Requerimientos nutricionales del ganado de leche según el modelo del NRC Energía Neta de Lactancia. Introducción

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1 Requerimientos nutricionales del ganado de leche según el modelo del NRC Neta de Lactancia Jorge Alberto Elizondo Salazar Nutrición de Rumiantes Estación Experimental Alfredo Volio Mata Correo Electrónico: Introducción La energía es requerida por todos los animales para llevar a cabo un trabajo. En este caso, la palabra trabajo, no se refiere solamente a llevar una carga sobre el lomo o a halar una carreta, sino que se refiere a ejecutar una serie de funciones metabólicas desde las más esenciales como lo son el respirar o digerir los alimentos, hasta aquellas más demandantes como crecer o producir leche. Para satisfacer los requerimientos de energía de los animales, es preciso conocer las demandas energéticas que tienen las diferentes funciones metabólicas, el contenido de energía en los tejidos y la leche, y la eficiencia con que se utiliza la energía. Igualmente se requiere conocer como estas necesidades son afectadas por la actividad física y otros agentes ambientales como el frío o calor. También es de gran importancia determinar la disponibilidad energética de los alimentos o ingredientes. Es importante reconocer que la composición de los alimentos, su forma física y química, y el efecto que tiene el consumo de materia seca sobre la digestibilidad, afectan el nivel de energía disponible en los alimentos. Términos energéticos Tal como se explicaba anteriormente, energía se define como la capacidad para ejecutar un trabajo. Las células pueden ejecutar un trabajo al usar la energía química que se encuentra almacenada en los alimentos. Todas las formas de energía pueden ser convertidas cuantitativamente a calor. La unidad básica de la energía calórica es la caloría (cal) y se define como la cantidad de calor requerido para subir la temperatura de un gramo de agua en un grado centígrado, pasando de 16,5-17,5 ºC (Ferrel, 1988). Una kilocaloría (kcal) representa 1000 calorías y una megacaloría (Mcal) representa 1000 kilocalorías. El Julio o Joule (J) es la unidad aceptada internacionalmente y equivale a 4,185 calorías. Sin embargo, en la mayoría de trabajos científicos la medida de energía utilizada continúa siendo la caloría. En nutrición animal, el valor energético de los alimentos, las raciones y los requerimientos del ganado comúnmente se expresan en total de nutrientes digestibles (TND), energía digestible (ED), energía metabolizable (EM), energía neta para mantenimiento (EN M ), energía neta para ganancia (EN G ) y energía neta para lactación (EN L ). Anteriormente, el indicador TND se empleaba con mayor frecuencia, pero paulatinamente su uso ha disminuido debido a las siguientes razones: 1) El método se basa en determinaciones químicas de los alimentos y no en el metabolismo animal, 2) Se expresa en porcentaje, kilogramos o libras, en tanto que la

2 energía se indica en calorías, 3) TND solo contempla las pérdidas por digestión, ignorando la energía perdida por gases, orina y por producción de calor (Kellems y Church, 1989; NRC, 2001). En la actualidad el sistema de energía ha sido adoptado para identificar las necesidades energéticas de los rumiantes. En la Figura 1 se presenta de manera simplificada el desglose o fraccionamiento de la energía. Bruta Digestible Metabolizable Neta Fecal Urinaria Otras pérdidas Figura 1. Desglose del sistema de energía (Kellems y Church, 1998). La cantidad de energía calórica presente en un ingrediente o alimento se puede medir con una bomba calorimétrica. Esta medida provee la energía total o energía bruta (EB). De la energía total consumida por el bovino, no toda es utilizada por el animal, ya que parte del alimento no se digiere y se pierde. La energía bruta, menos la energía perdida en el alimento no digerido (energía fecal) se conoce como energía digestible (ED). La energía digestible no presenta muchas ventajas con relación al empleo del TND, pues solamente considera la pérdida de energía por las heces. La digestibilidad de un ingrediente o una dieta disminuye al incrementar el consumo de materia seca (energía), por lo que el modelo del NRC (2001) utiliza un descuento en la digestibilidad basado en el consumo de energía sobre los requerimientos de mantenimiento, y se refiere como factor de descuento. Por ejemplo, si una vaca lactante consume 30 Mcal de EN L /día y solamente 10 Mcal de EN L /d se requieren para mantenimiento, entonces el consumo de energía es 3X el mantenimiento. En este caso, se deberá considerar un factor de descuento en la energía que aporta la ración. La energía digestible menos la energía perdida en la orina y en los gases producidos como el metano (CH 4 ) y dióxido de carbono (CO 2 ) se refiere como metabolizable (EM). La EM no contempla las pérdidas de energía por el incremento en calor y la energía que se pierde como resultado de las fermentaciones microbianas y metabolismo de los nutrientes. Cuando éstas últimas pérdidas de energía se toma en consideración, la energía restante se denomina energía neta (EN), que será empleada por el animal para mantenimiento (EN M ), ganancia de peso (EN G ) o producción láctea (EN L ). La razón de este fraccionamiento se debe a que la energía es utilizada con eficiencias diferentes, dependiendo del proceso. Para el ganado bovino adulto, solamente se utiliza la EN L, ya que la eficiencia con que se utiliza la energía para mantenimiento (0,62) es muy similar a la eficiencia con que se utiliza la energía para la producción de leche (0,64) (Moe y Tyrell, 1972). Por lo tanto, la EN L para vacas secas en gestación incluye la energía necesaria para mantenimiento y crecimiento del feto, y la EN L para vacas lactantes incluye la energía necesaria para mantenimiento y lactación. Debido a que la energía para crecimiento se utiliza con una eficiencia entre 50 y 70% con respecto a la energía para mantenimiento, EN M y EN G son utilizadas para animales en crecimiento.

