Abstract
Introduzione
Progressi fatti nei sistemi di stabulazione
Prospettive future

Discussione e conclusioni
Ringraziamenti
Riferimenti
Orcids
Appendice

P. J. Galama,1† W. Ouweltjes,1 M. I. Endres,2 J. R. Sprecher,3 L. Leso,4 A. Kuipers,1 e M. Klopčič5
1Wageningen Livestock Research, PO Box 338, 6700 AH, Wageningen, Paesi Bassi
2Department of Animal Science, University of Minnesota, 1364 Eckles Avenue, St. Paul 55108
3Sprecher Architects, Halamed Hey str. 10, Tel Aviv 6927710, Israele
4Department of Agricultural, Food and Forestry Systems, University of Florence, Via San Bonaventura, 13, IT-50145 Firenze, Italia
5Department of Animal Science, Biotechnical Faculty, University of  Ljubljana, Groblje 3, Domžale, Slovenia
Ricevuto il 5 Luglio 2019. Accettato il 12 Febbraio 2020.
*Presentato come parte del  Production, Management, and the Environment Symposium: Future of Housing for Dairy Cattle all’ADSA Annual Meeting, Cincinnati, Ohio, Giugno 2019.
†Autore corrispondente:  paul.galama@wur.nl
J. Dairy Sci. 103:5759–5772
© 2020, Gli Autori. Pubblicato da FASS Inc. ed Elsevier Inc. per conto dell’American Dairy Science Association ® .
Questo è un articolo ad accesso libero con licenza CC BY-NC-ND (creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/).

doi.org/10.3168/jds.2019-17214

Abstract

L’obiettivo di questa review era quello di descrivere i recenti cambiamenti e i progressi fatti nei sistemi di stabulazione per i bovini da latte. Questi nuovi sviluppi dovrebbero essere in grado di garantire un ambiente adeguato per le moderne vacche da latte ad elevata produzione e di stimolare l’evoluzione, all’interno dell’allevamento da latte, di tematiche riguardanti la gestione, l’agro-tecnologia e le attrezzature. L’incremento dell’efficienza del lavoro è stato un importante motore del passaggio da stalle a posta fissa a stalle con cuccette (conosciute anche come stalle a posta libera). Nei sistemi di stabulazione futuri, acquisiranno sempre maggiore importanza aspetti come il comportamento naturale delle vacche, il controllo del clima, le emissioni di ammoniaca e di gas serra, il riutilizzo dei rifiuti, la qualità del letame, l’impatto estetico degli edifici sul paesaggio e il rendimento del capitale. Per affrontare le esigenze future, è necessario sviluppare nuovi concetti di stabulazione che vadano al di là delle stalle con cuccette. Sistemi di stabulazione “a camminata libera”, cioè stalle senza cuccette, andrebbero a soddisfare alcune di queste esigenze future. Queste stalle utilizzano lettiere costituite da materiale compostabile o pavimenti artificiali permeabili nelle zone di riposo e in quelle di camminamento delle bovine. Tuttavia, queste tipologie di stalle sono ancora in fase di sviluppo. La combinazione di caratteristiche delle stalle con cuccette e delle stalle con aree libere, unitamente ad altre tecnologie in fase di sviluppo, potrebbe dare origine ad un importante nuovo sistema di stabulazione futuro. Altre tecnologie e sistemi in fase di studio che seguono i criteri di sostenibilità comprendono le stalle multi-climatizzate, il CowToilet (Hanskamp Agro-Tech, Doetinchem, Paesi Bassi) per separare le feci dalle urine e gli edifici multifunzionali. Queste tipologie di edifici e di tecnologie possono entrare a far parte di sistemi di allevamento su terra o, meno comunemente e solo in alcune città, di sistemi di allevamento galleggianti.

Parole chiave: stalle, benessere, ambiente, innovazione, bovini da latte

Introduzione

Nei decenni precedenti, lo sviluppo dei diversi sistemi di stabulazione è stato determinato principalmente dalle necessarie innovazioni tecniche legate ai cambiamenti delle esigenze delle vacche, alle richieste degli allevatori e all’impatto sociale e ambientale (nazionale e locale). Queste esigenze e richieste differiscono da un paese all’altro, dando luogo ad un’ampia varietà di sistemi di stabulazione per le bovine da latte. In molti paesi le stalle a posta fissa (tie-stall, TS) sono ancora presenti ma, a partire dagli anni `70, hanno iniziato a diffondersi le stalle con cuccette (CB, cubicle barns) spesso chiamate anche stalle a posta libera (freestall barns) (Bewley et al., 2017). Le innovazioni tecnologiche avvenute nel campo dell’alimentazione e della mungitura hanno reso possibile il passaggio alle CB. Tuttavia, studi condotti da Somers et al. (2003) e da Leso et al. (2020) hanno dimostrato come la percentuale di casi di zoppia e di lesioni del garretto fosse elevata nelle CB con pavimentazione in cemento, sia su pavimento fessurato che su pavimento pieno. Gli allevatori sono però alla ricerca di soluzioni utili a prevenire la zoppia e a migliorare il benessere degli animali. Bewley et al. (2017) hanno osservato che le stalle a stabulazione libera (Freewalk, FW), e in particolare le stalle con lettiera compost, hanno acquisito molto interesse a livello globale. A causa della crescente attenzione internazionale sul benessere animale, sta diventando sempre più importante fornire alle bovine uno spazio adeguato all’interno del quale possano esprimere i loro comportamenti naturali (Beaver et al., 2019). I sistemi a stabulazione libera si stanno diffondendo in diverse zone geografiche, tra cui l’Europa occidentale, il Brasile (Fávero et al., 2015) e gli Stati Uniti (Kentucky e Minnesota; Barberg et al., 2007; Black et al., 2013). In Israele, il sistema FW è già ampiamente adottato (Klaas et al., 2010). I nuovi sviluppi riguardanti i sistemi di stabulazione possono entrare in conflitto con altri obiettivi della sostenibilità, come la protezione della ambiente. Si dovrebbero individuare soluzioni olistiche che possano essere adattate a situazioni locali, come il clima e le normative in vigore. Questo articolo descrive l’evoluzione dei sistemi di stabulazione in relazione all’andamento degli obiettivi relativi alla sostenibilità e alle innovazioni tecnologiche, ponendo particolare attenzione ai nuovi progressi fatti e alle prospettive future.

