Sistemas de producción animal

 

Carlos U. León-Velarde

 

En los diferentes países de América Latina y el Caribe los sistemas de producción animal varían en función de factores ambientales, tipo de forraje, tamaño y tenencia de la tierra.  Las especies más importantes corresponden a los bovinos como fuente de leche y carne; otras especies contribuyen con fibra, lana y carga, capital de ahorro o de única fuente de ingreso monetario.  Por lo tanto la producción ganadera y el manejo de pastizales son actividades importantes en la economía del productor , sin embargo ellas han recibido poca atención y apoyo para la investigación.  No obstante la ganadería juega un rol especial en los sistemas de cría de rumiantes.  La fuente principal para ellos son los pastizales naturales, especialmente en las zonas de l trópico y en las de mayor altitud, donde los cultivos agrícolas son restringidos o imposibles de cultivar. En el cuadro 1. se describe en forma resumida las principales formas de producción animal en las regiones consideradas.

 

Cuadro 1. Caracterización resumida de los principales sistemas de producción animal de la ecorregión Andina.

Especie 

Tipo

Forma Alimentación

Ganado

Producción

Bovinos

Producción leche

SI

EX

Forraje-Concentrado

Forraje-Residuos

Pastoreo (doble propósito.)

Hols.-Bs Cruzados Criollos

1,880-4,600 kg(L) 800-2100 kg(L) 210-310 d, 2X

600-1, 800 kg (L)

Producción carne

EX EX

Pastoreo/Residuo Concentrado

Criollos

criollos ,cruzados

220-320 kg (C)

 280-380 kg (C)

Ovinos

EX EX

Pastoreo; tecnología Pastoreo - residuos

Corridale, otros Cruz/criollos

3.8-5.2 kg (Lana) 1.8-3.6 kg La na

Porcinos

EX Pastoreo

Concentrado-residuos Residuos

Duc/Lan/York

Cruzados/criollos

65-98 kg (C )

45-75 kg (C)

Cabras

EX   

 

Anglo Nubia/Cruz

11-15 kg (C)

Alpacas

EX

Pastoreo-residuos

Huacaya, Suri

1.1-3.6 kg (F)

Llamas

EX

Pastoreo

Kára, Támpulli

30-35 kg (C)

Aves

I EX

Concentrado

 

En campo

Híbridos

 

Cruzados, criollos

150-190 (H);

0.8-1.2 kg (C)

 20-130 (H);

0.8-1.4 kg (C)

I = Intensivo; SI = Semiintensivo; EX = Extensivo

Duc = Duroc; Lan = Landrace; York = Yorkshire

L = leche; C = carne; H = huevos; F = Fibra

PSNRM/CIP; 2002.

 

En general, debido al bajo nivel de manejo e insumos utilizados, la producción de leche y carne es baja.  Así mismo, la productividad es afectada por la baja nutrición, enfermedades parasitarias o infecciosas, así como de la falta de una adecuada selección. En el caso de bovinos, Colombia se destaca en población y producción total tanto en carne como en leche; en este ultimo caso es debido al número de animales. En ovinos, el Perú presenta una población mayor que el resto; sin embargo, el nivel de producción es similar al de Bolivia. Pero en volúmenes no competitivos con Argentina y Uruguay. Es de observar, que la producción de cerdos al igual que las aves tienden a constituir una fuente de alimentos a corto plazo pero el uso de alimentos en estos sistemas tiende a competir con los granos que demanda la población. Por lo tanto, la investigación en el uso de recursos alimenticios y subproductos en éstas especies es necesaria.

 

Con relación a la alimentación y nutrición del ganado, un alto porcentaje de la ganadería depende del pastoreo de pastos nativos y de los residuos de cosecha. Los cuales tienen una productividad variable en función de la profundidad y fertilidad de los suelos, así como de su grado de humedad. Sin embargo, más del 90% de los pastizales tiene una baja carga animal, razón por lo que la ganadería se realiza en forma extensiva sujeta a condiciones climáticas y producción estacional de forraje. En la que la complementariedad con pastos cultivados y la conservación de forraje y uso de arbustos forrajeros requiere ser considerada en el mejoramiento de los sistemas actuales. Así mismo, la biodiversidad agrostológica en las áreas no utilizadas debe ser estudiada.  En zonas intermedias existe complementariedad de cultivos. En estos casos los subproductos agrícolas aportan alrededor del 45% de la alimentación requerida para la alimentación de vacunos y ovinos, sobre todo en la época de cosecha. Esta interacción debe ser contemplada en un programa de investigación orientada a la utilización estratégica de los recursos naturales en la producción animal. Dentro de este aspecto el uso de variedades de camote forrajero constituye un opción viable de utilizar.

 

Desarrollo de modelos que permitan predecir la producción de carne y leche de bovinos en diferentes ecorregiones.

 

Modelos de simulación.

 

Los modelos de simulación, constituyen una herramienta de análisis en el proceso de investigación. Permiten analizar cuantitativamente los conocimientos disponibles e identificar aquellas variables más relevantes. Los modelos se diseñan y construyen con el propósito de entender, explicar o mejorar el funcionamiento de los sistemas reales, siendo los modelos una herramienta de apoyo a la toma de decisiones. Los modelos de simulación, al ser estructurados y desarrollados, pueden cumplir un papel importante en la evaluación temporal de los sistemas de producción pecuaria. Así mismo, proporcionan un marco de referencia para la compilación de información existente sobre procesos especiales y pueden ser utilizados para identificar carencias de conocimientos y establecer prioridades en la investigación. En la figura 1 se presenta las etapas seguidas en el desarrollo de modelo (Cañas 1974).

 

Figura 1. Etapas en la elaboración de un modelo de simulación

 

 

 

 

 

 

Objetivo.

 

El objetivo de un modelo de simulación es desarrollar y obtener un programa que incluya e integre las variables más relevantes que afectan un sistema de producción animal, sea este de carne o leche, permitan evaluar diferentes escenarios de producción.


 

 

Ø      Análisis.

