Requerimientos Mantenimiento (I).v2015

Requerimientos Animales

Ing. Agr. Gustavo Jaurena (MSc., PhD) - Profesor Asociado

Ing. Agr. Pablo Cañada - Ayudante Primero

2015

Cátedra de Nutrición y Alimentación Animal

Departamento Producción Animal Facultad de Agronomía - UBA

Objetivos

Comprender la importancia de conocer los

requerimientos animales para el cumplimiento de sus

funciones vitales y la producción animal racional.

Conocer la racionalidad de la estimación de los

requerimientos animales.

Reconocer las demandas energéticas y de nutrientes de

las principales funciones vitales y órganos.

Predecir los requerimientos de mantenimiento y

producción para distintos planteos productivos

Contenidos Requerimientos I

• Energía

• Req. de Mantenimiento

• Metabolismo Estándar

Requerimientos II

• Req. para la producción

• AFRC – NRC

• Programas

Requerimientos III

• Sistemas Productivos básicos

• Ejercitación

• Programas

Requerimientos

animales

Principios del sistema de alimentación

Producción Animal

Alimentos y

Nutrientes Requerimientos

Relaciones funcionales

Evaluación

Alimentación

¿Para qué necesitamos conocer los

requerimientos?

Los animales para mantenerse vivos deben cubrir sus necesidades diarias de nutrientes y energía.

Los animales para producir deben cubrir niveles mas elevados de nutrientes y energía

Es necesario determinar los requerimientos animales para poder predecir la respuesta a los nutrientes

Predecir la respuesta a los nutrientes es de aplicación práctica

Fundamento de las predicciones

Predicción implica extrapolación de información

obtenida de individuos experimentales a

condiciones generales y futuras

La validez de las predicciones se basa en la teoría

sobre la que se apoya

Las predicciones son cuantitativas

La investigación tradicional en nutrición animal

se ha focalizado en estimar los requerimientos

(especialmente energía y proteína) para un

nivel predeterminado de producción animal

Consecuentemente el método factorial ha sido

ampliamente utilizado

M M + C M + C + L

La expresión tabulada de los requerimientos

animales son un intento de orientar en la resolución

de un problema complejo.

Los resultados presentados en las tablas de

requerimiento son una simplificación de complejas

leyes biologicas.

No hay duda de que éstos lineamientos serán

suplantados por otros mejores, en la medida que

progrese el conocimiento sobre estas leyes

Extraído de W.A. Henry (1892)

Requerimientos

Animales: Energía

Concepto de la Energía

Propiedad asociada a los objetos y sustancias

En los alimentos se obtiene por combustión y se

denomina Energía Bruta (EB)

Se la considera primero porque:

La mayoría de los constituyentes de la dieta,

salvo los minerales, aportan energía

La mayoría de los ingredientes de la ración

diaria son incluidos para proveer energía y

representan una proporción mayoritaria de la

ración en peso (kg) y costo ($)

Las tasas de suministro de energía y

utilización determina las de otros nutrientes

e.g. proteína, vitaminas

Ejemplo: Porcinos

Van Milgen et al., 2003

Deposición de proteína en cerdos alimentados a dos

niveles de energía

0

E1 (subóptimo)

Consumo de proteína

Deposic

ión d

e p

rote

ína

E2 (óptimo)

Ejemplo: Bovinos

Schroeder et al., 2007

Partición de la energía del alimento

Energía Bruta

(EB)

Energía Digestible

(ED)

Energía Metabolizable

(EM)

Energía Neta

(EN)

Energía perdida en las heces

Energía perdida en la orina y los gases

Incremento calórico

Energía retenida

Mantenimiento

•La ENm es utilizada para

efectuar trabajo dentro del

organismo y abandona al

animal como calor

•La ENp (leche, huevo,

crecimiento, músculo, lana) es

almacenada en el organismo o

lo abandona como energía

química.

Partición de la energía del alimento

Mantenimiento

Gestación

Lactación

Crecimiento

Trabajo

Alimentos

Desperdicios

Digestión

Nutrientes

Absorción

Metabolitos

Tejidos

Metabolismo

Excreción

• Síntesis de Leche Lactación

• Crecimiento Fetal

• Crecimiento placenta y tejidos anexos Gestación

• Retención de Tejidos Crecimiento

• Actividad Física

• Actividad voluntaria Trabajo

• Metabolismo estándar

• Termorregulación

• Trabajo muscular Mantenimiento

Mantenimiento

Un animal se encuentra en mantenimiento

cuando su composición corporal

permanece constante.

McDonald et al., 1995

Mantenimiento

• Composición corporal constante (es decir

no sintetiza producto alguno)

• No efectúa trabajo

• Balance cero (energía, proteína, etc.)