Progressi fatti nei sistemi di stabulazione

La Figura A1 in Appendice mostra i progressi fatti dalle stalle latte dal passato (prima degli anni ‘70) a quelle del futuro (2020-2030). Sebbene il focus si concentri sul punto di vista dell’Europa occidentale, il passaggio verso sistemi di allevamento più sostenibili sta prendendo piede in tutto il mondo. La stalla è un elemento importante nel funzionamento dell’allevamento, poiché influisce su aspetti legati ad uno sviluppo sostenibile: l’ambiente, il benessere animale e l’aspetto economico. Prima degli anni Settanta, le TS erano molto comuni. Questo sistema di stabulazione era idoneo per la mungitura con il secchio e per un’alimentazione a base di fieno, e rendeva relativamente facile mantenere puliti gli animali; tuttavia, la TS non è ideale per il benessere degli animali poiché non lascia libertà di movimento all’animale, fornisce uno spazio limitato (m2) per vacca e, potenzialmente, può favorire la comparsa di lesioni ai capezzoli e alle zampe. Inoltre, le TS non sono ottimali se si parla di efficienza del lavoro. Numerosi elementi possono spiegarci il graduale passaggio da TS a CB che si è verificato a partire dagli anni ‘70, anche se si è cercato di apportare comunque alcuni miglioramenti alle TS, tra cui l’adozione di tubature per la raccolta del latte, l’adeguamento delle dimensioni delle stalle, la rimozione dei rulli e l’adozione di pratiche di alimentazione più adatte (Bewley et al., 2017). Il passaggio alla CB è stato stimolato dallo sviluppo di sistemi di allevamento con sala di mungitura, dalla necessità di raffreddare il latte in serbatoio di raccolta, dall’adozione degli insilati d’erba come alimento e da altre innovazioni, favorendo così anche l’aumento dell’efficienza del lavoro. Bewley et al. (2017) hanno descritto anche che nella CB esiste una più facile separazione dei vari gruppi delle vacche in lattazione e una più facile somministrazione di alimento tramite la TMR. L’aumento dell’efficienza del lavoro nelle CB ha permesso loro di ingrandirsi. Tuttavia, nelle CB, le vacche camminano sopra un pavimento in cemento che può causare problemi agli zoccoli (Kester et al., 2014) e il letame prodotto è differente poiché si passa dalle feci mescolate con paglia e urina nella TS al liquame nella CB. A partire dalla metà degli anni ‘80, dopo circa 15 anni di pratica fatta con la CB, la produzione di latte è aumentata grazie a miglioramenti nella genetica, nella tecnologia e nella gestione della mungitura e dell’alimentazione (Khanal et al., 2010) e, al contempo, hanno acquisito importanza le questioni relative al benessere animale e alla riduzione delle emissioni di ammoniaca al momento dello spargimento del letame sul campo. Si è cercato di far fronte alla necessità di un maggior comfort per le bovine introducendo alcune  innovazioni come i materassini nelle stalle; l’impiego, come lettiera, di sabbia profonda, paglia e letame solido; l’installazione nelle cuccette di innovative pareti divisorie (rigide vs. flessibili) in grado di ridurre la comparsa di lesioni; l’apertura delle pareti laterali delle stalle; l’utilizzo di tende per regolare la ventilazione; tetti più alti ed isolati; ed aree per il camminamento più ampie. La sabbia viene considerata il materiale “gold standard” per le cuccette con lettiera profonda, ma la gestione del letame contenente molta sabbia può essere in alcuni casi difficile (Palmer e Holmes, 2005). Fino al 1985, il letame veniva sparso sulla superficie del terreno, generando elevate emissioni di ammoniaca e il rilascio di odori particolarmente forti. Pertanto, sono state sviluppate nuove tecnologie per lo spandimento del letame, come l’interratore di stallatico a disco. Ad oggi, le disposizioni relative all’ambiente e al  benessere del bestiame stanno diventando ancora più rigorose. Oltre alla diminuzione delle emissioni di ammoniaca (correlate all’acidificazione), stanno acquisendo molta importanza anche le emissioni di gas serra (GHG; legati al cambiamento climatico) (Steinfeld et al., 2006). Nuove tecniche, come la cattura delle emissioni all’interno della stalla e la separazione di feci e urine, sono in fase di sperimentazione pratica. Inoltre, bisogna dire che anche le condizioni di stabulazione e di pascolo influiscono sul benessere degli animali e sulle emissioni. La possibilità per i bovini di effettuare il pascolamento viene promossa in alcune regioni del mondo. Tuttavia, garantire un accesso al pascolo può essere difficoltoso per gli allevatori con grandi mandrie, con robot per la mungitura e con terreni insufficienti intorno all’allevamento (Schils et al., 2018). In alcuni paesi il pascolo viene incentivato perché l’opinione pubblica ama vedere le bovine nel paesaggio e perché si ritiene che sia benefico per la loro salute e per il loro benessere (Beaver et al., 2019). Nei Paesi Bassi, le cooperative di trasformazione del latte pagano un prezzo maggiorato per il latte ottenuto da vacche al pascolo (0.015 €/kg in più quando le vacche pascolano per più di 6 h/die e per più di 120 giorni). Inoltre, sta diventando un problema anche l’impatto estetico degli edifici sul paesaggio, vista la necessità di costruire stalle più grandi per garantire più spazio per bovina e visto l’aumento delle dimensioni delle mandrie. Per far fronte a questi problemi, a partire dal 2007 un network di allevatori olandesi ha iniziato a cercare alternative alla CB, con l’obiettivo di migliorare sostanzialmente il benessere degli animali, di ridurre l’impatto ambientale, di aumentare la qualità del letame ed di essere più efficienti in termini di costi. Tra le varie argomentazioni in favore di queste alternative spicca il fatto che un numero sempre maggiore di bovini da latte viene allevato in sistemi con zero-pascolo (CBS, 2017), sottolineando la necessità di una maggiore attenzione verso il benessere di vacche allevate al chiuso tutto l’anno. Questi sistemi di allevamento al chiuso sono predominanti anche negli Stati Uniti (USDA, 2016). Inoltre un numero crescente di allevatori di bovini da latte, proveniente dalle zone ad allevamento intensivo dell’Europa occidentale e da alcune regioni degli Stati Uniti, non dispone di terreni sufficienti per spargere tutto il letame prodotto dalle loro aziende, di conseguenza devono esportare il letame prodotto in eccesso(Clay et al., 2020). I liquami prodotti dai bovini stabulati in CB contengono un’elevata percentuale di acqua e un basso contenuto di OM e, in alcune regioni geografiche, gli allevatori devono anche pagare per esportare questo letame. Per ottenere un prodotto meno voluminoso e per aumentare la fertilità del suolo, gli allevatori facenti parte di questo “Dutch dairy learning network” hanno selezionato il letame con più OM, come può essere quello rappresentato dalla lettiera compost. Questo processo di continuo apprendimento, unitamente alla ricerca condotta su strutture sperimentali e su 10 allevamenti commerciali, è stato descritto da Galama et al. (2012). Ricercatori e allevatori si sono scambiati idee ed hanno visitato gli Stati Uniti e Israele per vedere  i prototipi di stabulazione senza cuccette. Di conseguenza l’opzione stalle a stabulazione libera, comprese le stalle con lettiera compost, è diventata un punto focale della ricerca. Inoltre, gli esperimenti e le discussioni tra esperti hanno evidenziato i benefici per il benessere degli animali e per la qualità del letame, nonché alcuni aspetti negativi (Galama et al., 2012) come (1) più spazio per bovina vuol dire una maggiore quantità di ammoniaca e di emissioni di ossido nitroso, (2) l’impiego di materiali di scarto come lettiere può voler dire un aumento del rischio per la sicurezza alimentare, (3) la limitata disponibilità di materiale per lettiere (per lo più trucioli di legno o segatura) ad un prezzo accessibile, e (4) edifici più ampi possono influire  sulla qualità del paesaggio. Successivamente, sono state proposte alcune idee per una migliore gestione della lettiera ed esposti alcuni progetti per allevamenti con diverse tipologie di tetti e pavimenti. Tuttavia, la realizzazione dei sistemi FW è ancora in fase di sviluppo. Questo continuo ciclo di apprendimento viene descritto dal modello DEED (Describe, Explain, Explore, and Design; Giller et al., 2008). A partire dal 2019, circa 55 allevamenti olandesi hanno iniziato a costruire sistemi di stabulazione con stalle FW con lettiera compost, costituita per lo più da chips di legno come materiale. Circa la metà di questi allevamenti ha adottato un edificio del tipo “a serra”, cosa che di conseguenza ha fatto abbassare i costi necessari per la costruzione del tetto compensando così il maggior investimento necessario per una superficie maggiore (m2) per vacca. Inoltre, sono state analizzate alcune alternative ai pavimenti in cemento, come i pavimenti artificiali. Lo scambio di conoscenze tra i paesi si è intensificato, dando vita al progetto UE FreeWalk (www.freewalk.eu) che coinvolge 8 paesi europei. L’obiettivo di questo progetto è quello di potenziare ulteriormente i sistemi di allevamento del bestiame con stalle FW che, secondo le aspettative, dovrebbero migliorare il benessere degli animali e la composizione del suolo, utilizzare quei prodotti destinati allo scarto ed ottenere un maggiore sostegno da parte dell’opinione pubblica rispetto alle stalle CB.

