZO. Oltre all escrezione azotata si è valutata anche l escrezione fosforica ottenuta con le due diete. Disegno sperimentale La prova è stata svolta in collaborazione tra la sezione di Zootecnica Agraria del Dipartimento di Scienze Animali dell Università degli Studi di Milano ed ERSAF Lombardia. In particolare la prova di campo è stata realizzata presso l azienda sperimentale Le Cerchie (Mantova) dell ERSAF. I campioni raccolti sono stati analizzati nel laboratorio della sezione di Zootecnica Agraria del Dipartimento di Scienze Animali dell Università di Milano che ha provveduto inoltre all elaborazione e all analisi statistica dei dati. La prova in vivo si è svolta nei mesi di aprile e maggio 2009 su 20 bovine di razza frisona italiana divise in due gruppi omogenei in funzione del livello produttivo: 1) alta produzione HIGH =H; 2) bassa produzione LOW =L; 1
Ogni gruppo è stato suddiviso in 2 sottogruppi di 5 animali ciascuno ai quali sono state somministrate due diete caratterizzate da basso (low, L 1,4) e alto (high, H 1,6) rapporto amido:proteine. Le caratteristiche degli animali utilizzati sono riportate in tabella 1. Tabella 1. Media produttiva, giorni di lattazione e numero di parto delle bovine in prova. Gruppo Latte (kg/d) DS Giorni lattaz. DS N lattaz. DS HH 44,5 4,5 91 22 4 1,6 HL 44,2 4,6 95 34 4 1,0 LH 31,5 2,8 153 111 2 1,8 LL 31,8 1,7 162 95 2 2,6 La composizione e l analisi chimica delle 4 diete, somministrate come razione unifeed, sono riportate in tabelle 2 e 3. Le razioni sono state somministrate ad libitum prevedendo un avanzo pari a circa il 10% della razione somministrata. I foraggi utilizzati (silomais di secondo raccolto, loiessa silo e fieno di medica) sono stati autoprodotti in azienda. Le diete sono state formulate con il software CPM Dairy, sulla base del modello statunitense Cornell che ha consentito di poter stimare anche l escrezione di azoto e fosforo utilizzando i valori di produzione e composizione del latte, la composizione chimica delle razioni e l ingestione di sostanza secca registrati durante la sperimentazione. Tabella 2. Composizione delle diete (kg TQ/d) somministrate. LIVELLO PRODUTTIVO L H Amido/Proteina L H L H Silomais 19,0 17,0 19,2 18,3 Loiessa silo 6,0 5,4 6,1 5,8 Medica fieno 6,0 5,4 6,1 5,8 Mais farina 4,2 6,0 6,3 7,9 Orzo farina 0,5 0,7 0,8 1,0 Soia f.e 44% PG 2,0 1,8 3,6 2,7 Soia semi integrali fioccati 0,4 0,4 0,4 0,4 Lievito 0,1 0,1 0,1 0,1 Integratore vit./min. 0,3 0,5 0,5 0,6 2
Tabella 3. Composizione chimica delle diete (% s.s.). DIETA LL 1 LH 2 HL 3 HH 4 Ceneri 7,5 7,4 7,4 7,3 PG 15,5 14,9 16,6 15,3 EE 2,6 2,6 2,6 2,6 andfom 36,0 33,7 32,7 31,6 ADFom 26,7 24,8 24,1 23,0 ADL 5,5 5,2 5,0 4,8 Amido 21,0 23,6 23,4 26,1 NFC 40,1 43,0 42,2 44,8 P 0,37 0,37 0,37 0,37 RDP 5 10,0 9,6 10,6 9,6 NE l (Mcal/kg SS) 1,56 1,62 1,62 1,65 Amido/Proteine 1,4 1,6 1,4 1,7 1 Dieta LL: livello produttivo basso con rapporto amido/proteine basso. 2 Dieta LH: livello produttivo basso con rapporto amido/proteine alto. 3 Dieta HL: livello produttivo alto con rapporto amido/proteine basso. 4 Dieta HH: livello produttivo alto con rapporto amido/proteine alto. 5 Proteina degradabile a livello ruminale (Rumen degradable protein). Per chiarezza espositiva le diete sono identificate da due lettere: la prima lettera identifica il livello produttivo, la seconda il tipo di dieta somministrata (H high, L low). Ad esempio la dieta HH si riferisce a bovine con un livello produttivo alto ed alimentate con una dieta con alto rapporto amido:proteine. Le diete sono state formulate con un tenore in fosforo (0,37% s.s.) ritenuto ottimale per minimizzarne l escrezione pur nel rispetto del soddisfacimento dei relativi fabbisogni. Il disegno sperimentale è stato un cross-over, con inversione dei due