Repositorio Institucional de Documentos

CENTRO INTERNACIONAL DE ALTOS ESTUDIOS AGRONÓMICOS MEDITERRÁNEOS INSTITUTO AGRONÓMICO MEDITERRÁNEO DE ZARAGOZA UTILIZACIÓN DE ENSILADOS DE CULTIVOS FORRAJEROS INVERNALES OBTENIDOS CON FERTILIZACIÓN ORGÁNICA ALTERNATIVOS AL RAIGRÁS ITALIANO EN LA ALIMENTACIÓN DE VACAS LECHERAS DURANTE EL PERÍODO DE TRANSICIÓN Mohammed BENAOUDA Trabajo realizado en el Área de Nutrición, Pastos y Forrajes, Servicio Regional de Investigación y Desarrollo Agroalimentario, Gobierno del Principado de Asturias, bajo la dirección de Dr. Fernando VICENTE MAINAR y de la Dra. Adela MARTÍNEZ FERNÁNDEZ I AGRADECIMIENTO Agradezco a Allah, por darme la salud y la oportunidad de aprender. Al Instituto Agronómico Mediterráneo de Zaragoza (IAMZ) por la financiación de mis estudios del máster. Al Servicio Regional de Investigación y Desarrollo Agroalimentario (SERIDA) por poner a mi disposición sus instalaciones y medios técnicos necesarios para la realización del trabajo. A mis directores de tesis, Dr. Fernando Vicente Mainar y Dra. Adela Martínez Fernández por aceptarme como becario en su proyecto, por su gran apoyo, consejos y contribución a la realización de este trabajo. Un destacado agradecimiento. A todos los componentes del Área de Nutrición, Pastos y Forrajes del SERIDA: Doctores: Begoña de la Roza Delgado, Alejandro Argamentería, Ana Soldado, Luis Royo y a Mara, María Antonia, Sagrario, Alfonso. Muchas gracias por su disponibilidad de tiempo, atención y paciencia para atenderme y aclarar mis dudas a pesar de mis dificultades lingüísticas. A toda mi familia, con especial mención a mis padres y mis hermanos y hermanas a quien debo todo el éxito que he realizado, por su continuo apoyo, mensajes de ánimo y envío de fuerzas constante. A todos mis primos, por estar a mi lado cada día a pesar de la distancia. A Clau, por todo el cariño y amor con el que me ayudó a superar momentos complicados y por infundirme el ánimo necesario para concluir mí trabajo. A la “cachetona”, por estar conmigo en todo lo bueno y lo malo. Y a todos mis compañeros del curso. A José Daniel y Alan por la maravillosa compañía que he tenido con ellos. ….De todo corazón, muchísimas gracias. II Los trabajos que componen esta memoria han sido financiados por el Instituto Nacional de Investigación y Tecnología Agraria y Alimentaria (INIA) a través de proyecto RTA2011-00112-00-00 III INDICE GENERAL Capítulo Página AGRADECIMIENTOS I ÍNDICE GENERAL III ÍNDICE DE TABLAS V ÍNDICE DE FIGURAS VI ABREVIATURAS VIII RESUMEN IX SUMMARY XI RÉSUMÉ XIII 1. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS 3 2. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 9 2.1. El periodo de transición 9 2.1.1. Definición y delimitación temporal 9 2.1.2. Final de gestación e inicio de lactación 9 2.2. Características fisiológicas y nutricionales del periodo de transición 11 2.2.1. Necesidades nutricionales e ingestión de materia seca 11 2.2.2. Adaptación durante el periodo de transición 16 2.2.2.1. Adaptación Digestiva 16 2.2.2.2. Adaptación endocrina 18 2.2.3. Balance energético negativo (BEN) 19 2.2.4. Consecuencias del balance energético negativo 21 2.2.4.1. Cetosis e hígado graso 21 2.2.4.2. Alteraciones en la reproducción 23 2.2.5. Factores de variación de ingestión de materia seca durante la transición 24 2.2.5.1. Factores animales 25 2.2.5.2. Restricción del volumen ruminal 25 2.2.5.3. Factores alimentarios 25 2.2.6. Balance mineral negativo (BMN) 27 2.3. Cultivo asociado habas forrajeras y colza en agricultura sostenible 28 2.3.1. Características agroclimáticas de la Cornisa Cantábrica 28 2.3.2. Rotación de los cultivos 30 2.3.2.1. Importancia del maíz forrajero como cultivo de verano 30 2.3.2.2. Necesidad de un forraje invernal sostenible 30 3. MATERIALES Y METODOS 35 3.1. Lugar experimental y duración 35 3.2. Animales 35 3.3. Planteamiento del ensayo 35 3.4. Desarrollo experimental 38 3.4.1. Manejo de los animales 38 3.4.2. Control de ingestión 39 3.4.2.1. Ingestión de TMR 39 3.4.2.2. Ingestión de piensos 39 3.4.2.3. Ingestión de forraje verde 39 3.5. Toma y conservación de muestras 42 3.5.1. TMR 42 3.5.2. Concentrados suplementarios 43 IV 3.5.3. Forraje verde pastoreado 43 3.5.4. Leche 43 3.6. Análisis de laboratorio 44 3.6.1. Alimentos 44 3.6.2. Leche 44 3.7. Análisis estadísticos 45 4. RESULTADOS 49 4.1. Producción forrajera 49 4.2. Valor nutritivo y aporte energético de los forrajes 51 4.3. Características del suelo agrícola 55 4.4. Composición química de las dietas 56 4.5. Consumo de materia seca 58 4.6. Variación de peso vivo y condición corporal 61 4.7. Producción y composición de la leche tras el parto 62 4.8. Perfil de ácidos grasos de la leche tras el parto 64 4.9. Efecto sobre el parto y la fertilidad en el siguiente ciclo reproductivo 66 5. DISCUSION 69 6. CONCLUSIONES 75 BIBLIOGRAFÍA 79 V INDICE DE TABLAS Tabla Título Página Tabla 2.1. Pérdida potencial de la producción de leche según la duración del secado después de la primera y segunda lactación. 11 Tabla 2.2. Comparación entre los requerimientos energéticos en ENl (Mcal/d) dos días antes (preparto) y dos días después del parto (posparto), en vacas y novillas. 13 Tabla 3.1. Composición de ingredientes de la TMR y de los concentrados comerciales (porcentaje sobre materia seca). 27 Tabla 4.1. Producción forrajera durante el año agronómico del estudio (cultivo de invierno + cultivo de verano) en dos sistemas de manejo: Convencional vs. Sostenible 49 Tabla 4.2. Valor nutritivo y aporte energético de los forrajes en corte directo en manejo convencional (raigrás italiano + maíz) y manejo sostenible (habas-colza + maíz). 51 Tabla.4.3. Valor nutritivo (%MS) y contenido energético estimado de los ensilados de haba+colza (HC) y raigrás italiano (RI). 57 Tabla 4.4. Composición de ingredientes, valor nutritivo (%MS) y aporte energético estimado de las mezclas TMR. 57 Tabla 4.5. Valor nutritivo (%MS) y aporte energético estimado de los concentrados suplementarios L y S y de la hierba pastoreada. 58 Tabla 4.6 Consumo diario (kgMS/d) de mezclas TMR, concentrados suplementarios (L y S), hierba y total en cada uno de los tratamientos (HC y RI), antes y después del parto. 59 Tabla 4.7. Producción diaria, composición y rendimiento de la leche en las cuatro primeras semanas de lactación en cada uno de los tratamientos (HC y RI). 62 Tabla 4.8. Perfil de ácidos grasos (g AG/100g AG) de la grasa de leche en los dos tratamientos (HC y RI). 65 Tabla 4.9. Parámetros reproductivos de las vacas en los dos tratamientos 66 VI INDICE DE FIGURAS Figura Título Página Figura 2.1. Incremento de las necesidades energéticas durante el periodo de transición. 13 Figura 2.2. Estado energético de las vacas lecheras al final de gestación y al inicio de lactación. 14 Figura 2.3. Parámetros climáticos medios de la estación meteorológica de Villaviciosa (Asturias) en el periodo 1978-2011. 29 Figura 4.1. Producción forrajera (tMS/ha) de los cultivos forrajeros de invierno (asociación haba y colza en manejo sostenible o raigrás italiano en manejo convencional), de verano (maíz) y flora arvense 50 Figura 4.2. Rendimiento en Proteína Bruta (PB) en kg/ha de los cultivos forrajeros de invierno (asociación haba y colza en manejo sostenible o raigrás italiano en manejo convencional) y de verano (maíz). 53 Figura 4.3. Rendimiento en Energía Metabolizable (EM) en GJ/ha de los cultivos forrajeros de invierno (asociación haba y colza en manejo sostenible o raigrás italiano en manejo convencional) y de verano (maíz). 54 Figura 4.4. Rendimiento en Materia Orgánica Digestible (MOD) en t/ha de los cultivos forrajeros de invierno (asociación haba y colza en manejo sostenible o raigrás italiano en manejo convencional) y de verano (maíz). 54 Figura 4.5 Evolución en el suelo de la materia orgánica y el pH según manejo convencional vs. sostenible. 55 Figura 4.6. Evolución en el suelo de las concentraciones de fósforo (P) y el potasio (K) según el manejo convencional vs. sostenible 56 Figura 4.7. Consumo semanal (kg MS/d) de las mezclas TMR, de los concentrados L y S y de la hierba en los dos tratamientos (HC y RI) 60 Figura 4.8. Evolución del peso vivo de los animales en dos manejos durante las cuatro semanas antes y después del parto. 61 VII Figura 4.9. Evolución de la producción de leche según tratamiento (dieta HC o dieta RI) en 4 semanas posparto. 63 Figura 4.10. Evolución del contenido lechero en grasa y proteína (en %) según tratamiento (dieta HC o dieta RI) durante las primeras 4 semanas posparto. 63 VIII ABREVIATURAS AFRC: Agricultural and Food Research Council. AG: Ácidos grasos. AGI: Ácidos grasos insaturados. AGMI: Ácidos grasos monoinsaturados. AGNE: Ácidos grasos no esterificados. AGPI: Ácidos grasos poliinsaturados. AGS: Ácidos grasos saturados. AGV: Ácidos grasos volátiles. ALM: Almidón. BEN: Balance energético negativo. BHBA: β-hidroxibutirato. BMN: Balance mineral negativo. CEN: Cenizas. CLA: Ácido linoleico conjugado. De: Digestibilidad enzimática de la materia orgánica. DMO: Digestibilidad de la materia orgánica. EE: Extracto etéreo. EM: Energía metabolizable. EMMAFF: Energía Metabolizable determinada según el MAFF. EMADAS: Energía Metabolizable determinada según el ADAS. EN: Energía neta. ENAC: Entidad Nacional de Acreditación. ENl: Energía neta para lactación. ESM: Extracto seco magro. FAD: Fibra ácido detergente. FB: Fibra bruta. FND: Fibra neutro detergente. FSH: Hormona foliculoestimulante. GnRH: Hormona liberadora de la Gonadotropina. HC: Asociación forrajera haba y colza. IA: Inseminación artificial. IGF-I: Factor de crecimiento similar a la insulina tipo 1. IMS: Ingestión de materia seca. LH: Hormona luteinizante. MELN: Materiales extractivos libres de nitrógeno. MOD: Materia orgánica digestible. MS: Materia seca. msnm: Metros sobre el nivel del mar. NEld: Requerimientos de EN para desplazamiento. NElg: Requerimientos de EN para gestación. NEl L : Requerimientos de EN para lactación. NElm: Requerimientos de EN para mantenimiento. NElp: Requerimientos de EN para actividad de pastoreo. NElpv: Requerimientos de EN para cambio de peso vivo. NIRs: Espectroscopia en el infrarrojo cercano. NRC: National Research Council. OMS: Organización Mundial de la Salud PB: Proteína bruta. PTN: Peso de ternero al nacimiento. PV: Peso vivo. RI: Raigrás italiano. rsd: Desviación estándar residual. SERIDA: Servicio Regional de Investigación y Desarrollo Agroalimentario TG: Triglicéridos. TMR: Ración completa mezclada (Total mixed ration), Unifeed. UF: Unidades fertilizantes. UGM: Unidad de ganado mayor. INTRODUCCION Y OBJETIVOS 3 1. INTRODUCCIÓN Y OBJETIVOS: Uno de los momentos cruciales en el ciclo productivo de la vaca lechera es el periodo de transición, definido como las tres últimas semanas antes del parto (parte del periodo seco preparto) y las tres primeras semanas después del parto (postparto temprano) (Grummer, 1995). El final de la gestación y el inicio de la lactación se acompañan de cambios endocrinos importantes que superan cualquiera de los que se producen en todo el ciclo productivo de las vacas. Al mismo tiempo que estos cambios, se producen cambios metabólicos que facilitan la movilización de nutrientes desde las reservas maternas hacia la síntesis de leche (Hayirli et al, 2002). Las necesidades nutricionales de las vacas durante estas seis semanas se incrementan drásticamente conforme empieza la producción de leche hasta llegar al pico de lactación. En contraste, la capacidad de ingestión de alimento en este periodo es la más baja en toda la lactación, lo que ocasiona un déficit nutricional y un estrés importante en el animal. A pesar de que las vacas responden