ANAIS

VIII JORNADA NESPRO

I SIMPÓSIO INTERNACIONAL SOBRE SISTEMAS DE

PRODUÇÃO DE BOVINOS DE CORTE

A vez da inovação na pecuária de corte

Editores:

Maria Eugênia Andrighetto Canozzi

Bárbara Bremm

João Batista Gonçalves Costa Júnior

Júlio Otávio Jardim Barcellos

Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)

Faculdade de Agronomia

Departamento de Zootecnia

Núcleo de Estudos em Sistemas de Produção de Bovinos de Corte e Cadeia Produtiva (NESPRO)

Av. Bento Gonçalves, nº 7.712 – Bairro Agronomia – Porto Alegre, RS, Brasil

CEP: 91.540-000

www.nespro.ufrgs.br

nespro@ufrgs.br

(+55 51) 3308 6958

CIP – Catalogação na Publicação Biblioteca Setorial da Faculdade de Agronomia da UFRGS Bibliotecária: Elisângela da S. Rodrigues - CRB10/1457

J82a JORNADA NESPRO (8. : 2013 : Porto Alegre, RS)

Anais / VIII Jornada NESPRO, I Simpósio Internacional sobre Sistemas de Produção de Bovinos de Corte; editado por Maria Eugênia Andrighetto Canozzi ... [et al.]. Porto Alegre : NESPRO/UFRGS, 2013.

232 p. 1. Bovinocultura de corte 2. Bovino de corte I. Simpósio Internacional

sobre Sistemas de Produção de Bovinos de Corte (1. : 2013 : Porto Alegre, RS) II. NESPRO - Núcleo de Estudos em Sistemas de Produção de Bovinos de Corte e Cadeia Produtiva III. Canozzi, Maria Eugênia Andrighetto (Ed.) IV. Bremm, Bárbara (Ed.) V. Costa Júnior, João Batista Gonçalves (Ed.) VI. Barcellos, Júlio Otávio Jardim (Ed.)

CDD: 636.2063

APRESENTAÇÃO

A VIII edição da Jornada do NESPRO e o I Simpósio Internacional sobre

Sistemas de Produção de Bovinos de Corte têm como objetivo apresentar e discutir

as perspectivas para a pecuária brasileira, com ênfase especial às inovações

necessárias para retomar a competitividade do negócio. Com isso, espera-se analisar

os impactos produtivos, econômicos e comerciais da introdução de novas tecnologias

dentro dos sistemas de produção a partir de visões nacionais e internacionais. Como

resultado desta abordagem, consolida-se em texto, os resultados de pesquisas e de

experiências empíricas de vários profissionais que atuam nos diferentes segmentos

que constituem a produção pecuária de vários países.

O conteúdo destas memórias apresenta ao leitor uma abordagem de vanguarda

para a transição da pecuária à próxima década a partir dos elementos que serão a base

da produção. Para isto serão abordados conteúdos desde a área do melhoramento

genético, reprodução, nutrição, gestão e organização da cadeia produtiva. Portanto,

todos os elementos necessários para organizar um sistema de produção. Contudo, em

todos eles o vetor principal será o novo, as inovações tecnológicas de produtos e

processos, cujo resultado será uma pecuária mais eficiente e lucrativa. Dessa forma, a

obra buscará ser uma referência contemporânea para as principais dimensões da

produção. Tenham uma boa leitura.

Júlio Barcellos

Coordenador do NESPRO

SUMÁRIO

Pág.

Advances in management and breeding of the beef replacement heifer _________

Jack Whittier

05

Management of breeding cow herds in low-nutrition environments – North

Australian experience _________________________________________________

Geoffry Fordyce, Kieren D. McCosker and Michael R. McGowan

19

Avanços conceituais aplicados à IATF em vacas de cria _____________________

Pietro Sampaio Baruselli, Márcio de Oliveira Marques, Roberta Machado Ferreira, Manoel

Francisco de Sá Filho et al.

33

Bull selection and management for natural mating of beef herds ______________

Geoffry Fordyce

51

Bio-economic management of cow/calf operations __________________________

Jason K. Ahola

65

Produção de bovinos em sistemas integrados ______________________________

Paulo César de Faccio Carvalho, Armindo Barth Neto, Taise Robinson Kunrath, Raquel Santiago

Barro et al.

80

Manipulação da curva de crescimento para otimizar produção de carne _______

Tiago Zanett Albertini, Michele Lopes do Nascimento, Gissa Domingues Torres & Dante Pazzanese

Duarte Lanna

100

Animal disease traceability in the United States ____________________________

Jason K. Ahola & Sara C. Ahola

118

El bienestar animal aplicado a los sistemas de producción de ganado vacuno ___

Marcia del CampoGigena

132

Supplementation of beef cattle on pasture _________________________________

David Bohnert

163

Avanços nos programas de avaliação genética aplicados à pecuária de corte ____

Fernando Flores Cardoso, Thais Bento Pires Lopa, Patrícia Biegelmeyer & Alexandre Rodrigues

Caetano

179

A reconfiguração dos sistemas de produção de bovinos de corte para a próxima

década ______________________________________________________________

Júlio O. J. Barcellos, Maria Eugênia A. Canozzi, Concepta McManus, Tamara E. Oliveira et al.

197

The livestock sector 2020 – Consumer perspectives _________________________

Luís Kluwe Aguiar

222

5

Advances in management and breeding of the beef replacement heiferI

Jack C. Whittier1

I Text prepared for VIII NESPRO Meeting / I International Symposium in Beef Cattle Production System. Porto

Alegre, RS, Brazil. September 24th-26th, 2013.

Summary

The primary focus of this paper has been on the benefits of managing heifers to conceive

early in their first breeding season and to use management practices such as target weights,

heterosis and ovulation synchronization. This practice produces cows that have greater

lifetime productivity due to more growing days of their progeny before a set weaning date,

which results in greater weight weaned. It also provides for longer postpartum intervals to

prepare for the subsequent breeding season, therefore increasing the probability of conception

early in the breeding season to facilitate early calving the next calving season. Combined,

these factors result in greater lifetime productivity of heifers that calve early relative to

herdmates.

1. Introduction

Profitable management of the beef cow-calf enterprise requires effective decisions

concerning when and where to invest money. The question of how producers should invest in

replacing the herd should be carefully considered. The cost of replacing the herd is critical to

the profitability of the cattle enterprise. If producers raise replacement heifers two factors that

must be kept in balance in order to maximize the profitability of the heifer development

enterprise. First, yearling, 2-yr-old, and 3-yr-old heifers are all classes of cattle that are

associated with high reproductive risk. By failing to invest adequately in the development of

heifers at a young age, increased numbers of cattle will fall out of the herd due to reproductive

failure. Likewise, if excessive spending occurs during the development stage, development

expenditures above income generated will not be recaptured later in the cow’s reproductive

life (Meek et al., 1999). This paper will discuss current and evolving management practices

for developing beef replacement heifers to allow managers to make good investment

decisions of time, feed, labor and financial resources.

1 Professor and Beef Extension Specialist, Department of Animal Sciences, Colorado State University, United States.

6

2. Factors driving improvement in heifer development practices

2.1. Cow herd expansion is coming – demand for food (beef) will increase.

The number of cattle worldwide required to meet the growing demand for beef in the

coming decades is projected to increase. According to Elam (2006) “Meat production growth

is driven by a combination of increases in economic activity that result in increased

purchasing power coupled with population growth that increases the number of consumers.

Projections of growth in global GDP and population through 2050 strongly suggest that there

will be substantial increases in meat production requirements over the next 45 years.” Cattle

producers, along with other meat providers, will need to develop and incorporate advances in

technology to meet this growth.

2.2. Quality is being rewarded more than in the past and has created change in

what the cattle industry is producing.

Quality and consistency of cattle moving through marketing channels to produce meat

has been the topic of considerable discussion in the past 20 years, particularly in the United

States (CattleFax, 2011). Prior to the mid-1990’s average pricing was the primary mechanism

to price live cattle (Johnson & Ward, 2005). In the mid-1990’s marketing tools known as

“grid marketing” or “value-based marketing” began to emerge in the U.S. fed cattle industry.

These tools are designed to differentiate between average prices for a group of cattle and the

value of individual animals when harvested and marketed as carcasses. The primary

components of these marketing grids are carcass weight, quality and yield grade.

Johnson & Ward (2005) reported that marketing grids are shaping production by

penalizing lower quality carcasses and rewarding higher quality carcasses. More recently,

Fausti et al. (2013) evaluated the effect of carcass quality on the grid verses dressed weight

carcass revenue differential and stated that empirical evidence suggests that carcass quality

attributes such as prime and select quality grades, and heavy carcass weight shave been

gaining influence with respect to market valuation of individual animal’s carcass

characteristics.

As value of individual animal carcass traits is rewarded, this sends a signal throughout

the beef supply chain to improve desired traits in the cow herd. Therefore, breeding and

selecting replacement heifers with these desired traits will have economic benefits. Heifer

selection and development strategies that consider documented quality traits are

recommended.

7

2.3. Genetic merit information is readily available. Genetic prediction tools are

effective and will get even better (and quicker) with genomics.

Tools for accurately identifying and propagating cattle with proven genetic superiority

were developed using statistical procedures to minimize subjective evaluation (Kress et al.,

1977) and became mainstream in the mid-1980’s both in the United States and throughout the

world. The impact of using reliable genetic information to improve production traits is easily

seen in genetic improvement trends regularly published by breed associations in the (Garrick

and Enns, 2003). In the United States, EPDs for traits related to reproductive merit include

Heifer Pregnancy and Stayability. Heifer Pregnancy (HPG) EPD predicts the probability of a

heifer conceiving to calve first at two years of age. Stayability (STAY) EPD predicts the

probability of a bull’s daughters remaining productive until at least six years of age, the

assumed age when heifer development costs reach breakeven (RAAA, 2013).

Use of genomic information to compliment traditional EPDs is developing at a rapid

pace as an additional tool for accurately selecting animals with desirable traits (Whittier,

2011). For example, adding genomic information to pedigree only-based EPDs is estimated to

increase birth weight EPD accuracy from 0.05 to 0.28, or the equivalent of approximately 12

progeny (Scharpe, 2013). It is not difficult to understand how beneficial it would be when

identifying young sires that excel genetically in low birth weight if the number of progeny

needed were reduced by 12 calves to gain comparable prediction accuracy from traditional

EPD computations (Spangler, 2013).

2.4. Heifers that conceive early as yearlings during their first breeding season

appear to be “programmed” for productive lives.

Forty years ago, an article published in the Journal of Animal Science by Lesmeister et

al. (1973), demonstrated the wisdom of these authors in setting the stage for many of the

heifer management practices used in the beef industry currently. This oft quoted study

documented the relationship of relative date of first calving compared to herd mates and

subsequent calf production. This article was published in Journal of Animal Science in 1973

by Lesmeister, Burfening and Blackwell (Lesmeister et al., 1973). I quote the summary from

that article:

“A study was made of the effect of relative first calving date in beef heifers on lifetime

production using production records from two beef herds[Bozeman and Havre, Montana].

8

The study involved 2036 spring calves [born] from 481 cows weaned in October or November

of each year. An initial calving group was determined for each heifer based on the relative

birth date of her first calf. A subsequent calving group was similarly assigned to each

additional calf from the same cow. Heifers calving initially in the early, first and second

groups tended to calve earlier throughout the remainder of their productive lives than heifers

calving initially in later groups. However, repeatability estimates for calving group in the two

herds were 0.092 and 0.105 indicating that only moderate improvement might be made by

culling cows that calve late during the normal calving season. Calves born in earlier groups

grew significantly faster from birth to weaning and weighed more at weaning than calves

born in later groups. Lifetime production was significantly affected by initial calving group.

Early calving heifers had higher average annual lifetime calf production than late calving

heifers. This study indicates the importance of managing and breeding heifers so they will

calve early in the season and thus tend to maintain early calving throughout their productive

lives. Such management should contribute profit in the cow-calf operation.” (Lesmeister et

al., 1973)

As mentioned, this study is frequently quoted since it describes and documents the

benefits of managing heifers to calve in the first 21 days of their first calving season. Here is a

portion of the concluding paragraph from the article by Lesmeister et al. (1973).

“[T]hese data indicate the importance of managing first-calf heifers for early calving in the

optimum season in herds with a limited breeding season and a definite time of weaning. A

larger proportion of replacement heifers than needed should be bred, pregnancy tested and

culled at the end of the breeding period if they are open. The heifers that conceive and calve

the earliest immediately indicate their greater reproductive efficiency and lifetime potential.

They should be given some preference in selection. The proper application of selection for

rapid growth and early sexual maturity in yearling beef heifers and adequate nutritional

regime are essential for "programming" beef cows for early, regular calving throughout their

productive lives.” (Lesmeister et al., 1973).

Today, the term “programmed” is frequently used in connection with “fetal

programming”, or the impact that the maternal environment plays on the performance of the

individual throughout its life. Lesmeister and co-authors’ use of the term “programmed” did

not encompass today’s fetal programming meaning, but it is insightful that even in 1973 it

9

was suggested that preparing heifers for early calving by nutrition and selection was a

recommended practice.

Dr. Rick Funston and co-workers (Funston et al., 2012) reported data on the relationship

between when a heifer was born (i.e. in the 1st, 2

nd or 3

rd 21-day period of the calving season)

and her lifetime progeny. This study was done cows in Nebraska at the Gudmundsen

Sandhills Laboratory, Whitman, Nebraska (NE), using data steer and heifer progeny data

recorded from 1997 to 2010. The progeny were from composite cows (Red Angus x

Simmental) and the study included feedlot and carcass characteristics of steer progeny and

reproductive traits of heifer progeny.

2.5. Early-born heifers tend to have early calves themselves.

From the Funston report, it is interesting, though not surprising, that heifers born as first

calf progeny tended (P≤0.10) to have the greatest weaning weight if they were born to a

heifer that was born in the first calving period. Thus, there was a generational advantage for

early calvers.

“…more (P < 0.01) calves were born in the first 21 d of the calving season if the heifer

herself was born in the first calving period.” (Funston, et al., 2012)

2.6. Steer progeny from early calving cows produce higher value carcasses than

late calving cows.

The Funston study reported that steer progeny also displayed an advantage if they were

born during the early portion of the calving season when compared with later born steer

progeny (Tab. 1).

“Carcasses of earlier born steers were more valuable on a [body weight] basis and received

a greater premium on a carcass basis than later born steers.” (Funston, et al., 2012)

Tab. 1. Comparison of carcass traits of steer progeny from cows born themselves during various calving periods

(from Funston et al., 2012).

Calving Period

Item 1 2 3 P Value

Hot Carcass Wt, lb 818 805 778 <0.01

Yield Grade 3.0 2.9 2.7 <0.01

Marbling 569 544 519 <0.01

Choice or greater, % 79 78 65 0.13

10

Avg Choice or higher, % 34 19 14 0.01

Carcass Value, $ $1,114 $1,089 $1,040 <0.01

A summary of the results reported in the Nebraska study is presented in the implications

section of the Funston article as follows:

“Heifer calves born during the first 21 d of the spring calving season had greater weaning,

prebreeding, and precalving [body weight]; greater percent cycling before breeding; and

greater pregnancy rates compared with heifers born in the third calving period. First calf

progeny from heifers born in the first 21 d of the calving period also had an earlier birth date

and greater weaning [body weight]. Calving period of heifer progeny significantly impacts

development and first calf characteristics. Steer calves born earlier in the calving season

have greater weaning [body weight], [hot carcass weight], and marbling scores. Increasing

early calving frequency may increase progeny value at weaning and enhance carcass value of

the steers. Managing groups of heifer and steer progeny by calving date may allow for more

efficient use of resources and optimize reproductive performance of heifer calves and feedlot

performance of steer calves.” (Funston, et al., 2012)

Lifetime productivity has been shown to be greater in heifers managed so they calve

early their first calving. This results from both older and faster growing calves that are born

early relative to later-born herdmates. Advantages of early-born calves are perpetuated by

greater pregnancy rates at first mating in early-born heifers and greater carcass value in early-

born steer calves.

