ADER 9.1.2/2019

ADER 9.1.2 / 2019

 

Titlul proiectului: CERCETARI PRIVIND UTILIZAREA FITOADITIVILOR IN FURAJAREA PASARILOR IN VEDEREA DIMINUARII POLUARII MEDIULUI CU AZOT

Tipul proiectului: Plan sectorial pentru cercetare-dezvoltare din domeniul agricol şi de dezvoltare rurală al Ministerului Agriculturii și Dezvoltării Rurale, pe anii 2019-2022, "Agricultură şi Dezvoltare Rurală - ADER 2022"

Cod proiect:  ADER 9.1.2.

Nr. Contract/data:  9.1.2./ 14.10.2019

Unitatea Finantatoare: Ministerul Agriculturii și Dezvoltării Rurale

Coordonator proiect: Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare pentru Biologie și Nutriție Animală - IBNA Balotesti (CO)

Director proiect: Dr. ing Margareta OLTEANU

Partener: Institutul National de Cercetare-Dezvoltare pentru Ecologie Industriala- ECOIND (P)

Responsabil proiect: Dr. ing. Gabriela VASILE

 

Rezumat:

Poluarea cu azot reprezintă una dintre cele mai importante probleme de mediu a secolului XXI, iar sursa dominantă este sectorul agricol. Poluarea cu azot din apele terestre și de suprafață poate provoca și efecte negative asupra sănătății și economiei umane.

În vederea diminuării excretei de azot, obținerii unei rentabilități economice, cu menținerea sau îmbunătățirea performanțelor de producție, există mai multe strategii: dezvoltarea programelor de furajare specifice sexului și cerințelor animalului; formularea rațiilor astfel încât să includă cantitățile minime de nutrienți necesari pentru a satisface obiectivele de producție; utilizarea unor ingrediente cu digestibilitate ridicată și biodisponibilitate a nutrienților; formularea rațiilor bazate pe disponibilitatea nutrienților în locul conținutului total de nutrienți.

Fitoaditivii și uleiurile esențiale sunt compuși bioactivi naturali, derivați din plante, care pot fi adăugate în rații pentru a îmbunătăți performanța și sănătatea animalelor și pentru a reduce eliminarea de azot din excretă.

Astfel proiectul isi propune valorificarea eficienta în hrana pasarilor, prin structuri furajere inovative, a unor noi resurse furajere (fitoaditivi, uleiuri esentiale, materii prime vegetale neconventionale) in vederea diminuării poluării mediului cu azot prin reducerea concentratiei sale in dejectiile pasarilor. Testarea si validarea prin experimentari ,,in vivo” a noilor retete furajere pentru puii de carne si gaini ouatoare, identificarea factorilor de risc si evaluarea impactului, rezultat prin  folosirea  noilor retete furajere inovative, asupra mediului.

Obiectivul general al proiectului: Valorificarea  eficienta  în hrana pasarilor a unor noi resurse furajere prin elaborarea și implementarea unor noi rețete furajere care să includă diferiți fitoaditivi, uleiuri esențiale si materii prime vegetale neconventionale în scopul creșterii biodisponibilității proteinei, diminuării excretei de azot si imbunatatirea performantelor. Alegerea ingredintelor noilor structuri furajere se va face prin identificarea lor pe piaţa locala din România

Obiective specifice:

• Identificarea si caracterizarea unor aditivi furajeri de origine vegetala si uleiuri esentiale care incluse in structura noilor retete furajere sa ducă la diminuarea excretei de azot la pasari;
• Validarea prin studii experimentale de digestibilitate, a noilor retete furajere pentru pui broileri si gaini ouatoare care sa conduca la cresterea biodisponibilitatii proteinei, imbunatatirea performantelor si diminuarea excretei de azot ;
• Stabilirea prin analize tehnico-economice a celor mai eficiente retete furajere sub aspect calitate nutritionala/ performante productive/ pret/ protectie fata de mediu;
• Omologarea celor mai eficiente noi structuri de retete furaje prin depunerea a doua cereri de brevet (cate una pentru broileri respectiv gaini ouatoare) ;
• Crearea unei baze de date experimentale care va fi pusa la dispozitia unitatilor avicole, micilor fermieri, producatorilor de fitoaditivi, organizatiilor de protecție a mediului prin editare de ghid, brosura, organizare masa rotunda ;
• Cresterea vizibilitatii, la nivel international, a cercetarii din domeniul agriculturii prin articole si comunicari.

