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UNIVERSIDAD
NACIONAL
AGRARIA
NUTRICIÓN ANIMAL
Requerimientos Nutricionales
en Bovinos - NRC
Dr. Otoniel López López
UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA
Dr. Otoniel López López Página 1
Introducción
Todos los animales requieren energía para el mantenimiento de sus funciones corporales
normales, su crecimiento, su producción y su reproducción.
NRC Significa por sus siglas en Inglés: National Research Council (consejo nacional de
Investigación), organismo que se encarga de toda investigación sobre Nutrición Animal.
Los terneros jóvenes utilizan la energía para mantenimiento y crecimiento. Son muchas las
maneras de expresar las necesidades de energía. La edición más reciente de los
requerimientos del NRC utiliza el sistema de energía metabolizable (EM) para los
terneros, que es el más popular para calcular tanto los requerimientos de energía de los
animales como el contenido de ésta en los alimentos. En el caso de los terneros, la
cantidad total de energía metabolizable por lo general se expresa en kilocalorías/día
(Kcal/día) o en megacalorías/día (Mcal/día) y es la suma del requerimiento de EM para
mantenimiento y el requerimiento de EM para crecimiento (o sea para la ganancia de
peso).
NOTA: Una caloría se define como 4.184 joules.
La energía que consume un animal se conoce como energía bruta. Cuando restamos la
energía presente en el estiércol (energía fecal) de la energía bruta, el resultado es la
energía digestible.
Cuando a la energía digestible le restamos la energía que contiene la orina y la que se
pierde en los gases, el resultado es la energía metabolizable. La energía metabolizable es
nuestro mejor cálculo de la energía de la ración que realmente queda disponible para el
metabolismo en los tejidos del animal.
Requerimiento de energía metabolizable para mantenimiento. La cantidad de energía
que un animal utiliza para sus funciones corporales normales (digestión, locomoción,
producción de calor, etc.) se denomina requerimiento de energía para mantenimiento y es
la cantidad de energía que el animal necesita para mantener su peso corporal actual.
El requerimiento de energía metabolizable para mantenimiento por lo general se abrevia
como EMm (N. del T.: o bien en inglés MEm).
Requerimiento de energía metabolizable para ganancia. La cantidad de energía que un
animal requiere para crecer, por lo general se considera como la energía metabolizable
para ganancia, o EMg. Este valor por lo general se determina midiendo la cantidad de
energía existente en 1 Kg de tejido corporal y después se calcula la eficacia con la que la
energía se deposita en dicho tejido. La cantidad de energía que se deposita en los tejidos
del cuerpo varía dependiendo del tipo de tejido de que se trate. Por ejemplo, hay más
energía depositada en 1 Kg de tejido graso que en 1 Kg de proteína. A medida que avanza
la edad de los animales va cambiando la composición de la ganancia y, por lo tanto, el
cambio de la EMg depende de la edad (y del tamaño) del ternero.
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Dr. Otoniel López López Página 2
La guía del NRC divide a los animales en cuatro categorías y toma en cuenta los
requerimientos de energía de cada una de ellas:
· Terneras jóvenes de reemplazo alimentadas con leche o sustituto
· Terneras jóvenes de reemplazo alimentadas con leche (o sustituto) y alimento iniciador
· Terneros para carne
· Terneros rumiantes (del destete hasta los 100 Kg de peso corporal)
Requerimientos para Terneros que reciben sólo leche o sustituto de ésta. Los animales de
esta categoría por lo general son jóvenes y pesan de 25 a 50 Kg.
Esto se debe a que el método normal de desarrollar los becerros en Estados Unidos
consiste en ofrecerles alimento seco desde una edad temprana para adelantar lo más
posible el destete.
El requerimiento de energía metabolizable para mantenimiento se calcula con la siguiente
fórmula: EMm = 0.100 × PC0.75 (PC = peso corporal). El requerimiento de EMg de los
becerros que reciben sólo leche o sustituto se basa en la investigación publicada y para su
cálculo se toma en cuenta fundamentalmente la composición de la ganancia de peso
corporal (que está afectada por el tamaño del animal) y la tasa de ganancia. Este cálculo
es: EMg = (0.84 × PC [Kg]0.355 × [GDP (Kg/día]1.2) (GDP = ganancia diaria promedio).
El Cuadro 1 muestra los requerimientos de energía metabolizable de los terneros de esta
categoría.
Si conocemos la densidad energética de los alimentos que estamos administrando,
podremos calcular la cantidad requerida de ración para lograr una tasa fija de ganancia de
peso corporal. Por ejemplo, asumamos que la leche entera contiene aproximadamente
12.5% de materia seca (MS) y 5.37 Mcal de EM por Kg de MS. Si queremos alimentar a una
ternera de 40 Kg (88 lb) a fin de que aumente 600 gramos de PC/día, su requerimiento de
EM será de 3.28 Mcal/día. Por lo tanto, necesitaremos administrar 3.28 ÷ 5.37 = 0.611 Kg
de MS de leche al día, o sea 0.611 ÷ 0.125 = 4.89 Kg de leche entera al día, lo cual equivale
a 10.8 lb de leche entera al día.
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Dr. Otoniel López López Página 3
Recientemente fue publicada la séptima edición de The nutrient requirements of dairy
cattle del Nacional Research Council (2001). En esta edición se hace una descripción de
las bases metodológicas para predecir los requerimientos de nutrientes y el aporte que
hacen los alimentos, a partir de la literatura científica y experiencias prácticas que se
publicaron durante la última década y fueron revisadas para este fin.
Sobre la base de esta información se actualizaron las ecuaciones matemáticas que se
incluyeron en la sexta revisión de The nutrient requirements of dairy Cattle (Nacional
Research Council, 1989) y se generaron nuevas ecuaciones, todas las cuales se
incorporaron en el modelo 2001.
Los autores de esta última edición reconocen que algunos usuarios preferirán utilizar
tablas de requerimientos para una situación promedio, de tal manera que la revisión
incluye, además, tablas de requerimientos. De igual manera, los autores reconocen que
aunque existe alguna incertidumbre al utilizar el modelo para estimar los requerimientos
nutricionales, consideran que es importante y fundamental avanzar en el conocimiento
científico y su aplicación mediante la construcción de modelos de predicción, que como el
modelo 2001, está basado en un alto número de datos. Sin embargo, aseguran, así mismo,
que este tipo de modelos es la única manera efectiva de tener en cuenta la variación en
los diversos factores que determinan los requerimientos nutricionales de los animales:
“A diferencia de los valores tabulados estáticos, los modelos de predicción tal como el que
se suministra en esta última edición puede describir animales en diferentes estados con
diferentes necesidades. Un modelo puede acomodar las fluctuaciones causadas por el
efecto de ingredientes alimenticios o la absorción de nutrientes y consecuentemente,
sobre el potencial productivo del animal, lo cual afecta sus requerimientos nutricionales”.
El modelo 2001 fue diseñado para suministrar información práctica sobre situaciones
específicas en un formato bastante sencillo.
Estructura del modelo.
El modelo del National Research Council (2001) está dividido en dos grandes
componentes: uno para la predicción de requerimientos y otro para el cálculo del
suministro de nutrientes.
Dentro de esta estructura, hay sub-modelos para las funciones de mantenimiento,
crecimiento, lactancia y preñez, así como para el consumo de materia seca, minerales,
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Dr. Otoniel López López Página 4
reservas corporales, suministro de energía y proteína, aminoácidos y evaluación de la
dieta. Comprende, así mismo, un modelo aparte para animales jóvenes.
Predicción de requerimientos:
El componente de requerimientos está dividido en cuatro secciones principales e
independientes: Mantenimiento, crecimiento, lactancia y preñez.
Por otro lado, los requerimientos son planteados de manera diferente para cuatro grupos
de animales:
Vacas lactantes, vacas secas, novillas de reemplazo, y animales jóvenes.
En este documento se hará una discusión sobre los componentes del modelo que tienen
que ver con animales adultos, haciendo énfasis en animales en transición.
Mantenimiento.
Requerimientos energéticos.
