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Nutrición, Pastos y Forrajes

Nutrición, Pastos y Forrajes

Esta Área investiga en las características productivas de los prados, praderas, cultivos forrajeros y sus rotaciones o asociaciones, evaluando in vivo e in vitro sus valores nutricionales para las explotaciones lecheras; destacan los trabajos realizados con leguminosas con el fin de reducir la agresión al medio ambiente, abriendo ya camino hacia una producción más sostenible. A través del Laboratorio de Nutrición, se ofrece un servicio analítico de valor nutritivo de los alimentos, acreditado de acuerdo con la norma UNE-EN ISO/IEC 17025, siendo un grupo pionero en dar los primeros pasos para la utilización de la tecnología NIRS como sensor analítico para el control de calidad, trazabilidad y seguridad alimentaria.

Su objetivo general es el diseño y la coordinación de los programas de I+D+i adaptados a un territorio cuyas condiciones climáticas permiten una buena producción de forrajes. Pretende ser una herramienta de ayuda a los ganaderos en la toma de decisiones sobre los sistemas de manejo y gestión de la alimentación de sus explotaciones lecheras, y facilitar a los asesores agropecuarios la elaboración de raciones alimenticias más económicas, aprovechando al máximo el valor nutritivo de los alimentos. Apuesta por la modernización de las explotaciones ganaderas, por producciones más saludables sobre la base de los recursos forrajeros propios y por mantener un servicio analítico de carácter multidisciplinar con herramientas de control que ayude a la inocuidad de los alimentos y su calidad.

La actividad del Área se enmarca en tres Programas de Investigación interrelacionados.

Pastos y Forrajes

El objetivo principal de este programa es la optimización de la producción y conservación de los recursos forrajeros enfocados hacia un manejo más sostenible, acorde con las necesidades nutricionales de los sistemas agroganaderos. Las actividades de este programa están dirigidas hacia el análisis de los rendimientos agronómicos y el estudio de las implicaciones medioambientales de los cultivos forrajeros, evaluando las variedades más adecuadas, la ensilabilidad de las especies pratenses, la conservación de forrajes, el uso de aditivos para ensilar, el control de efluentes, la inestabilidad aeróbica de los ensilados y las estrategias para la producción sostenible de forrajes y cultivos forrajeros en zonas templado-húmedas.

Sistemas de Producción de Leche

Su objetivo es optimizar la producción de leche mediante sistemas de manejo sostenible y mejorar su calidad desde el punto de vista nutritivo como alimento funcional.

El desarrollo de las actividades está orientado hacia la mejora de la producción de leche mediante sistemas de manejo sostenibles y competitivos, protegiendo el medio ambiente, promoviendo la salud y el bienestar animal y mejorando la calidad del producto final.

Nutrición

Su objetivo general es desarrollar metodologías para el control de calidad, trazabilidad y seguridad en la alimentación animal como primer eslabón de la cadena alimentaria.

Las actividades de investigación de este programa se mantienen inter-conexionadas dentro del área de nutrición, pastos y forrajes para la ejecución de ensayos in vivo e in situ, con el fin de estudiar la respuesta animal en vacuno lechero y evaluar las estrategias de alimentación para la obtención de leche de vaca enriquecida en origen (la leche como alimento funcional), así como con la mejora de las producciones forrajeras.

Cabe destacar la evaluación y desarrollo de la tecnología NIRS, constituida como una línea de investigación propia para su implementación at-line, in-line y on-line en sistemas de control de calidad, seguridad y trazabilidad, con el objeto de establecer modelos de predicción cualitativos y cuantitativos de valor nutritivo de alimentos e incluso de respuesta animal.

Oferta Científico Tecnológica

Pastos y cultivos forrajeros

  • Tecnología de la producción y evaluación agronómica y nutricional de especies, variedades, asociaciones y rotaciones forrajeras.

  • Manejo de praderas en sistema convencional y ecológico.

  • Elección de variedades ajustada a las condiciones de cultivo.

  • Optimación de estrategias de producción y conservación de los recursos forrajeros en manejo convencional y ecológico, evaluando variedades comerciales y locales de maíz, de acuerdo con las necesidades nutricionales de los sistemas ganaderos. 

  • Técnicas de conservación de forrajes. Utilización de aditivos para conservación y estabilidad de forrajes. Recomendaciones de uso.

