UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELAFacultad de Agronomía Departamento de Producción AnimalCampus Maracay

REQUERIMIENTOS NUTRICIONALES

Dr. Álvaro Ojeda

abril, 2013

REQUERIMIENTO m. Der. Aviso, manifestación o pregunta que se hace, generalmente bajo fe notarial, a alguien exigiendo o interesando de él que exprese y declare su actitud o su respuesta.

NECESIDADf. Carencia de las cosas que son menester para la conservación de la vida.

DRAE (2013)

NECESIDADES

Bases para su comprensión en especies de interés zootécnico

Energía brutaProteína bruta

Depende de…

Composición del alimentoComposición de la raciónPreparación de la raciónNivel de alimentaciónEspecie animal

Energía digestibleProteína digestible

Depende de…

Especie animal Nivel de alimentación Destino de los aminoácidos Preparación del alimento

HecesDietéticoMetabólico

Energía metabolizableProteína metabolizable

Depende de…

P/E del alimento Perfil de AGV´s Metabolismo basal

GasesOrina

EnergíaNitrógeno

Energía netaProteína neta Destinos…

Mantenimiento (Km) Producción (Kp)

Carne, Leche, Huevos,Trabajo, Otros.

Incremento calóricoFermentaciónUtilización de

nutrientes

AGRONOMÍAU.C.V.

Nece

sidades

Nutr

icio

nale

s

Ración (base seca) Alfalfa Concentrados Mcal / kg % Mcal / kg % Energía bruta........................................ 4,40 100 4,31 100 Energía en heces ................................ -1,63 -37 -1,01 -23 Energía digestible................................ 2,77 63 3,30 77 Pérdidas de energía en gases............ -0,35 -8 -0,31 -7 Pérdidas de energía en orina.............. -0,22 -5 -0,19 -5 Energía metabolizable......................... 2,20 50 2,81 65 IC, pérdida de energía......................... -1,28 -29 -1,06 -24 EN mant. + prod.......................................... 0,92 21 1,75 41

Fuente: Church (1974)

AGRONOMÍAU.C.V.

Valoración de la Energía …

Nece

sidades

Nutr

icio

nale

s

AGRONOMÍAU.C.V. Valoración de la

Proteína

I. Respecto a la Calidad

Razón de eficiencia proteica (PER)

Utilización neta de la proteína (NPU)

Digestibilidad verdadera de proteína (TPD)

Valor biológico (BV)

Valor de sustitución de proteínas (PRV)

Métodos microbiológicos

Otros...

PER= Ganancia de peso

Consumo PC (%)

NPU= N retenido

N ingerido

TPD= N ingerido – (N fecal - N fecal metabólico)

N ingerido

BV= Nretenido

Nabsorbido

II. Respecto a las Necesidades

Cantidad de AA´s absorbidos en intestino delgado

Métodos y cálculos de calidad proteíca

Proteína del citocromo

Nece

sidades

Nutr

icio

nale

s

Objetivo Aporte suficiente de nutrientes para cubrir las necesidades de mantenimiento y producción.

Los sistemas de alimentación surgen de mediciones directas (digestible, metabolizable o neta) o de las estimaciones indirectas basadas en ecuaciones de predicción (TDN, proteína cruda, ELN, equivalente almidón ó equivalente heno).

Consumo, edad, sexo, especie,

tamaño corporal, tasa de crecimiento,

nivel de producción, tipo de trabajo, y

condiciones ambientales, entre otros.

Factores:

AGRONOMÍAU.C.V. Sistemas de

Alimentación …

Nece

sidades

Nutr

icio

nale

s

AGRONOMÍAU.C.V. Necesidades …

Metabolismo basal

Actividad voluntaria

Regulación térmica

Generación de productos

Digestión y absorción

Calor de fermentación

Formación y excreción de desechos

Mantenimiento

Crecimiento

Engorde

Lactación

Lana y pelo

Reproducción

Trabajo

Producción

Nece

sidades

Nutr

icio

nale

s

AGRONOMÍAU.C.V.

Necesidades para Mantenimiento …

Actividad en confinamiento (10 %)

0,007 Mcal/kg PV0,75

(NRC, 2001)

PesoReq. EN

350 6,5

450 7,8

550 9,1

Mantenimiento

0,080 Mcal/kg PV0,75

Metabolismo en ayunas

0,073 Mcal/kg PV0,75

(Flatt et al., 1965)

0

2

4

6

8

10

12

0 100 200 300 400 500 600 700

Peso (P, kg)

Req

ueri

mie

nto

(Mca

l)

R. Mant.= 0.080 P0.75

Nece

sidades

Nutr

icio

nale

s

AGRONOMÍAU.C.V.