 

Al elegir los factores más relevantes, que afectan a un proceso productivo, se debe considerar a aquellos que por una parte sean conocidos y evaluables, y por otra tengan relevancia económicaEntre los factores más relevantes que afectan la producción de carne y leche de bovinos a pastoreo, se pueden mencionar:

 

Factores Nutricionales.  Todo nutriente es importante para la producción animal. Sin embargo, los alimentos desde el punto de su valor nutritivo se expresan con relación a su aporte en energía y proteína, los cuales inciden en los requerimientos energéticos y proteicos de los animales. Por lo tanto, esta es la razón por la cual los modelos tienden a ser desarrollados considerando los requerimientos de energía y proteína de los animales.

 

La energía se expresa en términos de Energía Metabolizable por ser esta la energía que puede ser aprovechada para los procesos fisiológicos. La proteína se evalúa en términos de proteína total (N* 6.25). Se estima que hasta una ganancia de peso 1.2 kg/día o producciones de leche en el rango de 16 - 20 kg/día no se requiere de una proteína sobrepasante. Por lo tanto una evaluación de la proteína como proteína total es suficiente.

 

Factores de medio ambiente. El ambiente puede afectar el comportamiento animal. Temperatura, humedad o velocidades de viento que produzcan una sensación térmica muy baja pueden afectar la ganancia de peso de los animales, esto dependerá de la raza del animal, el espesor de grasa subcutánea, el largo de su pelo y el nivel de consumo que tenga. Animales con alto consumo de un alimento presentan una temperatura crítica mínima, que puede llegar a temperaturas menores a cero grado. Temperaturas altas y alimentos fibrosos tienden a producir una temperatura crítica máxima alta, por lo que el animal baja su consumo. Este efecto depende de la raza produciéndose una  disminución en su producción. Para efectos del este modelo se asume que el animal se encuentra en Zona de Termo Neutralidad (ZTN); zona en la que el efecto del ambiente es neutro y el animal no gasta energía consumida para regular su temperatura, ni la temperatura afecta su nivel máximo de consumo.

 

Condición de pastoreo.  En un sistema de producción donde el animal está a pastoreo, existe un efecto del animal sobre la pradera, el cual se ve reflejado entre otros en:

Efecto del pisoteo. Dependerá de la carga animal, de la textura -,y  humedad del suelo = y del sistema de pastoreo.

Efecto de las deyecciones. Dependerá de la carga animal, de la digestibilidad de la pradera y del tamaño de los animales.

Estos efectos que tiene el animal sobre la pradera no serán considerados en este modelo y por consiguiente corresponde a  restricciones de éste.

 

Raza sexo y tipo de animal. La raza, tipo y sexo de un animal afecta la composición del cuerpo. Así la ganancia de peso que se puede obtener con una misma cantidad de energía metabolizable y proteína disponible puede ser diferente, según el tipo de animal.

 

En los modelos se caracterizan las razas en función del consumo, potencial lechero, composición de la leche y ganancia de peso. Para esto se agruparon las razas en tres categorías; Puros, Cruzados y criollos o nativos. El modelo permite modificar los parámetros dependiendo de la raza.

 

Condiciones de salud. El estado de salud de los animales afecta el comportamiento de ellos. Su efecto depende de la presencia o ausencia del enfermedades, la temperatura y humedad del ambiente, la densidad de la población y el estado nutricional del animal entre otros. Este efecto, generalmente no es considerado en los modelos. Se asume que medidas como la vacunación, manejo adecuado de higiene y profilaxis del ganado es una necesidad permanente de un sistema de producción y no debe manejarse como una variable, al menos que se desarrolle un modelo epidemiológico..

 

Condiciones de manejo.  El manejo corresponde a la estrategia de uso de los recursos en una determinada raza de animal. Esto es pastoreo, suplementación en periodos estratégicos, determinación del mes óptimo de parto, determinación de época óptima de venta, tiempo de engorda, etc. Todo esto es incluido en el modelo; en consecuencia permite evaluar diferentes escenarios. Las principales restricciones del modelo son:

 

a)      No incluye ganancia de peso compensatoria.

b)      No incluye uso de proteína sobrepasante, por lo tanto solo funciona con animales que ganen un peso menor o igual a 1.2 kg/día o produzcan leche entre 16 - 20 kg/día.

c)      No incluye el efecto del animal sobre la pradera.

d)      Asume sanidad animal adecuada.

 

Ø      Síntesis.

 

En esta etapa se puede distinguir tres componentes: el algoritmo, que relaciona las partes del modelo entre sí; las ecuaciones, que cuantifican las relaciones explicadas en el algoritmo, y el programa computacional que permite comunicarse amigablemente con el computador para obtener respuestas.

 

El Algoritmo se refiere a la organización lógica de los componentes relevantes del sistema. Consiste en elaborar diagramas de flujo que represente una definición lógica de los elementos que se estiman relevantes en el sistema. Estos se usan como elementos de guía en la formulación matemática del sistema a modelar.  En la Figura 2. se presenta el diagrama de flujo propuesto para los modelos desarrollados.

 

Figura 2. Diagrama de flujo de los modelos de simulación “Dairy” y “Beef”.

 


 

La figura 3 describe la secuencia considerada en el proceso del cálculo de consumo de forraje en pastoreo La estimación del consumo voluntario se basa en el consumo potencial afectado por variables de la pradera.

Figura 3. Diagrama de flujo de la subrutina “Consumo de forraje en pastoreo” de los modelos de simulación “Dairy” y “Beef”.

 

 

 

 

 

Las relaciones matemáticas entre los componentes consideran tres tipos de variables:

 

Variables exógenas: Son aquellas independientes del sistema. Constituyen la información de entrada al proceso de simulación. Ellas actúan sobre el sistema de cálculo propuesto.

 

Entre estas variables están:

 

Características del animal.

Peso ( Kg)

Raza. Este modelo agrupa tres tipos de animales: puros, criollos y nativos.

Sexo

 

Características de la Pradera.

Disponibilidad de forraje ( kg. MS/ha)

Digestibilidad de la pradera ofrecida (%)

Proteína de la Pradera (%)

Carga animal ( Número de unidades animales / ha)

Tasa de crecimiento de la pradera ( Kg. MS/día)

Fecha de inicio de simulación (día y mes)

Suplementación.

Cantidad suministrada por día ( kg.)

