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1 Simposio: Cruzamiento de vacas lecheras Cruzar animales para una mayor rentabilidad N. Lopez -Villalobos y D. J. Garrick Departamento de Producción Animal Massey University Palmerston North, New Zealand Traducido del original en Inglés: “Symposium: Crossbreeding Dairy Cows”, Proceedings of the 1997 Massey Dairy Farmers Conference. Valeria C. Martorello, Traductora Pública. RESUMEN Los cruzamientos pueden ofrecer algunas ventajas a la industria lechera de Nueva Zelanda. Este trabajo trata los efectos de las estrategias de cruzamiento sobre la rentabilidad del establecimiento ($/ha), el mérito genético a largo plazo y la producción de leche, grasa y proteína del rodeo nacional. Se utilizó un modelo para estimar la rentabilidad de rodeos completos que comprendían las razas Holstein-Frisian (F), Jersey (J) y Ayshire (A) usando diferentes estrategias de cruzamiento. El rodeo F1 JxA logró el mayor ingreso neto anual por hectárea ($1.528) seguido por los rodeos rotativos JxA ($1.507), FxJxA ($1.450) y F ($1.398). El número de madres de toros (vacas activas) y el valor genético (VG) de los toros F, J y A se calcularon anualmente cuando la población de vacas lecheras utilizó varias estrategias de cruzamiento. Las estrategias de cruzamiento rotativo redujeron los tamaños de las poblaciones activas con solamente cambios menores en la ganancia genética anual de los toros. Suponiendo un área fija (consumo de materia seca de 991.000 ha) para pastorear el rodeo nacional, 25 años de mejoramiento hacia J ocasionaron la menor disminución en el número de vacas (277.000), la mayor reducción en el volumen de leche (902 millones de l) y el mayor aumento de grasa (15 millones de kg) y proteína (36 millones de kg) comparados con los valores supuestos para la estación 1995/96. Los efectos de las estrategias de cruzamiento rotativo fueron intermedios entre los efectos ocasionados por los mejoramientos hacia F y hacia J. El resultado financiero neto total de todos estos cambios debería determinarse con cuidado. INTRODUCCION En Nueva Zelanda, para la estación 1995/96, la estructura de razas del rodeo 1 2 nacional fue de 57% Holstein-Frisian (F), 17% Jersey (J), 17% FxJ, 2% Ayrshire (A) y 7% de otras razas lecheras y sus cruzas. El porcentaje de vacas inseminadas artificialmente fue del 82%. Muchas vacas puras fueron servidas con toros de la misma raza, pero una proporción significativa (10 al 24%) fue servida con toros de otras razas (Livestock Improvement Corporation Limited, 1996a). Durante muchos años los productores lecheros han practicado algún tipo de cruzamiento. La rentabilidad del establecimiento ($/ha) ha aumentado debido a los avances del manejo y a la selección dentro de razas. Las vacas disponibles para ser seleccionadas como madres de toros jóvenes se conocen como vacas activas (Macdonald Committee Report, 1992). Las vacas activas pueden ser animales registrados (pedigree) o no registrados (rodeo general), siempre y cuando sean el resultado de al menos tres generaciones de inseminación artificial con toros de una raza. Shannon (1989) identificó que la ganancia genética y, como consecuencia, la rentabilidad del establecimiento es sensible a la población de vacas activas. El cruzamiento es otra opción para aumentar la rentabilidad del establecimiento. Sin embargo, la adopción del mismo podría reducir la tasa de respuesta genética debido a la disminución del número de vacas activas. Como consecuencia, debería lograrse un equilibrio entre el cruzamiento y la selección. Ahlborn-Breier (1989) y