trattamenti alimentari, a metà prova, all interno di ciascun livello produttivo. Ciascuno dei due periodi in cui si è articolata la prova è consistito di 2 settimane di adattamento alla razione e 1 settimana di raccolta dei dati, con pesatura degli animali all inizio, a metà e a fine prova. Tutti i foraggi e i concentrati sono stati campionati 6 volte durante il periodo di adattamento e 3 volte durante la fase sperimentale vera e propria. Le razioni somministrate sono state campionate giornalmente durante la settimana di raccolta dati. Durante ognuna delle due settimane sperimentali, giornalmente e per ciascuna mungitura, si è registrata la produzione individuale di latte con relativo campionamento. I campioni sono stati analizzati per: proteina, grasso, lattosio (MilkoScan FT6000, FOSS, Hillerod, Denmark), urea (ph metria differenziale, EC TMMicrolab Eurochem-Diffchamb, Svezia) e cellule somatiche (Fossomatic 5000, FOSS, Hillerod, Denmark). Campioni individuali di feci e urine sono stati prelevati in due giorni in due momenti diversi della giornata (dopo la mungitura del mattino e dopo quella della sera) per stimare l escrezione 3
di azoto e fosforo mediante l utilizzo di marcatori. Le urine sono state immediatamente acidificate mediante l aggiunta di 60 ml di H 2 SO 4 (0,072 N) a 15 ml di urina. Tutti i campioni raccolti sono stati congelati (-20 C) in attesa delle successive analisi chimiche. Le singole materie prime e le diete sono state analizzate per: sostanza secca (AOAC, metodo 945.15, 1995), ceneri (metodo 942.05, AOAC, 1990), proteine grezze (metodo 984.13, AOAC,1990), estratto etereo (920.29,AOAC, 1995), fibra neutro detersa (NDF) (Mertens, 2002), fibra acido detersa (ADF) (Van Soest et al., 1991), lignina acido detersa (ADL) (Van Soest, 1963) e fosforo (metodica spettrofotometrica all UV visibile). Le diete somministrate sono state analizzate per la degradabilità ruminale a 48 ore della frazione fibrosa NDF mediante analisi biologiche in vitro con sistema Ankom Daisy. I campioni di urina sono stati analizzati per azoto totale (metodo 984.13, AOAC,1990) e creatinina. In particolare la determinazione della creatinina urinaria, realizzata con il metodo dell acido picrico mediante lettura spettrofotometrica (Biochrom Libra S32, UK) a 492 nm, ha consentito di stimare il volume di urina giornalmente prodotto. Tale volume è stato calcolato ipotizzando un tasso di escrezione della creatinina pari a 29 mg/kg di peso corporeo secondo quanto riportato da Valadares et al. (1999). I campioni fecali sono stati essiccati in stufa a 60 C per 72 h, macinati a 1 mm e analizzati per: sostanza secca, fosforo, azoto e ADF indigeribile (la quota di ADF che rimane indigerita dopo 12 giorni di incubazione ruminale in situ; Huhtanen et al., 1994). L ADF indigeribile (IADF), determinata anche sulle razioni, è stata utilizzata quale marker per stimare la quantità di feci prodotte (Cochran et al., 1986) e quindi l escrezione di azoto e fosforo fecali come segue: Feci prodotte (kg SS/d) = IADF ingerita/d x 100/IADF Feci/d Ai fini del calcolo del bilancio del fosforo l escrezione di fosforo urinaria è stata considerata nulla e il fosforo escreto con il latte è stato considerato pari a 1,05 g/kg di latte. I dati sono stati elaborati mediante mixed procedure di SAS (2001) con il seguente modello: Y ijk = μ + P i + T j + PL u + A k +PLT ju + e ijuk Dove: μ = media generale; P i = effetto del periodo (i = 1, 2); T j = effetto del trattamento (j = 1, 2); PLu = effetto del livello produttivo (u= 1,2) A k = effetto random dell animale (k = 1, 20); PLT ju= interazione tra livello produttivo e trattamento e ijuk = errore casuale. Tutti i valori riportati in tabella (con l eccezione dei dati di bilancio stimati con il modello Cornell) sono medie corrette per i minimi quadrati (LS-means). Risultati Foraggi e diete Le rese dei diversi foraggi coltivati e successivamente impiegati nella prova sono risultate pari a 19,2 t SS/ha per il silomais di 2 raccolto, 6,7 t SS/ha per il fieno silo di loiessa e 12,2 t SS/ha per il fieno di erba medica di 3 anno. 4