Prospettive future

Obiettivi e requisiti

Le recenti esigenze della società hanno spinto gli allevatori a presentare una licenza di produzione. Ad esempio, nei Paesi Bassi, i produttori dell’industria latte hanno sviluppato il programma “Sustainable Dairy Chain” (Duurzame Zuivelketen, 2017). L’obiettivo generale di questo programma è volto a far si che le persone lavorino in modo sicuro e con piacere nel settore lattiero-caseario, con un reddito equo e con cibo di elevata qualità; che gli allevatori gestiscano i loro animali e l’ambiente in maniera rispettosa e che il settore venga apprezzato dalla società. Gli obiettivi intelligenti di questo programma per il 2020 sono uno sviluppo neutro dal punto di vista climatico (riduzione del 20% dei gas serra rispetto ai dati del 1990; 16% di energia sostenibile; efficienza energetica +2%/anno); il mantenimento del pascolo (l’82% degli allevamenti dovrebbero utilizzare il pascolo); il costante miglioramento del benessere e della salute degli animali (riduzione del 70% dell’uso di antibiotici; longevità +6 mo rispetto al 2011); il miglioramento dei punteggi relativi al benessere (in vigore dal 2017); la salvaguardia dell’ambiente (100% di utilizzo di soia responsabile; utilizzo nazionale dei fosfati ai livelli del 2002; una riduzione di 5-kt delle emissioni di ammoniaca rispetto al 2011); e il miglioramento della biodiversità (strumento biodiversità disponibile nel 2017). Gli operatori del settore dell’industria lattiero-casearia incentivano questi obiettivi pagando un prezzo più alto per il latte con una bassa impronta di carbonio. Gli obiettivi vengono monitorati annualmente dalla Wageningen Economic Research (Wageningen, Paesi Bassi). Un team di settore aiuta attivamente nel raggiungimento di ciascun obiettivo, sempre più destinato ad essere in linea con l’influenza esercitata dalla società che, nel breve periodo, potrebbe acquisire più importanza in Europa che negli Stati Uniti e in Asia. Nel 2020 saranno fissati nuovi traguardi per il settore lattiero-caseario in linea con gli obiettivi della società. Dal 2019, l’Unione Europea ha posto maggiore enfasi su un’economia circolare nel settore agricolo, concentrandosi sulla riqualificazione dei rifiuti, sulla produzione di energia, sulla riduzione dei gas serra e sul miglioramento della qualità del suolo in relazione alla produzione di colture, alla biodiversità e ai terreni naturali (Horizon Europe, 2019). A causa del cambiamento climatico, lo stress da calore nel bestiame assume un significato sempre più importante. Quando parliamo di benessere dei bovini, particolare attenzione viene probabilmente rivolta al comportamento naturale delle vacche (possibilità di svolgere dell’esercizio fisico all’aperto o di accedere al pascolo) e ai sistemi idonei per  l’allevamento dei vitelli (Ventura et al., 2016). La nostra aspettativa è che, in tutto il mondo, il benessere degli animali, l’acidificazione (emissioni di ammoniaca), il cambiamento climatico (GHG) e la biodiversità possano ricevere un’attenzione sempre maggiore. Gli allevamenti da latte sarebbero in grado di esercitare una certa influenza su tutti questi aspetti tramite 4 diverse vie: (1) miglioramento dell’efficienza produttiva e vacche più sane, che si traduce in una maggior resa di latte per vacca con una minore impronta di carbonio (cioè meno emissioni); (2) tipologie di pavimentazioni innovative e miglior stoccaggio del letame solido (feci) e liquido (urina), comprese quelle pavimentazioni capaci di separare feci e urine o costituite da materiale per lettiera (che agisce come bio-filtro) negli allevamenti FW; (3) produzione di letame che funzioni come ammendante del terreno (sequestro del carbonio); e (4) meno bestiame giovane, poiché il miglioramento della salute degli animali fa si che si riduca la frequenza di sostituzione dei capi. Una sfida per la costruzione della stalla futura riguarda lo sviluppo di progetti in grado di risolvere i conflitti esistenti tra i sistemi di stabulazione CB o FW attualmente in uso. Un fattore importante è la quantità di spazio (m2) per vacca (Figura 1).

Figura 1. Fattori chiave e potenziali fattori contrastanti ( verde e rosso, rispettivamente) nella progettazione degli edifici in relazione alla messa a disposizione di uno maggiore spazio per bovino.

La messa a disposizione di uno spazio maggiore offre la possibilità di manifestare un comportamento più naturale ma, come inconveniente, tende a favorire l’aumento delle emissioni di ammoniaca per vacca (a causa della maggiore superficie di emissione per capo). Al contrario, le stalle FW con lettiera costituita da materiale compostabile sono in grado di assorbire azoto (Hammond, 2015). Inoltre, una maggiore superficie per vacca influisce direttamente sulle dimensioni dell’edificio. In questo contesto, gli allevatori e gli architetti sono alla ricerca di soluzioni, soprattutto per quanto riguarda la tipologia di tetto, in relazione ai costi, alla luce, alla ventilazione e all’impatto sul paesaggio. Le tipologie di tetto possono differire tra i vari paesi, a seconda delle precipitazioni, della velocità del vento, del carico di neve e all’impatto estetico sul paesaggio.

