INTRODUCCIÓN.
La producción de gases efecto invernadero derivada del acelerado crecimiento económico a nivel mundial ha ocasionado que el clima se altere, fenómeno conocido como Cambio Climático (IPCC, 2007). Una de las consecuencias importantes del Cambio Climático es el Calentamiento Global, donde la ganadería es juez y parte, es decir, por un lado, contribuye al problema generando parte de la producción mundial de gases efecto invernadero, y por otro lado es afectada por este aumento en las temperaturas que se están registrando en muchas partes del mundo, principalmente en las zonas áridas y tropicales del mundo (EPA, 2009).
Estos cambios afectan a todos los sistemas de producción animal, donde el ganado lechero es especialmente sensible a estos cambios por dos razones importantes: 1) es una raza originada en climas fríos, por lo que está adaptada al clima frío, no al cálido, y 2) ha sido sujeta de mejoramiento genético dirigido a incrementar su producción de leche a través de los años, por lo que la producción de calor metabólico asociado a esta mayor producción también aumenta, lo que la hace sensible a regiones con climas de altas temperaturas y/o humedad relativa (Arias et al., 2010). Es por esto que el bienestar del ganado lechero explotado en zonas áridas es alterado debido a las condiciones climáticas imperantes en al menos 6 meses del año, dado que sale de su zona termoneutral y requiere de ajustes fisiológicos y de conducta para tratar de disminuir el calor generado por el ambiente y por el animal mismo. El objetivo de este manuscrito es presentar conceptos de estrés y calentamiento global relacionados a la producción animal, así como discutir algunas alternativas de manejo ambiental para mejorar el bienestar del ganado lechero explotado en zonas áridas.
CAMBIO CLIMÁTICO Y PRODUCCIÓN ANIMAL.
En el siglo XXI el Cambio Climático (CC) se ha vuelto un importante objeto de estudio a nivel mundial debido a que se considera una amenaza para la supervivencia de muchas especies del planeta (EPA, 2009), ya que se estima que ha habido aumento de 0.74 °C en temperatura en los últimos 100 años (IPCC, 2007). Este aumento está provocando un gran número de víctimas humanas cada año e impactando también en forma adversa distintas actividades económicas como la ganadería y agricultura (Kharin et al., 2007). La variabilidad en el clima tiene efectos directos sobre el ganado provocando estrés durante periodos de alta temperatura, así como efectos indirectos en la disponibilidad de insumos para su alimentación (Henshall, 2004). En Estados Unidos se estimaron pérdidas en la producción ganadera debido al estrés calórico (EC) de 2.4 billones de dólares anuales (St-Pierre et al., 2003). Por su parte, estimaciones en México revelan que las pérdidas causadas por EC se valoran en 420 millones de pesos (Toribio, 2012). El desempeño productivo del ganado de leche y carne es directamente afectado por los factores climáticos de su entorno, particularmente la temperatura ambiental, la humedad relativa, la radiación solar y la velocidad del viento, los que en su conjunto afectan su balance térmico (Arias et al., 2010).
Por otro lado, se han desarrollado diversos índices para estimar de forma más eficiente el grado de EC en el ganado combinando estas variables climáticas (Thom, 1959). Desde el punto de vista práctico, el Índice Temperatura- Humedad (ITH) es una herramienta fácil de utilizar para caracterizar el ambiente de producción y el riesgo de estrés calórico utilizando solamente la temperatura ambiente y la humedad relativa. Por ejemplo, Arias y Mader (2010) en Chile, De la Casa y Ravelo (2003) en Argentina, y Cruz y Urioste (2009) en Uruguay diagnosticaron el riesgo de estrés calórico en diferentes regiones de cada país en función del valor de ITH y, en algunos casos, estimaron el impacto en los sistemas de producción animal.
Asimismo, otros autores determinaron la necesidad de ajustar el ITH con los demás factores climáticos, es decir, con la radiación y la velocidad del viento (Mader et al., 2010). Estos índices resultan herramientas útiles para determinar el grado de EC que pueden presentar los animales en diferentes sistemas productivos durante ciertos momentos del día, para determinadas épocas o meses del año, ayudando a planificar acciones para controlar su efecto y así mitigar el impacto negativo sobre el desempeño productivo y reproductivo (Molina et al., 2015).