Los requerimientos energéticos para mantenimiento y producción de leche se expresan
como energía neta de lactancia (ENL). El modelo fundamenta el cálculo de los
requerimientos energéticos para mantenimiento en el peso metabólico de los animales,
haciendo un ajuste por las demandas energéticas que se originan por la actividad física del
pastoreo. Esto último significa un avance importante con relación al modelo anterior
(Nacional Research Council, 1989). El cálculo del peso metabólico también presenta una
novedad ya que este es calculado restando del peso vivo del animal, el peso
correspondiente al útero grávido, el que a su vez, es estimado a partir del peso esperado
de la cría al nacimiento, el peso adulto y los días de preñez:
ENmant (Mcal/d) = (((PV – PUG)^0.75)* a1) + ENmact
PUG = (18 + ((DP – 190)*0.665))*(PCN/45)
Donde PV = peso vivo; PUG = peso del útero grávido; a1 = factor de corrección para vacas
maduras (0.08 = 80 kcal/kg PV^0.75); ENmant = variable para calcular los requerimientos
por actividad; DP = días de preñez; PCN = peso de la cría al nacimiento = Peso Adulto *
0.06275.
Los requerimientos por actividad física, que pueden representar hasta 10% de incremento
en los costos energéticos para mantenimiento, se calculan con base en la distancia que
recorre el animal desde el sitio de ordeño hasta el potrero, el grado de dificultad del
terreno recorrido y el peso vivo del animal:
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ENmact = (((Distancia*viajes)*(0.00045*PV))+(0.0012*PV))
De otra parte, cabe señalar que la base sobre la que se estiman las eficiencias parciales (k)
de conversión de EM en ENL en el modelo del Nacional Research Council 2001 es el
trabajo de Moe y Tyrrel (1972).
Estos autores mostraron que la eficiencia en la que es usada la EM para funciones de
mantenimiento es de 0,62 y para producción de leche es de 0,64, las cuales son
consideradas muy similares entre sí lo que permite que tanto la EN para lactancia como
para mantenimiento se expresen en una misma unidad, ENL (Nacional Research Council,
2001). Sin embargo, en vista de que, como un proceso fisiológico normal, la vaca moviliza
reservas corporales durante el posparto temprano para cubrir parcialmente las demandas
de energía para la producción de leche, se hace necesario considerar este proceso para el
cálculo de los requerimientos. Moe et al. (1970; citados por el National Research Council,
2001) establecieron que la eficiencia con la que son utilizadas las reservas corporales
(tejido adiposo) para la producción de leche es de 0,82%. Con base en esta información, el
modelo del Nacional Research Council 2001 calcula los aportes energéticos, en términos
de ENL, que hacen las reservas corporales para la producción de leche: ENL (mcal/kg) =
Reservas energéticas * 0.82
El contenido energético de las reservas corporales es calculado a partir de la composición
corporal de los animales la cual está calculada, a su vez, en el grado de condición corporal
de los animales en una escala de 1 a 9 (GCC (9)). En vista de que la escala de 1 a 5 para
establecer el GCC es más comúnmente utilizada que la escala de 1 a 9 y es de esta forma
como se ingresa la información en el modelo Nacional Research Council 2001, este hace la
conversión de una escala en otra mediante la siguiente ecuación:
GCC (9) = ((GCC – 1)*2) + 1
Esta última ecuación es utilizada en el submodelo para predecir requerimientos
energéticos para mantenimiento en novillas de reemplazo.
La relación entre composición corporal y grado de condición corporal se realiza mediante
una ecuación de regresión para el caso del contenido de grasa y otra para el contenido de
proteína:
Proporción de grasa corporal = 0.037683*GCC (9)
Proporción de proteína corporal = 0.200886 – 0.0066762*GCC (9)
Teniendo en cuenta la proporción de grasa y de proteína corporal, en el modelo se hace el
cálculo del contenido energético del animal en función del calor de combustión para las
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proteínas (5.55 Mcal/kg) y para las grasa (9.4 Mcal/kg). Así mismo, el modelo considera la
eficiencia con la que es utilizada la energía metabolizable para la deposición de reservas y,
con base en esta información, en el modelo también se estima la energía requerida para la
deposición de reservas corporales.
Estos cálculos son la base para estimar el tiempo requerido para perder o recuperar un
grado de condición en vacas lactantes.
Requerimientos proteicos.
Los requerimientos de proteína son expresados como proteína metabolizable (PM),
definida esta como la proteína verdadera que es digerida post- ruminalmente y los
aminoácidos que son absorbidos por el intestino. Los requerimientos de mantenimiento
se calculan factorialmente como la suma de los requerimientos para cubrir los gastos por
la proteína que se pierde por descamaciones de la piel, urinaria, metabólica y endógena.
Las dos primeras están calculadas a partir del peso metabólico corregido por el peso de
útero grávido, en tanto que la proteína para el reemplazo de las pérdidas metabólicas
fecales se calcula a partir del consumo de materia seca total (MSCtotal) y la proteína
metabolizable de origen bacterial (PMBact) que es sintetizada en rumen, y la proteína
endógena se calcula a partir del consumo de materia seca únicamente:
PMmant = (0.3 ((PV – PUG)^0.6)) + (4.1((PV – PUG)^0.5)) + ((MSCtotal*1000*0.03) –
(0.5*((PMBact/0.8) - (PMBact))) + 4.72*MSCtotal
La PMBact es calculada bajo dos condiciones: cuando la energía de la dieta es limitante
para el crecimiento microbial y cuando el limitante es la proteína degradable en el rumen
(PDR). En el primer caso se estima que la síntesis de PMBact equivale a 130 gr por cada kg
de nutrientes digestibles totales (NDT) y, en el segundo caso, se estima que esta equivale
a 850 gr por cada kg de PDR.
Minerales.
Los requerimientos por minerales se calculan de manera más simple que para energía y
proteína metabolizable. Para dar un ejemplo, el cálculo de los requerimientos por calcio
(Ca) para mantenimiento considera la suma del calcio fecal y urinario en función del PV y
los días en lactancia (DEL) el primero y solo el PV el segundo, así:
Si los DEL > 0, entonces Fecal = 3.1 *(PV/100)
Si DEL =, entonces Fecal = 1.54*(PV/100)
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Para el caso del fósforo (P) los cálculos son tan simples como para el Ca.
Vitaminas.
Los requerimientos por las vitaminas A, D y E es mucho más simple aún ya que estos se
calculan por un método no factorial con base en el PV del animal utilizando ecuaciones
diferentes para vacas lactantes, vacas secas y novillas de reemplazo: en el caso de la
vitamina D esta se calcula para animales adultos y para el caso de la vitamina E, se
establece una diferencia entre animales en pastoreo o en estabulación (Tabla 2):
Ecuaciones para predecir los requerimientos de vitaminas en ganado lechero.
Lactancia.
Requerimientos de energía.
El requerimiento de energía neta para lactancia (ENL) esta definido como la energía
contenida en la leche producida. La concentración de ENL en la leche es equivalente a la
suma de los calores de combustión de los componentes individuales de la leche: grasa,
proteína y lactosa, cuyos valores de calor de combustión son, respectivamente, 9.29, 5.71
y 3.95 Mcal/kg. La proteína de la leche se calcula con base en el factor 6.38 y contiene
aproximadamente 7% de nitrógeno no proteico (NNP). El calor de combustión promedio
de los componentes del NNP es de 2.21 Mcal/kg, de tal manera que en el caso en el que
se estable el valor de proteína total (PT) y no el de proteína verdadera en la leche, se debe
emplear el valor de 5.47 Mcal/kg como calor de combustión. Cuando los componentes
individuales de la leche son establecidos, los requerimientos de ENL por producción se
calcula como:
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ENL (Mcal/kg) = 0.0929*%Grasa + 0.0547*%PT + 0.0395*%Lactosa
Cuando sólo se miden la grasa y la proteína y se asume que el contenido de lactosa es de
4.85%, estos requerimientos se calculan así:
ENL (Mcal/kg) = 0.0929*%Grasa + 0.0547*%PT + 0.192
Finalmente, cuando sólo se conoce el valor del contenido grasa se utiliza la siguiente
ecuación:
ENL (Mcal/kg) = 0.360 + 0.0929*%Grasa
Requerimientos de proteína.
Los requerimientos de proteína para lactancia (PMLact) están basados en la cantidad de
proteína secretada en la leche y la eficiencia con la que es utilizada la PM en lactancia, la
cual se asume de 0.67. Este valor es el resultado del balance cero o menos para PM en 61
de 206 dietas reportados en la literatura revisada por los autores. De esta manera, la
ecuación para estimar la PMLact es:
PMLact (g/d)= (Producción/0.67)*1000
Minerales.
