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Interac(ons between Dairy Cow Efficiency, SARA and Life(me Produc(on Ken McGuffey, Ph.D. McGuffey Consul4ng Indianapolis, IN 46202
Interac(ons between Dairy Cow Efficiency, SARA and Life(me
Produc(on
Ken McGuffey, Ph.D. McGuffey Consul4ng Indianapolis, IN 46202
Eat & Drink Rest Milk
A fascina4ng animal capable of thriving in many different produc4on systems
Efficiency Rumen Fermenta4on and Acidosis Feed Characteris4cs Feeding Studies Produc4ve Life Future Direc4on
Sub-Acute Ruminal Acidosis
Dairy Cow Efficiency (Time-‐Frame)
Life4me Produc4on
Efficiency
• Simple Defini(on: • Output Input1 + Input2+ Input3 +… Inputn
• All Variance in Denominator • Edwards Demming – Father of Six Sigma
– Iden4fy sources of varia4on – Reduce varia4on within a source – Efficiency of produc4on improves
• Higher Quality – Improved Profitability
Dairy Cow Efficiency Main Effects + Interac(ons
Cow
FEEDS
FEEDING SYSTEM
FACILITY
ENVIRON MENT
Gene4cs Forages Pasture Space Temp
Milk yield & Size
Grain Component Barriers Humidity
Parity Processing TMR Comfort THI
Social status
By-‐products Ven4-‐ la4on
Rain, sleet or snow
Health Storage method
Clean Day length
Obje4vos
• Fermentación ruminal y producción de ácido • Efectos del pH sobre:
– Microbiología ruminal – Química ruminal – Vaca
• Controlando el pH ruminal
Diges4ón Microbiana en el Rumen
Grano
Almidón & Azúcares
Forraje
Celulosa & Hemicelulosa
Acido Propiónico
Acido Acético Acido Butírico
*Calor
Hexosa
< 5.8
6.3 -‐ 5.8
> 6.3
pH Ruminal y Función
Domina la diges(ón de almidón. Ac(vidad celulolí(ca
reducida. Baja producción de saliva. S. bovis y Lactobacillus son una amenaza. C2 / C3 < 2.0. Acidosis al borde del precipicio.
pH Ruminal Ac4vidad Ruminal
Alta ac4vidad celulolí4ca. Alta rumia y salivación. Crecimiento bacteriano (generalmente G+), eficiencia de fermentación y tasa de pasaje ruminal son lentos. C2/C3 > 3.0 Diges4b. de celulosa se reduce y aumenta la de almidón. Mayor crecimiento bacteriano (generalmente G-‐); más eficiente. Disminuyen rumia & producción de saliva. C2/C3 > 2.0 a 3.0
Cambios en la Ecología Ruminal Bacteriana
Aumentando la MO Fermentable en el Rumen
GRAM +
RUMENSIN INSENSITIVE
PRODUCTOS DE FERMENTACION
Ruminococcus Acetato Methanobacterium Acetato, metano
PRODUCTOS DE FERMENTACION
Lactobacillus Lactato Butyrivibrio Acetato, butirato Lachnospira Acetato Streptococcus Lactato Methanosarcina Metano Fibrobacter Acetato
Selenomonas Propionato Bacteroides Acetato, propionato Megasphera Propionato, acetato Veillonella Propionato Succinimonas Succinato Succinivibro Succinato
drw,94,rumen4.ppt
Gram -
Adapted from Dawson and Boling, 1983
Sensibles a Ionóforos Resistentes s Ionóforos
Lactic acid producing bacteria Ionophore sensitive
VFA producing Bacteria G+ ; G-
Lactic Acid Acetate Butyrate Propionate