La ganadería es una actividad que depende casi totalmente de las condiciones climatológicas del lugar de su establecimiento. Además, estas condiciones son las que definen el nivel de producción de cualquier tipo de explotación, sin embargo, debido al cambio significativo en el clima se genera incertidumbre acerca del rendimiento y el bienestar animal; además, se sabe que involucra a todos los países del mundo (Rosenzweig et al., 2008). Por su parte, la población humana en el mundo continúa aumentando de forma gradual en los últimos 50 años, pasando de 3,000 millones en 1959 a 6,700 millones de personas en 2009. Para 2050 se estima una triplicación de habitantes a nivel mundial, pudiendo totalizar alrededor 9.2 mil millones. El sector agropecuario tendrá la obligación de responder a la alta demanda alimenticia de esta población en aumento continuo (Mertz, 1986). Por tanto, tendría la responsabilidad de aumentar la productividad agropecuaria para garantizar la seguridad alimentaria, a la vez de mantener la base de los recursos naturales y responder al reto del CC a través de medidas de mitigación y adaptación (Alexandratos y Bruinsma, 2012).
EL CONCEPTO ESTRÉS
El estrés se define como una reacción fisiológica provocada por estímulos placenteros o desagradables, o también como una respuesta no específica de un organismo a cualquier demanda proveniente del exterior (Selye, 1936). Para Dobson y Smith (2000), el estrés representa la incapacidad de un animal para sobrevivir en su medio ambiente, un fenómeno que frecuentemente se refleja en un fracaso en lograr su potencial genético. También se considera como un síntoma que resulta de la exposición de un animal a un ambiente hostil (Stott, 1981). Los individuos tratan de sobrellevar el estrés mediante respuestas en la conducta o alterando algunos mecanismos fisiológicos y bioquímicos para reajustar su organismo a un posible nuevo estado de homeostasis con un distinto punto de estabilidad (Yousef, 1988). En Ciencia Animal, el estrés es concebido como una reacción de reflejo que ocurre inevitablemente cuando el animal es expuesto a condiciones ambientales adversas que son la causa de muchas consecuencias desfavorables que van desde incomodidad hasta la muerte (Etim et al., 2013). El ambiente natural está compuesto por distintos estresores potencialmente hostiles; un requerimiento básico de la vida es que las células de un organismo deban ser mantenidas dentro de un rango muy estrecho de límites fisiológicos. El mantenimiento de un ambiente interno constante es el resultado de adaptaciones homeostáticas fisiológicas y de conducta. La regulación fisiológica de la homeostasis se alcanza por medio de interacciones endocrinas complejas, principalmente por las hormonas secretadas en la glándula adrenal (Harvey et al., 1984). Un problema común entre los ganaderos es identificar y reconocer los factores ambientales y las prácticas de manejo que provocan estrés en los animales y que pueden resultar en bajo desempeño productivo y reproductivo. El entendimiento de los agentes estresantes que impactan en la productividad de los animales domésticos, así como las prácticas de manejo que puedan reducir el estrés en su ambiente, ayudarán a mejorar el confort de los animales y mantendrá la seguridad alimentaria (Moberg, 2000).
ESTRÉS CALÓRICO EN GANADO LECHERO.
Shultz (1984) define al EC como la combinación de las variables medioambientales (temperatura, humedad relativa, viento y radiación solar) que ocasionan un aumento en la temperatura corporal del animal por encima de su zona termoneutral. Generalmente cuando el animal entra en estrés se activan todos los mecanismos de regulación de la temperatura corporal para compensar el calor metabólico, empezando por reducir la ingesta de alimento y a su vez incrementar el consumo de agua (Fuquay, 1981; Berman, 2015). Estos cambios en el consumo, así como las estrategias adoptadas por los animales para enfrentar el período de EC, provocan una reducción en su desempeño productivo y reproductivo (Arias et al., 2008; Avendaño-Reyes et al., 2007).
El estrés calórico ha sido reconocido ampliamente como uno de los factores que afectan la eficacia de la productividad de en la ganadería (Aggarwal y Upadhyay, 2003). En condiciones de EC, la producción del ganado lechero puede disminuir entre 10 y 20% (Flamenbaum, 2013). Otros mencionan una reducción hasta del 50 % en la producción de leche bajo condiciones de EC en verano en comparación con invierno (Anzures et al., 2015).