3 La energía neta para mantenimiento corresponde a la porción de energía empleada para mantener el equilibrio energético del animal, de tal manera que el organismo no gana ni pierde energía. La energía restante la podrá emplear para su crecimiento y producción. Con excepción del agua, la energía es el nutriente que mayormente requiere la vaca y la carencia de este elemento provoca un crecimiento lento y retardo en la pubertad, pérdida de peso, baja producción de leche, baja persistencia, lactaciones cortas y bajo porcentaje de concepción, entre otros. Requerimientos de energía para mantenimiento Inicialmente se había establecido que los requerimientos de energía neta para mantenimiento en ganado adulto eran de 0,073 Mcal/kg PV 0,75. Sin embargo, como este valor se había determinado para animales estabulados, se incrementó en un 10% para considerar una actividad normal de movimiento. Por lo que los requerimientos de energía neta para mantenimiento de ganado adulto son de 0,080 Mcal/kg PV 0,75. Requerimientos de energía para actividad Los requerimientos de energía para mantenimiento incrementan conforme la actividad normal de movimiento excede el 10% considerado anteriormente. El modelo incrementa los requerimientos de energía de mantenimiento para animales que se encuentran en pastoreo. La actividad extra en pastoreo se le atribuye principalmente a: 1) distancia entre la sala de ordeño y la pastura, 2) animales en pastoreo utilizan más tiempo para comer, 3) animales en pastoreo caminan sobre superficies con diferentes elevaciones. Por lo tanto, los requerimientos de EN L se incrementan en 0,00045 Mcal/Kg de peso vivo por cada kilómetro caminado. Por su parte, diversas investigaciones indican que el pastoreo conlleva a un incremento en el tiempo que los animales utilizan para comer, por lo que se debe considerar un requerimiento extra de 0,002 Mcal/kg de peso vivo, en el caso de que los animales consuman únicamente pasto. Considerando que esto no es cierto en la mayoría de los casos, y asumiendo que los animales de lechería generalmente consumen el 60% de su dieta en forraje y 40% de su dieta en concentrado o granos, entonces el incremento por actividad extra será solamente de 0,0012 Mcal/kg de peso vivo. Adicionalmente, si los animales pastorean sobre un terreno que no es plano (es decir que tiene pendientes), una cantidad adicional de energía de mantenimiento de 0,006 Mcal/kg de peso vivo se debe considerar. Requerimientos de energía por efectos ambientales El estrés calórico y el estrés por frío afectan significativamente los requerimientos energéticos de los animales. Sin embargo, debido a la limitada cantidad de datos en el momento de la publicación del NRC (2001), el modelo no considera ningún ajuste en los requerimientos de energía de vacas secas y lactantes debido a factores ambientales. Sin embargo, si hace ajustes para animales en crecimiento. Requerimientos de energía para producción de leche La energía neta requerida para lactancia, se define como la energía contenida en la leche, específicamente en la grasa, proteína y lactosa. El calor de combustión de la