Lactic acid consuming bacteria. Ionophore resistant.Selenomonas ruminantium; Megasphaera elsdenii
(S. bovis & Lactobacillus)
10X stronger acid than VFA’s
Glucose
Rumen Fermentable Organic Maher Intake, kg/d
5.7 9.8 15.4
peNDF y pH Ruminal
Tiempo Total de Mascado por kg RFOMI (TC) vs RFOMI
0
20
40
60
80
100
120
140
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18
Y = -‐7.9791X + 153.74 R2 = 0.7184
RFOMI = Rumen Fermentable Organic Mager Intake
Adaptado de Yang y Beauchemin
Consumo de MO Fermentable en el Rumen (RFOMI), kg
TC, m
in/kg
Fermentación Ruminal: AGV y Producción y U4lización de Lactato
Azúcares
Bacterias productoras de ácido láctico Sensibles a ionóforos
Bacterias productoras de AGV
Acido Láctico Acetato Butirato Propionato
Bacterias consumidoras de ácido láctico Resistentes a ionóforos
Almidón
(S. bovis & Lactobacillus)
10 veces más ácido que los AGV´s
Glucosa
El paradigma de la Acidosis: “La mayoría de las vacas sufren de algún
grado de Acidosis” Acidosis
Aguda Subaguda Muerte súbita Enterotoxemia PEM Timpanismo Cojera
Abcesos hepáticos Rumenitis
Leche mermada Menor consumo Relación Grasa/Proteína ≤ 1.0 Cojera
Consumo errático
Severa $$$$$
Acidos Orgánicos Totales (TOA) y Proporciones Molares de AGV (VFA) y
Lactato Durante Acidosis Aguda
50
70
90
110
130
150
170
VFA TOA Lactate
7.0 6.5 6.0 5.5 5.0 4.5 4.0 pH
Concen
tración, m
M 100
75 50 25 0
Porcen
taje M
olar
Nagaraja and Titgemeyer. J. Dairy Sci. 90: E17-‐E38. 2007
Acidos Orgánicos Totales (TOA) y Proporciones Molares de AGV (VFA) y Lactato Durante Acidosis Subaguda
90
100
110
120
130
140
150
VFA TOA Lactate
6.5 6.25 6.0 5.75 5.50 5.25 5.0 pH
100 75 50 25 0
Nagaraja and Titgemeyer. J. Dairy Sci. 90: E17-‐E38. 2007
Concen
tración, m
M
Porcen
taje M
olar
Definición de SARA • Sub Acute Ruminal Acidosis = Acidosis Ruminal Sub Aguda
• Término aplicado a vacas lecheras en los 1990s por Dr. Garreh Oetzel en la Universidad de
Wisconsin. • Condición donde el pH ruminal se reduce (por debajo de 5.8 – 5.5) por un periodo de 4empo, luego de una comida.
• Puede tener efectos a corto y largo plazo sobre el desempeño y la salud de la vaca.
Naturaleza Física y Química de la Ración y el Riesgo de SARA
• Fuente de forraje– Pastos > Leguminosas • Tamaño de partcula del forraje– Lo suficientemente larga para es(mular mascado pero que evite separación. Que forme maraña en el rumen • Porcentaje de forraje en la ración – peNDF (30-‐33%) • Suministro de Concentrado (grano) – Componentespastura > Componentesalmacenado > TMR • Fuente de almidón– Trigo > Cebada > Maíz > Sorgo • Proceso del grano -‐ Hojuelas-‐vapor > Molido > Rolado • Humedad de almacenamiento – Alta humedad > Seco
Efecto de F:C en TMR, y TMR vs Alimentación por Componentes sobre el
pH Ruminal Diurno.
Maekawa et al. 2002. J Dairy Sci. 86:1165. TMR 40 -‐ Punto; TMR 50 -‐ Línea Punto TMR 60 -‐ Delgada; Component – Gruesa Componente promedió 43% forraje.
