nutriFORUM 2019 - Productividad sostenible, eficaz y eficiente en rumiantes by agriNews

Productividad sostenible, eficaz y eficiente Diego MartĂnez del Olmo

Índice I.  II.  III.

IV.  V.  VI.

Formulación ruminal Formulación aminoacídica Concepto aplicado de sostenibilidad eficaz y eficiente Sostenible económicamente Sostenible en sanidad Sostenible medio ambientalmente

Shu$erstock 1123663385

Formulación ruminal Hitos históricos Thaer (1800) deﬁnió el valor nutricional de los piensos en relación a una muestra de heno estándar

Lavoisier describió la combinación de alimento con óxigeno en el cuerpo con producción de calor y agua

XVII

Leonardo da Vinci compara el metabolismo con una vela que se consume

XVIII

1864, Henneberg & Stohmann desarrollan el Sistema Weende de análisis de alimentos (FB, PB, EE, Extracto libre de N)

XIX

En 1912, McCollum descubre la primera vitamina liposoluble (Vit A) / Funk inventa el término vitaminas

En 1840, Liebig describió la composición química de carbohidratos, grasas y proteínas

Se descubren vitaminas hidrosolubles B y C / Se descubren principales rutas metábolicas

Década de los ´30, Rose descubre los aminoácidos esenciales

En 1962, Blaxter, necesidades de energía por el método factorial (manteniminento, lactación…)

R.D. Sainz, 2018

Formulación ruminal Modelos europeos F, ES, IT, P, IE F, ES , IT, PL NL, PL, DE UK Scandinavia DE, PL ES, IT, P, US, SA, NZ, Australia

PDI – AADI Systali DVE/OEB Feed into Milk NorFor Ext. nXP NRC, CNCPS

Formulación ruminal Enfoques Enfoque Factorial (CNCPS, Systali) •  Suma los requerimientos de las funciones individuales (mantenimiento + crecimiento + gestación + lactación)

Empírico dosis-‐respuesta (INRA 07, NRC) •  Relación entre las proporciones de AA en el aporte de PM y la concentración o rendimiento de proteína láctea

Formulación ruminal Proteína metabolizable A tener en cuenta, desecho N, eﬁciencia marginal, aspectos dinámicos

Systali, PDI 2018

2010 Brun Lafleur & Faverdin Rulquin : Met, Lys, Leu His 16 AADI valores en alimentos (CD) 2000, Vérité & Delaby 1998, Rulquin et al. : Suministro AADI 1993, Rulquin et al. : Requerimientos LysDI, MetDI 1978, PDI system, Proteína Metabolizable 1 g PDI= 1 g AA Eficiencia fija de unlización MP (0.64)

2013 CNCPS v6,5 Perﬁles de AA y eﬁciencia y evaluación general, Van Amburgh et al) 2012 Excrección de N y mejora de biblioteca de ingredientes (Higgs et al)

2010 Actualizaciones importantes de fracciones y ranos v6,1 (Van Amburgh et al.) 2008 CNCPS v6,0 (Tylutki et al)

2004 Actualización (Fox. et al) 2000 Actualización (Fox et al)

CNCPS 6,55

1992, Primeras publicaciones (Fox et al., Russell et al., Sniﬀen et al., O´Connor et al.)

Formulación aminoacídica Rol de los aminoácidos Aminoácidos esenciales: No Proteinas: AA unidos por enlaces peprdicos /

pueden ser sintenzados por el

20 diferentes AA / nutriente esencial / Dos

animal, deben ser añadidos en la

acciones en rumiantes, aporte de AA para el

dieta. El mismo AA puede ser

animal y aporte de N para los m.o. del rumen

esencial y no esencial, dependiendo de su condición

Aminoácidos limitantes: AA esenciales contenidos en la dieta a más bajo nivel que los requerimientos del animal shu$erstock : 243774901

Formulación aminoacídica Rol de los aminoácidos Tres primeros AA limitantes para producción de leche son Met, Lys, e His (Cho et al., 2007; Pa$on, 2010; Socha et al., 2005)