  • Sostenibilidad medioambiental. Reducción de la eutrofización mediante el control de efluentes en ensilados y menor uso de fertilizantes nitrogenados a través del uso de leguminosas. Valoración de subproductos agrícolas. 

 Producción de leche

  • Utilización y suplementación de los forrajes para la producción de leche. 

  • Enriquecimiento de la leche en nutrientes a través de sistemas de alimentación que favorezcan el enriquecimiento natural en ácidos grasos poliinsaturados y otros nutrientes funcionales en la leche de vaca.

  • Estrategias de reducción de los inputs para producción de leche en zonas húmedas. 

Nutrición

  • Valoración nutritiva de forrajes: puesta a punto de tecnologías analíticas para la valoración nutritiva y fermentativa de forrajes destinados a ensilar y de forrajes conservados.

  • Espectrofotometría en el Infrarrojo Cercano (NIR) como herramienta analítica multiproducto y multiparámetro para el análisis rápido, no destructivo y no contaminante de alimentos.

  • Caracterización de alimentos para el ganado y estudio de su influencia en la producción láctea. Valoración de alimentos “in vivo” e “in situ”. 

  • Desarrollo de modelos de predicción NIRS cualitativos y cuantitativos de valor nutritivo de alimentos y respuesta animal.

  • Trazabilidad, control de calidad y seguridad alimentaria. Deteción de ingredientes no autorizados y contaminantes en alimentos compuestos para animales.

  • Asesoramiento al sector agroganadero.

  • Laboratorio de Nutrición, acreditado por la Entidad Nacional de Acreditación, conforme a los criterios recogidos en la norma UNE EN-ISO/IEC 17025.

  • Gochu Asturcelta

  • Aprovechamiento de pastos arbóreos, en manejo semi-extensivo y extensivo de la raza porcina autóctona Gochu Asturcelta, para la caracterización de la canal y sus producciones.

Trabajos y resultados más destacables

  1. El uso de las leguminosas forrajeras de invierno para producción de leche. Rotación con maíz y optimización de técnicas de producción y conservación de los forrajes. La sustitución del raigrás por un cultivo invernal alternativo [leguminosa (haboncillos) con o sin cereal] para rotar con el maíz, es una opción productiva sostenible que es posible implantar en las explotaciones lecheras. Se dispone de la tecnología adecuada para la producción de maíz forrajero (variedades, técnicas de laboreo y fertilización e impacto ambiental) y de otras opciones forrajeras: praderas de corta duración (raigrás italiano e híbrido y trébol violeta) y de larga duración (raigrás inglés, dactilo, trébol blanco y alfalfa). Está optimizada la tecnología de ensilado (evaluación de la ensilabilidad y de la calidad nutritiva y fermentativa e impacto ambiental del ensilado, aditivos, control de la estabilidad aeróbica, etc.) como método de conservación de forrajes.
     

  2. El desarrollo de sistemas de producción ecológica de forrajes. Se han comparado las rotaciones forrajeras ecológicas vs las convencionales en zonas húmedas. El estudio ha conllevado el análisis de los parámetros agronómicos y ecofisiológicos durante el periodo de conversión de la agricultura convencional a la ecológica.
     

  3. La catalogación de variedades en las especies forrajeras de mayor interés para el Principado de Asturias. Se elaboran anualmente listados de variedades recomendadas, ajustadas a las condiciones de uso para la Cornisa Cantábrica, en colaboración con otras CCAA de zonas húmedas (Galicia, País Vasco, Navarra y Cataluña).
     

  4. El desarrollo de estrategias nutricionales para la corrección de problemas subclínicos en explotaciones lecheras. Se ha establecido la incidencia de problemas subclínicos, como la cetosis, en las explotaciones lecheras de Asturias y determinado su posible relación con las características nutritivas y fermentativas de los ensilados como base forrajera de la ración. De este modo, se han definido estrategias nutricionales para mitigar los efectos cetogénicos a partir del control de la cantidad y calidad del concentrado o mezcla suplementaria y de otros forrajes ofrecidos en la dieta de los animales en producción.
     