Derularea activitatilor:

An	Obiective	Activitati
2019	Faza I. Elaborarea de noi retete furajere inovative care includ aditivi cu proprietati care sa permita diminuarea excretei de azot la pasari	CO-Identificarea si caracterizarea chimica a unor fitoaditivi furajeri vegetali si uleiuri esentiale care inclusi in retetele furajere ale pasarilor pot contribui la diminuarea excretei de azot
		CO-Identificarea si caracterizarea chimica a unor aditivi furajeri care pot actiona in mod sinergic cu fitoaditivii vegetali si uleiurile esentiale, identificati in prima activitate, in vederea reducerii excretei de azot
		CO-Elaborarea a doua seturi (3 retete/ set) de noi structuri de retete furajere pentru broileri, cu caracter inovativ, care sa aiba efect in diminuarea excretei de azot
2020	Faza II Experimentarea si validarea unor noi retete furajere pentru pui broiler care sa conduca la cresterea biodisponibilitatii proteinei; imbunatatirea performantelor si diminuarea excretei de azot	CO-Procurarea si caracterizarea aditivilor vegetali si a uleiurilor esentiale; fabricarea furajelor pentru puii broiler si caracterizarea lor chimica; P1-determinarea incarcaturii microbiologice si a contaminantilor de risc pentru mediu din probele de fitoaditivi si nutreturi combinate pentru puii broiler
		CO-Realizarea Experimentului 1 de bilant pe pui broiler care sa permita stabilirea coeficientului de absorbtie aparenta a azotului prin folosirea primului set de noi retete furajere care includ fitoaditivi vegetali; P1- Determinarea incarcaturii microbiologice, a azotului, fosforului si a contaminantilor de risc pentru mediu din probele de dejectii; CO- Efectuare de sacrificari la sfarsitul perioadei experimentale in vederea determinarii calitatii nutritionale a carnii de pui
		CO-Realizarea Experimentului 2 de bilant pe pui broiler care sa permita stabilirea coeficientului de absorbtie aparenta a azotului prin folosirea celui de al doilea set de noi retete furajere care sa includa uleiuri esentiale; P1- Determinarea incarcaturii microbiologice, a azotului, fosforului si a contaminantilor de risc pentru mediu din probele de dejectii; CO- Efectuare de sacrificari la sfarsitul perioadei experimentale in vederea determinarii calitatii nutritionale a carnii de pui
		P1- Identificarea factorilor de risc si evaluarea impactului, rezultat prin  folosirea  celor 2 seturi de noi retete furajere innovative pentru puii broiler, asupra mediului
		CO si P1- Ierarhizarea eficacitatii noilor retetelor pentru puii broiler prin metoda AHP din perspectiva performantelor obtinute si al potentialului de poluare
		CO si P1- Publicare articole stiintifice
2021	Faza III Experimentarea si validarea unor noi retete furajere pentru gaini ouatoare care sa conduca la cresterea biodisponibilitatii proteinei; imbunatatirea performantelor si diminuarea excretei de azot	CO-Elaborarea unor noi structuri de retete furajere pentru gaini ouatoare, cu caracter inovativ, care sa includa fitoaditivi si alti aditivi sinergici
		CO-Procurarea si caracterizarea aditivilor vegetali si a uleiurilor esentiale; fabricarea furajelor pentru gaini ouatoare si caracterizarea lor chimica; P1-Determinarea incarcaturii microbiologice si a contaminantilor de risc pentru mediu din probele de fitoaditivi, uleuri esentiale si nutreturi combinate pentru gaini ouatoare
		CO-Realizarea Experimentului 1 de bilant pe gaini ouatoare care sa permita stabilirea coeficientului de absorbtie aparenta a azotului prin folosirea primului set de noi retete furajere care includ fitoaditivi vegetali; recoltare probe de oua din halele experimentale; determinarea valorii nutritionale a oualor P1- Determinarea incarcaturii microbiologice, a azotului, fosforului si a contaminantilor de risc pentru mediu din probele de dejectii;
		CO-Realizarea Experimentului 2 de bilant pe gaini ouatoare care sa permita stabilirea coeficientului de absorbtie aparenta a azotului prin folosirea celui de al doilea set de noi retete furajere care includ uleiuri esentiale; recoltare probe de oua din halele experimentale; determinarea valorii nutritionale a oualor; P1- Determinarea incarcaturii microbiologice, a azotului, fosforului si a contaminantilor de risc pentru mediu din probele de dejectii;
		P1- Identificarea factorilor de risc si evaluarea impactului, rezultat prin  folosirea  celor 2 seturi de noi retete furajere innovative pentru gaini ouatoare, asupra mediului
		CO si P1- Ierarhizarea eficacitatii noilor retetelor pentru gaini ouatoare prin metoda AHP din perspectiva performantelor obtinute si al potentialului de poluare
		CO si P1- Publicare articole stiintifice; Participari la conferinte/ simpozioane nationale si internationale
2022	Faza IV Stabilirea celor mai eficiente retete furajere pentru pui broiler si gaini ouatoare sub aspect calitate nutritionala/ performante productive/ pret/ protectie fata de mediu; Cresterea competentei si a vizibilitatii sectorului de cercetare agricola; creşterea experienţei şi expertizei tinerilor cercetători prin publicare de articole stiintifice	CO si P1 -Efectuare de analize tehnico-economice pentru stabilirea celor mai eficiente retete furajere pentru pui broiler si gaini ouatoare sub aspect calitate nutritionala/ performante productive/ pret/ protectie fata de mediu
		CO si P1- Depunerea a 2 cereri de brevet pentru noile retete (reteta furajera pentru pui broiler, respectiv gaini ouatoare) cu cele mai bune rezultate in asigurarea performantelor productive si diminuarea excretei de azot si alte elemente poluante pentru mediu
		CO- Elaborare ghid privind fitoaditivii care pot fi folositi in hrana pasarilor pentru diminuarea poluarii mediului cu azot; elaborare brosura privind utilizarea aditivilor in nutritia gainilor ouatoare in vederea diminuarii excretei de azot si a impactului asupra mediului;
		CO-Transferarea rezultatelor obtinute catre unitati avicole pentru pui broiler si gaini ouatoare
		CO-Organizare masa rotunda; publicare articole in reviste de popularizare; publicare articole in reviste cu cotatie BDI; participari la conferinte/simpozioane nationale si internationale