• La definición sólo se aplica a animales

adultos, no preñados, ni lactando

Metabolismo Estándar (ME)

Condiciones del animal para su medición:

Buena condición nutricional

Estado postabsortivo

Reposo muscular (no dormido)

Ambiente termoneutro (25°C)

Causas del Metabolismo basal o de ayuno

Trabajo fisiológico (actividad cardiaca, respiratoria y peristaltismo intestinal)

Actividad de la ATPasa Na/K

Biosíntesis de proteínas y grasas

Di Marco, 1998

Peso y gasto energético de distintos tejidos

Tejido Peso

(% PV)

Gasto energético

(% Ayuno)

Hígado + corazón 2.2 30.0

Tejido muscular 41.0 23.0

Tracto gastrointestinal 6.5 9.0

Tejido graso 15.0 8.0

Riñones 0.3 7.0

Cuero 6.3 2.7

Otros 20.7 17.8

Adaptado de Di Marco, 1998

Metabolismo de ayuno. Ejemplos

Animal

PV(kg)

Metabolismo (MJ/d)

Por animal Kg PV m2/PV Kg PV0,75

Vaca 500 34,1 0,068 7,0 0,32

Cerdo 70 7,5 0,107 5,1 0,31

Hombre 70 7,1 0,101 3,9 0,29

Oveja 50 4,3 0,086 3,6 0,23

Gallina 2 0,6 0,300 - 0,36

Rata 0,3 0,12 0,400 3,6 0,30

McDonald, 2006

Metabolismo basal en función del peso vivo

y = 72,209x0,731

0

10000

20000

30000

40000

0 500 1000 1500 2000 2500 3000 3500 4000 4500

Me

tab

. e

stá

ndar

(Kca

l/d

)

Peso vivo (kg)

Peso metabólico (PM)

Medida de tamaño corporal

fisiológicamente activo

Tejidos con distinta actividad metabólica

Distinta proporción de órganos y tejidos

Dependiente del peso vivo (PV)

Permite comparaciones entre especies y

animales de distinto tamaño

Peso metabólico (PM) = PV0.75

Importancia de contar con una correcta definición

de los requerimientos de mantenimiento

Cubre las necesidades mas básicas y

prioritarias respecto a las funciones

productivas

Alta incidencia sobre los requerimientos

totales del animal

Permite minimizar errores de sub o sobre

alimentación

Factores que modifican

los requerimientos

energéticos de

mantenimiento

Metabolismo Estándar y especie

La producción de calor

interespecífica media

fluctúa entre

70 y 77 kcal/PV0.75

Sin embargo hay variación

entre especies, por ejemplo:

ovinos < 60 kcal/PM y

bovinos > 75 kcal/PM

Metabolismo estándar

Trabajo muscular

Regulación de la temperatura

Metabolismo estándar y especie

Ley de Kleiber

Metabolismo estándar

Trabajo muscular

Regulación de la temperatura

Metabolismo estándar y especie

Metabolismo estándar, edad y

género

Metabolismo estándar

Trabajo muscular

Regulación de la temperatura

Composición corporal y edad

Di Marco, 1993

Metabolismo estándar

Trabajo muscular

Regulación de la temperatura

Metabolismo estándar y

alimentación previa

Metabolismo estándar

Trabajo muscular

Regulación de la temperatura

Metabolismo estándar y clima

Frio prolongado:

Aumenta la

producción basal de

calor

Calor prolongado:

Disminuye la

producción basal de

calor

Metabolismo estándar

Trabajo muscular

Regulación de la temperatura

Mantenimiento energético y

trabajo muscular

Intensidad del esfuerzo físico

Duración del esfuerzo físico

Metabolismo estándar

Trabajo muscular

Regulación de la temperatura

Mantenimiento energético vs.

velocidad y tipo de terreno

Velocidad

(km/h) Terreno

Incremento en el costo

energético*

Kcal/kg/h Kcal/kg/km

1 Plano 0.51 0.13

2 Plano 0.98 0.12

2 Pendiente 1.36 0.14

Incremento por encima del costo estimado en corral (82.6 kcal/d-kg0.75)

DiMarco y Aello, 2002

Metabolismo estándar

Trabajo muscular

Regulación de la temperatura

Costos energéticos de

desplazamiento para ovinos de

50 kg PV

1000

1500

2000

2500

0 2 4 6 8 10

Distancia recorrida (km)

EM

(kcal/d

)

Adaptado del AFRC, 1993

Mov. vertical: 100 m

Actividad: 12 h/d

Mov. diarios: 12

Metabolismo estándar

Trabajo muscular

Regulación de la temperatura

Mantenimiento energético y

temperatura ambiente

Los homeotermos mantienen su

temperatura corporal constante

La producción de calor es constante

Pérdidas:

Sensibles: radiación, conducción y

convección.

