Costo energético de la actividad de vacunos en pastoreo y su efecto en la producción (Parte 1)

PhD MVZ Oscar N. Di Marco, MVZ Mario S. Aello
Investigación en Facultad de Ciencias Agrarias Universidad de Mar del Plata (Argentina)

1. Introducción
   El costo energético extra de la actividad de bovinos en pastoreo es debido al efecto combinado del gasto de energía inherente a las acciones de caminar y pastorear o cosecha de forraje. Se considera que la actividad de rumia y de echarse y levantarse no difieren de los animales en confinamiento (Mc Graham, 1964a; Osuji, 1974; Holmes, McLean and Lockyer, 1978; Havstad y Malechek, 1982).
   
2. Si bien existe abundante informacióndisponible sobre el tema, hay grandes divergencias en cuanto a la magnitud que distintos autores asignan al costo energético de la caminata y cosecha de forraje. En consecuencia, es difícil estimar con precisión el costo energético total de la actividad del animal en pastoreo. La controversia existente en el tema se
   origina porque las diferentes metodologías experimentales que se utilizan en las
   investigaciones pertinentes arrojan distintos valores.
   
3. En cuanto al tipo de metodología utilizada los estudios se pueden agrupar en tres categorías. Los primeros son los provenientes de calorímetros o cámaras de respiración, donde los animales se encuentran en condiciones artificiales y restringidos a los aparatos de medición. El segundo tipo de información surge de estimaciones de parámetros fisiológicos que varían en el mismo sentido que el gasto de energía, como dióxido de carbono, oxígeno y tasa cardíaca, entre otros. Finalmente están los experimentos que estiman si la actividad tiene algún efecto negativo en la
   evolución del peso vivo, en la producción de leche, o en parámetros reproductivos. A continuación se analiza el tema, utilizando la información proveniente de distintos experimentos, conjuntamente con información propia obtenida en Balcarce con la técnica del radiocarbono. El objetivo del análisis es aportar evidencias experimentales para clarificar las siguientes tres preguntas que generalmente se han usado como sinónimos.

• ¿Qué efecto puede tener el aumento del
  costo de mantenimiento en la producción
  de vacunos en pastoreo?

1. Magnitud de la actividad en pastoreo.
   2.1. Distancia recorrida.
   En potreros de mediana extensión (320 ha) se han registrado valores promedios de 4.7 km/día (Lahtrop y otros, 1988). En extensiones de 1464 ha, con distancias a la bebida de 5.6 km, se ha observado que las vacas Hereford caminaron 7.9 km y las Santa Gertrudis 12.6 km (Herbel y Nelson, 1966). Utilizando en el primer caso 1.5 h
   y en el segundo casi 3 h. Para el caso de pastoreo intensivo con vacas lecheras en
   potreros de 0.1 ha se han registrado valores de 0.9 km/día (Arnold y Dudzinski, 1978).
   En pastoreo continuo intensivo se encontró

• ¿Cuál es el costo energético de la caminata
  y pastoreo en animales en libre actividad?
• ¿En qué medida la actividad de vacunos en
  pastoreo afecta el costo de mantenimiento
  del animal?

2. Magnitud de la actividad en pastoreo.
   2.1. Distancia recorrida.
   En potreros de mediana extensión (320 ha) se han registrado valores promedios de 4.7 km/día (Lahtrop y otros, 1988). En extensiones de 1464 ha, con distancias a la bebida de 5.6 km, se ha observado que las vacas Hereford caminaron 7.9 km y las Santa Gertrudis 12.6 km (Herbel y Nelson, 1966).
3. 2.2 Utilizando en el primer caso 1.5 h y en el segundo casi 3 h. Para el caso de pastoreo intensivo con vacas lecheras en potreros de 0.1 ha se han registrado valores de 0.9 km/día (Arnold y Dudzinski, 1978).
   En pastoreo continuo intensivo se encontró