Rezultate asteptate:

• Elaborarea și implemetarea în nutriția păsărilor, găini ouătoare ṣi broiler, a unor noi structuri de rețete furajere care să includă fitoaditivi, uleiuri esentiale ;
• Omologarea soluțiilor nutriționale viabile din punct de vedere al performantelor de productie, cresterea biodisponibilitatii proteinei, diminuarea excretei de azot prin efectuare de experimente pe pui si gaini ouatore;
• Identificarea factorilor de risc, evaluarea impactului, rezultat prin folosirea de noi retete furajere inovative, asupra mediului siiIerarhizarea eficacitatii retetelor pentru pasari prin metoda AHP din punct de vedere al potentialului de poluare ;
• Baza de date experimentale privind aditivii cu actiune sinergica care pot fi inclusi in noi structuri de retete furajere, pentru pasari, in scopul diminuarii excretei de azot;
• Creșterea vizibilității capacității cercetării agricole din Romania;
• Comunicarea rezultatelor științifice;
• Creșterea experienței și expertizei tinerilor cercetători din domeniul cercetarii agricole.

  

 

STADIUL PROIECTULUI SI REZULTATE OBTINUTE:

Faza 1 / 2019. Identificarea si caracterizarea unor aditivi furajeri de origine vegetală si uleiuri esențiale care pot contribui la diminuarea excretei de azot la păsări

Obiectivul fazei 1:  Elaborarea de noi retete furajere inovative care includ aditivi cu proprietati care sa permita diminuarea excretei de azot la pasari

 

Rezumatul fazei 1

Pe parcursul acestei faze s-au realizat o serie de activitati, prevazute in Planul de realizare al proiectului, care au avut ca obiectiv principal identificarea si caracterizarea chimica a unor fitoaditivi furajeri vegetali si uleiuri esentiale care inclusi in retetele furajere ale pasarilor pot contribui la diminuarea excretei de azot.