De nuevo, los requerimientos por minerales para lactancia se calculan de manera simple.
Así, para el Ca estos se calculan de acuerdo a la raza, con base en la leche producida:
En Holstein y Shorton, Ca (g/d) = 1.22*Producción
En Jersey, Ca (g/d) = 1.45*Producción
Para otro tipo de raza, Ca (g/d) = 1.37*Producción
Para el caso del P, los requerimientos se calculan a partir de una única ecuación:
P (g/d) = 0.9*Producción
Gestación.
Requerimientos energéticos.
Los requerimientos energéticos para gestación se calculan únicamente a partir de los 190
días de gestación asumiendo un máximo de 279 de días de preñez. Estos dependen del
peso esperado al nacimiento de la cría (PCN: ya se había definido previamente) y los días
de preñez, incluyendo una constante para la eficiencia con la que es utilizada la energía
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metabolizable (EM) para gestación(0.14): EM (Mcal/d) = (((0.00318*DP – 0.0352)*(PCN
/45))/0.14
Para convertir EM en ENL se asume una eficiencia de 0.64; por lo tanto, los
requerimientos de ENL para preñez se calculan como:
EN (Mcal/d) = (((0.00318*DP – 0.0352)*(PCN /45))/0.218
Requerimientos proteicos.
Al igual que los requerimientos de ENL, los de proteína se calculan con base en los días de
preñez y el PCN, asumiendo que la eficiencia con la que es utilizada la PM para preñez es
de 0.33:
PMpreñ = (((0.69*DP)-69.2)*(PCN/45))/0.33
Minerales.
Los requerimientos de Ca y P para gestación, al contrario del calculo para mantenimiento
y lactancia, involucran ecuaciones de mayor complejidad aunque basadas exclusivamente
en los días de preñez:
Ca (g/d) = 0.02456*(Exp((0.05581-(0.00007*DP))*DP)-0.02456*EXP((0.05581-
(0.00007*DP-1)))*(DP-1))
P (g/d) = 0.02743*Exp(((0.05527-(0.000075*DP))*DP))-0.02743*Exp(((0.05527-
(0.000075*(DP-1)))*(DP-1)))
Consumo de Materia Seca (CMS)
El consumo de materia seca (CMS) es estimado en este modelo a partir de una ecuación
que incluye únicamente factores relacionados con el animal y que son medidos fácilmente
en campo. Componentes de la dieta no se incluyeron en este modelo debido a que las
aproximaciones más comúnmente utilizadas en formulación de dietas para ganado
lechero se realizan para estimar requerimientos nutricionales y se necesita una valor
estimado de CMS antes que los ingredientes de la dieta sean considerados. De no ser así, y
se considerasen factores de la dieta, habría un conflicto entre la estimación del CMS de
una dieta determinada y la composición de la misma dieta. Los autores señalan que las
ecuaciones que incluyen componentes dietarios son más útiles para evaluar el alimento
consumido más bien que para predecir lo que se espera que los animales consuman.
En otras palabras se puede señalar que la ecuación propuesta en esta edición es una
ecuación a priori y no a posteriori.
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Para las vacas en lactancia se utiliza una ecuación de predicción del CMS basada en la
producción de leche corregida por grasa (LCG), el peso metabólico del animal y las
semanas en lactancia (SEL):
CMS (kg/d) = (0.372*LCG + 0.0968*PV^0.75)*(1-e(-0.192*(SEL+3.67)))
El término 1-e(-0.192*(SEL+3.67)) se utiliza para ajustar la disminución en el CMS durante
las primeras semanas posparto.
Para vacas secas durante los últimos 21 días de preñez, la ecuación que predice el CMS es:
CMS (kg/d) = ((1.97-(0.75*Exp(0.16*(DP-280)))/100)*PV
Suministro de nutrientes.
El otro gran componente del modelo Nacional Research Council 2001 es el que permite
predecir los aportes de nutrientes desde los alimentos suministrados a los animales. Este
componente es bastante interesante ya que a diferencia de otros modelos, la predicción
del valor energético y proteico de los alimentos es dinámica, esto es, no hay valores
únicos que se puedan tabular. Para el caso de vacas lactantes tanto los valores de energía
como de proteína dependen del peso vivo del animal, los días en lactancia, la producción
de leche y la composición de la leche. Para el caso de las vacas secas, estos valores varían
en función del peso vivo de la vaca y los días de preñez. Esto es, en su conjunto, los
valores de energía y proteína de los alimentos dependen de aquellos factores que
determinan el CMS de los animales.
Valor energético de los alimentos.
El método utilizado para obtener y expresar los valores de energía de los alimentos en el
modelo 2001 es diferente al utilizado en las ediciones anteriores.
Esto implica cierta dificultad para comparar los valores obtenidos en esta edición frente a
los valores publicados en la edición anterior. En la edición anterior de The nutrient
requirement of dairy cattle (National Research Council, 1989), a los alimentos se les
asignaron valores de NDT que fueron determinados experimentalmente usando alimentos
similares. Las concentraciones de energía digestible (ED), metabolizable (EM) y neta de
lactancia (ENL) para cada alimento fueron estimadas a partir de los valores de NDT con
base en las siguientes ecuaciones :
ED (Mcal/kg) = 0.04409*NDT (%)
EM (Mcal/kg) = 1.01 * ED (mcal/kg) – 0.45
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ENL (mcal/kg) = 0.0245 *NDT (%) – 0.12
Esta es una propuesta a la que se le reconocen muchos problemas (National Research
Council, 2001): los valores tabulados existentes son apropiados únicamente para
alimentos similares a los utilizados en los ensayos de digestibilidad; para muchos
alimentos, el valor de NDT no se puede medir directamente; las ecuaciones usadas para
hacer las conversiones de NDT a EM y ENL se derivaron de ensayos con dietas completas
de manera que para muchos alimentos, los valores de TDN están fuera del rango de TDN
de las dietas experimentales. Finalmente, se hace un descuento constante de 8% para
estimar ENL asumiendo que los animales están consumiendo a tres veces el consumo de
mantenimiento.
Debido a estos problemas, los valores tabulados de NDT en la última edición se calcularon
a partir de la composición química de los alimentos en lugar de calcularlos
experimentalmente. Además, los valores de ENL se calcularon basados en el consumo real
y en la digestibilidad total de la dieta.
El contenido de NDT de los alimentos, como porcentaje de la materia seca, se calcula
como la suma de las digestibilidades verdaderas (dv) de las fracciones energéticas, esto es,
de la proteína (PC), los carbohidratos estructurales (FDN), los carbohidratos no fibrosos
(CNF) y el extracto étereo (EE). Se asume que la pérdida endógena fecal de NDT es
constante del 7%.
La digestibilidad verdadera de cada fracción se estima empíricamente a partir de la
composición química del alimento, así:
Digestibilidad verdadera de la proteína cruda de forrajes (dvPCf) = PC * exp(-
1.2*(PCIDA/PC))
Digestibilidad verdadera de la proteína cruda de concentrados (dvPCc) = (1 –
(0.4*(PCIDA/PC)))*PC
Digestibilidad verdadera de los carbohidratos no fibrosos (dvCNF) = 0.98*(100 – ((FDN –
PCIDN) + PC + EE + Cenizas))* FAP
Digestibilidad verdadera de la fibra en detergente neutro (dvFDN) = 0.75 * (FDN – PCIDN
– L) * (1- (L/(FDN – PCIDN))0.667) donde PCIDA = proteína cruda indigerible en
detergente ácido; PCIDN = proteína cruda indigerible en detergente neutro; FAP = Factor
de ajuste por procesamiento; L = lignina en detergente ácido.
Se asume que la digestibilidad verdadera de las grasas es del 100% Con la finalidad de
corregir el efecto del procesamiento de los alimentos sobre la digestibilidad de los
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carbohidratos no fibrosos, se utilizan factores de ajuste calculados empíricamente. De esta
manera se incrementa el valor de digestibilidad para el sorgo (1.04) en comparación al
ensilaje de maíz maduro (0.87).