La composizione chimica dei foraggi è riportata in tabella 4. Tabella 4. Analisi chimica dei foraggi utilizzati nelle razioni. Silomais DS Loiessa silo DS Medica Fieno DS SS (% tq) 34,3 1,60 55,2 2,93 87,2 0,94 Ceneri (% ss) 3,9 0,09 12,8 0,07 7,7 0,36 PG (% ss) 7,6 0,43 13,9 0,42 19,1 2,06 andfom (% ss) 49,9 3,21 46,4 0,78 49,9 8,12 EE (% ss) 3,20 3,10 2,50 ADFom (% ss) 32,3 2,52 33,1 0,05 43,9 6,35 ADL (% ss) 4,82 0,64 3,70 0,27 10,9 1,71 Amido (% ss) 22,7 0,89 NFC (% ss) 33,9 Il silomais è risultato di discreta qualità con valori di sostanza secca (34%) molto vicini a quelli considerati ottimali. Il tenore in andfom è risultato essere elevato (50% s.s.) e nettamente superiore al valore medio di insilati di mais (38,5% ss) raccolti in Lombardia in due annate agrarie in numerose aziende zootecniche nell ambito del progetto regionale Forage. L elevato contenuto in frazioni fibrose, come atteso, ha determinato un inferiore tenore in amido. Quest ultimo si è attestato sul 22,7% s.s., un valore decisamente più basso di quello normalmente riscontrabile in silomais di primo (30-35% s.s.) e anche di secondo raccolto (25-30% s.s.). Il basso tenore in amido del silomais non ha consentito di ottenere valori di amido prossimi al 28% s.s. per la dieta HH, così come era stato programmato. Il fienosilo di loiessa è risultato di ottima qualità, con elevato tenore proteico e basso tenore in fibra totale, anche se l elevato contenuto in ceneri denota una contaminazione con terra durante l appassimento in campo. Il fieno di medica appare decisamente meno omogeneo degli altri due foraggi, come si può evincere dagli elevati valori di deviazione standard. Nel complesso e in media si può comunque valutare tale foraggio di buona qualità, con un elevato tenore proteico e un basso contenuto in ceneri, anche se il tenore in NDF appare superiore a quanto un buon fieno di medica dovrebbe registrare. Per quanto riguarda la composizione chimica delle quattro diete testate (tabella 2) il tenore proteico oscilla tra il 14,9 e il 16,6% s.s., con un valore per la dieta HH pari al 15,3% s.s.; il contenuto in amido della dieta HH è risultato pari al 26,1% s.s., inferiore a quanto si voleva impostare, a causa del carente apporto di amido con il silomais. Il rapporto amido:proteine è risultato uguale a 1,4 per le due diete LL e HL e 1,6 e 1,7 per le due razioni LH e HH, rispettivamente. Da sottolineare il ridotto contenuto in fibra totale, soprattutto nelle razioni per le bovine più produttive e per quelle a maggior rapporto amido:proteine (ad es. NFD=31,6% s.s. nella dieta HH). Ciò ha favorito alti livelli di ingestione alimentare da parte delle bovine in prova. La degradabilità ruminale dell NDF, determinata in vitro con un tempo di incubazione di 48 h, è stata del 38,6% (LL), 38,4% (LH), 41,2% (HL) e 38,3% (HH) senza differenze significative tra 5
diete che evidenziano comunque una digeribilità della razioni somministrate che rientra nei limiti normalmente registrati. Ingestione alimentare e produzione di latte. L ingestione di sostanza secca (tabella 5) è stata elevata e mediamente pari a 23,4 kg/d per i gruppi a bassa produzione e a 26,7 kg/d per i gruppi ad alta produzione. Tabella 5. Produzione e qualità del latte. Livello produttivo L H Probabilità Amido/Proteine L H L H SE Produzione Dieta Prod. x Diet SS ingerita kg/d 23,0 23,8 26,6 26,9 0,57 <0.001 0,007 0,175 Latte kg/d 25,0 24,5 37,5 37,0 1,48 <0.001 0,25 0,963 FCM kg/d 26,6 