2.3. Concepto de gasto de energía. La energía metabolizable del alimento (EM) consumida por el animal, en parte se pierde como calor (C) y el resto se retiene (o excreta) como producto (energía retenida, ER), de acuerdo a la siguiente relación: que los animales caminaban 5.8 km/día y en rotativo entre 6 a 8 km/día (Walker y Heitschmidt, 1989). En cambio Hepworth y otros (1991) encontraron valores entre 2 a 3 km a cargas de 4 novillos entre 9 y 12 ha,
para pastoreo rotativo y continuo. Por su parte Quinn y Harvey (1970) determinaron distancias de 3.2 y 4.3 km/día para novillos en cargas bajas y altas respectivamente.
Thomson y Barnes (1993) indica que las distancias recorridas por vacas lecheras en Nueva Zelanda varían entre 2 a 7 km/
ordeñe, a un paso entre 2 a 3 km/h, con grandes variaciones entre tambos y entre días en un mismo tambo.
Para la mayoría de los sistemas de producción, intensivos y semi-intensivos, se puede esperar que los vacunos caminen
entre 3 a 5 horas y recorran un distancia entre 2 a 8 km.
2.4. Tiempo de pastoreo. Se estiman tiempos de pastoreo diarios de 7 horas, con diferencias entre vacunos de distinto tamaño adulto. Los animales de mayor frame tienden a pastorear hasta 70 minutos más por día. El tiempo de pastoreo máximo no supera las 10 horas/ día (Erlinger y otros, 1990). El tiempo total de pastoreo oscila entre 9 a 10 hora/día en las distintas estaciones del año, con variaciones entre tiempo de pastoreo diurno y nocturno según la época del año. En general el pastoreo nocturno aumenta en la medida que disminuye el foto período (Aello y Gómez, 1984). EM = Calor + ER

El calor es el resultado de todos los procesos fisiológicos y metabólicos que demandan ATP, en el cual se incluye la contracción muscular. La retención (ER) representa la energía almacenada como grasa, proteínas y además lactosa, en el caso de la leche. El costo energético de las acciones de caminar y cosechar el forraje, es en última instancia
la demanda de ATP requeridos para las respectivas contracciones musculares de caminar y cosechar el forraje. Según la
ecuación, una producción extra de calor por actividad tiene que afectar en la misma proporción la ER, a menos que se
compense por un incremento proporcional del consumo de EM.
2.5. Trabajo muscular y demanda energética. La unidad estructural del músculo es la fibra muscular, que está formada por miofibrillas embebidas en un medio semilíquido. El contenido celular tiene un 65 % de la proteína muscular en forma fibrilar y otro 35 % en una fracción amorfa en estado acuoso en el retículo sarcoplásmico. Las miofibrillas están formadas por 55 % de miosina, 20 % de actina, 7 % de tropomiosina, 3 % de troponina y 15 % de otras. La miosina se distribuye en capas externas y la actina en el medio, pudiendo ambas deslizarse unas sobre otras durante
la contracción y relajación muscular.

Para que la contracción ocurra es necesario que se libere Ca del retículo sarcoplásmico y forme un complejo con la troponina, permitiendo que la miosina y la actina se deslicen una sobre otra y el músculo se contraiga. Posteriormente el Ca tiene que ser bombeado de vuelta al retículo sarcoplásmico con gasto de ATP, para que la tropomiosina inhiba la troponina y ambas proteínas vuelvan a su estado inicial o de relajamiento muscular.
La demanda ATP está estequeométricamente relacionada con el desprendimiento de calor, con el consumo de oxígeno y con la producción de CO2. Esto es debido a que cada mol de ATP utilizado tiene que ser generado por la oxidación de glucosa, AGVs, grasas o proteínas. Cuando se oxidan AGVs se desprenden 20 Kcal por mol de ATP (Blaxter, 1971). A su vez, se requiere consumir 1 litro de oxígeno durante dicha oxidación cada 5 kcal y se produce 1 litro de CO2 cada 5.26 Kcal (Elia y otros, 1988).

El gasto energético de la contracción muscular, como el de otras funciones, puede medirse en kilocalorías (kcal) o megacalorías (Mcal), o en términos de los mililitros de O2 consumido o de CO2 producidos durante la actividad.

3. Metodología disponibles para estudiar el gasto energético de la actividad. El gasto energético se puede estimar por medio de calorimetría directa, o midiendo el consumo de oxígeno y producción de dióxido de carbono, que se conoce como calorimetría indirecta. También se utiliza la medición de parámetros fisiológicos correlacionados con la producción de calor, y por la reducción de la producción de carne o leche.