4 grasa, proteína y lactosa en la leche son de 9,29; 5,71 y 3,95 Mcal/kg, respectivamente. La ecuación para calcular los requerimientos de EN L para producción de leche es: EN L (Mcal/kg) = (0,0929 x % Grasa) + (0,0547 x % Proteína) + (0,0395 x % Lactosa) En caso de que no se conozca el nivel de lactosa en la leche, se debe asumir un valor de 4,85%. El nivel de proteína se determina multiplicando la concentración de nitrógeno por 6,38. Es importante aclarar que esta ecuación estima la energía neta necesaria para producción de leche, sin considerar la pérdida o ganancia de peso corporal típica de animales durante la lactancia. Requerimientos de energía para gestación Una cantidad de energía adicional se debe considerar para animales en gestación, específicamente para el feto en crecimiento durante los últimos 100 días de gestación correspondientes entre los 190 y 279 días. Esta energía adicional necesaria se basa en el peso esperado del ternero al nacimiento. La ecuación para determinar los requerimientos de energía es: EN L (Mcal/d) = [(0,00318 x DIAS 0,0352) x (PENAC/45)]/0,218 Donde: DIAS = días de gestación (solamente entre 190 y 279) PENAC = Peso esperado (en kilogramos) del ternero al nacimiento. A continuación se presentan dos ejemplos en los cuáles se calculan los requerimientos de energía neta de lactancia para una vaca en producción y para una vaca seca gestante. Vaca en producción: Una vaca adulta de 490 kg de peso vivo, pastorea en un terreno quebrado (con pendientes). Tiene que caminar 0,5 km del potrero hasta la sala de ordeño, donde se le ofrece alimento balanceado. La vaca se ordeña 2 veces al día y produce 23 kg de leche por día con una composición de 3,1% de proteína cruda, 3,7% de grasa y no se conoce el nivel de lactosa. Requerimiento para: Ecuación Mcal Funciones básicas 0,080 x 490 0,75 8,332 Caminar hacia sala de ordeño (2 km) 0,00045 x 2 x 490 0,441 Pastorear 0,0012 x 490 0,588 Caminar en terreno quebrado 0,006 x 490 2,940 Producción de leche (23 kg/d) 23 x [(0,0929 x 3,7) + (0,0547 x 3,1) + 16,212 (0,0395 x 4,85)] Total (Mcal EN L /día) 28,513 Es importante notar en este ejemplo que del total de megacalorías requeridas por día 29,2; 13,9 y 56,9% corresponden a requerimientos para mantenimiento (funciones

5 básicas), actividad y producción, respectivamente. Hay que aclarar además, que en este ejemplo no se está considerando ninguna ganancia o pérdida de peso. Vaca seca: Una vaca adulta de 490 kg de peso vivo, pastorea en un terreno quebrado (con pendientes), se encuentra en los 230 días de gestación. No se le ofrece concentrado y se espera que la cría pese 35 kg al nacimiento. Requerimiento para: Ecuación Mcal Funciones básicas 0,080 x 490 0,75 8,332 Pastorear 0,002 x 490 0,980 Caminar en terreno quebrado 0,006 x 490 2,940 Gestación (230 días) [(0,00318 x 230 0,0352) x (35/45)]/0,218 2,484 Total (Mcal EN L /día) 14,736 Para este ejemplo, del total de megacalorías requeridas por día 56,5; 26,6 y 16,9% corresponden a requerimientos para mantenimiento (funciones básicas), actividad y gestación, respectivamente. Como puede observarse, el modelo del NRC (2001) utiliza una serie de ecuaciones para establecer los requerimientos nutricionales del ganado de leche. Hacer uso de estas ecuaciones es algo simple y sencillo, siempre y cuando se cuente con los datos necesarios. Las diferentes ecuaciones se han desarrollado a partir de un gran número de investigaciones que se han llevado a cabo a lo largo de muchos años. Además del modelo del NRC, existen también otros modelos como el Cornell Net Carbohydrate and Protein System (CNCPS) y el Cornell Pennsylvania Miner Dairy (CPM-Dairy) que también hacen uso de diversas ecuaciones para determinar los requerimientos nutricionales de los animales y para evaluar raciones. El modelo del NRC se puede descargar gratuitamente en Literatura Citada FERRELL, C.L Energy metabolism. In: The ruminant animal. Digestive physiology and nutrition. Church, D.C (ed). Prentice Hall, Inc. USA p. KELLEMS, R.O; CHURCH, D.C Livestock feeds and feeding. 4 ed. Upper Saddle River, N. J., USA. Prentice-Hall, Inc. 546 p. MOE, P.W., TYRRELL, H.F The net energy value of feeds for lactation. J. Dairy Sci. 55: NATIONAL RESEARCH COUNCIL (NRC) Nutrient requirements of Dairy Cattle. 7 rev. ed. Washington, DC., USA. National Academy Press. 381 p.