Ahlborn-Breier y Hohenboken (1991) sugirieron que una estrategia de cruzamiento rotativo se beneficiaría de la heterosis, la combinación de razas y la mejora genética sostenida de las poblaciones puras. El objetivo de este estudio fue investigar los efectos de las estrategias de cruzamiento sobre: 1) la rentabilidad del establecimiento; 2) el tamaño de la población de vacas activas y las tasas de ganancia genética consecuentes; y 3) la producción industrial de leche, grasa y proteína y los requerimientos de materia seca correspondientes. OPCIONES DE RAZAS PARA PRODUCTORES LECHEROS Hay información contradictoria para guiar al productor lechero en la selección de la raza. Los informes comparativos de la performance de J y F o de vacas cruza FxJ (Quartermain y Carter, 1969; Campbell, 1977; Macmillan et al., 1985; Ahlborn y Bryant, 1992) no son decisivos, pero muchas pruebas sugieren que los rodeos Jersey o los cruza FxJ tienen ingresos netos mayores que los rodeos F. Los productores lecheros se benefician del cruzamiento a través de la heterosis o vigor híbrido. La heterosis tiene lugar cuando la performance de vacas cruza es distinta del promedio de sus razas progenitoras (Figura 1). Varios estudios (Ahlborn-Breier, 1989; Ahlborn-Breier and Hohenboken, 1991; Anónimo, 1994; Harris et al., 1994; Harris et al., 1996) han demostrado efectos significativos de heterosis en los caracteres lecheros y el peso vivo del rodeo lechero de Nueva 2 3 Zelanda (Tabla 1). La Tabla 1 puede utilizarse para calcular la performance esperada de vacas puras y cruza. Si suponemos que el rendimiento de grasa promedio por lactancia de vacas J es de 161 kg, entonces el promedio esperado de vacas F será de 166 kg, el cual es 161 kg + 5 kg. De igual manera, el rendimiento de grasa promedio esperado de la primera cruza de vacas FxJ es de 170,3 kg, el cual es ½ (promedio de F) + ½ (promedio de J) + los efectos de la heterosis= 83 kg + 80,5 kg + 6,8 kg (Figura 1). Tabla 1. Estimaciones de los efectos de la raza (A) y la heterosis (h) en los caracteres lecheros y el peso vivo de razas puras y cruzas HolsteinFrisian (F), Jersey (J) y Ayrshire (A) en Nueva Zelanda (Anónimo, 1994; Harris et al.,1996). Parámetro Carácter Grasa Proteína (kg) (kg) Leche (l) Efectos de la raza AF-AJ AF-AA AJ-AA Efectos de la heterosis hFJ hFA hJA Peso Vivo (kg) 863 135 -728 5 8 3 12 0 -12 78 35 -43 129 64 146 6,8 2,7 7,6 5,0 2,4 5,5 7,2 3,8 12,5 Figura 1. Efectos de la raza y la heterosis en el rendimiento de grasa del rodeo lechero. Rendimiento de grasa (kg) 170 6,8 kg=heterosis 155 166 163.5 161 140 Frisian F1 FxJ Raza de la vaca 3 Jersey 4 Estimaciones de los efectos de la raza y la heterosis podrían ayudar a los productores lecheros a elegir una estrategia que aumente o mantenga la ganancia neta del establecimiento. A continuación se explican brevemente algunas estrategias: Razas Puras El rodeo lechero es operado con vacas puras, las cuales son servidas con toros de alto mérito genético de la misma raza. El rodeo se reemplaza con vaquillonas producto de grupos de vacas de todas las edades. Los servicios son designados para evitar niveles altos de endocría. Primeras cruzas Una primera cruza es el producto del servicio de una vaca pura con un toro puro de otra raza. La primera cruza contiene 50% de genes de las dos razas progenitoras y expresa un 100% de heterosis. Los rodeos lecheros manejados enteramente con vacas de primera cruza dependen del suministro de reemplazos de otros rodeos. Un rodeo puro con una alta performance reproductiva puede producir terneras puras para reposición y terneras