Concentración de energía Metabolizable (EM /kg MS)

Nivel de proteína (%)

 

Variables endógenas o de estado: Son variables generadas por la interacción de variables de entrada y parámetros en la secuencia del algoritmo durante un período de tiempo simulado. Estas variables participan en el cálculo de la producción de leche y carne

 

Entre las variables de estado más importantes están:

            Consumo de alimento

            Energía metabolizable total consumida

            Proteína cruda total consumida

            Requerimientos de energía y proteína para manutención y producción

Variable de salida:  Son las variables que el modelo calcula como respuesta, estas son:

Ganancia de peso (kg. día-1)

Peso final después del período de simulación (kg.)

Producción de leche (kg/día).

Producción total de leche (kg/lactancia)

Emisión de metano (l/día)

Costo medio de producción por unidad de peso de carne y leche ($)

Disponibilidad final de forraje (kg MS ha-1)

 

Relaciones matemáticas

Las ecuaciones matemáticas utilizadas para el cálculo de variables endógenas y de salida se encuentra relacionada con los siguientes factores:

Consumo de materia seca.

El consumo de materia seca es una variable importante en la producción de carne y leche de bovinos a pastoreo. Se pueden distinguir  consumo potencial y  consumo voluntario.

 

Para la estimación del consumo de materia seca, se plantea que existe un consumo potencial (CPO). El cual se ha determinado que esta controlado por las características físicas del animal y representa la máxima capacidad de consumo cuando las características de la dieta no lo limitan, (Allende, 2002). El consumo potencial es afectado principalmente por el tamaño del rúmen, lo cual está relacionado con el tamaño del animal. Se considera que el consumo potencial es un porcentaje variable (C) que fluctúa entre 0.025 y 0.035, factor que posiblemente dependa de la raza y el peso animal.

 

CPO  = C *  PESO    [1]

Donde:

CPO    : Consumo Potencial de Materia Seca (kg MS día-1)

C         : Factor de variación de consumo potencial (0.025 – 0.035)

PESO   : Peso vivo del animal (kg)

 

Es de considerar que el volumen de alimento y el tiempo de permanencia en el tracto digestivo son importantes para determinar la tasa de consumo. Un aumento en la dieta de la concentración de alimentos de baja degradación o material indigestible causa una reducción en la tasa de pasaje y el llenado físico del rúmen provocando una disminución del consumo potencial.(Forbes,1995)

 

En el caso de animales lactando, el consumo potencial se aumenta en función de la producción lechera :

 

ACPO = 0.1* PL                                                                                            [2]

Donde:

ACPO = Aumento del consumo potencial ( kg)

PL       = Producción de leche esperada según su potencial genético ( kg/día)

 

Efecto de la pradera sobre el animal.

 

Los efectos que tiene la pradera sobre el consumo de alimento hacen que generalmente el consumo potencial se vea disminuido por las características de ésta.

 

Las características que el modelo considera influyen en el consumo del animal son la disponibilidad y digestibilidad del material ofrecido por la pradera, de ellos se derivan dos factores:

 

Factor  por disponibilidad.

 

Para la corrección por disponibilidad de la pradera, el modelo consideró diariamente el efecto del consumo potencial, carga animal, disponibilidad instantánea calculando  un factor de corrección del consumo potencial por disponibilidad de la pradera. Utilizando datos de Abreu (1975) de  consumos de pradera de novillos en praderas templadas, se generó una función como factor de corrección del consumo potencial de materia seca de la pradera por efecto de la disponibilidad.

 

FCD= 1- e -0,001664*DD                                                                                       [2.1]

 

Donde:

FCD     :           Facto de corrección de consumo por disponibilidad (0-1)

DD      :           Disponibilidad instantánea de pradera (kg MS ha-1)

-0.001664 :       Constante que puede variar según tipo de praderas.

 

Factor  por digestibilidad.

 

El factor de corrección por digestibilidad consideró una relación lineal, en la cuál el valor máximo de consumo voluntario se logra con valores de digestibilidad del 80% y disminuye hasta 1/3 del consumo potencial con digestibilidades del 40%, por lo que se estableció la siguiente relación:

 

FCG= (1.675 * DGC) – 0,34                                                                          [2.2]

 

            Donde:

FCD     : Factor de corrección de consumo por digestibilidad (0-1)

DGC    : Digestibilidad del material consumido (0-1)

 

Digestibilidad del material consumido (DGC).

 

En este caso el modelo asume que el material consumido por el animal tiene una mayor digestibilidad que el promedio ofrecido por la pradera. Para ello es necesario multiplicar la digestibilidad de la pradera por un índice de selectividad determinada.

 

DGC= DGO * IS                                                                                             [2.3]

 

Donde:

                        DGC: Digestibilidad de la pradera consumida (0-1)

                        DGO: Digestibilidad de la pradera ofrecida (0-1)

                        IS: Índice de selectividad (1 – 1.25)

 

Índice de selectividad (IS).

 

El Índice de selectividad del pasto permite corregir la diferencia entre la digestibilidad promedio del área pastoreada (DGO) y la digestibilidad del material consumido (DGC). Se basa en la oportunidad de selección por parte del animal debido a la diversidad y disponibilidad del forraje en la pradera.

 

En forma general se observa diferencias entre la digestibilidad de la pradera ofrecida y la digestibilidad de la pradera consumida de hasta un 25%, (Jamieson y Hodgson, 1979). Por lo tanto la corrección del IS en pasturas de baja digestibilidad (40%) debe ser un factor multiplicativo que aumente hasta un 25% el valor observado de digestibilidad. Por lo tanto se propone que la relación matemática para estimar la corrección de la selectividad expresada con una mayor digestibilidad consumida por parte del animal es la siguiente, Zocal (1984):

 

IS= 1+ SD * SC                                                                                               [2.4]

 

Donde:

SD: Factor de corrección por digestibilidad de la pradera

SC: Factor de corrección por disponibilidad de la pradera

 

Factor de corrección de la selección por digestibilidad de la pradera (SD).

 

Para una digestibilidad de la pradera ofrecida (DGO) igual o mayor a 80% la selección es nula e independiente de la disponibilidad de forraje. Un valor de DGO igual a 40% se asocia con un valor de mayor selectividad equivalente al 25%, por lo tanto:

 

SD= 0.5 – 0.625 * DGO                                                                                  [2.5]

 

Donde:

SD: Factor de corrección por digestibilidad de la pradera

SD = 0 cuando DGO ≥80%

DGO: Digestibilidad ofrecida de la pradera (Valores entre 0 – 1)

 

Factor de corrección por disponibilidad de la pradera (SC).