  5. Incremento en el estándar de calidad de la grasa de leche de vaca para el enriquecimiento natural de ácido linoleico conjugado (CLA) en leche según el manejo de la alimentación. Se ha determinado la influencia que tiene el manejo del pastoreo, en combinación con raciones unifeed formuladas con diferentes ensilados y complementarias a la hierba de pradera, sobre el contenido en CLA de la leche de vacuno, y se han definido las condiciones de fermentación ruminal más favorables para la generación de los isómeros de CLA y vacénico.
     

  6. Desarrollo de estrategias para incrementar la seguridad alimentaria en la producción animal. A través del conocimiento del contenido en nutrientes de las materias primas utilizadas en la formulación de raciones y del producto final, se está implementando, a nivel de centros de recepción e industria de alimentación animal, una mejora del control de la calidad de los productos y de las estrategias nutricionales, empleando como indicador el espectro NIRS.
     

  7. Detección y cuantificación de proteínas animales en piensos por micrografía y reflectancia en el infrarrojo cercano (NIR) más inteligencia artificial. Se estandarizó una metodología para la determinación, mediante NIR, de la presencia de harina de origen animal en alimentos para el ganado, apoyándose en algoritmos de inteligencia artificial, a fin de desarrollar un sistema de aprendizaje que posibilite una alternativa rápida y precisa a la microscopia tradicional como herramienta de control para evitar la propagación de la Encefalopatía Espongiforme Bovina (EEB). Estos estudios se contrastaron y complementaron con la aplicación de técnicas de biología molecular, como la PCR. La tecnología NIR ha demostrado su capacidad para la detección de proteínas elaboradas de origen animal en alimentos para el ganado con un límite de detección del 0,1%.
     

  8. La puesta a punto y aplicación de nuevas tecnologías para la trazabilidad de ingredientes de origen animal y de piensos compuestos para su incorporación en programas de calidad y seguridad alimentaria. Se ha comparado la espectrofotometría en el infrarrojo cercano (NIRS) para el análisis de piensos intactos y la tecnología micro–NIRs (m-NIRS) mediante transformada de Fourier, como modelos de huella espectral para la detección de proteínas de origen animal en piensos compuestos sin requerimientos de preparación de muestra, utilizando como herramienta quimiométrica el algoritmo de clasificación PLS-DA. mNIRS ha demostrado su capacidad para la detección de ingredientes de origen animal en piensos a concentraciones inferiores al 0,02 %.
     

  9. Implementación de trazabilidad y control de calidad en industrias agroalimentarias mediante NIRS. Se desarrollan proyectos de innovación específicos para que las industrias apliquen la tecnología NIRS como herramienta de análisis de parámetros de calidad y seguridad en la industria agroalimentaria y control de procesos. En este contexto, mediante proyectos específicos de transferencia tecnológica, se ha implementado el control de calidad por NIR en diversas empresas vinculadas al sector agroalimentario.

Líneas de Investigación en Curso

Pastos y Forrajes

  • Evaluación de rendimientos agronómicos e implicaciones medioambientales en cultivos forrajeros.

  • Mejora de la calidad nutritiva y fermentativa y la estabilidad aeróbica de los ensilados, minimizando el impacto medioambiental, a través del control de efluentes y el uso de aditivos.

  • Establecer estrategias para la producción ecológica de forrajes en zonas templado-húmedas. Control de la flora arvense.

  • Recuperación de poblaciones y variedades locales a través de agricultores y bancos de germoplasma.

  • Utilización de alternativas de diversificación de cultivos forrajeros y asociaciones forrajeras en rotación para minimizar inputs de Nitrógeno.

  • Valorización de subproductos agrarios. 

Producción de Leche

  • Racionamiento animal: uso de forrajes, requerimientos de nutrientes y suplementación. Efectos sobre la producción y la calidad de la leche.

  • Estrategias de manejo y efectos sobre el medio ambiente. Repercusión en los costes económicos y sanitarios de la ganadería.

  • Estrategias de alimentación y manejo para la obtención de leche enriquecida en origen con mayores concentraciones de ácidos grasos poliinsaturados (PUFA), vitaminas y minerales. 

Nutrición 

  • Desarrollo de sistemáticas, basadas en la implementación de la tecnología NIRS, para la inspección, control y gestión de alimentos en centros de acopio, distribución e industria.

  • Desarrollo y evaluación de algoritmos de clonación y pretratamiento de la señal espectral para la transferencia de los resultados obtenidos en equipos de laboratorio (at-line) a equipos “on site” y portátiles.