Los alimentos de origen animal no presentan cantidades significativas de CNF pero
algunos de estos presentan residuos insolubles en detergente neutro de naturaleza
quimica diferente a la celulosa, hemicelulosa y lignina por lo cual se emplea una ecuación
diferente a las propuestas arriba. Así mismo, para los suplementos ricos en grasa se
proponen ecuaciones diferentes: una para alimentos grasos que posean glicerol y otra
para los que no lo poseen.
En la sexta edición de The nutrient requirement of dairy cattle (National Research Council,
1989) se estimaba el contenido de ED de los alimentos multiplicando el valor de NDT por
una constante (4.409 Mcal/kg de NDT). En vista de que el contenido energético de las
fracciones nutricionales es diferente, en la nueva versión, este esquema se abandona y en
su lugar, el contenido de ED de los alimentos se calcula multiplicando el contenido
estimado de nutrientes digestibles por sus calores de combustión haciendo una corrección
por la energía metabólica fecal.
Por ejemplo, para la mayoría de alimentos:
ED (mcal/kg) = (dvCNF/100)*4.2 + (dvFDN/100)*4.2 + (dvPC/100)*5.6 + (EE/100)*9.4 –
0.3
La corrección por energía metabólica fecal resulta de multiplicar un valor constante de
pérdida asumida en NDT de 7% por su calor de combustión (4.4 Mcal/kg).
En vista de que al incrementarse el consumo de alimento se reduce la digestibilidad del
mismo, el modelo introduce una ecuación empírica para calcular el porcentaje de
disminución en la digestibilidad en función del CMS.
Descuento = [(NDT - [(0.18*NDT) – 10.3])*CMS]/NDT
Esta difiere marcadamente del modelo anterior que consideraba una disminución
constante del 4% para consumos de tres veces el de mantenimiento. Esto implica que
sobre la base de esta corrección, el valor energético de los alimentos no son constantes si
no que varían en función del CMS. Algo muy similar sucede con la valoración de la
proteína. Este factor de ajuste se utiliza para corregir el cálculo de ED.
La EM es calculada a partir de la ED utilizando la misma ecuación que se empleaba en la
sexta versión (National Research Council, 1989) pero haciendo una corrección que genera
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un incremento en 0.0046 % por cada unidad de incremento en el contenido de EE por
encima de 3%, lo que implica que se incrementa el valor de EM de alimentos altos en EE.
Finalmente, para estimar el contenido de ENL de los alimentos se emplea una ecuación
derivada por Moe y Tyrrell (1972) que hace la estimación a partir de la EM para alimentos
con menos de 3% de grasa:
ENL = (0.703 * (EM (Mcal/kg)) – 0.19)
Sorprendentemente, se introduce una modificación para ajustar la mejor eficiencia de
transformación de EM a ENL para las grasas y que fue calculada en 0.8 a partir de solo tres
observaciones. Una ecuación diferente es utilizada para alimentos con más de 3% de
grasa.
Valor proteico de los alimentos.
El modelo parte por estimar el rendimiento de proteína microbial (PCM). Esta depende de
la energía y la proteína disponible en rumen. Aunque el valor de los NDT no es el mejor
estimador de la energía disponible en rumen, este es utilizado (corregido por el CMS) para
estimar el rendimiento microbial.
PCM (g/d) = 0.13*NDT
El requerimiento de PDR se estimó con base en la relación entre el valor de PDR y N
microbial que se encontró en una serie de datos analizados. Esta relación fue, en
promedio, de 1.18. De esta manera, el requerimiento de PDR es:
PDRreq (g/d) = PCM*1.18
Cuando el consumo de PDR es menor que PDRreq, el rendimiento microbial se predice
como: PCM (g/d) = PDR*0.85
Para calcular el sitio de la digestión de las proteínas, se requieren datos tanto de la tasa de
digestión (Kd) como de la tasa de pasaje (Kp) de la PC. Mientras que el valor de Kd se debe
obtener a partir de procedimientos in situ, el valor de Kp es estimado con base en el CMS,
el contenido de FDN (para forrajes secos) y el porcentaje que del total de MS consumida,
corresponda al alimento concentrado (para alimentos concentrados):
Kp (forrajes húmedos) = 3.054 + 0.614*CMS (% PV)
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Kp (forrajes secos) = 3.362 + 0.479*CMS (% PV) – 0.007*(Concentrado, % PV) – 0.017*FDN
(% MS)
Kp (concentrados) = 2.904 + 1.375*CMS (% PV) –0.02* (Concentrado, %PV)
Para calcular la proteína que se degrada en rumen (PDR) y la que escapa a la degradación
ruminal (PNDR), se requiere estimar las fracciones A, B y C de las proteínas también por el
método in situ. Estos valores se introducen en las ecuaciones correspondientes:
PDR (% PC) = A + B(Kd/(Kd + Kp))
PNDR (% PC) = B(Kp/(Kd + Kp)) + C
La suma de PDR y PNDR debe dar 100%.
La proteína endógena que alcanza el duodeno es estimada a partir del CMS: PMendo
((g/d) = (1.9*CMS)*6.25.
La proteína metabolizable (PM) total es la suma de los aportes de la PCM, PNDR y
PMendo.
Predicción del aporte de aminoácidos.
La estimación de los aminoácidos que alcanzan el duodeno, se puede hacer por dos
métodos: un primer método es el factorial que involucra la estimación de la cantidad de
PCM, PNDR y proteína endógena (PEn) que alcanza el duodeno, así como la composición
de cada una de estas proteínas y su tasa de digestión. El otro método es el semifactorial o
de regresión multivariada que permite que algunos parámetros sean estimados por
regresión. Debido a que este método permite realizar correcciones parciales y no exige
que se asignen valores de aminoácidos a la proteína microbial y endógena (solo se
requiere el contenido de aminoácidos de los alimentos), fue el método elegido para la
séptima versión de The nutrient requirement of dairy cattle (National Research Council,
2001). Este método predice la cantidad de aminoácidos que alcanza el duodeno sin
diferenciar sin son de origen microbial, endógeno o alimenticio. Esta aproximación exige
que se desarrollen ecuaciones de predicción individuales para cada aminoácido y una para
el flujo del total de los aminoácidos al duodeno.
UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA
Dr. Otoniel López López Página 15
En general, las ecuaciones para predecir la cantidad de aminoácidos que alcanzan el
duodeno se basaron en dos parámetros: el primero es el % de cada aminoácido individual
contenido en la PNDR (X1). En realidad este valor se calcula aritméticamente al multiplicar
el CMS de cada alimento por el contenido de PC del alimento, el contenido de PNDR del
alimento y el aminoácido en el alimento. Por ejemplo, para lisina:
PNDRlis = SCMS * PC * PNDR * lis, y esto para cada alimento (X1)
El segundo parámetro es el porcentaje que de la PM es la PNDR (X2).
Para lisina la ecuación que predice la cantidad de este aminoácido que alcanza duodeno
es:
Lis = 13.66 + 0.3276*X1 – 0.07497* X2
De esta manera, se hacen los cálculos para los demás aminoácidos esenciales. Para cada
uno de ellos existe una ecuación diferente. En vista de que no existen datos de
requerimientos de aminoácidos, este submodelo s{olo aporta la información de la
cantidad de aminoácidos esenciales que alcanza el duodeno pero no permite realizar
balances. Este ha de ser uno de los retos a enfrentar hacia el futuro en la nutrición de
rumiantes.
UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA
Dr. Otoniel López López Página 16
UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA
Dr. Otoniel López López Página 17
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UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA
Dr. Otoniel López López Página 20
UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA
Dr. Otoniel López López Página 21
UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA
Dr. Otoniel López López Página 22
BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA
La dirección en INTERNET en la que se ubica la séptima edición de The nutrient requirement of
dairy cattle es: http://books.nap.edu/catalog/9825.html
La dirección en INTERNET en la que se ubica el software del MODELO 2001 es:
http://search.nap.edu/html/dairymodel/
Moe, P. W., and H. F. Tyrrell. 1972. The net energy value of feeds for lactation. J. Dairy Sci. 55:945–
958.
Moe, P. W., H. F. Tyrrell, and W. P. Flatt. 1970. Partial efficiency of energy use for maintenance,
lactation, body gain, and gestation in the dairy cow. Proc. 4th Symp. Energy Metab. EAAP Publ.
13:65. Citados por National Research Council. 2001.
The nutrient requirement of dairy cattle. Seventh edition. National Academy Press, Washington, D.