a estas demandas mediante el aumento de la ingestión de materia seca, la respuesta suele retrasarse, y por lo tanto, entran en un balance negativo de nutrientes durante este periodo (Rastani y Grummer, 2003). El más destacado es el balance negativo de energía que puede generar trastornos metabólicos y problemas de salud serios como el hígado graso y la cetosis, además de repercusiones sobre la actividad reproductiva y complicaciones tales como la retención de placenta, desplazamiento de abomaso y una mayor susceptibilidad a la infección relacionada con inmunodepresión alrededor del parto. Por estos motivos, el periodo de transición ha cobrado relevancia en el campo científico en la medida de que los especialistas en nutrición de vacuno lechero reconocen la importancia de este periodo para asegurar un correcto desarrollo de de la unidad feto-placental al final de gestación y optimizar la producción de leche posterior. Por otro lado, la producción de leche se encuentra inmersa en una crisis de rentabilidad generada por los elevados costes de las materias primas y los bajos precios de la leche (Álvarez et al, 2008). Esta complicada situación está forzando el sector a buscar estrategias para reducir costes, sobre todo en alimentación, que representa una parte muy importante de los gastos de producción de leche. Si tenemos en cuenta que la utilización de los forrajes en dietas de vacas lecheras es indispensable, pudiendo integrar hasta la totalidad de la dieta en algunos momentos del estado fisiológico de los animales (Roca-Fernández et al, 2012), la solución al 4 problema puede estar en reconducir los sistemas de alimentación, potenciando la utilización de forrajes de calidad en busca de una mejora en la eficiencia de utilización de los recursos propios. En este sentido, la zona del norte de España, denominada la Cornisa Cantábrica, se caracteriza por tener suelos fértiles que, junto a las condiciones edafoclimáticas, de gran pluviometría distribuida a lo largo del año y un clima templado con temperaturas suaves, favorecen la producción forrajera. Así, en las explotaciones lecheras de la zona, la producción de forraje ha ido intensificándose en los últimos años, utilizando variedades forrajeras de alto rendimiento vinculadas con el uso de fertilizantes químicos y pesticidas. Este manejo de modo repetitivo ha tenido con consecuencias negativas sobre los recursos naturales, como pérdida de fertilidad del suelo, contaminación de los recursos hídricos, eutrofización de aguas superficiales y balance de carbono negativo. De modo habitual, la rotación de cultivo que se repite continuamente por su elevada productividad es el maíz forrajero en verano y raigrás italiano en invierno. Esta rotación anual de dos gramíneas repetida de forma continua se ha manifestado muy exigente en cuanto a fertilización nitrogenada, lo que está poniendo en peligro la salud del suelo. Teniendo en cuenta estas consideraciones, y con el propósito de potenciar la utilización de forrajes de calidad en la alimentación de vacas lecheras, es necesario plantear estrategias de manejo menos agresivas con el medio ambiente y buscar cultivos alternativos menos exigentes pero sin pérdida en la producción forrajera o de el valor nutritivo. Asimismo, es necesario que estas alternativas forrajeras puedan ser utilizadas eficientemente por el vacuno lechero sin menoscabo en la producción y calidad de la leche. En este sentido, las leguminosas forrajeras, por su capacidad de fijar nitrógeno atmosférico, son especialmente atractivas para la producción sostenible de alimentos para el ganado. Trabajos anteriores realizados en el SERIDA destacan el papel de las habas forrajeras como cultivo invernal por su elevada producción, grandes nódulos de Rizhobium fijadores de nitrógeno atmosférico, porte erguido, aporte de proteína y alta digestibilidad (Martínez et al, 2002). A diferencia de la mayoría de las leguminosas, su baja capacidad tampón y adecuado contenido en azúcares solubles les confiere una ensilabilidad aceptable (de la Roza et al, 2004, Martínez-Fernández et al, 2010). Por otra parte, es sabido que la utilización de abonos verdes promueve la recuperación y reequilibrio mineral en los cultivos, así como una mayor eficiencia en el reciclaje de nutrientes mediante su movilización y solubilización. La colza forrajera 5 pertenece a este grupo de cultivos llamado abonos verdes. La peculiaridad de la colza consiste en disponer de un sistema radicular potente y profundo que moviliza nutrientes de las capas profundas a las superficiales, especialmente fósforo y potasio, liberándolos gradualmente durante el proceso de descomposición de la materia orgánica. (Vance et al, 2003). Además, la colza es rica en isotiocianatos con efectos alelopáticos sobre la flora adventicia, por lo que su utilización como forraje puede ser efectiva para suprimir el desarrollo de malas hierbas (Grundy et al, 1999) y mantener la fertilidad del suelo (Liebman y Davis, 2000). Desde el punto de vista nutritivo, la colza tiene un contenido medio de proteína y un alto porcentaje de ácidos grasos poliinsaturados, lo que le aporte un especial valor por la posibilidad de ser usada por su potencial a la hora de transferir estos ácidos grasos insaturados a la leche. Las numerosas variedades de la colza que se comercializan en el mercado han reducido su contenido en ácido erúcico, que constituye la principal fuente de ácidos grasos trans de los productos de los rumiantes cuando consumen semillas de colza. Asimismo, estas variedades presenten bajos contenidos de ácido prúsico y glucosinolatos, que actúan como factores antinutritivos que provocan baja palatabilidad y un descenso en la eficiencia productiva. Asociar diferentes familias botánicas da mayor cantidad y calidad forrajera que los monocultivos de las mismas especies en una superficie equivalente (Jolliffe, 1997). Los cultivos forrajeros mixtos a base de leguminosas y otras familias, además de abaratar los costes de producción, proporcionan una mayor cantidad y calidad de ensilado, incrementando significativamente el contenido proteico de la dieta (Anil et al, 1998). Sus principales beneficios radican en una mayor productividad en la rotación de cultivos (Doltra y Olesen, 2013) como consecuencia del incremento de fertilidad del suelo a largo plazo y en el aumento de la diversidad. Considerando todo lo anterior, se ha planteado el presente trabajo cuyo principal objetivo ha sido evaluar la utilización del pastoreo complementado con dietas unifeed elaboradas con ensilados de alto valor nutritivo, obtenidos con bajos inputs en fertilizantes, y con el mínimo aporte de concentrado posible, en la alimentación de vacas lecheras en período de transición. Para alcanzar este objetivo general se proponen los siguientes objetivos parciales: 1. Evaluar la asociación forrajera de habas con colza como cultivo de invierno alternativo al raigrás italiano. 6 2. Evaluar sobre vacas frisonas durante el periodo de transición y en condiciones de pastoreo, el uso en la ración de ensilado de haba y colza forrajera en sustitución de la alimentación convencional sobre la ingestión de materia seca y la producción y la calidad de la leche tras el parto. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA 9 2. REVISIÓN BIBLIOGRÁFICA: 2.1. El periodo de transición 2.1.1. Definición y delimitación temporal Según el diccionario de la Real Academia Española, el término “transición” significa “Acción y efecto de pasar de un modo de ser o estar a otro distinto”. En este sentido, las vacas lecheras sufren, a lo largo de su vida, varias transiciones. Las más destacadas son el nacimiento, el destete y el parto. Este último representa el acontecimiento central de un periodo en el que ocurren muchos cambios de importancia considerable tanto por su naturaleza como por su magnitud. Goff y Horst (1997), describen la transición en periparto como el paso de un estado de preñez no lactante (vaca en preparto) a un estado de no preñez y lactante (vaca en postparto) y es a menudo una experiencia desastrosa para la vaca lechera. Entre el final de gestación y el comienzo de lactación, la vaca necesita una atención especial en cuanto a su confort, nutrición y manejo sanitario para una transición exitosa. Este periodo ha cobrado gran relevancia en el campo científico en la última década, pero su determinación temporal ha sido un desacuerdo en la literatura. Algunos lo definen como el periodo que se extiende entre un mes antes del parto y un mes después, momento en el que se llega al pico de lactación (DeGaris y Lean, 2008). No obstante, la mayoría de los trabajos revisados estrechan este rango entre los 21 días previos y 21 días posteriores al parto (Grummer, 1995). Aunque seis semanas parecen un rango de tiempo corto, las vacas están predispuestas a varios problemas sanitarios y metabólicos que pueden afectar al animal desproporcionadamente, lo que hace de este periodo, el más importante en el ciclo productivo y reproductivo de la vaca lechera (Ingvartsen et al, 2003). 2.1.2. Final de gestación e inicio de lactación En el último trimestre de la gestación, la producción láctea disminuye progresivamente cuando la vaca se prepara para un nuevo ciclo productivo. Por eso, un manejo constante que fue recomendado la primera vez muchos años atrás (Dix Arnold y Becker, 1936) y que ha sido ampliamente adoptado durante décadas, consiste en interrumpir la producción láctea, entre dos lactaciones consecutivas, entre 50 a 60 días antes del parto (Schaeffer y Henderson, 1972; Dias y Allaire, 1982; Makuza y McDanlel, 1996; Bachman y Schairer, 2003). Este tiempo, conocido como periodo seco, es una medida necesaria para renovar y preparar el tejido 10 mamario y el tracto digestivo a un nuevo ciclo lácteo y maximizar, por lo tanto, la producción de leche (Rémond et al, 1997). Sin embargo, el periodo seco junto al periodo entre el nacimiento y su primer parto representan los días improductivos que diluyen la función de maximizar las ganancias de la producción por día de vida (Lormore y Galligan, 2001). Así, se han realizado muchos estudios con el fin de evaluar su validez como un estándar apropiado en la industria lechera moderna e identificar su duración mínima óptima. Kuhn et al (2005) realizaron un estudio destinado a evaluar el efecto de varias longitudes del periodo seco en la lactación subsecuente y reportaron un máximo de producción de leche aplicando un periodo de secado entre 60 y 65 días. En contraste, Sørensen y Enevoldsen (1991), Gulay et al (2003), Pezeshki et al (2007) y Santschi et al (2011), concluyeron que un acortamiento de hasta menos de 40 días de secado sería más adecuado, ya que no se vieron efectos significativamente negativos sobre la producción posterior y, además, un secado más corto significa una duración de transición menos drástica. De otra parte, acortar el período seco hasta 30 días no tiene efectos negativos sobre la salud de la glándula mamaria, medida como infecciones intramamarias y recuentos de células somáticas (Church et al, 2008; Steeneveld et al, 2013). Otros trabajos (Rémond et al, 1997; Sawa et al, 2012; Steeneveld et al, 2013) han estudiado el efecto de omitir completamente el secado sobre la lactación posterior, partiendo del hecho de que los rebaños comerciales actuales son altamente productivos y de la teoría de que es más estresante forzar el secado de vacas de alto rendimiento que todavía pueden estar dando 25 kg de leche por día que mantener la lactación (Rémond y Bonnefoy, 1997). También se ha argumentado que el ordeño continuo no debe ser visto como un acortamiento extremo del secado, ya que no hay paro de la producción de leche, lo que implica, en principio, ningún proceso de involución y, así, no hay necesidad de la regeneración posterior. Sin embargo, los ensayos de lactación continúa señalaron una perdida diaria de leche que osciló entre 3,2 y 9,1 kg/día en vacas sin periodo seco comparadas con sus compañeras de rebaño con un periodo de seco convencional. Estas pérdidas son el equivalente de 10 hasta 30% del rendimiento de la siguiente lactación. Dicha pérdida de leche se achacó a la reducción de la funcionalidad del parénquima mamario (Annen et al, 2004). 