 

La selectividad de pradera por parte del animal es máxima cuando el porcentaje de utilización es menor al 10%, y es mínima (igual a cero) cuando el porcentaje de utilización es mayor al 50%. Por lo tanto, el factor de corrección por disponibilidad corrige valores entre el 10 al 50% de utilización de la pradera:

 

SC= 1.25 – (2.5 * PU)                                                                                     [2.6]

 

Donde:

SC       : Factor de corrección por disponibilidad de la pradera

PU      : Porcentaje de utilización de la pradera (0.1 a 0.5)

 

Para valores de PU menores al 10% (0.1), el factor de corrección tiene un valor de 1 y para valores mayores al 50% (0.5) es de 0.

 

Porcentaje de utilización de la pradera.

 

PU= (CP*FCD*N)/DD                                                                                   [2.7]

 

Donde:

PU      : Porcentaje de utilización de la pradera (0-1)

FCD    : Factor de corrección de consumo por disponibilidad (0-1)

N         : Numero de unidades animales

DD      : Disponibilidad instantánea del pastizal

 

Disponibilidad instantánea de la pradera.

 

La disponibilidad instantánea de la pradera debe ser corregida diariamente considerando el consumo potencial, las perdidas generadas por pisoteo del animal y la senescencia del material verde (Allende, 2002). Se considera un valor variable que depende del número de animales, tipo de suelo, especies de la carpeta vegetal y las condiciones climáticas. El valor puede fluctuar entre 10 y 30%.

 

Senescencia

 

Para estimar la senescencia se desarrollo una ecuación considerando que al existir mayor disponibilidad aumenta el nivel de material vegetal muerto. Se corrige cuando los valores se encuentran entre 1500 y 3000 kg MS ha-1. Cuando la disponibilidad es menor toma un valor fijo de 2% de tasa de senescencia y con valores mayores se considera un 5% de la materia seca. Por lo tanto la ecuación es la siguiente:

 

SEN= (0.00003 * DDi) – 0.025                                                                       [2.8])

DD= [DDi – ((CFREAL * CA) * 1.2 – (DDi *SEN))] +TAC                          [2.9]

 

Donde:

SEN    : Indice de senescencia

DDi       : Disponibilidad instantánea al enésimo día (i)

CVO   : Consumo real de forraje (kg MS animal-1 día-1)

CA      : Carga animal (UA ha-1)

TAC    : Tasa de crecimiento de la pradera  (kg MS ha-1 día-1)

 

Consumo voluntario de forraje a pastoreo.

 

La predicción del consumo voluntario (CVO) se basa en el consumo potencial de la materia seca (White et al.,1979) y sus correcciones por los efectos de la disponibilidad y digestibilidad, mediante la siguiente relación matemática:

 

CVO = CPO * FCG * FCD                                                                            (3)

 

Donde:

            CVO: Consumo Voluntario de materia seca (kg MS animal día –1)

            CP: Consumo Potencial de materia seca (kg MS animal día –1)

            FCG: Factor de corrección por digestibilidad (0 –1)

            FCD: Factor de corrección por disponibilidad (0 –1)

 

 

 

Consumo de energía.

 

Esta se determina a partir de energía bruta del alimento (4.4 Mcal / kg MS) por la digestibilidad de la materia seca del alimento consumido y por la constante de transformación de la energía digestible a metabolizable (0.81).

 

CEM = (CVO * 4.4 * DGC * 0.81) +  (CVS * 4.4 * DGS * 0.81)                 (4)

 

Donde  :

CEM   : Consumo de energía metabolizable (Mcal EM/dia)

CVS    : Consumo de suplemento (kg MS/dia)

DGS    : Digestibilidad del suplemento

 

Utilización de la energía.

 

La energía consumida es utilizada en manutención, producción y reproducción.

 

Requerimiento de manutención.

 

En el cálculo del requerimiento de manutención se pueden distinguir dos factores: el primero corresponde a la energía neta de manutención, la cual esta en función del peso del animal y la eficiencia del uso de energía metabolizable (km) que depende del alimento.

 

El metabolismo basal o energía neta de manutención (ENm) es de 77 kcal EN kg 0,75; valor adecuado para determinar energía neta de manutención en el caso de novillos y vacas de baja y mediana producción Garret (1959). Para vacas de alta producción, dado que la energía neta de manutención es función del consumo previo de alimento, se utiliza una función que depende del consumo de energía metabolizable por unidad de peso metabólico (Cañas 1974).

 

ENm = 126 / (1 + 2.00262) * e (0.,0036*CEMl)                                                     [5[

 

En los modelos desarrollados se utiliza la siguiente ecuación:

 

ENm = (77 * peso^0.75) /1000                                                                       (5.1)

 

Donde:

ENm    : Energía neta de manutención (Mcal EN/dia)

Km      : Eficiencia en el uso de energía metabolizable para manutención

Peso    : Peso vivo del animal (kg)

 

Eficiencia del uso de energía en manutención.

 

La eficiencia en el uso de energía metabolizable para manutención (km) corresponde a:

Km= (54.6 + 6.818 * CCD) / 100                                                                   (5.2)

 

Donde:

 

CCD = Concentración calórica de la dieta expresada en Mcal/kg MS.

 

El Km puede fluctuar entre el 0.66 y 0.76, dependiendo de la concentración calórica de la dieta (CCD). Asi cuando el CCD es de 1.6 Mcal/kg MS, el Km es de 0.66. Con CCD de 2.6 Mcal/kg el Km es de 0.72, y con CCD de 3.2 Mcal / kg MS el Km es de 0.76.

 

Por consiguiente el requerimiento de manutención para el caso de novillos y vacas de baja y mediana producción es de:

 

RM=(ENm / Km) * peso^0.75                                                                       (5.3)

 

Donde:

 

RM      : Requerimiento de manutención (Mcal EM / animal / día)

 

Costo energético de cosecha.

 

Corresponde a la cantidad de energía que el animal requiere o gasta para lograr su alimento. Este valor depende de la disponibilidad de forraje por animal y de la raza del animal (Cañas et al 2002). El valor estimado del costo energético de cosecha, cuando la disponibilidad por animal es alta, llega a ser equivalente al 10 al 15 % del requerimiento de manutención. La ecuación propuesta es:

 

Y= B+A * e(-Ko* e(K1*X))                                                                                     [5.4]

Donde:

Y         : KCal Energía metabolizable / Kg de unidad de peso.