• Calorimetría directa o indirecta, lo cual requiere confinar el animal por un corto tiempo en calorímetros o cámaras
  de respiración (Clapperton, 1964; McC Graham, 1964, Holmes y otros, 1978). La limitante principal es que el animal está restringido de movimiento y en un medio artificial, donde solamente se pueden realizar estudios de corta duración.
• Estimación de parámetros fisiológicos. Tasa cardíaca (Chabot, 1992, citado por White, 1993), o intercambio gaseoso en ovinos traqueomizados (Young y Webster, 1963) y tasa de dilución del radiocarbono (Di Marco y otros, 1994), son los métodos más utilizados en ovinos y vacunos.

• Variaciones de parámetros productivos. Algunos autores como Lamb y otros (1979), Nicholson (1987) y Thomson y
  Barnes (1993), han evaluado el efecto de la actividad sobre la ganancia de peso, producción de leche, porcentaje de pariciones u otros parámetros productivos. Es importante recalcar que este enfoque mide si la actividad afecta la producción y no el costo de la actividad.
  3.1. Costo de la actividad según calorimetría. Ribeiro y otros (1977) concluyen que el costo de mover 1 kg de peso es relativamente constante entre especies, con un valor de 0.49 kcal/kg/km. Este valor promedio ha
  sido utilizado como base de los cálculos para tablas de alimentación y coincide con trabajos previos de Brody (1945, citado por Osuji, 1974) que estimaron 0.45 kcal/kg/ km. El costo de comer ha sido estimado por Osuji (1974) en 0.62 y 0.45 Kcal/kg/h de consumo de heno cortado y en pastoreo, respectivamente.
  
• Los datos citados indican que el costo energético de caminar 1 km y de pastorear 1 hora son similares, con un valor promedio cercano a 0.5 kcal/ kg de peso del animal. Utilizando este valor de gasto energético
  se puede estimar que el costo extra de un vacuno que camina 6 km y pastorea 10
  horas, es del orden del 30 a 40 %, con respecto al de un animal en corral.
  McC Graham (1964) estima, que el gasto energético por actividad en ovinos incrementa la producción de calor un 34 a 72 %, según la disponibilidad de la pastura. Ribeiro y otros (1977) concluye que el gasto de energía de vacunos que caminan 6 km/ día aumenta un 24 %. Havstad y Malechek (1982) estimaron la tasa de producción de CO2 en vaquillonas en pastoreo y en jaulas consumiendo el mismo forraje, y concluyeron que las primeras tenían un gasto de energía 46 % más alto. Holmes y otros (1978) midieron la producción de oxígeno de novillos en pastoreo antes, durante y después del consumo, llegando a concluir que la acción de cosechar el forraje podría aumentar el gasto de energía entre 0.1 al 8 % en una buena pastura y entre 1.3 a 15.7 en una de baja calidad.

4. efecto de la actividad en la producción. Lamb y otros (1979) compararon el efecto de caminar 1.6 km día en vaquillonas lecheras de 2 años. La caminata se realizó a 5.5 km/h, durante 40 días preparto y/o durante 10 días postparto. El efecto de caminar 50 días incrementó el consumo de energía de 41.6 a 43.6 Mcal/día (2 Mcal/d)
   y la producción de leche aumentó de 19.9 a 22.8 kg/día sin cambios en la composición de la misma. En 285 días de lactancia los animales que caminaron produjeron 184 kg de grasa y los que permanecieron estabulados 176 kg. Es decir, produjeron 8 kg más de grasa con un consumo adicional de 75 Mcal que equivalen a una suplementación de 24 kg de concentrados.
   Las vacas que caminaron requirieron menos servicios por concepción, mejoraron la facilidad de parto y aumentaron la eficiencia del uso del alimento. El experimento no comprobó la hipótesis anticipada de que “el ejercicio aumentaría
   el consumo o reduciría el peso corporal”. Sin embargo, los resultados de otro experimento del mismo autor no mostraron ventajas del ejercicio en vacas adultas.
   Por lo tanto hay una interacción entre la velocidad, distancia, duración y edad de la vaca que aún no ha sido elucidada.