17 flora fundamentalmente celulolítica, acompañada de una destacada reducción de microorganismos aminolíticos que son los responsables de la conversión de la mayor parte del lactato, producto de la fermentación de almidón, en propionato. Su desaparición reduce la capacidad de convertir el lactato, un ácido con una capacidad acídica más fuerte que el propiónico. Otro efecto de una dieta de baja densidad energética durante el primer periodo del secado de la vaca, es una reducción en la longitud de las papilas ruminales. La pared del rumen sirve para el transporte de grandes cantidades de ácidos grasos volátiles (AGV): acetato, propionato y butirato (la principal fuente de energía absorbida por el tracto gastrointestinal) y ejerce una extensa labor en el transporte de los iones necesarios para apoyar el transporte de AGV. El decrecimiento del tamaño de las papilas del rumen origina una menor superficie de absorción de los AGV, habiéndose calculado que durante las primeras siete semanas del periodo de vaca seca, se puede perder hasta el 50% de la capacidad de absorción de AGV por la mucosa ruminal (Bannink et al, 2012). El crecimiento del epitelio ruminal está condicionado por la presencia de los AGV, fundamentalmente el ácido propiónico, y es un proceso que tarda entre 3 a 4 semanas en establecerse. En la segunda parte del secado y al principio de lactación, las vacas suelen recibir en la dieta cantidades importantes de concentrados. Cuando esto sucede de forma repentina, se desencadena un crecimiento en poco tiempo (3 – 5 días) de la flora amiliolitica productora de lactato, como Streptococcus bovis y Lactobacillus spp (Reddy et al, 2008). En contraste, las bacterias utilizadoras del lactato, como Megasphaera elsdenii y Selenomonas ruminantium, que lo metabolizan a AGV, presentan un crecimiento relativamente lento, entre 3 y 4 semanas. Por consiguiente, la súbita introducción de concentrado inmediatamente después del parto, tiene varias consecuencias negativas. El ácido láctico tiene mayor capacidad para reducir el pH del rumen que los ácidos grasos volátiles, y éstos podrían ser absorbidos con mayor rapidez en un medio ácido, pero al no haber tenido las papilas ruminales suficiente tiempo para regenerarse, la absorción es limitada. La escasa presencia de ácido propiónico, principal estimulador del crecimiento papilar, retrasa la recuperación del tamaño de papila óptimo, y los AGV, que normalmente se absorben con relativa facilidad, no pueden absorberse a velocidad adecuada. Zitnan et al (1999) documentaron una longitud necesaria de 1-1,5 cm de las papilas ruminales para conseguir una plena absorción. 18 Por lo tanto, en el periodo de transición, se dan en el rumen una combinación de producción masiva del ácido láctico, adaptación retrasada de la población microbiana que lo metaboliza y una reducción en la capacidad de absorción de la pared ruminal que favorece el desarrollo de acidosis. 2.2.2.2. Adaptación endocrina Como se ha detallado anteriormente, el periodo de transición se caracteriza por una baja IMS que requiere de una cuidadosa coordinación del metabolismo para alcanzar los requerimientos de energía, glucosa, aminoácidos y calcio por la glándula mamaria después del parto. La baja IMS genera una fuerte disminución de la concentración de glucosa en la sangre. La primera adaptación del metabolismo de la glucosa a la lactación es el incremento de la gluconeogénesis hepática (Reynolds et al, 2003). El organismo de una vaca de alta producción busca una fuente para la síntesis de glucosa dirigida a la síntesis de lactosa en la glándula mamaria, y simultáneamente disminuye la oxidación de glucosa por tejidos periféricos. Las hormonas que actúan aumentando la gluconeogénesis en el hígado en el periparto son la insulina, el glucagón, la somatotrofina y el cortisol. La baja concentración sanguínea de glucosa disminuye la estimulación de las células pancreáticas β para liberar la insulina. La adaptación del metabolismo lipídico en la transición se destaca principalmente por la movilización grasa corporal o lipólisis, para cubrir el déficit energético que caracteriza el inicio de la lactancia en vacas. El metabolismo del calcio esta bajo un estricto control endocrino regulado por la absorción intestinal del mineral, resorción y deposición ósea, reabsorción renal y excreción urinaria, reciclaje por la saliva, deposición fetal (animal preñado) y secreción en la leche (animal lactando) y excreción fecal. Como ya se mencionó anteriormente, la demanda de calcio posparto se triplica respecto al preparto. Por lo tanto, la estrategia nutricional para minimizar la hipocalcemia posparto se basa en el control de estos mecanismos endócrinos, privilegiando la absorción intestinal y resorción ósea del calcio para que la vaca maneje más eficientemente este período de balance negativo del mineral. 19 2.2.3. Balance energético negativo (BEN) Es muy frecuente que durante el período de transición, dada las crecientes necesidades nutricionales por parte del feto y de la glándula mamaria, las vacas de alta producción entren en un estado de balance energético negativo que va acompañado por una gran movilización de ácidos grasos no esterificados (AGNE) desde el tejido adiposo hacia el hígado y el resto de los tejidos para satisfacer las demandas energéticas. Antes el parto (los últimos 10 a 14 días de gestación), las vacas lecheras pueden experimentar el BEN debido, principalmente, a la caída de ingestión de materia seca y en menor medida al incremento de la demanda energética consecuente del crecimiento fetal. El BEN es más evidente en novillas que en vacas (Grummer et al, 2004) debido a que las primeras presentan un requerimiento energético adicional para el propio crecimiento esquelético (VandeHaar y Donskin, 1999). El grado de movilización de estos ácidos grasos no esterificados antes del parto tiene relación directa con los desórdenes metabólicos posparto (Dyk et al, 1995). Todas las vacas lecheras pasan por un estado de BEN las primeras semanas que siguen el parto (Herdt, 2000) causado por el incremento de la demanda provocado por la secreción de leche y el inadecuado incremento en el consumo de alimento (Figura 2.2) y generalmente recuperan un balance energético positivo hacia la séptima semana de la lactación (Rastani y Grummer, 2003). Una movilización excesiva de grasa del animal, libera en la sangre una fuerte concentración de AGNE lo cual conduce a la aparición de trastornos metabólicos y enfermedades de periparto, principalmente hipercetonemia e hígado graso (Grummer, 1993; Ingvartsen y Moyes 2013). Además, cuando la energía es escasa, los mecanismos fisiológicos que distribuyen la energía favorecen aquellos procesos que aseguran la viabilidad del individuo, en detrimento de aquellos procesos que promueven el crecimiento, la longevidad y la reproducción. Como consecuencia a la afección de la actividad reproductiva, las vacas con BEN tardan habitualmente en restablecer la actividad ovárica. La oxidación de glucosa en todo el organismo disminuye después del parto y aumenta la entrada de glucosa respecto al período preparto. La mayor parte del aumento en los requerimientos de glucosa debe ser cubierta vía gluconeogénesis 20 hepática a partir de los aminoácidos absorbidos en el intestino y desde sustratos endógenos como aminoácidos, lactato y glicerol (Reynolds et al, 2003). Se ha observado una contribución máxima a la gluconeogénesis del 32 a 73% a partir del propionato, 10 a 30% a partir de los aminoácidos, en torno del 15% a partir del lactato y sólo un ligero porcentaje a partir del glicerol (Seal y Reynolds, 1993). No solamente la grasa, el musculo esquelético también está sujeto a movilización en casos más avanzados de BEN. Diversos trabajos señalan que el músculo esquelético es el principal proveedor de aminoácidos que sustenta el aumento de la gluconeogénesis durante el período de postparto (Bell, 1995; Bell et al, 2000). Los resultados de Overton et al (1998) confirman lo anterior, al encontrar que la conversión de propionato a glucosa los días 1 y 21 postparto fueron el 119 y 129% de la conversión el día 21 preparto, siendo la conversión de alanina a glucosa en los mismos días postparto de 198 y 150% de la conversión el día 21 preparto. Similares resultados fueron obtenidos en hepatocitos aislados de corderos a los que se les administró fluorizina para aumentar la pérdida urinaria de glucosa, donde la conversión de alanina a glucosa fue un 285% mayor que el control, mientras que la conversión de propionato a glucosa aumentó sólo un 166% (Overton et al, 1999). Comúnmente se usa la condición corporal como indicador del balance energético del animal porque medir este último a nivel de campo es prácticamente imposible ya que requiere una determinación diaria del peso corporal, la IMS y la composición y la producción de leche. La técnica de determinación de la condición corporal, tal como la define Edmonson (1989), es una herramienta sencilla, rápida y económica para cuantificar el estado de engrasamiento del animal y su evolución en el tiempo. Existen otras técnicas de medir el balance energético como evaluar la composición láctea, pues se ha observado que la relación grasa:proteína de la leche está negativamente correlacionada con el balance energético (Grieve et al, 1986). Es decir que las vacas en postparto que sufren un déficit energético tenderán a presentar altos contenidos de grasa y/o bajos contenidos en proteína en leche. Hay otra correlación negativa entre el porcentaje de grasa en la leche del primer día de lactación y el balance energético (De Vries y Veerkamp, 2000) es decir que las vacas que empiezan la lactación con elevado porcentaje de grasa en la leche pueden padecer un BEN más pronunciado. Los animales en BEN se caracterizan por niveles sanguíneos elevados de hormona de crecimiento y ácidos grasos no esterificados, y bajos del factor de crecimiento 21 similar a la insulina tipo I (IGF-I), insulina, y glucosa (Canfield y Butler, 1991; Whitaker et al, 1993). En definitiva, para una vaca lechera de alto rendimiento en periparto, es de mayor importancia que se reduzca la extensión y la duración de este balance negativo de energía. Esto se puede lograr mediante la maximización de la ingesta de energía, por la disminución de la relación entre nutrientes lipogénicos y nutrientes glucogénicos (Van Knegsel et al, 2007a, b), o por la disminución de los output de energía en la leche, usando el ácido linoleico conjugado en la alimentación, aunque éste no siempre mejora el balance energético de la vaca (Castañeda Gutiérrez et al, 2005). 