                        Ko       : 1*10-7    

K1       : 0.0037* 10-4

 

Bovinos

A

B

Hereford

12,0

39,0

Yak

4,8

15,6

Cebú

5.6

18.2

 

CEC = Y * peso                                                                                              (5.5)

Requerimiento de manutención

 

Corresponde al gasto total de energía metabolizable que hace un animal en una condición específica. Esto es la energía de manutención (Ec. 5.3) mas la energía requerida para el costo de cosecha (Ec. 5.4) mas la energía necesaria para regulación de temperatura. En el caso de que los animales se encuentran en zona de termo neutralidad la energía de regulación de temperatura será a cero.

 

REM =  RM + CEC + RT                                                                              (5.6)

 

Donde  :

                        REM    : Requerimiento ecológico de manutención (Mcal EM/animal/día)

 

Energía para producción

 

La energía destinada a producción (EP) corresponde al consumo de energía metabolizable menos el requerimiento de manutención (5.5). Esta energía tiene una prioridad de gasto. Primero se utiliza para la gestación luego la producción de leche y por ultimo la ganancia de peso.

Requerimiento de energía para gestación.

 

Durante la preñez, una parte del consumo de energía metabolizable debe destinarse a energía neta de gestación, (ENg) con su correspondiente eficiencia de gestación (Kges).

 

Reparametrizando las ecuaciones [6.1] y [6.2] el requerimiento de energía metabolizable para gestación, independiente del requerimiento de manutención y cambio de peso, se puede calcular de la siguiente forma:

 

EMges  =  0.27 × e 0.0106 * t                                                                               (6)

 

Donde :

Emges : requerimiento de energía para gestación (Mcal EM / dia)

 

La energía neta de gestación (ENges) corresponde a la almacenada en el feto, en las membranas asociadas y en los tejidos acumulados en el útero. Esta energía es almacenada diariamente y aumenta exponencialmente a lo largo de la preñez. Es de mayor importancia en la etapas final (ultimo tercio de la gestación). Para los bovinos, el valor calórico de la energía depositada en el útero puede estimarse con la siguiente ecuación:

 

VC utero  =  0.00717 e 0.0174* t                                                                        (6.1)

Donde:

VC utero :        energía neta depositada en el útero, Mcal/día días de gestación

 

La eficiencia de gestación (Kges) es baja y se estima constante durante todo el periodo de gestación (entre 0.12 y 0.13).

 

Kges = 0.133                                                                                                  [6.2]

 

Requerimiento de energía para producción de leche.

 

La energía metabolizable para la producción  de 1 Kg de leche esta dada por el valor energético de la producción de leche dividido por el Kpl:

 

EMpl = (VEleche / Kpl) * PL                                                                            [7]

 

Donde:

EMpl               : Energía metabolizable para la producción de leche (Mcal EM/dia)

VEleche          : Energía neta para producción de 1 kg de leche (Mcal EN/kg)

PL                   : Producción de leche (kg/dia)

 

La energía neta para la producción de leche (ENpl) es la energía de la leche secretada. Por consiguiente, la energía neta total secretada depende de la cantidad de leche producida y del valor energético de la leche. Esta a su vez, depende de su composición; fundamentalmente, del contenido de materia grasa y sólidos no grasos de esa leche constituidos por lactosa (Lac) y caseína (Cas).

 

Por esto que el valor energético de la leche (VE leche) se puede calcular de las siguientes formas:

 

VEleche = ( 9.22 * Gr + 4.1 * Lac + 5.7 * Cas ) / 1000                                    (7.1)

 

Si se asume que la relación lactosa-caseína es aproximadamente 1 a 1 se puede también calcular por la siguiente formula:

 

VEleche = (9.22 * Gr + 4.85 * SNG)/1000                                                        (7.2)

 

Donde:

Veleche  : Valor energético de la leche (Mcal / kg leche)

Gr        : grasa de la leche (g/kg leche)

Lac      : lactosa de la leche (g/kg leche)

Cas      : caseína de la leche (g/kg leche)

SNG    : sólidos no grasos (g/kg leche)

 

En la ecuación se plantea que el valor de combustión de los SNG es de 4.85 kcal/g. Para lo cual se considera que el valor de combustión de la grasa de la leche es de 9.22 kcal/g. Los sólidos no grasos están formados por proteínas y carbohidratos, con un valor de combustión de 5.7 y 4.1 kcal/g, respectivamente. Al asumir que ambos componentes están presentes en la leche en un 50% el valor promedio es de 4.85kcal/g.

 

 

En el Cuadro 4 se presenta el  valor de la energía neta de la leche de distintas razas de animales vacunos.

 

Cuadro 4. Valor energético (EN) de la leche en diferentes razas de vacas lecheras.

 

Raza

Grasa

(g / kg)

Sólidos no grasos (g / kg)

Valor energético (g / kg)

Shorthorn

36

87

753.87

Ayrshire

37

88

767.94

Friesian

35

86

739.80

Yak

95

189

1698.40

 

 

Se ha establecido que la eficiencia de producción de leche (Kpl) está correlacionada con la concentración energética del alimento(Blaxter 1964; Van Es 1975). Así el Kpl en relación con la CCD se estima por:

 

Kpl = (46.3 + 5.45 *  CCD) / 100                                                                   (7.3)

 

Donde:

Kpl      : Eficiencia de producción de leche (%) (0-1)

CCD    : Concentración calórica de 1 kg de MS de dieta (Mcal EM / kg MS)

 

El Kpl Para vacas en lactancia fluctúa entre 58% y 65% (0.58 y 0.65), dependiendo de concentración calórica de la dieta.

Cambio de peso en vacas lecheras.

 

Una vaca cambia generalmente su peso durante la lactancia, no solamente por la energía consumida, sino también por la cantidad de leche producida. Se observa una disminución notoria de peso post-parto, hasta aproximadamente el segundo o tercer mes de lactancia. Esta pérdida de peso es función de la condición corporal del animal y de su potencial lechero.

