Respuesta fisiológica y productiva de novillos engordados con un sistema de enfriamiento a espacio abierto en un clima árido y seco
Publicado: 9 de enero de 2018
Por: Abelardo Correa Calderóna, Víctor M. Yañez Cantabranaa, Francisco J. Verdugo Záratea, Leonel Avendaño Reyesa, Enrique Alvarez Almoraa, Carlos F. Árechiga Floresb, Fernando Rivera Acuña. Recibido el 23 de septiembre de 2005 y aceptado para su publicación el 12 de marzo de 2007. a Instituto de Ciencias Agrícolas, Universidad Autónoma de Baja California, Ejido Nuevo León, Baja California. b Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia. Universidad Autónoma de Zacatecas.
Resumen
Con objeto de evaluar el efecto de un sistema de enfriamiento a espacio abierto sobre la ganancia de peso, frecuencia de respiración y niveles sanguíneos de triiodotironina (T3) y tiroxina (T4) durante el verano, 60 novillos Holstein fueron asignados aleatoriamente a un grupo testigo con únicamente sombra y un segundo grupo con sombra, más enfriamiento. Durante el experimento se registró un Índice de temperatura-humedad máximo que oscilo entre 82 a 88. El sistema de enfriamiento colocado a 8 m a partir de la sombra, consistió de una hélice de 2.4 m de diámetro produciendo 1,416 m3/min de aire con una rotación de 90° y un flujo de agua de 12 L/min. El peso corporal y los niveles de hormonas fueron registrados cada dos semanas, mientras la frecuencia de respiración (1400) en dos ocasiones por semana. Los datos fueron analizados con un diseño de mediciones repetidas, incluyendo el peso inicial como covariable. La ganancia de peso fue mayor (P<0.05) en el grupo con enfriamiento (1.43±0.091 kg/animal/día) que en el testigo (1.25±0.091 kg/animal/día). La frecuencia respiratoria expresada en respiraciones por minuto difirió (P<0.01) entre el grupo testigo (111±0.74) y enfriamiento (94±0.74). El grupo con enfriamiento obtuvo mayores (P<0.05) niveles de T3 (1.7±0.042 ng/ml) en comparación al testigo (1.5±0.042 ng/ml); sin embargo, los niveles de T4 fueron similares entre el enfriamiento (79.3±1.82 ng/ml) y el testigo (78.2±1.82 ng/ml). El enfriamiento artificial puede ser una alternativa para incrementar la eficiencia productiva y el confort de novillos Holstein en verano.
PALABRAS CLAVE: Estrés calórico, Sistema de enfriamiento, Ganancia de peso, Frecuencia respiratoria, Novillos.
Los altos niveles de temperatura, humedad ambiental y radiación solar que se registran durante el verano, causan estrés térmico e inclusive la muerte del ganado bovino engordado en corral(1,2). La temperatura corporal está determinada por el calor proveniente del metabolismo del propio animal, de la radiación solar y otras vías como la conducción y la convección. Cuando la pérdida de calor del organismo es menor a la ganancia del mismo, el calor es almacenado, resultando en un incremento de la temperatura corporal(3). Un ajuste fisiológico del ganado bovino durante periodos de estrés calórico es disminuir la producción de calor metabólico, reduciendo su consumo de alimento, lo cual afecta negativamente la productividad del animal(4). En ganado productor de carne esto puede resultar en retraso de su crecimiento(5).
Algunas prácticas de manejo para mejorar la eficiencia del ganado engordado durante el verano han sido alterar la frecuencia y horario de alimentación(3,6), o el uso de enfriamiento artificial(7) entre otras. El uso de sistemas de enfriamiento en engordas comerciales no es una práctica común, ya que al parecer no es económicamente redituable. Sin embargo, existen actualmente diferentes sistemas de enfriamiento, los cuales están disponibles en el mercado y que han producido resultados positivos en el ganado productor de leche(8,9), pero no han sido evaluados en el ganado engordado en corral. Un nuevo sistema de enfriamiento a espacio abierto mostró incrementar la producción de leche en vacas Holstein bajo estrés calórico(10) y pudiera ser una opción de enfriamiento para ganado de engorda. Con base en lo anterior el objetivo del presente estudio fue determinar el efecto de un sistema de enfriamiento a espacio abierto sobre la eficiencia productiva y respuesta fisiológica de novillos Holstein engordados en corral durante el verano en una zona de clima árido y seco.