2.2.4. Consecuencias del balance energético negativo 2.2.4.1. Cetosis e hígado graso La movilización excesiva del tejido adiposo conduce a un trastorno metabólico relacionado con los lípidos. Éstos, liberados en la sangre en forma de AGNE, son sustratos para oxidación y son usados por los tejidos como fuente de energía durante periodos de BEN. La captación de AGNE por el hígado esta condicionado por el flujo sanguíneo y la concentración de los mismos en la sangre, con una estimación aproximada de 25% de la captación total del cuerpo (Drackley et al, 2001). Después de ser captados, los AGNE en el hígado siguen una de las siguientes tres rutas metabólicas: 1) Oxidación completa a dióxido de carbono, 2) Oxidación parcial dando lugar a la aparición de cuerpos cetónicos o 3) re-esterificación a triglicéridos (TG; Drackley, 2005). La primera ruta se ve muy comprometida por la limitada capacidad del hígado de oxidar completamente los ácidos grasos. Además, el hígado de los rumiantes es notoriamente lento en la exportación de los TG hacia otros tejidos extra hepáticos en forma de lipoproteínas de muy baja densidad (Kleppe et al, 1988). Por lo tanto, si su capacidad de tomar de la sangre los AGNE y sintetizar TG excede su capacidad de deshacerse de ellos, se almacenan en el parénquima hepático causando un engrasamiento del órgano llamado “hígado graso”. Reid (1980) reportó que la grasa puede ocupar hasta un tercio del parénquima hepático tras una sola semana postparto. Como consecuencia, las funciones metabólicas del hígado tales como la 22 gluconeogénesis, ureogénesis y la síntesis de colesterol y prostaglandina se reducen (Gurmmer, 1995). Está demostrado que incrementar la densidad energética y proteica (más de 1,6 Mcal de ENl/kg y más de 16% de proteína bruta, respectivamente) en dietas durante el último mes de preñez, aumenta la IMS y baja la concentración plasmática de AGNE y la concentración hepática de los TG (VanderHaar et al, 1999). Con una dieta de densidad proteo-energética aproximadamente similar, Janovick et al (2011) observaron que los animales alimentados ad libitum, tuvieron en preparto menos concertación plasmática de AGNE que en animales de alimentación restringida al 80% de los requerimientos recomendados por el NRC (2001). Sin embargo, en postparto, el primer grupo presentó más AGNE en sangre y más TG en los hepatocitos que el grupo de alimentación restringida, y más frecuencia de cetosis y desplazamiento de abomaso. El estado metabólico de las vacas cuya ingestión de energía fue restringida durante la transición, resultó sorprendentemente similar en pre y postparto. Una concentración energética por debajo de 10,5 MJ de EM/kgMS fue relacionada con una mayor probabilidad de cetosis en vacas lecheras en periodo de transición (Vicente et al, 2005). Hay datos que sugieren que, en vacas frisonas, la concentración de AGNE en la sangre aumenta una semana antes el parto si la IMS cae debajo del 11 kg/d (French, 2006). Durante el BEN hay una elevada movilización lipídica y los AGNE elevados en la sangre por el hígado son oxidados a cuerpos cetónicos o almacenados como TG. Como resultado, las vacas están predispuestas a cetosis e hígado graso. En ensayos de alimentación forzada para mantener la IMS durante el preparto de vacas canuladas, se reportaron bajas concentraciones de TG en el hígado en el primer día postparto respecto a vacas que padecieron el típico descenso de IMS antes el parto (Bertics et al, 1992). Sin embargo, en el mismo estudio, se observó que la alimentación forzada comparada con alimentación normal no daba diferencias significativas en cuanto a la concentración de AGNE en la sangre. Por lo tanto, las vacas alimentadas forzadamente no evitaron la subida de los AGNE tras el parto. Se supone que las vacas con mayor concentración sanguínea de AGNE han movilizado más tejido adiposo para apoyar la producción de leche y pierden más condición corporal en comparación con vacas con menor concentración de AGNE en sangre (Beever, 2006). Como consecuencia, las vacas con concentraciones 23 sanguíneas de AGNE y cuerpos cetónicos por encima del umbral crítico pueden estar predispuestas a tener una gran incidencia de enfermedades en el periparto como la cetósis clínica y el desplazamiento del abomaso (Ospina et al, 2010). La alta necesidad del organismo de glucosa al principio de la lactación impide el suministro de la misma a varios tejidos y órganos, incluso aquellos relacionados con la reproducción. Vickers et al (2013) han demostrado que alimentar las vacas en periodo de transición con una dieta altamente fibrosa puede ser una solución a estos trastornos fisiológicos, ya que, las vacas alimentadas durante el preparto con forraje al 87% de la dieta presentaron menos concentración de β-hidroxibutirato (BHBA) tras del parto que las vacas alimentadas con 77% de forraje, observando también una menor incidencia de cetósis en vacas alimentadas con alto nivel de forraje durante el preparto. 2.2.4.2. Alteraciones en la reproducción Normalmente, la primera ovulación después del parto se observa tres semanas después del parto en aproximadamente el 50% de las vacas sanas (Kawashima et al, 2007a, b). La recuperación de la actividad ovárica está generalmente relacionada con la alta fertilidad (Darwach et al, 1997) y la precocidad de la recuperación del ciclo ovulatorio está muy relacionada con tasa de concepción (Butler, 2001). Uno de los mayores factores que retrasan la reanudación de la ciclicidad ovárica en las vacas de alta producción es el BEN (Lucy 2001). Butler y Smith (1989) observaron que el BEN en postparto estaba directamente relacionado con el intervalo “partoprimera ovulación”. Butler et al (2006) demostraron que las vacas que tuvieron una reanudación tardía son aquellas que tenían mayor BEN entre la primera y la segunda semana postparto comparadas con vacas de ciclicidad normal. En este sentido, en casi el 50% de las vacas, los folículos dominantes no son capaces de ovular y quedan atrésicos o quísticos (Sakaguchi et al, 2004; Kawashima et al, 2007a). Como se ha detallado anteriormente, el BEN causa una combinación metabólica caracterizada por altas concentraciones de la hormona de crecimiento y bajas concentraciones de glucosa, insulina y IGF-1 en la sangre (Gross et al, 2011). Estos factores están obviamente relacionados con la actividad reproductiva (Butler et al, 2006; Lucy 2003; Armstrong et al, 2003). En particular, el IGF-1 y la insulina son 24 claves porque estimulan la producción del estradiol en las células de la granulosa (Glister et al, 2001) y la proliferación de las células folicularias (Butler et al, 2006). Kawashima et al (2007 b) observaron que, durante la primera onda folicular postparto, los niveles de circulación de IGF-1 fueron más altos en vacas ovulatorias que vacas no-ovulatorias. A nivel del hipotálamo, la principal consecuencia del BEN se manifiesta por la reducción de la frecuencia de los pulsos de la GnRH, lo cual retrasa la liberación pulsátil de LH y FSH necesaria para la estimulación de los folículos ováricos, la producción de estradiol y la ovulación (Butler et al, 2006). Por otro lado, el hígado en esta fase está encargado de soportar el déficit glucósico vía oxidación de AGNE. Este órgano juega un papel importante como la principal fuente del factor de crecimiento similar a la insulina (IGF-I), y la baja concentración sanguínea de insulina es responsable de baja producción de IGF-I. Este último estimula el desarrollo folicular en los ovarios y en su ausencia, la actividad funcional de dichos tejidos se ve negativamente influenciada (Butler, 2003). Todo ello, ha conducido a una baja fertilidad y tasa de concepción en las vacas lecheras actuales, situándose en al 35-40% en vacas adultas comparada con 51% para vacas de primera lactación y más de 65% en novillas, lo que indica una disminución de fertilidad con el número de lactaciones (Butler, 2005). Stevenson (2001) reportó un número alto (28-50%) de vacas en anoestro después los 50 días postparto que fracasan a la primera inseminación y concluyen que el BEN fue el principal factor. Butler (2001) complementó las conclusiones de Stevenson y reportó una disminución del 10% en la tasa de concepción por cada 1/5 punto de condición corporal perdido. 2.2.5. Factores de variación de ingestión de materia seca durante la transición La mayoría de los problemas de salud en vacas lecheras altamente productivas, sean metabólicos o infecciosos, ocurren al principio de la lactación y se han relacionado con un consumo de MS relativamente bajo justo antes del parto. Los factores que afectan y regulan la IMS son numerosos y complejos y abarcan desde niveles celulares hasta niveles macroambientales (Allen, 2000). Grummer et al (2004), recopilando en una revisión los factores que afectan la IMS, empezaron el 25 artículo mencionando que “no hay otro momento en la vida de la vaca más tumultuoso que la transición entre final de la gestación y principio de lactación (…) Durante este periodo crítico, la IMS está en nivel el más bajo de todo el ciclo lactación-gestación”. 2.2.5.1. Factores animales Como se observó anteriormente, el número de parto influye sobre la IMS en el preparto, pues es más baja en primíparas (expresada como % del peso corporal) que multíparas. Sin embargo, la disminución de IMS en preparto comienza antes y es más gradual en multíparas (French, 2006). Una condición corporal excesiva antes del parto disminuye la IMS (Garnsworthy y Topps, 1982; Holter et al, 1990). Este descenso en las vacas grasas comienza antes y es más grave que en las vacas con condición corporal moderada (Hayirli et al, 2002). Por esta razón, es importante gestionar el balance energético durante la transición para que las vacas alcancen el período seco con una condición corporal inferior o igual a 3,5. 2.2.5.2. Restricción del volumen ruminal La reducción del consumo de materia seca en el preparto coincide con el incremento del peso feto-placental, lo que permite pensar que puede estar relacionado con la limitación del espacio en la cavidad abdominal en general y con la compresión del rumen en particular (Stanley et al, 1993). La presencia del feto (además de sus membranas y líquidos) ocupa hasta el 30% de la cavidad abdominal. Sin embargo, la expansibilidad de ésta última es suficiente para acomodar el desarrollo fetal sin restringir excesivamente el rumen, pues su capacidad de llenado aumenta linealmente (p<0,01, R 2 =0,74) a lo largo del periodo del transición (Park et al, 2001). Además, la reducción de volumen del rumen al final de la gestación provoca un aumento en la tasa de paso de las partículas en el rumen evitando así el descenso de IMS (Park et al, 2011). 