Strategie di riduzione dell'ammoniaca per i settori suini e pollame

Finanziato dal Dipartimento dell'Agricoltura, Ambiente e affari rurali (DAERA), l'Agri-Food and Biosciences Institute (AFBI) sta attualmente conducendo un importante programma di ricerca e ha pubblicato questa serie di articoli per aiutare le parti interessate a comprendere il problema e ad adottare soluzioni per ridurre le emissioni.

I livelli di ammoniaca nell'aria sono alti in NI. Questi livelli elevati possono avere effetti ambientali negativi di vasta portata su habitat sensibili, salute umana e cambiamento climatico. Sono stati fissati obiettivi internazionali per la riduzione delle emissioni di ammoniaca, e il Regno Unito deve raggiungere una riduzione del 16% entro il 2030, rispetto ai livelli del 2005.

Questo articolo è il sesto di una serie di articoli dell'AFBI che trattano il problema dell'ammoniaca. In un precedente articolo, è stato dimostrato che l'impatto di una serie di strategie di abbattimento dell'ammoniaca adottate a livello provinciale riduce le emissioni di ammoniaca in tutta la NI del 25%. L'articolo della scorsa settimana ha dimostrato che l'adozione di comprovate tecnologie di riduzione dell'ammoniaca, molti dei quali a basso costo, può ridurre le emissioni negli allevamenti tipici di oltre il 43% e negli allevamenti tipici di carni bovine del 34-42%.

Nell'ambito dello stesso programma di ricerca, AFBI, lavorando in collaborazione con Rothamsted Research, hanno anche modellato le emissioni di ammoniaca per tipiche aziende di suini e pollame dell'Irlanda del Nord utilizzando il modello di inventario del Regno Unito (NARSES). Una serie di misure di riduzione dell'ammoniaca comprovate e pratiche sono state applicate a questi scenari di base per valutare l'effetto complessivo sulle emissioni di ammoniaca da allevamenti tipici di suini e pollame per dimostrare le riduzioni ottenibili nei singoli allevamenti.

Scenari del sistema dei maiali

I due sistemi qui esaminati rappresentano generalmente una grande percentuale di allevatori di suini NI. Si tratta di 1) Scrofe e figliate (fino a 40 kg) e 2) Suini da ingrasso (da 40 a 115 kg). La tabella 1 delinea i parametri chiave adottati come "baseline" per ciascuno di questi sistemi.

Tabella 1. Parametri modellati per i sistemi suini di riferimento Strategie di riduzione dell'ammoniaca

Varie strategie di riduzione dell'ammoniaca sono state applicate a entrambi i sistemi suini per generare "scenari di mitigazione". Questi includevano:

Una quinta misura, Regolazione del pH del liquame in casa (acidificazione), è stato applicato a un duplicato dello scenario 2.

Risultati

Come mostrato nella Figura 1, nello scenario scrofe e figliate (1) le emissioni totali di ammoniaca sono ridotte di 45% . La maggior parte di queste riduzioni si ottiene in stabulazione grazie al miglioramento genetico modellizzato dell'animale e alla frequente rimozione del liquame in un deposito all'aperto coperto.

Figura 1. Confronti delle emissioni totali annuali degli allevamenti tra le linee di base e le mitigazioni dello scenario suino
Il passaggio a depositi di liquame coperti consente di ottenere riduzioni delle emissioni proporzionalmente più elevate nel settore dei suini rispetto al settore dei bovini a causa del maggiore contenuto di azoto ammoniacale del liquame suino rispetto al liquame bovino, e il fatto che il liquame suino non si incrosta facilmente come il liquame bovino. La formazione di croste crea una barriera naturale e aiuta a ridurre alcune delle emissioni di ammoniaca dallo stoccaggio dei liquami. Finalmente, le emissioni da spargimento sul terreno vengono ridotte di circa il 60% con il passaggio dalla piastra antispruzzo al pattino di traino.

