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Necesidades nutricionales del ganado vacuno lechero

PorRobert J. Van Saun, DVM, MS, PhD, DACT, DACVN
Revisado/Modificado jul 2022

Durante la lactación, las vacas lecheras tienen requerimientos nutricionales muy elevados en comparación con la mayoría de otras especies ( ver la Tabla: Instrucciones para la alimentación del ganado lechero de raza grande). Satisfacer estas necesidades, especialmente de energía y proteína, en relación con la capacidad de ingesta, es complicado. Las raciones deben tener suficientes concentraciones de nutrientes para sostener la producción y la salud metabólica, manteniendo simultáneamente la salud del rumen y la eficacia de la digestión fermentativa.

Tabla
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Consumo de alimentos

La piedra angular de la nutrición en vacas lecheras es el manejo de la ingesta de alimento en relación con las necesidades absolutas de nutrientes. La ingesta de alimento (ingesta de materia seca) y la eficiencia alimentaria (producción de leche [absoluta o corregida por componentes] por unidad de ingesta de materia seca) son métricas clave de control nutricional. La ingesta de materia seca está influenciada por los siguientes factores:

  • Factores de composición del alimento: contenido de fibra neutro detergente (FND), calidad de los alimentos ensilados (humedad excesiva y productos de la fermentación), madurez (lignificación) del forraje, atributos de palatabilidad y disponibilidad de nutrientes.

  • Factores fisiológicos de la vaca: edad, tamaño corporal, estado fisiológico, puntuación de la condición corporal, días de lactación y nivel de producción.

  • Factores de manejo: manejo del comedero (suministro de alimento, disponibilidad y consistencia), estrategias de agrupación, comodidad de la vaca y estrategias de atenuación del celo.

Las vacas en lactación deben manejarse para maximizar la ingesta rápidamente después del parto para minimizar la gravedad y la duración del balance energético negativo experimentado. La producción de leche y las necesidades energéticas asociadas suelen alcanzar su punto máximo alrededor de las 6-10 semanas de lactación, mientras que el CMS no suele alcanzar su pico hasta las 12-14 semanas de lactación. La gravedad del balance energético negativo posparto afectará negativamente a la condición corporal, lo que da lugar a un mayor riesgo de enfermedad posparto e ineficiencia reproductiva. El contenido de almidón de la dieta influye en la capacidad de ingestión inmediatamente después del parto, mientras que el contenido de FND de la ración ( See table Impacto de la FND del forraje en la capacidad de ingesta de forraje) es el factor principal en el pico de producción de leche. La FND dietética proporciona un factor de llenado físico que influye en la ingesta, que depende de la velocidad de paso y de la digestibilidad de la FND. La capacidad de ingesta de FND varía con el estado fisiológico, y oscila entre el 0,6 % y el 1,2 % del peso corporal. La menor capacidad de ingestión se produce en las novillas al final de la gestación (0,6 %) seguidas de las vacas al final de la gestación (0,8 %). Debe controlarse la ingesta después del pico de producción de leche para evitar un exceso de condición corporal (puntuación de la condición corporal >3,5 en una escala de 5 puntos).

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Carbohidratos

Los carbohidratos de la dieta comprenden una amplia gama de compuestos, desde azúcares simples hasta polisacáridos complejos. Representan el 60-80 % de la materia seca de la ración de las vacas lecheras. Las fracciones de carbohidratos se segregan según las medidas químicas y los efectos nutricionales (consulte Fracciones de carbohidratos vegetales). Los polisacáridos complejos asociados con la pared celular de la planta y resistentes a la fermentación microbiana se cuantifican mediante medidas de fibra neutro detergente (FND) y su subconjunto de fibra ácido detergente (FAD). Estos carbohidratos estructurales limitarán la ingesta, pero estimularán la masticación y la rumia, lo que ayuda a mantener la amortiguación en el rumen y la salud y puede aumentar la composición de la grasa láctea.

En general, la fibra de la ración favorece la salud ruminal. La fibra, especialmente la proveniente de forrajes que no se han picado o molido finamente, mantiene la distensión del rumen, lo que estimula la motilidad, la masticación y el flujo salival. Estas acciones afectan favorablemente al ambiente ruminal al estimular la producción endógena de tampones salivales y una alta tasa de movimiento de líquidos a través del rumen. Los tampones salivales mantienen el pH del rumen en un rango deseable, mientras que las altas tasas de flujo de líquido aumentan la eficiencia energética y de la producción de proteína microbiana. La fibra, sin embargo, proporciona menos energía dietética que los carbohidratos no fibrosos (CNF). La fibra suele ser menos fermentable en el rumen que los CNF, y la fermentación ruminal es el principal mecanismo por el que se proporciona energía, tanto para el animal como para los microbios ruminales. Por lo tanto, las raciones con altas concentraciones de FND promueven la salud ruminal, pero proporcionan relativamente menos energía que las dietas ricas en CNF.

Las proporciones de carbohidratos no fibrosos (CNF) se calculan restando las proporciones (como materia seca) de FND, proteína bruta, grasa y cenizas del 100 %. Los CNF consisten principalmente en ácidos orgánicos, azúcares y almidón, y fibra soluble neutrodetergente (FSND). En los alimentos fermentados, los ácidos de fermentación también contribuyen a la fracción de CNF. La suma de azúcares y almidón se conoce como carbohidratos no estructurales (CNE), que no debe confundirse con CNF. Los compuestos de fibra asociados con la pared celular secundaria de la planta que no son digeribles por las enzimas de los mamíferos, pero que son solubilizados por un detergente neutro, se definen como FSND. Aunque las pectinas, los betaglucanos y los galactanos están asociados con la pared celular secundaria de la planta, son muy fermentables y proporcionan buenas fuentes de energía en la ración de los rumiantes.