C. 381 p.
National Research Council. 1989. The nutrient requirement of dairy cattle. Sixth edition. National
Academy Press, Washington, D. C.
National Research Council. 2001. The nutrient requirement of dairy cattle. Seventh edition.
National Academy Press, Washington, D. C. 381 p.

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Nutrición Animal

  • 2. UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA Dr. Otoniel López López Página 1 Introducción Todos los animales requieren energía para el mantenimiento de sus funciones corporales normales, su crecimiento, su producción y su reproducción. NRC Significa por sus siglas en Inglés: National Research Council (consejo nacional de Investigación), organismo que se encarga de toda investigación sobre Nutrición Animal. Los terneros jóvenes utilizan la energía para mantenimiento y crecimiento. Son muchas las maneras de expresar las necesidades de energía. La edición más reciente de los requerimientos del NRC utiliza el sistema de energía metabolizable (EM) para los terneros, que es el más popular para calcular tanto los requerimientos de energía de los animales como el contenido de ésta en los alimentos. En el caso de los terneros, la cantidad total de energía metabolizable por lo general se expresa en kilocalorías/día (Kcal/día) o en megacalorías/día (Mcal/día) y es la suma del requerimiento de EM para mantenimiento y el requerimiento de EM para crecimiento (o sea para la ganancia de peso). NOTA: Una caloría se define como 4.184 joules. La energía que consume un animal se conoce como energía bruta. Cuando restamos la energía presente en el estiércol (energía fecal) de la energía bruta, el resultado es la energía digestible. Cuando a la energía digestible le restamos la energía que contiene la orina y la que se pierde en los gases, el resultado es la energía metabolizable. La energía metabolizable es nuestro mejor cálculo de la energía de la ración que realmente queda disponible para el metabolismo en los tejidos del animal. Requerimiento de energía metabolizable para mantenimiento. La cantidad de energía que un animal utiliza para sus funciones corporales normales (digestión, locomoción, producción de calor, etc.) se denomina requerimiento de energía para mantenimiento y es la cantidad de energía que el animal necesita para mantener su peso corporal actual. El requerimiento de energía metabolizable para mantenimiento por lo general se abrevia como EMm (N. del T.: o bien en inglés MEm). Requerimiento de energía metabolizable para ganancia. La cantidad de energía que un animal requiere para crecer, por lo general se considera como la energía metabolizable para ganancia, o EMg. Este valor por lo general se determina midiendo la cantidad de energía existente en 1 Kg de tejido corporal y después se calcula la eficacia con la que la energía se deposita en dicho tejido. La cantidad de energía que se deposita en los tejidos del cuerpo varía dependiendo del tipo de tejido de que se trate. Por ejemplo, hay más energía depositada en 1 Kg de tejido graso que en 1 Kg de proteína. A medida que avanza la edad de los animales va cambiando la composición de la ganancia y, por lo tanto, el cambio de la EMg depende de la edad (y del tamaño) del ternero.
  • 3. UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA Dr. Otoniel López López Página 2 La guía del NRC divide a los animales en cuatro categorías y toma en cuenta los requerimientos de energía de cada una de ellas: · Terneras jóvenes de reemplazo alimentadas con leche o sustituto · Terneras jóvenes de reemplazo alimentadas con leche (o sustituto) y alimento iniciador · Terneros para carne · Terneros rumiantes (del destete hasta los 100 Kg de peso corporal) Requerimientos para Terneros que reciben sólo leche o sustituto de ésta. Los animales de esta categoría por lo general son jóvenes y pesan de 25 a 50 Kg. Esto se debe a que el método normal de desarrollar los becerros en Estados Unidos consiste en ofrecerles alimento seco desde una edad temprana para adelantar lo más posible el destete. El requerimiento de energía metabolizable para mantenimiento se calcula con la siguiente fórmula: EMm = 0.100 × PC0.75 (PC = peso corporal). El requerimiento de EMg de los becerros que reciben sólo leche o sustituto se basa en la investigación publicada y para su cálculo se toma en cuenta fundamentalmente la composición de la ganancia de peso corporal (que está afectada por el tamaño del animal) y la tasa de ganancia. Este cálculo es: EMg = (0.84 × PC [Kg]0.355 × [GDP (Kg/día]1.2) (GDP = ganancia diaria promedio). El Cuadro 1 muestra los requerimientos de energía metabolizable de los terneros de esta categoría. Si conocemos la densidad energética de los alimentos que estamos administrando, podremos calcular la cantidad requerida de ración para lograr una tasa fija de ganancia de peso corporal. Por ejemplo, asumamos que la leche entera contiene aproximadamente 12.5% de materia seca (MS) y 5.37 Mcal de EM por Kg de MS. Si queremos alimentar a una ternera de 40 Kg (88 lb) a fin de que aumente 600 gramos de PC/día, su requerimiento de EM será de 3.28 Mcal/día. Por lo tanto, necesitaremos administrar 3.28 ÷ 5.37 = 0.611 Kg de MS de leche al día, o sea 0.611 ÷ 0.125 = 4.89 Kg de leche entera al día, lo cual equivale a 10.8 lb de leche entera al día.
  • 4. UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA Dr. Otoniel López López Página 3 Recientemente fue publicada la séptima edición de The nutrient requirements of dairy cattle del Nacional Research Council (2001). En esta edición se hace una descripción de las bases metodológicas para predecir los requerimientos de nutrientes y el aporte que hacen los alimentos, a partir de la literatura científica y experiencias prácticas que se publicaron durante la última década y fueron revisadas para este fin. Sobre la base de esta información se actualizaron las ecuaciones matemáticas que se incluyeron en la sexta revisión de The nutrient requirements of dairy Cattle (Nacional Research Council, 1989) y se generaron nuevas ecuaciones, todas las cuales se incorporaron en el modelo 2001. Los autores de esta última edición reconocen que algunos usuarios preferirán utilizar tablas de requerimientos para una situación promedio, de tal manera que la revisión incluye, además, tablas de requerimientos. De igual manera, los autores reconocen que aunque existe alguna incertidumbre al utilizar el modelo para estimar los requerimientos nutricionales, consideran que es importante y fundamental avanzar en el conocimiento científico y su aplicación mediante la construcción de modelos de predicción, que como el modelo 2001, está basado en un alto número de datos. Sin embargo, aseguran, así mismo, que este tipo de modelos es la única manera efectiva de tener en cuenta la variación en los diversos factores que determinan los requerimientos nutricionales de los animales: “A diferencia de los valores tabulados estáticos, los modelos de predicción tal como el que se suministra en esta última edición puede describir animales en diferentes estados con diferentes necesidades. Un modelo puede acomodar las fluctuaciones causadas por el efecto de ingredientes alimenticios o la absorción de nutrientes y consecuentemente, sobre el potencial productivo del animal, lo cual afecta sus requerimientos nutricionales”. El modelo 2001 fue diseñado para suministrar información práctica sobre situaciones específicas en un formato bastante sencillo. Estructura del modelo. El modelo del National Research Council (2001) está dividido en dos grandes componentes: uno para la predicción de requerimientos y otro para el cálculo del suministro de nutrientes. Dentro de esta estructura, hay sub-modelos para las funciones de mantenimiento, crecimiento, lactancia y preñez, así como para el consumo de materia seca, minerales,