2.2.5.3. Factores alimentarios Los factores dietéticos tienen la mayor influencia sobre la ingestión voluntaria de materia seca en el periodo de transición. El principal factor es el contenido en fibra 26 neutro detergente (FND) en la dieta (Hayilrli et al, 2002). De acuerdo con los datos de este estudio, la IMS se maximiza (2% del peso corporal) cuando la dieta contiene aproximadamente 30% de FND, mientras que para concentraciones de 42 y 54% de FND, la IMS es 1,68 y 1,64% de peso corporal, respectivamente. El contenido proteico de la dieta tiene una influencia menor sobre la IMS en preparto. No obstante, el exceso de proteína en este período parece tener efectos adversos que se reflejan sobre la IMS en postparto (Grummer et al, 2004). Holcomb et al (2001) y Douglas et al (2006) demostraron que al restringir la alimentación en vacas en preparto al 80% de los requerimientos en energía neta de lactación, se mejora la IMS en postparto. Estas observaciones llevaron a hacer recomendaciones de dieta con más fibra y menos energía en la ración en lugar de restringir el consumo total de las raciones digestible y con una densidad energética moderada: alrededor de 1,40 a 1,50 Mcal / kg (Grummer et al, 2004; Varga, 2004). Estas dietas contienen necesariamente una cantidad significativa de fibra de forraje y para conseguir esta densidad energética en la ración, varias combinaciones de ingredientes han sido propuestas. Algunos prefieren el ensilado de maíz combinado con paja picada (Drackley y Janovick-Guretzky, 2007). Otros sugieren que las gramíneas forrajeras combinadas con una fuente de almidón altamente fermentable son favorables (Bradford y Allen, 2008a). Grummer et al (2004) propone otra estrategia de alimentación en el periodo de transición. Se trata de alimentar las vacas con una dieta única en todo el ciclo gestación-lactación, lo cual podría eliminar los cambios dietéticos perjudiciales, minimizando los cambios y posiblemente reduciendo los efectos potencialmente adversos que puede tener sobre la IMS. Allen et al (2009) establecieron una teoría que describe los mecanismos de control de la IMS y se basa en la suposición de que la oxidación de sustratos por el hígado sirve como una señal de saciedad y por lo tanto limita la IMS. Los principales sustratos oxidados por el hígado son los ácidos grasos (ya sea a partir de la movilización de las reservas corporales o por la absorción intestinal de los lípidos de la dieta) y propionato (derivado de la fermentación ruminal) y en menor medida los aminoácidos, el ácido láctico y el glicerol. En transición, como se ha comentado anteriormente, la contribución de los ácidos grasos como fuente de oxidación hepática es mayoritaria. Las vacas demasiado grasas, al tener gran cantidad de reservas corporales, presentan una movilización lipídica más destacada, lo que aumenta los niveles de ácidos grasos en la sangre y la oxidación hepática de los MATERIALES Y METODOS 35 3. MATERIALES Y METODOS 3.1 Lugar experimental y duración El presente trabajo se llevó a cabo en las instalaciones de la Unidad de Leche del Área de Nutrición Animal, Pastos y Forrajes del Servicio Regional de Investigación y Desarrollo Agroalimentario (SERIDA) del Principado de Asturias, Villaviciosa (España) ubicada geográficamente en la zona costera centro oriental de Asturias (latitud 43º 28’ 50’’, longitud 5º 26’ 27’’ y una altitud de 10 msnm). El ensayo tuvo una duración de 10 meses aproximadamente, desde el inicio del trabajo experimental hasta la finalización del proceso de análisis de las muestras y redacción de la memoria. 3.2 Animales Se seleccionaron 9 vacas frisonas (3 primíparas y 6 multíparas) en preparto con un peso vivo medio de 635±25 kg. Los animales se distribuyeron al azar en dos grupos uno de cuatro y otro de cinco vacas, atendiendo al número de parto, días de gestación y peso vivo. El ensayo experimental se llevó a cabo bajo los estándares de la directiva europea 86/609/EEC sobre le uso de los animales en experimentación. 3.3 Planteamiento del ensayo Se evaluaron dos manejos basados en la complementación del pastoreo, con dos dietas unifeed o ración completa mezclada (TMR) elaboradas en base a ensilados de cultivos invernales (tratamientos HC y RI) y ofrecidas ad libitum en el pesebre. Los cultivos forrajeros utilizados para elaborar los ensilados (HC y RI) se sembraron en parcelas semejantes y colindantes y fácilmente mecanizable de 1,7 ha cada una. Una de ellas manejada con criterios de sostenibilidad medioambiental (abonado orgánico, HC) y otra bajo manejo convencional (RI). La siembra de los cultivos de invierno se realizó en septiembre de 2011. La parcela HC se sembró con un cultivo asociado de habas forrajeras y colza (Vicia faba cv. Prothabon y Brassica napus cv. Fricola, HC) con dosis de siembra de 150 kg/ha y 8 kg/ha respectivamente y la RI con 45 kg/ha de raigrás italiano no alternativo (Lolium multiflorum cv. Barextra, RI), que no produce espigas el primer año. El raigrás italiano recibió dos cortes para silo en primavera, el primero de ellos, la segunda semana de marzo, cuando el forraje tenía 7 semanas de crecimiento y el segundo, tras 8 semanas de crecimiento, se realizó la segunda semana de mayo coincidiendo con el corte único de la asociación habas 36 forrajeras y colza, estando las habas forrajeras en un estado vegetativo de vainas con grano. En términos de abonado, la parcela RI recibió 60 UF de N, 40 UF de P 2 O 5 y 120 UF de K 2 O en presiembra y 70 UF de N en cobertera después del primer corte para ensilado en forma de fertilizantes de síntesis. En la parcela HC se utilizó estiércol y purín como fertilizantes orgánicos. Ambos se analizaron previamente a ser utilizados, a fin de determinar su contenido en nitrógeno (N), fósforo (P) y potasio (K) y determinar las dosis de aplicación necesarias para equilibrar los aportes de N en ambos manejos y si fuese preciso complementar con abonos químicos. Con este criterio, se aportaron 36 t/ha de estiércol y 32 m 3 /ha de purín para el cultivo de invierno. En el momento de las cosechas se realizaron controles de producción delimitando dos zonas de muestreo en cada parcela, lo suficientemente distanciadas entre sí para ser consideradas como repeticiones. En la parcela RI se realizó un control de producción antes de cada uno de los dos cortes para el ensilado, lanzando un listón de 2 m cinco veces al azar, segando una franja de 0,10 m de anchura. La parcela HC se muestreó antes de la cosecha, delimitando en cada zona una superficie de 1m 2 . Las muestras de RI y HC, fueron secadas en estufa a 60ºC durante 24 h, registrándose su peso seco y posteriormente molidas a 0,75 mm y almacenadas hasta su análisis. El RI fue ensilado en rotopacas de aproximadamente 500-600 kg y el cultivo asociado HC en dos silos trinchera de 30 m 3 de capacidad cada uno. A partir de los ensilados HC y RI se formularon dos raciones unifeed isoenergéticas e isoproteicas según el NRC (2001). Las raciones fueron elaboradas diariamente con carro mezclador. Los ingredientes utilizados en la formulación se detallan en la Tabla 3.1. Además del consumo en el pesebre, los animales recibieron dos concentrados (pienso L y pienso S) como suplementos energéticos en una estación de alimentación. El pienso L se ofertó durante todo el ensayo con una cantidad fija de 3 kg de materia fresca/vaca/día, mientras que el pienso S fue ofertado a 1 kg de materia fresca/vaca y día tras el parto. 37 Tabla 3.1: Composición de ingredientes de la TMR y de los concentrados comerciales (porcentaje sobre materia seca) TMR Concentrados Ingredientes (%MS) HC RI Pienso L Pienso S Ensilado de Haba y Colza 75,33 - - - Ensilado de Raigrás Italiano - 68,45 - - Paja de cebada 9,38 11,99 - - Copos de maíz 3,87 4,95 - - Cebada 2,83 3,62 3,00 15,00 Maíz 1,14 1,46 50,00 40,00 Centeno 0,72 0,92 2,00 9,10 Harina de soja tostada (44%) 3,21 4,11 35,00 19,00 Cáscara de haba soja 0,46 0,58 2,00 2,00 Harina de semilla de girasol (28%) 1,27 1,63 1,80 4,20 Sales de ácidos grasos vegetales 0,49 0,62 2,55 2,19 Semilla de algodón 0,23 0,29 - - Pulpa de remolacha 0,23 0,29 - - Melaza de remolacha - - 1,00 2,00 Salvado de trigo - - - 2,00 Carbonato de calcio 0,44 0,57 - 0,78 Bicarbonato de sodio 0,26 0,33 1,00 2,00 Cloruro de sodio 0,09 0,12 - 0,60 Fosfato bicálcico 0,02 0,03 - 0,87 Óxido de magnesio - - 1,00 - Aditivos 1 0,03 0,04 0,65 0,26 1 Vitaminas (A, D 3 , E), Oligoelementos (Hierro, Yodo, Cobalto, Cobre, Manganeso, Zinc, Selenio), Antioxidantes (Galato de propilo, Etoxiquina, Butil-hidroxianisol, Butilhidroxitolueno), Otros (Extracto de Yucca schidigera) Con el propósito de aprovechar los recursos naturales disponibles en la propia explotación, los animales pasaban entre 12 y 16 h/día según las condiciones meteorológicas en parcelas manejadas con pastoreo rotacional, con una carga ganadera máxima de 2,5 UGM/ha, delimitadas por cierres eléctricos. Se utilizaron 8 praderas de una superficie aproximada de 1 ha, establecidas sobre suelos de textura franco arcillosa y con una composición botánica en la que predominan las gramíneas (Lolium perenne, 45 %; Agrostis capilaris,13 %; Bromus erectus, 12 %; Poa annua, 3 %; Poa trivialis, 2% y Dactylis glomerata, 2 %) y las leguminosas (Trifolium repens, 17% y Trifolium pratensis, 2 %) y en menor proporción otra especies (Capsella bursa pastoris, Diplotaxis erucoides, Stellaria media, Cerastium arvense, Rumex obtusifolius 38 y Taraxacum officinale). Los animales, tanto en la estabulación como en las parcelas, tuvieron libre acceso al agua. El día previo a la entrada de las vacas en cada parcela de pastoreo, se realizó el muestreo y control de producción del forraje según la metodología descrita por Martínez-Fernandez (1995) para forrajes verdes bajo sistemas de pastoreo rotacional. La técnica consiste en lanzar al azar, en sentido perpendicular de la pendiente y recorriendo en zig-zag sobre la parcela, un listón metálico de 2 metros de longitud en cinco puntos de la pradera. En cada lanzamiento se segó a ras de tierra, utilizando un cortacéspedes manual con un peine de 10 cm de anchura de corte (Bosch AGS 70), a lo largo de la vara metálica acumulando por lo tanto una muestra correspondiente a un área de 1 m 2 de los 5 puntos de muestreo (2 m * 0,10 m * 5 submuestras). Las muestras fueron pesadas para estimar la producción de hierba y posteriormente fueron procesadas en el laboratorio de Nutrición animal del SERIDA para conocer su contenido en principios nutritivos, digestibilidad y aporte energético. 3.4 Desarrollo experimental 3.4.1. Manejo de los animales El experimento con los animales se puso en marcha la segunda semana de octubre hasta la segunda semana de diciembre 2012. Las vacas se seleccionaron cuando estaban a 6 semanas de la fecha prevista por el parto, considerando las 2 primeras semanas como adaptación a las condiciones del experimento. Las diferencias entre las fechas de parto predichas y reales fueron de 5 ± 3 días. En este periodo, las vacas tuvieron acceso a su correspondiente TMR desde las 7:00 h hasta las 13:00 h, posteriormente siempre que las condiciones metrológicas permitieron el acceso al pasto fueron trasladas a las praderas hasta las 19:00 h tras lo cual fueron conducidas nuevamente a la cuadra hasta las 21:00. Finalmente las vacas fueron trasladas a las praderas donde permanecieron hasta las 7:00 h del día siguiente, permaneciendo por lo tanto entre 12 y 16 h por día en pastoreo y recorriendo una distancia de 600 m/día entre la estabulación y las parcelas. Las vacas se alojaron en estabulación libre con cubículos de suelo de goma y un patio de 335 m 2 con libre acceso a los bebedores y comederos. Los animales fueron ordeñados tras el parto dos veces al día a las 07:30 h y a las 19:30 por medio de un 39 sistema voluntario de ordeño que distribuye automáticamente los piensos L y S registrándose el consumo y la producción de leche diaria de cada vaca. Los animales fueron pesados cada 7 días y los terneros al nacimiento. 3.4.2. Control de ingestión 3.4.2.1. Ingestión de TMR El consumo de las TMR fue registrado mediante un sistema de monitorización de la ingestión voluntaria basado en el descrito Bach et al (2004). El sistema consiste en el uso de 10 balanzas (Mettler Toledo IND 425-CC300), de 300 kg de capacidad de pesada con una resolución de ± 100 g, instaladas en la zona de alimentación frente a cada puesto de alimentación. Encima de cada balanza se colocó un cajón de fibra vidrio de 150 L de capacidad, que se llenaba con la oferta diaria de TMR. La entrada a cada comedero está dotada de un lector de presencia (CP-15 de Circontrol) en la parte superior derecha. Dicho lector detecta el paso de un transponder, colocado en la oreja derecha de cada vaca, cada vez que ésta accede al comedero. Registrando el tiempo de entrada y de salida, el lector permite determinar el tiempo utilizado para comer de cada animal. Simultáneamente, se registra el peso del alimento a la entrada del animal y a su salida, lo que permite, por diferencia de pesos, determinar el consumo de alimento. Los datos fueron procesados usando un programa informático desarrollado por Asturlan de Comunicaciones, SL (Gijón, Asturias). 