Fitoaditivii au fost folositi în ratiile furajere cu scopul de a spori productivitatea animalelor prin îmbunătățirea performanțelor de producție și a calității alimentelor derivate de la aceste animale (Windisch et al., 2008). Totodata, in prezent, aditivii furajeri pot fi utilizați in hrana broilerilor pentru a îmbunătăți digestibilitatea și absorbția nutrienților sau pentru a le regla microflora intestinala, conducând la diminuarea excreției de azot (Lu et al., 2017). Potențialele beneficii ale utilizării fitoaditivilor în alimentația păsărilor sunt: aportul crescut de furaje, stimularea digestiei, creșterea performanțelor de productie, incidența redusă a bolii, îmbunătățirea parametrilor de reproducere, îmbunătățirea eficienței furajelor, creșterea profitabilității și reducerea emisiilor (Yitbarek, 2015).

Si uleiurile esentiale au efecte pozitive asupra creșterii performantelor de productie și sănătății animalelor (Puvaca et al., 2013), suplimentarea ratiilor la păsări cu uleiuri avand rezultate benefice asupra microflorei intestinale. In plus, sporesc digestibilitatea nutrientilor (Chitprasert și Sutaphanit, 2014) și contribuie la fortificarea imunitatii (Brenes si Roura, 2010), promovează sănătatea intestinului prin minimizarea efectului bacteriilor patogene (Chitprasert și Sutaphanit, 2014) și controlul emisiilor de miros și de amoniac.

Fitoaditivii furajeri si uleiurile esentiale care vor fi incluse in retetele furajere pentru puii broiler pentru evaluarea efectului lor asupra diminuarii excretei de azot si a starii de sanatate vor fi:

Cimbrul (Thymus vulgaris L.) are o compozitie chimica bogata in compuşi activi printre care se numără uleiuri volatile precum carvacol, linalol, pinen, borneol si timol. Atat cimbrul cat si uleiul esential au fost utilizati ca promotori de crestere in ratiile puilor broiler asupra performanțelor de productie, caracteristicile carcasei și caracteristicile tractului gastrointestinal, răspunsurilor imune, parametrilor hematologici și biochimici (Ayoub si colab., 2011; Barakat si colab., 2016; El-Far și colab., 2016; Abdel-Ghaney si colab., 2017; Ahangaran si colab., 2019).

Busuiocul. In prezent exista un interes crescut in cautarea de solutii nutritionale pentru pui in vederea diminuarii efectelor negative ale azotului rezultat din descompunerea dejectiilor asupra mediului inconjurator. Exista la momentul actual o serie de studii privind folosirea busuiocului in dieta pasarilor (Abbas, 2010; Ulupi si colab., 2015; Chima, 2016; Gurbuz  and Ismael, 2016; Sheoran si colab., 2017; Saleh si colab., 2020) in scopul cresterii digestibilitatii nutrientilor, imbunatatirii performantelor, cresterii ratei de conversie a furajului si imbunatatirii starii de sanatate. De asemenea, este o sursă de ulei esențial care conține constituenți activi biologic cu proprietăți antioxidante și antimicrobiene dovedite științific (Hanif si colab., 2011 ; Ahmed si colab., 2019).

Salvia (Salvia officinalis). Pe baza dovezilor disponibile în literatura de specialitate, această plantă prezintă efecte anticanceroase, antiinflamatorii, antioxidante, antimicrobiene, hipoglicemice, hipolipidemice, cresterea greutatii corporale a puilor, a consumului și a conversiei furajului (Cutillas si colab., 2017; Ghorbani si Esmaeilizadeh, 2017; Khedher si colab., 2017; Rasouli si colab., 2019). Totodata creste stabilitatea oxidativă atât a cărnii de găină, cât și a ouălor (Kaya si Turgut, 2012; Loetscher si colab., 2014; Placha si colab., 2015) si îmbunătățeste producția și performanțele reproductive (Bayoumi si Helmy, 2015).

La elaborarea structurilor de retete furajere pentru puii broiler s-au avut in vedere cerintele nutritionale de energie si substante nutritive (proteina, aminoiacizi, vitamine si minerale), functie de fazele de crestere, conform ghidului de crestere a materialului biologic (hibridului) utilizat. Materiile prime furajere au avut un rol determinant in practica elaborarii ratiilor. S-a avut in vedere: utilizarea tuturor ingredientelor si caracterizarea lor astfel incat acestea sa corespunda unui set de parametrii calitativi, incluzand continutul de nutrienti si variabilitatea, forma fizica a ingredietului si calitatea sa biologica.