  • 5. UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA Dr. Otoniel López López Página 4 reservas corporales, suministro de energía y proteína, aminoácidos y evaluación de la dieta. Comprende, así mismo, un modelo aparte para animales jóvenes. Predicción de requerimientos: El componente de requerimientos está dividido en cuatro secciones principales e independientes: Mantenimiento, crecimiento, lactancia y preñez. Por otro lado, los requerimientos son planteados de manera diferente para cuatro grupos de animales: Vacas lactantes, vacas secas, novillas de reemplazo, y animales jóvenes. En este documento se hará una discusión sobre los componentes del modelo que tienen que ver con animales adultos, haciendo énfasis en animales en transición. Mantenimiento. Requerimientos energéticos. Los requerimientos energéticos para mantenimiento y producción de leche se expresan como energía neta de lactancia (ENL). El modelo fundamenta el cálculo de los requerimientos energéticos para mantenimiento en el peso metabólico de los animales, haciendo un ajuste por las demandas energéticas que se originan por la actividad física del pastoreo. Esto último significa un avance importante con relación al modelo anterior (Nacional Research Council, 1989). El cálculo del peso metabólico también presenta una novedad ya que este es calculado restando del peso vivo del animal, el peso correspondiente al útero grávido, el que a su vez, es estimado a partir del peso esperado de la cría al nacimiento, el peso adulto y los días de preñez: ENmant (Mcal/d) = (((PV – PUG)^0.75)* a1) + ENmact PUG = (18 + ((DP – 190)*0.665))*(PCN/45) Donde PV = peso vivo; PUG = peso del útero grávido; a1 = factor de corrección para vacas maduras (0.08 = 80 kcal/kg PV^0.75); ENmant = variable para calcular los requerimientos por actividad; DP = días de preñez; PCN = peso de la cría al nacimiento = Peso Adulto * 0.06275. Los requerimientos por actividad física, que pueden representar hasta 10% de incremento en los costos energéticos para mantenimiento, se calculan con base en la distancia que recorre el animal desde el sitio de ordeño hasta el potrero, el grado de dificultad del terreno recorrido y el peso vivo del animal:
  • 6. UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA Dr. Otoniel López López Página 5 ENmact = (((Distancia*viajes)*(0.00045*PV))+(0.0012*PV)) De otra parte, cabe señalar que la base sobre la que se estiman las eficiencias parciales (k) de conversión de EM en ENL en el modelo del Nacional Research Council 2001 es el trabajo de Moe y Tyrrel (1972). Estos autores mostraron que la eficiencia en la que es usada la EM para funciones de mantenimiento es de 0,62 y para producción de leche es de 0,64, las cuales son consideradas muy similares entre sí lo que permite que tanto la EN para lactancia como para mantenimiento se expresen en una misma unidad, ENL (Nacional Research Council, 2001). Sin embargo, en vista de que, como un proceso fisiológico normal, la vaca moviliza reservas corporales durante el posparto temprano para cubrir parcialmente las demandas de energía para la producción de leche, se hace necesario considerar este proceso para el cálculo de los requerimientos. Moe et al. (1970; citados por el National Research Council, 2001) establecieron que la eficiencia con la que son utilizadas las reservas corporales (tejido adiposo) para la producción de leche es de 0,82%. Con base en esta información, el modelo del Nacional Research Council 2001 calcula los aportes energéticos, en términos de ENL, que hacen las reservas corporales para la producción de leche: ENL (mcal/kg) = Reservas energéticas * 0.82 El contenido energético de las reservas corporales es calculado a partir de la composición corporal de los animales la cual está calculada, a su vez, en el grado de condición corporal de los animales en una escala de 1 a 9 (GCC (9)). En vista de que la escala de 1 a 5 para establecer el GCC es más comúnmente utilizada que la escala de 1 a 9 y es de esta forma como se ingresa la información en el modelo Nacional Research Council 2001, este hace la conversión de una escala en otra mediante la siguiente ecuación: GCC (9) = ((GCC – 1)*2) + 1 Esta última ecuación es utilizada en el submodelo para predecir requerimientos energéticos para mantenimiento en novillas de reemplazo. La relación entre composición corporal y grado de condición corporal se realiza mediante una ecuación de regresión para el caso del contenido de grasa y otra para el contenido de proteína: Proporción de grasa corporal = 0.037683*GCC (9) Proporción de proteína corporal = 0.200886 – 0.0066762*GCC (9) Teniendo en cuenta la proporción de grasa y de proteína corporal, en el modelo se hace el cálculo del contenido energético del animal en función del calor de combustión para las
  • 7. UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA Dr. Otoniel López López Página 6 proteínas (5.55 Mcal/kg) y para las grasa (9.4 Mcal/kg). Así mismo, el modelo considera la eficiencia con la que es utilizada la energía metabolizable para la deposición de reservas y, con base en esta información, en el modelo también se estima la energía requerida para la deposición de reservas corporales. Estos cálculos son la base para estimar el tiempo requerido para perder o recuperar un grado de condición en vacas lactantes. Requerimientos proteicos. Los requerimientos de proteína son expresados como proteína metabolizable (PM), definida esta como la proteína verdadera que es digerida post- ruminalmente y los aminoácidos que son absorbidos por el intestino. Los requerimientos de mantenimiento se calculan factorialmente como la suma de los requerimientos para cubrir los gastos por la proteína que se pierde por descamaciones de la piel, urinaria, metabólica y endógena. Las dos primeras están calculadas a partir del peso metabólico corregido por el peso de útero grávido, en tanto que la proteína para el reemplazo de las pérdidas metabólicas fecales se calcula a partir del consumo de materia seca total (MSCtotal) y la proteína metabolizable de origen bacterial (PMBact) que es sintetizada en rumen, y la proteína endógena se calcula a partir del consumo de materia seca únicamente: PMmant = (0.3 ((PV – PUG)^0.6)) + (4.1((PV – PUG)^0.5)) + ((MSCtotal*1000*0.03) – (0.5*((PMBact/0.8) - (PMBact))) + 4.72*MSCtotal La PMBact es calculada bajo dos condiciones: cuando la energía de la dieta es limitante para el crecimiento microbial y cuando el limitante es la proteína degradable en el rumen (PDR). En el primer caso se estima que la síntesis de PMBact equivale a 130 gr por cada kg de nutrientes digestibles totales (NDT) y, en el segundo caso, se estima que esta equivale a 850 gr por cada kg de PDR. Minerales. Los requerimientos por minerales se calculan de manera más simple que para energía y proteína metabolizable. Para dar un ejemplo, el cálculo de los requerimientos por calcio (Ca) para mantenimiento considera la suma del calcio fecal y urinario en función del PV y los días en lactancia (DEL) el primero y solo el PV el segundo, así: Si los DEL > 0, entonces Fecal = 3.1 *(PV/100) Si DEL =, entonces Fecal = 1.54*(PV/100)
  • 8. UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA Dr. Otoniel López López Página 7 Para el caso del fósforo (P) los cálculos son tan simples como para el Ca. Vitaminas. Los requerimientos por las vitaminas A, D y E es mucho más simple aún ya que estos se calculan por un método no factorial con base en el PV del animal utilizando ecuaciones diferentes para vacas lactantes, vacas secas y novillas de reemplazo: en el caso de la vitamina D esta se calcula para animales adultos y para el caso de la vitamina E, se establece una diferencia entre animales en pastoreo o en estabulación (Tabla 2): Ecuaciones para predecir los requerimientos de vitaminas en ganado lechero. Lactancia. Requerimientos de energía. El requerimiento de energía neta para lactancia (ENL) esta definido como la energía contenida en la leche producida. La concentración de ENL en la leche es equivalente a la suma de los calores de combustión de los componentes individuales de la leche: grasa, proteína y lactosa, cuyos valores de calor de combustión son, respectivamente, 9.29, 5.71 y 3.95 Mcal/kg. La proteína de la leche se calcula con base en el factor 6.38 y contiene aproximadamente 7% de nitrógeno no proteico (NNP). El calor de combustión promedio de los componentes del NNP es de 2.21 Mcal/kg, de tal manera que en el caso en el que se estable el valor de proteína total (PT) y no el de proteína verdadera en la leche, se debe emplear el valor de 5.47 Mcal/kg como calor de combustión. Cuando los componentes individuales de la leche son establecidos, los requerimientos de ENL por producción se calcula como:
  • 9. UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA Dr. Otoniel López López Página 8 ENL (Mcal/kg) = 0.0929*%Grasa + 0.0547*%PT + 0.0395*%Lactosa Cuando sólo se miden la grasa y la proteína y se asume que el contenido de lactosa es de 4.85%, estos requerimientos se calculan así: ENL (Mcal/kg) = 0.0929*%Grasa + 0.0547*%PT + 0.192 Finalmente, cuando sólo se conoce el valor del contenido grasa se utiliza la siguiente ecuación: ENL (Mcal/kg) = 0.360 + 0.0929*%Grasa Requerimientos de proteína. Los requerimientos de proteína para lactancia (PMLact) están basados en la cantidad de proteína secretada en la leche y la eficiencia con la que es utilizada la PM en lactancia, la cual se asume de 0.67. Este valor es el resultado del balance cero o menos para PM en 61 de 206 dietas reportados en la literatura revisada por los autores. De esta manera, la ecuación para estimar la PMLact es: PMLact (g/d)= (Producción/0.67)*1000 Minerales. De nuevo, los requerimientos por minerales para lactancia se calculan de manera simple. Así, para el Ca estos se calculan de acuerdo a la raza, con base en la leche producida: En Holstein y Shorton, Ca (g/d) = 1.22*Producción En Jersey, Ca (g/d) = 1.45*Producción Para otro tipo de raza, Ca (g/d) = 1.37*Producción Para el caso del P, los requerimientos se calculan a partir de una única ecuación: P (g/d) = 0.9*Producción Gestación. Requerimientos energéticos. Los requerimientos energéticos para gestación se calculan únicamente a partir de los 190 días de gestación asumiendo un máximo de 279 de días de preñez. Estos dependen del peso esperado al nacimiento de la cría (PCN: ya se había definido previamente) y los días de preñez, incluyendo una constante para la eficiencia con la que es utilizada la energía
  • 10. UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA Dr. Otoniel López López Página 9 metabolizable (EM) para gestación(0.14): EM (Mcal/d) = (((0.00318*DP – 0.0352)*(PCN /45))/0.14 Para convertir EM en ENL se asume una eficiencia de 0.64; por lo tanto, los requerimientos de ENL para preñez se calculan como: EN (Mcal/d) = (((0.00318*DP – 0.0352)*(PCN /45))/0.218 Requerimientos proteicos. Al igual que los requerimientos de ENL, los de proteína se calculan con base en los días de preñez y el PCN, asumiendo que la eficiencia con la que es utilizada la PM para preñez es de 0.33: PMpreñ = (((0.69*DP)-69.2)*(PCN/45))/0.33 Minerales. Los requerimientos de Ca y P para gestación, al contrario del calculo para mantenimiento y lactancia, involucran ecuaciones de mayor complejidad aunque basadas exclusivamente en los días de preñez: Ca (g/d) = 0.02456*(Exp((0.05581-(0.00007*DP))*DP)-0.02456*EXP((0.05581- (0.00007*DP-1)))*(DP-1)) P (g/d) = 0.02743*Exp(((0.05527-(0.000075*DP))*DP))-0.02743*Exp(((0.05527- (0.000075*(DP-1)))*(DP-1))) Consumo de Materia Seca (CMS) El consumo de materia seca (CMS) es estimado en este modelo a partir de una ecuación que incluye únicamente factores relacionados con el animal y que son medidos fácilmente en campo. Componentes de la dieta no se incluyeron en este modelo debido a que las aproximaciones más comúnmente utilizadas en formulación de dietas para ganado lechero se realizan para estimar requerimientos nutricionales y se necesita una valor estimado de CMS antes que los ingredientes de la dieta sean considerados. De no ser así, y se considerasen factores de la dieta, habría un conflicto entre la estimación del CMS de una dieta determinada y la composición de la misma dieta. Los autores señalan que las ecuaciones que incluyen componentes dietarios son más útiles para evaluar el alimento consumido más bien que para predecir lo que se espera que los animales consuman. En otras palabras se puede señalar que la ecuación propuesta en esta edición es una ecuación a priori y no a posteriori.
  • 11. UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA Dr. Otoniel López López Página 10 Para las vacas en lactancia se utiliza una ecuación de predicción del CMS basada en la producción de leche corregida por grasa (LCG), el peso metabólico del animal y las semanas en lactancia (SEL): CMS (kg/d) = (0.372*LCG + 0.0968*PV^0.75)*(1-e(-0.192*(SEL+3.67))) El término 1-e(-0.192*(SEL+3.67)) se utiliza para ajustar la disminución en el CMS durante las primeras semanas posparto. Para vacas secas durante los últimos 21 días de preñez, la ecuación que predice el CMS es: CMS (kg/d) = ((1.97-(0.75*Exp(0.16*(DP-280)))/100)*PV Suministro de nutrientes. El otro gran componente del modelo Nacional Research Council 2001 es el que permite predecir los aportes de nutrientes desde los alimentos suministrados a los animales. Este componente es bastante interesante ya que a diferencia de otros modelos, la predicción del valor energético y proteico de los alimentos es dinámica, esto es, no hay valores únicos que se puedan tabular. Para el caso de vacas lactantes tanto los valores de energía como de proteína dependen del peso vivo del animal, los días en lactancia, la producción de leche y la composición de la leche. Para el caso de las vacas secas, estos valores varían en función del peso vivo de la vaca y los días de preñez. Esto es, en su conjunto, los valores de energía y proteína de los alimentos dependen de aquellos factores que determinan el CMS de los animales. Valor energético de los alimentos. El método utilizado para obtener y expresar los valores de energía de los alimentos en el modelo 2001 es diferente al utilizado en las ediciones anteriores. Esto implica cierta dificultad para comparar los valores obtenidos en esta edición frente a los valores publicados en la edición anterior. En la edición anterior de The nutrient requirement of dairy cattle (National Research Council, 1989), a los alimentos se les asignaron valores de NDT que fueron determinados experimentalmente usando alimentos similares. Las concentraciones de energía digestible (ED), metabolizable (EM) y neta de lactancia (ENL) para cada alimento fueron estimadas a partir de los valores de NDT con base en las siguientes ecuaciones : ED (Mcal/kg) = 0.04409*NDT (%) EM (Mcal/kg) = 1.01 * ED (mcal/kg) – 0.45
  • 12. UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA Dr. Otoniel López López Página 11 ENL (mcal/kg) = 0.0245 *NDT (%) – 0.12 Esta es una propuesta a la que se le reconocen muchos problemas (National Research Council, 2001): los valores tabulados existentes son apropiados únicamente para alimentos similares a los utilizados en los ensayos de digestibilidad; para muchos alimentos, el valor de NDT no se puede medir directamente; las ecuaciones usadas para hacer las conversiones de NDT a EM y ENL se derivaron de ensayos con dietas completas de manera que para muchos alimentos, los valores de TDN están fuera del rango de TDN de las dietas experimentales. Finalmente, se hace un descuento constante de 8% para estimar ENL asumiendo que los animales están consumiendo a tres veces el consumo de mantenimiento. Debido a estos problemas, los valores tabulados de NDT en la última edición se calcularon a partir de la composición química de los alimentos en lugar de calcularlos experimentalmente. Además, los valores de ENL se calcularon basados en el consumo real y en la digestibilidad total de la dieta. El contenido de NDT de los alimentos, como porcentaje de la materia seca, se calcula como la suma de las digestibilidades verdaderas (dv) de las fracciones energéticas, esto es, de la proteína (PC), los carbohidratos estructurales (FDN), los carbohidratos no fibrosos (CNF) y el extracto étereo (EE). Se asume que la pérdida endógena fecal de NDT es constante del 7%. La digestibilidad verdadera de cada fracción se estima empíricamente a partir de la composición química del alimento, así: Digestibilidad verdadera de la proteína cruda de forrajes (dvPCf) = PC * exp(- 1.2*(PCIDA/PC)) Digestibilidad verdadera de la proteína cruda de concentrados (dvPCc) = (1 – (0.4*(PCIDA/PC)))*PC Digestibilidad verdadera de los carbohidratos no fibrosos (dvCNF) = 0.98*(100 – ((FDN – PCIDN) + PC + EE + Cenizas))* FAP Digestibilidad verdadera de la fibra en detergente neutro (dvFDN) = 0.75 * (FDN – PCIDN – L) * (1- (L/(FDN – PCIDN))0.667) donde PCIDA = proteína cruda indigerible en detergente ácido; PCIDN = proteína cruda indigerible en detergente neutro; FAP = Factor de ajuste por procesamiento; L = lignina en detergente ácido. Se asume que la digestibilidad verdadera de las grasas es del 100% Con la finalidad de corregir el efecto del procesamiento de los alimentos sobre la digestibilidad de los