Vacas …

ENc = 0,0635 x Peso Vacío 0,75 x Ganancia de Peso Vacío 1,097

Energía en Crecimiento…

Correcciones por Incremento o Pérdida de Peso

Consideran los cambios en la condición corporal del animal, basado en la escala de 1 a 5 de Edmonson et al. (1989)

Consideran que, aunque subjetivo, la condición corporal es el único método práctico para evaluar las reservas energéticas de la vaca

Mcal ENL/kg

CC Perdida Ganancia

2,0 3,83 4,50

2,5 4,29 4,90

3,0 4,68 5,34

A mayor CC el animal tiene más grasa y menos proteína

Cerdos …

ED > 20 kg PV= (251x PV) – (0,99 x PV2 – 133)

20-120 kg PV= 1,250 + (188 x PV) – (1,4 x PV2) + (0,004 x PV2)

Nece

sidades

Nutr

icio

nale

s

AGRONOMÍAU.C.V.

PC leche (kg/día) = Prod. Leche (kg/día) x (proteína láctea verd./100)

Req. MPL(g/día) = (PC leche (kg/día)/0,67) x 1000

Eficiencia de uso de MP para lactación= 0,67

Necesidades para Lactación …

Necesidades para gestación …

MPPregn (g/día)* = [(0,69 x gestación (días) -69,2] x (CBW/45)/EffMPregn

Eficiencia de uso de MP para gestación (EffMP)= 0,33CBW= Peso del becerro

* Válido para gestación de 190 a 279 díasNece

sidades

Nutr

icio

nale

s

AGRONOMÍAU.C.V.

Nece

sidades

Nutr

icio

nale

sa

b

c

b

cc

d

a

bc

d

AGRONOMÍAU.C.V.

Nece

sidades

Nutr

icio

nale

s

AGRONOMÍAU.C.V. Sistemas de Alimentación …

• Total de Nutrientes Digestibles (TDN)• Proteína metabolizable

Sistema Americano (NRC, 1945)

• Energía metabolizble• Proteína metabolizable

Sistema Británico (ARC, 1962)

• Unidad Forrajera• Proteína digestible en intestino (PDI)

Sistema Francés (INRA, 1980)

Equivalente Heno (Thaer, 1809)

TDN (Atwater y Woods, 1894)

Equivalente Almidón (Kellner, 1905)

TDN= PCd + FCd + ELNd + (EEd * 2,25)

ELN= 100 - (% Hum + % PC + %EE + %FC + %Cen)

Nece

sidades

Nutr

icio

nale

s

AGRONOMÍAU.C.V.

Sistema AmericanoNational Research Council (NRC, 1945)

Estima el comportamiento animal a partir de la

digestibilidad de los nutrientes, siendo el valor

energético de la ración medido como Total de Nutrientes

Digestibles (TDN)

Limitantes:

Los valores de TDN de la mayoría de los alimentos fueron determinados hace muchos años, mientras la composición de los alimentos ha cambiado a lo largo de los años.

Para algunos alimentos, el valor TDN no puede determinarse directamente, ya que el alimento puede no ser el único componente de la dieta, existiendo efectos asociativos.

El consumo y la composición de la dieta afectan la digestibilidad de los alimentos. Los valores energéticos fueron calculados a un nivel de ingestión constante de tres veces el valor de mantenimiento.

Basado en el TDN,unidad de 116 años de antigüedad.

La estimación de la ENL se hace igual que en el TDN.

Sobrevalora la ENL de la mayoría de los alimentos.

Infravalora la ENL de los alimentos grasos.

Difiere de sistemas europeos recientes (ARC, INRA, VEM, NEL Alemán, etc).

A considerar …

Asume…

Las características químicas del alimento no limitan su utilización.

Realidad:

Puede no promover las condiciones óptimas para la fermentación ruminal.

Los valores obtenidos sobrestiman a los reales.

Ejemplo: dietas deficientes en N degradable

Nece

sidades

Nutr

icio

nale

s

Necesidades de proteína y energía unidos

Proteína total (neta y “absorbible”)

Aminoácidos totales y digestibles (ileal aparente y real)

Proteína degradable en rumen

Proteína sobrepasante

Reciclaje de N2 en tracto digestivo

* Con dieta de 8% PC = 46%

* Con dieta de 14% PC = 14%

Premisas:

Proteína = N * 6,25

Necesidades como proteína neta y absorbible

Aporte de proteína microbial a la fracción absorbible

Suplencia dietaria de proteína degradabla (RDP) y sobrepasante (UDP) al ambiente ruminal

Necesidades proteicas consideran síntesis microbial y reciclaje.