3. Additional management practices for replacement heifers

3.1. Target weights

The concept of target weights is not new to the beef industry. Target weights are often

established for replacement heifers and are simply a desired weight at certain points during

the development period from weaning to delivery of their first calf. Target weights are

established based on percentage of her estimated weight when she would reach maturity. The

traditional target weight at breeding has been 65% of mature weight. Funston & Deutscher

(2004) published data which indicated that current heifer development systems are effective at

lower target weights of 55 to 60% of mature weight. This is likely due to the fact that there

11

have been changes in the type and fertility of cattle since the traditional target weight of 65%

was recommended. Therefore, development to lower target weights has been effective

without a decrease in reproductive output. This may result in a feed cost saving to the

producer. Tab. 2 outlines estimates in body weight under various scenarios.

Tab. 2. Traditional and recent recommendations for target weights for developing replacement heifers.

Development Point

Traditional

% of

Estimated

Mature

Weight

Recent

Recommendations

for % of Estimated

Mature Weight1

Traditional Heifer

Weight based on

1200 lb Mature

Weight

Recent

Recommendations

for Heifer Weight

based on 1200 lb

Mature Weight

Pre-Breeding 60-65 50-55 720-780 600-660

Breeding 65-70 55-60 780-840 660-720

1st Preg Check 70-75 70-75 840-900 840-900

1st Calving 80-85 80-85 960-1020 960-1020

2nd Calving 90-95 90-95 1020-1080 1020-1080

1From Funston and Deutscher 2004.

3.2. Heterosis is still a real thing, don’t overlook it

The effect of heterosis on reproductive traits have been shown repeatedly. Work done at

the U.S. Meat Animal Research Center (MARC) clearly demonstrates the effect of cumulative

hybrid vigor on weight of calf weaned per cow exposed (Cundiff et. al. 1974). This results

from the additive effect of heterosis for weaning weight in crossbred calves from straightbred

dams coupled with the maternal heterosis from crossbred calves from crossbred dams. This

concept is illustrated in Fig. 1.

Fig. 1. Cumulative hybrid vigor effects on pounds of calf weaned per cow exposed from Cundiff et al., 1974.

12

In addition to heterosis for pounds of weaning weight per cow exposed, cow longevity

is also improved due to heterosis. The probability of crossbred verse straightbred cows

surviving in a production herd to a given age was reported by Nunez-Dominguez et al.

(1991). The effect of heterosis on reproductive performance of cows is illustrated in Fig. 2, 3

and 4.

Fig. 2. Probability of crossbred verses straightbred cows surviving in a production herd to a given age (from

Nunez-Dominguez et al., 1991).

Fig. 3. Longevity of straightbred and cross bred cows (from Nunez-Dominguez et al., 1991).

13

Fig. 4. Lifetime production (total weight of all calves weaned per cow) of straightbred verses crossbred cows

(from Nunez-Dominguez et al., 1991)

Some groups in the United States have been advocating abandoning crossbreeding in

commercial beef enterprises (Speer, 2012). Discussions have centered on the complexity of

planned crossbreeding systems and the adoption rate of such programs. It is my opinion that

the merits of heterosis for reproductive traits cannot be overlooked in commercial beef

programs. I believe it would be a mistake to give up these advantages since crossbreeding as

replacement heifer management practice has many positive aspects for reducing costs and

improving profitability.

3.3. Timed AI has come a long way and will continue to improve. This opens

opportunities for heifer management.

Protocols of managing ovulation for fixed-time inseminations in cows and heifers have

seen marked advancements in the past 5 years. It is common to achieve upwards of 55 to 60%

timed-AI pregnancy rates using protocols that incorporate CIDRs. A study comparing 3

CDDR-based protocols in heifers was recently conducted and the manuscript is currently

under review for publication (Bridges et al., 2013). These data showed 62.5% pregnancy with

one of the protocols (Tab. 3). This level of success makes fixed-time AI a viable management

practice to incorporate AI into heifer development systems.

It is also important to note that in this same study, heifers that were pubertal, as

measured by serum progesterone levels at the beginning of the study, became pregnant at

greater (P<0.01) rates than heifers that were prepubertal (Tab. 3). This underscores the

14

importance of proper heifer development to achieve a high percentage of heifers that have

reached puberty prior to the synchronization period.

Tab. 3. Fixed time-AI pregnancy rates in virgin beef heifers receiving either 5-day CO-Synch + CIDR (5dCO),

PG 6-day CIDR (PG-6dCIDR) and 14-day CIDR PG (14dCIDR-PG) for ovulation synchronization. (from

Bridges et al., 2013)

Treatment 5dCO PG-6dCIDR 14dCIDR-PG

Fixed-time AI pregnancy

rate (%)

62.5

(168/269)

56.9

(149/262)

53.3

(144/270)

Pubertal Status Pubertal Prepubertal

Fixed-time AI pregnancy

rate (%)

60.7a

(372/613)

47.3b

(89/188)

a, b Pregnancy rates differ by pubertal status (P < 0.01)

3.4. Yearling heifers that respond to estrus synchronization and conceive early to

AI produce greater lifetime revenue than heifers that conceive to natural

service.

A study done by Colorado State University and recently published (French et al., 2013)

evaluated 6,693 records from 1,173 females at the CSU John E. Rouse Beef Improvement

Center (BIC) located in Saratoga, WY. The objectives of the study were: 1) determine the

effect of conception to AI or natural service (NS) as yearlings on lifetime productivity, and 2)

compare lifetime productivity among females that were the offspring of an AI or NS sire.

In herds that use AI, such as BIC, it is a standard practice to conduct AI at the beginning

of the breeding season, and follow later with clean-up bulls for natural mating. Therefore, the

opportunity for NS sires to produce early born calves is compromised under these

circumstances. It is also quite common for heifers to be synchronized for estrus in some

manner when AI is part of the ranch management practice. This practice will also skew the

data for AI toward the early part of the calving season compared to non-synchronized

breeding with either AI or NS. Since both of these practices were used at BIC in the data

reported by French et al. (2013) we must recognize that the results likely contain a bias

toward AI.

As further explanation of the CSU study, each year yearling heifers were inseminated 3

to 4 weeks before the cows. This is also a common industry management practice. As a result

of this practice the production records from the dams at BIC were classified into 4 different

categories: 1) heifers that conceived to AI (H-AI), 2) heifers that conceived to NS (H-NS), 3)

cows that conceived to AI (C-AI) and 4) cows that conceived to NS (C-NS). This delineation

was made to isolate the effect of the parity of the dam of a female on its lifetime productivity.

15

In addition, due to the genetic objectives at BIC related to investigation of high-elevation

(brisket) disease, the same sires used for AI were used for NS with the heifers; different AI

and NS sires were used with the cows.

Lifetime revenue from females in the CSU study was estimated using the sum of the

weaned calf value for all calves produced by these females. Calf value was computed based

on local auction market prices over the period from 1991 to 2010. These estimates reflected

varied prices for various weight and sex classes. Using this approach, it was possible to

compute lifetime revenue for each female category of females (H-AI, H-NS, C-AI, and C-NS)

as classified above.

The overall purpose of the present paper is to discuss the effect of management

practices of developing heifers on lifetime productivity. There are some additional principles

that can be drawn from the CSU study (French et al., 2013) to add to the work of Lesmeister

and Funston already discussed.

When Lesmeister et al. (1973) published their study on cow records from the 1950s and

1960s, estrus synchronization was not done, other than experimentally. Therefore, as

Lesmeister and co-workers point out in their publication, “All cows could not be expected to

be in estrus the first day of the breeding season due to the length of the estrous cycle.” With

advances in estrous cycle management over the intervening 50 years, it is common, especially

in heifers, for a high percentage of synchronized females to be in estrus on the first day of the

breeding season. The majority of females that are not in estrus in synchronized herds are not

cycling – either due to being non-pubertal or anestrus cows. In cows, anestrus likely results

from short postpartum intervals at the beginning of the breeding season in later calving cows.

“Females that conceived to AI as a yearling were older and heavier (P = 0.02) at the time of

AI than were females that conceived to a clean-up bull via NS. Females that conceived to AI

as a yearling also had greater (P = 0.04) average weaning weight for calves produced during

their lifetime and weaned more (P < 0.0001) weight and more (P < 0.0001) total calves

throughout their lifetime than did females that conceived to NS as a yearling [Tab. 4].”

(French et al., 2013)

Tab. 4. Measures of heifer’s own performance and summarized performance of its calves among females that

conceived at AI or natural service (NS) as yearlings.

Performance of heifer Performance of progeny

Conception

Classification

n

Age of

heifer at 1st

AI (d)

PPI1 (d)

Lifetime

revenue2 ($,

actual price

basis)

n

Lifetime

weight

weaned (lb)

Lifetime

calves

weaned

Conceived to AI 871 429a

92 $2,483 4,530 2,363a

5.2a

16

Conceived to NS 302 418b 87 $1,561 909 1,398b 3.0b

Difference 11 5 $922 965 2.2 a,b Means within a column without a common superscript differ (P < 0.05). 1 PPI = postpartum interval; defined as the number of days between the calving date of the female and the

subsequent date of AI. This number is the average PPI across all years that the female was in the herd. 2 Lifetime revenue produced per female was calculated using prices from Torrington Livestock Market LLC

(Torrington, WY) from 1991 to 2010. See original manuscript for further explanation of how this was calculated.

The use of AI in beef herds allows use of proven sires with documented genetic merit.

Lamberson et al. (1993) stated that AI offers the advantage of making available many sires

with outstanding genetic merit, a situation that would not be economical for most commercial

producers for use in NS. As noted above, heifers at BIC were mated to the same sires AI and

NS, therefore, some of the potential advantages of AI compared to NS are not fully reflected

in the article by French et al. (2013). As further explanation why this was done at BIC, the

authors state:

“One of the goals of the BIC was to produce seedstock Angus bulls specifically adapted to

high-altitude environments. Because of this, ranch management inseminated heifers to bulls

produced by the ranch and then used these same bulls via NS on their females. This facilitated

genetic improvement of the herd while also using sires that could perform in the environment.

This decision to AI heifers to the same bulls used for NS is noteworthy because it reduced

some of the benefit of using elite genetics through AI but also reduced the risk of introducing

genetics that were not adapted to the high-altitude environment. The average weaning weight

of calves from females conceiving to AI may have been greater if outside sires with improved

genetics for growth had been used (Ellis, 2005) but also would have increased the risk of

mortality in offspring associated with nonadapted genetics.” (French et al., 2013)

However, the advantage of females conceiving to AI was demonstrated indirectly due to

earlier conception in both females that conceived to AI and those sired by AI when compared

to NS (Tab. 5) This table reports the female’s response, based on the dam classification, based

on age of dam and whether progeny resulted from AI or NS.

Tab. 5. Measures of female’s own performance and performance of calves by dam classification.

Performance of female Performance of progeny

Dam Classification1

n

Age of

heifer at 1st

AI (d)

PPI2 (d)

Lifetime

revenue3 ($,

actual price

basis)

n

Lifetime

weight

weaned (lb)

Lifetime

calves

weaned

H-AI 195 450a 88 $2,223 926 2,147 4.6

H-NS 40 421b

88 $1,949 175 1,918 4.2

17

C-AI 618 427b 87 $2,253 2,928 2,129 4.7

C-NS 320 403c 84 $2,313 1,454 2,180 4.7 a,b,c,d Means within a column without a common superscript differ (P < 0.05). 1 H-AI = female born to a primiparous heifer and the offspring of an AI mating; H-NS = female born to a

primiparous heifer and the offspring of a natural service (NS) mating; C-AI = female born to a multiparous cow

and the offspring of an AI mating; C-NS = female born to a multiparous cow and the offspring of an NS mating. 2 PPI = postpartum interval; defined as the number of days between the calving date of the female and the

subsequent date of AI. This number is the average PPI across all years that the female was in the herd. 3 Lifetime revenue produced per female was calculated using prices from Torrington Livestock Market LLC

(Torrington, WY) from 1991 to 2010. See original manuscript for further explanation of how this was

calculated.

French et al. (2013) summarized the results of their study in the implications section of

their paper as follows:

“Replacement females that conceive earlier in the breeding season, accomplished via the use

of estrus synchronization and AI, have increased longevity. Furthermore, estrus

synchronization with AI can be an effective management tool to produce replacements that

are older at breeding, become pregnant early in the breeding season, and have the potential

to consist of superior genetics.” (French et al., 2013)

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19

Management of breeding cow herds in low-nutrition environments – North Australian

experience

Geoffry Fordyce1, Kieren D. McCosker

2 & Michael R. McGowan

3

Summary

Beef business management in low-nutrition environments must focus on what is achievable

within that environment and implement practices that result in live weight production that

covers input costs. It is suggested that achievable weaner production per cow (average weaner

weight x lactation rate) closely matches achievable steer growth in the same environments

and is a very useful guide in formulating management and analysing costs and benefits of

options. Live weight production ratio and operating margin are primary beef business targets.

If either is below achievable levels, assessment of the many performance indicators that can

be measured in cattle, and an understanding of what influences performance will lead to

practical solutions. These concepts are discussed in this paper.

1. Introduction

Feed provides energy, and together with water, are the key elements for production. If

either is deficient, cows will have less-than ideal capacity to survive, grow and wean heavy

calves regularly. When it rains and the grass it green and bountiful, it is very easy for every

beef cattle farmer to be a good manager. When it has not rained, and the grass is neither green

nor bountiful, good skills and knowledge are needed to sustain beef breeding herd production.

Beef business in north Australia is conducted in mostly arid and semi-arid tropical

environments, where average annual rainfall is low, variation between years in rainfall

distribution is very high, long periods without rainfall are experienced on a regular basis and

long hot summers are an annual occurrence. There is a large range in land types, but these can

be broadly classed as downs or forest. Downs are naturally non-forested flat expanses with

black soil. In northern Australia, most areas have low elevation and the proportion of hilly

areas is low. In this region, northern forest areas have low-fertility soils, in contrast to central

and southern forest with generally high-fertility soils; northern down soils are intermediate.

1 Queensland Alliance for Agriculture and Food Innovation, Centre for Animal Science, The University of Queensland, 4072, Australia. Correspondence: PO Box 976, Charters Towers Qld 4810, Australia. E-mail: g.fordyce@uq.edu.au. 2 Department of Primary Industry and Fisheries, PO Box 1346, Katherine 0851, Australia.

3 School of Veterinary Science, The University of Queensland, Gatton 4343, Australia.

20

This paper explores the principles involved to maintain achievable production from breeding

cows in this situation.

The paper discusses what production is achievable and how the effects of under-

nutrition may be ameliorated in two basic ways:

Management to reduce the need for the most limited dietary components

Delivering the deficient dietary components

Successful implementation is planned by assessing expected responses and costs, which

are also discussed.

A significant problem within the Australian cattle industry is poor communication

created by highly variable meanings for many terms. The most abused term is weaning rate.

In view of this, we have defined key language used in beef cattle breeding herd production

research (Tab. 1).

2. Achievable production and performance

To have the right answers, the right question must be asked. Typically, to questions

about whether beef breeding business is efficacious, answers are usually based on

performance. We contend that the answers should be based on production, which is not

usually specifically measured. There is a clear distinction between production and

performance. Production is the amount of live weight produced and its value. Performance

measures contribute to production, eg, reproduction, growth, survival, behaviour or carcass

variables. Another major difference is that income to beef producers is directly related to

production, whilst performance indicators have quite variable relationships with income.

When developing management, or assessing a beef business, production in relation to

what is achievable is the first focus. If production is inadequate, then performance of the herd

will indicate the facets of the business causing the problems. The major production measure is

live weight production ratio which indicates production against feed utilised (Tab. 1). Both

weaner production and live weight production per cow are good indicators of live weight

production ratio.

Though it is not usual to calculate production from breeding cow herds, it can easily be

done through simple herd performance records and analyses of these (Section 3). In a large

north Australian study involving 78,000 cows, we have shown that achievable annual weaner

production per cow is similar to achievable annual steer growth in the same environment.

From a sub-set of 37 businesses, average weaner production (kg) = 0.92 x average annual

steer growth (kg; estimated by the owners) + 9.5 (Fordyce et al., 2013c).