cruza para rodeos de primera cruza. Los rodeos puros pueden producir primeras cruzas de FxJ y AxJ cuando una cierta proporción de las vacas son servidas con toros F y A. Cruzamientos rotativos Una propuesta para explotar la heterosis en un rodeo de auto reemplazo es el cruzamiento rotativo. Las vacas cruza son servidas con toros de raza pura en forma alternada. En una rotación de dos razas que comienza con un rodeo J, las vacas son servidas con un toro F para producir vacas F 1 FxJ. La mitad de las vacas F1 son servidas con toros Frisian para producir vacas ¾ F ¼ J, y la otra mitad son servidas con toros J para producir vacas ¼ F ¾ J. A continuación, las vacas ¾ F ¼ J son servidas con toros J, y las vacas ¼ F ¾ J son servidas con toros F. Después de tres generaciones más, la mitad del rodeo será 2/3F 1/3J y la otra mitad será 1/3F 2/3 J. Esta estrategia mantiene el 67% de la heterosis expresada por la primera cruza (Figura 2). 4 5 F J h Grasa= 2/3 (166) + 1/3 (161) + 2/3 (6,8) =168,9 por vaca Vacas 2/3 F 1/3 J Toro F Toro J Vacas 1/3 F 2/3 J F J h Grasa = 1/3 (166) + 2/3 (161) + 2/3 (6,8) = 167,2 por vaca Figura 2. Cruzamiento rotativo de dos razas FxJ. F y J representan los efectos de las razas Holstein-Frisian y Jersey respectivamente y h representa los efectos de la heterosis de la primera cruza. Se pueden seguir estrategias similares para establecer cruzamientos rotativos de dos razas entre F y A y entre J y A. Las rotaciones de tres razas también son posibles. Por ejemplo, si comenzamos con un rodeo F, las vacas son servidas con toros J para producir vacas F1 FxJ. Estas primeras cruzas son servidas con toros A para producir ¼F ¼J ½A , las cuales son servidas con un toro Frisian para producir 5/8F 1/8J 3/8A y así sucesivamente. Después de varias generaciones de alternar los servicios de las hijas cruzas resultantes con toros puros, el rodeo estará compuesto por tres grupos de animales: 4/7F 1/7J 2/7A, 2/7F4/7 J1/7A y 1/7F 2/7J 4/7A. Los niveles de heterosis mantenidos con esta estrategia son del 86% del expresado por las primeras cruzas. RENTABILIDAD DE LAS ALTERNATIVAS DE CRUZAMIENTOS Un modelo determinístico en computadora fue desarrollado para simular un sistema lechero en condiciones de pastoreo (Lopez-Villalobos y Garrick, 1996). Este modelo se basó en un ciclo de producción y se utilizó para evaluar la rentabilidad anual ($/ha) de rodeos lecheros usando distintas opciones de razas. Se asumió que los rodeos tenían una estructura de edad comercial con una tasa de reemplazo del 22%. La tasa de preñez fue del 95%, pero sólo el 80% de las 5 6 vacas y el 30% de las vaquillonas fueron preñadas por toros puros probados a través de semen fresco. Todas las vaquillonas fecundadas artificialmente fueron criadas y el remanente fue vendido en calidad de animal preñado. La performance esperada de las vacas se estimó utilizando los efectos de la raza y la heterosis de la Tabla 1. Se tomó como base un rodeo Holstein con los siguientes promedios de vacas: peso vivo: 474 kg; rendimiento lechero: 3796 l; 166 kg de grasa y 131 kg de proteína. Las tendencias genéticas fueron tomadas en cuenta de forma tal que los animales jóvenes tuvieran mayor mérito genético que los animales más viejos. La performance de las primeras cruzas de los rodeos FxJ, FxA y JxA se estimó asumiendo que otros rodeos suministrarían los reemplazos. Su supuso que los rodeos que utilizaban cruzamientos rotativos estaban en equilibrio con respecto a la composición de razas. Esto significa que, por ejemplo, en un cruzamiento rotativo de dos razas FxJ, la mitad del rodeo era 