 

La pérdida de peso de un animal corresponde a tejido movilizado que se transforma energéticamente a producción de leche. La energía neta del tejido que se moviliza es de 4.8 Mcal/kg.  La eficiencia de producción de leche, a partir de esta fuente de energía, es de 82%, por lo tanto, cada kilogramo de tejido movilizado es capaz de producir 3.94 Mcal de energía neta como leche (4.8 * 0.82 ). Si consideramos que cada kilogramo de leche tiene un valor calórico de 0.744 Mcal / Kg de leche, 1 kg de tejido movilizado puede derivar en la producción de 5.3 kg de leche.

 

Si se asume una vaca con peso de 400 kg y condición corporal de 3 (escala de 1 a 5) con una producción potencial de leche 4000 kg/lactancia, ella es capaz de movilizar aproximadamente el 4% de su peso, lo que equivale a 16 kg de perdida de peso en el primer tercio de lactancia (90 a 100 días). Esta movilización equivale a 160 gramos de tejido movilizado por día, con lo cual es capaz de producir 0.848 kg de leche por día durante los primeros 100 días.

 

Durante el segundo y tercer tercio de lactancia el animal debe recuperar ese peso perdido en el primer tercio (16 kg en el ejemplo anterior) lo cual corresponde a una ganancia de peso de 80 gramos diarios.

La  eficiencia de la recuperación de peso durante este periodo (2do y 2er tercio de lactancia) se calcula por:

 

Kgpl  =  19.7  * CCD                                                                                      [8]

 

Cambio de peso en novillos.

 

Dado que el novillo no tendrá requerimiento de gestación ni de producción de leche, la energía metabolizable destinada a producción se destinara a ganancia de peso.

 

La eficiencia con que la energía metabolizable, destinada a ganancia de peso, se transforma en energía neta de ganancia de peso (Kgp) es función de la concentración calórica de la dieta según:

 

Kgp  =  (3 + 18.4  *  CCD ) / 100                                                                   [8.1]

 

Este valor puede fluctuar entre 32% de eficiencia cuando la el CCD es de 1.6 Mcal/kg MS a 50%, cuando la CCD de 2.6 Mcal / kg MS.

 

 

Producción de leche; por energía.

 

La producción de leche esta determinada por:

 

PLE = (EP – EMges) * Kpl / VEleche                                                              [9]

 

Donde:

PLE     : Producción de leche por energía ( kg/dia)

EP       : Energía destinada a producción (Mcal EM/dia)

Kpl      : Eficiencia de producción de leche (0.55 – 0.65)

VEleche : valor energético de 1 kg de leche (Mcal/kg)

 

Cuando el valor de producción de leche es mayor al del potencial correspondiente en un dia determinado, la producción de leche será igual al potencial y el exceso de energía es destinada a ganancia de peso.

 

Ganancia de peso.

 

La ganancia de peso esta determinada por:

 

GPE = (EP * Kgp) / VEgp                                                                              [10]

 

Donde  :

GPE    : Ganancia de peso por energía ( kg/día)

EP       : Energía destinada a producción (Mcal EM/día)

Kgp     : Eficiencia de ganancia de peso (0.35 – 0.51)

VEgp   : Valor energético de 1 kg de ganancia de peso (Mcal/kg)

 

Valor calórico de la ganancia de peso.

 

El valor calórico de la ganancia de peso es función de la cantidad de energía neta destinada a ganancia y del peso del animal. Esto se debe que la composición de la ganancia de peso de un animal pequeño (<100 kg) tiene un contenido menor de grasa que la misma unidad de peso de un animal adulto.

 

VEgp = FR  + (0.3 * ENgp) + (0.0045 * peso)                                              [10.1]

 

Donde:

FR       : Factor raza para corrección de valor calórico de ganancia de peso

VEgp   : Valor energético de 1 kg de ganancia de peso (Mcal/kg)

ENgp   : Energía neta destinada a ganancia de peso.

 

En el caso de animales puros como Holando-Europeo y Hereford el factor raza corresponde a 1.5, mientras que para animales menos especializados el factor puede llegar hasta 3.5

 

Consumo de proteína

 

El consumo de proteína será igual a:

 

CP = CVO * PD * IS                                                                                      [11]

 

Donde:

CP       : Consumo de proteína (kg)

CVO   : Consumo total de alimento (kg MD/dia)

PD      : Porcentaje de proteína de la dieta (0-1)

IS        : Índice de selección (1 – 1.25), utilizado solo al pastoreo.

En caso de concentrados no se incluye.

Utilización de la proteína

 

A continuación se describe la utilización de la proteína

 

Requerimiento de manutención de proteína.

 

La proteína total de manutención es la suma de la proteína metabólica fecal, proteína urinaria endógena y proteína superficial.

 

PTM = PMF + PUE + PS                                                                                [12]


 

Proteína metabólica fecal (PMF).

 

Corresponde al N absorbido previamente y que es colocado a nivel del lumen del aparato digestivo, ya sea en las secreciones o como parte de las descamaciones del epitelio ruminal y de la mucosa  intestinal. Datos generados por el NRC (1985) estiman la proteína metabólica fecal de la siguiente manera:

 

CMSI = CVO * (1-DGC)                                                                                [12.1]

PMF = 0.068 * CMSI / (VBP* TO)                                                               [12.2]

 

Donde:

CVO   : Consumo voluntario (kgMS/día)

CMSI  : Consumo de materia seca indigestible (kg MS / dia)

PMF    : Requerimiento de proteína metabólica fecal (kg / día)

VBP    : Valor biológico de la proteína (0.456)

TO      :Corresponde al reciclaje de Nitrógeno a través de la saliva.. ( 1.15- 1.6)

 

El valor biológico de la proteína (0.456) corresponde a un promedio del valor biológico de los microorganismos del rúmen y puede fluctuar entre 0.4 y 0.55. El TO es el “Turn Over” o reciclaje del nitrógeno, valor que depende de la dieta consumida previamente. Este valor corresponde a una cantidad de nitrógeno que no es necesario entregárselo en la dieta  ya que es re-utilizado como reciclaje de nitrógeno. Su  valor fluctúa entre 15 y 60%.  Por consiguiente el TO es un valor que multiplica al Valor Biológico en el denominador y que fluctúa entre 1.15 y 1.60

 

Proteína urinaria endógena.

 

Existe un catabolismo mínimo de aminoácidos causado por el mantenimiento de los procesos vitales del organismo como producto del catabolismo de proteínas tisulares.  Este valor corresponde a 146 miligramos de nitrógeno por unidad de peso metabólico corregido por el valor biológico.