Sobre este aspecto, algunos autores mencionan que la producción de leche en zona áridas se caracteriza por ser estacional, es decir, existe sobre producción en invierno y escasez de leche para abasto en verano (Avendaño-Reyes et al., 2010).
ZONA TERMONEUTRAL DEL GANADO LECHERO.
Las vacas lecheras presentan un rango de temperatura en el cual no realizan ningún gasto de energía adicional para mantener su temperatura corporal; los valores de este rango son entre 4 y 23°C y es llamado zona termoneutral (Fuquay, 1981). El límite crítico superior de la zona termoneutral en el ganado lechero inicia después de 25°C, sin embargo, la humedad relativa también juega un papel importante en la determinación del grado de estrés calórico. Para esto, se han generado distintos índices que toman en cuenta otras variables climáticas como radiación solar, velocidad del viento y su dirección. Uno de estos índices es el llamado Índice Temperatura- Humedad (ITH), que incluye en su estimación la temperatura ambiente y la humedad relativa (Thom, 1959). La gráfica 1 muestra las distintas combinaciones de temperatura y humedad con las que se podemos determinar el grado de estrés por calor al cual las vacas lecheras están siendo sujetas por el clima. Cuando el valor del ITH está por abajo de 72 unidades, las vacas lecheras no presentan los efectos negativos del clima, pero por encima de esta cantidad inician los signos o síntomas de estrés calórico que es importante identificar para poner en juego estrategias contra el clima cálido.
Síntomas de estrés calórico.
Es importante identificar los principales síntomas que la vaca lechera presenta por efecto del estrés por calor para que este problema pueda ser minimizado, evitando riesgos mayores que impacten la producción, reproducción y salud de las vacas. Los signos del estrés calórico en la vaca lechera se indicarán de acuerdo al grado de estrés observado (Fuquay, 1981; Arias et al., 2010; Aggarwal y Upadhyay, 2003).
a) Estrés calórico leve. En esta primera categoría, la vaca aumenta su frecuencia respiratoria (FR), pasando de un rango normal de entre 40 y 60 respiraciones por minuto (rpm) hasta alrededor de 80. Empieza a mostrarse inquieta, deja un poco de alimento en el comedero y el consumo de agua se eleva. Se nota una leve baja en producción de leche. Busca la sombra para protegerse del sol.
b) Estrés calórico moderado. El jadeo o respiración acelerada de la vaca lechera se vuelve evidente, ya que la FR aumenta hasta 100 rpm. Es posible que la vaca abra el hocico para tratar de eliminar su calor corporal. La temperatura corporal aumenta a > 39°C. El consumo de alimento se reduce hasta en 30% y el consumo de agua puede aumentar entre 30 y 40%.
c) Estrés calórico intenso. El jadeo es excesivo y la FR aumenta hasta 120 o más rpm. La vaca abre el hocico y babea, además de extender su cuello para facilitar la respiración acelerada. Las vacas se concentran bajo la sombra y tienden a permanecer de pie. El consumo de alimento se reduce notablemente y las vacas se aglomeran en el bebedero para aumentar su consumo de agua y así reducir su temperatura corporal. La temperatura corporal aumenta por encima de 40°C y casi no se encuentran vacas rumiando.
La producción de leche puede reducirse hasta en 50%. Las vacas ciclando muestran signos de estro casi imperceptibles, por lo que es bajo el número de vacas que son inseminadas. La tasa de concepción se reduce y los servicios por concepción aumentan. La muerte embrionaria se hace presente debido al aumento en la temperatura del tracto reproductivo.
ESTRATEGIAS DE MITIGACIÓN DEL EC EN GANADO LECHERO.
La forma más efectiva de combatir el EC es desarrollar un sistema integrado de manejo medio ambiental basado principalmente en interceptar la radiación solar por medio del uso de sombras e incrementar el enfriamiento evaporativo mediante sistemas de enfriamiento. Sombras para ganado lechero.