Equilibrar las fracciones de fibra y CNF para optimizar la ingesta de energía y la salud del rumen es un aspecto desafiante de la nutrición del ganado vacuno lechero. Para aumentar el suministro de energía, las concentraciones de FND de la ración suelen reducirse añadiendo almidón y otras fuentes de CNF. Esto aumenta la tasa y extensión de la fermentación ruminal, lo que conduce a una mayor disponibilidad de energía. El aumento de la fermentación ruminal también conduce a una mayor producción de ácidos grasos volátiles, lo cual tiende a reducir el pH del rumen. A valores de pH ruminal <6,2, la digestión de la fibra se reduce; a valores ≤5,5, la digestión de la fibra está gravemente disminuida, el consumo de alimento puede reducirse y la salud del rumen se suele ver afectada.

Las concentraciones mínimas recomendadas de FND dependen de la fuente y la efectividad física de la FND y de la concentración de CNF de la ración. La fibra procedente de los forrajes es, en general, más eficaz para estimular la salivación y la masticación que la fibra de fuentes no forrajeras. Por lo tanto, una variable en la evaluación de la adecuación de la FND de la ración es la proporción de FND procedente de los forrajes. Las concentraciones mínimas de FND en las raciones para vacas de alta producción son del 25-30 %. Cuando la fibra aportada por el forraje representa ≥75 % de la FND, entonces las concentraciones totales de FND en el extremo inferior de este rango pueden ser aceptables ([XRef]). Cuando una porción más pequeña de la FND total procede del forraje, entonces las concentraciones totales de FND deben estar en el límite superior de este rango.

Las concentraciones máximas recomendadas de CNF son 38-44 %. Las raciones con mayores concentraciones de CNF se beneficiarán de mayores proporciones de FND provenientes de forrajes. Estas recomendaciones deben considerarse como recomendaciones generales más que como reglas estrictas. Factores como la fermentabilidad total de la ración así como la fermentabilidad de la FND influyen en las necesidades de FND. Las raciones con fuentes de FND altamente fermentables requieren concentraciones totales de FND más altas; sin embargo, proporcionan más energía por unidad de masa de FND que las raciones con FND menos fermentable. Los esquemas de manejo de la alimentación, como las raciones mezcladas totales, permiten concentraciones mínimas de FND más bajas que la alimentación separada de concentrados y forrajes.

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Energía

La energía dietética disponible para uso metabólico se conoce como energía metabolizable (EM). La eficiencia de utilización de la EM varía según las funciones fisiológicas a que se destina, que incluyen el mantenimiento corporal, el crecimiento y la lactación.

El sistema de energía neta (EN) tiene en cuenta las diferencias en la eficiencia de la utilización de la EM para cada uno de estos procesos y asigna un valor de EN separado a los alimentos individuales en función de cada uno de estos procesos que requieren energía (es decir, mantenimiento corporal, crecimiento y lactación). Así, en EE. UU., donde se usa comúnmente el sistema de EN, los valores de energía de los alimentos para rumiantes se expresan como EN para mantenimiento (ENM), EN para ganancia de peso (ENG) y EN para lactación (ENL). Este sistema es engorroso y no intuitivo y tiene muchas desventajas computacionales en comparación con sistemas alternativos basados directamente en EM. Sin embargo, el sistema de EN tiene la gran ventaja de comparar más equitativamente los valores de energía de los forrajes y los concentrados cuando se usan en raciones para rumiantes. La tabla Concentraciones de materia seca, energía, proteína bruta, fibra y carbohidratos no fibrosos de algunos alimentos comunes en la alimentación del ganado vacuno lechero muestra los valores típicos de EM, NEL, NEM y NEG de algunos alimentos comúnmente suministrados a vacas lecheras.

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Los valores de EM y EN no pueden medirse directamente mediante análisis de laboratorio típicos. Estos y cualquier otros valores de energía presentados en un informe de laboratorio son estimaciones, por lo general basadas en fórmulas en las que la concentración de fibra ácido detergente es la variable independiente principal. Muchos programas informáticos para evaluar o equilibrar raciones para vacas lecheras no se basan en estimaciones de laboratorio de las concentraciones de energía de los alimentos. Más bien, estiman las contribuciones de los alimentos individuales al suministro de energía basándose en las características de los propios alimentos, las tasas de consumo y las tasas estimadas de paso a través del rumen. Estos programas se denominan con frecuencia modelos. Cuando se usan programas de este tipo, los valores estimados de energía de los alimentos individuales disminuirán al incrementarse la tasa de consumo de alimentos.

En EE. UU., las necesidades de energía de las vacas lecheras adultas se suelen expresar en términos de ENl. Esto se aplica tanto a las vacas secas preñadas como a los animales lactantes. Las necesidades de mantenimiento para vacas maduras de varios pesos corporales maduros se dan en la tabla Necesidades energéticas de mantenimiento para vacas de distintos pesos corporales. Las necesidades energéticas por kg de leche producida a distintas concentraciones de grasa láctea se dan en la tabla Necesidades de energía neta para la producción de leche.

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La concentración de energía requerida en la ración es una función de las necesidades de energía y la tasa de consumo de alimento. Las necesidades calculadas para la concentración de energía de la ración suelen ser muy altas al principio de la lactación porque la producción de leche es alta en relación con el consumo de alimento. Sin embargo, las densidades energéticas de la ración necesarias para satisfacer las necesidades de energía de las vacas en las primeras etapas de la lactación pueden ser demasiado altas para ser compatibles con concentraciones adecuadas de fibra dietética. En general, las raciones con concentraciones de energía >1,71-1,76 Mcal/kg no contienen niveles adecuados de fibra para mantener una buena salud y función ruminal. Por lo tanto, las vacas lecheras por lo general no pueden satisfacer sus necesidades de energía al comienzo de la lactación y es normal que pierdan peso.

Grasa

Las dietas de los rumiantes suelen ser bajas en contenido total de grasa debido a los efectos negativos que los ácidos grasos, especialmente los ácidos grasos poliinsaturados, tienen sobre la fermentación de la fibra microbiana. La grasa de la dieta puede provenir de tres fuentes:

  • Grasas endógenas: lípidos del forraje que incluyen glucolípidos, pigmentos, cutinas y ceras.