21

Tab. 1. Definitions used in the north Australian research (McGowan et al., 2013)

Terms

Cattle year Twelve month period ending at a natural point in livestock transactions and handling, usually after the last weaning muster in north Australian beef business. It must be at

the same time each year within business.

Maiden heifer Heifer prior to first mating.

Heifer Young cohort of female cattle up to the time they should have calved, after which the

cohort is classed as first-lactation cows.

Cow Female cattle after first mating, whether non-pregnant or from mid-pregnancy.

First-lactation cow Lactating cow during the period when the majority of her cohort is experiencing their

first lactation.

Performance

Pregnant within 4

months

Lactating cow that has reconceived within 4 months of calving.

Annual percent

pregnant

Percentage of mated cows that conceive within a one-year period ending on 30

September, ie, expected to calve within a July-June financial year.

Reproductive wastage Percent of pregnant cows that fail to wean a calf.

Missingness A measure that includes cow mortality, cows that lose their electronic identification

tag and cows that are relocated without record.

Weaning rate Cows weaning a calf as a percentage of mated cows, calculated as annual percent

pregnant x (1 – reproductive wastage).

Lactation rate Cows weaning a calf as a percentage of closing numbers (number of cattle at the end

of the cattle year) within a group.

Production

Weaner production Lactation rate multiplied by average live weight of weaners.

Live weight

production

Annual net live weight production per (retained) cow

= Average live weight of cows at the end of the measured period x (1 – mortality rate)

+ Average weight of weaners produced - Average live weight of cows at the start of

the measurement period. Live weight

production ratio

Annual net live weight production / Average live weight of cattle in the paddock over

a cattle year

(The latter represents feed intake and = Average cow live weight over the year +

Average weight due to weaners over the year)

eg, a live weight production ratio of 0.35 equates to 35 kg net increase in live weight

for every 100 kg of cattle grazing that paddock on average over a one year period.

Business

Operating margin The return per kilogram of live weight sold minus the cost of producing a kilogram of

live weight, expressed as $/kg.

In a more detailed study using over 2,000 Brahman and tropical composite cows, live

weight production per cow was shown to increase with cow age to 6.5 years after which it

starts to decrease; this appears a function of the changing contributions of cow growth and

changes in average weaner weight. Average live weight production ratios remain constant to

6.5 years of age, after which slow decline occurs (G Fordyce, unpublished data).

Across a range of environments where average annual steer growth ranges from

approximately 120 kg to 250 kg, the achievable live weight production ratio increases from

approximately 0.2 to 0.36 kg live weight/kg cattle/year (Tab. 2). The 75th percentile was

selected as the achievable level in distributions within land type, reflecting underlying

nutrition and other inherent environmental influences. The selected level takes account of

22

higher levels occurring randomly, due to uncontrollable events, because of very good

management, or because of over-investment to achieve the outcome. Of considerable concern

in this study was the large variation in production, which was a consequence of variations in

seasons and management. Average performance and production of well-managed breeding

cows in a detailed study (G Fordyce, unpublished data) was similar to the 75th percentile level

across the four land types in the large cow study (Fordyce et al., 2013c), thus providing

further confidence that this level is the correct choice. In years with poor feed available,

achievable production will be lower; again, expected achievable steer growth is probably the

best guide.

As expected, lower production is related to lower cow herd performance (Tab. 2). The

data shown provide good indicators of achievable performance across a range of

environments, except for missingness that is relative and with which mortality is directly

related. The relationship of cow performance to production is variable (Tab. 3). It is clear

from this that cow survival, growth and reproductive performance are all significant

contributors to live weight production.

3. Factors affecting breeding herd performance in low-nutrition environments

3.1. Live weight and puberty

Pregnancy rates in heifers are primarily affected by the proportion having reached

puberty. Live weight is the best predictor of puberty in heifers. The expected average live

weight at puberty is ~60% of mature cow weight in Bos taurus breeds (Freetley et al., 2010),

but closer to 70% of mature cow weight in Bos indicus breeds (G Fordyce, unpublished data).

The coefficient of variation for weight at puberty is ~13% (Johnston et al., 2009). Mature cow

weight is weight of non-pregnant cows aged 5 years of more in moderate body condition (3

on a 1-5 scale).

Tab. 2. Variation in cow herd performance and production in selected northern Australia beef businesses

(Fordyce et al., 2013c) Note: 75th percentile is the achievable level

Percentile Southern Forest Central Forest Northern Downs Northern Forest

Pregnant within 4 months

25 58% 60% 60% 10%

50 72% 74% 71% 24%

75 89% 84% 82% 47%

Annual percent pregnant

25 77% 78% 74% 55%

50 85% 85% 83% 66%

23

75 92% 92% 91% 74%

Reproductive wastage

25 10% 10% 15% 19%

50 6% 7% 10% 13%

75 2% 4% 5% 10%

Weaning rate (cows mated)

25 62% 69% 57% 44%

50 76% 77% 72% 53%

75 88% 87% 78% 62%

Missingness (mortality + tag loss + unrecorded relocation)

Average 9% 10% 7% 15%

Live weight production (kg live weight / cow (retained) / year)

25 164 161 135 74

50 191 195 163 93

75 240 220 183 112

Weaner production (kg / cow (retained) / year)

25 156 143 129 71

50 188 197 141 89

75 250 255 189 122

Live weight production ratio (kg live weight / kg cattle in the paddock / year)

25 0.23 0.20 0.21 0.04

50 0.28 0.30 0.23 0.14

75 0.35 0.37 0.29 0.20

Tab. 3. Amount of variance in production explained (var) by each measure of performance and the change in

performance per unit change in production (Fordyce et al., 2013c)

Live weight

production ratio

(kg/kg cattle/yr)

Live weight

production

(kg/cow/yr)

Weaner production

(kg/cow/yr)

var /0.01 var /10 kg var /10 kg

Pregnant 4 mths after calving 0.18 5.8% 0.43 5.7% 0.57 6.3%

Pregnant annually 0.27 2.8% 0.40 3.9% 0.61 4.5%

Pregnancy-weaning calf loss 0.16 -1.8% 0.20 -2.7% 0.34 -3.6%

Cow mortality 0.42 -0.9% 0.18 -2.1% 0.11 -3.4%

Average weaner weight 0.56 5.1kg 0.70 7.1kg 0.69 8.2kg

Cow live weight change 0.26 5.6kg/yr 0.29 9.9kg/yr

Both under-nutrition and high nutrition can increase weight at puberty. Studies by Hall

et al., (1997) indicated that heifers less than a year of age have limited capacity to reach

puberty, thus increasing their weight at puberty if they experience high juvenile growth rates.

At the other extreme, supplementation of weaner heifers in a low-growth environment during

the post-weaning dry season to increase growth by an average of 0.1 kg/d, reduced weight at

first oestrus by 19 kg (Fordyce et al., 1996; Fig. 1).

3.2. Body condition and re-conception

24

A vast amount of detailed research on folliculogenesis has shown that, to achieve early-

lactation conception, this 5-month process must start well before calving, and at all stages is

sensitive to nutrition (Scarramuzzi et al., 2011). Nutritional influences on cows are mostly

expressed as body condition or changes in body condition, thus emphasising its importance as

an assessment criterion in managing conception rate. Many reports have shown the direct

relationships of body condition with ability to conceive during lactation (Fig. 2) and cow

mortality (Fordyce et al., 1990). The recent study by McGowan et al., (2013) has shown that,

although pregnancies within 4 months of calving increased by an average of 12% per body

condition score assessed mid-pregnancy for most regions, there was almost no relationship in

low-growth regions. This is because all lactating cows lose substantial condition, and those in

better pre-calving condition lose more. Cows that gain body condition score after the pre-

calving assessment have 8% higher pregnancy rates within 4 months of calving than cows

that lose condition (McGowan et al., 2013).

0%

25%

50%

75%

100%

150 200 250 300 350

Pre-mating liveweight (kg)

Pre

gnan

t

GRD1: -0.1 kg/d

GRD1: +0.1 kg/d

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

1 2 3 4 5

Pre-calving body condition score (1-5)

Pre

-weanin

g p

regnancy r

ate

Fig. 1. Pre-mating weight and post-weaning dry season

growth rate (GRD1) effects on mating at 2 years of age

for 3 months in Beefmaster heifers (Fordyce et al.,

1988)

Fig. 2. Pre-calving body condition score effects on

pregnancy rates at weaning in tropical breeds of cattle

in north Australia’s dry tropics (from Schatz et al.,

2011)

Weaning and having adequate pasture available to readily satisfy voluntary feed intake

are two of the most important strategies in managing body condition. Dry season suckling has

been associated with 10-15 kg of live weight loss per month (Dixon et al., 1998). Weaning at

the end of the growing season is very effective in preserving body condition (Sullivan et al.,

1992). The impact of astute weaning and not over-utilising pasture was exemplified in a 15-

year study in a low-growth environment in which all calves weighing 100+ kg (~3 months)

were weaned from a continuously-mated, 1,000-cow herd at the end of the growing season

and 4 months later in the mid-dry season. An average weaning of 82% was achieved (Fordyce

25

2011) and a live weight production ratio of approximately 0.35. This highlights the

opportunity for improvement when compared to the commercially achievable level of 0.20 for

this environment.

Temporary weaning (48-72 hours) has frequently been suggested as a method of inducing

cyclicity in lactating cows. A large number of trials have shown that increased weaning rates

following 48-72 hour weaning is almost a chance event. Detailed studies show that reversal of

the suckling stimulus effect is not achieved unless weaning extends for 4-6 days (Shively &

Williams 1989; Cutshaw et al., 1991). This supports the general conclusion that consistent

increases in pregnancy rates are achieved only by temporary weaning when used in conjunction

with progestagen priming in cows in moderate or better body condition (Williams, 1990).

Well-timed mating will synchronise lactation with the growing season. Calving several

months ahead of the end of the dry season causes condition loss, 30-60% lower pregnancy

rates within 4 months of calving and increases mortality rates by an average of 1-2%

(McGowan et al., 2013). In low-nutrition environments, mating is planned primarily to

minimise dry season lactation, and not to concentrate calving. Therefore 5-7 month mating

coupled with astute weaning is common practice that enables cows to optimise production.

The length of mating should not be reduced to less than the period when most conceptions

occur. The start of mating should not be varied, unless there is a shift to a new consistent

time. The start of mating should prevent excessive dry season lactation. Further, the practice

of earlier mating of heifers that is common in good-nutrition environments is contraindicated.

In low-nutrition environments, it increases dry season lactation, increases body condition loss,

and reduces the chances of cycling either within 4 months of calving, or during lactation at all

(McGowan et al., 2013).

3.3. Diet quality and quantity and cow performance

The most prevalent deficiencies seen in north Australia are of phosphorus in the

growing season and protein in the dry season, with both deficiencies reducing energy intake

(Winks, 1990). Measurement of phosphorus sufficiency is not simple. There was a 25%

difference in pregnancy rates within 4 months of calving in first-lactation cows above and

below thresholds values for a recently-developed measure of faecal P to diet ME ratio

(Jackson et al., 2013); the difference was 5-10% in older cows (McGowan et al., 2013). The

age effect may be related to skeletal development which appears to mature at an average of

4.5 years of age (Fordyce et al., 2013a). Reproductive wastage was 3-9% higher in cows with

poor versus good body condition, with the higher difference in herds where the average P:ME

26

ratio was low. Though phosphorus is an expensive supplement, its use in deficient areas is

viable. However, supplementation in marginally-deficient areas requires situation-specific

economic analyses.

Protein deficiency in the dry season is associated with live weight loss. Holroyd et al.,

(1977) showed that over a dry season, urea-based supplements may reduce loss by as much as

half a condition score (1-5 scale; one score is equivalent to 12-14% weight change; Fordyce

at al. 2013a). This effect is low compared to that achieved through astute weaning, but may

complement good weaning management. A common error made by beef producers is to

remediate poor management decisions with expensive supplements, which is poor business.

Wet season protein levels often remain adequate for only 2-3 months. McGowan et al., (2013)

showed a 7.5% decrease in pregnancy rates within 4 months of calving when wet season

protein levels were low. Cost-effective wet season protein supplementation has not been

developed.

Some nutritional influences have direct metabolic effects without significant impact on

body condition or weight. An example is short-term, pre-calving energy supplementation,

commonly referred to as spike feeding that influences early folliculogenesis and increases

conception rates during lactation (Fordyce et al., 1997).

Over-utilisation of pasture is a widespread problem and associated with loss of body

condition. In north Australia, we have shown that if available pasture is <2000 kg/ha in the

early dry season, mortality rates were 5-7% higher. End of dry season rainfall rots standing

pasture and initiates pasture regrowth. Delays in follow-up rainfall of >30 days increased cow

mortalities by an average of 4% in north Australia, presumably because early pasture growth

withers under the hot dry conditions (McGowan et al., 2013).

3.4. Animal factors

Bos indicus cattle tend to have later age at puberty and lower lactation cyclicity rates

than Bos taurus cattle or composites (McGowan et al., 2013). However, genetic variation

within breed appears higher than between breeds. The heritability of age at puberty in tropical

cattle exceeds 50% (Johnston et al., 2009), as does that of first-lactation cyclicity (D

Johnston, unpublished data). These traits are favourably genetically correlated to both scrotal

circumference and sperm motility and morphology traits in bulls (Corbet et al., 2013).

Practical systems to take advantage of this are being devised, but the best will rely on

integrated herd performance recording on a national level and generation of accurate breeding

values. Visual assessment methods developed without evidence have been implemented in

27

many countries. Few of these systems have been objectively assessed, but where they have,

the outcome is that typical femininity “traits” are not associated with performance or

production (Fordyce & Cooper, 1995).

Florida-based research found that selecting Brahmans for larger frame size (as measured

by hip height) delayed puberty (Vargas et al., 1998) and depressed fertility (Vargas et al.,

1999), suggesting caution against unbalanced selection for growth. This is supported by the

finding in north Australia that cows with a hip height >140 cm had 5% lower pregnancy rates

during lactation and 4% higher calf loss than short cows, respectively (McGowan et al.,

2013). The reasons for this are unclear, but may relate to partitioning of energy by larger cows

that are the result of heavy bias towards selection for growth, and little selection applied for

reproductive success. Recent research has shown that early-life growth is unrelated to

reproductive traits (Johnston et al., 2009). Therefore, selection against large mature size at the

same time as selecting for reproductive success and higher early-life growth may counter the

effects of large mature size.

3.5. Other factors affecting breeding female performance

McGowan et al., (2013) showed that outside tropical forest areas, where calf loss is

consistently high, a temperature-humidity index (THI; Mader et al., 2006) of >79 for more

than 2 weeks during the month of calving was associated with 4-7% higher losses. Hot

conditions may more than double the rate of fluid loss from the typical daily average of 7%.

Higher THI is also associated with higher rainfall, and calving into wet and boggy conditions

may cause calves to become hypothermic and or struggle physically to survive. Shelter belts

and draining topography may increase survival of neonatal calves when THI is high.

Handling cattle within 2 months of calving under north Australian conditions increased calf

loss by 2.5%. Many of the factors associated with elevated calf loss could be a consequence

of insufficient milk delivery to neonatal calves, a subject of more intense research at present.

VDV (pestivirus) is a widespread cattle disease that has irregular but large effects on

reproduction. In north Australia, high prevalence (>30%) of recent BVDV infection occurs in

about 10-20% of management groups, in which calf loss was 10% higher than in groups with

a low prevalence of recent infection. Also, in management groups with a high seroprevalence

of BVDV (>80%), 23% fewer cows were pregnant within four months of calving than in

groups with a low seroprevalence (McGowan et al., 2013). Widespread herd infection with

Campylobacter fetus venerealis has been associated with a 7% higher incidence of foetal/calf

loss compared to mobs with low-moderate prevalence (McGowan et al., 2013). There is

28

evidence that recent infection with the pig-adapted leptopsiral serovar, L. pomona is

associated with elevated foetal/calf loss (McGowan et al., 2013). Neospora caninum is highly

prevalent (~80%) in extensively-managed north Australia herds with ~20% of cattle infected.