Stabulazione free walk – Stalle con lettiera

Diversi articoli hanno descritto i vantaggi e gli svantaggi delle stalle a stabulazione libera con lettiera (Endres e Barberg, 2007; Bewley et al., 2017). Endres e Barberg (2007) hanno affermato che le stalle per bovini da latte con lettiera (una tipologia di stalle FW) possono essere un sistema di stabulazione adeguato per questi animali, basandosi su osservazioni del comportamento delle vacche da latte, delle interazioni sociali e della posizione naturale di stalle presenti in 12 allevamenti del Minnesota. I risultati del progetto europeo Free-Walk di Blanco-Penedo et al. (2020) indicano che nelle stalle FW, rispetto a quanto succede nelle CB, le vacche impiegano meno tempo per sdraiarsi a terra e per alzarsi ed hanno meno lesioni. Bewley et al. (2017) e Leso et al. (2020) hanno elencato alcuni vantaggi delle stalle FW con lettiera compost (non evidenziabili nelle stalle CB), tra cui una diminuzione dell’incidenza di zoppia e di lesioni del garretto e la presenza di comportamenti più naturali, ma hanno descritto anche alcuni svantaggi: la quantità di materiale per lettiera necessario e la difficoltà di una gestione corretta. Dal 2009, nei Paesi Bassi sono state costruite circa 55 stalle FW con lettiera, 24 delle quali sono coinvolte nel “progetto FW”. Gli allevamenti differivano per il progetto della stalla, per la tipologia di lettiera impiegata e per la sua gestione. La maggior parte degli allevamenti utilizzava le chips di legno come materiale per le lettiera e compostava questo materiale, mescolato con le feci e l’urina delle bovine, nella stalla. Il calore scaturito dal processo di compostaggio favoriva l’evaporazione dell’umidità. La maggior parte degli allevatori controlla il processo di compostaggio con un sistema di aerazione, immettendo o aspirando aria nella lettiera. In passato alcuni allevatori hanno impiegato come lettiera il compost ottenuto da rifiuti organici di origine vegetale. Dal gennaio 2015, questa tipologia di compost è stato proibito dalle aziende olandesi che operano nel settore lattiero-caseario sia nelle stalle FW che in quelle CB, a causa di una maggiore concentrazione di batteri termofili aerobi che possono portare alla formazione di spore nel latte delle vacche allevate su tali lettiere e che, di conseguenza, può portare a difetti di qualità nei prodotti caseari (Driehuis et al., 2012). In Israele, il sistema di stabulazione FW con lettiera costituita da letame essiccato è il più diffuso. Ci aspetteremmo un’elevata emissione di ammoniaca da questo sistema, a causa dell’aumento di spazio a disposizione per bovino. Tuttavia, uno studio condotto da van Dooren et al. (2019) ha mostrato una minore emissione complessiva di ammoniaca rispetto alle stalle CB. Un altro punto che necessita di ulteriori indagini riguarda lo smaltimento delle acque reflue nelle lettiere. In un clima secco, le acque reflue provenienti dalla sala di mungitura possono essere sparse sulla lettiera. Il processo di aerazione e di compostaggio aiuta l’evaporazione dell’acqua e, al contempo, la lettiera compost trattiene i minerali presenti nelle acque reflue. Di conseguenza, l’allevamento non scaricherà più grandi quantità di acque reflue nella rete fognaria, con conseguente risparmio sui costi operativi e riduzione del carico di materiale immesso nella rete fognaria pubblica. In un clima secco un’intera area dell’edificio potrebbe essere adibita ad area di camminamento o di riposo a terra per le bovine e il bestiame più giovane. Tali stalle non hanno una corsia di alimentazione per i trattori e non hanno pavimentazione fessurata o piena (corsia per le bovine) lungo il recinto di alimentazione. L’alimentazione viene fornita tramite semplici mangiatoie mobili situate in modo sparso nella zona della lettiera, e tali mangiatoie vengono spostate giornalmente per evitare che le porzioni di lettiera intorno ad esse si sporchino eccessivamente. Tutte le feci e l’urina ricadono nella lettiera; pertanto, i liquami non devono essere rimossi dai pavimenti di passaggio in cemento. Secondo J. R. Sprecher (Sprecher Architects, Tel Aviv, Israele; comunicazione personale), la spesa in conto capitale per questa tipologia di stalla è inferiore del 40% circa rispetto a quella necessaria per la realizzazione di tradizionali stalle FW. Una soluzione analoga è stata adottata anche in Italia, dove gli allevatori hanno scelto di costruire un sistema di stabulazione FW senza corsia di alimentazione o corsia di passaggio per le bovine lungo il recinto di alimentazione, allo scopo di ridurre il volume dei liquami reflui (Leso et al., 2018). Un clima secco facilita lo spargimento delle acque reflue sulla lettiera e l’utilizzo di tutto l’edificio come zona di riposo a terra e di movimento. Per mantenere asciutta la lettiera in aree geografiche con elevata umidità, è importante avere una sufficiente superficie per vacca, un’adeguata altezza della lettiera e un materiale per lettiere asciutto; inoltre un sistema di aerazione attivo può stimolare il processo di compostaggio che favorisce l’evaporazione dell’umidità dalla lettiera (Galama et al., 2015). La tipologia di materiale per lettiere utilizzato nei sistemi di stabulazione FW può differire da paese a paese, a seconda del prezzo locale e della disponibilità. I materiali impiegati includono segatura, chips di legno, trucioli di legno, l’erba miscanto, pula di riso, stoppie di soia, paglia, gusci di arachidi e bucce di caffè (Leso et al., 2020). Recentemente, i produttori Europei hanno provato ad utilizzare la sabbia come materiale per lettiere nelle FW ed hanno ottenuto risultati incoraggianti (L. Leso, dati non pubblicati). La sabbia è inorganica, può drenare l’urina ed è noto come abbia effetti positivi sulla salute e sul benessere delle bovine (Lombard et al., 2010; Adams et al., 2017). Tuttavia, la gestione di un letame carico di sabbia può essere difficoltosa. Nel contesto delle stalle FW, potrebbe essere impiegato un pavimento inclinato al di sotto dell’area cosparsa di lettiera, per favorire lo spostamento del letame e della sabbia verso la corsia per le bovine lungo il recinto di alimentazione, dove potrebbe essere rimosso con un raschiatore o con un sistema di lavaggio. Tramite un separatore per la sabbia, questa potrebbe essere recuperata e riutilizzata, riducendo potenzialmente i costi per il materiale da lettiera. Tuttavia, l’utilizzo di sabbia riciclata potrebbe far salire il contenuto di materia organica e la carica batterica nella lettiera, aumentando potenzialmente il rischio di comparsa di mastite (Rowbotham e Ruegg, 2016: Kull et al., 2017). Poiché le conoscenze sull’impiego  della sabbia nelle stalle FW sono abbastanza limitate, sono necessarie ulteriori ricerche per esplorare i potenziali benefici di questo materiale.

Stabulazione Free walk – Pavimento artificiale

Nuovi sviluppi nel settore dell’edilizia per la stabulazione FW sono rappresentati dalle stalle  con pavimenti artificiali permeabili composti da diversi strati. Sulla zona più superficiale è presente uno speciale materiale drenante che lascia passare l’urina e mantiene le feci al di sopra del pavimento. Sotto questo strato superiore è presente un materassino abbastanza morbido per far camminare le bovine, ma abbastanza duro da permettere al robot per il letame di raschiare via le feci. Dei contenitori posti sul fondo del pavimento raccolgono l’urina e dei tubi la trasportano in un sistema di stoccaggio. Il primo allevamento con pavimento artificiale unisce tale pavimento con la presenza di alberi all’interno della stalla. Gli alberi rendono l’edificio più gradevole visivamente e creano ombra per le bovine dato che, sostanzialmente, la luce filtra attraverso un tetto che è trasparente (Figura 2). Questa particolare tipologia di edificio viene chiamata giardino per bovine.

Figura 2. Un giardino per bovine con pavimento artificiale che separa le urine dal letame e con piccoli alberi che forniscono ombra e un aspetto naturale alla costruzione (Kraanswijk farm, Groenlo, Paesi Bassi).