El experimento fue conducido en la engorda San Carlos ubicada en el Valle de Mexicali, Baja California a 15 km al sur de la ciudad de Mexicali. El clima de esta zona es considerado como árido, seco extremoso con temperaturas promedio máximas y mínimas entre 43 y 16 °C respectivamente. La precipitación media anual es de 85 mm y la humedad relativa promedio entre 40 y 50 %(11).
El experimento tuvo una duración de 12 semanas que comprendieron los meses de junio a agosto. Sesenta novillos Holstein con un peso promedio de 344 kg fueron asignados aleatoriamente de acuerdo a su peso corporal a cada uno de dos tratamientos (un corral por tratamiento): un tratamiento con sombra solamente en el centro del corral (grupo testigo; n= 30) y un segundo tratamiento con un sistema de enfriamiento a espacio abierto más sombra en la parte central del corral (grupo enfriado; n= 30).
El sistema de enfriamiento a espacio abierto consistió en un ventilador oscilatorio con una hélice de fibra de vidrio de alta resistencia, con un diámetro de 2.4 m y un motor eléctrico de 5 HP, produciendo aproximadamente 1,416 m³ de aire por minuto y una cobertura de oscilación de 90°. La unidad electromecánica fue montada en un tubo de acero de 10 cm de diámetro soportada por una base de metal. La cantidad de agua descargada fue de 12 L/min a través de una pieza especial en forma de piña, donde se montaron siete boquillas de bronce al final de un tubo galvanizado de 1.27 cm de diámetro por 90 cm de largo. El ventilador fue instalado en el lado sur de la sombra, a una distancia de 8 m y operó diariamente mediante un sistema de encendido y apagado automático por 7 h (1000 a 1700). El área del corral modificada en su clima por el sistema de enfriamiento, fue el área de sombra, que comprendió 115.5 m2. El sistema de enfriamiento no modificó los valores de humedad relativa, y la temperatura fue reducida entre 3 a 5 °C en la zona de la sombra en comparación al grupo testigo, esto dependiendo de las condiciones ambientales del día, como temperatura, velocidad, y dirección del viento principalmente.
El peso corporal individual fue registrado cada dos semanas, en tanto que la frecuencia respiratoria, medida como los movimientos del flanco por minuto, fue registrada dos veces por semana a las 1400, en 10 animales de cada tratamiento, siendo siempre los mismos animales. El consumo de alimento fue estimado con la diferencia de peso entre la cantidad de alimento ofrecido y el rechazado durante 24 h. Esta medición se realizó por corral dos veces a la semana, con el propósito de obtener los promedios generales de consumo.
Se colectaron muestras de sangre de la vena coccígea a las 0600 cada dos semanas en 10 animales por grupo mediante tubos vacutainer (10 ml) sin anticoagulante. Una vez colectadas, las muestras se colocaron en hielo para ser transportadas y llevadas al laboratorio para ser centrifugadas a 3500 xg durante 15 min para la obtención del suero sanguíneo, el cual fue congelado (-10 °C) hasta la determinación de los niveles de T3 (triiodotironina) y T4 (tiroxina) total por medio de la técnica de ELISA (Biokwitech®). Durante la semana 10 no fue posible la toma de muestras de sangre, por lo que no se reportan resultados sobre los niveles hormonales durante esa semana.
La temperatura ambiental y la humedad relativa fueron registradas cada hora en la estación de meteorología de la Unidad Autónoma de Baja California, ubicada en la ciudad de Mexicali, aproximadamente a 20 km del área de estudio. Con esta información se calcularon los índices de temperatura-humedad (ITH) utilizando la siguiente ecuación(12):
ITH = Td – (O.55- O. 55 x RH) (Td – 58)
Donde: ITH= índice de temperatura-humedad; Td = temperatura de bulbo seco (°F); RH = humedad relativa en decimales.