Rezultate relevante:

-studiu bibliografic privind utilizarea fitoaditivilor in furajarea pasarilor in vederea diminuarii poluarii mediului cu azot;

-lista cu aditivi furajeri si uleiuri esentiale utilizate in nutritia pasarilor;

-noi structuri de retete furajere pentru broiler;

-pagina web a proiectului.

 

Efecte scontate:

-producerea de cunostiinte stiintifice noi in legatura cu utilizarea fitoaditivilor in nutritia pasarilor;

-imbunatatirea cunostintelor masteranzilor, doctoranzilor si a tinerilor specialisti din cercetarea avicola.

 

Publicatii si comunicari (se actualizeaza la fiecare etapa si la finalul proiectului):

 

 

Faza: 2/2020-  Experimentarea noilor rețete furajere pentru pui broiler in vederea evaluării efectului lor asupra diminuării excretei de azot

Obiectivul fazei 2:  Experimentarea si validarea unor noi retete furajere pentru pui broiler care sa conduca la cresterea biodisponibilitatii proteinei; imbunatatirea performantelor si diminuarea excretei de azot

 

Rezumatul fazei 2:

In cadrul acestei faze s-au derulat urmatoarele activitati :

• Procurarea si caracterizarea aditivilor vegetali: busuioc, cimbru, savie si a uleiurilor esentiale din punct de vedere al compozitiei chimice primare, concentratiei de minerale, concentratiei de polifenoli si capacitatea antioxidanta, al continutului de antioxidanti naturali -luteina si zeaxantina, vitamina E si al incarcaturii microbiologice. Rezultatele obtinute au indicat faptul ca fioaditivii luati in studiu nu prezinta un risc pentru sanatatea animalelor.
• Fabricarea in statia pilot din IBNA Balotesti a nuteturilor combinate si carcterizarea lor. Rezultate obtinute in ceea ce priveste riscul pentru sanatatea animalelor: concentratiile de metale grele se situeaza sub valorile maxime stabilite pentru parametrii de calitate ai nutreturilor. Toate probele de nutreturi combinate analizate sunt sigure pentru sanatatea animalelor. Evaluarea impactului asupra mediului s-a realizat prin compararea rezultatelor obtinute in urma analizelor probelor cu cerintele legislatiei de mediu (Ordinul 344/2004).
• Realizarea unui prim experiment pe pui broiler, hibridul Cobb 500, timp de 6 saptamani, in vederea evaluarii efectelor folosirii fitoaditivilor sub forma de plante: busuioc, cimbru si salvie, asupra excretei de azot, fosforului, a contaminantilor de risc pentru mediu si asupra calitatii nutritionale a carnii de pui:

-Reteta M- bazata pe porumb, grau, srot de soia, 5% faina de lucerna si 0,1% Biotronic-Top 3;

-Reteta E1- formata din RM + 1% busuioc

-Reteta E2- formata din RM + 1% cimbru

-Reteta E3- formata din RM + 1% salvie

• Realizarea celui de al doilea experiment pe pui broiler, hibridul Ross 308, timp de 6 saptamani in vederea in vederea evaluarii efectelor folosirii fitoaditivilor: uleiuri esentiale de busuioc, cimbru si salvie, asupra excretei de azot, fosforului, a contaminantilor de risc pentru mediu si asupra calitatii nutritionale a carnii de pui:

-Reteta M- bazata pe porumb, grau, srot de soia, 5% faina de lucerna si 0,1% Biotronic-Top 3;

-Reteta E1- formata din RM + 0,05 % ulei esential de busuioc

-Reteta E2- formata din RM + 0,05% ulei esential de cimbru

-Reteta E3- formata din RM + 0,05% ulei esential de salvie

• Determinarea concentratiilor de amoniac, bioxid de carbon si gaz metan in halele experimentale;
• Identificarea factorilor de risc si evaluarea impactului, rezultat prin folosirea celor 2 seturi de noi retete furajere inovative, asupra mediului;
• Ierarhizarea eficacitatii retetelor pentru puii broiler prin metoda AHP din punct de vedere al potentialului de poluare;
• Diseminarea rezultatelor proiectului.