However, there is no evidence that it elevates foetal loss (Fordyce et al., 2013b; McGowan et

al., 2013), in contrast to its impact in intensively-managed beef and dairy herds. Botulism, a

clostridial disease associated with nutrient deficiencies and depraved diets, is considered a

major cause of cow mortality across north Australia. However, as there are no available tests

for animal or environmental samples with sufficient specificity and sensitivity, quantifying its

impact on cow performance is very difficult. Vaccines and biosecurity strategies are available

to control infectious diseases of economic importance.

4. Implementing effective nutritional management of breeding beef cattle

Management practices have a hierarchy of importance. The efficacy of any practice is

enhanced by effective implementation of more fundamental practices. The most important

and most basic of management is to provide adequate feed to readily satisfy voluntary feed

intake (pasture utilisation) and ready access to clean water and to have cattle under control; if

these conditions are not met, then most higher-order management is rendered less efficient.

After the basics, weaning management is the most important practice that requires

astute implementation. It is suggested that the potential production of a breeding herd, based

on annual steer growth is a guide to appropriate weaning management. For example, in a low-

nutrition environment, well-managed steers may grow 120 kg per year. Therefore, if a beef

producer wishes to wean 60 calves from every 100 cows kept each year (60% lactation rate),

then the average weaning weight should be 120 / 0.6 = 200 kg. If a higher lactation rate is

required, then the timing of weaning should be altered to achieve lower average weaning

weights. If calves are weaned too heavy for a situation, then the lactation rate will drop, cow

mortality rate may increase, and business costs are likely to increase with no extra return

available.

A herd management plan must be built around available nutrition. The task of a beef

producer is to maximise availability of pasture and its quality, and then manage cattle to most

efficiently transform available feed into live weight. Breeding female cattle and bulls should

be managed to minimise supplementation. Effective supplementation augments good

management. It should not be used to correct management errors. It is suggested that breeding

herd production responses to supplementation and other improved nutrition strategies may be

gauged by their potential impact on annual steer live weight gain in the same environments.

29

An economic analysis of various options for a beef business is the most effective

process to derive best practice management. Decisions are based on what is achievable, full

business analysis, costs of options, expected performance and production impacts on targeted

herd sectors, and the time taken to achieve financial return on options. This process requires

reliable herd models that are able to consider the types of options available. The primary

output variables that need to be optimised are live weight production ratio and operating

margin. Unfortunately, herd models require reliable input data. If the input is unreliable, the

calculated output is likely to be equally unreliable. Our experience in northern Australia is

that a very low proportion of beef producers keep sufficient records to enable calculation of

current production, herd performance, and business performance. In view of this, a

standardised simple herd performance recording system has been developed.

Standardised herd performance recording

Annual collation of data from each sector of a herd in a simple, organised manner can

be used to assess whole herd or management group performance and production.

To calculate all significant performance and production indicators requires:

Annual herd description at the end of the cattle year. Data required is numbers and

average weight (even if this is estimated) for each gender x age group.

Gender, weights and values at any branding, weaning, spaying, purchase, or sale as

they occur.

An annual summary of business income and costs by cattle, labour depreciation and

variable costs.

The above data, especially over several years, enables calculation of key performance

indicators using various software, most of which has been developed by beef business

advisers. Operating margin, a key index, is also calculable. It explains a very high percentage

(82%, Phil Holmes, pers comm) of the variation in beef business profitability. Tab. 4 shows

an example of one such analysis and exemplifies the complexity in conducting and

understanding beef business. If an accurate understanding of current production and

performance is not available, then errors may be made in formulating management.

30

Tab. 4. Example of performance and production calculated for a north Australian beef herd.

Measure Value Measure Value

Branding rate (C§ mated) 74% Herd size 4,656 AE#

Weaning rate 72% Average annual steer growth 170 kg/yr

Branding rate (C retained) 91% Weaner production 183 kg/cow

Lactation rate 90% Herd LWP## 168 kg/AE

Heifers as replacements 86% Breeding cattle LWP 161 kg/AE

Average herd size change 5% Steer LWP 187 kg/AE

Mortality: Female weaners 1.9% Herd LWP ratio 0.37 kg/kg

Mortality: Yearling heifers 1.9% Breeding cattle LWP ratio 0.36 kg/kg

Mortality: Heifers 2-3 yrs 2.3% Steer LWP ratio 0.42 kg/kg

Mortality: Cows 5.2% Income $1.43 /kg

Mortality: Spays Cost of production $0.95 /kg

Mortality: Male weaners 1.9% Operating margin $0.48 /kg

Mortality: Yearling males 2.3% Labour $0.30 /kg

Mortality: Males 2-3 years 5.7% Mortality effect on sales -$0.23 /kg

Mortality: Mature males 8.3% Income $241 /AE

Mortality: Bulls 1.0% Variable costs $4 /AE

Sold: Male weaners 4% Gross Margin $237 /AE

Sold: Male yearlings 3% Overhead costs $155 /AE

Sold: Males 2-3 years 71% EBIT $83 /AE

Sold: Mature males 27% Labour $50 /AE

Female / Total sales 48% Bull costs $24 /weaner

§ C = Cows; # AE = Adult equivalent = 454 kg (1,000 pound) animal; ## LWP = live weight production

To enable diagnostics of why performance and production are not reaching achievable

levels, and to enhance the ability to produce basic herd performance data, a supporting

“paddock” record system is advisable and includes:

Diary entries for events of significance that are not recorded elsewhere, eg, water

delivery, pasture management, cattle sickness and injury, cattle treatments.

A structured record of cattle movements to maintain a clear understanding of herd

structure, numbers and whereabouts.

Reproductive assessment.

Regular (eg, water run) pasture assessment.

Diagnostic tests from the environment or animals.

Routine weather recording, which may be derived from interpolated internet data.

The herd performance recording system is its basic form is conducted using two books

each year. The “pink” book is an office-based record of basic herd and business data. The

“blue” book is the paddock book.

31

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33

Avanços conceituais aplicados à IATF em vacas de criaI

Pietro Sampaio Baruselli1, Márcio de Oliveira Marques

2, Roberta Machado Ferreira

1,

Manoel Francisco de Sá Filho1, Emiliana de Oliveira Santana Batista

1, Lais Mendes

Viera1, José Nélio S. Sales

3

I Texto preparado para a VIII Jornada NESPRO / I Simpósio Internacional sobre Sistemas de Produção de

Bovinos de Corte e Cadeia Produtiva. Porto Alegre, RS, Brasil. 24 a 26 se setembro de 2013.

1. Introdução

A sustentabilidade das atividades agropecuárias têm sido foco de inúmeros debates e

projetos nos últimos anos. O desafio de associar o desenvolvimento econômico à conservação

ambiental passou a ser um tópico de discussão mundial. Segundo a Comissão Mundial sobre

Meio Ambiente e Desenvolvimento das Nações Unidas, desenvolvimento sustentável é aquele

capaz de suprir as necessidades da população atual, garantindo a capacidade de atender as

necessidades das futuras gerações. A Organização das Nações Unidas para Agricultura e

Alimentação (FAO) estima que haja mais de um bilhão de famintos no mundo, enfatizando a

importância da intensificação da produção de alimentos. Assim, o desenvolvimento e a

produtividade das atividades agropecuárias devem ocorrer sem provocar escassez dos

recursos naturais, para que não haja comprometimento futuro da sustentabilidade do planeta.

Nesse contexto, deve-se investir em tecnologias que possibilitem maximizar o

aproveitamento das áreas agrícolas que já estão em uso, para que haja aumento da

produtividade, diminuindo a pressão na abertura de novas fronteiras agrícolas. Atualmente, o

rebanho bovino no Brasil tem em média 0,9 UA/ha, ou seja, o país ainda possui grande

potencial para otimizar o aproveitamento dessas áreas. A aplicação de insumos e o uso de

técnicas de pastejo adequadas certamente são estratégias importantes para aumentar a lotação

dos pastos de maneira sustentável. Nesse sentido, o sistema de confinamento (bovinos de

corte) também se tornou uma importante alternativa de produção.

Independentemente dessas escolhas, a eficiência reprodutiva dos rebanhos é um fator

limitante para o crescimento da pecuária sustentável. O Brasil possui em torno de 70 milhões

de fêmeas em idade reprodutiva e produz apenas 45 milhões de bezerros por ano (~ 65% de

taxa de desmame). Além disso, o país utiliza muito pouco a inseminação artificial (somente

1 Departamento de Reprodução Animal da Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia da Universidade de São Paulo, SP, Brasil.

2 Geraembryo, Cornélio Procópio, PR, Brasil.

3 Centro de Ciências Veterinárias, Campus II-UFPB, Areia, PB, Brasil.

34

8% das matrizes são inseminadas artificialmente), técnica mundialmente utilizada para

promover melhoria genética dos rebanhos. Assim, o uso de biotecnologias da reprodução

visando a eficiente multiplicação de animais de produção e o rápido ganho genético do

rebanho pode proporcionar aumento significativo da produtividade e maior retorno

econômico à agropecuária.

2. Eficiência reprodutiva de gado de corte e fatores relacionados

A eficiência produtiva em fazendas de cria está diretamente vinculada à produção de

bezerros, a qual é dependente da eficiência reprodutiva do rebanho. De maneira resumida, a

eficiência reprodutiva pode ser definida como a habilidade de fazer a vaca se tornar gestante

após o parto o mais rápido e com o menor número de coberturas possível. A reprodução

ineficiente reduz a produtividade por diminuir o número de bezerros disponíveis para a

produção de carne e para a reposição das matrizes, além de aumentar os custos com

tratamentos reprodutivos e as coberturas.

Uma fêmea bovina mantida em condições favoráveis tem o potencial de produzir um

bezerro por ano, mantendo um intervalo entre partos (IEP) próximo a 12 meses, considerado

ideal zootecnicamente para o sistema de produção. Para que possa alcançar esse índice, as

vacas devem conceber até 75 (Bos indicus) ou 85 dias (Bos taurus) após a parição (Fig. 1).

Fig. 1. Efeito do período de serviço (intervalo parto/concepção) no intervalo entre partos.

35

Esses valores (duração do período de serviço ou intervalo parto-concepção) levam em

consideração a duração da gestação, que varia conforme o grupo genético (Tab. 1).

Tab. 1. Período de serviço (intervalo parto/concepção) para a obtenção de intervalo entre partos de 12 meses

conforme o grupo genético.

Grupo genético Duração da gestação (dias) Período de serviço para 12

meses de IEP

Bos taurus 281,6 83,4

Bos indicus 292,2 72,8

Cruzamentos 287,8 77,2

Como as fêmeas zebuínas (Bos indicus) apresentam gestação mais longa que as taurinas

(Bos taurus), seu período de serviço é reduzido e, portanto, as atividades reprodutivas devem

ser bem estabelecidas.

No entanto, vacas criadas a pasto em condições tropicais, como é o caso da maior parte

do rebanho brasileiro, possuem alta incidência de anestro pós-parto, o que resulta em aumento

do intervalo parto-concepção, do IEP e, consequentemente, redução do desempenho

reprodutivo. Vacas B. indicus paridas e mantidas sob pastejo na Colômbia, por exemplo,

reestabeleceram a ciclicidade apenas 217 a 278 dias após a parição, resultando em um IEP de

17 a 19 meses (Ruiz-Cortez & Olivera-Angel, 1999). No Brasil, a situação não é muito

diferente, sendo a média nacional próxima a 18/20 meses de IEP (Baruselli et al., 2006).

Esses dados reforçam que o anestro é o principal fator que interfere no desempenho

reprodutivo de bovinos manejados em condições tropicais.

Outro aspecto que dificulta a obtenção de bons índices reprodutivos é a baixa eficiência

de detecção de estro observada nas fazendas que empregam a inseminação artificial (IA). Em

grande parte do Brasil, o emprego dessa biotecnologia ainda depende da detecção de fêmeas

em estro, limitando consideravelmente o uso dessa ferramenta reprodutiva. De maneira geral,

programas de IA após detecção de estro apresentam resultados satisfatórios na taxa de

concepção (número de animais gestantes por IA). No entanto, baixa taxa de prenhez (número

de animais gestantes / números de animais aptos à reprodução) é alcançada devido à baixa

taxa de serviço (número de animais detectados em cio e inseminados / números de animais

aptos à reprodução), reflexo da baixa eficiência de detecção de estro.

Os fatores relacionados à ocorrência de anestro pós-parto, bem como os desafios e

problemas relacionados à detecção de estro serão brevemente discutidos a seguir.

36

Anestro pós-parto

Anestro é o estado de inatividade sexual, com ausência de manifestação de estro e

ovulação, acompanhada de períodos prolongados de concentrações sanguíneas de

progesterona inferiores a 0,5 ng / mL. Na condição de anestro, apesar da ocorrência de

desenvolvimento folicular, nenhum dos folículos que inicia o seu crescimento ovula.

Estima-se que aproximadamente 80% da variação na fertilidade ocorra devido a fatores

ambientais, dentre os quais mais de 50% estão relacionados à nutrição. Durante o período

pós-parto é comum que ocorra perda das reservas corporais das fêmeas, o que pode ser

verificado pela diminuição do escore de condição corporal (ECC). Essa queda do ECC pode

afetar consideravelmente a eficiência reprodutiva. Ainda, nesse período, a amamentação e o

contato vaca com o bezerro podem prolongar o período de anestro, comprometendo ainda

mais a eficiência reprodutiva do rebanho bovino.

Dificuldades na observação de estro

Os erros e dificuldades na observação de estro estão relacionados a fatores fisiológicos e

de manejo. No Brasil, a maior parte do rebanho de corte é composta por animais B. indicus e

seus cruzamentos, os quais possuem importantes particularidades relacionadas ao estro, como

duração e momento de sua ocorrência. Foi demonstrado em um estudo com radiotelemetria

que a duração média do comportamento de estro em vacas zebuínas (Nelore, 12,9 h) foi

semelhante à de vacas cruzadas (Nelore × Angus, 12,4 h) e 3,4 h menor que de vacas taurinas

(Angus, 16,3 h; Mizuta et al., 2003). Além de possuir a duração do estro mais curta, grande

parte das fêmeas zebuínas expressa estro durante a noite, com o agravante de uma parcela

desses estros (30,7%) ter início e fim durante esse período (Pinheiro et al., 1998).

Somam-se a esses desafios diversas peculiaridades operacionais relacionadas ao manejo

das fêmeas para a detecção de estro e IA, comprometendo ainda mais a aplicação dessa

atividade em fazendas comercias. Dentre elas pode-se destacar: (1) a necessidade de rodeios

diários nas primeiras horas da manhã e no final da tarde, (2) a limitação da aplicação da

técnica em fazendas com grande número de animais (muitos lotes para serem observados nos

mesmos períodos do dia), (3) a degradação das pastagens nos piquetes de observação de estro

próximos aos centros de manejo, (4) a baixa previsibilidade de resultados e (5) a escassez da

mão-de-obra treinada e capacitada.

Em suma, a baixa taxa de ciclicidade das vacas no período pós-parto somada à reduzida

duração de estro, ocorrência de estros noturnos e dificuldades operacionais mencionadas

37

resultam inevitavelmente em baixa taxa de serviço e, consequentemente, dificultam a

aplicação da IA e provocam queda da eficiência reprodutiva e produtiva desses animais.

3. Uso de biotecnologias para aumentar a eficiência reprodutiva

Perante os desafios de reduzir o IEP e facilitar o emprego da IA em fazendas

comerciais, biotécnicas voltadas ao reestabelecimento da ciclicidade pós-parto e à eliminação

da necessidade de observação de estro foram desenvolvidas e vem sendo aperfeiçoadas nos

últimos anos. Dentre elas, a sincronização da emergência de onda de crescimento folicular e

da ovulação para a inseminação artificial em tempo fixo (IATF) merece destaque.

A IATF se baseia na utilização de hormônios comercialmente disponíveis para

mimetizar o ciclo estral de vacas e novilhas, controlando os eventos a eles relacionados como

a emergência de onda folicular, crescimento dos folículos e ovulação. Dessa forma, é possível

realizar a IA em momentos pré-determinados, sem a necessidade de observação de estro,

mesmo em animais em anestro (que não estão manifestando cio).