Prevalencia de SARA • Periodo de transición
– Cambio de dieta alta en fibra a dieta alta en grano • Adaptación microbiana • Crecimiento de papilas ruminales (requiere 4-‐6 semanas)
– Disminución en CMS asociado al parto • Grano en exceso • Menor llenado del rumen
• Lactancia temprana • Clima cálido • Cualquier (empo
Consumo de Materia Seca (kg/d) de Vacas en Transición
0
5
10
15
20
25
30
Día del Parto
Fuente: Elanco Animal Health
Efecto de Forraje:Concentrado en el Preparto en TMR´s sobre el CMS y Desplazamiento de
Abomaso
CMS al parto, % PV 1.55 1.25 1.20 1.22 Vaca de 650 kg 9.8 8.1 7.8 7.9 LDA 0 2 4 4 Fuente: Coppock et al., J.Dairy Sci. 55:783
Forraje:Concentrado Item 75:25 60:40 45:55 30:70
Caracterís4cas de Diez Vacas con LDA Día de diagnós4co 10.6 (3-‐25)
Desórdenes múl4ples 7
Metri4s
Coincidentes 8
Previas 1
Mas44s 4
Retención placenta
Coincidentes 1
Previas 4
Muertas 2
Sin desórdenes 1 Fuente: Coppock et. al., J. Dairy Sci. 55:783.
Caracterís4cas de SARA • Problema de hato • Consumos errá(cos (3 días comiendo, luego 1-‐2 días sin comer). • Baja tasa de rumina • Producción de leche reducida • Sistema inmune comprome(do • Alto descarte sin ninguna razón consistente
– Reproducción – Patas adoloridas; cojas – Mas((s – Abcesos hepá(cos
• Aproximadamente el 85% de las vacas descartadas de los hatos en EEUU ocurre en los primeros 60 días de lactancia, que es el momento más rentable del ciclo de lactancia!!
Buffer – material hidro-‐soluble (ácido débil o base o sal) que causa una
resistencia efec4va en el cambio de pH en la presencia de un ácido fuerte o una
base.
Buffer
• Bicarbonato de sodio • Sesquicarbonato de sodio • Acid Buf • Oxido de magnesio
Bicarbonato de Sodio y Levadura sobre el pH Ruminal
Source: Marden et al. J. Dairy Sci.91:
Seis vacas Holstein lactantes canuladas en rumen se usaron en un Cuadrado La4no 3 x 3 (n=2) para experimentar con 3 tratamientos y 3 periodos de 21 días.
Trabajo 3. Efecto de tamponar dietas de vacas lecheras con Cal, Acid Buf o Bicarbonato de Sodio + Cal sobre respuestas produc4vas y parámetros ruminales
Todas las vacas recibieron una dieta alta en concentrado, formulada para ser potencialmente acidó4ca (Forraje 34.5%, NDF 26.2%, NFC 47.2%, CP 17.2%. ME 12.1 MJ/kg).
Las dietas contenían:
4 g/kg de Acid Buf .
3.5 g/kg de cal (Control) .
3.7 g/kg de cal más 8 g/kg de bicarbonato de sodio.
Datos: Producción de leche, composición de leche, pH ruminal.