Rezultate relevante

Experimentul 1

• valoarea cea mai mica a continutul de proteina din dejectii s-a inregistrat la lotul E1 – cu 1% busuioc, in faza de finisare - bilant 2 (6.71 g%), fata de celelalte loturi experimentale E2 – cu 1% cimbri si E3 – cu 1% salvie;
• valorile cele mai mici ale sporului mediu zilnic de 70,65 g/cap/zi s-a inregistrat la lotul E1 – cu 1% busuioc; respectiv de 70, 54 g/cap/zi l lotul E2 – cu 1% cimbru; 
• referitor la calitatea nutritionala a carnii de pui cea mai mare valoare a continutului de proteina de 24,09g% din piept, respectiv cea mai mica valoare a continutului de colesterol  de 0,042 g % din pulpa s-a inregistrat la lotul E1 – cu 1% busuioc;

Experimentul 2

• valoarea cele mai mica a continutul de proteina din dejectii s-a inregistrat la lotul E1 – cu 0,05% ulei esential de busuioc, in faza de crestere - bilant 1 (8.44 g%), fata de celelalte loturi experimentale E2 – cu 0,05% ulei esential de cimbru si E3 – cu 0,05% ulei esential de salvie;
• valoarea cea mai mare a sporului mediu zilnic de 87,57 g/cap/zi s-a inregistrat la lotul E1 – cu 0,05% ulei essential de busuioc;
• referitor la calitatea nutritionala a carnii de pui cea mai mare valoare a continutului de proteina de 24,19g% din piept s-a inregistrat la lotul E1 – cu 1% busuioc;

In cadrul ambelor experimente

-emisiile de metan si concentratiile de amoniac si bioxid de carbon din halele experimentale s-au situate sub valorile maxime stabilite de legislatie - Ordinul 30/2010;

-din punct de vedere al contaminantilor de risc pentru mediu nici un indicator (fosfor total si metale: mangan, cobalt, arsen, cadmiu, crom, cupru, plumb, nichel, zinc, mercur) nu a depasit valoarea maxima admisa de legislatie - Ordinul nr 344/2004;

In urma analizei eficacitatii celor 2 seturi de solutii nutritionale pentru puii broiler

Setul 1/ experimentul 1:                                                

E1 –5% lucerna+0,1% Biotronic Top3 + 1% busuioc;       

E2 –5% lucerna+0,1% Biotronic Top3 + 1% cimbru;         

E3 –5% lucerna+0,1% Biotronic Top3 + 1% salvie;           

Setul 2 / experimentul 2:

E1 –5% lucerna+0,1% Biotronic Top3 + 0.05% ulei esential de busuioc

E2 –5% lucerna+0,1% Biotronic Top3 + 0.05% ulei esential de cimbru

E3 –5% lucerna+0,1% Biotronic Top3 + 0.05% ulei esential de salvie

pe baza metodologiei de evaluare AHP utilizand trei criterii de evaluare: performanta zootehnica, calitarea carnii si criteriul de ordin ecologic, un panel de evaluatori au concluzionat ca

cele mai bune solutii nutritionale au fost:

cu 5% lucerna+0,1% Biotronic Top3 + 1% busuioc

cu 5% lucerna+0,1% Biotronic Top3 + 0.05% ulei esential de busuioc

 

Lucrari prezentate la conferinte nationale si publicatii stiintifice :

1. Implications of using some phytoadditives in broiler nutrition - A review

Autori: Mihaela SARACILA, Margareta OLTEANU, Tatiana PANAITE

-lucrare acceptata la Simpozion USAMV Bucuresti, 4-6 iunie 2020, prezentare poster

-lucrare publicata Scientific Papers. Series D. Animal Science, Vol. LXIII, No 2, 2020

2. Determination of phosphorus in different types of waste using the ICP-MS technique

Autori: Gina Alina CATRINA, Lidia KIM, Agnes SERBANESCU, Georgiana CERNICA, Ionut CRISTEA, Mona BARBU, Ileana NICOLESCU, Gabriela Geanina VASILE

-lucrare publicata in Romanian Journal of Ecology & Environmental Chemistry, vol. 2, no. 2, 2020, https://doi.org/10.21698/rjeec.2020.217.