Atualmente, existem inúmeras empresas que comercializam produtos para a realização

da IATF. Além disso, técnicos especializados e treinados para orientar e executar programas

de IATF já podem ser encontrados em todo o Brasil. Esse suporte proporcionou aumento de

52 vezes no número de IATF nos últimos oito anos, o que pode ser estimado com base no

número de protocolos comercializados durante esse período (Fig. 2). Atualmente a IATF já

corresponde a mais de 50% das inseminações realizadas no Brasil, tendo sido um grande

contribuinte para o aumento das vendas de sêmen do período em questão (Baruselli et al.,

2012).

Fig. 2. Evolução da IATF no Brasil (estimativa baseada no número de protocolos para IATF e de doses de

sêmen comercializados no Brasil; Baruselli et al., 2012).

38

Atualmente a técnica de IATF já está bem estabelecida e os resultados satisfatórios são

inúmeros. Os programas de IATF reduzem o intervalo parto-concepção e o IEP por

possibilitar que fêmeas com adequada involução uterina sejam inseminadas logo após o

período voluntário de espera (a partir de 30 dias), independentemente da ocorrência de estro.

Assim, a taxa de serviço é elevada para 100%. Além de se obter máxima taxa de serviço, o

uso da IATF reduz o impacto do anestro pós-parto na eficiência reprodutiva por promover a

indução da ovulação de fêmeas que ainda não estão ciclando regularmente no início dos

protocolos de sincronização da ovulação. Como consequência, maiores taxas de prenhez e

número de bezerros nascidos são alcançados e o número de fêmeas descartadas

desnecessariamente é reduzido.

Outra vantagem é a possibilidade de programar os partos para que ocorram

concentrados em determinadas épocas do ano, de acordo com o interesse comercial da

propriedade. A programação dos nascimentos, por exemplo, pode ser feita para as épocas do

ano que propiciem o desmame de produtos mais pesados. Como os partos são concentrados,

lotes homogêneos são formados, facilitando o manejo dos animais e sua comercialização.

4. Alternativas de manejo para emprego da IATF

A IATF pode ser associada de diversas maneiras aos programas reprodutivos. Algumas

alternativas de manejo reprodutivo no qual a IATF é aplicada serão descritas para

exemplificar como esta tecnologia pode ser utilizada em fazendas de cria. A escolha do

manejo a ser utilizado depende principalmente dos objetivos específicos e da infra-estrutura

da fazenda em questão.

É importante ressaltar que todas as estimativas realizadas nos manejos citados foram

embasadas na compilação e análise de estudos realizados pelo nosso grupo de pesquisa.

MANEJO 1. IATF seguida de monta natural

Neste sistema de manejo as fêmeas são primeiramente submetidas à IATF e,

posteriormente, expostas a touros de repasse os quais permanecem no lote até o final da

estação de monta (Fig. 3).

O objetivo desse programa é tornar cerca de 50% (40 a 60 %) das fêmeas gestantes por

inseminação artificial já nos primeiros dias da estação de monta; as demais serão cobertas

pelos touros à medida que retornarem ao cio. Recomenda-se iniciar o protocolo de

sincronização da ovulação para a realização da IATF a partir de 30 dias pós-parto. Se o

39

protocolo for iniciado em média 45 dias após o parto, com duração de 10 dias (de nove a onze

dias), as fêmeas serão inseminadas com 55 dias após o parto. A maioria das fêmeas que não

se tornaram gestantes retorna ao estro de 18 a 25 dias após a IATF, quando são expostas a

touros de repasse. É importante ressaltar a necessidade de 1 touro para cada 20/25 vacas

sincronizadas. Durante o repasse após a primeira IATF (18 a 25 dias), as fêmeas não gestantes

retornam em estro de maneira concentrada, impossibilitando a redução do número de touros

no primeiro repasse. Após esse período a quantidade de touros pode ser reduzida (1 touro para

30/40 vacas). Com uma IATF, seguida de repasse com touros durante a estação de monta, é

possível alcançar 65 a 75% de prenhez (IATF + primeiro repasse) em 21 dias de estação de

monta e 80 a 90% de taxa de prenhez ao final da estação de monta, com intervalos entre

partos do rebanho próximos a 12 meses.

Fig. 3. Manejo reprodutivo de um programa de IATF seguido pela monta natural com touros para o repasse das

fêmeas vazias.

MANEJO 2. IATF seguida de observação de estro para IA e posterior monta natural

Este sistema é semelhante ao anterior (Manejo 1), no entanto, ao invés da introdução de

touros para repasse, realiza-se a observação de estro de 18 a 25 dias após a primeira IATF. As

fêmeas que não se tornaram gestantes e retornam em estro são inseminadas novamente.

Posteriormente, touros de repasse são introduzidos nos lotes, nos quais permanecem até o

final da estação de monta (Fig. 4).

40

Fig. 4. Manejo reprodutivo de um programa de IATF seguido de observação de estro e IA e, posteriormente,

introdução de touros para o repasse das fêmeas vazias.

Semelhantemente ao manejo anterior, estima-se uma taxa de concepção de 50% à

primeira IATF. A essa taxa, soma-se 60% de concepção das fêmeas que retornaram em cio e

foram inseminadas, considerando-se 50% de taxa de serviço das vazias (fêmeas não gestantes

à primeira IATF e detectadas em estro 18 a 25 dias após a IATF). Assim, mais 15% do lote se

torna gestante por inseminação artificial com a detecção de cio. Ainda, o repasse com touros

pode emprenhar mais 60 a 80% das fêmeas não gestantes à primeira IATF e à segunda IA,

finalizando a estação de monta com 80 a 90% de fêmeas prenhes. Com esse manejo é possível

aumentar a porcentagem de fêmeas gestantes por inseminação artificial, intensificando o

melhoramento genético do rebanho. O inconveniente desse modelo de manejo é a necessidade

de detecção de cio duas vezes ao dia durante uma semana.

MANEJO 3. IATF seguida de ressincronização após o diagnóstico de gestação com posterior

monta natural

Nessa opção de manejo, propõe-se a utilização de dois programas de sincronização para

IATF com aproximadamente 40 dias de intervalo entre as inseminações (Fig. 5).

41

Fig. 5. Manejo reprodutivo de um programa de IATF seguido pelo diagnóstico de gestação (30 dias após a 1ª

IATF) e ressincronização das fêmeas não gestantes para receberem a segunda IATF (intervalo de 40 dias entre as

IATFs). Posteriormente, touros de repasse são introduzidos no lote.

De forma semelhante aos manejos descritos acima, o programa é iniciado com a

primeira IATF. O diagnóstico de gestação é realizado por ultrassonografia transretal cerca de

30 dias após a primeira IATF e, neste momento, um novo protocolo de sincronização é

iniciado nas fêmeas não gestantes para receberem a segunda IATF com intervalo de 40 dias.

Após a segunda IATF, touros de repasse são introduzidos nos lotes e mantidos até o final da

estação de monta.

A vantagem desse programa é a possibilidade de inseminar grande número de animais

sem a necessidade de observar estro, portanto, com 100% de serviços nas duas IATF.

Entretanto, a realização da segunda IA ocorre em dia mais avançado da estação de monta

devido à necessidade de diagnóstico de gestação para reiniciar o programa.

Os primeiros resultados analisados pelo nosso grupo de pesquisa com expressivo

número de animais para avaliar a eficácia da ressincronização após o diagnóstico de gestação

em fêmeas Bos indicus surgiram na estação de monta de 2009-2010 (Marques et al., 2012).

Nesse estudo, verificou-se 56,1 % (5.451/9.717) de taxa de prenhez à primeira e 49,3%

(2.102/4.263) à segunda IATF, totalizando 77,8% (7.556/9.717) após duas IATFs, com

intervalo de 40 dias entre inseminações. Tais taxas foram influenciadas pela categoria animal,

sendo observada queda na taxa de prenhez à ressincronização de vacas primíparas e

secundíparas (34,9%; 136/390) comparadas a taxa de vacas pluríparas (52,7%; 1.346/2.554) e

novilhas (52,6%; 90/171; Fig. 6). Esses dados são indicativos de que quando a

42

ressincronização é utilizada de maneira adequada e em condições propícias (nutrição,

sanidade e manejo adequedos) é possível obter 77,8% de taxa de prenhez nos primeiros 40

dias de estação de monta, mantendo o intervalo entre partos médio dos animais gestantes por

IATF de 11,6 meses. Após a segunda IATF, são introduzidos touros até o final da estação de

monta para repassar os animais não gestantes (devido a taxa de prenhez próxima a 80%, a

relação touro vaca é reduzida para 1/40).

Taxa

de p

renh

ez

(%)

0

20

40

60

80

100

1a IATF

Ressincronização

Total (1a IATF + ressincronização)

Primíparas/secundíparas

Pluríparas

GERAL

Categoria animal

58,4

52,6 53,1

34,9

56,352,7

80,3

69,4

79,3

411 171 411

Novilhas

56,1

49,3

77,8

831 390 831 5.848 2.554 5.848 9.717 4.263 9.717

Fig. 6. Taxa de prenhez à primeira IATF e à ressincronização (segunda IATF) em vacas de corte (Bos indicus)

de diferentes categorias (novilhas, primíparas/secundíparas e pluríparas). Dados de 9.717 sincronizações para

IATF durante as estações de monta de 2009/2010 e 2011/2012 (adaptado de Marques et al., 2012).

MANEJO 4. IATF seguida de ressincronização anterior ao diagnóstico de gestação com

posterior monta natural

Nessa opção de manejo, propõe-se a utilização de dois programas de IATF com 32 dias

de intervalo entre as inseminações (Fig. 7).

Esse manejo visa à realização de duas IATFs em tempo reduzido entre inseminações

(32 dias), ou seja, com intervalo inferior a 40 dias como apresentado na proposta anterior

(Fig. 5). Novamente, o programa é iniciado com a realização da primeira IATF. Vinte e dois

dias após essa IATF todas as fêmea recebem novamente o tratamento de sincronização (início

do protocolo de ressincronização para a segunda IATF). No dia da retirada do dispositivo de

progesterona realiza-se o diagnóstico de gestação por ultrassonografia (30 dias após a 1ª

IATF). Somente as fêmeas não gestantes são direcionadas para continuar o tratamento da

43

ressincronização para receberem a segunda IATF 32 dias após a primeira. Após a segunda

IATF, touros de repasse são introduzidos nos lotes na proporção reduzida 1/40 e mantidos até

o final da estação de monta.

Fig. 7. Manejo reprodutivo de um programa de IATF seguido de ressincronização (22 dias após a 1ª IATF). No dia do diagnóstico de gestação (30 dias após 1ª IATF) as fêmeas não gestantes continuam o tratamento de

ressincronização e são inseminadas 32 dias após a 1a IATF. Posteriormente, touros de repasse são introduzidos

no lote e mantidos até o final da estação de monta.

Em um estudo recente observou-se similares taxas de prenhez à primeira IATF entre

animais que receberam IATF+Monta natural (63,0%, 109/173) ou IATF+IATF(32d)+Monta

natural (68,5%, 122/178), sendo a perda gestacional também similar entre os grupos: 0,9% e

2,5%, respectivamente. A taxa de prenhez após a ressincronização (segunda IATF) foi de

46,4% (26/56). Desta forma, dos animais que receberam ressincronização com IATF 32 dias

após a primeira IATF, 80,0% se tornam gestantes por IA, sem a necessidade de observação de

estro. Ainda, foi possível finalizar a estação de monta com 95,4% (IATF+Monta natural;

165/173) e 93,8% [IATF+IATF(32d)+Monta natural; 167/178] de fêmeas gestantes, com

intervalo entre partos de 12 meses (Marques et al., 2013).

MANEJO 5. IATF seguida de duas ressincronizações

Nessa opção de manejo, propõe-se a utilização de três programas de IATF, aumentando

o número de vacas prenhes por IA e diminuindo o número de touros necessários na fazenda

para o repasse das vacas vazias (Fig. 8).

44

Fig. 8. Manejo reprodutivo de um programa de IATF seguido pelo diagnóstico de gestação 30 dias após com

ressincronização das fêmeas não gestantes para receberem a segunda e a terceira IATF.

Diante dos resultados positivos da ressincronização após a IATF anterior, estudos foram

realizados com o objetivo de intensificar a utilização desse tipo de manejo. Os primeiros

resultados são indicativos de que a associação da terceira IATF possibilita a obtenção de

91,1% de taxa de prenhez em 80 dias de estação de monta com 12 meses de intervalo entre

partos (Marques et al., 2012; Fig. 9).

.

Ta

xa d

e p

ren

he

z (%

)

0

20

40

60

80

100

2a IATF 3

a IATF TOTAL1

a IATF

i

62,557,6

44,0

91,1

472 472177 75

Fig. 9. Taxa de prenhez de vacas Nelore (Bos indicus) submetidas à primeira, segunda e terceira IATF

(ressincronização com 30 dias) durante os primeiros 80 dias da estação de monta (adaptado de Marques et al.,

2012).

45

Com o emprego da ressincronização com 22 dias após a IATF anterior, há redução do

intervalo entre a primeira e terceira IATF de 80 para 64 dias, com redução do intervalo entre

partos das fêmeas ressincronizadas (Fig. 10).

Fig. 10. Manejo reprodutivo de um programa de IATF seguido de ressincronizaçôes (22 dias após a 1ª e 2ª

IATF). No dia do diagnóstico de gestação (30 dias após 1ª e 2ª IATF) as fêmeas não gestantes continuam o

tratamento de ressincronização para receberem outra IATF 32 dias após a anterior.

5. Impacto da IATF na eficiência reprodutiva de fêmeas de corte

A eficiência dos programas de IATF citados anteriormente foi comparada a programas

de observação de estro e IA e de monta natural em vacas de corte (Baruselli et al., 2002,

Penteado et al., 2005). No primeiro estudo, avaliou-se o desempenho reprodutivo de vacas

Brangus (n = 397, paridas há aproximadamente 70 dias e mantidas a pasto) submetidas a um

programa de IATF ou IA convencional após observação de estro. A utilização da IATF

resultou em cerca de 50% de taxa de prenhez do rebanho no primeiro dia da estação de monta,

além de induzir ciclicidade e aumentar a taxa de serviço das vacas que não se tornaram

gestantes à IATF. Além disso, foi observada antecipação de 39,3 dias na concepção nas vacas

que receberam IATF em relação àquelas submetidas IA após observação de estro. Nesse

estudo foi verificado redução de mais de 1 mês no intervalo entre partos (IEP).

No segundo estudo, avaliou-se o efeito de diferentes tipos de manejo reprodutivo

durante a estação monta de 90 dias em vacas Nelore (n = 594). Vacas paridas há 55 a 70 dias

foram direcionadas para um de quatro tipos de manejo: 1) exposição exclusiva a touros

46

durante toda a estação de monta (Monta natural); 2) IA 12 horas após a detecção do estro por

45 dias seguida por exposição a touro até o final da estação de monta (Estro/IA + Monta

natural); 3) IATF no início da estação de monta seguida de exposição a touros de repasse até

o final da estação de monta (IATF + Monta natural; correspondente ao Manejo 1 do item

anterior); 4) IATF no início da estação de monta, seguida de IA 12 horas após a detecção do

estro por 45 dias e posterior exposição a touros de repasse até o final da estação de monta

(IATF + Estro/IA + Monta natural; correspondente ao Manejo 2 do item anterior). A IATF

resultou em aproximadamente 53% de prenhez no início da estação de monta, superior aos

grupos de vacas inseminadas após observação de estro ou expostas exclusivamente à monta

natural. Além disso, as vacas que receberam IATF apresentaram maior taxa de prenhez no

meio (69,5% vs 33,8%; 45 dias) e no final (92,3% vs 84,1%; 90 dias) da estação de monta.

Fig. 11. Taxa de prenhez acumulativa de vacas Nelore submetidas a diferentes manejos reprodutivos durante a

estação de monta.