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
5.9
6.0
6.1
6.2
07:00 09:00 11:00 13:00 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 01:00 03:00 05:00 07:00
Time
pH
Acid Buf
Sodium Bicarb
ControlFeeding Feeding
15 hrsControl
8 hrsSodiumBicarb
3 hrsAcid Buf
Time spent below pH 5.5
5.2
5.3
5.4
5.5
5.6
5.7
5.8
5.9
6.0
6.1
6.2
07:00 09:00 11:00 13:00 15:00 17:00 19:00 21:00 23:00 01:00 03:00 05:00 07:00
Time
pH
Acid Buf
Sodium Bicarb
ControlFeeding Feeding
15 hrsControl
8 hrsSodiumBicarb
3 hrsAcid Buf
15 hrsControl
8 hrsSodiumBicarb
3 hrsAcid Buf
Time spent below pH 5.5
Milk and Feed by Cows Fed Rations with Sodium Bicarbonate or Acid Buf
Item Control NaHCO3 Acid Buf 3.5 FCM, kg/d 30.7a 34.2ab 37.5b Fat, % 3.86a 4.18b 4.21b Protein,% 3.43 3.38 3.47 DMI, kg/d 23.1 24.2 23.3 FCM/DMI 1.33 1.41 1.61
a,b Means not sharing same superscript are different, p<.05. Cruywagen, 2006
Feeding Trial with Acid Buf and Sodium Bicarbonate
• Three Treatments – Negative Control (NC) – no Acid Buf or Sodium
Bicarbonate – Sodium Bicarbonate (204 g/d) – Acid Buf (87 g/d)
• 36 cows 14 ± 4 DIM – Assigned to NC for 14 days – Fed experimental diets for 70 days
Bernard et al. 2012
The Ration: Feeds and Chem Comp
Feed % of DM Item % of DM Corn silage 34.2 DM 45 Alfalfa hay 5.7 CP 17 Ryegrass baleage
9.5 NDF Starch
38.7 22
WBG 12.4 Ca 1.12 Grain1 39.2 Mg 0.29 Total 100 NEl
1.68 Mcal/kg
Premix for treatment 1.84% of total diet
Lactation Performance: GA-1 Response
Negative Control
Sodium Bicarbonate
Acid Buf
DMI, kg/d 22.9 24.0 23.0 Milk, kg/d 43.8 45.7 44.6 Fat, % 3.55 3.56 3.83 Protein, % 2.68 2.58 2.57 ECM1, kg/d 43.4 45.1 45.4 Feed Eff ECM/DMI
1.90
1.88
1.98
1 Milk standardized to 3.5% fat for each treatment
As-Fed Feed Intake, kgs/day Feed Control Bicarb Acid Buf Corn silage, 25.3 26.5 25.4 Alfalfa hay 1.6 1.7 1.6 Ryegrass 5.4 5.7 5.4 WBG 8.8 9.3 8.9 Grain 9.9 10.4 9.9 Total 51.0 53.6 51.2
Feed Prices1
• Corn silage - $66.00 per tonne • Alfalfa hay - $260.00 per tonne • Ryegrass baleage - $44.00 per tonne • Wet Brewers Grains – $35.00 • Grain Cost per tonne
– Negative Control - $412; Premix - $233 – Sodium Bicarbonate - $417; Premix - $323 – Acid Buf - $422; Premix - $424
• Acid Buf premix price may scare people at $101 per ton. more than bicarbonate premix.
• Daily Cost of PMX: Bicarb –$0.166; Acid Buf - $0.211. Based on price list from CPC Commodities
Value of Feed Efficiency
Response
Negative Control
Sodium
Bicarbonate
Acid Buf DMI, kg/d 22.9 24.0 23.0 Feed Cost $/d $6.75 $7.11 $6.86 ECM, kg/d 43.4 45.1 45.4 Milk ($16.00)a $15.31 $15.91 $16.01 Milk – Feed $8.56 $8.80 $9.15 Milk ($20.00)a $19.14 $19.89 $20.02 Milk (20)-Feed $12.39 $12.78 $13.16
a Dollars per 45.4 kgs of Energy Corrected Milk
Summary
• Feed is the major cost of producing milk. • Improving conversion of feed to milk
(feed efficiency) has economic value. • Higher priced grain mix or premixes may
provide a greater return in milk than comparable lower priced feeds as a result of improved conversion of feed.
• Acid Buf – the “Efficiency Enhancer”
Por qué uso Acid Buf?
• Control de acidosis • Aumento de espacio en la ración (300 gramos)
80 - 90 g Acid Buf vs 160 – 180 g Bicarb Menos fuentes de Ca y de Mg Permite la adición de 100-110 g espacio para forraje,
proteína o energía • Sin diferencias grandes en costo con bicarbonato de
sodio • Eficiencia de consumo
Muchas Gracias!!!!