2/3F1/3 J y la otra mitad era 1/3F2/3J. Los requerimientos de materia seca (MS) para el rodeo se calcularon dividiendo el requerimiento total de energía metabolizable (EM) por una densidad de energía asumida por kg de MS de pastura de EM de 10,5 megajoules. El total de EM se determinó sumando los valores de los componentes: mantenimiento, preñez, ganancia de peso vivo y lactancia (Holmes et al.,1987). La carga animal, definida como el número de vacas maduras que pastorean por hectárea, se calculó como la relación de pastura utilizable por hectárea sobre el requerimiento total de materia seca por vaca por año (incluyendo los reemplazos). Se asumió que se utilizaron 12.000 kg de MS/ha para la producción lechera. El análisis económico se basó en el ingreso obtenido usando valores promedio de productos comerciales menos los costos de un tambo promedio de Nueva Zelanda para la estación 1995/96 (Livestock Improvement Corporation Limited, 1996b). Los valores ($) de la leche, la grasa y la proteína fueron de – 0,04 por l, 2,72 por kg y 5,91 por kg, respectivamente. En la Tabla 2 figuran los costos de producción y los ingresos por vaca por hectárea bajo diferentes estrategias de cruzamiento. El mayor ingreso por vaca fue logrado por el rodeo F1 FxA, seguido por los rodeos F1 FxJ y F. Los costos de producción por vaca fueron mayores en el rodeo F, seguidos por los rodeos F 1 FxA y por los rotativos FxA. El ingreso neto mayor por vaca correspondió al rodeo F1 FxJ, seguido por el F1 JxA y por el rotativo FxJ. El rodeo F1 JxA obtuvo el mayor ingreso neto por hectárea, seguido por los rodeos rotativos JxA y J. Estos resultados sugieren que las estrategias de cruzamiento son alternativas para aumentar la rentabilidad de los tambos comerciales. Tabla 2. Ingreso bruto y neto y costos de producción por vaca por hectárea para diferentes programas de reproducción que comprenden las razas 6 7 Holstein-Frisian (F), Jersey (J) y Ayrshire (A). Sistema de Mejoramiento Razas Puras F J A Primera Cruza F1 FxJ F1 FxA F1 JxA Rotación con dos razas FxJ FxA JxA Rotación con tres razas FxJxA Ingreso Bruto $/va $/ha ca Ingreso por ventas $/va $/ha ca Costos de Producción $/va $/ha ca Ingreso Neto $/va $/ha ca 1228 1155 1203 2910 3107 2997 118 99 111 280 267 276 638 595 621 1512 1600 1546 590 560 582 1398 1507 1450 1232 1234 1227 3041 2967 3079 108 115 106 267 275 267 622 633 618 1535 1523 1551 610 601 609 1506 1444 1528 1227 1227 1212 3031 2964 3070 109 114 107 270 276 271 623 631 615 1538 1523 1559 604 597 597 1493 1441 1512 1226 3025 110 271 623 1538 603 1487 EFECTO DE LAS ESTRATEGIAS DE CRUZAMIENTO SOBRE LA TASA DE GANANCIA GENETICA La evaluación genética del ganado lechero demuestra que las vacas cruza J y FxJ tienen mayor valor genético (VG) que las vacas F y A (Harris et al.,1996). Esto puede fomentar un mayor uso de vacas cruza, desgastando así el número potencial de madres de toros (vacas activas) reduciendo el progreso genético. Se utilizó un modelo determinístico de computadora para cuatro alternativas de selección teniendo en cuenta la superposición de generaciones para evaluar el efecto de las estrategias de cruzamiento sobre el tamaño de las poblaciones de vacas activas y la ganancia genética resultante sobre los próximos 25 años. El número total de vacas fue de 2,6 millones con una composición de raza y estructura de edad representativa de 1990. El tamaño permaneció similar a través de los años. El 90% de las mejores vacas fue seleccionado para reemplazos de razas. Las vacas activas fueron aquellas con al menos tres generaciones de inseminación artificial