The fate of nitrogen in outdoor pig production

Jørgen Eriksen; Søren O. Petersen; Sven G. Sommer

doi:doi:10.1051/agro:2002045

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Volume 22 / No 7-8 (November-December 2002)

Agronomie, 22 7-8 (2002) 863-867

Abstract

Issue		Agronomie Volume 22, Number 7-8, November-December 2002 11th Nitrogen Workshop (Reims 2001)


Page(s)		863 - 867
DOI		https://doi.org/10.1051/agro:2002045

Agronomie 22 (2002) 863-867
DOI: 10.1051/agro:2002045

The fate of nitrogen in outdoor pig production

Jørgen Eriksen^a, Søren O. Petersen^a and Sven G. Sommer^b

^a Department of Crop Physiology and Soil Science, Danish Institute of Agricultural Sciences, PO Box 50, 8830 Tjele, Denmark
^b Department of Agricultural Engineering, Danish Institute of Agricultural Sciences, PO Box 536, 8700 Horsens, Denmark

(Received 30 October 2001; revised 12 June 2002; accepted 25 June 2002)

Abstract
There may be a conflict between animal welfare and nitrogen pollution in outdoor pig production. In response to concern about nitrogen being lost to the atmosphere and ground water we quantified spatial variation and temporal dynamics of mineral N, ammonia volatilization, denitrification and nitrate leaching from outdoor pig production at three commercial farms in Denmark. From paddocks containing farrowing sows substantial nitrogen losses were observed, particularly around the feeding areas. Gross ammonia emission rates varied between 0.08 and 1.26 kg N $\cdot$ ha $^{-1}\cdot$ d ^-1 and increased with animal density and N intake. The mean annual loss of ammonia per sow was 4.8 kg N. Denitrification rates averaged 0.52 kg N $\cdot$ ha $^{-1}\cdot$ d ^-1 in autumn following summer grazing with lactating sows, and 0.10 kg N $\cdot$ ha $^{-1}\cdot$ d ^-1 in the following spring. Denitrification losses up to 69 to 114 kg N $\cdot$ ha ^-1 were estimated. Cumulated nitrate leaching during sow grazing and in the following year was 126-276 kg N $\cdot$ ha ^-1. Of the N input in feed to the paddock 44% could be accounted for in piglets, 13% as ammonia volatilization, 8% as denitrification and 16 to 35% as nitrate leaching. The necessary development towards increasing N-use efficiency in outdoor pig production may include changes in management, such as lowering the stock density and reducing the level of dietary N. Also, a more uniform distribution of nutrients in the field may be achieved by manipulating the excretory behavior of the animals.

Résumé
Le devenir de l'azote dans la production de porcs en plein air. Il peut exister un conflit d'intérêt entre le bien être animal et la pollution par l'azote pour la production de porcs en plein air. En réponse aux préoccupations sur les pertes d'azote dans l'atmosphère et les eaux souterraines, nous avons quantifié la variation spatiale, et la dynamique temporelle de l'azote minéral, de la volatilisation d'ammoniac, de la dénitrification et du lessivage du nitrate dans des élevages de porcs en plein air pour 3 exploitations agricoles au Danemark. Dans les enclos contenant des truies en gestation, des pertes substantielles d'azote ont été observées, particulièrement autour des aires d'alimentation. Les émissions brutes d'ammoniac ont varié entre 0,08 et 1,26 kg N $\cdot$ ha $^{-1}\cdot$ j ^-1 et ont augmenté avec la densité des animaux et les entrées d'azote. Les vitesses de dénitrification étaient en moyenne de 0,52 kg N $\cdot$ ha $^{-1}\cdot$ j ^-1 à l'automne suivant un été en présence de truies allaitantes, et 0,10 kg N $\cdot$ ha $^{-1}\cdot$ j ^-1 au printemps suivant. Le lessivage cumulé du nitrate pendant le séjour des truies et l'année suivante a été de 126-276 kg N $\cdot$ ha ^-1. Un total de 81 à 100 % de l'azote apporté par les aliments dans l'enclos est assimilé par les porcelets (44 %), volatilisé sous forme d'ammoniac (13 %), dénitrifié (8 %) ou lessivé sous forme de nitrate (16 à 35 %). Le développement nécessaire en vue d'accroître l'efficience de l'utilisation de l'azote pour la production de porcs en plein air pourrait inclure des changements de gestion de la production, comme par exemple la diminution de la densité des animaux et la réduction du niveau de l'alimentation azotée. Aussi, une meilleure répartition des éléments nutritifs dans l'enclos pourrait être réalisée en gérant le comportement des animaux par rapport à leurs rejets.

Key words: nitrogen / outdoor pigs / nitrate leaching / ammonia volatilization / denitrification

Mots clés : azote / porc en plein air / lessivage du nitrate / volatilisation d'ammoniac / dénitrification

Correspondence and reprints: Jørgen Eriksen
e-mail: Jorgen.Eriksen@agrsci.dk

Communicated by Sylvie Recous (Laon, France), Bernard Nicolardot (Reims, France)