Durante épocas de verano, un animal expuesto directamente a los rayos solares incrementa la ganancia de calor por radiación en una mayor proporción que la producción de calor metabólico, por lo que el propósito de una sombra es proteger al animal de la radiación solar directa. Una sombra puede reducir la ganancia de calor por radiación en un 30%. La eficiencia de una sombra (ejemplo figura 1) depende de que haya sido diseñada de una manera adecuada (orientación, dimensión y material). En este reporte se describirán de una manera general, las características a considerar en el diseño de estas estructuras (Armstrong, 1994). La orientación de este a oeste produce un ambiente más confortable, porque la sombra se mueve muy poco fuera de la estructura utilizada para protección del animal de los rayos solares, por lo que las vacas permanecen en un área poco menos caliente, sin embargo, se pueden presentar problemas de exceso de humedad debido a que la mayor parte del terreno bajo la sombra nunca está expuesto al sol (Mader et al., 2010).
Los establos lecheros donde diariamente los corrales se limpian y la cama de tierra bajo la sombra es removida, pueden eliminar el problema de acumulación de humedad. La orientación norte-sur reduce en parte el confort del animal, pero hace más favorable la condición del terreno porque expone al sol una mayor parte del suelo bajo la sombra (Aggarwal y Upadhyay, 2003).
En cuanto al tamaño y localización de la sombra, vacas maduras requieren de 4 a 4.5 m2 por animal con anchura de 5 a 7 m y altura de sombra de 3.5 a 4.5 m, localizadas siempre en el centro del corral para ayudar en la distribución del estiércol y hacer un uso más eficiente del espacio. Existen algunas diferencias en la efectividad del material usado para construir sombras. Considerando su costo, durabilidad y efectividad, las láminas galvanizadas son recomendadas y que con un tratamiento extra pueden incrementar su eficiencia. Las altas temperaturas durante el periodo seco de la vaca afectan el peso al nacimiento de la cría y la eficiencia productiva posparto.
Resultados de investigaciones mostraron haber mejorado el peso de la cría en 1.1 Kg y la producción de leche ajustada a 305 días en 810 Kg, proporcionando sombra a vacas lecheras durante el último tercio de la gestación. Factores como la disponibilidad de agua y alimento bajo o cerca de la sombra, la raza, densidad de animales por corral y materiales usados para la construcción de la sombra, pueden afectar la respuesta del animal a este tipo de manejo (Armstrong, 1994; Collier et al., 2010).
Sistemas de enfriamiento para ganado lechero.
Los beneficios de proporcionar sombra al ganado lechero han quedado de manifiesto, sin embargo, bajo condiciones de calor extremo, el ganado bajo la sombra aún sigue expuesto a las elevadas temperaturas del aire debido a que la sombra reduce la radiación solar sobre el animal, pero no afecta la temperatura del aire ni la humedad. Por esta razón, las técnicas de enfriamiento artificial han sido recomendadas para proveer temperaturas por abajo del ambiente y poder mejorar el confort de la vaca. El enfriamiento evaporativo (Figura 2) es un método económico y efectivo en zonas de baja humedad. Al igual que con el uso de sombras, las vacas que durante el período seco estuvieron bajo un sistema de enfriamiento mejoraron su producción posparto (Avendaño-Reyes et al., 2007 & 2010; Berman, 2008).
CONCLUSIONES.
El bienestar del ganado lechero establecido en zonas áridas es alterado durante el verano por efecto de las altas temperaturas. Este estrés puede ser reducido con el uso de sombras al disminuir la ganancia de calor por radiación solar y ayudando a la pérdida de calor por otras vías. Las sombras deben ser bien diseñadas para poder obtener el máximo beneficio sobre la eficiencia productiva y reproductiva de la vaca lechera. Bajo condiciones de estrés severo, los sistemas de enfriamiento han demostrado reducir el estrés calórico en el animal, pero el grado de respuesta depende del tipo de sistema a utilizar, el clima y el nivel productivo de la vaca.
Por último, la implementación de sombras y sistemas de enfriamiento deben ser un sistema integral para proveer confort a la vaca lechera durante altas temperaturas del verano, impactando en su rendimiento de leche y en su confort.
Capítulo del libro módulo Jean Monnet de marzo de 2018 de la Ciudad de México.
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