25,9 33,5 33,9 1,07 <0.001 0,193 0,151 Grasso % 4,18 4,10 3,36 3,45 0,13 <0.001 0,935 0,052 Proteina % 3,41 3,48 3,14 3,18 0,09 0,003 0,162 0,834 Lattosio % 4,79 4,81 4,79 4,86 0,06 0,74 0,09 0,41 Grasso g/d 1038 998 1219 1234 46,2 0,006 0,239 0,013 Proteina g/d 847 845 1136 1138 28,4 <0.001 0,97 0,92 Lattosio g/d 1198 1177 1742 1741 55,2 <0.001 0,54 0,57 MUN mg/dl 12,5 11,2 13,0 9,6 0,42 0,294 <0.001 0,059 Il livello di ingestione è stato molto influenzato dal livello produttivo (P<0,001) e dalla dieta (24,8 vs 25,4 kg/d rispettivamente per le diete con rapporto amido:proteine L e H; P<0,007). Le razioni LH e HH (ad alto rapporto amido:proteine ) hanno verosimilmente determinato una maggior ingestione alimentare per il minor contenuto di fibra totale risultante a sua volta da una minore inclusione in tali diete di foraggi a favore di concentrati. La produzione di latte non è stata significativamente influenzata dalla dieta con valori medi di 31,3 e 30,8 kg/d rispettivamente per le diete a basso e alto rapporto amido:proteine. La produzione di latte si è attestata su valori di 25,0 e 24,5 kg/d per i due gruppi a bassa produzione alimentati con le diete L e H e 37,5 e 37,0 kg/d per i due gruppi ad alta produzione rispettivamente. Complessivamente, un tenore proteico del 15,3% s.s., in una sperimentazione di durata limitata, è risultato adeguato per ottenere livelli produttivi di circa 37,0 kg/d. Si ricorda che tenori proteici eccessivi delle diete comportano un aumento dell escrezione azotata oltreché un maggiore costo della razione per l acquisto di concentrati proteici. Il tenore di grasso del latte è stato di 4,18 e 4,10% per i due gruppi a bassa produzione alimentati rispettivamente con la dieta L ed H, e del 3,36 e 3,45% per i due gruppi ad alta produzione alimentati con le diete L ed H. Anche in questo caso è stato evidenziato un effetto per il livello produttivo (P<0,001) senza alcun effetto della dieta (P=0,93) anche se con una tendenza all interazione tra i due effetti (P=0,052). Neppure il tenore proteico del latte è stato influenzato significativamente dal tipo di dieta, anche se, come già emerso in altri studi, si registra una tendenza ad avere un maggior contenuto 6
proteico nel latte delle bovine alimentate con diete a maggior tenore in amido: 3,28 vs 3,33% in media per i trattamenti a basso e ad alto rapporto amido:proteine rispettivamente (P=0,16). Per quanto riguarda infine il contenuto di azoto ureico nel latte (MUN), come noto strettamente correlato a quello del sangue, nelle diete LL ed LH, a maggior tenore proteico, il contenuto di MUN è risultato di 12,5 e 13,0 mg/dl rispettivamente, mentre per le due diete HH e HL, a minor tenore proteico, è risultato di 11,2 e 9,6 mg/dl. I valori sono risultati significativamente inferiori per le diete ad alto rapporto amido:proteine rispetto alle diete a basso rapporto (P<0,001) ad indicare una migliore efficienza di utilizzazione dell azoto per queste diete. In figura 1 si riporta la relazione tra MUN e ingestione di azoto, dove è evidente come all aumentare del tenore proteico della dieta aumenti in maniera lineare anche l urea del latte. Figura 1. Relazione tra ingestione di azoto e azoto ureico del latte. 20 MUN (mg/dl) 15 10 5 y = 0,0309x - 9,7638 R² = 0,3841 0 500 550 600 650 700 750 800 Ingestione di azoto (g/d) Figura 2. Relazione tra il rapporto amido:proteine della dieta e l azoto ureico del latte. MUN (mg/dl) 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0 y = -9,4549x + 25,907 R² = 0,5014 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 1,8 Amido/Proteine 7