3.4.2.2. Ingestión de piensos El consumo de los concentrados por animal se registró automáticamente por dispensador de pienso instalado en el robot de ordeño. 3.4.2.3. Ingestión de forraje verde La estimación de la ingestión de forraje fresco de los animales en pastoreo fue realizada por el método de estimación del consumo según los requerimientos y la respuesta productiva de los animales (energía neta) y el valor energético de todos los alimentos ofertados, descrito por Macoon et al (2003). La estimación de kg de MS de pasto es la diferencia entre energía neta requerida de cada animal y la energía neta 40 aportada por su consumo de alimento en la estabulación, dividiendo por la concentración energética de la hierba. Los requerimientos de energía neta de los animales fueron estimados a partir de la aplicación de las ecuaciones de predicción del NRC (2001). Para dicha estimación se aplicó el siguiente procedimiento de ecuaciones donde los requerimientos de energía neta total del ganado lechero incluyen las necesidades de energía neta para: 1. Gestación (NElg) o lactación (NEl L ): según fuese el estado fisiológico de las vacas, una de las siguientes ecuaciones fue aplicada: • NElg = [(0,00318 * D - 0,0352)*(PTN/45)] / 0,218, donde: D = días en gestación entre 190 y 279 días. PTN = Peso de ternero al nacimiento en kg. • NEl L = kg de leche por día * [0,3512 + (0,0962 * % grasa en leche)] 2. Mantenimiento (NElm): se calculó en base al piso vivo del animal (PV) y el numero de partos: a) Vacas primiparas: NElm = 1,2 (0,080 * PV 0,75 ) b) Vacas de segundo parto: NElm = 1,1(0,080 * PV 0,75 ) c) Vacas de tercer parto o más = NElm = 0,080 * PV 0,75 3. Cambio de peso corporal (NElpv): De acuerdo con el cambio de PV se calcularon demandas en términos de necesidades energéticas para los animales según NRC (2001). Por cada kg de PV ganado fue asignado el requerimiento de 5,12 Mcal de ENL, mientras que en el caso contrario, se restaron de las necesidades totales 4,92 Mcal de ENL por cada kg de PV perdido. 4. Actividad de Pastoreo (NElp): calculada según la ecuación sugerida por Rochinotti (1998): NElp = 1,2 kcal * tiempo de pastoreo (h) * PV 0,75 5. Actividad de desplazamiento (NEld): los animales tuvieron que caminar una distancia diaria promedio de 600 metros (recorriendo desde o a la parcela de 41 pastoreo a la sala de ordeño una distancia de 300 metros dos veces por día). De acuerdo con el AFRC (1993), la estimación de la energía neta de esta actividad puede ser calculada usando la ecuación : NEld = 0,62 cal/ (kg PV * distancia en metros) El sumatorio de las cinco estimaciones anteriores representa el requerimiento de energía neta total de cada animal. La diferencia entre los requerimientos totales de EN y la EN aportada por el consumo del TMR y los concentrados en la estabulación representa la EN desde el forraje consumido en praderas. Para realizar esta estimación, fue necesario estimar el contenido en EN de cada alimento (TMR, concentrados y forraje) y que fue calculada de la siguiente manera: a) Forraje fresco: La energía neta del forraje fresco fue determinada aplicando la ecuación de predicción de NRC (1988): EN = (0,1569 * EM) - 0,07. Donde: EM: Energía Metabolizable (MJ/kg de MS) El valor de la EM fue estimado según el modelo de MAFF (1984) donde se expresó el coeficiente de digestibilidad de la materia orgánica (DMO) como porcentaje de materia orgánica digestible sobre materia seca (MOD): EM = K * MOD Donde: EM = Energía Metabolizable (MJ/kg de MS) K = 0,16 (para forrajes frescos y ensilados en vacas lecheras) MOD = Materia Orgánica Digestible (%), calculada con la formula: MOD = % Materia Orgánica * (DMO/100) Donde: DMO es la Digestibilidad en vivo de la materia orgánica (%) que se fue estimada por el método de fibra neutro detergente y celulasa (Riveros y Argamentería, 1987). 42 DMO = 5,76 + (0,57 * De) + (0,36 * FND) + (0,5 * PB). Donde: De = Digestibilidad Enzimática de la materia orgánica (%). FND = Fibra Neutro Detergente (% MS). PB = Proteína Bruta (% MS). b) TMR y Concentrados : Igual que en el forraje verde, se utilizó la misma ecuación para calcular la energía neta de lactación de las mezclas unifeed y los concentrados: EN = 0,1569 * EM – 0,07 Donde la EM (energía metabolizable en MJ/kg de MS) fue determinada tomando el valor promedio de la energía metabolizable calculada según dos ecuaciones diferente, MAFF (1984) y ADAS (1985) EMMAFF = 10 * (0,012 * PB + 0,031 * EE + 0,005 * FB + 0,014 * MELN) EMADAS = 11,78+(0,0654*PB)+(0,0665*EE 2 )-(0,0414*EE*FB) - (0,018 * CEN) Donde: EMMAFF = Energía Metabolizable determinada según el MAFF (1984) EMADAS = Energía Metabolizable determinada según el ADAS (1985) PB = Proteína Bruta (%MS) EE = Extracto Etéreo (%MS) FB = Fibra Bruta (%MS) CEN =cenizas (en % sobre MS) MELN = Materiales extractivos libres de nitrógeno (%), calculados a partir de la fórmula: MELN = 100 – CEN – PB – EE – FB 3.5 Toma y conservación de muestras 3.5.1. TMR Las raciones TMR fueron muestreadas semanalmente, recién elaboradas, directamente de la descarga del carro mezclador antes de ser distribuidas en los comederos individuales. Para asegurar la representatividad, el peso de las muestras 49 3. RESULTADOS En el año agronómico 2012, cuando se llevó a cabo tanto el cultivo forrajero y su ensilado y el ensayo in vivo, la temperatura media fue de 13,5ºC, con una media de las máximas de 17,6ºC y de las mínimas de 9,6ºC. La precipitación fue de 720 mm distribuidos en 196 días de lluvia. Mientras que los valores térmicos se situaron dentro de la normalidad, la cantidad de lluvia caída fue un 36% inferior al dato medio de los valores históricos desde 1978. 4.1. Producción forrajera En la tabla 4.1 se muestra la producción forrajera del cultivo de invierno (HC vs. RI), del cultivo de verano y de la rotación completa en dos manejos diferentes: convencional y sostenible. En el cultivo de invierno, la parcela sostenible sembrada con la asociación forrajera de habas y colza (HC) presentó mayor producción de materia seca por hectárea en un solo corte que los dos cortes acumulados del RI (9,82 vs. 7,88 tMS/ha respectivamente), aunque sin diferencias estadísticamente significativas (p>0,05). El primer corte del RI realizado en la segunda semana de marzo, produjo 3,69 tMS/ha y el segundo corte realizado ocho semanas después, produjo 4,20 tMS/ha (Figura 4.1) En el cultivo de verano, el rendimiento de materia seca del maíz resultó un 22% superior en el manejo sostenible que en el convencional (12,95 vs. 10,59 tMS/ha respectivamente) aunque esta diferencia no llegó a ser significativa. Tabla 4.1: Producción forrajera durante el año agronómico del estudio (cultivo de invierno + cultivo de verano) en dos sistemas de manejo: Convencional vs. Sostenible Sostenible Convencional rsd 2 P 3 Cultivo de invierno (t/ha) 1 9,82 7,88 0,921 NS Maíz (t/ha) 12,95 10,59 1,050 NS Malas hierbas (t/ha) 0,28 1,42 0,170 ** Producción total (t/ha) 22,77 18,47 0.923 NS 1 Convencional: Raigrás italiano, Sostenible: Haba-Colza. 2 Desviación estándar residual. 3 Nivel de significación: NS = P>0,05; ** = P<0,01 50 El crecimiento de la flora adventicia asociada al cultivo de verano fue significativamente menor (p<0,01) en el manejo sostenible (0,28 tMS/ha) comparado con el manejo convencional (1,42 t MS/ha), lo que se puede achacar al poder herbicida de la colza del cultivo asociado anterior, que demostró más efectividad que los herbecidas sintéticos teniendo en cuenta, además, que la dosis de herbicida en el manejo sostenible fue la mitad que en el manejo convencional. En la separación botánica de las muestras de especies arvenses (malas hierbas) destacó la presencia significativa de especies como Amaranthus retroflexus, Convolvulus arvensis, Chenopodium album, Chenopodium spp., Agropyron repens, Digitalia sanguinalis, que compitieron con el maíz por la disponibilidad de los nutrientes. Considerando la producción de materia seca de la rotación completa, la asociación forrajera HC en rotación con el maíz forrajero y manejado con un sistema sostenible (fertilización orgánica y bajo imputs de herbicidas) permitió obtener 4 toneladas anuales más de materia seca por hectárea que la rotación RI con el maíz en el manejo convencional, considerando como no aprovechable la biomasa seca de las malas hierbas (22,8 vs. 18,5 tMS/ha respectivamente; P=0,08). 9,82 12,95 0,28 3,69 4,20 10,59 1,42 0 5 10 15 20 25 MS (t/ha) Sostenible Convencional Cultivo de invierno Cultivo de invierno (2 cortes) Forraje de verano Malas hierbas Rotación completa: NS Flora arvense: ** Forraje de verano: NS Forraje de invierno: NS Figura 4.1: Producción forrajera (tMS/ha) de los cultivos forrajeros de invierno (asociación haba y colza en manejo sostenible o raigrás italiano en manejo convencional), de verano (maíz) y flora arvense. **=P<0,01 51 4.2. Valor nutritivo y aporte energético de los forrajes Se puede observar en la Tabla 4.2, la calidad nutritiva de los cultivos de invierno (HC y RI) y de verano (maíz) según su manejo: convencional o sostenible. Tabla 4.2. Valor nutritivo y aporte energético de los forrajes en corte directo en manejo convencional (raigrás italiano + maíz) y manejo sostenible (habas-colza + maíz). Sostenible Convencional rsd 2 P 3 MS (%) 15,05 15,84 0,287 NS CEN (%MS) 11,73 8,54 0,615 * PB (%MS) 16,57 10,00 1,040 * FND (%MS) 51,27 41,08 1,539 * FAD (%MS) 43,75 19,19 0,524 *** DMO (%) 64,06 80,80 0,834 *** Cultivo de Invierno 1 EM (MJ/kg MS) 9,05 11,82 0,052 *** MS (%) 28,13 29,87 0,797 NS CEN (%MS) 4,46 3,67 0,247 NS PB (%MS) 7,93 7,46 0,300 NS FND (%MS) 50,07 49,38 1,486 NS ALM (%MS) 21,47 21,01 1,293 NS DMO (%) 72,72 72,91 0,854 NS Cultivo de verano (Maíz) EM (MJ/kg MS) 11,12 11,24 0,120 NS 1 Convencional: Raigrás Italiano (RI); Sostenible: Cultivo asociado de habas forrajeras y colza (HC); 2 Desviación estándar residual ; 3 Nivel de significación: NS = P>0,05, no significativo; * = P<0,05; ** = P<0,01; *** = P<0,001. MS: materia seca, CEN: cenizas, PB: proteína bruta, FND: fibra neutro detergente, FAD: fibra ácido detergente, ALM: almidón, DMO: digestibilidad estimada in vivo de la materia orgánica. EM: energía metabolizable. El cultivo asociado HC mostró una mayor proporción de cenizas que el promedio de los dos cortes de RI (11,7 vs. 8,5% respectivamente. P<0,05). Como cabría esperar, el forraje HC dio un porcentaje de PB superior al 16% debido a la presencia de la leguminosa. En cambio, el RI ese año tuvo un contenido proteico un poco inferior a lo habitual (10% de PB, P<0,05). Esto, lo atribuimos a las condiciones climáticas que 52 acompañaron la fase final del desarrollo del cultivo con una importante sequía. La colza es una planta crucífera caracterizada por unos tallos de hasta 150 cm, ramificados en la parte superior. Dichos tallos son fibrosos y su presencia en la asociación forrajera repercutió en un mayor contenido de FND y FAD en HC en comparación con el RI (51,3 vs. 41,1% FND para HC y RI respectivamente; P<0,05 y 43,8 vs. 19,2% FAD para el HC y RI respectivamente; P<0,001). Como consecuencia, el cultivo de la asociación forrajera de HC presentó un valor de digestibilidad de materia orgánica significativamente inferior respecto al RI (64,1 vs. 80,8% respectivamente; P<0,001) y por lo tanto un menor aporte energético (9,1 vs. 11,8 MJ EM/kg MS para el HC y RI respectivamente; P<0,001). La estimación del coeficiente de fermentabilidad según la ecuación propuesta por Weissbach y Honig (1996) resulta igual para ambos tipos de forraje (35,9) por lo que se pueden clasificar