y con 7/8 de genes de una raza. Se asumió que los tamaños de las poblaciones activas de F, J y A fueron de 255.469, 157.900 y 8.493 vacas respectivamente. Se seleccionaron 4,2 madres de toros para cada toro joven que tuviera una prueba de progenie. Sólo se probaron toros puros. Los resultados de las pruebas de progenie (de 60 a 85 hijas) se 7 8 obtuvieron cuando los toros tuvieron 5 años de edad. Se seleccionaron toros vivos de 5, 6 y 7 años de edad para fecundar a las vacas. El número de toros seleccionados dependió de la demanda futura anticipada. Dentro de las razas, se seleccionaron tres toros muertos o vivos de 5 y 6 años de edad pues se contaba con semen congelado. Se estudiaron varias estrategias de cruzamiento: mejoramiento hacia F, mejoramiento hacia J, cruzamientos rotativos de dos razas FxJ y cruzamientos rotativos de tres razas FxJxA. En todas las estrategias, se separó una fracción de vacas puras para mantener la fuente de las madres de toros. Las tasas anuales promedio de ganancia genética se calcularon como el cambio promedio del valor genético de los grupos de toros a la fecha (25 años). La ganancia genética anual asintótica se tomó como el aumento del VG de los grupos de toros en el último año de simulacro. Los resultados se demuestran en la Tabla 3. Tabla 3. Número de vacas activas y ganancia genética anual promedio y asintótica en el grupo de toros después de 25 años bajo distintas estrategias de cruzamiento comprendiendo las razas Holstein-Frisian (F), Jersey (J) y Ayrshire (A). Vacas Activas (x 1000) Estrategia Razas Puras Raza F J A Mejoramiento hacia F Ganancia Genética ($/VGa/año) 964 338 29 Promedio 6,7 6,3 5,5 Asintótica 8,1 7,2 6,0 F J 1219 47 7,0 5,9 8,3 5,6 Mejoramiento hacia J F J 76 1105 6,3 6,8 6,0 7,9 Rotación con dos razas FxJ-60b F J 76 24 6,4 6,0 7,0 6,4 Rotación con dos razas FxJ-50 F J 35 11 6,3 5,8 6,7 6,0 Rotación con tres razas FxJxA-60 F J A 76 24 17 6,4 6,0 5,6 6,9 6,4 6,8 8 9 aVG= Valor Genético (Indice BW en Nueva Zelanda) número indica la proporción de vacas con 7/8 genes de una raza, las cuales fueron servidas con toros de la misma raza. bEste Después de 25 años de mejoramiento hacia F, el número de vacas activas F y J fue de 1.219.000 y 47.000. La ganancia genética anual promedio de los grupos de toros F y J fue de 7,0 y 5,9 $VG y se aproximó a una tasa asintótica de 8,3 y 5,6 $VG. El mejoramiento hacia J tuvo un efecto opuesto. Las estrategias de cruzamiento rotativo redujeron el tamaño de las poblaciones activas pero ocasionaron reducciones menores en la ganancia de VG de los grupos de toros. EFECTO DE LA SELECCION Y EL CRUZAMIENTO EN LOS FLUJOS INDUSTRIALES DE LECHE, GRASA Y PROTEINA Durante 25 años se calcularon respuestas correlativas para la leche y sus componentes para diferentes estrategias de cruzamiento. La producción total de leche, grasa y proteína, la relación proteína:grasa y los requerimientos totales de materia seca se calcularon asumiendo un igual número de vacas (Tabla 4) o una disponibilidad fija de materia seca (área) para el negocio lechero (Tabla 5). Si el número de vacas permanece constante, entonces el alimento (número de hectáreas) requerido aumentará desde un 11% para el mejoramiento hacia Jersey hasta un 22% para el Frisian. El mejoramiento hacia F produjo los mayores aumentos en el área para la producción lechera, el volumen de leche y la proteína desde 2.633.000 vacas. Si el alimento (área) permanece constante, entonces el número de vacas (carga animal) disminuirá desde un 10% para el mejoramiento hacia Jersey hasta un 18% para el Frisian. El mejoramiento