  • Grasas vegetales: grasas poliinsaturadas de semillas de oleaginosas como la soja, el maíz, la canola, el girasol y la linaza.

  • Grasas inertes en el rumen: grasas animales saturadas, jabones cálcicos y grasas granuladas.

Por lo general, cada tipo de fuente de grasa puede suministrarse en la dieta en una proporción del 2 -3 % de materia seca hasta un total del 8-9 % de grasa total. La grasa en la ración de los rumiantes puede causar efectos metabólicos indeseables, tanto en la población microbiana del rumen como en el animal. Las ramificaciones de estos efectos incluyen la reducción de la digestión de la fibra, la indigestión y la mala salud del rumen y la disminución de la concentración de grasa en la leche.

Otro método para evaluar la grasa de la ración y los impactos potenciales sobre los microorganismos del rumen o la vaca es la cuantificación de la carga de ácidos grasos insaturados en el rumen (RUFAL). Los ácidos grasos insaturados son biohidrogenados por los microorganismos del rumen para generar ácidos grasos saturados. Un intermediario en este proceso de biohidrogenación, especialmente en condiciones de pH ruminal más bajo, son los ácidos linoleicos conjugados alternativos (CLA) que pueden inhibir la síntesis de grasa mamaria de novo, lo que da lugar a la depresión de la grasa de la leche. El compuesto CLA trans-10 se ha asociado principalmente con la disminución de la grasa en la leche.

La grasa suplementaria puede proporcionar energía concentrada adicional para satisfacer las necesidades de energía de la vaca en lactación. La adición de grasa durante las primeras 3 semanas de lactación ha mostrado un efecto negativo sobre la ingesta; por tanto, no se recomienda. La adición de grasa después de este periodo puede mejorar el contenido de grasa de la leche, la producción de leche o la eficiencia reproductiva; sin embargo, la respuesta a la suplementación con grasas en la dieta no es siempre predecible. La cantidad de grasa total consumida de las tres fuentes debe limitarse a la cantidad de grasa producida (producción de leche × porcentaje de grasa).

Proteína

Las necesidades proteicas de las vacas lecheras se basan en los aminoácidos necesarios para el mantenimiento y la síntesis proteica de la leche. Los animales rumiantes obtienen la mayoría de sus aminoácidos para favorecer el metabolismo corporal de la proteína microbiana. La proteína microbiana es de alto valor biológico y muy digestible. Los microbios variados contienen entre un 45 % y un 60 % de proteína bruta. Por tanto, las formulaciones dietéticas están dirigidas a garantizar un crecimiento microbiano óptimo para minimizar la necesidad de costosos suplementos proteicos.

La proteína de la ración no utilizada por los microorganismos del rumen puede digerirse potencialmente en el abomaso y los aminoácidos resultantes pueden absorberse en el intestino delgado. Esta fracción de proteína de la dieta se denomina proteína no degradable del rumen (PNDR), en contraste con la fracción de proteína de la dieta degradada en el rumen (proteína degradable en el rumen [PDR]) y utilizada por los microorganismos. Para su ventaja, los rumiantes son capaces de utilizar fuentes de nitrógeno proteico o no proteico de baja calidad para generar proteína microbiana para satisfacer sus necesidades de aminoácidos.

En general, se utilizan dos sistemas para describir el aporte proteico de la ración y las necesidades de las vacas lecheras:

  • Sistema de proteína bruta: basado en el nitrógeno de la dieta convertido en equivalente proteico utilizando un factor multiplicador de 6,25 (se supone que la proteína es un 16 % de nitrógeno); no tiene en cuenta las diferencias en la disponibilidad para el rumen o la vaca.

  • Sistema de proteína metabolizable: basado en un modelo que predice la disponibilidad de nitrógeno y carbohidratos en la dieta para la microbiota ruminal y el flujo de proteína microbiana y la fracción de proteína no degradada en el rumen y su digestibilidad para tener en cuenta la proteína total disponible y absorbida.

El sistema de proteína bruta es relativamente simple de usar y ha proporcionado un medio tradicional para formular raciones para vacas lecheras. La tabla Concentraciones mínimas recomendadas de proteína en la ración para vacas lecheras a distintos niveles de producción proporciona indicaciones generales para la concentración necesaria de proteína bruta en las raciones para el ganado vacuno lechero de razas grandes y pequeñas en varios niveles de producción. Puede utilizarse para evaluaciones generales de la adecuación proteica de las raciones lecheras. El sistema de proteína metabolizable (PM) es más complejo que el sistema de proteína bruta. Se desarrolló en reconocimiento de la necesidad de proporcionar nitrógeno dietético para favorecer el crecimiento microbiano (PDR) además de PNDR de la ración para satisfacer colectivamente las necesidades de aminoácidos de la vaca. A diferencia de la proteína bruta, la PM no puede medirse directamente en un ingrediente alimentario mediante análisis de laboratorio.

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La eficiencia con que la PDR se recupera como proteína microbiana depende de la tasa de crecimiento de los microbios ruminales, que a su vez depende del suministro de fuentes de energía fermentables en el rumen. Por lo tanto, las raciones con suficiente PDR y concentraciones relativamente altas de energía darán como resultado altas producciones de proteína microbiana, que estará disponible para la digestión y absorción intestinal como PM. Los cálculos que equilibran la PM en las raciones lecheras deben considerar las complejas interrelaciones entre las fuentes de energía fermentables, la PNDR y la PDR. En general, es necesario un software especializado, disponible comercialmente, para formular raciones lecheras usando el sistema de PM. Incluso con dicho software, muchas variables deben estimarse con incertidumbre. Por lo tanto, los cálculos del suministro de PM deben reconocerse como aproximaciones.

Relación entre el consumo de proteína en la ración y el aporte de proteína metabolizable

Diagrama que muestra la relación entre el consumo de proteína en la ración y el suministro de proteína metabolizable. Los dos puntos de ramificación (indicados por 1 y 2) constituyen las principales variables que relacionan el aporte de proteína bruta de la ración con el aporte de proteína metabolizable. El primer punto de ramificación representa la proporción de proteína que se degrada en el rumen. Este punto de ramificación está influenciado por las propiedades inherentes de la proteína y la velocidad de paso de la ingesta a través del rumen. El segundo punto de ramificación representa la proporción de nitrógeno de la proteína degradada que es recapturada como proteína microbiana. Esto está influenciado por la tasa de crecimiento microbiano, que depende del aporte de energía disponible en el rumen. El nitrógeno que no se recaptura como proteína microbiana se absorbe en el rumen como amoníaco y se convierte a urea en el hígado. Parte de la urea se recicla de nuevo al rumen; sin embargo, una gran parte se excreta en la orina.

PNDR, proteína no degradada en el rumen; PDR, proteína degradada en el rumen; N, nitrógeno; PBM, proteína bruta microbiana; PM, proteína metabolizable.

Los ingredientes dietéticos varían en su proporción de PNDR y PDR. En general, los alimentos con alta humedad y altas concentraciones de proteína (p. ej., los ensilados de leguminosas), tendrán una alta proporción de PDR. Por el contrario, los alimentos que se han procesado y especialmente los que se han sometido a secado, tendrán proporciones relativamente altas de PNDR. Las proporciones de PNDR y PDR en las raciones y los ingredientes individuales no son fijas, sino que pueden variar algo según la tasa de consumo.

Con consumos altos, la tasa de paso de los alimentos a través del rumen es elevada; por lo tanto, hay menos posibilidades de degradación de las proteínas en el rumen que con los mismos alimentos a consumos más bajos. Por lo tanto, con la misma ración, las proporciones de PNDR son más altas en animales con altos consumos de alimento que en aquellos con consumos bajos. Los animales que más probablemente se benefician de los suplementos seleccionados por sus proporciones elevadas de PNDR son aquellos con requerimientos relativamente altos de proteína y consumo relativamente bajo de alimento.

Las necesidades específicas de aminoácidos de las vacas lecheras no se conocen tan bien como las de los cerdos o las aves de producción. La mayoría de las investigaciones se han centrado en la metionina y la lisina como primeros aminoácidos limitantes en las raciones normales del ganado vacuno lechero, especialmente durante el inicio de la lactación. Estos aminoácidos se pueden suplementar mediante la alimentación con ingredientes específicos con PNDR ricos en estos aminoácidos o formas protegidas del rumen de estos aminoácidos. Existen programas informáticos que estiman el aporte de aminoácidos para vacas lecheras que consumen diferentes raciones. Con los alimentos típicos, si se satisfacen las necesidades de PM y la relación lisina:metionina en la ración es ~3:1, las necesidades de aminoácidos para la producción de leche están probablemente cubiertas.

Agua

La disponibilidad de agua de alta calidad para el consumo a voluntad es fundamental. Un consumo insuficiente de agua conduce inmediatamente a una disminución del consumo de alimento y la producción de leche. Las necesidades de agua de las vacas lecheras están relacionadas con la producción de leche, el CMS, la materia seca de la ración, el consumo de sal o sodio y la temperatura ambiente. Se han ideado varias fórmulas para predecir las necesidades de agua. Dos fórmulas para estimar el consumo de agua de las vacas lecheras son las siguientes:

equation

donde CAL es el consumo de agua libre (agua consumida al beber más que en el alimento), el CMS está en kg/día, la producción de leche en kg/día, el Na es la ingesta de sodio en g/día y la temperatura en °C. El agua consumida como parte de la ración contribuye a las necesidades totales de agua; por lo tanto, las raciones con mayores concentraciones de humedad dan lugar a un menor CAL.

Proporcionar un acceso adecuado al agua es fundamental para fomentar el consumo máximo de agua. El agua debe colocarse cerca de los comederos y en los pasillos de retorno de las salas de ordeño, porque la mayor parte del agua se consume en asociación con la alimentación o después del ordeño. Es recomendable que los abrevaderos tengan un mínimo de 5 cm de longitud por vaca y una altura de 90 cm. Se recomienda un punto de agua por cada 10 vacas cuando las vacas se alojan en grupos y el agua se suministra mediante tazas o bebederos automáticos. Cada grupo de vacas debe tener un mínimo de dos bebederos para evitar que una vaca de alto orden social bloquee una sola fuente de agua.

El ritmo de consumo de agua por vaca individual es de 4-15 L/min. Muchas vacas pueden beber simultáneamente, especialmente justo después del ordeño, por lo que los volúmenes de los bebederos y la velocidad de llenado de las tazas deben ser lo suficientemente grandes para que la disponibilidad de agua no esté limitada durante los momentos de máxima demanda. Los bebederos deben limpiarse frecuentemente y colocarse de forma que se evite la contaminación fecal.

La mala calidad del agua puede dar lugar a una reducción del consumo de agua, con la consiguiente disminución del consumo de alimento y la producción de leche. El agua puede evaluarse por sus propiedades organolépticas (color, sabor y olor) o por la cuantificación del contenido disuelto o en suspensión. Los factores que afectan la calidad del agua son los siguientes:

  • pH: un amplio rango de pH de 5 a 9 parece aceptable para el ganado vacuno; los extremos del rango de pH pueden ser motivo de preocupación para la palatabilidad.

  • Contaminación microbiológica: los recuentos bacterianos que pueden causar problemas digestivos en rumiantes no se han documentado bien. No se ha encontrado correlación entre el nivel de contaminación bacteriana y el rendimiento de la vaca; sin embargo, si hay bacterias presentes, es razonable limpiar los bebederos con mayor frecuencia.

  • Sólidos totales disueltos: también denominados sales solubles totales, son un factor importante que hace referencia a la cantidad total de solutos inorgánicos en el agua. Los STD suelen expresarse en unidades de mg/L o partes por millón (ppm), que son valores numéricamente equivalentes ( ver la Tabla: Orientaciones para las sales solubles totales (sólidos totales disueltos) en el agua de bebida para el ganado vacuno).

  • Dureza: una medida del contenido de calcio y magnesio en el agua; no es equivalente a los STD; por lo general no se ha demostrado que afecte al rendimiento de la vaca, aunque el calcio puede aumentar la cantidad en la dieta.

  • Contenido mineral: el agua puede contener diversos elementos minerales que son tanto nutrientes esenciales como elementos tóxicos; la tabla Concentraciones de nutrientes y contaminantes potencialmente tóxicos en el agua de bebida por lo general consideradas seguras para el ganado vacuno enumera los contaminantes elementales potenciales del agua potable con pautas de límite superior.

  • Contaminantes inorgánicos: más allá de los elementos minerales, otros contaminantes inorgánicos de interés para los rumiantes incluyen los nitratos, los nitritos y los sulfatos. Las concentraciones de nitrato (expresadas como nitrógeno nitrato) <10 mg/L son seguras para los rumiantes. A concentraciones >20 mg/L, el ganado vacuno puede estar en riesgo, especialmente si las concentraciones de nitrato en el alimento son elevadas. Se debe evitar el agua con concentraciones de nitrato >40 mg/L. Las recomendaciones generales para las concentraciones de sulfato en el agua de bebida son <500 mg/L en terneros y <1000 mg/L en bovinos adultos. Las sales de sulfato específicas presentes en el agua pueden afectar a la respuesta del ganado; el sulfato de hierro es el depresor más potente del consumo de agua.

  • Contaminantes orgánicos: una amplia gama de compuestos orgánicos, como herbicidas, insecticidas y agentes farmacológicos, pueden contaminar las fuentes de agua. La contaminación industrial de la minería y la prospección de gas puede aumentar los solventes, los combustibles, el metano y otros surfactantes o químicos.

Las pruebas de agua están fácilmente disponibles; sin embargo, para evaluar el agua para los animales productores de alimentos es mejor identificar un laboratorio apropiado que aborde esto específicamente. Hay que ponerse en contacto con el laboratorio para obtener instrucciones sobre la técnica de muestreo apropiada y los recipientes de muestra.

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Otros contaminantes inorgánicos que afectan a la calidad del agua incluyen nitratos, sulfatos y oligoelementos. Las concentraciones de nitrato (expresadas como nitrógeno nitrato) <10 mg/L son seguras para los rumiantes. A concentraciones >20 mg/L, el ganado vacuno puede estar en riesgo, especialmente si las concentraciones de nitrato en el alimento son elevadas. Se debe evitar el agua con concentraciones de nitrato >40 mg/L. Las recomendaciones generales para las concentraciones de sulfato en el agua de bebida son <500 mg/L en terneros y <1000 mg/L en bovinos adultos. Las sales de sulfato específicas presentes en el agua pueden afectar a la respuesta del ganado; el sulfato de hierro es el depresor más potente del consumo de agua. [XRef] enumera los elementos contaminantes potenciales del agua potable con recomendaciones de límites superiores.

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Minerales

Necesidades de calcio y fósforo del ganado vacuno lechero

De las necesidades macrominerales del ganado vacuno lechero, el calcio y el fósforo se consideran con mayor frecuencia debido a su papel en la estructura esquelética, el metabolismo y la leche. Las necesidades de calcio de las vacas lecheras son elevadas en relación con otras especies o las vacas no lactantes debido a la alta concentración de calcio en la leche. Las necesidades de fósforo son aproximadamente la mitad de las necesidades de calcio; el fósforo se pierde en la leche y se recicla a través de la saliva al rumen para satisfacer las necesidades de crecimiento microbiano. El fósforo se considera el primer mineral limitante en un programa de alimentación basado en forrajes debido al bajo contenido de fósforo de los forrajes (<0,21 % de materia seca), especialmente sin fertilización. El fósforo se ha asociado con infertilidad en el ganado vacuno; sin embargo, esto solo ocurre en el fósforo extremadamente bajo en el forraje (<0,15 % de materia seca). Es más preocupante la suplementación excesiva de fósforo y su impacto ambiental.

Debido a su estricto control homeostático, la concentración de calcio en sangre es muy constante en vacas de grupos de edad específicos. La concentración de fósforo en sangre en los terneros predestetados es mayor que en las vacas adultas, con una disminución en la concentración cuando el fósforo comienza a reciclarse a través de la saliva al rumen. Por consiguiente, la proporción de calcio en sangre es de aproximadamente 1,2-1,5 en los animales más jóvenes, en comparación con 1,5-2,0 en los animales más mayores. Las cantidades y la proporción de suplementos dietéticos de calcio y fósforo son importantes en los animales jóvenes en crecimiento para estimular el desarrollo óseo y en las vacas en lactación para la producción de leche. El comienzo de la lactación a menudo da lugar a un periodo de equilibrio negativo de calcio y fósforo que provoca la movilización ósea.

Los forrajes de leguminosas y gramíneas tienen un contenido de fósforo similar pero un contenido de calcio divergente, y las leguminosas tienen niveles de calcio mucho más altos. Según la cantidad de forraje de leguminosas en la dieta, puede ser necesario suplementar el calcio para mantener la lactación. Los modelos más recientes de necesidades explican las diferencias en la disponibilidad de un elemento mineral según la fuente del ingrediente. Las fuentes de minerales inorgánicos presentan la mayor disponibilidad (75-90 %), aunque existe cierta variabilidad entre las diferentes fuentes de minerales. Los forrajes tienen la menor disponibilidad de calcio (30 %) y fósforo (64 %) resultante de los compuestos quelantes como el ácido fítico y el ácido oxálico que se encuentran en los tejidos vegetales. Las necesidades de minerales se presentan como totales y disponibles, con la diferencia de que se considera la disponibilidad de minerales de varios ingredientes de la ración.

Más allá de su apoyo al crecimiento y la lactación, la nutrición de calcio y fósforo es de gran interés en relación con la hipocalcemia del parto (es decir, fiebre de la leche). El papel de cada mineral se ha investigado extensamente para determinar los métodos de prevención de la paresia posparto. Inicialmente, se consideró la proporción de calcio y fósforo en la ración, aunque esto por lo general dio lugar a un suplemento de más fósforo en la ración para equilibrar el calcio endógeno en la ración. Las investigaciones indican que la restricción de calcio en la dieta al nivel o por debajo de las necesidades disponible 2-3 semanas antes del parto induce al sistema homeostático a regular al alza la entrada de calcio para contrarrestar las subsiguientes pérdidas de calostro y calcio de la leche. Este enfoque requiere raciones con concentraciones de calcio cercanas al 0,3 % de la materia seca. Estas raciones son difíciles de formular con los alimentos disponibles, satisfaciendo simultáneamente otros requisitos nutricionales.

Otro enfoque consiste en alimentar con una ración acidogénica, por lo general conocida como ración con un balance catión-anión (BCA) bajo o negativo. El contenido de calcio en la dieta con el abordaje BCA para la prevención de la fiebre de la leche ha sido objeto de debate y no está bien definido. Algunas investigaciones han sugerido que es necesario un mayor calcio en la ración para compensar el aumento de la pérdida urinaria. Otros sugieren que entre un 0,9 % y un 1,2 % (en materia seca) de calcio es suficiente. Las dietas bajas en calcio se han administrado con éxito en las raciones BCA. Un problema potencialmente mayor que hay que abordar es el contenido de fósforo en la dieta. La concentración recomendada de fósforo en las raciones secas para vacas varía entre el 0,25 % y el 0,35 % (en materia seca). El fósforo dietético alto (>0,5 %) puede favorecer la hipocalcemia, mientras que algunas investigaciones recientes sugieren que el fósforo dietético bajo (0,2 % de materia seca) puede ser protector.

Las concentraciones séricas de calcio y fósforo inorgánico son valiosas para evaluar la homeostasis a corto plazo de estos minerales; sin embargo, tienen poco valor para evaluar el estado nutricional a largo plazo. Las concentraciones de cenizas óseas son la mejor manera de evaluar el estado nutricional de calcio y fósforo a largo plazo.

Otras necesidades de macrominerales del ganado vacuno lechero

Otros macrominerales de importancia para las vacas lecheras son el sodio, el cloro, el potasio, el magnesio y el azufre. El azufre es necesario principalmente para proporcionar sustrato a los microorganismos del rumen en la generación de aminoácidos que contienen azufre como parte de la generación de proteína microbiana. La proporción de nitrógeno y azufre en la proteína microbiana es de 14,5:1. Una recomendación típica para las raciones de rumiantes es mantener la proporción de nitrógeno y azufre entre 10:1 y 12:1. Un abordaje más biológico consiste en estimar el azufre necesario para la síntesis de proteína microbiana basándose en la energía metabolizable de la dieta y la disponibilidad de proteínas. El azufre no suele ser deficiente en la ración a menos que los forrajes se cultiven en suelos deficientes en azufre. La concentración dietética recomendada es de un 0,21-0,25 % de materia seca.

Los otros macrominerales desempeñan importantes funciones biológicas como electrolitos localizados en el medio extracelular (sodio y cloruro) o en el medio intracelular (potasio y magnesio). Estos electrolitos desempeñan funciones en el equilibrio ácido-base, los potenciales eléctricos de la membrana celular, la conducción nerviosa y el transporte activo.

El sodio debe suplementarse en la dieta como cloruro sódico o sal común, o bien como sal a voluntad. El forraje contiene muy poco sodio (<0,05 % de materia seca) a menos que estén contaminado con agua salada. Las vacas tienen apetito por consumir sal y la buscarán; por tanto, la sal se usa como vehículo para los suplementos de oligoelementos. Los signos de una deficiencia grave de sal incluyen lamido y masticación de cercas y otros objetos ambientales, consumo de orina y pérdida general de salud.

La insuficiencia de sodio en la ración da lugar a una reducción del consumo de alimentos con la consiguiente reducción del rendimiento animal. La producción de leche se reduce 1-2 semanas después de eliminar la sal de las raciones de las vacas lactantes. Suprimir completamente la sal de las raciones de las vacas secas por prevenir el edema de la ubre durante el parto no es una buena práctica. Durante el estrés por calor es necesaria sal adicional. Las necesidades de sodio varían del 0,15 % (vaca seca) al 0,23 % (vaca en lactación) de materia seca.

El cloro suele seguir al sodio en los sistemas biológicos, por lo general añadido a las dietas como sal (cloruro de sodio); el cloruro adicional sin sodio se usa en dietas para suplementar más aniones para reducir el BCA en raciones para vacas secas. Las necesidades de cloro son de un 0,25-0,29 % de materia seca.

El potasio desempeña un papel importante como catión intracelular principal. No suele ser necesaria la suplementación de potasio en la ración dado el alto contenido de potasio de los forrajes (gramíneas y leguminosas), especialmente con un exceso de fertilización con potasio del suelo. El exceso de potasio en la dieta desempeña un papel importante en el estado ácido-base que interfiere con la homeostasis del calcio. El potasio adicional en la ración puede ser apropiado al principio de la lactación y durante el estrés por calor para contrarrestar la carga metabólica de ácido. Las necesidades de potasio son de un 0,6-1,2 % de materia seca.

El magnesio puede ser necesario en raciones que contengan altas proporciones de forrajes de gramíneas, especialmente aquellos que consisten en pastos de rápido crecimiento. Estos forrajes suelen tener bajas concentraciones de magnesio, así como altas concentraciones de potasio y ácidos orgánicos, que interfieren con la disponibilidad de magnesio en la ración. El óxido de magnesio es el suplemento de magnesio común en las raciones de rumiantes. Las necesidades de magnesio oscilan entre el 0,21 % y el 0,35 % de materia seca, según el potasio de la dieta.

