Stres cieplny jest uważany za jeden z najbardziej znaczących czynników mających wpływ na rentowność gospodarstw mlecznych, szczególnie w gorących regionach świata.
W konferencjach i pracach, które publikowałem przez lata, zajmowałem się głównie badaniem nad korzyściami ekonomicznymi, mogącymi płynąć z zastosowania instalacji oraz działania środków do odprowadzania ciepła wytwarzanego przez krowy.
Celem tego artykułu jest zwrócenie uwagi oraz zwiększenie świadomości na to, że brak możliwości krów do radzenia sobie ze stresem cieplnym ma znaczenie finansowe, odzwierciedlone w utracie około jednej trzeciej i więcej oczekiwanego rocznego dochodu netto.
W pierwszej części mojego artykułu opiszę, w jaki sposób stres cieplny ujemnie wpływa na wyniki produkcyjne gospodarstwa z fizjologicznego i ekonomicznego punktu widzenia. W drugiej części pokażę, w jaki sposób właściwe chłodzenie może zmniejszyć negatywny wpływ stresu cieplnego na rentowność gospodarstwa.
Stres cieplny powoduje u krów wiele reakcji behawioralnych i fizjologicznych, prowadzących do zmniejszenia produkcji mleka i strat finansowych w gospodarstwie mleczarskim.
Zmniejszenie pobrania paszy: w warunkach stresu cieplnego spada pobranie suchej masy, co prowadzi do zmniejszenia podaży składników odżywczych niezbędnych do produkcji mleka. Powoduje to spadek rocznej produkcji mleka krowiego.
Wykorzystanie paszy: w warunkach stresu cieplnego zachodzą zmiany metaboliczne, które prowadzą do zmniejszonej dostępności składników odżywczych. Jednocześnie część zużywanej energii jest wykorzystywana przez organizm do aktywacji mechanizmów mających na celu rozproszenie ciepła (ogólnie nieefektywnych), przy jednoczesnym zmniejszeniu energii dostępnej do produkcji mleka. Pomimo, iż pasza jest spożywana, nie dochodzi do efektywnego jej wykorzystania przez organizm na produkcję mleka, a co za tym idzie jest marnowana.
Zmniejszona płodność: stres cieplny skraca czas trwania i intensywność „objawów rujowych” krowy. Jednocześnie zmniejsza się skuteczność inseminacji. Wpływa to na wydłużenie okresu międzyciążowego, który wykracza poza optymalne. Tym samym zmniejsza się wydajność produkcji i zwiększa „nieplanowane” tempo brakowania, z powodów związanych z niepłodnością, które negatywnie wpływają na postęp genetyczny stada.
Upośledzenie układu odpornościowego: Warunki narażające zwierzęta na stres, w tym stres cieplny, powodują upośledzenie funkcjonowania układu odpornościowego, a częstotliwość przypadków zachorowań wzrasta, szczególnie w okresie okołoporodowym.
Wiadomo, że choroby okresu okołoporodowego są ważną przyczyną strat ekonomicznych, głównie ze względu na ich negatywny wpływ na wyznaczanie krzywej laktacji krowy i całkowitą produkcję mleka.
Zgodnie z przedstawionym powyżej opisem postaram się przedstawić, w jaki sposób każdy z tych aspektów szkodzi wydajności krowy oraz oszacuję straty ekonomiczne.
Im wyzsza wydajność mleczna tym wykorzystanie paszy jest lepsze. (potrzebna mniejsza ilość paszy do produkcji kg mleka). Może to być wytłumaczone poprzez fakt, że wymagna ilość paszy potrzebna na utrzymanie organizmu jest stała i nie jest zależna od produkcji
Zmniejszenie rocznej produkcji mleka krowiego: im wyższa jest wydajność krów, tym wykorzystanie paszy jest lepsze (do produkcji jednostki mleka wymagana jest mniejsza ilość paszy). Można to wytłumaczyć faktem, że zapotrzebowanie na paszę w celu utrzymania funkcji życiowych organizmu jest stałe i nie zależy od poziomu produkcji, dzięki czemu im wyższa jest wydajność, tym pasza „dystrybuowana” jest w produkcję większej ilości litrów.