AGRONOMÍAU.C.V.Sistema Americano… (NRC, 1985)

Nece

sidades

Nutr

icio

nale

s

AGRONOMÍAU.C.V.

Proteína MetabolizableNRC (2001)

Proteína Metabolizable (PM) reemplaza Proteína absorbible.Proteína degradable (RDP) y sobrepasante (UDP).

Proteína Microbial (CPM) se predice a partir del consumo de MOd y no EN.

El sistema considera que valor de UDP es afectado por consumo de MS, nivel de concentrado y FND de la ración.

Se asignan estimados de degradabilidad del RUP (50-100%).

Se calcula flujo de aminoácidos esenciales digestibles (EAA) y su contribución a la CPM

NRC (2001):

PM

Aporte

CPMAporte

UDP

RequerimientosNetos de AA

Proteína Metabolizable (PM)

Proteína verdadera que es digerida y sus aminoácidos absorbido en el intestino.

Nece

sidades

Nutr

icio

nale

s

AGRONOMÍAU.C.V.

Sistema de Energía MetabolizableAgricultural Research Council (ARC, 1962)

Sistema que predice el comportamiento animal a partir de atributos de la ración en una forma más precisa que los equivalentes de Almidón.

Sistema de energía Neta Californiano (1968)

Sistema de Energía Neta de Alemania del Este (1971)

Sistema de Flatt et al. (1972)

Sistema del Reino Unido (1962)

Tablas Brasileñas (2000)

Equivalentes Almidón (1905 )

La energía neta de un alimento es constante.

El valor de energía neta de un alimento para cada función (mantenimiento, engorde, lactación) mantiene por separado una relación lineal (aditividad).

Sistema Energía Metabolizable

La energía neta de un alimento disminuye a medida que incrementa el consumo.

Existe un efecto decisivo de la composición del alimento sobre la utilización de la energía. N

ece

sidades

Nutr

icio

nale

s

AGRONOMÍAU.C.V.

Necesid

ad

es

Nu

tric

ion

ale

s

En

erg

ía…

Valores de k variables según: alimento, nivel de

alimentación y naturaleza del producto (leche, carne,

etc.).

Valor energético de los alimentos en términos de EM,

considerada ésta básicamente una variable con

características de aditividad.

Se definen los requerimientos en función al calor de

combustión de los productos.

Premisas …

Se asume aditividad en el comportamiento de la EM de los alimentos, desestimando la interacción entre éstos, el animal y el manejo.

No se separa el alimento en función al sitio de digestión, lo que indudablemente condiciona la disponibilidad de EM de diferentes dietas.

No se considera la existencia de diferentes patrones de fermentación, lo que dificulta interpretaciones asociadas al efecto del plano nutricional sobre la fermentación.

En todos los casos, subestima los requerimientos de EM para bajos niveles productivos, y los sobrestima cuando los niveles son altos.

Desventajas …

Necesid

ad

es

Nu

tric

ion

ale

s

Pro

teín

a…

AGRONOMÍAU.C.V.

Postulados:

Nitrógeno total:

Nitrógeno degradable en rumen (RDP). Nitrógeno dietario sobrepasante (UDP)

Disponibilidad energética limita YATP

Se fija digestibilidad aparente de UDP y Proteína microbial neta (PMN)

Proteína Metabolizable (MP = AA absorbidos x 6,25) basada en:

N rápidamente degradable puede convertirse PM con eficiencia < 1

N insoluble en detergente ácido es indegradable.

La eficiencia de uso de la energía fermentable en síntesis de

PC microbial es una función no lineal del Plano Nutricional

Sistema Británico… (AFRC, 1992)

AGRONOMÍAU.C.V.

Rápidamente fermentable

0,8

1,4 – 1,8 g N / MJ

Nitrógeno Consumido

FME Consumida

N-amínico microbial

N-endógeno basal

N - urinarioN - fecal

Lentamente fermentable

1,0

No fermentableUDN

0,9 (UDN-FAD)

N-aminorealmente absorbido

0,85

1 - Ka

N-retenidoKa

N-microbial0,75

AFRC (1992)

N-FAD

FME= Energía Metabolizable Fermentable

AGRONOMÍAU.C.V.

Sistema Francés

Emplea la EN puesto que la considera la única medida aditiva para el cálculo de raciones, obtenida ésta a partir de la eficiencia de utilización de la EM.

Expresión de los aportes y necesidades energéticas en dos unidades: UFL y UFC .