Evaporativas: 2.52 MJ/kg agua

Metabolismo estándar

Trabajo muscular

Regulación de la temperatura

Temperatura corporal profunda

Temperatura ambiente

Pro

ducció

n d

e c

alo

r

Pérdida evaporativa

Zona de

termoneutralidad

Temperatura

crítica inferior

Alimentado

Temperatura

crítica superior

Metabolismo estándar

Trabajo muscular

Regulación de la temperatura

Temperatura crítica mínima para

bovinos con velocidad del viento

de 0 y 15 km/h

Ternero recién nacido: 18 y 28 ºC

Novillo ganando 800 g/d: -32 y -10 ºC

Vaca lechera a mantenimiento: -8 y 10 ºC

Vaca lechera, 30 kg leche/d: -30 y -20 ºC

Metabolismo estándar

Trabajo muscular

Regulación de la temperatura

Requerimientos de

mantenimiento y ambiente

Condiciones climáticas (aumentan los requerimientos de mantenimiento

como un porcentaje del ME)

Viento

Lluvia

Temperatura ambiente (Tc)

Barro

Metabolismo estándar

Trabajo muscular

Regulación de la temperatura

Actividad voluntaria

Corrige la ENm por factores ambientales

Movimiento

5% jaula metabólica

10% corral

20-50% pastoreo Disponibilidad forrajera

Clima

AV (Mcal) = ME (Mcal) x AV (%)

•Síntesis de Leche Lactación

•Crecimiento Fetal

•Crecimiento placenta y tejidos anexos

Gestación

•Retención de Tejidos Crecimiento

•Actividad Física

•Actividad voluntaria Trabajo

•Metabolismo estándar

•Termorregulación

•Trabajo muscular Mantenimiento

Cálculos

ENm = Prod.Calor Interespecífica x PM + ME x %AV

Metabolismo Estándar

(ME)

+ Actividad voluntaria

(AV)

ENm = X kcal/d x PV 0.75 x (1 + %AV/100)

ENm =

• Bovinos de carne= 77 kcal/d

• Bovinos de Leche = 80 kcal/d

• Ovinos = 60 kcal/d

Ejemplo

ENm = 77 kcal/d x PV 0.75 x (1 + %AV/100)

PV = 180 kg; AV = 20%

ENm = 77 kcal/d x 180 0.75 x (1.20)

ENm = 4541 kcal/d = 4.5 Mcal/d = 19 MJ/d

Síntesis

Podría parecer que conocer los requerimientos de

mantenimiento es sólo de importancia académica, pero

en la aplicación práctica su gravitación es enorme

Capper, 2011

Importancia de predecir correctamente los

requerimientos de mantenimiento

Cubre las necesidades mas básicas y prioritarias respecto a las funciones productivas

Alta incidencia sobre los requerimientos totales del animal

Permite minimizar errores de sub o sobre alimentación

Participación del mantenimiento en el requerimiento

total en función del nivel de producción

En

erg

ía m

eta

bo

liza

ble

re

qu

eri

da

Mantenimiento

Producción de

leche

Meses

Capper et. al, 2009

Ejemplo oveja de cría (50 kg PV y 100% parición)

días EM

(Mcal/d)

EM

(Mcal) %

Período no prod. 113 2.0 226 22

Flushing 35 3.4 119 11

Gestación 1 105 2.4 252 24

Gestación 2 28 3.3 92 9

Lactancia 1 49 4.9 240 23

Lactancia 2 35 3.4 119 11

Total 365 1048 100

Adaptado del NRC, 1985

Ejemplo oveja de cría (50 kg PV y 0% parición)

días EM

(Mcal/d)

EM

(Mcal) %

Período no prod. 330 2.0 660 85

Flushing 35 3.4 119 15

Gestación 1 0 2.4 0 0

Gestación 2 0 3.3 0 0

Lactancia 1 0 4.9 0 0

Lactancia 2 0 3.4 0 0

Total 365 779 100

Adaptado del NRC, 1985

Ejemplo oveja de cría (50 kg PV y 100% parición)

El mantenimiento anual derivado

del metabolismo de ayuno

asciende a 730 Mcal/año, es

decir el 70% de los

requerimientos anuales

Actividades

Resolver para la prox. clase

Para un tambo calcular los requerimientos

energéticos de mantenimiento de una vaca

adulta de 581 kg de PV en pastoreo con:

AV = 25% ; AV = 35% ; AV = 45%

En un establecimiento de cría con un rodeo de

100 vacas adultas (PV=420 kg), 20 vaquillonas

(PV= 320 kg) y 5 toros (PV=700 kg) calcular los

requerimientos energéticos totales. NOTA: Aclarar la

escala temporal.

Bibliografía

Nutrient Requirements of Beef Cattle: Seventh Revised Edition:

Update 2000

NRC Model Software

Nutrient Requirements of Dairly Cattle: Seventh Revised Edition,

2001

http//www.nap.edu/catalog/9791.html

http//www.nap.edu/books/0309069343/html/related.html

Capper, J. 2011. The environmental impact of beef production in the

United States: 1977 compared with 2007.

Capper, J., Cady, R. and Bauman, D. 2009. The environmental

impact of dairy production: 1944 compared with 2007

Van Milgen, J. and Noblet, J. 2003. Partitioning of energy intake to

heat, protein, and fat in growing pigs

Schroeder, G. and Titgemeyer, E., 2007. Interaction between protein

and energy supply on protein utilization in growing cattle: A review