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UNIVERSIDAD CENTRAL DE VENEZUELA
Facultad de Agronomía
Departamento de Producción Animal
Maracay
REQUERIMIENTOS ENERGÍA
Bases para su comprensión en especies de interés zootécnico
Dr. Álvaro Ojeda
Febrero, 2010
Requerimientos Nutricionales
Energía…
AGRONOMÍA
U.C.V.
Energía …
La energía en los alimentos para animales está almacenada en los
compuestos orgánicos, denominados carbohidratos, proteínas y lípidos.
La CALORIA es el término de elección en
EE.UU. para
expresar los requerimientos de energía, pero el término
internacionalmente aceptado es el JOULE.
Caloría: cantidad de calor necesaria para elevar la temperatura de un gramo de
aguaJoule:
de 14,5
a 15,5 aºC.
una definido
kilocaloría
es lacomo
cantidad
de energía
Equivale
107Así,
ergios,
1 erg
la cantidad
de necesaria
para energía
aumentar
la temperatura
de un
kilogramo
(aproximadamente 2,2
requerida
para acelerar
la masa
de 1 gde
en agua
un 1cm/seg.
libras) en un grado centígrado.
1 Caloría = 4,184 Joules
Utilización de la energía…
Requerimientos Nutricionales
Energía…
AGRONOMÍA
U.C.V.
Energía Bruta (EB)
Energía fecal
 Dietético
 Metabólico
Energía Digestible (ED)
Producción de gases en digestión
Energía urinaria
 Dietético
 Metabólico
Energía Metabolizable (EM)
Incremento calórico
 Calor de fermentación

Calor de utilización de nutrientes
Energía Neta (EN)
Energía Neta
mantenimiento (Km)
Energía Neta
producción (Kp)
Requerimientos Nutricionales
Energía…
AGRONOMÍA
U.C.V.
Energía bruta a Energía neta …
Bacterias
EB
E Heces
E Gases
ED
E Orina
EM
ENm
ENg
ENl
Requerimientos Nutricionales
Energía…
AGRONOMÍA
U.C.V.
Factores que afectan…
ED
 Composición del alimento
 Composición de la ración
 Preparación de la ración
 Nivel de alimentación
 Especie animal
 Especie animal
EM
 Nivel de alimentación
 Destino de los aminoácidos
 Preparación del alimento
EN
 Proteína cruda del alimento
 Perfil de ácidos grasos volátiles
 Metabolismo basal
Requerimientos Nutricionales
Energía…
AGRONOMÍA
U.C.V.
Metabolismo de la Energía …
Energía Bruta......................................
Energía fecal........................................
Energía digestible................................
Pérdidas de energía en gases..............
Pérdidas de energía en orina.............
Energía metabolizable........................
IC, pérdida de energía........................
EN mant. + prod..........................................
Fuente: Church (1974)
Ración (base seca)
Alfalfa
Concentrados
Mcal / kg
%
Mcal / kg.
%
4,40
100
4,31
100
-1,63
-37
-1,01
-23
2,77
63
3,30
77
-0,35
-8
-0,31
-7
-0,22
-5
-0,19
-5
2,20
50
2,81
65
-1,28
-29
-1,06
-24
0,92
21
1,75
41
Requerimientos Nutricionales
Energía…
AGRONOMÍA
U.C.V.
Sistema de Alimentación …
Objetivo
Aporte suficiente de energía para cubrir las
necesidades de mantenimiento y producción.
Los sistemas de alimentación surgen de mediciones directas de energía
(ED, EM, EN) o de las estimaciones indirectas (TDN, equivalente almidón,
equivalente heno).
Factores:
Crecimiento,
producción,
trabajo,
tamaño corporal, edad, sexo, especie
y condiciones ambientales
Requerimientos Nutricionales
Energía…
AGRONOMÍA
U.C.V.