Efectos posinvos en procesos ﬁsiológicos; Efectos funcionales

Requeridos para la síntesis de proteína / formar L-‐carninna (Lys + Met) / precursor de síntesis de apo-‐lipoproteínas hepáncas (producción de VLDL)

Met, His, e Lys, son los AA con la más alta concentración en el utero durante la elongación uterina (Gao et al., 2009; Groebner et al., 2011)), crínco para el desarrollo embrionario Shu$erstock 270465263

Formulación aminoacídica Modelos europeos Sistema PDI DVE/OEB TMP Feed into Milk NorFor nXP; ext nXP NRC CNCPS CNCPS

Referencia/ version

Unidades

RaFo Lys/Met

Lys Met

INRA (2007) INRA (2018)

LysDI, % PDIE; MetDI, % PDIE

3.1 3.1

6.8 2.2 7.0 2.4

Meijer et al. (2000)

DVLys % DVE; DVMet % DVE

2.5

6.0

2.4

Kok and van Straalen (2011)

TMLys % TMP ; TMMet % TMP

2.85

5.7

2.0

Thomas (2004)

MLys % MP; MMet % MP

3.1

6.8

2.1

NorFor (2013)

Lys % AAT; Met % AAT

2.9

6.4

2.2

GfE (2001)

nXLys % nxP; nXMet % nXP

2.7

7.1

2.6

Lys % MP; Met % MP

3.00

6.83 2.28

Lys % MP; Met % MP

2.90

7.46 2.57

Lys % MP; Met % MP

2.75

6.97 2.53

NRC (2001), v1.1.9 Whitehouse et al. (2013) CPM-‐Dairy, v3.0.10 Whitehouse et al. (2009) AMTS,NDS v3.3.4 Whitehouse et al. (2013)

CNCPS

AMTS, NDS v6.55

g/day (25 kg DMI, 50 DIM) g/Mcal ME (25 kg DMI, 50 DIM)

2.69

193 72 3.06 1.14

CNCPS

AMTS, NDS v6.55

g/day (22.6 kg DMI, 210 DIM) g/Mcal ME (22.6 kk DMI, 210 DIM)

2.69

173 64 2.98 1.11

Sostenible, eficaz y eficiente “Able to be maintained at a certain rate or level (e.g. economic growth) q  Conserving an ecological balance by avoiding deple:on of natural resources q  Able to be upheld or defended” q

Deﬁninon of sustainable in English (by Oxford Dicnonaries)

Shu$erstock 313505129

Uso de los recursos

Sostenible, eficaz y eficiente Se alcanzan los objenvos pero se desperdician los recursos

No se alcanzan los objenvos pero no no se desperdician recursos

Ineﬁcaz

Eﬁcaz

No se alcanzan los objenvos y se desperdician los recursos

Se alcanzan los objenvos y se unlizan bien los recursos Alcance de los objenvos

Sostenible, eficaz y eficiente AADI LysDI MeDI HisDI LeuDI IleDI ValDI PheDI ThrDI ArgDI

70 gr/kg %PDI 6,9 2,1 2,0 8,6 5,4 6,0 5,2 5,2 4,6

Perﬁl observado 100 gr/kg %PDI 6,6 1,9 2,2 8,9 5,2 5,8 5,1 5,0 4,9

130 gr/kg %PDI 6,1 1,8 2,3 9,1 5,0 5,6 5,1 4,8 5,1

Tabla. Perﬁles aminoacídicos medios observados en 2 bases de datos (BoviDig y MoSARCO) para tres niveles diferentes de PDI

Sostenible, eficaz y eficiente Lys/Met MP (%)

Lys/Met raFo

Flujo MP-‐ Lys (g/d)

Flujo MP-‐ Usado para síntesis de Usado para síntesis de Met (g/d) proteína MP-‐Lys (g/d) proteína MP-‐Lys (g/d)