La utilización de la Unidad Lastre (UL) para expresar el consumo, definida como 1kg MS de un forraje de referencia (15% PC y 27% FC)

Leroy (1970)

Una Unidad Forrajera (UF) es la energía neta contenida en 1 Kilogramo de cebada (860 g MS y 2720 Kcal EM) para mantenimiento o producción. Siendo que la energía neta corresponde a la EM menos el calor extra de producción (estimado en 1 Kcal/Kg MS).

PRINCIPIOS:

Nece

sidades

Nutr

icio

nale

s

AGRONOMÍAU.C.V.

UF (Kcal)= 1,43 * Proteína cruda digestible + Extracto Libre de Nitrógeno + Fibra cruda digestible + (Grasa cruda digestible * Factor A) - Factor de corrección.

Factor ACorrección por fuente de grasa

Provenientes de oleaginosas= 2,42 Provenientes de cereales= 2,12 Provenientes de forrajes = 1,91

Factor de CorrecciónA mayor cantidad de fibra mayor será la perdida de energía

% FC FC 4-6 0,29

6-8 0,348-10 0,3810-12 0,4312-14 0,4814-16 0,53> 16 0,58

Unidad Forrajera Leche…Es el equivalente a la energía que necesita una vaca lechera para producir 3 kg de leche con 3,3 % de grasa.

1 UF 1828 Kcal en vacas lecheras

1 UF 1650 Kcal en ganado de carne

1 UF 2216 Kcal en cerdos

Nece

sidades

Nutr

icio

nale

s

Fuentes Proteína a nivel duodenal:

PDIA = Proteína dietaria (ó UDP en rumiantes) disponible en ID

PDIM = Proteína microbial disponible en ID

Procedente del nitrógeno (PDIMN) ó de la energía disponible (PDIME)

Observaciones Generales:

El sistema considera interacción P/E en rumenSobrestima valor del pasto ensilado y subestima reciclaje de N

AGRONOMÍAU.C.V.

PDI = Protéines vraies réellement digestibles dans I´Intestin grêle

Sistema Francés …N

ece

sidades

Nutr

icio

nale

s

AGRONOMÍAU.C.V.

Tablas Brasileñas…(Universidad Federal de Viçosa. 2011 / 3ra ed.)

La caracterización química de los alimentos se basó en Tesis (41 de maestría y 32 de doctorado) y empleando métodos estandarizados del AOAC

Para determinar EM en aves se empleó recolección de excretas ó marcadores (óxido de cromo o ceniza insoluble). En el caso de cerdos se emplearon jaulas metabólicas, con uso de marcadores en recolección total de excretas

Los ajustes en los valores energéticos de los alimentos, de acuerdo con la variación en la composición, se realizaron con ecuaciones para estimar la EM en aves y ED y EM en cerdos

Composición de AA´s en alimentos a través de análisis químicos, y su digestibilidad a través del método de Sibbald, utilizando gallos cecotomizados y el método de colecta ileal con pollos de engorde (21 a 28 días).

Se asume en vegetales que el P no fítico es 100% disponible. En fuentes minerales se estimó disponibilidad empleando como referencia el fosfato bicálcico (100% disponible). En productos de origen animal se asume 100% disponible, excepto para harinas de carne y hueso (90%). Se incluye niveles de metales pesados (plomo, cadmio y vanadio)

Se incluyen necesidades de minerales y vitaminas, así como algunas materias primas alternativas

Se dan valores de incorporación máxima y mínima, así como valores medios para ambas especies en función a su estado fisiológico.

Alimentos de origen vegetal Pollos de engorde y aves jóvenes

EMA = 4,31 PBd + 9,29 EEd + 4,14 ELNd

Gallinas y aves adultasEM = 4,31 PBd + 9,29 EEd + 4,14 ELNd + 0,3 ELN+FC

Alimentos de origen animal y grasasAves: jóvenes y adultas

EM aves = 4,31 PBd + 9,29 EEd

AVES …

Alimentos de origen vegetal y productos lácteosED = 5,65 PBd + 9,45 EEd + 4,14 (MOd - PBd - EEd )EM = 4,952 PBd + 9,45 EEd + 4,14 (MOd - PBd - EEd)

Alimentos de Origen Animal y GrasasED = 5,65 PBd + 9,45 EEd EM = 4,952 PBd + 9,45 EEd EMPorcinos = 0,965 ED

Energia neta EN = 0,73 EM + 13,1 EE + 3,7 Almidón - 6,7 PB - 9,7 FC

PORCINOS …

Nece

sidades

Nutr

icio

nale

s

AGRONOMÍAU.C.V.