Table of Contents
OVERVIEW
1. Components of Poultry Diets
Energy, Carbohydrates, Protein and Amino Acids, Fats,
Minerals, Vitamins, Water, Xanthophylls, Unidentified Grotwh
Factors, Antimicrobials
2. Nutrient Requirements of Chickens
Leghorn-Type Chickens, Meat-Type Chickens
3. Nutrient Requirements of Turkeys
Starting and Growing Turkeys, Turkey Breeders
4. Nutrient Requirements of Geese
5. Nutrient Requirements of Ducks
6. Nutrient Requirements of Ring-Necked Pheasants,
Japanese Quail and Bobwhite Quail
7. Signs of Nutritional Deficiencies in Chickens and Turkeys
Protein and aminoacids deficiencies, Vitamin deficiencies,
Mineral deficiencies
8. Toxicity of Certain Inorganic Elements
9. Composition of Feedstuffs Used in Poultry Diets
Cereal grains, protein supplements, estimating the aminoacids
composition of feedstuffs, Characteristics of dietary fats,
Macromineral supplements, Mycotoxins
10. Standard Reference Diets for Chicks
Appendix A. Documentation of Nutrient Requirements
Appendix B. Estimating the Energy Value of Feed Ingredients
Appendix C. Conversion Factors
REFERENCES
AUTHORS
INDEX
Pag.
1-2
3-18
19-34
40-41
42-43
44-45
46-57
58-60
61-79
80-82
83-112
113-113
114-114
143-144
115-142
143-144
145-155
Requerimientos Nutricionales
Energía…
AGRONOMÍA
U.C.V.
Sistema de Valoración de la Energía …
 Equivalente Heno (Thaer, 1809)
 TDN (Atwater y Woods, 1894)
TDN=
 Equivalente Almidón (Kellner, 1905)
1.- Sistema Francés
2.- Sistema Suizo
3.- Sistema Holandés
4.- Sistema EM
5.- Sistema Cornell
PCd + FCd + ELNd +EEd *(2,25)
[ (1,09-(0,0124 x FDA) ] 89,90
Requerimientos Nutricionales
Energía…
AGRONOMÍA
U.C.V.
Sistema Basado en TND
NRC (1945)
Sistema que predice el comportamiento animal a partir de la
digestibilidad de los nutrientes de la ración, siendo que el
valor energético de la ración depende de dicha digestibilidad,
medida ésta como Total de Nutrientes Digestibles (TDN)
Limitantes:
Asume…
A considerar
Las…características
químicas
del alimento
no limitan
Los valores
de TDN de la mayoría
de los alimentos
fueron determinados
su utilización.
hace
muchos
mientras
la composición
de los alimentos ha
Basado
en elaños,
TDN,unidad
de 116
años de antigüedad.
cambiado a lo largo de los años.
La estimación de la ENL se hace igual que en el TDN.
Realidad:
Para algunos alimentos, el valor TDN no puede determinarse
Sobrevaloraya
la ENL el
de alimento
la mayoría
de los
directamente,
puede
noalimentos.
ser el único
componente
dela
Puede que
no promover
las condiciones
óptimas
para
la dieta,
existiendo
asociativos.
Infravalora
la ENefectos
de losruminal.
alimentos grasos.
fermentación
L
El consumo
la composición
derecientes
la dieta
afectan
la digestibilidad
los
DifiereLos
deysistemas
europeos
(ARC, INRA,
NEL de
Alemán,
etc).
valores
obtenidos
sobrestiman
a VEM,
los reales.
alimentos. Los valores energéticos fueron calculados a un nivel de
endeNmantenimiento.
degradable
ingestión Ejemplo:
constante dietas
de tres deficientes
veces el valor
AGRONOMÍA
U.C.V.
Cálculo del TDN…
Requerimientos Nutricionales
Energía…
(NRC, 2001)
TDN1x (%) = tdNFC + tdCPf/c+(tdFA x 2,25) + tdNDF –7
tdNFC = 0,98 (100 –[(NDF-NDICP + CP + EE + Ash) x PAF
tdNFC = digestibilidad verdadera de CHO no fibrosos
PAF = Factor de procesamiento (0,87 – 1,04)
tdNDF = 0,75 x (NDFn –L) x [1 – (L/NDFn)0.667]
L = Lignina; NDFn = NDF – NDICP; NDICP = N insoluble en NDF x 6,25
Opción para tdNDF: incubando en rumen in vitro por 48 h
tdCPf = CP x exp[-1,2 x (ADICP/CP)]
tdCPf = dig. verd. de la PC de los forrajes
ADICP = N insoluble en detergente ácido x 6,25
tdCPc = CP x [1-(0,4 x ADICP/CP)]
tdCPc = dig. verd. de la PC del concentrado
tdFA = dFA (FA=EE-1 / se asume 100 % dig. de AG´s)
7: TDN fecal endógeno, para pasar td a dig. real a 1x
Requerimientos Nutricionales
Energía…
AGRONOMÍA
U.C.V.