6.4/1.7

3.8/1

179

144

5.8/1.7

3.4/1

162

144

5.7/1.9

3.0/1

160

159

5.8/2.1

2.8/1

162

6.3/2.0

3.2/1

176

168

6.6/2.2

3.0/1

185

186

Tabla. Efecto del NRC (2001) con los porcentajes predecibles de Lys y Met en MP sobre los calculados ﬂujos de MP-‐Lys y MP-‐Met y sobre la canndad de MP-‐Lys y Met que puede ser usada para la síntesis de proteína

Sostenible, eficaz y eficiente

e d n ó ecci r c x or e , mayor n e M o or j n e e g m nitró cia A. y rsos n u eﬁcie e los rec uso d h$ps://sustainabilityillustrated.com/en/Business Case for Sustainability/business-‐case-‐sustainability/

Sostenible económicamente

1Driver , 2007

2Schwab 2012

3Schwab et al., 2004

v  ↓ RDP/RUP con RP AA, ↑ MF / MP / volumen / ↑ ROI (3.351 (1.1-‐5-‐5)/ > 2.52) v  Mayor predicción en la formulación para producción de leche (R2 = 0.90 vs 0.76 & 0.65)3

Note Shu$erstock 627391769 Cow Shu$erstock 1045830553

Sostenible económicamente ü  Toneladas de proteína / alimento ahorradas ü  FCR → Coste por litro producido ü  Mayor retorno por litro (componentes)

Ref. 17-‐00015, 17-‐00018, 18-‐00005, 14-‐00024, 18-‐00006, 17-‐00015, 16-‐00222, 17-‐00245, 17-‐00018, 17-‐00019, 18-‐00005, 14-‐00024, 18-‐00009, 18-‐00006

Figura. Porcentaje de mejora en producción de leche, volumen y componentes, y retorno de la inversion (ROI) de unlizar amino ácidos protegidos vs un grupo control neganvo

Sostenible económicamente Effect of RPAA supplementation in lactating dairy cow diets on change in feed efficiency, %

RPAA Supplement RP Lys & RP Met

10.1

RP Lys & RP Met

2.8

RP Lys & RP Met

2.1

RP Met & RP Lys

1.1

RP Met

1.6

RP Met & RP Lys

6.5

RP Met

4.9

RP Met

0.5

RP Lys

6.6

12.4

RP Lys RP Lys

0.6

RP Lys & RP Met

0.0

RP Met

3.2

RP Met

2.3

RP Lys

4.5

RP Met

1.7

RP Lys

0.0

RP Met

-‐3.2

RP Lys

-‐0.6

RP Lys & RP Met

2.5

RP Lys

2.2

RP Lys & RP Met

3.1

-‐4.0

Media de todos los estudios = 2.9%

-‐3.0

-‐2.0

-‐1.0

0.0

1.0

2.0

3.0

4.0

5.0

6.0

7.0

8.0

9.0

10.0 11.0 12.0 13.0 14.0

Change in Feed Efficiency Compared to Control Diet in Study, %

Figura. Selección de estudios (1998 a 2016) – Efecto de RPAA sobre la eﬁciencia

Kemin RP AA = 4.2%.

Sostenible económicamente 1Storry et al., 1983

2Wedholm et al., 2006

La calidad y canndad del queso producido depende de la caseína en leche1

Las propiedades del queso se mejoran seleccionando leche con alto nivel de caseína2 2 ↑ Caseína en leche = ↑

Producción de queso

Shu$erstock 549799369

Sostenible económicamente ü  Menos kg de leche

para producir 1 kg de queso ü  Menos toneladas de nitrógeno no protéico producido

Ref. 18-‐00009, 18-‐00026, 18-‐00027

Figura. Porcentaje de mejora en la producción de caseína láctea, nitrógeno no protéico y eﬁciencia quesera al unlizar amino ácidos protegidos vs un grupo control neganvo