Analogamente in figura 2 sono riportati i risultati della regressione lineare tra urea del latte e rapporto amido:proteine della dieta; questa regressione, seppur basata su poche osservazioni e con poca variabilità nei trattamenti alimentari, evidenzia come all aumentare del rapporto amido:proteine i valori di MUN diminuiscano. Bilancio dell azoto I risultati del bilancio azotato, stimato mediante l utilizzo di marcatori, sono riportati in tabella 6. Va subito detto che nella metodologia sperimentale sono insiti alcuni inevitabili errori legati alla determinazione della SS effettivamente ingerita e alle quantità di feci e di urine effettivamente prodotte dagli animali. Marcatori quali l ADF indigeribile e la creatinina (che hanno consentito la stima rispettivamente delle feci e delle urine prodotte) hanno un margine di errore, ma sottolineiamo che, in ogni caso, le differenze tra i trattamenti alimentari studiati sono imputabili ai trattamenti stessi e prescindono dalla non completa accuratezza dei marcatori che sono stati impiegati in tutti i trattamenti applicati. L azoto ingerito è stato pari a 569 g/d per le bovine a bassa produzione alimentate sia con la dieta L sia con quella H, e 708 e 657 g/d per le bovine ad alta produzione alimentate con le diete L e H, rispettivamente. Le bovine a bassa produzione hanno ingerito la medesima quantità di azoto poiché il minor tenore proteico della dieta H è stato controbilanciato da una maggiore ingestione di sostanza secca per questa dieta. Tabella 6. Bilancio dell azoto stimato mediante l utilizzo di marcatori (iadf e creatinina). Livello produttivo L H Probabilità Amido/Proteina L H L H SE Produzione Dieta Prod. x Diet N-ingerito (NI) g/d 569 569 708 657 14,2 <0,001 <0,001 <0,001 N-latte g/d 134 134 181 182 4,41 <0,001 0,57 0,69 N-feci g/d 223 233 300 304 10,9 <0,001 0,39 0,66 N-urine g/d 244 217 285 235 12,3 0,049 0,002 0,275 N deiezioni g/d 467 450 586 539 17,8 <0,001 0,027 0,267 N-feci % NI 39 41 42 46 1,32 0,019 0,002 0,428 N-urine % NI 43 38 40 36 1,68 0,158 0,015 0,993 Urine kg/d 21,6 20,9 22,3 21,6 1,05 0,504 0,457 0,842 Feci kg/d 9,2 9,4 11,6 12,1 0,375 <0,001 0,307 0,683 Efficienza utilizzazione N 1 % 24 24 26 28 0,6 0,002 0,025 0,045 1 Efficienza di utilizzazione dell azoto calcolata come: (N-Latte/N-ingerito)*100 L azoto escreto con le feci (g/d) è stato pari a 223 per la dieta LL, 233 per la dieta LH, 300 per la dieta HL e 304 per la dieta HH, senza alcuna differenza tra diete. Rapportando però i valori all azoto ingerito (% N-ingerito) le diete ad alto rapporto amido:proteine hanno determinato una maggiore escrezione di azoto fecale (40,5 vs 43,5 % N-ingerito rispettivamente per le diete a basso ed alto rapporto amido:proteine ; P=0,002). Il quantitativo di feci prodotte è stato di 9,3 e 11,8 kg SS/d per le bovine a bassa ed alta produzione, rispettivamente. La digeribilità apparente dell azoto è stata minore per il livello produttivo alto rispetto al livello produttivo 8
N-urina (g/d) basso (55,7 vs 59,8% rispettivamente per il livello produttivo H e L; P=0,019) con anche un effetto della dieta: 59,2 vs 56,3% rispettivamente per le diete a basso e alto rapporto amido:proteine (P=0,023). Una possibile spiegazione di tale differenza è che le diete ad alto rapporto amido:proteine avevano una minor quantità di farina di soia caratterizzata da una elevata digeribilità dell azoto. L escrezione di azoto urinario, espressa sia in g/d sia come percentuale dell azoto ingerito, è stata minore per le diete con alto rapporto amido:proteine. L azoto escreto con le urine è stato infatti pari a 244 (LL), 217 (LH), 285 (HL) e 235(HH) g/d, con un effetto significativo del rapporto amido:proteine (264 vs 226 g/d rispettivamente per rapporto amido:proteine basso e alto; P=0,002). Rapportando i valori all azoto ingerito, le diete ad alto rapporto amido:proteine hanno determinato una minore escrezione di azoto urinario (37,0 vs 41,5% per le diete ad