 

PUE = ((0.146 * 6.25 * (peso^0.75) ) /( VBP*TO))/1000                             [12.3]

 

Donde:

PUE    : Proteína urinaria endógena (kg)

6.25     : Factor de conversión de nitrógeno a proteína

 

Proteína superficial

 

En el requerimiento de manutención se adiciona otras perdidas que forman parte de la proteína superficial; tales como son la reposición de pelo, pezuñas, descamación epitelial dérmica y glándulas sebáceos. El modelo -considera la siguiente relación:

 

PS = ((0.1125 * peso0,75)/(VBP*TO))/1000                                                    [12.4]

 

Donde:

PS: Requerimiento de proteína superficial (kg/día)

 

Para obtener los valores de requerimiento de proteína cruda de manutención se utilizaron eficiencias de 45% para corregir los requerimientos de proteína endógena urinaria y superficial y de 67% para la estimación de proteína metabólica fecal.

 

 Proteína para producción

 

Este valor corresponde al consumo de la proteína total menos el requerimiento de proteína total para manutención.

 

PP = (CVO * PD) – PTM                                                                               [13]

 

Donde:

PP       : Proteína destinada a producción (kg/día)

CVO   : Consumo de alimento (kg MS/día)

PD      : Proteína de la dieta (porcentaje 0-1)

PTM    : Proteína total para manutención (kg/día)

 

Producción de leche.

 

El contenido de proteína de un kilogramo de leche depende de la raza, por lo que es necesario conocer la composición de la leche. El porcentaje de caseína de leche fluctúa entre 2.5 y 4.5 %, teniendo la raza Holstein un contenido de proteína de aproximadamente 3.5 %, esto es 35 gramos de proteína por cada kilogramo de leche.

El valor proteico de 1 kilogramo de leche es igual a:

 

VPL = (Cas * 10 /( 0.456*TO))/1000                                                             (9.7)

 

Donde  :

VPL    : Cantidad de proteína requerida para producir un litro de leche

(kg proteína/kg leche).

Cas      : Porcentaje de caseína en la leche (2.5 – 4.5 %)

0.456        : Valor biológico de la proteína microbial

TO      : “Turn over” del nitrogeno ( valor entre 1.15 y 1.6)

 

Ganancia de peso.

 

El valor proteico de la ganancia de peso dependerá de la raza y del peso del animal. Según García (2002) el porcentaje proteína de 1 kilogramo de peso en novillos Holstein de entre 1 y 5 años es de aproximadamente 16%. Por consiguiente en 1 kilogramo de peso habrían 160 gramos de proteína.

 

VPGP (PPGP * 10)/ ( 0.456*TO))1000                                                          (9.8)

 

Donde:

VPGP  : Cantidad de proteína requerida para ganar un kg de peso (kg)

PPGP  : Porcentaje de proteína en ganancia de peso (15 – 18%)

0.457        : Valor biológico de la proteína microbial

TO      : “Turn over” del nitrogeno ( valor entre 1.15 y 1.6)

 

Después del termino del primer tercio de lactancia el animal debe ganar el peso que perdió durante el primer tercio  de lactancia esta perdida dependerá del potencial productivo de la vaca y de su condición corporal. La recuperación de peso perdido durante lactancia tiene una proteína estimada de aproximadamente 10%, ya que corresponde a movilización de tejido fundamentalmente graso con tejido conectivo.

 

Predicción de la  producción por proteína

 

Producción de leche.

 

PLP = PDP / VPL

 

Donde:

PLP     : Producción de leche por proteína

PDP    : Proteína disponible para producción

VPL    : Valor proteico de la leche

 

Ganancia de peso.

 

PGP = PDP / VPGP

 

Donde:

PLP     : Producción de leche por proteína

PDP    : Proteína disponible para producción

VPGP  : Valor proteico de la ganancia de peso

 

Predicción de la Producción real ( PLR).

 

La producción real corresponderá al  valor menor entre la predicción de leche o de ganancia de peso por energía (PLE,GPE) y la predicción de leche o ganancia de peso por proteina (PLP,PGP).

 

PLR = MIN(PLE : PLP)                                                                                                        (12.1)

 

GPR= MIN(GPE : PGP)                                                                                                         (12.2)

 

Ø      Verificación.

 

Esta etapa  es considerada de mucha importancia y se refiere a determinar la racionalidad de los resultados que entrega el modelo bajo diferentes escenarios. Una buena forma de verificar los resultados es correr el modelo en condiciones reales y consultar a agricultores si dada las condiciones impuestas, le parece razonable la respuesta. Esta etapa en el desarrollo de la simulación no corresponde necesariamente a una evaluación estadística de las respuestas. Así, en este caso los resultados entregados por el modelo han sido considerados por diferentes productores de Argentina, Bolivia, Chile, Costa Rica, Colombia, Panamá, Perú y China (Tibet) como valores razonables.

 

Ø      Validación

 

Shannon (1975) señala que la validez y veracidad  de un modelo de simulación debe evaluarse en función del propósito para el cuál fue desarrollado. Aguilar y Cañas (1992), Aguilar (1997) señala que la validación consiste en la aceptación de la funcionalidad del modelo a partir de procedimientos estadísticos considerando un nivel aceptable de confianza.

 

Para la validación se tomó en consideración los datos registrados respecto a producción de vacas lecheras Holstein y Cruzadas (Holstein x Cebú) a lo largo del período de lactancia. Así, las producciones registradas para cada una de las razas en estudio fueron utilizadas para general una curva promedio de producción y  límites de confianza superior e inferior a un nivel de significancia de 95%.

 

Las curvas de producción identificadas como límite inferior y límite superior fueron generadas por medio de la función gamma incompleta (Wood, 1967):

 

Yt = a * tb * e(-c*t)

 

Donde:

Yt         : Producción promedio por día del período de lactancia (kg/día)

T         : Tiempo de lactancia (días)

a, b, c  : Parámetros característicos de la función

e          : Función exponencial (Base de Logaritmo Neperiano)

 

Los parámetros correspondientes a cada límite de confianza se muestran en el cuadro (y) y fueron calculados por medio de la siguiente relación:

 

Donde:

LC        : Límite superior (+) e inferior (-) de cada uno los parámetros de la curva gamma incompleta.