Sistemas de Alimentación …

Cerdos: ED y EM

Aves: EM

Rumiantes: EM y ED

Vacas lecheras de alta producción: EN

Sin embargo en el trópico no se utiliza EN:

1.- Cámaras para medir pérdidas de

gases

2.- Valores poco confiables para

medir EM

3.- Cámaras muy sensibles para

medir el IC

Nece

sidades

Nutr

icio

nale

s

AGRONOMÍAU.C.V.

Proteína degradable en rumen

Tasa de degradación en rumen y de pasaje de la

digesta

Síntesis de proteína microbial en función de la

energía

Proteína verdadera en proteína microbial

Reciclaje de N-úrico en rumen

Absorción de aminoácidos de origen microbial en

intestino

Absorción de aminoácidos de origen dietario sobrepasante

Pérdidas endógenas

Eficiencia de conversión de AA´s absorbidos

Proteína requerida en mantenimiento y producción

Necesidades en Vacunos…

Aunque los sistemas tienen la misma base, se observa:

Tasa de pasaje de la digesta:

Sistema Escandinavo: 0,08Sistema Suizo: 0,045 (forrajes) y 0,06 (concent.)Otros: Valores variables

Crecimiento microbial:Sistema Escandinavo: 125 g/ kg HCO deg.Sistema Francés: 135 g/kg MODOtros: Valores variables

Predicción de síntesis de proteína a partir de:

PDI …………….. MO fermentableNRC ……...……. MOdNórdico .………. CHO´s digestiblesAustraliano …….. Energía metabolizable

Nece

sidades

Nutr

icio

nale

s

AGRONOMÍAU.C.V.

Necesidades en Ovinos y Caprinos…

Necesidades .............. Proteína Neta

Proteína en dieta :

AFRC (1992) Metabolizable

CSIRO (1990) Aparentemente digestible saliendo del estómago

NRC (1985) “Proteína” absorbible

INRA (1989) PDI

Kp

Nece

sidades

Nutr

icio

nale

s

AGRONOMÍAU.C.V.

Proteína cruda .................... N x 6,25

NNP .................................... Proteína microbial

ARC (1981) Proteína ideal

NRC (1998) Necesidades de aminoácidos basados en:

Digestibilidad ileal verdaderaDigestibilidad ileal aparenteTotal

NRC (2012) ¿?

INRA (1989) Proteína bruta + AA´s

Necesidades en Porcinos …

Nece

sidades

Nutr

icio

nale

s

AGRONOMÍAU.C.V.

Proteína cruda .................... N x 6,25

Aminoácidos

Variaciones en requerimientos

Relaciones entre AA´s

Conversión de AA´s a vitaminas

Disponibilidad de AA´s

Necesidades en Aves …N

ece

sidades

Nutr

icio

nale

s

Zonas de Clima TempladoPoca variabilidad genética en rebañosMetas de Producción definidas.Consumos estandarizados.Condiciones climáticas controladas.Materias primas de alto valor biológico.

Zonas de Clima TropicalAmplia variabilidad genética.Clima no controlado.Consumo potencial poco conocido.Recursos de calidad variable.

Procesamiento variable.Presencia de metabolitos secundarios.Deficiencia nutrientes esenciales.Distención ruminal.Desbalance de nutrientes.

AGRONOMÍAU.C.V.

A considerar en nuestras condiciones …

Nece

sidades

Nutr

icio

nale

s

AFRC, 1993. Energy and protein requirements of ruminants. CAB international, Wallingford, UK, 159 p.

AFRC, 1998. Respuestas en la Composición de la Leche a la Ingestión de Nutrientes por las Vacas Lecheras. (González, V. ed). Edit. Acribia, S.A.. Zaragoza, España. 119 p.

Guada, J. 1997. Características del sistema de Cornell (CNCPS) como modelo de valoración proteica y energética para rumiantes. En: Avances en nutrición y alimentación animal: XII Curso de Especialización FEDNA (Ed. Paloma García Rebollar, Carlos de Blas Beorlegui, Gonzalo G. Mateos). Madrid. España. pp. 305-327

NRC, 2001. Nutrient Requeriments of Dairy Cattle. 7th Edic. National Academy Press. Washintong, DC. 379p.

INRA, 1988. Alimentation des Bovins, Ovins, et Caprins. (R. Jarrige, ed.). Institut National de la Recherche Agronomique. Paris, Francia.

AGRONOMÍAU.C.V. Lectura Recomendada …N

ece

sidades

Nutr

icio

nale

s

UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELAFacultad de Agronomía Departamento de Producción AnimalCampus Maracay

NECESIDADES NUTRICIONALES

Dr. Álvaro Ojeda

abril, 2013

Bases para su comprensión en especies de interés zootécnico