alto e a basso rapporto amido:proteine, rispettivamente; P=0,015). La minor escrezione urinaria per le diete H è imputabile al minore tenore proteico e al maggior contenuto energetico che favorisce la crescita della popolazione microbica ruminale. La quantità di urina prodotta è stata mediamente pari a 21,6 kg/d senza alcuna differenza tra diete e livello produttivo. In figura 3 è riportata la relazione tra l ingestione di azoto e l escrezione di azoto urinario. Questa relazione, seppure basata su un numero limitato di osservazioni, è risultata avere un coefficiente angolare di 0,39 mostrando chiaramente come all aumentare dell azoto ingerito aumenti l escrezione di azoto urinario. L azoto escreto con le deiezioni, come atteso, è stato maggiore per le bovine ad alta produzione (459 vs 563 g/d, rispettivamente per le bovine a bassa ed alta produzione; P<0,001) e per le bovine alimentate con la dieta a basso rapporto amido:proteine (527 vs 495 g/d per le diete a basso e alto rapporto amido:proteine, rispettivamente; P=0,027). Figura 3. Relazione tra azoto ingerito ed azoto escreto con le urine (g/d). 400 350 300 y = 0.3919x R 2 = 0.3853 250 200 150 100 50 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 N-ingerito (g/d) L efficienza di utilizzazione dell azoto (calcolata come rapporto tra azoto del latte e azoto ingerito, in %) è stata maggiore per le bovine alimentate con le diete ad alto rapporto amido:proteine (25 vs 26%, rispettivamente per le diete a basso e alto rapporto 9
amido:proteine ; P=0,025) con un effetto significativo per l interazione tra dieta e livello produttivo (P=0,045). Infatti l effetto positivo dell alto rapporto amido:proteine sull efficienza di utilizzazione dell azoto ingerito, si è manifestato solo sulle bovine ad elevata produzione di latte che sono passate dal 26 al 28% di efficienza passando dal rapporto 1,4 al rapporto 1,7 tra amido e proteine nella dieta. In tabella 7 è riportato il bilancio dell azoto stimato mediante software CPM-Dairy. La previsione con modello CPM conferma i risultati del bilancio ottenuto utilizzando i marcatori, anche se vanno segnalate modeste differenze con i dati riportati in tabella 6 circa l azoto ingerito. Infatti mentre in tabella 6 si sono utilizzati i dati analitici determinati sperimentalmente sulle diete somministrate, l ingestione azotata calcolata con il sistema CPM è stata desunta a partire dai dati analitici dei singoli componenti della razione e del loro livello presunto di inclusione nella dieta. L escrezione di azoto urinario, ottenuta con il modello Cornell, è risultata inferiore rispetto a quella ottenuta con l utilizzo dei marcatori, mentre i valori di azoto fecale sono più simili. Tabella 7. Bilancio dell azoto stimato mediante modello Cornell. Livello produttivo L H Amido/Proteina L L H H N-ingerito(NI) g/d 576 569 720 668 N-latte g/d 134 134 185 187 N-feci g/d 258 262 289 293 N-urine g/d 184 172 250 187 N-feci % NI 45 46 40 44 N-urine % NI 31 30 35 28 N-latte % NI 23 24 26 28 Bilancio del fosforo Il bilancio del fosforo è riportato in tabella 8. L ingestione di fosforo è stata maggiore per le bovine ad alta produzione: 87 vs 99 (g/d), rispettivamente per le bovine a bassa ed alta produzione (P<0,001). L escrezione fecale di fosforo è stata maggiore per le bovine più produttive (72 vs 56 g/d per le bovine ad alta e a bassa produzione, rispettivamente; P<0,001) senza alcuna differenza per il tipo di dieta. Le bovine più produttive però hanno avuto una migliore utilizzazione del fosforo, calcolata come rapporto tra fosforo del latte/fosforo ingerito, con valori pari a 32 vs 40% per le bovine a bassa ed alta produzione, rispettivamente (P<0,001). Il tenore in fosforo delle diete è inferiore a quello comunemente utilizzato nelle razioni