Os resultados são indicativos que o uso estratégico da IATF promove melhora na

eficiência reprodutiva e no ganho genético de rebanhos de corte, uma vez que antecipa a

concepção (em aproximadamente 1 mês comparada com a monta natural), aumenta a taxa de

prenhez ao final da estação de monta (ao redor de 8%) e aumenta o número de vacas prenhes

por IA (emprego de sêmen de touros de alto valor genético).

6. Agregando valor a IATF com o uso de sêmen sexado

47

Na bovinocultura de corte o sexo do bezerro é um dos fatores determinantes para o

desempenho produtivo e econômico da atividade. Muitas vezes, em fazendas de corte

comerciais, o bezerro macho é desejado devido ao seu maior potencial de produção. Apesar

dos avanços da técnica, a IA com sêmen sexado ainda resulta em menores taxas de

concepção, cerca de 80% da taxa alcançada com sêmen convencional (Dejanett et al., 2008).

A utilização do sêmen sexado, no entanto, foi efetiva em aumentar a quantidade de bezerros

do sexo desejado (sexado = 90%; convencional = 49%), sem ter havido diferenças na

viabilidade dos animais nascidos (Baruselli et al., 2007).

Uma das possíveis razões da diminuição dos índices de fertilidade após o uso de sêmen

sexado é a reduzida quantidade espermatozóides por dose de sêmen sexado (Bodmer et al.,

2005). Outro fator possivelmente envolvido com a redução nos índices de fertilidade é o

menor tempo de viabilidade do espermatozóide sexado, associado com diferentes padrões de

motilidade espermática (Schenk et al., 2006). Além disso, alguns autores relataram que o

sêmen sexado necessita de menos tempo para a capacitação devido a alterações provocadas

no processo de separação por citometria de fluxo (Lu et al., 2004).

Considerando as peculiaridades do sêmen sexado, estudos foram necessários para

adequar os protocolos de IATF as característica peculiares desse sêmen. Dentre os fatores que

foram estudados pelo nosso grupo de pesquisa para estabelecer um programa reprodutivo utilizando

o sêmen sexado podemos citar: (1) Momento da IA com relação ao momento da ovulação; (2) número

de doses inseminantes, (3) momento da IATF (4) diâmetro do folículo dominante na IATF; (5)

expressão do estro em protocolos de IATF; e (6) local de deposição do sêmen.

Dentre os estudos acima citados, constatou-se que fêmeas bovinas inseminadas com

sêmen sexado 16 a 24h após detecção do estro (mais próximas do momento de ovulação)

apresentaram maior probabilidade de se tornarem gestantes. Com relação ao número de doses,

a utilização de duas doses de sêmen sexado 12 h ou 12 e 24 h após a detecção do estro não

aumentou a taxa de concepção em novilhas Jersey (Sá Filho et al., 2010).

Na IATF, verificou-se que o atraso de 6 horas no momento da inseminação em tempo

fixo (inseminação mais próxima da ovulação) aumenta a taxa de concepção (Sales et al.,

2011). Além disso, observou-se maior taxa de prenhez em fêmeas que apresentavam folículo

dominante com diâmetro ≥ 8 mm, tanto com sêmen sexado como com convencional (Fig. 12).

Ainda, verificou-se que a diferença entre os tipos de sêmen (convencional e sexado) na

probabilidade de prenhez aos 30 dias diminui à medida que o diâmetro dos folículos na IATF

aumenta (P=0,001; Fig. 13). Assim como observado com sêmen convencional, a ocorrência

de estro entre a retirada do dispositivo de progesterona e a IATF aumentou (P=0,003) a taxa

48

de prenhez de vacas Bos indicus submetidas à IATF com sêmen sexado. Por fim, as taxas de

concepção foram similares entre os diferentes locais (corpo ou corno do útero ipsilateral ao

ovário com o maior folículo) de deposição do sêmen sexado no trato uterino (Kurykin et al.,

2007; Sala, dados não publicados).

Taxa d

e p

renhez (

%)

0

10

20

30

40

50

60

> 8mm > 8mm< 8mm< 8mm

Convencional Sexado

58,9

49,5

56,8

31,2

214204 236189

a

b

ab

c

Fig. 12. Taxa de prenhez de vacas Bos indicus de acordo com o tipo de sêmen (convencional ou sexado) e o

diâmetro do folículo dominante (≤ 8mm ou > 8mm) na IATF. Verificou-se interação entre o tipo de sêmen o

diâmetro do folículo dominante na IATF (P = 0,02).a,b,cBarras seguidas por diferentes letras são diferentes (P <

0,05).

Diâmetro do folículo dominante na IATF (mm)

2 4 6 8 10 12 14 16 18 20

Pro

babili

da

de d

e p

renhez 3

0 d

ias a

pós a

IA

TF

20

30

40

50

60

70

80

Convencional

Sexado

Fig. 13. Probabilidade de prenhez 30 dias após a IATF em vacas Bos indicus (n = 1344) de acordo com o tipo de

sêmen [Convencional (n = 673) e Sexado (n = 671)] e diâmetro do folículo dominante na IATF [Convencional =

exp (-0,6018+ 0,0850* Diâmetro do folículo dominante na IATF / 1+exp (-0,6018+ 0,0850* Diâmetro do

folículo dominante na IATF); P < 0.0001 e Sexado = exp (-1,2449+0,1107* Diâmetro do folículo dominante na

IATF / 1+exp (-1,2449+0,1107* Diâmetro do FD na IATF); P < 0,0001].

Portanto, a associação das duas técnicas (IATF e sêmen sexado), quando empregada de

maneira correta, proporciona otimização dos resultados. Essa associação proporciona 100%

49

de taxa de serviço em momento predeterminado, controle do período de parição,

homogeneidade dos lotes, ganho genético e ainda, maior proporção de bezerros do sexo de

interesse para o sistema de produção de gado de corte.

7. Conclusão

Conclui-se que as técnicas para melhorar a eficiência reprodutiva e o ganho genético

dos rebanhos já estão disponíveis aos produtores e são fatores determinantes para aumentar a

produtividade e o retorno econômico da pecuária de corte. A utilização da IATF com

ressincronização como manejo estratégico aumenta a proporção de animais prenhes na

primeira metade da estação de monta (possibilitando alcançar intervalo entre partos próximo a

12 meses: produção de um bezerro vaca/ano), além de aumentar o número de bezerros

oriundos de IA (intensificando o melhoramento genético do rebanho). O maior emprego da

IATF com ressincronização favorece o cruzamento industrial, a reposição de matrizes

diferenciadas, a maior padronização dos lotes de bezerros, além de reduzir a quantidade de

touros necessários para o repasse. Por esses motivos, as biotecnologias da reprodução estão

sendo cada vez mais utilizadas nas propriedades brasileiras produtoras de carne.

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51

Bull selection and management for natural mating of beef herdsI

Geoffry Fordyce1

I Text prepared for VIII NESPRO Meeting / I International Symposium in Beef Cattle Production System. Porto

Alegre, RS, Brazil. September 24th-26th, 2013.

Summary

As well as predicting calf-getting ability, bull fertility traits are heritable and genetically

correlated to female reproductive traits. To take advantage of this, science-based, standardised

bull breeding soundness evaluation (BBSE) where fertility traits are predictive of mating

outcomes is recommended. BBSE is a well-established risk assessment process that relies on

competency of veterinarians and standardised sperm morphology assessment procedures.

Sperm morphology is the best overall predictor of mating outcome. Though correlations exist

between major bull fertility traits, they should be assessed independently to avoid the errors

made in attempting to predict one from another. Scrotal size standards should be based on

breed and weight. Bulls are very susceptible to stress which can cause temporary sub-fertility.

Stressors include under-nutrition, weather changes, vaccination and the auction sale

experience. High body condition score and relocation may not necessarily cause temporary

sub-fertility if managed well. BBSE and pre-mating husbandry should be timed to maximise

the chances of selecting and suitably managing fertile bulls into mating. There is a gulf

between typical calf output of bulls and potential calf-getting ability. Much lower bull to

female mating ratios are possible than are typically used or recommended and enable mating

of fewer and better bulls.

1. Introduction

The function of bulls is to produce microscopic packages of DNA (sperm) for

fertilisation and to deliver these to the point of fertilisation at the exact time they are needed.

Therefore, from a beef business perspective:

Bull selection should focus on the merit of the DNA being delivered, production and

fertilising capacity of the sperm, and ability of bulls to achieve adequate mating rates

and serve normally under natural mating, all of which contribute to his fertility.

1 Queensland Alliance for Agriculture and Food Innovation, Centre for Animal Science, The University of Queensland, 4072, Australia.

Correspondence: PO Box 976, Charters Towers Qld 4810, Australia. E-mail: g.fordyce@uq.edu.au.

52

Bull management should focus on minimising risks that cause sub-fertility and

maximising the number of conceptions achieved per bull.

The north Australian Bull Power group initiated research in the early 90’s after industry

consultation that demonstrated the large potential benefits to genetic improvement and the

large potential reductions in the bull cost per weaned calf (Holroyd, 1993). Subsequently,

several phases of research have occurred:

1) Bull selection and use in north Australia (Holroyd et al., 1998): What defines a

fertile bull?

2) Delivery of adequate normal sperm to the site of fertilisation (Holroyd et al., 2005):

How can fertile bulls be managed to achieve high calf output?

3) Male indicator traits to improve female reproductive performance (Burns et al.,

2013; Corbet et al., 2013): Is bull fertility heritable and are there correlated selection

responses in female relatives?

4) Scrotal size for common breeds of Australian beef bulls (Fordyce et al., Submitted

for publication): What is the normal range?

The outcomes of this and other published research provide the foundations for bull

fertility standards in Australia (Fordyce, 2002; Fordyce et al., 2006; Beggs et al., 2013).

Industry adoption of these standards is increasing, though healthy debate continues within and

between veterinary and producer communities.

2. Selecting fertile bulls

Each 21 days, a fertile bull should achieve conception (confirmed by pregnancy

diagnosis) in 60-70% of 50 fertile, cycling disease-free beef heifers and cows grazing

rangelands under natural mating (Fordyce et al., 2005). This is therefore the standard for a

fertile bull with a reasonable mating load (Beggs et al., 2013). A sub-fertile bull achieves

fewer pregnancies in this period.

Test mating is the definitive bull breeding soundness evaluation (BBSE). As this is not

practical, indicators are used to predict whether bulls are fertile or not. Modern BBSE systems

have established standards that bulls must meet to be classed as fertile. One of the most

advanced commercial systems internationally is used in Australia where a comprehensive set

of standards has been published by the Australian Cattle Veterinarians (ACV; Beggs et al.,

2013). Other standards have been published by the American Society for Theriogenology

(Chenoweth et al., 1992, cited by Chenoweth, 2002), Western Canadian Association of

53

Bovine Practitioners (Barth, 2000) and the South African Veterinary Association (Irons et al.,

2007).

The ACV BBSE system (Fordyce et al., 2006; Beggs et al., 2013) is a risk assessment

using 5 principle elements and bulls are assessed on their risk of being fertile against

prescribed standards using compulsory and secondary assessment procedures for each

element:

Scrotum - Scrotal circumference in cm where the scrotum and contents are normal.

Physical - Within the constraints of a standard examination, there is no evidence of

any general physical condition or of a physical condition of the reproductive tract

indicating sub-fertility or infertility.

Crush-side Semen - Crush-side semen motility assessment indicates that it is within

normal range for fertile bulls and is suitable for laboratory evaluation.

Sperm Morphology - High-magnification microscopy of preserved sperm shows

minimum proportions have shape (morphology) indicating normal function.

Serving Assessment - The bull is able to mate normally as demonstrated in a standard

test and shows no evidence of fertility-limiting defects.

The level of risk (Beggs et al., 2013) is assessed as:

- All attributes measured for this component are consistent with ACV standards. No

risk factors for reduced fertility are evident.

Q – Qualified pass. Though not all attributes for this component are consistent with

ACV standards, variations from normal do not preclude use of the bull.

X – Some attributes for this component are not consistent with ACV standards. The

bull has a significant risk of reduced fertility in the short term at least.

NT –Not tested.

The specific measures taken for each component of the BBSE are presented on the

certificate, as well as detailed comment and advice for each aspect where a bull fails to meet

prescribed standards.

The ACV standards are based on all available science, the most important of which are

discussed in the following sections. Wherever possible, reported outcomes of both single- and

multiple-sire matings related to BBSE measures have been used in genesis of the standards.

2.1. Sperm traits and bull fertility

54

A single assessment of sperm morphology from one pre-mating sample using

Australian Cattle Veterinarians’ standards is able to discriminate mating outcome success in

multiple-sire herds where parentage has been established (Fig. 1; Fitzpatrick et al., 2002;

Holroyd et al., 2002) and in single-sire matings (Fig. 2; Holroyd et al., 2005) of tropical

cattle. Post-mating % normal sperm was a much poorer predictor of mating outcome than pre-

mating assessment (Holroyd et al., 2005). This may be a function of stress such as fighting

causing sub-fertility during mating.

Fig. 1. Percent normal sperm in tropical bulls (n=94) and the fertility score (number of calves divided by average

calf number per bull in the mating group) - from Fitzpatrick et al. (2002).

0

1

0 50

Normal sperm % pre-mating

Fer

tili

ty i

nd

ex

0

1

0 30 60

Motile sperm % pre-mating

Fer

tili

ty i

nd

ex

Fig. 2. Pre-mating sperm traits and fertility index (1 = pregnancy rate achieved per 21 day period by fertile bulls)

for tropical bulls in single-sire herds (n=17) over 3 studies in north Australia – data derived from Holroyd et al.

(2005).

55

If consistent standards are used and bulls are maintained in the same environment and

management, the repeatability of % normal sperm is high in mature bulls. Holroyd et al.,

(2007) reported for 4 studies that for most bulls 2 years of age and older, the repeatability of

% normal sperm is ~70% or more. Fitzpatrick et al., (2002) reported a repeatability of 64%.

This compares to a much lower repeatability of 10-33% in yearling bulls in the puberty to

maturity phase (Holroyd et al., 2007).

Fitzpatrick et al., (2002) found no overall significant relationship between pre-mating

sperm motility and mating outcome in multiple-sire herds. Data from Holroyd et al., (2005)

for single-sire mating indicates that the threshold for % motile sperm should be low (Fig. 2),

as for ACV standards. The repeatability of sperm motility is low-moderate; Fitzpatrick et al.,

(2002) reported it as 44% for tropical bulls 2 years of age and over. Neither semen mass

activity (ie, gross motility) nor % live sperm had sufficiently strong relationships with mating

success to be used for discriminating fertile and sub-fertile bulls at pre-mating assessments

(Holroyd et al., 2002); these measures may be more an indication of whether a suitable

sample was collected or not. North Australian studies of the few semen and sperm

assessments based on biochemical or in vitro analyses developed for practical assessment of

sperm function, eg, sperm chromatin condensation (D’Occhio et al., 2013) and heparin

binding proteins (Fitzpatrick et al., 2002) have so far demonstrated limited efficacy and value.

Burns et al., (2011) in their review proposed a number of seminal proteins and blood

hormones that have the potential to be related to mating outcomes, though there is no

confirming evidence to date, thus no indication that they may enhance BBSE.

2.2. Distribution of sperm traits in tropical bulls

In 2009, analyses of Bull Reporter (Australian Cattle Vets standardised reporting

system) databases of two veterinarians in tropical Queensland indicated that 10-30% of tested

bulls had <50% normal sperm, and 5-10% had <30% motile sperm (Fig. 3) in herds where

there had previously been limited semen evaluation. This high prevalence indicates that many

bulls experience stress in the tropics, and that evaluation as young bulls acclimatised to their

mating environment is important where producers are attempting to use fewer bulls as part of

cost-reduction and genetic improvement strategies.

Fitzpatrick et al. (2002) reported low correlations (range of -0.2 to 0.25) between

percentages of normal and motile sperm in six tropical breed x age bull groups. The relatively

poor predictability of sperm motility and morphology for each other is demonstrated in Fig. 4.