In un recente esperimento, Leso et al. (2017) hanno valutato, come alternativa alle stalle convenzionali, le prestazioni termiche di un edificio del tipo “a serra” con copertura vegetale vivente. I risultati hanno dimostrato che l’impiego di sistemi vegetali, come tettoie fatte con le piante, può effettivamente ridurre la temperatura interna dell’edificio. Durante periodi con clima molto caldo, è stato visto che una stalla tipo serra con rivestimento trasparente e con tetto fatto di piante vive aveva la stessa temperatura interna di un edificio convenzionale con copertura fatta di pannelli isolanti. Un robot per il letame completa il sistema di stabulazione FW con pavimento artificiale. Il robot raccoglie il letame dallo strato superiore del pavimento e lo deposita in un canale centrale. Questa tecnica di raccolta si differenzia dalle altre tecniche che prevedono l’aspirazione o la spinta del letame. Il robot per il letame è stato sviluppato per pulire il pavimento dalle 3 alle 6 volte al giorno, a seconda della superficie disponibile per vacca (da 10 a 16 m2 per vacca). Un numero limitato di stalle FW con pavimento artificiale è attivo (o in fase di costruzione) nei Paesi Bassi, in Slovenia e in Germania (circa 10 allevamenti, compresi quelli sperimentali). Se parliamo di mantenimento della pulizia del pavimento e delle bovine, alcune osservazioni fatte su questa tipologia di pavimento hanno evidenziato diversi punti critici: le impostazioni del robot per il letame, la capacità della batteria, la costruzione del pavimento e una sufficiente ventilazione naturale a livello del pavimento. Gli allevatori sono sembrati interessati ad investire sui pavimenti artificiali, viste le preoccupazioni relative al benessere degli animali e alla capacità di separare feci e urine che favorisce un’ottimizzazione dell’utilizzo di N, P, K e OM. Durante uno studio nell’ambito del progetto FreeWalk, per la prima volta è stato messo a confronto il comportamento delle bovine allevate su pavimento artificiale con quello delle bovine allevate su lettiera compost costituita da trucioli di legno e con quello di bovine stabulate in una stalla CB tradizionale. Questo studio è stato condotto su 3 allevamenti commerciali con 90-100 mucche, tutti dotati di robot per la mungitura e di accesso al pascolo durante il periodo idoneo al pascolamento. Le differenze di comportamento vengono fortemente influenzate dallo spazio che le bovine hanno a  disposizione per sdraiarsi e dalla gestione del sistema di stabulazione; tra questi riportiamo l’effetto del robot per il letame sul pavimento artificiale, la lavorazione della lettiera costituita da chips di legno e la presenza di cuccette come ostacolo alla libera circolazione. La stalla CB metteva a disposizione 3.4 m2 di spazio per ogni bovina, la stalla FW con lettiera metteva a disposizione 13.3 m2 e la stalla FW con pavimento artificiale metteva a disposizione 15.5 m2 di spazio per bovina. Le misurazioni sono state effettuate con sensori IceQube (IceRobotics, South Queensferry, Regno Unito) apposti su 20 bovine in lattazione in ogni mandria. Nel corso di un anno, ogni 2 mesi circa, la metà dei sensori veniva trasferita su altre bovine. I risultati preliminari, provenienti dal periodo trascorso al chiuso dalle bovine, indicavano una maggiore attività motoria nelle vacche alloggiate nei 2 sistemi di stabulazione FW (numero di passi: 85/h per il pavimento artificiale, 50/h per la lettiera compost e 44/h per la CB), un tempo di coricamento a terra leggermente più breve (41% del tempo per il pavimento artificiale, 42% per la lettiera compost e 48% per la CB) e un numero inferiore di episodi di coricamento a terra rispetto a quelli delle stalle CB (8.3 episodi di coricamento per il pavimento artificiale, 7.9 episodi per la lettiera compost e 9.0 episodi per la CB) e tutte le caratteristiche differivano significativamente tra le varie tipologie di allevamento (P< 0.001). Tuttavia, i risultati provenienti da queste tipologie di stalle molto diverse tra loro potrebbero venire confusi dagli allevatori. Pertanto è attualmente in corso, presso il centro di ricerca Dairy Campus (Leeuwarden, Paesi Bassi), uno studio più controllato che mette a confronto gli stessi sistemi di stabulazione al chiuso. La pulizia del pavimento è un altro fattore importante da considerare e che dipende in gran parte dalla funzionalità del robot per il letame e dalla qualità dello strato superficiale del pavimento.

Confronto tra FW e CB

Dieci allevamenti commerciali situati nei Paesi Bassi sono stati monitorati per quanto riguarda il benessere, gli aspetti ambientali e la qualità del letame. Gli aspetti economici sono stati valutati tramite osservazioni e modelli di calcolo (Galama et al., 2015). Inoltre, sono state misurate le emissioni di ammoniaca nei diversi sistemi di stabulazione presenti in 3 allevamenti commerciali e presso la struttura di ricerca Dairy Campus (Leeuwarden, Paesi Bassi). I punti di forza e i punti deboli delle stalle FW con lettiera compost e con pavimento artificiale (rispetto alle stalle CB) sono mostrati nella Tabella 1.

Tabella 1. Confronto tra stalle con cuccette e stabulazione in stalle FW con lettiera compost e in stalle FW con pavimento artificiale

Diverse caratteristiche del pavimento artificiale, tuttavia, non possono ancora essere valutate completamente. Per confrontare i costi annuali della stalla FW con quelli della stalla CB, è necessario fare molte ipotesi in merito ai costi e alle normative riguardanti la struttura degli edifici, che possono differire da paese a paese. Il costo dell’investimento per la costruzione di stalle FW con lettiera compost può essere inferiore rispetto a quello necessario per la realizzazione di una CB, vista la ridotta necessità di calcestruzzo per la costruzione e le caratteristiche della stalla (Barberg et al., 2007). Tuttavia, in paesi come l’Olanda, è comunque necessario costruire un pavimento in calcestruzzo al di sotto della lettiera. Galama et al. (2015) hanno calcolato un costo d’investimento di 642 €/vacca per stalle FW con chips di legno come lettiera. La realizzazione del tetto è due volte più costosa, a causa della maggiore superficie necessaria per vacca. Invece, i costi per lo stoccaggio del letame diminuiscono della metà, perché la superficie della lettiera viene utilizzata anche per lo stoccaggio del letame. I costi annuali totali erano superiori di 125 €/vacca, a causa di un maggiore investimento di 62 € per l’edificio, di ulteriori 153 € per la fornitura della lettiera, di ulteriori 32 € per i costi energetici e dei 21 € in più per la meccanizzazione e per gli impianti (sistema di aerazione). Gli altri costi, riguardanti l’applicazione del letame sul terreno e la sua esportazione, erano diminuiti di 117 euro e i costi della manodopera sono stati inferiori di 26 euro per vacca all’anno. La redditività della stalla FW dipende principalmente dallo spazio necessario per ogni vacca, dal prezzo del materiale usato come lettiera e dall’effetto generato da un miglior benessere degli animali sulla produzione e sulla longevità delle vacche. I risultati preliminari dei progetti europei FreeWalk hanno evidenziato notevoli differenze per quanto concerne i prezzi dei materiali per lettiera (dai 100 euro fino a più di 300 euro a tonnellata) e una disponibilità non sempre costante. Le emissioni di ammoniaca provenienti dalla stabulazione FW con lettiera a base di chips di legno erano inferiori del 31% per vacca rispetto a quelle provenienti dalla stabulazione in CB, mentre le emissioni di metano erano superiori del 34% per vacca (van Dooren et al., 2019). Il materiale per lettiere compostabile a base dei chips di legno per stalle FW è un buon ammendante per il terreno, ma la mineralizzazione dell’N è più lenta rispetto a quella con il liquame (Galama et al., 2015). La pavimentazione artificiale permeabile offre la possibilità di separare le feci dall’urina; le feci sono un buon ammendante per il terreno e l’urina è un valido fertilizzante (van Dijk e Galama, 2019). Gli effetti previsti, come elencati nella Tabella 1, possono differire tra le varie zone geografiche (soprattutto tra i paesi del nord e del sud) a causa del clima diverso. Nuove soluzioni, che comprendono sia caratteristiche della stalla CB che di quella FW utili a limitare le emissioni, sono entrate a far parte del panorama delle stalle da latte. Alcuni esempi sono la cattura delle emissioni dei gas serra e dell’ammoniaca nella stalla e l’utilizzo di CowToilet (Hanskamp). Queste tecniche verranno ulteriormente approfondite nelle prossime sezioni.