W badaniu przeprowadzonym kilka lat temu w Izraelu, z wykorzystaniem danych z 40 dużych gospodarstw mlecznych, w ciągu 20 lat zaobserwowano wzrost średniej rocznej wydajności mlecznej o 2000 litrów na krowę (z 9 000 do 11 000 kg rocznie). W związku z tym zapotrzebowanie na żywność do produkcji 1 kg mleka zostało zmniejszone z 0,83 do 0,76 kg suchej masy, co stanowi poprawę wykorzystania paszy o około 10%. Zakładając dzienny koszt karmienia w wysokości 5 USD, średnio 330 dni doju na laktację i spodziewaną stratę produkcyjną 1000 kg mleka na laktację, z uwagi na fakt, że krowa nie poradzi sobie ze stresem cieplnym, „kosztuje” producenta około USD 180 na krowę rocznie.
Zmniejszenie wykorzystania paszy: ostatnie badania i ankiety przeprowadzone w USA wykazały, że wystawienie krów na warunki stresu cieplnego obniżyło wykorzystanie paszy (przekształcenie paszy w mleko) o 15%. Zakładając średni dzienny koszt karmienia na krowę w wysokości 5 USD i 120 letnich dni w roku, brak radzenia sobie ze stresem cieplnym „kosztuje” producenta około 100 USD na krowę rocznie.
Obniżenie płodności wynikające z przedłużenia okresu międzywycieleniowego: krowy zwykle osiągają współczynnik conception rate na poziomie 40%, gdy są inseminowane w miesiącach zimowych. Wskaźnik zapłodnienia spada do mniej niż 20% latem, jeśli krowy narażone są na stres cieplny. Spadek wartości współczynnika do tak niskich poziomów przez kilka miesięcy w roku, powoduje wydłużenie okresu międzyciążowego, ponad pożądany, o co najmniej 20 dni. Szacując „cenę” każdego „dnia otwartego” (krowy niezacielonej) na około 5 USD, straty rolników osiągną około 100 USD na krowę rocznie.
Zwiększona częstotliwość przypadków zachorowań: według izraelskich badań weterynaryjnych, w ciągu roku 5–10% krów w stadzie cierpi na infekcje wymienia, 30% krów cierpi na infekcje macicy, 20% z nich cierpi na ketozę, a 10% krów stwierdzono zatrzymanie łożyska. U prawie 5 do 10% krów w stadzie notuje się ronienia, a 5% krów jest brakowane z powodu niepłodności. W warunkach izraelskich, strata ekonomiczna każdego przypadku zakażenia wymienia wynosi 300 USD, każde zakażenie macicy kosztuje 180 USD, każdy przypadek ketozy kosztuje 85 USD, a zatrzymane łożysko powoduje utratę 170 USD. Krowa która poroniła kosztuje rolnika 500 USD, a za każdą krowę wybrakowaną ze stada producent „traci” 1800 USD. Zakładając, że tempo tych zdarzeń wzrośnie tylko o 10%, z uwagi na fakt, że producent nie jest w stanie poradzić sobie z letnim stresem cieplnym, straty sięgną 30 USD na krowę rocznie.
Sumując całkowite straty przypadające na krowę, z powodu niezdolności izraelskich rolników do radzenia sobie z letnim stresem cieplnym, mogą one osiągnąć sumę ponad 350 USD na krowę rocznie, co stanowi utratę ponad 20% całkowitego dochodu netto na krowę.
Dr Vincent St. Pierre, ekonomista i badacz z University of Ohio, przeprowadził ankietę, badając wpływ warunków pogodowych w różnych częściach USA w zakresie wydajności i rentowności różnych sektorów produkcji zwierzęcej (nabiał i wołowina bydło, świnie i drób). Badacz przeanalizował dane z 250 różnych stacji pogodowych w USA oraz w ciągu ostatnich 50 lat i scharakteryzował „intensywność stresu cieplnego” w różnych stanach, stosując Wskaźnik Wilgotności Temperatury (THI) o wartości 72 jako wartość graniczna między komfortem cieplnym, a warunkami stresu cieplnego. Klimat w każdym ze stanów USA został scharakteryzowany poprzez obliczenie procentu godzin w roku, w których THI przekracza 72. Wyniki tego badania pokazują, że średnio 14% godzin w roku w Stanach Zjednoczonych wskaźnik TH jest na poziomie wywołującym stres u krów. Liczba ta różni się między stanami północnymi, gdzie warunki te w ogóle nie są spełnione, lub w bardzo niskim stopniu, w porównaniu do innych stanów (głównie na południu), w których krowy są narażone na warunki stresu cieplnego przez prawie połowę roku.