Instalaciones, alimentación y manejo
Las instalaciones experimentales consistieron en dos corrales con cerco de cable y tubo, ocupando cada uno una área de 600 m2 (24.5 x 24.5 m), correspondiendo un espacio de 20 m2/animal. Cada corral estaba equipado con un tanque de concreto con flotador que activaba el suministro de agua, además de contar con una sombra que ocupaba una área de 115.5 m2 (21 x 5.5 m) colocada en la parte central del mismo, correspondiendo una área de sombra de 3.85 m2/cabeza. Un comedero de concreto se localizó a lo largo del lado norte del corral, y los animales fueron alimentados en dos ocasiones diariamente (0800 y 1600) con una ración integral para engorda, con la siguiente composición química: materia seca (90.7 %), humedad (9.3 %), grasa (5.7 %), proteína cruda (14.5 %), fibra cruda (21.7 %) y cenizas (6.4 %), la cual aportaba 1.80 Mcal/kg de ENm y 1.20 Mcal/kg de ENg. El manejo de los animales previo al inicio del experimento consistió en implantar a cada novillo con Revalor® (Acetato de Trembolona, 140 mg + 20 mg de 17 b estradiol) de laboratorios Intervet, desparasitación con Valbazen® (Albendazole 25 g y sulfato de cobalto 325 g), y aplicación de las vacunas IBR, P13 con Pasterella y 8 cepas de Clostridium (laboratorio Pfizer) así como vitaminas A, D, E y B12.
Las variables de respuesta medidas en distintos periodos de tiempo (ganancia diaria de peso, frecuencia respiratoria, y concentración de T3 y T4 en suero sanguíneo) se analizaron mediante un diseño con mediciones repetidas utilizando un modelo que incluyó los efectos de tratamiento, periodo de tiempo y la interacción tratamiento y periodo de tiempo. Como efecto aleatorio (unidad experimental) se consideró animal dentro de tratamiento, con el cual se obtuvieron las pruebas de F. Los análisis se realizaron usando el procedimiento GLM (General Linear Models) del programa estadístico SAS(13). Las diferencias se declararon significativas al nivel de 5 % y las medias ajustadas se compararon mediante pruebas de “t” student(14). En el caso del consumo de alimento, debido a la falta de repeticiones no se realizó ningún análisis estadístico, por lo que sólo se estimaron medias generales por tratamiento.
El ITH máximo durante el periodo experimental fue superior a 74 (Cuadro 1), lo cual es considerado como el valor crítico en el cual el estrés calórico afecta el rendimiento del ganado de engorda(6). Estudios conducidos por Hahn(15), indicaron que la disminución en la ganancia de peso inicia cuando la temperatura mínima registrada durante el día fue superior a 21 °C, o las máximas mayores a 32 °C, o bien cuando los promedios de temperatura e ITH diarios estuvieron por arriba de 27 y 74 °C, respectivamente. De acuerdo a las temperaturas registradas durante el presente experimento, se puede indicar que los animales se encontraron bajo un estrés calórico continuo durante las horas del día, y un leve alivio durante las horas de la noche en algunas semanas del periodo experimental.
Ganancia de peso y consumo de alimento
La ganancia de peso registrada para el grupo con enfriamiento fue de 1.43 kg/día y 1.25 kg/día para el grupo testigo. El grupo con enfriamiento tuvo una ganancia diaria de 0.18 kg/día mayor (P<0.05) que el grupo con únicamente sombra (Cuadro 2). Algunos investigadores(16) estimaron que el rendimiento óptimo de la ganancia de peso del ganado de engorda es 1.5 kg/día entre temperaturas de 5 a 15.6 °C. En este estudio el grupo sometido a enfriamiento estuvo más cercano al rendimiento óptimo en comparación al grupo testigo. En otros trabajos(17) reportaron en un grupo bajo un sistema de enfriamiento (ventiladores y aspersores) diferencias en ganancias de peso de sólo 0.09 kg/ día en comparación a un grupo testigo, lo cual es inferior a lo encontrado en el presente estudio. Una diferencia similar a la anterior (0.070 kg/día) fue reportada en el valle de Mexicali al utilizar el mismo sistema de enfriamiento empleado en esta investigación, comparado a un grupo con sombra solamente en la parte central del corral(18).