Energía Neta Mantenimiento …
Representa la energía contenida en un kilogramo de
alimento disponible para el soporte de las funciones de
mantenimiento del animal tales como:
 Metabolismo basal
 Actividad voluntaria
 Regulación térmica
 Formación de productos
 Digestión y absorción
 Calor de fermentación
 Formación y excreción de desechos
Requerimiento para Mantenimiento …
Mantenimiento
0,080 Mcal/kg PV0,75
Metabolismo en ayunas
Actividad en confinamiento (10 %)
0,073 Mcal/kg PV0,75
0,007 Mcal/kg PV0,75
(Flatt et al., 1965)
(NRC, 2001)
12
Requerimiento (Mcal)
Requerimientos Nutricionales
Energía…
AGRONOMÍA
U.C.V.
10
Peso
Req. EN
350
6,5
8
6
4
R. Mant.= 0.080 P0.75
450
7,8
2
550
0
0
100
9,1
200
300
400
Peso (P, kg)
500
600
700
Requerimientos Nutricionales
Energía…
AGRONOMÍA
U.C.V.
Requerimiento para Actividad Muscular …
Recorrido al potrero
4,5x10-4 Mcal ENL/kg PV/km
+ 12 % del Mant. en dos viajes a 500m
Factores:
 Distancia del recorrido
 Topografía del potrero
 Peso vivo
Actividad del consumo en pastoreo
0,0012 Mcal ENL/kg PV
Pastoreo en colinas
Lo anterior + 0,006 Mcal ENL/kg PV
+ 50 % Mant. en el caso anterior
Requerimientos Nutricionales
Energía…
AGRONOMÍA
U.C.V.
Energía Neta Producción …
Después de cubrir los requerimientos de mantenimiento
tendremos una energía disponible para (Kp…n):
 Crecimiento
 Engorde
 Lactación
 Lana y pelo
 Reproducción
 Trabajo
Requerimientos Nutricionales
Energía…
AGRONOMÍA
U.C.V.
Energía Neta de Lactación …
La ENL se asume como la sumatoria del calor de combustión de los
componentes individuales de la leche, a saber grasa (9,29 Mcal/kg),
proteína (5,71 Mcal/kg) y lactosa (3,95 Mcla/kg).
Vacas …
ENL (Mcal /kg) = 0,0929 G (%) + 0,0547 PC (%) + 0,0395 Lac (%)
Nutr
iente
Vaca
En ausencia de valores de proteína yVaca
lactosa:
Búfala Hum.
Búfalo
Humano
ENL (Mcal /kg) = 0,0929 G (%) + 0,360
Agua (%)
Energía (kcal)
Proteína (%)
Grasa (%)
Lactosa (%)
Minerales (%)
88,0
61,0
3,2
3,4
4,7
0,72
84,0
97,0
3,7
6,9
5,2
0,79
87,5
70,0
1,0
4,4
6,9
0,20
Requerimientos Nutricionales
Energía…
AGRONOMÍA
U.C.V.
Energía en Crecimiento…
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)
Vacas …
ENc = 0,0635 x Peso Vacío
0,75
x Ganancia de Peso Vacío
1,097
Correcciones por Incremento o Pérdida de Peso
Consideran los cambios en la condición corporal del animal, basado en
A mayor CC el animal tiene más grasa y menos proteína
la escala de 1 a 5 de Edmonson et al. (1989)
Consideran que, aunque subjetivo, la condición corporal es el único
Mcal EN /kg
método práctico para evaluar las reservasL energéticas de la vaca
CC
Perdida
Ganancia
2,0
3,83
4,50
2,5
4,29
4,90
3,0
4,68
5,34
Requerimientos Nutricionales
Energía…
AGRONOMÍA
U.C.V.
Energía Neta de Gestación…
ENg = [(0,00318 x D – 0,0352) x (PB/45)]/0,218
donde:
D=
PB=
Días de gestación entre 190 y 279
Peso del becerro al nacer (kg)
Efecto del Ambiente…
Disminuir consumo de materia seca digestible en 1,8% por cada reducción
de 10 ºC por debajo de 20 ºC. Esto debido a reducción en tasa de pasaje.