  • Optimación de técnicas instrumentales para la determinación de parámetros nutricionales, de calidad, de funcionalidad y de seguridad en alimentos.

  • Trazabilidad, control de calidad y seguridad en el sector agro-ganadero, con la incorporación de tecnologías innovadoras como herramienta en la toma de decisiones.

  • Integración multidisciplinar de la nutrición animal: salud animal, calidad y funcionalidad de los alimentos y seguridad alimentaria.

Otras líneas de investigación

Medios

  • Finca experimental de Villaviciosa (22 ha) con pradera sembrada y rotación maíz forrajero/raigrás italiano.

  • Parcelas experimentales en Grado y otras fincas colaboradoras en Asturias.

  • Batería de silos trinchera.

  • Maquinaria agrícola pesada; incluyendo cadena de ensilado.

  • Rebaño experimental de raza Frisona e instalaciones ganaderas.

  • Nave metabólica para ganado vacuno.

  • Estabulación y fosa de purines.

  • Laboratorio de muestreo de campo con neveras, arcón congelador, báscula, lavadora y estufas.

  • Sistema de control individual de ingestión mediante comederos monitorizados.

  • Sala de ordeño: Dispone de un sistema voluntario de ordeño, comúnmente conocido como robot de ordeño.

  • Laboratorio de registro y preparación de muestras. Dispone de arcones congeladores de –20, -45 y –80 ºC, dos estufas de gran capacidad, dos liofilizadores de escala industrial, prensa para obtención de jugos de ensilados, picadora de forraje, sondas de muestreo, seis molinos de diferentes características, balanzas, segadoras manuales y otro material de campo.

  • Laboratorio de Nutrición. Se encuentra acreditado para las siguientes determinaciones: pH por potenciometría, materia seca, cenizas, proteína bruta (Kjeldahl y Dumas), fibra bruta, extracto etéreo (con y sin hidrólisis), calcio por absorción atómica, fósforo por espectrofotometría UV-Vis y almidón en muestras de forrajes verdes, conservados, piensos y materias primas. También, está acreditado para la valoración nutritiva de alimentos para el ganado por NIRS, siendo el primer laboratorio nacional acreditado en esta técnica. Consta de varias unidades con extensa dotación instrumental.

    • Laboratorio vía húmeda: Equipos de obtención de H2O Milli-Rx y Milli-Q, ultracentrífuga con refrigeración, analizador termogravimétrico TGA 601 de LECO-Inst., analizador de N LECO F-574, dos estufas de aire forzado, dos hornos mufla, homogenizador de paletas, equipos TECATOR para determinar N-Kjeldahl (DS-20, 1050, 1035+1038), extracto etéreo (1006+HT-6), fibras (dos Fibertec M-6) y digestibilidad con enzimas (Fibertec E). Reactor F-100 y digestor de ANKOM para fibras y digestibilidad. Baños para incubaciones con agitación. Densímetro digital, pHmetros, etc. Balanzas conexionadas a ordenador con software para registro de pesadas, cálculo y banco de datos.

    • Laboratorio de instrumental: Dispone de un cromatógrafo de gases (3800 Varian)-masas (4000 Varian), equipo de HPLC (Alliance, WATERS), espectofotómetro UV-Vis λ 5 y λ 35 y de absorción atómica (3030) de PERKIN ELMER. Bomba calorimétrica computerizada PARR. Titulador automático (VIT 90, ABU 90, SAM90) de RADIOMETER. Tres equipos de PCR cualitativa (GeneAmp PCR System 9700 de AppliedBiosystems; PTC100 de MJResearch; PTC100 con Peltier-Effect Cycling de MJResearch). Un equipo PCR cuantitativa a tiempo real 7500 de APPLIED BIOSYSTEM.