Separazione delle feci e delle urine nella CB

In futuro, dai paesi più progressisti da un punto di vista ambientale, ci aspettiamo la realizzazione di nuove tipologie di pavimentazioni per stalle CB che siano  in grado di favorire la separazione delle feci dalle urine e di mantenere un’adeguata calpestabilità, con diminuzione delle emissioni di ammoniaca dovuta alla separazione, con diminuzione delle emissioni di metano dovuta alla rapida rimozione del letame dalla stalla e con la possibilità di realizzare differenti derivati del letame per un uso efficiente di N, P, K e carbonio da materiale organico. La separazione dell’urina dalle feci può essere effettuata grazie ad un pavimento scanalato che separa in senso orizzontale; utilizzando lastre che separano in senso verticale, come un pavimento artificiale; oppure utilizzando un nastro posto sotto al pavimento grigliato. Attualmente una novità è il CowToilet (Hanskamp; Figura 3), inventato sulla base di una ricerca che si occupava dei comportamenti di defecazione e di minzione (Verdoes e Bokma, 2017). Quando la bovina si trova al robot del concentrato, viene stimolata ad urinare dalla toilet mobile che va a toccare delicatamente il nervo posizionato nella parte posteriore della mammella per un massimo di 2 minuti; poi, quando si verifica la minzione, il CowToilet raccoglie l’urina. Questa tecnica consente una migliore separazione delle feci e dell’urina rispetto alla separazione che avviene sul pavimento, anche se non tutta l’urina verrà raccolta dal CowToilet. L’utilizzo combinato del CowToilet con i sistemi di stabulazione FW potrebbe aiutarci anche a far diminuire il tenore di umidità della lettiera. Secondo la nostra opinione, il CowToilet potrebbe essere maggiormente utile se utilizzato in combinazione con altre applicazioni ad elevata tecnologia, come i box per la somministrazione del concentrato e, anche se meno vantaggiosi, i box per la mungitura robotizzata. Tutte queste opzioni riguardanti le tipologie di pavimento e le tecniche di separazione sono attualmente in fase di sviluppo e ci aspettiamo che possano andare ad influenzare la futura disposizione e gestione delle stalle.

Figura 3. CowToilet per la raccolta delle urine prodotte dalla bovina (Hanskamp, Doetinchem, Paesi Bassi).

Confronto tra i  prodotti del letame

Negli ultimi anni, il benessere animale, la riduzione delle emissioni di gas serra e la qualità del letame (in relazione alla struttura e alla vita del suolo) sono diventati delle tematiche piuttosto importanti. Il futuro delle stalle FW e CB dipende dalla combinazione di questo aspetto della qualità del letame con gli altri criteri di sostenibilità. La progettazione di una stalla per bovini influisce sulla qualità del letame, che è importante per l’utilizzo che se ne fa come fertilizzante o ammendante su prati e terreni seminati e per la riduzione delle emissioni di ammoniaca. In questo contesto, è stato analizzato il valore economico di 10 prodotti a base di letame (van Dijk e Galama, 2019) sia dal punto di vista dell’allevatore di bovini da latte che lo consegna sia dal punto di vista dell’agricoltore che lo riceve. I ricavi sono relativi al risparmio di fertilizzanti (N, P e K) e alla fornitura di OM per migliorare la fertilità e la qualità del suolo e la produzione di colture. I costi totali comprendono il costo di un adeguato stoccaggio, i costi per la separazione (meccanica), il campionamento, l’analisi, il trasporto e l’applicazione sul campo. I concimi organici ottenuti da lettiere di paglia sono interessanti come fertilizzanti e ammendanti, ma i benefici devono essere ben valutati in relazione al costo relativamente elevato della paglia stessa. Pertanto, gli allevatori sono alla ricerca di materiali per lettiere poco costosi da poter essere utilizzati nelle stalle CB o FW e con un elevato contenuto di OM. La separazione meccanica della componente solida da quella liquida è costosa e potrebbe aumentare le emissioni. Di conseguenza, la separazione primaria di feci e urine tramite una nuova tipologia di pavimentazione nei sistemi di stabulazione con stalle CB, l’impiego di CowToilet o la separazione tramite l’impiego di un pavimento artificiale nei sistemi di stabulazione FW dovrebbe portare ad un incremento della sostenibilità dell’allevamento da latte e potrebbe offrire agli agricoltori maggiori opportunità di selezionare il giusto fertilizzante o ammendante per il loro terreno.

Coniugare le innovazioni

Le tecnologie adottate nei sistemi di stabulazione CB e FW e fino a qui presentate sono ancora in fase di sviluppo. La combinazione e l’integrazione di tecnologie e procedure come la separazione di feci e urine, la movimentazione delle lettiere compost e la raccolta di urina e gas, unitamente all’implementazione di tecnologie robotizzate per la mungitura e la fornitura di alimento, potrebbero essere alcuni aspetti da considerare per i futuri sistemi di stabulazione. In seguito ad alcuni confronti sul tema dell’allevamento praticato in aree ad elevata densità di capi di bestiame e con elevata pressione sulla riduzione delle emissioni, Sprecher (2019) ha descritto un nuovo sistema di stabulazione, il capannone multi-climatizzato. In questo edificio vengono a combinarsi differenti innovazioni, che dovrebbero ridurre le emissioni di ammoniaca e di metano. L’aspetto “multi-climatizzato” si ottiene grazie all’impiego di una copertura supplementare del tipo “a tenda” al di sopra della zona di alimentazione delle bovine (vedi Appendice Figura A2 per la sezione trasversale dell’edificio). Questa ulteriore copertura interna crea un microclima all’interno di tutto l’edificio regolando la temperatura, l’umidità e l’aria fresca, ed offre anche la possibilità di rimuovere i gas (ammoniaca e metano) e gli odori. La forma a V della tensostruttura consente la raccolta e la rimozione dell’aria. Il “biofiltro interno” (lettiera compost a base di chips di legno) filtra l’emissione di ammoniaca e degli odori; l’aria presente nella parte superiore dell’edificio viene trasportata verso la lettiera grazie a tubature situate sul pavimento e reintrodotta nella lettiera stessa. Il capannone multi-climatizzato nel suo complesso non è ancora stato costruito, ma i suoi componenti sono già stati realizzati o sono in fase di sviluppo nella pratica. I bio-filtri a base di chips di legno all’esterno degli edifici vengono impiegati negli allevamenti di suini (ad esempio, Hartmann Biofilters, Lichtenau, Germania). Il capannone multi-climatizzato utilizzerà un bio-filtro al di sopra del quale ci sarà il bestiame. Il gas metano verrà bruciato quando l’aria verrà rilasciata dalla stalla e passerà attraverso una condotta di scarico con annesso bruciatore. Questa tecnologia è attualmente in fase di sperimentazione in un allevamento da latte che brucia il metano proveniente dallo stoccaggio del letame (R. W.Melse, Wageningen University & Research, Wageningen, Paesi Bassi, comunicazione personale). Un problema è se la concentrazione di metano nell’aria delle stalle per bovini raggiunge un livello tale da rendere efficiente la sua cattura. La combinazione di tutte queste tecniche nella stabulazione del bestiame è in fase di pianificazione e dovrebbe essere messa in atto nel progetto recentemente avviato dall’UE ClimateCareCattle farming (webhub.lsmuni.lt/~webccc/cccfarming/en). Per rendere i sistemi di stabulazione maggiormente accettabili da parte della società, dovrebbe essere limitato l’effetto a lungo termine dell’edificio sul paesaggio, e anche il suo impatto sull’ambiente dovrebbe essere ridotto facendo si che sia “smontabile” e costruibile con materiali di recupero e riciclabili. Il concetto di “progettazione per la decostruzione” è apparso nell’edilizia nel corso dell’ultimo decennio. Essenzialmente, il concetto prevede alcune disposizioni per il riutilizzo dei materiali da costruzione nel momento in cui la struttura raggiunge la fine della sua vita (Rios et al., 2015). Fino ad oggi, questo concetto è stato scarsamente applicato in allevamento, anche se potenzialmente sarebbe in grado di ridurre l’impatto ambientale delle strutture per l’allevamento, compresi gli edifici per la stabulazione del bestiame. In Italia è stata recentemente costruita una stalla FW sperimentale progettata per essere completamente smontata alla fine del suo ciclo di vita, con conseguente riutilizzo dei materiali da costruzione (Figura 4; Leso et al., 2018). La struttura è costituita da legname di provenienza locale collegato da giunti in acciaio. Come fondamenta sono stati utilizzati pali di legno di castagno conficcati nel terreno. Una pellicola di plastica impermeabile è stata posta al di sotto della lettiera spessa 1 metro per evitare la perdita di nutrienti e per limitare ulteriormente l’impiego di gettate di calcestruzzo in corso d’opera, tecnica in gran parte utilizzata nei sistemi di stabulazione convenzionali. Per soddisfare le preferenze della società, la localizzazione della futura stalla dovrebbe tenere in considerazione anche della presenza di un accesso al pascolo e, potenzialmente, del mantenimento dei vitelli con le madri (Ventura et al., 2016). Poiché l’impiego del pascolo è una pratica comune in molte regioni, è stata sviluppata una vasta gamma di soluzioni per consentire alle bovine di accedervi e di utilizzarlo in maniera efficiente. Negli ultimi anni, sono state sviluppate alcune innovazioni per consentire l’impiego di sistemi di mungitura automatizzati nelle aziende da latte con i bovini al pascolo (Jacobs e Siegford, 2012). Tuttavia, il mantenimento e l’allevamento del vitello insieme alla madre rimane una questione relativamente nuova nel settore lattiero-caseario, che pone ancora alcune sfide. La separazione precoce dei vitelli dalle madri è una pratica standard negli allevamenti da latte, poiché si ritiene che possa favorire la produzione di latte e ridurre il rischio di trasferimento di agenti patogeni dalla madre ai vitelli neonati. Al contrario, Meagher et al. (2019) hanno mostrato l’esistenza di un comportamento più normale associabile al contatto prolungato tra vacca e vitello, e Johnsen et al. (2016) hanno dimostrato che questo contatto prolungato può apportare benefici a lungo termine per la crescita e lo sviluppo comportamentale del vitello, senza che vi siano prove consolidate di una diminuzione della produzione di latte da parte della bovina. Essi affermano anche che nella salute della mammella della vacca può influire positivamente l’allattamento. A questo proposito, il maggiore spazio messo a disposizione degli animali nelle stalle FW potrebbe consentire una permanenza dei vitelli con le madri per periodi più lunghi.

Figura 4. Stalla predisposta per lo smontaggio a fine utilizzo e per il riciclo dei materiali utilizzati (Coop Tesori Bio farm. Cuneo, Piemonte, Italia)

Edifici multifunzionali

I futuri progetti relativi alla stabulazione dovranno probabilmente combinare caratteristiche appartenenti alle stalle FW e a quelle CB. Ad esempio, la stalla FW potrebbe essere utilizzata per il bestiame più giovane, per le vacche in asciutta, per le vacche con esigenze speciali e per le vacche fresche che possono trarre il massimo beneficio dalla superficie morbida della lettiera e dall’ampio spazio messo a loro disposizione. La gestione delle lettiere in stalle FW è più facile quando è presente bestiame giovane e vacche in asciutta, perché la quantità di umidità prodotta da questi animali è molto più bassa rispetto a quella prodotta dalle vacche ad elevata produzione. In un sistema di questo tipo, le vacche da latte ad elevata produzione potrebbero essere tenute in stalle con cuccette ben progettate e con lettiere adeguate, come quelle a base di sabbia profonda e con pavimenti calpestabili a basse emissioni. In alternativa, l’area FW potrebbe essere realizzata come area di esercizio favorevole all’ambiente e al benessere animale e situata in una zona adiacente all’edificio. Sulla base delle informazioni raccolte dai sensori (collocati su orecchie, collo o gambe) o dalle telecamere, le vacche più problematiche potrebbero essere selezionate e suddivise tramite dei cancelli per arrivare a fornire loro più spazio nell’area FW all’interno o all’esterno dell’edificio principale. Per aumentare l’efficienza economica di un edificio, in estate si potrebbe impiegare tale edificio per altre attività, quando le bovine e il bestiame giovane sono al pascolo. La mungitura può comunque avvenire nella sala mungitura se la disposizione è adeguata. La Figura 5 mostra l’impiego dell’edificio per l’orticoltura (ad esempio nei Paesi Bassi) mentre la Figura 6 mostra l’impiego dell’edificio per l’ingrasso dei suini (ad esempio in Slovenia). Quando si utilizza la struttura per l’orticoltura, è importante che vi sia sufficiente luce al suo interno e che sulla superficie venga aggiunta ulteriore terra per la coltivazione di paprika, pomodori o altri ortaggi o frutta. Per l’ingrasso dei suini, è importante verificare l’eventuale rischio di infezione dei suini stessi dovuto alla presenza di batteri nel materiale della lettiera. La sperimentazione condotta dall’Educational Research Centre Logatec (Logatec, Slovenia) negli ultimi anni non ha evidenziato effetti negativi sull’incidenza delle malattie (Klopcic et al., 2019). L’uso multifunzionale che si può fare di un tale sistema stabulativo garantisce agli allevatori un reddito aggiuntivo, soprattutto se impiegano la manodopera (familiare) a loro disposizione e le strutture pre-esistenti.

Figura 5. Impiego delle stalle FW con lettiera compost per l’orticoltura durante il periodo del pascolo (Veld en Beek, Doorwerth farm, Heelsum, Paesi Bassi).

Figura 6. Utilizzo della stalla FW per l’ingrasso dei suini durante il periodo del pascolo (Logatec farm, Slovenia)