hacia J produjo la menor disminución en el número de vacas, la mayor disminución en el volumen de leche y el mayor aumento en grasa y proteína desde 991.000 ha. Las estrategias de cruzamiento rotativo tienen efectos intermedios entre los mejoramientos hacia F y J. El resultado financiero neto total de todos estos cambios debería determinarse con cuidado. Tabla 4. Aumentos pronosticados en el rendimiento total de leche, grasa y proteína, relación proteína:grasa y área para la producción de leche en la industria lechera de Nueva Zelanda con diferentes estrategias de cruzamiento que comprenden las razas Holstein-Frisian (F), Jersey (J) y Ayrshire (A) de 2.633.000 vacas en todos los casos. Leche Grasa (millones, (millones, l) kg) 9 Proteína (millones, kg) Relación Proteína:Gra sa Superficie (x 1000, ha) 10 Base 1995/96 8694 404 317 0,79 991 Aumentos pronosticados despúes de 25 años de mejoramiento Estrategia Razas Puras 1176 65 89 0,08 Mejoramiento 1599 69 95 0,09 hacia F 23 62 76 0,06 Mejoramiento hacia J 924 73 91 0,07 Rotación con dos razas FxJ1108 67 92 0,08 a 60 Rotación con tres razas FxJxA-60 aEste número indica la proporción de vacas con 7/8 genes de una cuales fueron servidas con toros de la misma raza. 188 216 112 175 178 raza, las Tabla 5. Aumentos pronosticados en el rendimiento total de leche, grasa y proteína, relación proteína:grasa y número de vacas para la producción de leche de la industria lechera de Nueva Zelanda con diferentes estrategias de cruzamiento que comprenden las razas Holstein-Frisian (F), Jersey (J) y Ayrshire (A) de 991.000 hectáreas en todos los casos. Leche Grasa (millones, (millones, l) kg) Base 1995/96 8694 404 Proteína (millones, kg) 317 Relación Proteína:Gra sa 0,79 Vacas (x 1000) 2633 Aumentos pronosticados despúes de 25 años de mejoramiento Estrategia Razas Puras Mejoramiento hacia F Mejoramiento hacia J Rotación con dos razas FxJ60a Rotación con tres razas -399 -240 -902 -10 -16 15 24 22 36 0,08 0,09 0,06 -430 -480 -277 -520 1 30 0,07 -405 -385 -5 30 0,08 -411 10 11 FxJxA-60 número indica la proporción de vacas con 7/8 genes de una raza, las cuales fueron servidas con toros de la misma raza. aEste CONCLUSIONES Los resultados de este estudio sugieren que los cruzamientos pueden beneficiar a la industria lechera de Nueva Zelanda. Las estrategias de cruzamiento rotativo pueden aumentar la rentabilidad de los rodeos comerciales. Estas estrategias también pueden mantener la población de vacas activas de forma tal que la selección dentro de la raza y la heterosis se exploten conjuntamente. Si el área para la lechería permanece constante después de 25 años, el mejoramiento hacia Jersey en combinación con la selección pueden llevar a que una industria procese volúmenes menores de leche y produzca cantidades mayores de grasa y proteína comparadas con los valores base 1995/96. El resultado financiero neto total de todos estos cambios debería determinarse con cuidado. REFERENCIAS Ahlborn, G. and Bryant, A. M. 1992. Production, economic performance and optimum stocking rates of Holstein-Frisian and Jersey cows. Proceedings of the New Zealand Society of Animal Production. 52:7-9. Ahlborn-Breier, G 1989. Crossbreeding – an opportunity to increase farm income. Dairyfarming Annual, Massey University, 41: 23-43 Ahlborn-Breier, G. and W. D. Hokenboken. 1991. Additive and nonadditive genetic effects on milk production in dairy cattle: evidence for major individual heterosis. Journal of Dairy Science 74:592-602 Anonymous. 1994. Hybrid vigour effect in first cross. 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