lombarde (circa 0,40% s.s); un valore del 0,37% s.s è parso adeguato a supportare una produzione lattea di circa 37,0 kg/d. Come già per l azoto, anche per il fosforo il bilancio non risulta uguale a 100, ma il confronto tra i diversi trattamenti sperimentali è comunque valido. Il bilancio del fosforo predetto con il modello Cornell è riportato in tabella 9. A causa di limitazioni del software non è stato possibile inserire il tenore di fosforo realmente osservato. Per ogni dieta è stato così utilizzato il valore previsto dal modello (0,40% s.s.). Conseguentemente, l ingestione di fosforo è risultata maggiore rispetto ai valori realmente registrati. 10
L escrezione fecale di fosforo è risultata pari a 72 g/d per le bovine ad alta produzione e identica al valore predetto con i marcatori; nelle bovine a bassa produzione è risultata pari a 65 g/d e leggermente sovrastimata rispetto a quella osservata (56 g/d). L efficienza di utilizzazione del fosforo stimata da CPM è risultata inferiore a causa della sovrastima del fosforo ingerito, come già detto. Tabella 8. Bilancio del fosforo stimato mediante l utilizzo di marcatori (iadf e creatinina). Livello produttivo L H Probabilità Amido/Proteina L H L H SE Produzione Dieta Prod. x Diet P-ingerito g/d 85 88 99 98 1,9 <0,001 0,041 0,0057 P-latte g/d 27 27 39 39 1,1 <0,001 0,250 0,923 P-feci g/d 55 57 68 77 3,0 <0,001 0,148 0,259 Efficienza utilizzazione P % 32 31 39 40 1,2 <0,001 0,042 0,144 Tabella 9. Bilancio del fosforo stimato mediante modello Cornell. Livello produttivo L H Amido/Proteina L L H H P-ingerito g/d 88 95 110 111 P-latte g/d 25 25 38 37 P-feci g/d 61 69 72 72 Efficienza utilizzazione P % 28 27 35 35 Conclusioni I risultati ottenuti confermano anzitutto che un aumento del livello produttivo è associato a una minore escrezione di azoto e di fosforo per unità di prodotto (in questo caso latte). Dalla prova emerge anche che è possibile migliorare l efficienza di utilizzazione dell azoto, riducendone quindi l escrezione, mediante un aumento del rapporto amido:proteine nella dieta. Tale effetto benefico, che si esplica nelle bovine a maggior livello produttivo, è riconducibile in particolare ad una sensibile diminuzione dell azoto ureico, sia in percentuale rispetto all azoto ingerito, sia a maggior ragione in valore assoluto (g/d). In pratica, le bovine alimentate con una dieta a elevato tenore in amido e a ridotto tenore proteico ingeriscono meno azoto e ne eliminano molto meno con le urine. In percentuale dell azoto ingerito, quello escreto con le feci, nelle bovine alimentate con diete ad alto rapporto amido:proteine, tende ad aumentare, ma se si considera l azoto fecale in valori assoluti (g/d) esso resta uguale a quello fecale escreto dalle bovine alimentate con diete tradizionali. Si sottolinea che una riduzione dell azoto ureico è particolarmente utile per contenere le emissioni ammoniacali dai reflui. Tenendo conto che l agricoltura è responsabile per oltre il 90% delle emissioni totali di ammoniaca in atmosfera, la possibilità di ridurre tali emissioni riveste un importanza particolare. Tali positivi risultati in termini di impatto ambientale andrebbero confermati con prove di più lunga durata nel corso della lattazione. 11
Infine, anche se non è stato oggetto di una valutazione specifica durante tale prova, è ipotizzabile che le diete ad alto rapporto amido:proteine riducano l emissione di metano da parte delle bovine. Infatti, rispetto alle diete tradizionali, tali diete sono caratterizzate da un minor tenore in NDF che, come è noto, rappresenta il substrato di elezione per i batteri metanogeni. Se ciò fosse confermato, a parità di produzione lattea si avrebbe dunque un ulteriore vantaggio ai fini ambientali, con minori emissioni di gas serra. 12