Sostenible en sanidad ü

ü

Los amino ácidos son: ü  Requeridos para la formación de L-‐ carninna &para la síntesis de VLDL 3 ü  Críncos para el Desarrollo embrionario 4

Los primeros AA limitantes para MP = Met & Lys1 Efectos posinvos en numerosos procesos ﬁsiológicos2

1 Cho et al., 2007; Pa$on, 2010; Socha et al., 2005; 2 Bazer

et al., 2011; Penagaricano et al., 2013; 3 Berner et al., 1990, Sniﬀen, C. pers. Com.; 4 Gao et al., 2009; Groebner et al., 2011

Liver Shu$erstock 302375192

ü  Salud animal mejorada – Salud única ü  Toneladas de UFL/UFC ahorradas

Sostenible en sanidad 16,1

20,0 8,5 6,5

% de incremento o disminución

10,0

0,0

-‐10,0

-‐20,0

-‐10,0

-‐18,9

-‐26,7

-‐30,0

-‐40,0 -‐44,6

-‐50,0

SCC (mil/cc)

Ca (mmol/l)

P (mmol/l)

Glucose (mmol/l)

MDA (mM)

Blood urea (mmol/l)

Figura. Porcentaje de mejora en biomarcadores vs un grupo control neganvo

Milk urea (mmol/L)

Ref. 18-‐00006, 18-‐00009, 18-‐00006, 18-‐00017, 18-‐00005, 17-‐00015, 17-‐00018, 17-‐00019, 18-‐00009, 17-‐00015

Sostenible en sanidad Día 0 Óvulo fernlizado en el oviducto

Días 6-‐7 Embrión alcanza la etapa de blastocisto

Día 5 Embrión llega al cuerno uterino

Menonina es necesaria para la formación de la blastula

Día 9 Embrión eclosiona de la zona pelúcida

Días 14-‐19 Embrión crece & secreta interferón tau

Los niveles de Lys y Met se han incrementados en el utero y son superiores a los tejidos de alrededor

Días 25-‐28 Embrión establece conexión vascular

Lys y Met impacta la preimplantacion embrionaria de una forma que mejora la supervivencia

Ikeda et al., 2012; Forde et al., 2014, Acosta et al., 2016

Sostenible en sanidad Open days

Concepnon rate

Days at ﬁrst service

Successful AI

% de mejora respecto al grupo control

31,1 30 25

ü  Más terneros a/a ü  Más eﬁciencia A (<DEL) ü  Menor coste de alimentación

22,2

20 15 10 5 0

14,6 8,3 Ref. 18-‐00052, Ref. 18-‐00038

Figura. Porcentaje de mejora en los principales índices reproducnvos vs un grupo control neganvo

Sostenible medio ambientalmente Ración CP % 13.5

16.5 17.9 19.4

Ingesta N (g/d)

483

531

605

641

711

N lácteo (g/d)

173

180

185

177

180

N excretado (g/d)

309

316

376

410

467

N fecal (g/d)

196

176

186

197

210

N urinario (g/d)

113

140

180

213

257

MUN (mg/dl)

7.7

8.5

11.2

13.0 15.6

Coste energénco2 (kcal/g exceso N): -‐ Producción de calor; > 4 kcal/g -‐ Energía PL; > 52 Kcal/g

Tabla. Excrección de Nitrogeno dependiendo del nivel de CP 1 1Olmos Colmenero and Broderick, 2006 2Reed et al., 2017

Sostenible medio ambientalmente Cálculo del Coste de Urea (Mcal por día): -‐ Representa el coste energénco de convernr exceso de N en urea -‐ Impacto neganvo en el rendimiento del animal (Fox et al., 2004) ü  Este coste energénco nene que ser añadido a los requerimientos energéncos: Coste de urea, 7.2 kcal de ME/g o 11.95 kcal de NEl/g por g de exceso de N ü

Sostenible medio ambientalmente Toneladas eq CO2 no excretados km no recorridos Toneladas de CH4 no excretados X kg menos de N fecal excretado X m33 2 de culnvo ahorrado Toneladas de agua ahorradas 32 N eﬃciency (%)