como forrajes de alta ensilabilidad. Ahora bien, aplicando el modelo cuantitativo de índice de ensilabilidad adaptado a forrajes de áreas templadohúmedas (Martínez-Fernández et al, 2013), la menor concentración de azúcares solubles de la asociación forrajera de haba y colza frente al raigrás italiano en monocultivo (8,5% vs. 29,8% respectivamente) clasifica a este forraje como de media ensilabilidad, mientras que el raigrás italiano queda enmarcado como forraje de alta ensilabilidad. Respecto al maíz, no se apreciaron diferencias significativas entre ambos tipos de manejo (P>0,05) resultando el valor nutritivo de los dos manejos prácticamente iguales. En las Figuras 4.2, 4.3 y 4.4 se muestran el rendimiento de las rotaciones completas en base a producciones de PB, EM y MOD por hectárea según manejo. Los kg de PB/ha en el manejo sostenible fueron un 46% y un 30% superiores a los obtenidos en el manejo convencional con los forraje de invierno y el maíz respectivamente (Figura 4.2). Estas producciones indujeron una tendencia (P=0,08) a una mayor producción total de proteína bruta por hectárea en la rotación completa. El menor aporte energético de la asociación HC se vio compensado por la mayor producción obtenida, de manera que no se observaron diferencias estadísticamente significativas en el valor energético producido (93 vs. 89,9 GJ/ha, para RI y HC respectivamente) la mayor producción de maíz en el manejo sostenible indujo a una producción de 26 GJ/ha más que en el manejo convencional. Los GJ de EM/ha de la 53 rotación completa fueron un 10% superiores en el manejo sostenible que en el convencional, aunque sin diferencias significativas respecto al manejo convecional (P>0,05). Comparando el rendimiento anual de materia orgánica digestible (MOD) en dos manejos, se puede observar que la baja digestibilidad del forraje de la asociación habas-colza resultó en 3 t/ha de MOD menos en el manejo sostenible que en le manejo convencional (P<0,01). En contraste, en el cultivo de verano, el rendimiento de MOD en el manejo sostenible fue numéricamente mayor que en el manejo convencional de forma que en la rotación completa no se observaron diferencias significativas (P>0,05). 1628 1024 1112 789 0 500 1000 1500 2000 2500 3000 PB (kg/ha) Sostenible Convencional Forraje de invierno Forraje de verano Rotación completa: NS Forraje de verano: NS Forraje de invierno: NS Figura 4.2: Rendimiento en Proteína Bruta (PB) en kg/ha de los cultivos forrajeros de invierno (asociación haba y colza en manejo sostenible o raigrás italiano en manejo convencional) y de verano (maíz). 54 89 144 93 118 0 50 100 150 200 250 EM (GJ/ha) Sostenible Convencional Forraje de invierno Forraje de verano Rotación completa: NS Forraje de verano: NS Forraje de invierno: NS Figura 4.3: Rendimiento en Energía Metabolizable (EM) en GJ/ha de los cultivos forrajeros de invierno (asociación haba y colza en manejo sostenible o raigrás italiano en manejo convencional) y de verano (maíz). 8,51 9,00 11,71 7,41 0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 MOD (t/ha) Sostenible Convencional Forraje de invierno Forraje de verano Rotación completa: NS Forraje de verano: NS Forraje de invierno: ** Figura 4.4: Rendimiento en Materia Orgánica Digestible (MOD) en t/ha de los cultivos forrajeros de invierno (asociación haba y colza en manejo sostenible o raigrás italiano en manejo convencional) y de verano (maíz). **=P<0,01. 55 4.3. Características del suelo agrícola En la analítica del suelo, se observó que la evolución de la materia orgánica (MO) a lo largo del año agronómico no se vio afectada por el tipo de manejo, ya que no mostró diferencias entre cultivos, estando siempre encima del 2%, dato que refleja una buena fertilidad del suelo y garantiza una correcta implantación y desarrollo de los cultivos en ambos manejos (Figura 4.5). El pH en la parcela convencional bajó gradualmente un punto (de 7 a 6), sin diferencias significativas comparado con su evolución en la parcela sostenible que se mantuvo estable. En la Figura 4.6 se observa que la concentración del fósforo asimilable (P) en el suelo se mantuvo estable independientemente del tipo del manejo durante el año agronómico, indicando niveles elevados de fertilidad. No obstante, la concentración del potasio (K) en manejo sostenible, se incrementó significativamente a lo largo del período de estudio, pasando de un suelo clasificado como de fertilidad baja a fertilidad alta según Martínez-Fernández y Argamentería (2012). La evolución del contenido en K refleja el efecto de la fertilización orgánica, rica en K, así como la extracción del mismo de las capas profundas del suelo por parte de la colza. 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 may-11 oct-11 mar-12 ago-12 MO (%) Convencional MO (%) Sostenible pH Convencional pH Sostenible Figura 4.5: Evolución en el suelo de la materia orgánica y el pH según manejo convencional vs. sostenible. 56 0 50 100 150 200 250 300 350 400 may-11 oct-11 mar-12 ago-12 mg/kg P Convencional P Sostenible K Convencional K Sostenible Figura 4.6: Evolución en el suelo de las concentraciones de fósforo (P) y el potasio (K) según el manejo convencional vs. sostenible 4.4. Composición química de las dietas La composición química y el contenido energético de los dos ensilados elaborados a partir de la asociación forrajera de haba y colza (HC) y a partir del raigrás italiano (RI) se presentan en la tabla 4.3. Conforme a lo observado sobre los forrajes verdes de partida, el ensilado del HC presentó un mayor contenido en proteína que el ensilado del RI, y mayor contenido en FND y por lo tanto menor digestibilidad de la materia orgánica y contenido energético. El diferente valor nutritivo de los ensilados condujo a formular la ración TMR basada en RI con un 21,8% más de concentrado que cuando se utilizó ensilado HC para que ambas raciones fueran isoenergéticas e isoproteicas (Tabla 4.4). Por lo tanto, la relación forraje:concentrado en la TMR HC fue de 85:15, mientras que en la TMR RI fue de 80:20. 57 Tabla.4.3: Valor nutritivo (%MS) y contenido energético estimado de los ensilados de haba+colza (HC) y raigrás italiano (RI). Ensilado (%MS) HC RI Materia Seca * 30,05 24,20 Materia Orgánica 91,54 89,60 Proteína Bruta 14,48 10,71 Fibra Neutro Detergente 63,29 47,55 Digestibilidad de materia orgánica 58,20 72,41 Energía Metabolizable (MJ/kg MS) 8,52 10,37 Energía Neta de lactación (Mcal/kgMS) 1,27 1,56 * El forraje en ambos manejos fue ensilado tras 24 horas de prehenificación Tabla 4.4: Composición de ingredientes, valor nutritivo (%MS) y aporte energético estimado de las mezclas TMR. Mezclas TMR HC RI Ingredientes (%MS) Ensilado de Haba+Colza 75,33 --- Ensilado de raigrás italiano --- 68,45 Paja de cebada 9,38 11,99 Concentrado 1 15,29 19,56 Valor nutritivo (%MS) Materia Seca 34.39 29.66 Materia Orgánica 89,45 89,43 Proteína Bruta 12,03 12,20 Fibra Neutro Detergente 61,79 53,34 Energía Neta de lactación (Mcal/kgMS) 1,38 1,42 1 Ver Tabla 3.1 para la composición de ingredientes del concentrado. En la estabulación, las vacas además de su correspondiente TMR según el tratamiento HC o RI al que fueron asignadas, recibieron dos tipos de concentrados 58 comerciales: L y S. El concentrado L fue ofertado a cantidad fija durante todo el ensayo y el S a partir del parto. En la Tabla 4.5 se muestra la composición química de dichos concentrados. Se muestra asimismo, la composición química de la hierba pastada según las muestras tomadas durante el ensayo. Tabla 4.5: Valor nutritivo (%MS) y aporte energético estimado de los concentrados suplementarios L y S y de la hierba pastoreada. Conc. L Conc. S Pasto Materia Seca 87,46 87,75 19,42 Materia Orgánica 92,82 91,87 87,89 Proteína Bruta 19,71 18,37 19,66 Fibra Neutro Detergente 20,94 22,95 55,32 Energía Neta de lactación (Mcal/kgMS) 1,88 1,83 1,43 Ambas raciones TMR resultaron, como estaba previsto, isoenergéticas (1,40 Mcal ENl/kgMS) e isoproteicas (12,1% de PB sobre MS), según la composición de ingredientes utilizados. Los dos concentrados estaban formulados con el objetivo de incrementar el valor proteico y energético de la dieta completa. La composición de la hierba resultó dentro de los parámetros habituales de la hierba de pradera de otoño. 4.5. Consumo de materia seca Las dos mezclas unifeed fueron ofertadas ad libitum, observándose en ambos casos una buena aceptabilidad por los animales, algo superior en las vacas que consumieron mezcla unifeed basada en ensilado de raigrás italiano. El porcentaje de rehúso de la mezcla RI fue de 2,8% y el de la mezcla HC de 5,7%. Antes del parto, el consumo de materia seca (Tabla 4.6) de la mezcla unifeed RI fue mayor que la ingestión de mezcla unifeed HC (10,3 vs. 6,8 kgMS/día; P<0,001). Los consumos de concentrado L fueron similares entre tratamientos. Sin embargo, las vacas que consumían la mezcla unifeed HC compensaron la diferencia de ingestión de unifeed con una mayor ingestión de hierba (7,1 kg MS/día), mientras que los animales que consumían la mezcla unifeed RI presentaron una baja ingestión de hierba durante el preparto (3,2 kg MS/día), aunque 65 Taba 4.8: Perfil de ácidos grasos (g AG/100g AG) de la grasa de leche en los dos tratamientos (HC y RI). HC RI rsd 1 P 2 Ácido Capróico 6:0 3,10 2,90 0,105 NS Ácido Caprílico 8:0 1,29 1,23 0,051 NS Ácido Cáprico 10:0 4,59 4,99 0,257 NS Ácido Undecenoico 11:1 cis10 0,06 0,05 0,006 NS Ácido Laurico 12:0 4,64 5,40 0,298 NS Ácido Tridecenoico 13:1 cis2 0,05 0,10 0,014 NS Ácido Mirístico 14:0 13,93 15,21 0,504 NS Ácido Miristoleico 14:1 cis9 0,70 0,70 0,056 NS Ácido Pentadecanoico 15:0 1,17 1,47 0,095 NS Ácido Palmítico C16:0 33,81 38,05 0,651 ** Ácido Palmitoleico 16:1 cis9 0,74 0,66 0,049 NS Ácido Heptadecanoico 17:0 0,80 0,81 0,050 NS Ácido Heptadecenoico 17:1 cis10 0,13 0,12 0,014 NS Ácido Esteárico 18:0 18,98 16,11 0,727 * Ácido Oleico 18:1 cis9 13,75 11,27 0,611 * Ácido Elaídico 18:1 trans9 0,07 0,03 0,017 ** Ácido Vaccénico 18:1 trans11 1,68 0,91 0,068 *** Ácido Linoleico 18:2 cis9 cis12 1,86 1,36 0,086 ** Ácido Ruménico (CLA) 18:2 cis9 trans11 0,74 0,31 0,044 *** Ácido Linolénico 18:3 cis6 cis9 cis12 0,86 0,35 0,039 *** Ácido Araquídico 20:0 0,17 0,07 0,040 NS Ácido Eicosanoico 20:1 cis11 0,13 0,03 0,073 NS Ácido Araquidónico 20:4 cis5 cis8 cis11 cis14 0,06 0,02 0,008 NS AGS 3 82,18 86,08 1,164 NS AGMI 4 14,36 11,75 1,144 NS AGPI 5 3,48 2,03 0,119 *** 1 desviación estándar residual. 2 significación estadística. NS: P>0,05; *: P<0,05; **: P<0.01; ***: P<0.001 3 Ácidos grasos saturados. 4 Ácidos grasos mono-insaturados. 5 Ácidos grasos poliinsaturados. 66 4.9. Efecto sobre el parto y la fertilidad en el siguiente ciclo reproductivo En la Tabla 4.9 se muestran los parámetros reproductivos de los animales alimentados con dietas basadas en ensilado de haba y colza forrajera (HC) o en ensilado de raigrás (RI). El 60% de los partos del grupo HC fueron calificados como difíciles no distócicos, esto es, las vacas necesitaron ayuda para la extracción del ternero pero sin utilización de equipos obstétricos. Todas las vacas del grupo RI parieron sin necesidad de ayuda externa. Aunque no se observaron diferencias entre tratamientos, los terneros nacidos de madres en el grupo HC pesaron un 10% menos que los terneros nacidos de las madres del grupo RI. La supervivencia de los terneros fue del 100%. Tabla 4.9: parámetros reproductivos de las vacas en los dos tratamientos HC RI rsd 1 P 2 Partos difíciles (%) 60 0 -- -- Hembras nacidas (%) 40 40 -- -- Peso al nacimiento (kg) 34,8 38,3 2,82 NS Días al primer celo 76,4 54,6 9,37 NS Nº IA hasta la preñez 3 2,0 1,8 0,31 NS Días hasta Inseminación efectiva 143,4 105,4 16,12 NS 1 desviación estándar residual. 