Sin embargo, Morrison et al(19) reportaron una mayor ganancia de peso usando aspersores y ventiladores (+0.25 kg/día/animal) comparado con el uso de sólo sombra. Un comportamiento observado en cierto periodo del experimento, fue que el grupo con sombra obtuvo una ganancia superior en 0.480 kg con respecto al grupo enfriado (semana 8), pudiéndose atribuirse lo anterior a un efecto de ganancia de peso compensatoria del grupo testigo, como ha sido reportado en algunos otros estudios; este mismo efecto fue observado en un experimento similar al presente(18). Al respecto, Hahn(20) indica que existe evidencia de un crecimiento compensatorio posterior a que los animales han sido expuestos a un estrés calórico moderado, o bien a una restricción en su consumo de alimento. Este crecimiento compensatorio puede ser esperado debido a que los animales restringen voluntariamente su consumo de alimento durante periodos de estrés calórico, con el fin de mantener su temperatura corporal normal. Los ITH mínimos entre 61 y 66 registrados en ciertas semanas del experimento, pueden haber permitido un alivio al estrés calórico al cual el animal estuvo expuesto en las horas del día, reflejándose lo anterior en una ganancia de peso compensatoria. Se ha mencionado que en los días calurosos del verano, si durante las horas más frescas se registran ITH de 64 o menores al menos por 6 h, esto reduce los efectos negativos de las altas temperaturas en ganado lechero(21). Existen algunos factores que pueden afectar la expresión del crecimiento compensatorio como la etapa de crecimiento del animal, la severidad y duración del estrés calórico y la condición del animal antes del inicio del estrés(20).
Las medias de consumo de alimento en el grupo bajo enfriamiento fue de 10.45±0.7 kg/animal/día y de 10.27±0.70 kg/animal/día para el grupo testigo. La asociación existente entre los procesos de termoregulación y el consumo de alimento puede ser la causa de la baja respuesta en esta variable, ya que el confort de los animales en respuesta al enfriamiento probablemente no fue suficiente como para elevar el consumo de alimento. Lo anterior pudiera ser explicado por la alta frecuencia respiratoria (94 respiraciones/min) en el grupo con enfriamiento. Sin embargo, la reducción en el número de respiraciones en el grupo enfriado pudo haber permitido más energía disponible para ganancia de peso de acuerdo a lo señalado por el NRC(22).
Frecuencia respiratoria
El Cuadro 3 muestra los resultados sobre la frecuencia respiratoria, en donde se observa una disminución (P<0.01) en el grupo bajo enfriamiento (94) en comparación al testigo (111).
En un estudio se reportaron 90 respiraciones por minuto en un grupo de ganado de engorda bajo un sistema de enfriamiento basado en aspersores y ventiladores, y 109 respiraciones por minuto en un grupo con únicamente sombra, lo cual fue muy similar a lo encontrado en este estudio(23). De acuerdo a Hahn(15) una frecuencia respiratoria mayor a 60 en ganado bovino productor de carne alimentado a libre acceso, indica que el animal inicia a ser afectado por el estrés térmico. En el presente estudio tanto el grupo con enfriamiento (+34) como el grupo testigo (+51) sobrepasaron el valor de 60 respiraciones por minuto. Aún y cuando el grupo bajo enfriamiento también presentó una frecuencia respiratoria alta, la reducción en la temperatura registrada bajo la sombra en el grupo con enfriamiento, le permitió estar muy por debajo del grupo testigo (-17). Un incremento en la frecuencia respiratoria trae consigo un mayor gasto de energía, incrementado consecuentemente los requerimientos diarios de energía entre 7 a 25 %(22). La frecuencia respiratoria ha sido usada como un indicador de la carga de calor en periodos de estrés por altas temperaturas, incrementándose cuando los animales requieren disipar el exceso de calor, en este caso por un medio evaporativo.
El uso de la frecuencia respiratoria (jadeo) puede ser una herramienta fácil para caracterizar el estrés calórico y evaluar algunas estrategias de manejo. El jadeo es clasificado en una primera fase como rápido y poco profundo y una segunda fase caracterizada por la boca abierta del animal(22). En el presente estudio la mayoría de los novillos presentaron la primera fase.