En ambiente cálido se incrementa requerimientos de mantenimiento de 7 a
25% (en vaca de 600 kg significa 0,7 a 2,4 Mcal EnL/día). No hay
ecuaciones válidas, por lo que no hay ajustes actuales (NRC, 2001)
Requerimientos Nutricionales
Energía…
AGRONOMÍA
U.C.V.
Requerimientos de EM …
EM
k
Calor
El proceso fisiológico
El nivel de consumo
La calidad del alimento
EN
Conversión de EM en EN
ENLp (Mcal/kg) = [ 0,703 EMp (Mcal/kg)] – 0,19
ENM (Mcal/kg) = 1,37 EM – 0,138 EM2 + 0,105 EM3 – 1,12
ENG (Mcal/kg) = 1,42 EM – 0,174 EM2 + 0,122 EM3 – 1,65
Requerimientos Nutricionales
Energía…
AGRONOMÍA
U.C.V.
Sistema de Energía Metabolizable
Blaxter (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 (ARC)
Equivalentes Almidón (1905 )
Sistema Energía Metab. (1962 )
La energía neta de un alimento es
constante.
La energía neta de un alimento disminuye
a medida que incrementa el consumo.
El valor de energía neta de un alimento
para cada función (mantenimiento,
engorde,
lactación)
mantiene
por
separado una relación lineal (aditividad).
Existe un efecto decisivo de
composición del alimento sobre
utilización de la energía.
la
la
Requerimientos Nutricionales
Energía…
AGRONOMÍA
U.C.V.
Premisas
Desventajas …
…
Valores de k variables según: alimento, nivel de
Se asume aditividad en el comportamiento de la EM de los
alimentación
y naturaleza
del producto
alimentos,
desestimando
la interacción
entre (leche,
éstos, elcarne,
animal y el
manejo.
etc.).
No se separa el alimento en función al sitio de digestión, lo que
indudablemente
condiciona
disponibilidad
de EMdedeEM,
diferentes
Valor energético
de loslaalimentos
en términos
dietas.
considerada ésta básicamente una variable con
No características
se considera delaaditividad.
existencia de diferentes patrones de
fermentación, lo que dificulta interpretaciones asociadas al efecto del
plano nutricional sobre la fermentación.
Se definen los requerimientos en función al calor de
En todos
los casos,
subestima
los requerimientos de EM para bajos
combustión
de los
productos.
niveles productivos, y los sobrestima cuando los niveles son altos.
Requerimientos Nutricionales
Energía…
AGRONOMÍA
U.C.V.
Sistema
Francés
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:
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)
Requerimientos Nutricionales
Energía…
AGRONOMÍA
U.C.V.
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.
UF
1 UF
1828 Kcal en vacas lecheras
1 UF
1650 Kcal en ganado de carne
1 UF
2216 Kcal en cerdos
(Kcal)= 1,43 * Proteína cruda digestible + Extracto Libre de Nitrógeno +
Fibra cruda digestible + (Grasa cruda digestible * Factor A) Factor de corrección.
Factor A
Corrección por fuente de grasa
Provenientes de oleaginosas= 2,42
Provenientes de cereales= 2,12
Provenientes de forrajes = 1,91
Factor de Corrección
A mayor cantidad de fibra mayor será la perdida de energía
% FC
FC
4-6
6-8
8-10
10-12
12-14
14-16
> 16
0,29
0,34
0,38
0,43
0,48
0,53
0,58
Requerimientos Nutricionales
Energía…
AGRONOMÍA
U.C.V.
Sistema Cornell
(CNCPS, 1995)
Predice el rendimiento de los rumiantes a partir de los
ingredientes de la dieta, en un modelo de carácter dinámico.
Submodelos:
Carbohidratos y proteínas disponibles
Necesidades de energía y proteína
Aporte y necesidades de PC y AA’s
Sustratos energéticos para síntesis microbiana
ARC............................... EMF
INRA............................. MOF
NRC............................... NDT
CNCPS........................... CHOF
Sustrato energético para hospedador
NDT = Nutrientes - excreción fecal
Requerimientos Nutricionales
Energía…
AGRONOMÍA
U.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
Requerimientos Nutricionales
Energía…
AGRONOMÍA
U.C.V.
Lectura Recomendada …
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.