  • 13. UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA Dr. Otoniel López López Página 12 carbohidratos no fibrosos, se utilizan factores de ajuste calculados empíricamente. De esta manera se incrementa el valor de digestibilidad para el sorgo (1.04) en comparación al ensilaje de maíz maduro (0.87). Los alimentos de origen animal no presentan cantidades significativas de CNF pero algunos de estos presentan residuos insolubles en detergente neutro de naturaleza quimica diferente a la celulosa, hemicelulosa y lignina por lo cual se emplea una ecuación diferente a las propuestas arriba. Así mismo, para los suplementos ricos en grasa se proponen ecuaciones diferentes: una para alimentos grasos que posean glicerol y otra para los que no lo poseen. En la sexta edición de The nutrient requirement of dairy cattle (National Research Council, 1989) se estimaba el contenido de ED de los alimentos multiplicando el valor de NDT por una constante (4.409 Mcal/kg de NDT). En vista de que el contenido energético de las fracciones nutricionales es diferente, en la nueva versión, este esquema se abandona y en su lugar, el contenido de ED de los alimentos se calcula multiplicando el contenido estimado de nutrientes digestibles por sus calores de combustión haciendo una corrección por la energía metabólica fecal. Por ejemplo, para la mayoría de alimentos: ED (mcal/kg) = (dvCNF/100)*4.2 + (dvFDN/100)*4.2 + (dvPC/100)*5.6 + (EE/100)*9.4 – 0.3 La corrección por energía metabólica fecal resulta de multiplicar un valor constante de pérdida asumida en NDT de 7% por su calor de combustión (4.4 Mcal/kg). En vista de que al incrementarse el consumo de alimento se reduce la digestibilidad del mismo, el modelo introduce una ecuación empírica para calcular el porcentaje de disminución en la digestibilidad en función del CMS. Descuento = [(NDT - [(0.18*NDT) – 10.3])*CMS]/NDT Esta difiere marcadamente del modelo anterior que consideraba una disminución constante del 4% para consumos de tres veces el de mantenimiento. Esto implica que sobre la base de esta corrección, el valor energético de los alimentos no son constantes si no que varían en función del CMS. Algo muy similar sucede con la valoración de la proteína. Este factor de ajuste se utiliza para corregir el cálculo de ED. La EM es calculada a partir de la ED utilizando la misma ecuación que se empleaba en la sexta versión (National Research Council, 1989) pero haciendo una corrección que genera
  • 14. UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA Dr. Otoniel López López Página 13 un incremento en 0.0046 % por cada unidad de incremento en el contenido de EE por encima de 3%, lo que implica que se incrementa el valor de EM de alimentos altos en EE. Finalmente, para estimar el contenido de ENL de los alimentos se emplea una ecuación derivada por Moe y Tyrrell (1972) que hace la estimación a partir de la EM para alimentos con menos de 3% de grasa: ENL = (0.703 * (EM (Mcal/kg)) – 0.19) Sorprendentemente, se introduce una modificación para ajustar la mejor eficiencia de transformación de EM a ENL para las grasas y que fue calculada en 0.8 a partir de solo tres observaciones. Una ecuación diferente es utilizada para alimentos con más de 3% de grasa. Valor proteico de los alimentos. El modelo parte por estimar el rendimiento de proteína microbial (PCM). Esta depende de la energía y la proteína disponible en rumen. Aunque el valor de los NDT no es el mejor estimador de la energía disponible en rumen, este es utilizado (corregido por el CMS) para estimar el rendimiento microbial. PCM (g/d) = 0.13*NDT El requerimiento de PDR se estimó con base en la relación entre el valor de PDR y N microbial que se encontró en una serie de datos analizados. Esta relación fue, en promedio, de 1.18. De esta manera, el requerimiento de PDR es: PDRreq (g/d) = PCM*1.18 Cuando el consumo de PDR es menor que PDRreq, el rendimiento microbial se predice como: PCM (g/d) = PDR*0.85 Para calcular el sitio de la digestión de las proteínas, se requieren datos tanto de la tasa de digestión (Kd) como de la tasa de pasaje (Kp) de la PC. Mientras que el valor de Kd se debe obtener a partir de procedimientos in situ, el valor de Kp es estimado con base en el CMS, el contenido de FDN (para forrajes secos) y el porcentaje que del total de MS consumida, corresponda al alimento concentrado (para alimentos concentrados): Kp (forrajes húmedos) = 3.054 + 0.614*CMS (% PV)
  • 15. UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA Dr. Otoniel López López Página 14 Kp (forrajes secos) = 3.362 + 0.479*CMS (% PV) – 0.007*(Concentrado, % PV) – 0.017*FDN (% MS) Kp (concentrados) = 2.904 + 1.375*CMS (% PV) –0.02* (Concentrado, %PV) Para calcular la proteína que se degrada en rumen (PDR) y la que escapa a la degradación ruminal (PNDR), se requiere estimar las fracciones A, B y C de las proteínas también por el método in situ. Estos valores se introducen en las ecuaciones correspondientes: PDR (% PC) = A + B(Kd/(Kd + Kp)) PNDR (% PC) = B(Kp/(Kd + Kp)) + C La suma de PDR y PNDR debe dar 100%. La proteína endógena que alcanza el duodeno es estimada a partir del CMS: PMendo ((g/d) = (1.9*CMS)*6.25. La proteína metabolizable (PM) total es la suma de los aportes de la PCM, PNDR y PMendo. Predicción del aporte de aminoácidos. La estimación de los aminoácidos que alcanzan el duodeno, se puede hacer por dos métodos: un primer método es el factorial que involucra la estimación de la cantidad de PCM, PNDR y proteína endógena (PEn) que alcanza el duodeno, así como la composición de cada una de estas proteínas y su tasa de digestión. El otro método es el semifactorial o de regresión multivariada que permite que algunos parámetros sean estimados por regresión. Debido a que este método permite realizar correcciones parciales y no exige que se asignen valores de aminoácidos a la proteína microbial y endógena (solo se requiere el contenido de aminoácidos de los alimentos), fue el método elegido para la séptima versión de The nutrient requirement of dairy cattle (National Research Council, 2001). Este método predice la cantidad de aminoácidos que alcanza el duodeno sin diferenciar sin son de origen microbial, endógeno o alimenticio. Esta aproximación exige que se desarrollen ecuaciones de predicción individuales para cada aminoácido y una para el flujo del total de los aminoácidos al duodeno.
  • 16. UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA Dr. Otoniel López López Página 15 En general, las ecuaciones para predecir la cantidad de aminoácidos que alcanzan el duodeno se basaron en dos parámetros: el primero es el % de cada aminoácido individual contenido en la PNDR (X1). En realidad este valor se calcula aritméticamente al multiplicar el CMS de cada alimento por el contenido de PC del alimento, el contenido de PNDR del alimento y el aminoácido en el alimento. Por ejemplo, para lisina: PNDRlis = SCMS * PC * PNDR * lis, y esto para cada alimento (X1) El segundo parámetro es el porcentaje que de la PM es la PNDR (X2). Para lisina la ecuación que predice la cantidad de este aminoácido que alcanza duodeno es: Lis = 13.66 + 0.3276*X1 – 0.07497* X2 De esta manera, se hacen los cálculos para los demás aminoácidos esenciales. Para cada uno de ellos existe una ecuación diferente. En vista de que no existen datos de requerimientos de aminoácidos, este submodelo s{olo aporta la información de la cantidad de aminoácidos esenciales que alcanza el duodeno pero no permite realizar balances. Este ha de ser uno de los retos a enfrentar hacia el futuro en la nutrición de rumiantes.
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  • 23. UNIVERSIDAD NACIONAL AGRARIA Dr. Otoniel López López Página 22 BIBLIOGRAFÍA CONSULTADA La dirección en INTERNET en la que se ubica la séptima edición de The nutrient requirement of dairy cattle es: http://books.nap.edu/catalog/9825.html La dirección en INTERNET en la que se ubica el software del MODELO 2001 es: http://search.nap.edu/html/dairymodel/ Moe, P. W., and H. F. Tyrrell. 1972. The net energy value of feeds for lactation. J. Dairy Sci. 55:945– 958. Moe, P. W., H. F. Tyrrell, and W. P. Flatt. 1970. Partial efficiency of energy use for maintenance, lactation, body gain, and gestation in the dairy cow. Proc. 4th Symp. Energy Metab. EAAP Publ. 13:65. Citados por National Research Council. 2001. The nutrient requirement of dairy cattle. Seventh edition. National Academy Press, Washington, D. C. 381 p. National Research Council. 1989. The nutrient requirement of dairy cattle. Sixth edition. National Academy Press, Washington, D. C. National Research Council. 2001. The nutrient requirement of dairy cattle. Seventh edition. National Academy Press, Washington, D. C. 381 p.