2 significación estadística. NS: P>0,05. 3 IA: Inseminación artificial Aunque el ensayo terminó a las cuatro semanas del parto, se realizó un seguimiento de la reactivación ovárica para un nuevo ciclo productivo. Las vacas que habían estado englobadas en grupo RI mostraron síntomas de celo a los 55 días tras el parto, mientras que en las del grupo HC aparecieron como media 22 días más tarde. Se necesitaron 2,0 y 1,8 inseminaciones en los grupos HC y RI respectivamente para que las vacas quedaran preñadas, siendo la inseminación fértil del grupo HC a los 143 días tras el parto y la del grupo RI a los 105 días. . DISCUSIÓN 69 5. DISCUSION La producción de la asociación de haba y colza forrajera resultó muy superior a la obtenida por de la Roza et al (2004) para las habas forrajeras cuando estudiaron su evolución en asociación con triticale como cereal de invierno. El corte único de haba y colza presentó una producción de materia seca similar a la producción acumulada de los dos cortes de raigrás italiano, de forma concordante con los resultados de Martínez-Fernández et al (2005), cuando compararon habas forrajeras en monocultivo frente a raigrás italiano. La presencia de adventicias asociadas al maíz mostró diferencias significativas entre manejos, demostrando la poca efectividad del herbicida sintético frente al poder herbicida de la colza. El valor de pH del suelo (>6) y su contenido en MO (>2%), garantizan un correcta implantación y desarrollo de los cultivos en ambos manejos. El contenido en P asimilable indica niveles elevados de fertilidad del suelo, mientras que el incremento en la concentración en K en manejo sostenible a lo largo del período de estudio, es indicativo de que el suelo pasa de una clasificación de fertilidad baja a fertilidad alta según Martínez-Fernández y Argamentería (2012). La evolución del contenido en K refleja el efecto de la fertilización orgánica, rica en K, así como la extracción de K de las capas profundas, por parte de la colza. Según NRC (2001), la concentración dietética necesaria en la ración de vacas multíparas en las 3 últimas semanas de gestación para cubrir sus requerimientos está alrededor de 12% de proteína bruta con un aumento de una o dos unidades en los 7 últimos días de gestación. Para novillas en su primera gestación se recomienda un 14% de proteína bruta en la ración, elevando el nivel proteico hasta el 17% en la última semana. Para subsanar cualquier eventual déficit proteico, tanto el pienso L (ofrecido en cantidad fija de 3kg de materia fresca por día durante todo el experimento) como la hierba pastada presentan un alto contenido de PB (19,71 y 19,66% respectivamente). Por lo tanto, las raciones formuladas en este ensayo cubrirían en principio dichas necesidades ya que todas las vacas utilizadas en el ensayo tenían al menos una lactación previa. El aporte energético de las mezclas HC y RI fueron de 1,38 y 1,42 Mcal ENl/kg MS respectivamente, y parecen adecuadas para vacas en el final de gestación (recomendación de NRC, 2001: 1,25 Mcal ENl/kgMS). 70 En la segunda parte del periodo de transición y cuando las vacas entran en lactación, las necesidades nutricionales se incrementan y el organismo del animal recurre a la movilización de las reservas corporales. Los animales del ensayo en esta fase recibieron dos tipos de piensos suplementarios para cubrir la limitada densidad energética y proteica de las dos dietas TMR ensayadas, además, las vacas tuvieron un acceso al pasto. En el presente ensayo, las dietas fueron únicas para cada grupo de manejo, sin variaciones sustanciales antes y después del parto, excepto la oferta de 1 kg/d de pienso S tras el parto. La oferta de los diferentes componentes de la dieta: ración TMR, concentrado L, concentrado S y hierba, por separado permiten a las vacas autoregular la ingesta, de modo que pueden cubrir sus necesidades en cada período de la transición. Efectivamente, considerando las ingestiones de materia seca de cada uno de los componentes de la dieta y su aporte proteico y energético vemos que la dieta completa alcanza en 16% de PB con los dos manejos antes y después del parto (16,4% y 16,0% PB para los manejos HC y RI, respectivamente, antes del parto y 15,6% y 16,3%PB para los manejos HC y RI, respectivamente, tras del parto). De modo similar, se observó una regulación de la ingestión de energía en ambos tratamientos y periodos: (1,46 y 1,47 Mcal ENl/kgMS para los manejos HC y RI, respectivamente, antes del parto y 1,51 y 1,49 Mcal ENl/kgMS para los manejos HC y RI, respectivamente, tras del parto). Además, la ingestión de materia seca asociada con la TMR esta relacionada negativamente con la ingestión de hierba en pastoreo. Es decir las vacas del grupo HC en preparto tuvieron una IMS de TMR numéricamente inferior a la del grupo RI y una IMS en pastoreo superior forma concordante con los resultados de Morales-Almaráz et al (2010). Calculando la diferencia entre la ingestión de energía y las necesidades de la misma (calculadas según las ecuaciones de NRC, 2001) en Mcal de ENl por día, durante las semanas 1, 2, 3 y 4 de postparto, las vacas en el tratamiento HC presentaron un balance energético más negativo que las vacas en el tratamiento RI (-13; -6; -11 y -11 McalENl/d vs. -8; -3; -3,2 y -5 McalENl/d, respectivamente). Rastani et al (2005) reportaron en vacas alimentadas con dietas basadas en ensilado de maíz, un balance energético durante las tres primeras semanas de lactación inferior al observado en vacas HC y superior a lo observado en el tratamiento RI (-8, -12, -8,5 en las semanas 1, 2 y 3 postparto respectivamente). No obstante, la densidad energética de la dieta usada en su trabajo fue superior a las de las dietas de nuestro ensayo (1,7 Mcal/kg vs. 1.5 Mcal/kg en su ensayo y en el nuestro respectivamente). Por otro lado, el BEN tiene 71 una menor incidencia cuando la duración de secado es más corta (Grummer, 2011), así, en nuestro ensayo, las vacas habían sido secadas 60 días antes del parto previsto, mientras que las vacas en el trabajo de Rastani et al (2005) tuvieron un periodo de secado más corto (50 días). La ingestión de materia seca de los animales en porcentaje del peso vivo fue similar en los dos grupos, siendo alrededor de 2,5% del PV en preparto y con una disminución al 1,8% en el periparto. Posteriormente, este porcentaje de consumo en relación al PV se recuperó en ambos tratamientos, estimándose una ingestión de materia seca a las cuatro semanas del parto del 2,4% del PV en el tratamiento HC, siendo algo superior en el tratamiento RI (3,3%). En la segunda semana postparto, la relación ingestión:PV dio valores anormalmente altos en el tratamiento RI. Ello ha sido achacado a un error en el registro del peso de los animales en esa semana, lo que conllevó, probablemente a una sobreestimación de la ingestión de hierba en pastoreo. Los animales de ambos manejos, HC y RI, llegaron al parto con una condición corporal de 2,75 de media. Ésta puede considerarse algo baja comparada con las recomendaciones de manejo, que la sitúan en torno a 3,00-3,50. Tras el parto, las vacas de ambos grupos mostraron una condición corporal de 2,25, lo que es indicativo de una movilización de reservas corporales destinadas a la obtención de energía para la producción de leche y posible indicación de un balance negativo de energía. Efectivamente, las vacas alcanzaron tras el parto una alta producción de leche, por encima de 29 kg de leche al día y con una proporción de grasa elevada (3,91% en las vacas con el manejo HC y 4,36% en las vacas con el manejo RI, P<0,05). La elevada producción de leche junto a un alto porcentaje de grasa en los primeros días tras el parto está correlacionada negativamente con el balance energético (Van Vries y Veerkamp, 2000). Ahora bien, la relación grasa/proteína es de 1,18 en el manejo HC y de 1,34 en el RI, dentro del rango de valores recomendados (1,1-1,5), lo que es indicador de que los animales no entraron en balance negativo de energía en este período. Por otra parte, la relación de grasa/proteína fuera de ese rango, es indicativa de una posible acidosis ruminal subaguda (SARA). Como los valores obtenidos en esta relación en nuestro ensayo están dentro de los parámetros normales, nos indica que los animales no entraron en el proceso patológico de SARA, aun considerando que el modo de ofertar los concentrados suplementarios L y S en dos tomas puede suponer un riesgo de acidosis momentáneo. Además, la estrategia de alimentación utilizada, consistente en alimentar las vacas durante toda la transición con la misma 72 ración reduce los cambios bruscos de alimentación que pueden agravar el estado de estrés de las vacas y minimizar el grado y la extensión del BEN (Grummer et al, 2004). El perfil de ácidos grasos de cadena corta no se vio afectado por el tipo de tratamiento, sin embargo la concentración de AG de cadena media fue superior en el tratamiento RI que en el tratamiento HC (56,7 vs. 51,0 gAG/100gAG respectivamente) debido a la gran concentración del ácido palmítico (38,05 vs. 33,81 % respectivamente). MoralesAlmaráz et al (2010) encontraron una concentración de palmítico parecida en vacas en pastoreo (12 horas) suplementadas con TMR en base a ensilado de maíz y ensilado de haba forrajera. En cuanto a los ácidos grasos de cadena larga (18 átomos de carbono y más), el grupo HC presentó concentraciones superiores respecto al grupo RI. Además, estas concentraciones fueron superiores a las reportadas MoralesAlmaráz et al (2010) en vacas pastoreando 12 horas al día con suplemento de TMR en base a ensilado de maíz y haba forrajera. Ello, puede se debido a que nuestro ensayo las vacas permanecían entre 12 y 16 horas en el pasto. Las vacas alimentadas con una mezcla TMR basada en la asociación forrajera haboncillos-colza presentaron un mejor perfil de AG en la leche especialmente con una mayor concentración de AGPI (3,48gAGPI/100gAG), que las vacas alimentadas con TMR en base a RI (2,03gAGPI/100gAG) en el presente ensayo o en base a la mezcla ensilados de maíz y haba forrajera (3,09gAGPI/100gAG; Morales-Almaráz et al, 2010). No obstante el grado de saturación de la grasa de la leche en ambos grupos tratamientos (84,1 gAGS/100gAG), fue superior al reportado en la bibliografía (Dewhurst et al, 2006; Morales-Almaráz et al, 2011). Esta mayor saturación en los ácidos grasos es debido a que, mientras los ensayos habitualmente se llevan acabo en primavera, se ha observado que en otoño e invierno la proporción de AGS en la leche es superior al observado en primavera-verano (Roca-Fernandez y GonzalezRodriguez, 2013). Por lo tanto, la relación AGS:AGI de la leche supera en ambos tratamientos las actuales recomendaciones dietéticas (OMS, 1997). La relación entre los AG W6 y W3 fue superior en el tratamiento RI que en el HC (4,2 vs. 2,2 respectivamente, P<0,01), debido a la mayor ingestión de hierba en el tratamiento RI en postparto. Estos resultados son concordantes con la bibliografía (Dewhurst et al, 2006; Morales-Almaráz et al, 2011). Ahora bien, la proporción de AGI considerados como saludables en la alimentación humana (ácidos vaccénico, linoleico, linolénico y CLA) son superiores en el tratamiento HC debido a la riqueza de estos AG en la semilla de colza, a pesar de tener una menor ingestión de hierba en este tratamiento (Côrtes et al, 2010). CONCLUSIONES 81 de La Roza, B., Matrínez-Fernández, A., Soldado, A., Argamentería, A. 2004. Evolución de la producción y ensiliabilidad de la asociación triticalehaboncillos, según el estado de desarrollo. 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