56

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

CQ bulls <3yr

n=1052

CQ bulls 3+yr

n=164

NQ bulls <3yr

n=100

NQ bulls 3+yr

n=373

No

rmal

sperm

00% to 49% normal 50% to 69% normal 70% to 99% normal

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

CQ bulls <3yr

n=1052

CQ bulls 3+yr

n=164

NQ bulls <3yr

n=102

NQ bulls 3+yr

n=384

Mo

tile

sp

erm

00% to 29% motile 30% to 59% motile 60% to 99% motile

Fig. 3. Distribution of % normal sperm and percent sperm with forward progressive motility in a sample of

tropical bulls in north (NQ) and central Queensland (CQ).

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

100%

CQ bulls

00-29% Mot

n=144

CQ bulls

30-59% Mot

n=475

CQ bulls

60-99% Mot

n=597

NQ bulls

00-29% Mot

n=20

NQ bulls

30-59% Mot

n=171

NQ bulls

60-99% Mot

n=312

Bu

lls

%Normal: 70-99%

%Normal: 50-69%

%Normal: 00-49%

Fig. 4. Relationship between sperm motility (Mot) and morphology (% normal) in a sample of tropical bulls in

north (NQ) and central Queensland (CQ).

2.3. Scrotal size

Normal range for scrotal circumference in 13 common breeds of Australian beef bulls

was established using ~260,000 observations of bulls that were mostly within 250-750 kg live

weight and 300-750 days of age (Fordyce et al., Submitted for publication). Live weight was

a superior predictor of scrotal circumference (Fig. 5). Age appears only to be useful when

bulls experience the same level of nutrition. This is exemplified in Fig. 6 which shows weight

and scrotal size data for over 4,000 bulls that experienced an average growth of 0.4 kg/day.

These bulls were relatively light and scrotal size was relatively low compared to bulls that are

grown at the more typical rate of 1 kg/day.

Scrotal size by live weight relationships are almost parallel for all breeds, except

Waygu. At the same live weight, predicted breed averages varied by 5-7 cm; British and

European breeds tend to have larger scrotal circumferences than tropically-adapted breeds.

57

The recommended minimum scrotal circumference is the 5th

percentile value (Average -

1.645 * SD) at any weight within breed, ie, ~4 cm below the expected average at a specified

weight. Where a higher minimal scrotal size standard is adopted, it is usually to achieve

genetic improvement, and not inherent fertility of the bull himself. No component of a BBSE

should be used to predict another; eg, scrotal size and crush-side motility should not be

interpreted as indicative of sperm morphology as discussed above. It should be noted that the

ranking of breeds for scrotal size is not consistent with that reported in north America.

Therefore, it is important to derive normal variation for specific populations before

prescribing standards.

220

240

260

280

300

320

340

360

380

400

420

250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750

Live weight (kg)

Pre

dic

ted

ave

rag

e s

cro

tal circu

mfe

ren

ce

(m

m)

Simmental, Angus, Murray Grey

Hereford, Shorthorn, Brangus

Waygu

Charolais, Limousin, Belmont Red, Santa Gertrudis, Droughtmaster

Brahman

Fig. 5. Average scrotal size x live weight of common breeds of Australian beef bulls (SD is approximately 2.5

cm; adapted from Fordyce et al. Submitted for publication).

2.4. Timing of BBSE

In Brahman, Santa Gertrudis and Droughtmaster bulls progressing from puberty

towards sexual maturity between one and two years of age, % normal sperm, semen density

and semen mass activity increased; if % motile sperm was low at one year of age, it also

increased by 2 years of age (Holroyd et al., 2005). The only sperm abnormality that changes

significantly in this period is proximal droplets, indicative of the change between puberty and

reproductive maturity (Barth & Oko, 1989). This is further confirmed by a large tropical bull

study in north Australia (Fig. 6). During the development of standards for scrotal

58

circumference of Australian beef bulls, perusal of international literature suggested that

puberty may occur on average when scrotal circumference reaches ~75% of the average

expected for that breed at 600 kg live weight. It appears that a high proportion of normal bulls

will be able to deliver an ejaculate representing reproductive maturity if their scrotal

circumference is at least 85% of the average expected for that breed at 600 kg live weight.

150

200

250

300

350

400

6 9 12 15 18 21 24

Average age (months)

Liv

e w

eig

ht / S

cro

tal

cir

cu

mfe

ren

ce

Brahman live weight (kg)

Brahman scrotal circumference (mm)

Tropical composite live weight (kg)

Tropical composite scrotal circumference (mm)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

6 12 18 24

Average age (months)

Sem

en tra

its

Brahman %normal sperm

Brahman proximal cytoplasmic droplets (%)

Tropical composite %normal sperm

Tropical composite proximal cytoplasmic droplets (%)

Fig. 6. Changes between 6 and 24 months of age in Brahman and tropical composite bulls on low nutrition for

live weight, scrotal circumference, and percentages of normal sperm, and sperm with proximal cytoplasmic

droplets (adapted from Burns et al., 2013).

Though repeatability of most traits assessed during BBSE is high to very high for bulls

maintained within the same environment and management, bulls can acquire temporary sub-

fertility if subjected to stressful conditions. This includes sale processes. In one large north

Australian study, 50% of bulls were sub-fertile for up to 3 months following relocation after

sale, and for much longer where bulls were relocated to stressful situations, eg, dry season

conditions (Holroyd et al., 2005). Loss of body condition and experiencing weather changes

are regular causes of temporary sub-fertility (Fordyce & Kenneally, 2002; Fordyce et al.,

2011). As bulls take up to 2 months to recover full fertility after altered spermatogenesis

discontinues, it is advisable to avoid conducting BBSE when recent history suggests bull

fertility is likely to be adversely affected.

The reason why bull spermatogenesis is so sensitive to stressful events of any kind

could be related to the external location of testes and their near-hypoxic blood supply with no

capillaries under low testicular temperatures. Freeman (1990) hypothesised that this anatomy

and physiology creates delicately-balanced stress which induces increased numbers and

functional efficiency of sperm mitochondria, thus enhancing sperm fertilising capacity.

Stressors that affect oxygenation of seminiferous tubules, eg, increased testicular temperature,

59

thus metabolic activity without concomitant increased blood flow, may cause spermatogenic

tissue damage from build-up of metabolites, resulting in lower % normal sperm.

Despite most mating outcome research being based on BBSE immediately prior to

mating, the Australian Cattle Veterinarians recommends certification that a bull is fertile

dated up to six months prior to sale be accepted as a valid pre-sale assessment on the

condition that full live weight of the bull at assessment is also entered on the certificate. Live

weight provides context for the results reported. Short pre-sale assessment periods typify pre-

sale BBSE requirements of breed societies, but they limit access to a preferred cattle

veterinarian, limit the opportunities for re-test where conditions do not suit BBSE, and often

leave insufficient time to obtain results when laboratory sperm assessments are required. One

consequence is unnecessary elimination of some bulls from sale.

2.5. Competency in BBSE

A major issue for BBSE is competency of those conducting the assessments to ensure

consistency of assessment against standards. The Australian Cattle Veterinarians (ACV) has

developed an accreditation process for members (aimed at developing competency rather than

achieving exclusion) and ACV certificates for sale bulls are only valid when conducted by

accredited veterinarians. The ACV also uses an approval process governed by strict

guidelines for morphology assessment. This is a vital element of the system, given potential

for variation between laboratories, the importance of sperm morphology as an indicator of

fertility, its use in understanding the reasons for sub-fertility, and its potential use in genetic

improvement of both male and female fertility.

3. Meeting breeding objectives

Genetic variance in reproductive traits is low in temperate cattle breeds, but moderate to

high in tropically-adapted cattle (Tab. 1; Corbet et al., 2013; Johnston et al., 2009; Johnston et

al., Submitted for publication). Body condition score and sperm motility in tropical cattle

have moderate to high genetic correlations with percent normal sperm (Corbet et al., 2013).

Though it is well known that scrotal circumference of bulls is genetically correlated with age

at puberty in female relatives, the tropical cattle research has revealed moderate to strong

favourable genetic correlations between the primary bull reproduction measures and lactation

cyclicity in females in tropically-adapted cattle, especially during their first lactation

(Johnston et al., Submitted for publication). An interesting observation of unknown

60

significance during that research was a strong negative genetic correlation between lactation

cyclicity and preputial eversion of bulls.

Tab. 1. Heritability of male reproductive traits in tropically-adapted cattle (Corbet et al., 2013)

Average age

(mo) Brahmans

Tropical

composites

Serum LH post GnRH challenge (0.5 μg) 3-4 0.31 0.48

Serum inhibin 3-4 0.74 0.72

Serum IGF-I 6 0.44 0.36

Scrotal circumference 18 0.75 0.43

Semen mass activity score 18 0.24 0.13

Percent progressive sperm motility 18 0.15 0.15

Percent normal sperm 18 0.25 0.20

Standardising measures during BBSE become critical if the traits are to be used in

genetic improvement programs. The ACV standards used in Australia are enabling the

development of breeding values for female and male reproductive traits using phenotypes

collected from both male and female cattle.

4. How many bulls are needed?

Though herd sub-fertility is regularly reported in single-sire matings, reports are almost

non-existent of sub-fertility proven to be caused by either insufficient or sub-fertile bulls in

multiple-sire mating. This is because, in most beef production systems across the world, there

is a vast gulf between the mating capacity of bulls and conceptions achieved; further, most

oestrous females are mated by multiple bulls.

If three bulls are mated per 100 re-breeding cows (3% bulls), conceptions occur over a

12-week period, the proportion that have commenced cycling increases from 75% to 95%

over mating, and the probability of a pregnancy per cycle for cows is 67%, then oestrous

females mated by each bull reduces from ~1/day to ~1/week over mating.

Bulls produce 9-12 x 106 sperm/g of testes/day (Smith et al., 1989). Therefore, fertile

bulls with combined testes weight of 0.5 kg produce 5 x 109 sperm daily. Number of sperm

required in a fertile ejaculate using semen that has previously been frozen varies between

bulls but is usually a maximum of 1-11 x 106 (Den Dass et al., 1998). Most fertile bulls

produce this number of sperm in <5 minutes. However there are limits to daily mating

capacity caused by large proportions of sperm being used in single ejaculates, having

sufficient libido and normal requirements for eating, drinking, resting and ruminating. There

is no published information indicating number of conceptions that beef bulls can consistently

achieve daily if offered large numbers of females. Chenoweth (1983) suggested that bulls can

61

consistently mate an average of 20 times per day. If they mate each oestrous female 4 times,

this equates to a mating capacity of one bull per 100 cycling females if oestrus is not

synchronised.

In an observation under extensive management in north Australia, there was no

evidence that mating 1.2-1.5 bulls per 100 re-breeding females resulted in herd sub-fertility

when compared to cattle in adjacent paddocks (Holroyd et al., 2005). In this observation, two

bulls were used in a paddock that was 10 km long. Fordyce et al., (2002) and Holroyd et al.,

(2005) have reported that 2.0-2.5% bulls mated to rebreeding cows in large paddocks does not

appear to result in sub-fertility. Further, bulls mated at low rates remain in good body

condition with no evidence of stress.

In contrast, high bull to cow mating ratios can result in bull fighting and severe injuries

(Fordyce et al., 2002). That work showed bulls are territorial. One indicator of excessive bulls

is when bulls are seen in groups of 2-3 segregated from cows during the peak period for

conceptions. North Australian experience suggests that if more than 3.5% bulls is used,

agonistic behaviour results in injuries, loss of bull body condition, and damage to

infrastructure.

Bulls are a variable cost in a breeding herd operation, ie, their cost should be calculated

per calf weaned. Efficient beef business aims to have fewer and better bulls, ie, low cost per

calf, and maximum calves from bulls with highest genetic merit. Reduction of bull to female

mating ratios in association with effective BBSE can be substantially reduce cost per calf

weaned, and accelerate genetic improvement, ie, achieve both significant short- and long-term

business benefits.

Holroyd et al. (1998) reported that in multiple-sire matings, a large majority of calves

were sired by the equivalent of 2 bulls per 100 cows, no matter how many bulls were mated.

Based on this, and with reference to the data reported above, the recommendation is that one

fertile bull per 40 females is adequate bull power, even in the most extensive management.

This is in a minimal-supervision situation and allows for acquired sub-fertility in a proportion

of bulls during mating. In a high-supervision situation, one fertile bull per 100 females

appears adequate, and this is routine practice in intensive management systems. Where

oestrus is synchronised, 1 bull per 20 females may be required for the intensive mating

period.

5. Management to maximise calf output of bulls

62

If a bull passes a BBSE, age has little impact on his fertility (Holroyd et al., 2005).

However, there is evidence that yearling bulls may achieve 5% fewer pregnancies than mature

bulls (Holroyd et al., 2005), possibly because of immature behaviour. North Australian

experience is that bulls beyond seven years of age become more difficult and dangerous to

handle, a more important consideration in deciding whether to retain bulls than their BBSE

result.

As indicated above, there are many reports of bulls acquiring temporary sub-fertility as

the result of stress. Anecdotal evidence is that even the pain associated with vaccination,

especially when oil-based adjuvants are used, may be sufficient to cause temporary sub-

fertility. Therefore, pre-mating handling and husbandry of bulls should be completed at least

2 months prior to mating if possible, and any form of stress such as mixing with strangers

should be minimised for bulls in the intervening period.

6. Selection and relocation effects

Direct relocation of bulls from one property to another, even over long distances,

appears to have little impact on semen quality as long as other potential stressors are

minimised (Holroyd et al., 2005). However, in one study in tropical Queensland, of 927 bulls

relocated through auction sales, ~50% failed a BBSE up to 3 months following sale and

relocation. Most failures were related to low levels of normal sperm and were independent of

breed, age, and source. If bulls experienced favourable post-relocation nutritional and

managerial conditions, ~80% of bulls passed a BBSE within 6 months of relocation (Holroyd

et al., 2005).

High body condition per se has not been demonstrated as having a major effect on

semen quality in north Australia (Holroyd et al., 2005). Most fat bulls are relocated via an

auction sale process, and as indicated above, it is the auction sale process or experience of

other significant stressors which appear to be the major reason for obese bulls to become sub-

fertile.

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65

Bio-economic management of cow/calf operationsI

Jason K. Ahola1

I Text prepared for VIII NESPRO Meeting / I International Symposium in Beef Cattle Production System. Porto

Alegre, RS, Brazil. September 24th-26th, 2013.

1. Nutrition and cost of production

After more than a decade of widespread and unprecedented profitability among U.S.

cow/calf producers, input costs have resulted in financial losses during recent years among

average- and high-cost producers (Cattle-Fax, 2009). Previous periods of sustained financial

losses in the cow/calf segment (1981 to 1986, and 1994 to 1996) were due primarily to

reduced income as a result of excess cattle and beef supply vs. demand, also known as the

“cattle cycle”. In contrast, current losses are mainly due to increased costs associated with

elevated costs for energy-dependent and energy-related commodities (grain, hay, diesel,

fertilizer, etc.). However, the strategies used during the unprofitable times of the mid-1990s

appear to still be practical and applicable today – being a “low cost” producer can help to

ensure financial sustainability in the cow/calf business.

Data from the National Cattlemen’s Association Standardized Performance Analysis

(NCA-SPA) database were summarized and reported by Taylor & Field (1995) to outline

where priorities should be placed relative to managing inputs or outputs. The range of

performance variables for producers that were low-cost (low one-third) or high-cost (high

one-third) were compared to the average for several traits related to productivity, cost, and

breakeven price (Tab. 1).

Tab. 1. Cow/calf producer profiles by cost group.

Cost Group

Performance variable Low 1/3 High 1/3 Average

Percent calf crop, % 83 84 85

Weaning weight, lbs 527 498 514

Calf weight per cow exposed, lbs 441 418 438

Annual cost per cow, $/head 268 490 377

Calf breakeven price, $/cwt 61 117 86

Adapted from Taylor and Field (1995).

Even through these data were summarized some time ago, the large amount of variation

in net income across cost groups is still present among producers today. Most of the

1 PhD, Associate Professor, Department of Animal Sciences, Colorado State University, Fort Collins, CO, USA.

66

difference among the 2 groups (nearly $250/cow; Tab. 2) is due to annual cost per cow, with a

limited amount related to calf or cow performance (as measured by the “calf weight per cow

exposed” variable).