Triiodotironina y Tiroxina
Los Cuadros 4 y 5 presentan los valores de los niveles de T3 y T4, respectivamente. El grupo con enfriamiento mostró mayores (P<0.05) niveles de T3 (1.7 ng/ml) en comparación al grupo sólo con sombra (1.5 ng/ml). Para T4 no se encontró diferencia entre el grupo con enfriamiento (79.3 ng/ml) en comparación al grupo testigo (78.2 ng/ml). El coeficiente de variación intra-análisis para la determinación de T4 y T3 fue 1.9 y 3.6 % respectivamente, en tanto que el coeficiente de variación Inter-análisis fue 8.7 % para T4 y 6.8 % para T3.
Se ha mencionado una relación positiva entre la concentración de tiroxina y triiodotironina en plasma sanguíneo y la tasa de crecimiento en becerros Holstein(24). Con condiciones de estrés calórico el principal cambio en el ganado bovino es la reducción del consumo de alimento, con el propósito de reducir su metabolismo, y como consecuencia la producción de calor interno. Sin embargo, se ha demostrado que vacas Holstein en su zona termoneutral con restricción de alimento y vacas con alimento ad libitum pero sometidas a altas temperaturas ambientales, ambas redujeron sus niveles de hormonas tiroideas, concluyendo que los dos factores (reducción de consumo de alimento y altas temperaturas ambientales) pueden afectar los niveles de estas hormonas(25).
La temperatura ambiental es uno de los principales factores que determina los cambios en la concentración en plasma de T4 como ha sido demostrado con investigaciones en donde la sombra(26) o la zona de enfriamiento(27) pueden alterar la actividad de la glándula tiroides cuando el ganado bovino es expuesto a condiciones de estrés calórico.
En el grupo testigo los niveles de T3 y T4 en el muestreo de la semana 6 fueron los más bajos del periodo experimental, lo cual concuerda con la baja ganancia de peso registrada por este grupo en el pesaje de esa misma semana. Sin embargo, el aumento en los niveles de hormonas tiroideas observado en el grupo testigo en el muestreo de la semana 8 indica un posible incremento del metabolismo en ese periodo, lo cual puede estar relacionado con las mayores ganancias de peso del grupo testigo registradas en el pesaje de la semana 8 en comparación al grupo enfriado. Lo anterior también puede tener relación con el efecto del crecimiento compensatorio discutido anteriormente.
Se concluye que el sistema de enfriamiento mejoró el confort de los novillos como fue indicado por una menor frecuencia de respiración y una mayor ganancia diaria de peso. Sin embargo, mayores incrementos en ganancia de peso,se requieren para justificar la inversión. Se sugiere investigación adicional basada en el uso de nuevos sistemas de enfriamiento disponibles en el mercado, los cuales pueden mejorar de una manera considerable los parámetros de importancia económica y a un menor costo.
LITERATURA CITADA
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4 de enero de 2024
Se entiende que no siempre es posible. Me son muy útiles los resultados obtenidos, muchas gracias, pero lo serían mas el poder apreciar las instalaciones y equipos utilizados. Muy buena investigación.
16 de enero de 2018
Me parece muy interesante su trabajo, y me gustaria, de ser posible, conocer a más detalle algunas condiciones del experimento.
Primeramente saber si el precio que es pagado por los novillos es menor o igual a novillos propios para carne o cebús?
Depués, saber si existe algun analisis realizado por ustedes o colaboradores en relación a la calidad de la carne o satisfacción del consumidor con esta carne.
Lo anterior lo pregunto porque todo mundo tenemos la creencia de que carne de bovinos lecheros es de pesima calidad y que el rendimiento es malo por el alto porcentaje de huesos que tiene la canal. Pero también existen trabajo que indican que lo anterior no es en todos los casos y que depende mucho del sistema de alimentación, edad, manejo; entonces esa justificativa solo es empleada por los compradores para pagar menos por ese tipo de ganado.
Gracias.
9 de enero de 2018
En el artículo no mencionan, si los becerros de la Raza Holstein, estaban enteros o castrados.
UNAM - Universidad Nacional Autónoma de México
9 de enero de 2018
Con toda atencion me permito felicitarlos por su trabajo que amerita seguir investigando,en Israel han cambiado el uso de los ventiladores del día a la noche .Sin embargo las condiciones tal vez son diferentes Valdria la pena seguir adelante .Gracias por su atención.
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