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Journal Articles (Review Article) INRAE Productions Animales Year : 2022

Role and environmental impacts of copper and zinc in pig farming: from feed to agricultural soils

Rôle et impact environnemental du cuivre et du zinc en élevage porcin : de l’alimentation au retour au sol des effluents

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Abstract

Zinc and copper are heavy metals that may have short- or long-term environmental risk for agricultural soils on which pig manure is spread. Zinc and copper are essential for pigs and farm performance, and they are added as supplements to the feed. Because of their low retention rate by animals, however, most of the amounts ingested are excreted in manure. Moreover, they are limited natural mineral resources. It is thus essential to characterize their flows better through the continuum of feed – manure – treatment – soils to manage their use better. A literature review of these flows indicates that adapting pig feed is the main mechanism available to decrease the release of zinc and copper into the environment. European Union regulations set maximum dietary concentrations of zinc and copper (e.g. 120 and 25 mg.kg-1 DM for fattening pigs, respectively). Treating farm waste is another way to derive added value from these wastes and better control the transfer of zinc and copper to soils, by concentrating these elements in products that can be exported from pig farms to regions that need them. Thus, improved knowledge of their distribution through the production chain is necessary to manage their fate and evaluate their environmental risks better. More research is thus needed to refine feeding strategies that include zinc and copper, while maintaining animal performance and health and considering strategies of manure management and treatment, as part of the circular bioeconomy.
Le zinc et le cuivre sont des éléments-traces métalliques (ETM) qui peuvent présenter à plus ou moins long terme un risque environnemental pour les sols agricoles sur lesquels sont valorisées les déjections porcines. Ces ETM sont essentiels pour la croissance et la santé des porcs en élevage, ils sont donc ajoutés dans l’aliment sous forme de supplémentation. Cependant, du fait de leur faible taux de rétention chez le porc, ils se retrouvent très majoritairement excrétés dans les déjections. De plus, ce sont des ressources minérales naturelles limitées. Il est alors essentiel de caractériser leurs flux le long du continuum aliments-déjections-traitements-sols afin de maîtriser au mieux leur utilisation. Un état des lieux des connaissances sur ces flux montre que l’alimentation est le principal levier pour limiter les rejets de ces ETM vers l’environnement. La réglementation européenne fixe actuellement des teneurs limites des aliments en zinc et en cuivre (e.g. pour un porc en engraissement, 120 et 25 mg.kg- 1 MS respectivement). Le traitement des déjections est un second levier pour optimiser la valorisation de ces effluents d’élevage et mieux gérer la redistribution de ces ETM sur les sols, en les concentrant dans certains produits plus facilement exportables vers des zones en déficit. Une meilleure connaissance de leur forme chimique tout au long de la filière est aussi nécessaire pour mieux maîtriser leur devenir et préciser les risques pour l’environnement. Des recherches restent nécessaires pour affiner les stratégies d’apport dans les aliments, tout en conservant les performances et la santé des animaux et en prenant en compte les différentes modalités de gestion des effluents dans le cadre d’une bioéconomie circulaire.
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Cite

Emma Gourlez, Fabrice Béline, Jean-Yves Dourmad, Alessandra Monteiro, Francine de Quelen. Rôle et impact environnemental du cuivre et du zinc en élevage porcin : de l’alimentation au retour au sol des effluents. INRAE Productions Animales, 2022, 35 (2), pp.91-108. ⟨10.20870/productions-animales.2022.35.2.7073⟩. ⟨hal-03791992⟩
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