Tab. 2. Key variables contributing to differences in net income among low- and high-cost cow/calf producers.

Variable Low-cost High-cost Difference

Annual cost per cow, $ 490 268 $222 Calf weight per cow exposed, lbs 441 418 $ 26

$248

Adapted from Taylor and Field (1995).

A value of $26 was placed on the 23 lb difference in lbs of calf weaned per cow exposed (appropriate for that

time).

As a follow-up, the low-cost producer group identified in this dataset was surveyed as

to what primary factors enabled them to attain a low breakeven price for their calves (Tab. 3).

Interestingly, “Reducing supplemental feed cost” received the highest response (40%) among

those surveyed.

Tab. 3. Most important factors enabling low-cost producers to be “low-cost”.

Priority Strategy Percent of respondents

1 Reduce supplemental feed costs 40

2 Rotational grazing (better pasture management) 30

3 Right genetics 27 4 Reduce labor costs 25

5 Strong herd health program 19

Adapted from Taylor and Field (1995).

The challenge that cow/calf producers face involves the delicate balance between

reducing supplemental feed costs and maximizing cow reproductive performance. Substantial

data are available regarding the effects of nutrition on reproductive performance, which will

be discussed later. However, unfortunately, limited economic data are available to clarify how

producers should consider balancing between inputs (e.g. supplemental feed) and outputs (e.g.

body condition and fertility). This paper will focus on the effects on inadequate nutrition on

reproductive performance, and opportunities for strategic supplementation to improve

reproductive performance.

2. Specific nutrients and beef cattle reproduction

The majority of literature available that discusses the interaction between nutrition and

reproduction focuses on cow body energy reserves. However, significant data are available

regarding specific nutrients (or nutrient classes) that are related to beef cow reproduction.

67

Bearden et al. (2004) has provided a good summary of how nutrients generally affect beef

cow reproductive performance.

2.1. Energy

In food animal livestock species, many reproduction problems that are related to

nutrition are due to under- or overfeeding energy, although underfeeding occurs more

frequently (Bearden et al., 2004). The authors summarized key results of the underfeeding of

energy on reproduction, which can include:

Delayed puberty

Reduced ovulations per estrus

Weak estrus

Quiet ovulation

General anestrous

Extended anestrous

Extended anestrous, which can also cause reduced conception rates, due to underfeeding

energy is the result of reduced pulsatility of luteinizing hormone (LH; a key hormone released

from the anterior pituitary that regulates ovulation) caused by a negative energy balance

(Bearden et al., 2004). Cows are commonly in a negative energy balance situation after

parturition.

2.2. Protein

Of all livestock species, beef cattle are most susceptible to experiencing reduced

reproductive performance due to a diet inadequate in protein. According to Bearden et al.

(2004), inadequate protein can result in:

Weak expression of estrus

Cessation of estrus

Repeat breeding

Fetal resportion

Birth of premature or weak offspring

68

2.3. Vitamins

Requirements for some vitamins (e.g. Vitamins D and E) for reproduction have not

been confirmed, primarily since few feedstuffs are deficient enough in specific vitamins to

enable a reduction in reproductive performance to be documented (Bearden et al., 2004).

However, Vitamin A has been shown to cause (Bearden et al., 2004):

Anestrous

Repeat breeding

Abortions

Weak/dead offspring

Retained placenta

2.4. Minerals

In most cases, mineral concentrations of feedstuffs are not low enough in mineral

concentrations to enable researchers to pinpoint their need for reproductive performance

(Bearden et al., 2004). However, these authors have reported that several minerals have been

implicated for reproductive performance, even though the specific role of these compounds in

reproductive processes is not known, including:

Phosphorus: Irregular estrous

Periods of anestrous (possibly due to reduced appetite).

Iodine: Irregular estrous

Impaired fetal growth

Retained placenta.

Selenium: Retained placenta

Copper/cobalt: Depressed estrus

Low fertility

Abnormal fetal development

Magnesium: Irregular estrous cycles or anestrous

3. Prioritization of energy use

Generally, the underfeeding of energy is probably the most common cause of less-than-

desirable fertility in beef cows. Much of the challenge associated with feeding an adequate

amount of energy to ensure optimum reproductive performance is due to the prioritization of

energy among a beef cow’s several biological functions. According to Short & Adams (1988),

69

a cow partitions energy to her body functions in this approximate general order (1 = highest

priority; 9 = lowest priority):

1) Basal metabolism

2) Activity (grazing, etc.)

3) Growth

4) Energy reserve (basic)

5) Pregnancy

6) Lactation

7) Energy reserve (additional)

8) Estrous cycle and pregnancy initiation

9) Energy reserve (excess)

In range beef cows, the major challenge occurs when beef cows attempt to utilize low

quality (low energy density) forages for energy (Short & Adams, 1988). For instance, the

energy and protein requirements for a 1,200 lb mature beef cow are included in Tab. 4.

Tab. 4. Energy and crude protein requirements for a 1,200 lb mature beef cow not gaining weight during varying

stages of gestation and/or lactation at two levels of milk production.

Net Energy (maintenance) Crude Protein

Stage Mcal/d Mcal/lb lbs/d %

Middle trimester 8.68 0.42 1.4 6.9

Third trimester 10.83 0.49 1.7 7.8

Early lactation (10 lbs milk/d) 12.09 0.53 2.1 9.3

Early lactation (20 lbs milk/d) 15.48 0.65 2.7 11.5

Adapted from NRC (1996).

In contrast to these requirements, other than grasses accessible during the summery

grazing months, many low-cost forages that correspond to low-cost of production

management – including the use of crop aftermath (corn stalks, wheat stubble), stockpiled or

windrowed forages, and/or fall/winter range – are available to beef cows typically during

times of elevated nutritional requirements. Generally, these feedstuffs contain inadequate

amounts of both protein (ranging from about 3.5 to 5.0% crude protein) and energy (ranging

from approximately 0.35 to 0.50 Mcal/lb; NRC, 1996).

4. Monitoring energy stores

The 9-point body condition scoring (BCS) system (Richards et al., 1986; 1= thin, 9 =

obese), which is based on an estimate of percent body fat stores, is a highly effective method

of monitoring energy stores in beef cows (Fig. 1).

70

Fig. 1. Relationship between body condition score (BCS) 1 through 9 and percent body fat in beef cows

(Richards et al., 1986).

Unfortunately, based on USDA NAHMS data (1997, 2008) a substantial number of

cow/calf producers do not utilize the simple BCS tool to monitor changes in energy reserves

in their cows (Fig. 2). In fact, use of this tool has declined substantially from 1997 to 2008,

possibly associated with the widespread profitability among cow/calf operations during that

time, and reduced emphasis on cost of production.

Fig. 2. Percent of beef cow/calf operations that use the body condition scoring (BCS) system in 1997 and 2008

by herd size (USDA NAHMS, 1997, 2008).

5. BCS and reproductive performance

Many researchers have provided substantial datasets to indicate the relationship among

BCS at weaning, calving, or breeding and subsequent pregnancy rate. In a very large dataset,

Bowman & Sowell (1998) reported the relationship of BCS collected at weaning with

71

pregnancy rate using 9 years of data collected at the Padlock Ranch on over 400,000 beef

cows (Fig. 3).

Fig. 3. Relationship between body condition score (BCS) at weaning and pregnancy rate during the following

breeding season. Data includes records on cows with BCS 1-3 (3,415 cows), 4 (23,811), 5 (379,740), 6 (26,213),

and 7 or more (9,654); adapted from Bowman and Sowell (1998).

Even with documentation that improved BCS can increase pregnancy rate, producers

are still challenged with identifying the “ideal” amount of weight gain needed in order to

reach “ideal” BCS at calving. In some circumstances, weight gains in excess of 1 to 2 lbs may

be necessary to reach an ideal BCS of 5 at calving (Tab. 5), which are not attainable on low

quality forages within a low-cost of production management strategy.

Tab. 5. Weight gain needed by mature beef cows in order to reach proper body condition score (BCS) at calving.

BCS Weight gain needed ADG

At weaning Needed at

calving

Fetus/placenta

(lbs)

Body weight

(lbs)

Total weight

(lbs)

Days to

calving

(lbs/d)

needed

5 5 100 0 100 120 0.8

4 5 100 80 180 120 1.5

3 5 100 160 260 180 0.9

3 5 100 160 260 150 1.7

3 5 100 160 260 120 2.2 3 5 100 160 260 90 2.9

Adapted from Wiltbank, 1982.

To maintain cows on a 365-d calving interval, conception needs to occur by d 82

postpartum. Thus, the earlier a cow cycles after calving, the more likely she will conceive by

d 82. Early research by Whitman (1975) evaluated the cumulative percentage of cows that

returned to estrus after calving at varying BCS (Tab. 6). The authors reported that less than

half of the cows in thin condition cycled once before being exposed to bulls, if bulls had been

72

turned out on d 60 post calving. These data suggest that increasing body condition from the

thin classification to the moderate or good categories would have resulted in 33% and nearly

100% more cows cycling on d 60, respectively.

Tab. 6. Cumulative percentage of cows that returned to estrus 30 to 90 d post calving by body condition score

(BCS) at calving.

Days after calving

BCS 30 40 50 60 70 80 90

Thin (1-3) 3 19 34 46 55 62 66

Moderate (4-6) 7 21 45 61 79 88 92

Good (7-9) 13 31 42 91 96 98 100

Adapted from Whitman (1975).

6. BCS and calving distribution

Evaluating the distribution of calving during the calving season emphasizes the need for

cows to conceive early in the breeding season. Two consecutive years of data collected at the

Colorado State University Eastern Colorado Research Center (Akron, CO) indicate that nearly

half (49.%) of cows calved in the first 15 d of the calving season (Fig. 4). An additional 22.5

and 22.0% of cows calved during d 16 to 30 and d 31 to 45, respectively. During the final 21

d of the season only 6.1% of cows calved. The previous breeding season could have been

shortened by 3 weeks (over one-third of the season) or more, which would have shortened the

calving season and more properly manage cowherd labor and nutritional needs. In addition,

the 49.5% of cows that calved early in the season are more likely to cycle prior to the

initiation of the subsequent breeding season.

0%

1%

2%

3%

4%

5%

6%

7%

7-M

ar

14-M

ar

21-M

ar

28-M

ar

4-Apr

11-A

pr

18-A

pr

25-A

pr

2-M

ay

9-M

ay

16-M

ay

23-M

ay

30-M

ay

Date of calving

Perc

en

t o

f calv

es b

orn

Fig. 4. Calving distribution during a 67-day calving season on a 200-head spring-calving commercial cowherd (2

years data combined; CSU ECRC, unpublished data).

73

In addition to influencing the likelihood of becoming pregnant at some point during the

breeding season, BCS also influences calving interval. In turn, calving interval influences

income generated via the sale of calves. Tab. 5 depicts differences in annual income per cow

based on varying BCS levels. Cows that conceive earlier will increase their likelihood of

rebreeding, as well as to produce an older and heavier calf at weaning. Increases per cow of

$118 (68%), $151 (152%), and $36 (8%) resulted from elevating BCS from 3 to 4, 4 to 5, and

5 to 6, respectively.

Tab. 5. Effect of body condition score (BCS) on beef cow performance and profitability.

BCS

Preg. rate (%)

Calving int. (d)

Calf age at wean (d)

Calf ADG (lbs/d)

Calf wean wt (lb)

Calf price $/cwt

Income ($/calf)

Income ($/cow/yr)

3 43 414 190 1.60 374 118 441 174

4 61 381 223 1.75 460 113 520 292

5 86 364 240 1.85 514 109 560 443

6 93 364 240 1.85 514 109 560 479

Adapted from Rae et al. (1993). Income ($/cow/yr) = pregnancy ×income per calf × percent of calves raised by cows

that were pregnant (estimated at 92.0%).

Whitman (1975) also evaluated the effect of calving time during the season and BCS on

the likelihood of becoming pregnant in the first 20 d of the following breeding season (Fig.

5). Of cows in good BCS that calved in the first 20 d of the previous calving season, 100%

became pregnant in the first 20 d of the following breeding season, in contrast to 92 and 66%

of moderate and thin BCS cows, respectively. In addition, among cows that calved during d

21 to 40 of the previous calving season, 96% of good BCS cows were bred compared to 79

and 55% of moderate and thin BCS cows, respectively. However, within late calving cows (d

41 to 60 of the calving season), BCS did not appear to have much effect on their likelihood of

rebreeding within the first 21 d. Said another way, pregnancy rate differences across BCS for

cows that calved late during the previous calving season (d 41 to 60 or d 61 to 80) were not

substantial vs. cows that calved early in the season – based on ranges of 11 and 8 percentage

points across the BCS classifications. These data suggest that monitoring BCS is crucial in

order to keep early-calving cows breeding back early in the breeding season.

74

Fig. 5. Effect of calving time and body condition score (BCS) on the proportion of beef cows that became

pregnant early (within the first 20 d) during the following breeding season (adapted from Whitman, 1975).

7. Major issues redefining U.S. beef production

The cow/calf segment of the U.S. beef industry lost about 175,000 producers over the

past 20 years. That equates to a loss of nearly 9,000 cow/calf producers per year. And,

increasing costs, greater risk, and a nationwide push to increase our grain production (at the

expense of our forage base) will continue to make it difficult for producers to remain

profitable in the cow/calf business.

As producer numbers have declined, so has the U.S. beef cow inventory. This reduced

cattle supply has benefitted many cow/calf operations, in terms of higher calf prices paid by

increasingly desperate feedyards, but has also been challenging to the margin-operator

segments of the industry – feedyards and packers – who are trying to overcome high overhead

costs by keeping their facilities full.

Every segment of the beef industry is struggling to adjust to reduced cattle numbers,

increased input costs, and greater market volatility. However, it’s important that cow/calf

producers spend time now developing a strategy to survive a changing environment. Open-

minded and well managed cow/calf operators will have access to unique opportunities if they

consider 3 major “issues” that are redefining how U.S. beef cattle production will occur in the

future, including:

1) Outrageous feed costs and market volatility

2) Impending problems with mature cow size and feed efficiency

3) Changing demand for calves based on weight and background

7.1. Input costs and market volatility

75

The current extreme prices for all feedstuffs, at least in relation to their historical

averages, is the new reality. Compared to historical values, corn is selling for nearly 3 times

more ($6 to 7/bu today vs. $2/bu from the mid-1970s until mid-2000s) and hay is selling for

about 2 to 3 times as much (>$200/Ton today vs. $60-75/Ton from the 1990s to mid-2000s).

U.S. beef producers should simply plan to operate within these new feed prices from now on.

Unfortunately, U.S. corn farmers have had to break records every year in terms of

‘number of acres planted’ and/or ‘corn yield per-acre’ to keep up with growing demand for

corn. In addition to export and human food uses, in 2010 ethanol alone used over 4.5 billion

bushels of corn (over one-third of U.S. production). This has led to the transition of many hay

fields to corn fields, and a subsequent reduction in hay and forage supply. Yes, corn price

directly drives feedlot profitability and feeder cattle prices – a $1.00/bu increase in corn price

decreases a feeder calf’s value by $10-15/cwt or $70-100/head. But, more importantly, corn

price drives the market prices of almost all other feed commodities, including hay. As a result,

cow wintering costs will be elevated for as long as the demand for corn continues to outpace

supply. Any efforts by cow/calf producers to limit winter feeding (which comprises about 60-

80% of the variable costs on most operations) without hindering cow reproductive

performance or calf growth will be necessary.

In addition to high input costs, market volatility will also continue to discourage new

entrants into the cow/calf industry. Major market risk due to fluctuation in both input (feed,

land) and output (calf) prices will require that new producers have a risk mitigation strategy,

especially if they depend on start-up or operating loans. Thus, it’s likely that longer-term

contracts between new cow/calf producers and large-scale feeding and/or packing entities

(e.g. Cargill, JBS-Swift, Five Rivers, etc.) may emerge. In today’s swine industry, practically

the only method for a new producer to enter the business is via a signed contract with a large

hog packer. While this strategy may be frowned on by many in the beef industry, based on a

general dislike of producer-packer agreements and the potential for market control, this option

may be the only method to enable a new generation of ranchers into the industry. