DIMEVET
Effetti dello stress da caldo nella bovina
da latte e strategie di controllo
Andrea Formigoni
Bologna, 16.11.15
Malattia, Salute e Benessere
• Malattia
– espressione dell’incapacità dell’organismo di rispondere con
successo alle sollecitazioni endogene o ambientali:
• Metaboliche, Meccaniche, Tossiche, Batteriche, Virali
• Salute
– Organismo in equilibrio «vincente» rispetto alle sollecitazioni
endogene e ambientali
• Benessere
– Condizione nella quale l’organismo non è chiamato a particolari
«sforzi» omeostatici per mantenersi sano
• Stato di salute completa, fisica e mentale (Hughes, 1976)
Cos’è il benessere ?
• Condizioni di assenza di stress
• Stato di salute completa, sia fisica che
mentale, in cui l’animale è in armonia
con il suo ambiente (Hughes, 1976)
Quali elementi di stress nei
nostri allevamenti?
• Psicologico e sociale
– Competizione, gerarchia, cambi di gruppo, contatti con l’uomo
• Fisico e Metabolico
– Eccessivo movimento, mancato riposo, parto, malattia, dolore,
carenze o eccessi, stress ossidativo, sindrome vacca grassa
• Ambientale
– Microclima, pavimenti, zone riposo, spazi vitali, attrezzature, ecc.
• Alimentari
– Qualità alimenti e modalità di razionamento
• Climatico
– > 25°C, U.R. > 60%; nei vitelli anche le basse temperature sono
stressanti)
Lo stress è additivo!
• Un singolo fattore di stress può anche
non disturbare più di tanto un animale,
ma più stress possono sommarsi
contemporaneamente così da portare a
effetti molto gravi
• L’intera carriera produttiva dell’animale
può essere compromessa
Effetti dello stress da caldo…
Effetti dello stress da caldo…
Stress da caldo: non è solo un
problema delle vacche in lattazione
• Le vacche in asciutta sottoposte a stress
da caldo mangiano meno
• Vitelli meno robusti
• Qualità del colostro peggiore
• Aumento incidenza delle patologie
• Riduzione quantità di latte
Effetti dello stress da caldo in Italia
• Calo della produzione di latte
– 0.91, 1.16, e 1.27Kg/giorno rispettivamente
per le bovine durante la prima, la seconda e la
terza lattazione.
• Calo proteine
– -0.02 a -0.10%/giorno e da -0,01 a -0,07 kg di
proteine/giorno.
• Calo grasso
– -0,02 a -0,07 kg/giorno
The effects of heat stress in Italian Holstein dairy cattle - U. Bernabucci , S. Biffani ,L. Buggiotti ,A. Vitali , N. Lacetera ,
and A. Nardone. - Journal of Dairy Science Vol. 97 No. 1, 2014
Stress da caldo
• La zona di confort termico nel bovino è
individuata in una fascia ampia: -5 +23.9°C
• Il confort termico si ha quando non è
utilizzata energia per mantenere la
temperatura corporea dell’animale
• Le bovine che producono più latte hanno
una produzione più elevata di calore:
– > sensibilità al caldo
– > dispendio di energia
Stress da caldo
• Le bovine che producono latte hanno una
maggiore quantità di calore da disperdere
nell’ambiente quindi sono più sensibili allo
stress da caldo
• Diminuisce la tolleranza al caldo (circa 5°C
da 35 a 45kg di latte)
• La risposta adattativa è rappresentata da
diverse azioni fra cui la ridotta ingestione
Effetti dello stress termico
70
°C
15
20
25
30
35
36.0
36.0
34.8
33.0
30.2
15
20
25
30
35
21.4
21.3
21.0
20.6
20.2
Umidità
80
Latte, kg/giorno
36.0
36.0
34.6
32.3
28.8
Ingestione, kg SS/giorno
21.4
21.3
20.9
20.5
20.0
90
36.0
36.0
34.2
31.5
27.2
21.4
21.3
20.8
20.3
19.8
Calo di produzione all’aumento di 1°C
di temperatura minima giornaliera
Calo di produzione all'aumentare di 1°C di
temperatura minima giornaliera
15
17
19
21
23
25
Variazione di
produzione (kg/d)
0
-1
-2
-3
-4
Controllo
Trattato
-5
Temperatura min °C
Influenza della velocità dell’aria e dell’umidità relativa sulla
temperatura effettiva dell’ambiente, calcolata secondo il
modello matematico proposto da Frazzi e coll. (1998).
Ln y = - 0.6176 + ln t + 0.124956 ln ru - 0.05088 ln v
t = air temperature (°C), rh = relative humidity (%), v = air speed (m/s), ln = natural logarithm
32
30
28
26
24
1,1
1,3
Air speed (m/s)
0,9
0,7
22
0,5
Effective temperature
(°C)
34
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
Relative humidity (%)
Calcolo del THI (NOAA, 1976)
THI=
(1.8 x AT+32) – [(0.55-0.55xRH) x (1.8 x AT-26)]
Dove:
- AT è la temperatura ambientale espressa °C.
- RH è l'umidità relativa.
Dove misurare?
• Le misure vanno fatte
dove vivono le vacche
EVOLUZIONE DEL THI IN FUNZIONE DI
T E M P E R AT U R A E U M I D I T À D E L L’ A R I A
(VECCHIO OBIETTIVO THI < 70-72)
Quando c’è stress da caldo?
• Usualmente si ritiene che vi sia stress con
valori di THI* > 72
• Collier (2012) per bovine con produzioni
superiori a 35 kg/giorno suggerisce come
valore da considerare un THI > 65 o
quando THI = 68 per oltre 17 ore nella
giornata
* THI: Temperature & Humidity Index
EVOLUZIONE DEL THI IN FUNZIONE DI
T E M P E R AT U R A E U M I D I T À D E L L’ A R I A
(NUOVO OBIETTIVO THI <65-68)
Conseguenze da caldo
• Bilancio energetico negativo
– Conseguenze su produzione
– Conseguenze su stato immunitario,
efficienza riproduttiva e problemi podali
• Alterazioni del comportamento
– < tempi di riposo
– < pasti in ore notturne
– > consumo di acqua
Stagione e tempi di riposo
14,0
* p< 0.001
12,0
Tempo riposo ore/g
10,0
8,0
estate
6,0
inverno
4,0
2,0
0,0
Alta produzione
> 35
Media
25 - 35
Bassa
DiSMVet., 2011
<25
Effetti dello stress da caldo in stalla
Temperatura
°C
20
25
30
35
40
s.s.
kg
18,2
17,7
16,9
16,7
10,2
latte
kg
27,0
25,0
23,0
18,0
12,0
acqua
litri
81,8
88,6
95,0
144,1
127,3
H2O/s.s.
4.5
5.0
5.6
8.6
10.6
03
/0
8
06 /2 0
/0 11
8
09 /2 0
/0 11
8
12 /2 0
/0 11
8
15 /2 0
/0 11
8
18 /2 0
/0 11
8
21 /2 0
/0 11
8
24 /2 0
/0 11
8
27 /2 0
/0 11
8
30 /2 0
/0 11
8
02 /2 0
/0 11
9
05 /2 0
/0 11
9
08 /2 0
/0 11
9
11 /2 0
/0 11
9
14 /2 0
/0 11
9
17 /2 0
/0 11
9/
20
11
Evoluzione di THI e Ingestione di
alimento
27.00
26.00
23.00
22.00
19.00
18.00
80.00
78.00
25.00
24.00
76.00
74.00
INGEST. UNIFEED
72.00
21.00
70.00
20.00
68.00
66.00
UNIFEED + FIENO
THI INDEX
41.0
40.0
39.0
38.0
37.0
36.0
35.0
34.0
33.0
32.0
600
500
400
01
1
05
/0
9/
2
01
1
29
/0
8/
2
01
1
22
/0
8/
2
01
1
15
/0
8/
2
01
1
8/
2
08
/0
01
/0
8/
2
01
1
300
200
100
0
Ruminazione, min
Kg/latte
Andamento della produzione (blu)
ruminazione
e produzione
24 vacche
e della
ruminazione
(rosso)
produzione
ruminazione
Tracciati di pH nella settimana dal 23 al 30
agosto (vacche con 38.3 kg/d di latte)
6.50
6.30
6.10
5.90
5.70
5.50
9/
20
11
05
/0
01
1
29
/0
8/
2
22
/0
8/
2
01
1
01
1
15
/0
8/
2
01
1
08
/0
8/
2
01
/0
8/
20
11
600
550
500
450
400
350
300
Ruminazione, min
pH
ruminazione
e
pH
Andamento del pH (blu) e della
ruminazione
(rosso)
24 vacche
pH
ruminazi
Quali risposte per lo stress da
caldo?
• Ventilazione forzata
• Irrorazione con acqua
– Quantità dipendente da umidità aria
•
•
•
•
•
Zone di riposo + pulite
Maggior frequenza di pulizia corsie
Lotta alle mosche
Appropriata alimentazione
Acqua di bevanda
Behavior of max daily temperature in the control pen (C), and of milk yield in the dairy cattle
raised in the control pen (C), in the pen equipped with fans and misters (FM), with fans and
sprinklers (FM), and with special cooling evaporation system (CEV). The grey background
indicate the period with the conditioning system switched on (Frazzi e coll., 2002).
70
CEV
FM
FS
Temperature max
65
36
60
55
34
50
32
45
30
40
28
35
Date
9
9/
/8
24
/8
17
8
/8
10
8/
8
6/
8
4/
8
2/
/7
31
/7
29
/7
26
/7
24
/7
22
/7
20
18
16
13
1/
16
/7
20
/7
22
/7
25
7
24
/6
30
/5
26
12
Milk yield (kg/d)
C
38
Temperature (°C)
40
Controllo automatico del THI
Ventilazione e acqua
Sistema di ventilazione a
elicotteri
Alimentazione e caldo
• Alimenti salubri
– Attenzione ossidazione lipidica e stabilità insilati
• Distribuzione alimenti di sera preferenzialmente
• Evitare cernite nel piatto unico
– Trinciatura < a 2 cm dei foraggi
• Accostare alimenti in greppia con frequenza
• Attenzione alla gestione dei punti di abbeverata
A livello aziendale è importante identificare le
zone da scartare
Visibile
aree ammuffite
Invisibile
aree deteriorate
Insilato ben
conservato
Stato di salute dell’insilato durante
la fase di consumo
Visibile
Zone marcescenti con muffe
visibili
Deteriorato da lieviti o Acetobacter
spp.
Invisibile
Aumento della temperatura
dell’insilato
Insilato ben conservato
Alto valore nutrizionale
Relazione tra temperatura sul fronte dell’insilato e
conteggio di lieviti (Borreani, 2014)
Conteggio lieviti
Aree con muffe
visibili
Temperatura
Come l’aria può penetrare nelle aree
periferiche? (Borreani, 2014)
... L’aria può penetrare nelle aree
periferiche fino a ... (Borreani, 2014)
Alimentazione e Caldo
• Utilizzare foraggi dotati di fibre digeribili
– È il fattore che condiziona di più l’ingestione
• Diversificare le fonti di energia
– < amidi, > zuccheri e > lipidi rumino_inerti
• Attenzione agli apporti in minerali
– Calcio, Potassio, Sodio, Magnesio, Cloro
Effetti della degradabilità della fibra
(Oba e Allen, 1998)
+ 1% DIGERIBILITA’
- AUMENTO INGESTIONE
0,17 kg/d
- AUMENTO LATTE
0,25 kg/d
Effetto sulla produzione di latte in risposta
alla maggiore digeribilità dei foraggi
Le bovine con maggiore produzione (+ limitazione della
capacità di ingestione) manifestano una risposta maggiore
Distinguere la qualità dei foraggi
• La conoscenza delle caratteristiche
qualitative dei foraggi e il loro controllo
rappresentano i punti di maggiore criticità
per ottenere migliori risultati in stalla
– Sistemi analitici rapidi, economici e affidabili
• Essenziale conoscere oltre alle usuali
caratteristiche chimiche e fisiche:
– la fibra potenzialmente degradabile e non
– la velocità con cui i batteri la utilizzano
Laboratorio di fermentazioni in vitro
Digeribilità della fibra, quantità di
foraggio e risposte delle bovine
Digeribilità della fibra
Alta
Alta
Bassa Bassa
Foraggio
% della s.s.
55.4
45.4
47.4
38.7
Ingestione
kg/s.s./d
29.7A
29.2A
24.5B
24.5B
Ingestione
kg/ % P.V.
4.42A
4.27A
3.68B
3.67B
Latte
kg/d
41.2
40.0
39.1
39.2
Latte al 4% grasso
kg/d
37.8
36.5
34.8
36.0
Ruminazione
Min./d
487 A
499 A
390 B
410 B
pH ruminale < 5.5
Min./d
122
329
257
323
Formigoni et al., CNC -2014
I principali risultati ottenuti
• Con fibre più digeribili gli animali mangiano e
producono di più e presentano condizioni
fermentative nel rumine migliori
• La fibra «utile» dei foraggi sembra essere sempre
ben sfruttata anche quando fornita «fine» dato il
forte potere di ritenzione selettiva del rumine
• Esiste un fabbisogno minimo di uNDF (% del peso
vivo) da rispettare:
– 0.28-0.30 con razioni a base di graminacee
– 0.38-0.45 con razioni a base di medica
Come aumentare la digeribilità della
fibra?
• Ridurre la lignina e limitare la quota di fibra
ad essa legata (uNDF)
• Necessario agire su più fronti
– Genetica piante
• Interazione con ambiente
– Controllo fattori agronomici
– Momento di raccolta
– Gestione razioni
Genetica delle piante
• La velocità di degradazione della fibra è
generalmente più elevata in leguminose
vs graminacee
• La quantità di fibra degradabile è più
elevata in graminacee vs leguminose
Risultati relativi ai campioni di
trinciato fresco italiani (2007)
DM%
CP%
Starch%
NDF%
ADL%
dNDF%
(24h)
kD
%/h.
L
37,07
6,81
23,74
47,31
2,66
50,70
4,41
D
34,50
7,08
23,81
48,92
2,66
46,93
3,88
P
33,89
7,50
25,17
44,68
2,68
46,73
3,95
BMR
28,15
7,19
19,19
47,51
2,04
61,15
5,72
Ingestione e Produzione attesa del
latte (apporto di 7,5 kg di SS da silomais)
latte
DMI
Latte
L
0
0,56
1,38
D
-0,16
0,40
1,22
P
-1,38
0,00
0,00
Varietà di medica e digeribilità
PG
NDF
ADL
d NDF 12h
d NDF 24h
kd 24h
Multifogliata A
A
20.48
54.39
8.32
45.01
48.96
4.96
Garisenda
B
19.14
53.72
8.58
43.35
49.36
5.10
Delta
C
19.77
55.75
9.20
42.20
50.17
5.23
la rocca
D
21.95
49.22
6.99
39.82
50.04
5.25
Multifogliata D
E
20.45
53.33
8.75
46.55
51.58
5.50
Minerva
F
22.33
49.90
7.78
41.17
52.66
5.64
Prosementi
G
21.60
51.12
7.06
44.80
56.04
6.51
bella camp.
H
21.73
51.86
7.18
44.15
55.68
6.65
(Dimorfipa, 2009)
Caratteristiche del grano da foraggio
Cultivar
Paledor
Ethic
Sorrial
AG-14
Artico
Papageno
Genesi
Sailor
Caravaggio
Ludwing
Masaccio
Giorgione
Altezza
Augustus
AG-42
Norenos
Produzione
[SS t ha -1]
proteine
[%SS]
aNDFom
[%SS]
pdNDF
[%SS]
uNDF
[%SS]
dNDF
[%NDF]
Kd(*)
[%/h]
UFL (**)
[n/Kg SS]
11.31
13.95
11.91
11.95
10.91
11.14
12.59
12.61
11.7
13.06
11.9
11.96
12.62
13.15
9.78
13.82
8.55
9.68
8.27
10.11
10.59
7.49
8.92
8.01
10.14
8
8.48
8.54
8.45
7.96
9.71
7.72
51.65
48.04
53.71
50.15
50.72
56.45
52.66
56.35
52.09
57.4
54.24
55.44
55.51
57.9
51.22
57.86
39.35
37.27
41.35
38.83
38.89
43.08
39.59
42.9
39.38
42.99
40.81
41.15
41.84
43.89
37.8
42.94
12.26
12.7
12.83
13.26
13.38
13.78
13.98
14.65
14.78
15.04
15.2
15.48
15.59
15.9
16.59
16.64
45.67
44.08
45.88
44.33
44.91
47.27
43.6
45.51
43.47
44.08
43.07
42.35
42.66
43.97
40.04
41.68
4.26
3.93
4.2
3.97
4.1
4.49
4.05
4.22
3.98
4.13
3.97
3.93
3.89
4.03
3.64
3.83
0.783
0.830
0.768
0.812
0.789
0.726
0.770
0.726
0.774
0.707
0.748
0.723
0.734
0.705
0.777
0.698
Fattori agronomici
Fattori agronomici che influenzano
negativamente la digeribilità della fibra
• Densità di semina
• Crescita rapida
– Caldo
• > notturno
– Luce
– Acqua
• > scorrimento
• Stress
Mese di produzione, caratteristiche climatiche e
degradabilità della fibra di piante di medica
PG
%
ADL
%
NDF
%
d-NDF
24h
AVG T
(C°)
MIN
(C°)
MAX
(C°)
June
22,87
7,78
50,24
52,51
22,5
17,6
27,6
July
19,57
8,46
57,22
49,01
25,1
19,3
31,1
August
18,02
7,22
53,96
47,67
25,5
19,4
32,1
(DIMORFIPA,2009)
Influenza dell’ irrigazione sulla
dNDF (anno 2006)
Irrigazione
SB
SA
Starch (%DM)
ADL (%DM)
NDF (%DM)
24 h IVNDFd (%DM)
Kd (%/hr)
27.99ª 27.07ª
3.49ª
3.54ª
45.94ª 44.87ª
48.98c 49,10c
4.39b
4.41b
PB
29.32ª
2.55b
42.59a
56.91a
5.26a
PA
29.97ª
2.95ab
41.34a
53.47b
5.41a
a,b,c Means differ (P < 0.05)
SB: scorrimento, bassa quantità di acqua
SA: scorrimento, alta quantità di acqua
PB: a pioggia, bassa quantità di acqua
PA: a pioggia, alta quantità di acqua
(Raffrenato et al., 2007)
La digeribilità dei foraggi è
influenzata dall’età delle piante
JDS, 2014- A. Palmonari ,1 M. Fustini , G. Canestrari , E. Grilli , A. Formigoni
Le piante non hanno una composizione
uniforme (Medica in prefioritura)
Parte
PG,
% s.s.
NDF,
% s.s.
ADL,
% s.s.
dNDF/12h,
% NDF
foglie
31.7
18.9
4.9
55.5
fusti
13.0
56.3
8.7
32.4
totale
23.5
35.0
6.7
35.7
(Palmonari, non pubblicati)
Che fare se i foraggi sono a
bassa digeribilità?
• Inevitabile usare più mangimi
– meno amidi e più fibre degradabili da co-prodotti
• Favorire ingestione con trinciatura fine
– ….ma avere attenzione alla peNDF assunta….
• Fieno lungo di graminacee a disposizione
• Equilibrare i deficit di nutrienti naturalmente
presenti nei fieni
– Zuccheri, acidi organici, proteine rumino degradabili
Valutare la digestione della fibra in
stalla dalle feci delle bovine
Constituent
SS
aNDFom
ADF
ADL
uNDFom24h
uNDFom240
CP
Ash
STARCH
N
Mean
SD
Est. Min
Est. Max
194
264
262
252
85
258
76
95
66
15.0335
59.7193
43.9066
15.6362
10.3835
44.6746
12.4426
11.4988
1.5100
1.7977
5.4684
6.0892
4.9459
4.3261
5.6943
2.3504
2.5307
0.7754
9.6402
43.3141
25.6389
0.7986
0.0000
27.5916
5.3916
3.9067
0.0000
20.4267
76.1245
62.1744
30.4737
23.3617
61.7576
19.4937
19.0910
3.8361
Approccio al controllo-Unibo
• Ventilazione
– THI min.: 68
– Acqua: 120 secondi
– Asciugatura: 5 minuti
• Razione
– Fieni graminacee
– Mangimi
– Mais fiocco
– Mangime liquido
kg 10.0 (+ ad libitum)
kg 10.5
kg 4.5
kg 1.5
Composizione mangime
Crusca GT
Sorgo farina fine
Mais farina fine
Soia fe
Colza farina
Soia intera fiocco
Megalac
Urea
CaCO3
Melasso
Sale
MgOx
Oligo elementi
ADE
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
kg
30.00
14.00
14.00
14.00
14.00
4.00
3.40
1.15
2.00
2.00
1.00
0.25
0.15
0.05
Totale
kg
100.00
Linee guida nutrizionali
Frazione
Lattazione
aNDFom
% SS
30-38
Rumino degradata
% SS
17-18
uNDF
% SS
9-12
Amido
% SS
21-27
Rumino degradato
% SS
17-18
Zuccheri
% SS
5-7
Rumino degradati
% SS
3-4
Proteine
% SS
13.5-15.5
Rumino degradate
% SS
7-8
Lipidi insaturi
% SS
< 2.5
Dati dalla stalla didattica università
Bologna
• Dati produttivi
• Produzione e composizione latte
• Dati comportamentali:
• Ruminazione
• Attività
• Riposo
Ingestione media giornaliera
kg
30
29
28
27
26
25
24
23
22
21
20
Produzione
Latte
40
Latte
FCM
Kg/giorno
35
30
25
20
15
Data
Composizione latte
4,5
4
Kg/giorno
3,5
3
2,5
GRASSO
2
PROTEINE
1,5
Data
Ruminazione giornaliera
Minuti
650
600
550
500
450
Media di
Ruminazione
Giornaliera
400
350
Data
Riposo e attività giornaliera
900
160
800
140
700
120
Minuti
600
100
500
80
400
60
300
Riposo
200
Attività
20
100
0
1/2/15
40
0
1/3/15
1/4/15
1/5/15
1/6/15
1/7/15
Data
1/8/15
1/9/15
1/10/15
1/11/15
%
Indice di irrequietezza
4,00
3,50
%
3,00
2,50
2,00
1,50
1,00
0,50
0,00
1/2/15
1/3/15
1/4/15
1/5/15
1/6/15
1/7/15
1/8/15
1/9/15
1/10/15
1/11/15 Data
Conclusioni
• Lo stress da caldo è forse uno dei fattori
più penalizzanti per le nostre stalle
• Necessario rivedere gli approcci al suo
contenimento in stalla
• THI correttamente registrato e gestione
automatica ventilazione e raffrescamento
• Essenziale disporre di foraggi di migliore
qualità
Grazie
Discussione….