Nello scenario suino da ingrasso (2) una riduzione totale dell'ammoniaca di 55% si ottiene con l'ulteriore riduzione rispetto allo scenario precedente in gran parte dovuta alla riduzione della proteina grezza alimentare (CP) a un livello ottimale. Quando a questo scenario è stato aggiunto un aggiustamento del pH al liquame interno (acidificazione) (3) l'ammoniaca totale dell'allevamento è stata ridotta di 79%. Si tratta di una riduzione aggiuntiva molto significativa, tuttavia, gli effetti sulla salute del suolo dell'applicazione a lungo termine di liquami (acidificati) con regolazione del pH sul terreno richiedono ulteriori ricerche.

Scenari del sistema avicolo

È stata modellata una gamma di tipici sistemi di pollame NI, ma i due mostrati qui rappresentano 1) un sistema di polli da carne standard e 2) un sistema di ovaiole ruspanti a più livelli. La tabella 2 delinea i parametri chiave utilizzati in ciascuno dei sistemi come "linea di base".

Tabella 2. Parametri modellati per i sistemi avicoli di base.
Strategie di riduzione dell'ammoniaca

A ciascun sistema di pollame sono state applicate tre misure di riduzione dell'ammoniaca. Questi includevano:

Risultati

Entrambi gli scenari hanno raggiunto un 24% riduzione delle emissioni totali di ammoniaca quando sono state applicate le misure di abbattimento (Figura 2). La maggior parte delle riduzioni si ottiene negli alloggi, grazie al miglioramento genetico modellizzato degli uccelli, la dieta CP ottimizzata e l'aumento della sostanza secca della lettiera. Però, queste misure riducono anche le emissioni allo spargimento sul terreno poiché una minore escrezione di azoto porta a letame con un contenuto di azoto ammoniacale inferiore.

Le emissioni di spandimento del letame sono una proporzione significativa delle emissioni totali di un sistema di pollame (come ipotizzato qui). Però, nell'Irlanda del Nord, una grande percentuale di letame di pollame viene esportata al di fuori dell'azienda agricola, quindi le emissioni da spargimento sul suolo potrebbero non essere una componente del sistema locale. Se omettiamo dai calcoli le emissioni di diffusione del suolo, riduzione delle emissioni di ammoniaca di 35% sono realizzabili in entrambi gli scenari.

Le riduzioni dell'ammoniaca durante la diffusione della lettiera di pollame nelle praterie sono intrinsecamente difficili da ottenere. L'incorporazione di letame di pollame in terreni coltivati ​​entro 24 ore dall'applicazione darà significative riduzioni delle emissioni rispetto allo spargimento a spaglio sui prati, ma questo non è stato modellato in questa occasione.

Un'altra opzione di riduzione sarebbe quella di diffondere solo in condizioni meteorologiche favorevoli, cioè temperature fresche, o per trattare i rifiuti in casa o in deposito con allume, che ha guadagnato popolarità negli Stati Uniti e può ottenere riduzioni delle emissioni fino al 70% attraverso l'acidificazione. Però, simile all'acidificazione del liquame suino, gli effetti sulla salute del suolo dell'applicazione a lungo termine del letame acidificato alla terra richiedono ulteriori ricerche.

Gli impianti di depurazione dell'aria offrono anche un significativo potenziale di riduzione delle emissioni (fino al 90% di riduzione delle emissioni di stabulazione) sia per gli allevamenti di suini che per quelli avicoli. Ma questa misura non è stata modellata in quanto è vista come una soluzione "end of pipe" relativamente costosa. Gli scrubber sono più efficaci negli alloggi ventilati meccanicamente e non altrettanto efficaci nei sistemi ruspanti.

Globale, riduzioni significative delle emissioni di ammoniaca sono ottenibili negli scenari di suini e pollame modellati, utilizzando strategie di riduzione dell'ammoniaca esistenti e comprovate che sono tecnicamente fattibili e potrebbero essere adottate entro un lasso di tempo di 5-10 anni.

Il miglioramento genetico è qualcosa che continuerà a svilupparsi attraverso la selezione per l'efficienza alimentare. Le diete a base di proteine ​​grezze ottimizzate sono un metodo conveniente per ridurre l'escrezione di azoto e, di conseguenza, le emissioni di ammoniaca. Modifiche alla gestione del letame, come la copertura di depositi di liquami, l'essiccazione della lettiera e lo spargimento del liquame mediante il pattino richiederanno investimenti di capitale più significativi nelle aziende agricole, ma sono importanti se si vogliono ottenere riduzioni significative delle emissioni dei settori.