Necesidades de oligoelementos del ganado vacuno lechero

Los oligoelementos comúnmente suplementados o medidos en las raciones para vacas lecheras incluyen cobalto, cobre, hierro, manganeso, selenio, yodo y zinc. Los oligoelementos son necesarios en cantidades minúsculas del orden de microgramos o nanogramos por día. Estos minerales desempeñan importantes funciones biológicas como componentes de las metaloenzimas que influyen en las reacciones metabólicas, la función inmunitaria y el estado antioxidante (consulte la tabla).

Los rumiantes se enfrentan a un reto con respecto a la nutrición de oligoelementos. Aunque existe una gran variación geográfica en el estado de los oligoelementos del forraje, la mayoría son de marginales a bajos, lo que suele producir una dieta deficiente sin suplementación. Además, el entorno microbiano del rumen puede alterar estos cationes metálicos para modificar la valencia y, por tanto, la eficiencia de absorción en el intestino delgado o al generar ligandos quelantes para evitar la absorción.

Tabla
Tabla

Otro problema relativo a los oligoelementos es una interrelación documentada entre los minerales que puede influir en la disponibilidad dietética. La ingesta excesiva de zinc reducirá la disponibilidad de cobre. Un alto contenido de azufre en la dieta puede inhibir la disponibilidad de cobre y selenio. Un alto contenido de molibdeno en la dieta reducirá la disponibilidad de cobre, especialmente cuando se combina con un mayor contenido de azufre en la dieta. Al igual que los macrominerales, las fuentes minerales inorgánicas están más disponibles; sin embargo, también son más propensos a la interferencia ruminal.

Las fuentes inorgánicas de selenio (selenito sódico o selenato sódico) se ven afectadas negativamente en el rumen, donde el ion selenio se reduce de un estado +4 o +6 a selenio elemental o seleniuro. Solo las formas de selenito y selenio se absorben en el intestino delgado. El uso de selenometionina (selenio orgánico) no se ve afectado por esta reducción y, por tanto, es más biodisponible.

Las necesidades dietéticas de cobre dependen en gran medida de la concentración de sustancias interferentes. Estas incluyen principalmente azufre y molibdeno; sin embargo, el hierro, el zinc y el calcio también pueden interferir en la disponibilidad de cobre. La eficiencia de absorción del cobre en la ración de los rumiantes suele ser bastante baja, 4-6 %. Sin embargo, con concentraciones elevadas de azufre, molibdeno en la ración o una combinación, la eficiencia de absorción puede reducirse a ≤1 %.

El yodo se absorbe fácilmente de la dieta y a través de la piel y se concentra en la glándula tiroides. Varios compuestos dietéticos o plantas tóxicas contienen sustancias que interfieren con la captación o utilización de yodo a nivel de la tiroides. Estos compuestos se denominan bociógenos y su presencia en la dieta requiere un suplemento de yodo adicional.

El estado nutricional de los oligoelementos se evalúa mejor determinando la concentración de minerales hepáticos, mientras que el hígado es el principal lugar de almacenamiento de todos los oligoelementos, excepto el yodo. El análisis de sangre se puede utilizar teniendo en cuenta los factores de confusión que limitan la interpretación.

El nivel de selenio del ganado puede evaluarse con precisión a partir de las concentraciones sanguíneas o séricas. Las concentraciones en sangre completa de 120-250 ng/mL o las concentraciones séricas de 70-100 ng/mL en bovinos adultos indican un nivel adecuado de selenio.

Las reservas de cobre en el ganado vacuno pueden evaluarse mejor en el hígado y solo a partir de las concentraciones séricas de cobre cuando se recogen múltiples muestras. Las concentraciones hepáticas <50 mg/kg de tejido seco o concentraciones séricas <0,3 mcg/mL indican un estado inadecuado del cobre.

Las concentraciones séricas normales de zinc son de 0,7-1,3 mcg/mL. Las concentraciones <0,4 mcg/mL se consideran deficientes.

Las concentraciones séricas adecuadas de hierro son 110-150 mcg/dL. Sin embargo, estas concentraciones disminuyen rápidamente en enfermedades inflamatorias, y tales cambios en las concentraciones séricas de hierro no deben interpretarse como debidos a un déficit dietético.

Vitaminas

Necesidades de vitamina A del ganado vacuno lechero

La forma biológica de la vitamina A, retinol, no existe en ningún material vegetal, por lo que no hay vitamina A en las raciones naturales para el ganado vacuno lechero. La actividad de vitamina A de las fuentes naturales proviene principalmente del betacaroteno, que se encuentra en las plantas y es particularmente abundante en los forrajes verdes. El betacaroteno es lábil; sus concentraciones en los forrajes no son constantes sino que disminuyen con el tiempo de almacenamiento. Por lo tanto, la medición de las concentraciones de betacaroteno en los alimentos no es práctica y rara vez se realiza. Los niveles recomendados de consumo de vitamina A para varias clases de ganado se basan en el suministro de vitamina A suplementaria procedente de fuentes comerciales:

  • Vacas adultas (en lactación y secas): 110 UI/kg de peso corporal, lo que equivale a ~4400 UI/kg de ración seca.

  • Novillas en crecimiento: 80 UI/kg de peso corporal, lo que equivale a ~2500 UI/kg de ración seca.

Las necesidades de vitamina A aumentan con raciones bajas en forraje, raciones ricas en ensilado de maíz, forrajes de mala calidad e infección.

La carencia de vitamina A se asocia inicialmente con ceguera nocturna seguida de crecimiento deficiente, mal aspecto de la capa e inmunidad disminuida. En el ganado vacuno adulto, la carencia de vitamina A se asocia con retención de placenta y deterioro de la fertilidad.