       : Promedio correspondiente a cada parámetro

S         : Desviación estándar del promedio de cada parámetro

n         : Número de observaciones

t          : Valor  “t tabulado”para  nivel de confianza a  y  grados de libertad g.

 

 

Cuadro 5. Parámetros de la curva de lactancia (a, b y c) y producción total de leche por lactancia para ganado Holstein y cruzados

 

Tipo de ganado

Parámetros

Producción total

Holstein

a

b

c

 

Media

14.485

0.0775

0.00289

3,656±`161

Sx

1.335

0.0341

0.00046

 

Límite inferior

13.150

0.0434

0.00244

3,494

Límite superior

15.820

0.1116

0.00335

3,818

Cruzados

 

 

 

 

Media

13.361

0.0907

0.00373

3,206±201

Sx

1.464

0.0456

0.00078

 

Límite inferior

11.897

0.0451

0.00295

3,005

Límite superior

14.825

0.1363

0.00451

3,408

 

Componentes del retorno financiero en el engorde (Metodología).

 

El cálculo de los componentes del retorno financiero, módulo que se halla incorporado en los modelos Dairy y Beef, consideran las siguientes variables:

 

T = Tiempo de engorde

C = Costo de compra del ganado

R = Retorno por venta

p = precio por kg (peso vivo)

w = peso vivo, kg.

d = cambio en C, R, p o w sobre el periodo de engorde

o = original (precio o peso vivo); comienzo del engorde

f  = fiinal (precio o peso vivo)

 

I = [((R-C)/C) * (365/T)] * 100                                                  (1)

 

Las ecuaciones para C, R y d (R) son:

 

C = P. x W.                                                                              (2)

R = Pf x W f                                                                             (3)

d (R) = R – C                                                                           (4)

 

Por definición

Pf = Po + d(p)                                                                           (5)

Wf = Wo + d(w)                                                                       (6)

 

Luego d

 

(R) = d(p) x Wo + d (w) x Po  + d (p) * d (w)                                                                          (7)

 

dividiendo (7) por d (R) si tiene

 

100 = % (d(p) * Wo) + % (d(w) * Po) + % (d(p) * d(w))

 

Tres componente

 

a)      Precio; el cual es igual al cambio de precio por su peso original.

b)      Peso; igual al cambio de precio por su precio original.

c)      La interacción; igual cambio de peso por cambio en peso.

 

El componente de precio es el reparto de ganancia desde el precio original incrementando a precio constante sobre el periodo de engorde.

 

Si el componente precio fuera igual a 100% el animal podría no haber ganado peso durante el engorde; cualquier ingreso ganado por el producto podría ser debido al precio pagado en la compra.

 

El componente de peso representa la ganancia desde el peso original incrementando a precios constantes sobre el periodo de engorde. Si este componente es igual a 100%, el cambio de peso podría ser igual a cero, cualquier ingreso ganado puede ser por haber tenido al animal gordo.

 

La interacción comparte las ganancias resultantes de la interacción de precio y peso en el periodo de engorde. No puede ser igual 100% desde que implica que ambas (precio y peso) son igual a cero. Una interacción puntual significa que ganancia de peso estan asociadas con la ganancia por precio.

 

Referencias

 

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Aguilar, C. 1997. Simulación de Sistemas, Aplicaciones en producción animal. Colección en Agricultura, Departamento de Zootecnia, Pontificia Universidad Católica de Chile. 241 p.

 

Allende,  R. 2002  In Cañas, R.; Allende, R. 2002. Nutrición y Alimentación Animal. 3ra. Edición, En Prensa , CIP, SLP, BTA.

 

Blaxter, K.L. 1964. Metabolismo energético de los rumiantes. G. Gonzáles y Gonzáles (Trad.) Zaragoza, españa. Ed. Acribia. 314 p.

 

Cañas, R.; Quiroz, R.; LeónVelarde, C.; Posadas, A.. 2002. Determination of metabolizable energy for grazing. Production System and natural Resource Management Department, International Potatoe Center. Working paper No.6 : 20 p.

 

Cañas, R.; Aguilar, C. Uso de la Bioenergética en producción de bovinos. In Simulación de sistemas pecuarios. RISPAL – IICA, serie de ponencias, resultados y recomendaciones de eventos técnicos. San José – Costa Rica. 11-100 pp.

 

Cañas, R.. 1974. The lactational efficiency complex in rats. Ph. D. Thesis. Departament of Animal Science, University of California at davis. 175 p.

 

Centro Latinoamricano de Demografía (CELADE). 200. Boletín demográfico No. 66, Julio de 2000.

 

García, G.F. 1992. Requerimiento de proteína en ganado lechero. In Simulación de sistemas pecuarios. RISPAL – IICA, serie de ponencias, resultados y recomendaciones de eventos técnicos. San José – Costa Rica. 101-152 pp.

 

Garrett, W.N.; Meyer, J.H.; Lofgreen, G.P. 1959. The comparative energy requieriments of sheep and cattle for maintenance and gain. Journal of Animal Science 18: 528-547.

 

Jamieson, W.S.; Hodgson, J. 1979. The effect of daily herbage allowance and sward characteristics upon the ingesture behaviour and herbage intake of calves under strip grazing management. Grass and Forage Science 34:261-271.

 

Ministerio de Planificación y Políticas Económicas (1993). Situación Demográfica y Políticas de Población en Costa Rica.  San José-CostaRica.

 

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Shannon, R.E. 1975. Systems simulation: The art and science. Englewoog Cliffs, New Jersey, Prencite-Hall, Inc. 387 p.

 

White, D.H., Nagorcka, B.N. y Birrel, H.A. 1979. Predicting wool growth of sheep under field conditions. In Phisiological and Environmental Limitations to Wool Growth. Ed. By J.L. Black and P.J. Reis. University of New England. 139 pp.

 

Wood, P.D.P. 1967. Algebgraic model of the lactation curve in cattle. Nature (London) 216: 164.

 

Zoccal, R., Avendaño, J., Hazard, s., Cañas, R. (1987): Un Modelo de Simulación para la Producción de carne Bovina a Pastoreo. Agr. Tec. 47(4): 378 - 389.

 

Zocal, R. 1984. Evaluación de la producción de carne en un rebaño hereford a pastoreo mediante un modelo de simualción. Tesis de Master en Ciencias. Programa de Post Grado en Producción Animal, Facultad de agronomía, Universidad católica de Chile. 190 p.

 

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