Fattorie galleggianti, economia circolare e società

Nella maggior parte dei paesi l’allevamento di bovini da latte è un’attività che, di base, avviene sulla terraferma. Gli allevatori utilizzano foraggio e a volte (parte del) concentrato proveniente dai loro terreni. Un sistema basato sulla terraferma riduce, a livello di allevamento, l’importazione dei mangimi e l’esportazione di letame. Tuttavia, in molti paesi, l’urbanizzazione è in continuo sviluppo e la gente si sposta dalle aree rurali a quelle urbane. Questo trend induce a chiedersi se gli animali debbano essere tenuti vicino al luogo di produzione del mangime o a quello di consumo dei prodotti da loro derivati. Se i rifiuti delle città e dell’industria potessero essere utilizzati come mangime per gli animali, l’allevamento urbano potrebbe essere un’alternativa. La fattoria galleggiante situata nel porto di Rotterdam è il primo allevamento da latte galleggiante al mondo che si basa su questa idea (Figura 7). Si tratta di un concetto innovativo e rappresenta un mezzo circolare per produrre cibo vicino ai consumatori della città; è stato sviluppato da Peter van Wingerden (Beladon Inc., Rotterdam, Paesi Bassi) che era solito lavorare su costruzioni galleggianti. Secondo lui questa tipologia di stalla da latte sarebbe adatta per città situate sul delta dei fiumi e potrebbe ridurre i costi di trasporto per i consumatori e beneficiare dei flussi di rifiuti locali provenienti da attività produttive esistenti, come i prodotti di scarto delle birrerie, dei mulini e della lavorazione delle patate. In linea generale la circolarità è un principio essenziale per le stalle galleggianti e per gli allevamenti del futuro. L’approvvigionamento e il drenaggio dell’acqua, la produzione di energia, il trattamento dei rifiuti e l’alimentazione degli animali faranno parte del “sistema chiuso” dell’allevamento galleggiante. Lo sfruttamento dell’energia solare, la raccolta di urina e letame per il riciclaggio, la pulizia e il riutilizzo dell’acqua piovana, la produzione di foraggio per il bestiame con illuminazione LED e le piante acquatiche saranno tutti parte integrante di questo nuovo sistema di allevamento (van Wingerden, 2019). La produzione di mangimi basati su colture idroponiche ha acquisito notevole interesse, e sono in corso di studio alcuni progetti che prevedono l’utilizzo della lenticchia d’acqua e di alghe marine come fonti proteiche da somministrare ai bovini da latte così come ad ovini, caprini, suini e pollame (Makkar et al., 2016; Sońta et al., 2019).

Figura 7. Allevamento di bovini da latte galleggiante a Rotterdam, Paesi Bassi.

Discussione e conclusioni

La realizzazione dei sistemi di stabulazione per bovini da latte in passato, oggi e in futuro è figlia dell’utilizzo di innovazioni tecniche che hanno anticipato, in modo intelligente, i cambiamenti nel pensiero sostenibile. Aspetti correlati al benessere animale, soprattutto la diminuzione delle zoppie e delle lesioni al garretto, la possibilità di manifestare un comportamento più naturale, la diminuzione delle emissioni di ammoniaca e di gas serra, il riutilizzo dei prodotti di scarto, il controllo climatico, l’impatto estetico dell’edificio sul paesaggio, l’aumentata efficienza del capitale e una maggior qualità del letame saranno i principali fattori chiave per la realizzazione dei  futuri sistemi di stabulazione. È importante essere consapevoli dei conflitti esistenti tra questi aspetti. Nello specifico, più spazio per vacca influisce sui costi di costruzione, sul paesaggio e sulle emissioni. La ricerca condotta sui sistemi di stabulazione FW con lettiera costituita da chips o segatura di legno ha dimostrato invece che più spazio per vacca può corrispondere ad una diminuzione delle emissioni di ammoniaca nella stalla, nonostante la superficie di emissione per capo sia molto maggiore. Un aspetto che genera una certa preoccupazione è la disponibilità dei materiali per le lettiere; i sistemi FW e CB che separano le feci dall’urina e che le rimuovono rapidamente dalla stalla hanno la capacità di ridurre le emissioni di ammoniaca e di gas serra e di migliorare la fertilizzazione dei prati e dei seminativi. La separazione verticale di feci e urina mediante l’utilizzo di lastre sul pavimento fessurato o pieno appare promettente anche dal punto di vista del benessere animale, perché il pavimento risulta essere più asciutto e meno scivoloso per le bovine rispetto ai pavimenti convenzionali. Il potenziale della sabbia usata come lettiera dovrebbe essere ulteriormente esplorato. Questi sviluppi potrebbero essere incentivati introducendo dei certificati relativi alla stabulazione con un premio sul prezzo del latte, come è stato fatto dal settore lattiero-caseario olandese, o utilizzando altri metodi. Per rendere le stalle future ancora più accettabili agli occhi della società, esse potrebbero essere costruite con materiali riutilizzabili e riciclabili, limitando così l’impatto dell’edificio sull’ambiente. La stabulazione in stalle FW, poiché mette a disposizione degli animali più spazio, potrebbe facilitare il mantenimento dei vitelli con le loro madri. Per quei paesi che devono far fronte allo stress da calore, una possibile innovazione è la realizzazione di un certo microclima all’interno del sistema di stabulazione FW o CB. Un capannone multi-climattizzato che combina pratiche high-tech è in fase di sviluppo ed ha l’obiettivo di catturare e ridurre le emissioni. Per ridurre i costi di trasporto del cibo e per riutilizzare i rifiuti della produzione industriale ed umana delle grandi città, la realizzazione di “allevamenti cittadini” come quelli galleggianti potrebbe essere una soluzione interessante per quelle città che sorgono sul delta di un fiume. La possibilità di realizzare un sistema di allevamento urbano è fortemente influenzata dal fatto che tale sistema sia poi in grado di riutilizzare i rifiuti provenienti dalla città o di coltivare foraggio sull’acqua per nutrire i suoi animali e per dare un valore aggiunto ai derivati del letame prodotti dall’allevamento stesso. Tuttavia, la scelta più comune è sicuramente un sistema di allevamento a terra che utilizzi erba, erba medica e mais come alimenti. Pertanto, la stalla galleggiante potrebbe essere valutata come sistema di allevamento anche per altri animali, come maiali e polli, che come alimenti utilizzano meno foraggio proveniente dalla terra e più sottoprodotti industriali. Dato che gli edifici si ingrandiscono a causa della necessità di mettere più spazio a disposizione per vacca e visto il numero crescente di capi, e dato che il pascolo viene preferito in alcune parti del mondo, durante l’estate potrebbe essere economicamente vantaggioso (e potrebbe aumentare l’efficienza del capitale) impiegare l’edificio per l’orticoltura o per l’allevamento di altri animali, come maiali o polli da carne. I progetti futuri per la realizzazione delle stalle per gli animali potrebbero basarsi sulla combinazione di caratteristiche positive delle stalle FW e CB e delle nuove tecnologie. Il bestiame giovane, le vacche in asciutta, le vacche con esigenze particolari e forse anche le vacche fresche potrebbero trarre maggiori benefici dai sistemi FW, mentre le vacche da latte ad alto rendimento potrebbero essere tenute in stalle con cuccette ben progettate, con lettiere a misura di animale e con pavimenti calpestabili a basse emissioni. I sensori potrebbero essere impiegati per direzionare le bovine verso particolari aree di stabulazione più idonee alle loro esigenze. La separazione del letame e dell’urina andrà a completare questo quadro relativo alle stalle del futuro ed anche nuovi strumenti e tecnologie, come il CowToilet e la cattura in stalla dei gas emessi, potrebbero entrare a far parte della realizzazione dei nuovi sistemi di stabulazione.

Ringraziamenti

Questo studio è stato finanziato dall’European Union’s Horizon 2020 Research and Innovation Program con sovvenzione n. 696231, per la ricerca condotta nell’ambito del progetto ERA-NET SusAn “FreeWalk”. Gli autori hanno dichiarato l’assenza di qualsiasi conflitto di interessi.

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 Orcids

  1. J. Galama https: //orcid.org/0000-0001-9514-678X
  2. Ouweltjes https: //orcid.org/0000-0001-5455-0110
  3. I. Endres https: //orcid.org/0000-0002-1798-3432
  4. Leso https: //orcid.org/0000-0003-4274-3921
  5. Kuipers https: //orcid.org/0000-0001-7301-943X

Appendice

Figura A1. Focus sullo sviluppo dei sistemi di stabulazione, passati e presenti, per bovini da latte sulla base del benessere animale, dell’ambiente, degli aspetti economici e delle tecnologie future, con un’ampia prospettiva.

 

Figura A2. Prototipo di una stalla per animali multi-climatizzata e a bassa emissione di gas e di odori (Sprecher, 2019).