28,4

Global Warning PotenFal (ref to CO2)

Carbon Dioxide

1 eq CO2

Nitrous oxide (manure)

298 eq CO2

Methane (digesnve system)

25 eq CO2

KAAP

32,7

Greenhouse Gas

FEFANA, 2015

29 28

27 26

Figura. Porcentaje de mejora en eﬁciencia nitrogenal vs un grupo control neganvo

Ref. 17-‐00018, 17-‐00019, 18-‐00009, 17-‐00015

Sostenible medio ambientalmente % de mejora respecto al control neganvo

Milk producnon (kg)

CP (%DM)

Soybean meal replacement (kg)

R.O.I.

6,7

6 4 2

1,7

0 -‐2

-‐2,0

-‐4

(PEF) Guide (European Commission, 2013)

-‐6 -‐8

1FEFANA, 2015, Product Environmental Footprint

Ref. 18-‐00078, 18-‐00014 -‐7,2

Figura. Porcentaje de mejora en el cambio de emisiones1 debido a la soja producida vs un grupo control neganvo

Sostenible, eficaz y eficiente ü

ü

Milk Protein yield Milk Fat yield

ü

MP Lys (g) added

Figura. Porcentaje de mejora en el rendimiento en 11 estudios de campo a diferente Lys metabolizable vs un grupo control neganvo

Lys < 6,7% PDI → variaciones producción proteína por la falta de lisina, ↑ lisina → ↑ > niveles de proteína que los que predice el punto break-‐ point para requerimientos, Máxima producción de proteína para menonina se da también cuando tenemos los más altos niveles de lisina (Systali)

(1) Ref 18-‐00054, Ref. 17-‐00015,

Ref. 17-‐00018, Ref. 17-‐00019, Ref. 18-‐00005, Ref. 17-‐00015, Ref. 18-‐00027

¿Pasamos al siguiente nivel? % de cambio respect al grupo control

7,7

8 6 4

3,8

3,3 1,8

1,4

ADG

FCR

-‐2 -‐4

Carcass color

Fat cover

Animal income

Total farm revenue

v  Mayo r peso sacriﬁcio al , mayor rendimie nto a la canal, formulan do 7.0 % Lys (% MP) y 2.1 % Met (% M 1 P) v  Mejor es resultado s zootécnic 2 os 1 Luchini

2Zinn et al., 2007, NRC 2000

-3,2

Gráﬁco. Parametros en terneros balanceando para AA; LysDI (%PDIE) 7.0; MetDI (%PDIE) 2.2; Lys:Met 3.1. Ref. 18-‐00044. Shu$erstock 1144015697, Beef Shu$erstock 209597308, Pad Shu$erstock 132045935

¿Pasamos al siguiente nivel? Parámetro Eﬁciencia de uso de la energía metabolizable

Value + 3 %

Eﬁciencia de uso de la proteína metabolizable

+ 5 %

Eﬁciencia de uso de la PA Caseína láctea (%) Urea plasmánca

+ 8 % + 12 % -‐ 19 %

Tabla. Parámetros en ovejas lecheras balanceando para AA. LysDI (%PDIE) 7.4; MetDI (%PDIE) 1.9; Lys:Met 4. Ref. 18-‐00027

Tabla. Parámetros en cabras leheras balanceando para AA. LysDI (%PDIE) 7.3; MetDI (%PDIE) 2.3; Lys:Met 3.2. Ref. 18-‐00026

Parámetro

Value

ECM

+ 7 %

Proteína láctea (%)

+ 8 %

Grasa láctea (%)

+ 13 %

Caseína láctea (%)

+ 10 %

Urea plasmánca

-‐ 16 %

Shu$erstock 1144015697 Goat Shu$erstock 58960195, Sheep Shu$erstock 760002184

Muchas gracias! Hablamos de pequeĂąos rumiantes