Wzrost odsetka krów wybrakowanych ze stada był 16-krotnie większy w stanach o ciepłym klimacie w porównaniu z tymi o klimacie zimnym (odpowiednio 0,6 i 8%), podobnie jak odsetek upadków krów, który wzrósł 17-krotnie (0,1% i 1,7 %, odpowiednio, kolejno). Liczba dni która przekraczała planowany okres międzyciążowy, wynosiła odpowiednio 9 i 60, odpowiednio w stanie o klimacie zimnym i gorącym. Zaobserwowano także różnice w pobieraniu paszy przez krowę, produkcji mleka i rentowności. W stanach o klimacie zimnym i gorącym nastąpił spadek o 90 i 900 kg rocznego zużycia suchej masy na krowę, utrata 180 i 1780 rocznej produkcji mleka na krowę oraz strata 70 i 675 USD rocznego dochodu netto na krowę , odpowiednio, kolejno. Przeciętnie z jednej krowy w USA (jest ich 9 milionów) hodowca traci 170 potencjalnych rocznych dochodów w wysokości 1,5 miliarda dolarów rocznie, ponieważ szkoda finansowa spowodowana letnim stresem cieplnym w Stanach Zjednoczonych dotyczy przemysłu mleczarskiego.
Powszechna opinia, iż problem stresu cieplnego u bydła należy wyłącznie do ciepłych części świata, nie jest do końca słuszna. Opublikowany niedawno francuski artykuł pokazuje, że tak nie jest, a więc kraje europejskie również „dołączyły do klubu”. Prawdopodobnie wynika to, z jednej strony z połączenia zmian klimatu i wzrostu częstotliwości fal upałów w Europie, a także znacznego wzrostu wydajności krów osiągniętego w ostatnich latach (powodując tym samym wzrost ilości ciepła metabolicznego, które te krowy wytwarzają). Francuscy naukowcy scharakteryzowali warunki klimatyczne w różnych krajach europejskich, korzystając z lokalnych stacji pogodowych, i obliczyli liczbę godzin na dzień w miesiącach letnich, w których przeważały warunki stresu cieplnego (powyżej progu THI 68). Zgodnie z ustaleniami poprzednich badań w Arizonie warunki klimatyczne zostały sklasyfikowane jako łagodne (4 godziny stresu cieplnego dziennie), średnie (9 godzin dziennie) i ciężkie (14 godzin stresu cieplnego lub więcej). Oczekiwana utrata mleka w tych warunkach klimatycznych wynosi 1,1, 2,7 i 3,9 kg dziennie, odpowiednio w warunkach łagodnego, średniego i silnego stresu cieplnego. Na podstawie pracy w Arizonie obliczono straty mleka produkowanego latem w różnych krajach europejskich. Stopień spadku w Anglii był najniższy, przy około dwóch godzinach stresu cieplnego i oczekiwanej utracie mleka wynoszącej 0,7 kg na krowę dziennie. We Francji czas trwania stresu cieplnego osiągnął 6 godzin, a przy tym utrata mleka 1,8 kg dziennie. W Polsce czas trwania stresu cieplnego wynosił 10 godzin dziennie, a utrata mleka osiągnęła 3 kg dziennie. Warunki stresu cieplnego w Hiszpanii trwały 13 godzin dziennie, a utratę mleka obliczono na 4 kg dziennie, podczas gdy najwyższe straty odnotowano w północnych Włoszech z 18 godzinami stresu cieplnego i utratą 5 kg mleka dziennie.
Przeglądając literaturę dotyczącą sposobów i narzędzi mających na celu redukcję ciepła i jego wpływu na wydajność krów oraz rentowność gospodarstw, stwierdzono, że wykorzystanie istniejącej wiedzy w amerykańskich gospodarstwach mlecznych może potencjalnie zmniejszyć o prawie 40% straty w produkcji mleka oraz opisane w tym artykule, które zostały spowodowane warunkami stresu cieplnego. Oczekuje się, że całkowite straty w amerykańskim przemyśle mleczarskim spadną z 1,5 do 0,9 miliarda USD rocznie, gdy systemy chłodzenia będą właściwie stosowane i dostosowane do warunków klimatycznych każdego stanu. Jest prawdopodobne, że ponowne rozważenie tego problemu dzisiaj, wraz z postępami i ulepszeniami wprowadzonymi w systemach chłodzenia w ciągu ostatnich dwudziestu lat, wdrożenie intensywnego chłodzenia może w większym stopniu zmniejszyć straty spowodowane stresem cieplnym w lecie.
Temat ten zostanie przedstawiony i omówiony w drugiej części tego artykułu, w którym przedstawiony zostanie wpływ chłodzenia na poprawę wydajności krów i rentowności gospodarstw.
Autor: Israel Flamenbaum Ph.D / Cow Cooling Solutions, LTD, Izrael.