    • Laboratorio de investigación en tecnología NIR. Está dotado de un equipo monocromador 5000 de FOSS-NIRSYSTEM con módulo de reflexión y material auxiliar; rango analítico 1100-2500 nm, equipo monocromador 6500 de FOSS-NIRSYSTEM, dotado de módulo de reflexión y transmisión, así como material auxiliar; rango analítico 400-2500 nm. Equipo monocromador 6500 de FOSS-NIRSYSTEM, dotado de módulo de reflexión, transmisión y sonda óptica, así como material auxiliar; rango analítico 400-2500 nm. Equipo FT-NIR con microscopio AutoIMAGEN. Instrumento FT-NIR que lleva incorporado un microscopio, dotado de posibilidad de medidas en reflexión y transmisión; rango analítico 15000-2000 cm-1. Equipo de microscopía LEICA, dotado de cámara de video para captura de imagen y software de análisis de imagen.

    • Laboratorio de testaje de aditivos para ensilado y estabilidad aeróbica. Con capacidad para 100 microsilos con salida continua de efluente, arcón congelador, equipos para la determinación de DBO y DQO y cámara de estabilidad aeróbica provista de sondas de control automático de temperatura.


Proyectos Vigentes

Instrumentos NIRS portátiles de nueva generación para el análisis “on site” y la toma de decisiones en tiempo real en la industria y en la explotación ganadera.
Dra. Begoña de la Roza Delgado. (2013-2016)
Bases y estrategias de producción de cultivos forrajeros adaptados a las condiciones agroclimáticas de la Cornisa Cantábrica para la producción de leche de vacuno de calidad diferenciada en sistemas sostenibles, integrados en el territorio y orientados a los requerimientos de la nueva PAC.
Dra. Adela Martínez Fernández. (2013-2016)
Patogenia y control de flavivirus.
Juan Carlos Saiz Calahorra. Dra. Ana Balseiro Morales (subproyecto SERIDA). (2014-2017)
Diversificación de los cultivos forrajeros para la alimentación del vacuno lechero en la Cornisa Cantábrica.
Dra. Silvia Baizán González. (2015-2017)
Sostenibilidad de sistemas silvopastorales de frondosas caducifolias iberoatlánticas con razas autóctonas de cerdo en régimen extensivo. Subproyecto 3: Uso multifuncional del monte bajo de castaño en Asturias aplicando la tecnología NIRS como herramienta de ayuda.
Dra. Begoña de la Roza Delgado (Sub-proyecto SERIDA). (2015-2018)
Caracterización de perfiles de microARN en leche de vaca cruda y pasteurizada y su utilidad como biomarcadores de certificación en leche de calidad diferenciada.
Ana Villar Bonet. Dr. Luis Royo Martín (sub-proyecto SERIDA). (2015-2018)
Gestión y control de calidad como aseguramiento de la competencia téncia en laboratorios..
. (2016-2017)
Comportamiento de variedades pratenses y forrajeras en zonas tipo de Asturias.
Dra. Adela Martínez Fernández. (2015-0)
Rendimiento y costes de producción de los forrajes producidos en las explotaciones del Principado de Asturias, en las condiciones de diversificación de cultivos impuestas por la PAC 2015-2020, como primer eslabón en la alimentación de precisión del vacuno lechero (CROPFIT).
Dra. Adela Martínez Fernández. (2015-2017)
Programa de recuperación y fomento de la raza autóctona asturiana Gochu Asturcelta.
Dr. José Luis Royo Martín/ Dr. Carlos Olegario Hidalgo Ordóñez. (2015-0)

Convenios Vigentes

Convenio de colaboración entre el SERIDA y la Sociedad Asturiana de Servicios Agropecuarios, S.L. para controlar los principios nutritivos en materias primas, concentrados o mezclas.. (-0)
Acuerdo de colaboración entre el SERIDA y la Empresa Os Irmandiños S.C.L.. (-0)
Acuerdo especifico de colaboracion entre la Universidd Autónoma del Estado de Méjico y el SERIDA. (-2016)
Acuerdo de transferencia de material entre el SERIDA y la empresa Camelina Company España SL. (-0)
Acuerdo entre el SERIDA y el Centro de Investigación y Formación Agraria de Cantabria "La Granja". (-2016)
Contrato de investigación entre el Servicio regional de Investigación y Desarrollo Agroalimentario del Principado de Asturias y Premium Ingredientes, S.L. para la aplicación de la tecnología NIRS como herramienta para el control de calidad en agroalimentación. (-0)
Contrato de investigación entre la Fundación General de la Universidad de La Laguna y el SERIDA. (-2016)
Contrato de investigación entre Asturiana de Servicios Agropecuarios (ASA) y el SERIDA. (-2016)

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