Los terneros nacen con bajas reservas corporales de vitamina A y dependen del consumo de calostro para suplir las reservas hepáticas de vitamina A. Un nivel fetal mínimo de vitamina A puede causar mortinatos y terneros débiles. El National Research Council recomienda concentraciones de vitamina A para terneros jóvenes de ~9000 UI/kg de materia seca de ración. La mayoría de las raciones a base de sustitutivos lácteos tienen concentraciones sustancialmente más altas de vitamina A, posiblemente porque las necesidades de vitamina A pueden aumentar por enfermedades infecciosas, especialmente las que afectan al epitelio respiratorio o entérico.

El estado corporal de vitamina A del ganado vacuno puede evaluarse a través de las concentraciones de vitamina A en el suero o hígado. El hígado almacena vitamina A para su liberación durante los periodos de ingestión dietética insuficiente, por lo que el hígado es el tejido ideal para la evaluación nutricional. Para los bovinos adultos que reciben dietas con las concentraciones recomendadas de vitamina A suplementaria, las concentraciones hepáticas de vitamina A son 300-1100 mg/kg de tejido seco (expresado como retinol). Los signos clínicos de carencia de vitamina A no aparecen hasta que estas reservas se han agotado sustancialmente. Las concentraciones séricas adecuadas de vitamina A en el ganado vacuno adulto son de 225-500 ng/mL, con valores que suelen caer a ~150 ng/mL en la semana 1 después del parto.

Necesidades de vitamina D del ganado lechero

La vitamina D es necesaria para la absorción y el metabolismo del calcio y el fósforo. La vitamina D también puede ser necesaria para la función de las células inmunitarias. La vitamina D3 (colecalciferol) puede formarse por irradiación solar de la piel, y la vitamina D2 puede formarse por la irradiación solar de los forrajes. Sin embargo, la dependencia de la formación natural de vitamina D se considera poco fiable y las necesidades de vitamina D se basan en las recomendaciones para la adición de suplementos a las raciones. La dosis recomendada de suplementación con vitamina D para las vacas lecheras adultas es 30 UI/kg de peso corporal, que sería suministrada por raciones con ~1000 UI/kg de materia seca.

El estado corporal de vitamina D puede evaluarse mediante las concentraciones séricas de 25-hidroxicolecalciferol. Las concentraciones adecuadas son 20-50 ng/mL, y las concentraciones <5 ng/mL indican deficiencia.

Necesidades de vitamina E del ganado vacuno lechero

Las fuentes naturales de vitamina E se obtienen de los aceites vegetales y se designan RRR-alfa-tocoferol o d-alfa-tocoferol, en función de las características estereoisoméricas de su estructura química. La vitamina E está presente en concentraciones relativamente altas en los forrajes verdes. Por lo tanto, el ganado que consume pastos o forrajes verdes recién cortados puede necesitar poca vitamina E suplementaria. Por el contrario, la vitamina E se degrada en los forrajes almacenados, por lo que el ganado vacuno lechero alimentado con raciones típicas de confinamiento requiere suplementos de vitamina E.

La vitamina E protege las membranas celulares del daño oxidativo. Las manifestaciones clínicas de la carencia incluyen miopatía nutricional (enfermedad del músculo blanco) en terneros jóvenes y enfermedades en el ganado adulto, incluida la retención de placenta y una mayor predisposición a la mastitis ambiental. Los niveles recomendados de ingesta de vitamina E varían según el estadio fisiológico:

  • Final del periodo seco (últimas 3 semanas): 1,8 UI/kg de peso corporal, que es ~90 UI/kg de materia seca.

  • Lactación: 0,8 UI/kg de peso corporal, que es ~30 UI/kg de materia seca.

A veces se suplementan concentraciones mucho más altas (4000 UI/día de periodo seco a término; 2000 UI/día al comienzo de la lactación) cuando la mastitis ambiental es un problema particular. La vitamina E es esencialmente no tóxica, y hay poco riesgo de suplementación en exceso.

Los suplementos de vitamina E pueden ser naturales o sintéticos. Todos los suplementos sintéticos se designan rac-alfa-tocoferol o dl-alfa-tocoferol. Los suplementos de origen natural parecen tener una actividad biológica mucho mayor.

Las concentraciones séricas pueden usarse para evaluar el estado corporal de vitamina E en el ganado vacuno lechero. Las concentraciones séricas de 2-4 mcg/mL suelen ser adecuadas. Las concentraciones en suero en vacas secas <3 mcg/mL se han asociado con una mayor propensión a la mastitis. Sin embargo, además de las reservas nutricionales de vitamina E, estas concentraciones están influenciadas por la concentración total de lípidos séricos, con concentraciones más altas de lípidos en suero que dan como resultado concentraciones más altas de vitamina E. Los lípidos séricos suelen ser bajos al final de la gestación y altos en el periodo de máximo consumo de alimento. Para compensar esta fluctuación, las concentraciones séricas de vitamina E se expresan a veces como una relación, con algún componente lipídico del suero como el colesterol o los triglicéridos, en el denominador.

Otras necesidades de vitaminas del ganado vacuno lechero

La suplementación con otros compuestos como la vitamina K, las vitaminas del complejo B y la vitamina C no es habitual en la mayoría de las raciones de rumiantes. Las vacas, a diferencia de los humanos y los primates, sintetizan adecuadamente la vitamina C. Se cree que la vitamina K y las vitaminas del complejo B están suficientemente sintetizadas por el rumen y los microorganismos intestinales para satisfacer las necesidades de la vaca.

Algunas vitaminas pueden proporcionarse a través de ingredientes alimentarios naturales. Puede haber casos en los que se puedan suplementar vitaminas del grupo B, principalmente durante estados patológicos y especialmente en condiciones de fermentación ruminal alterada. La suplementación de vitaminas del grupo B protegidas en el rumen (específicamente, biotina, niacina y colina) puede beneficiar la salud y el rendimiento del ganado lechero de alta producción ( See also page Aditivos alimentarios en el ganado vacuno lechero).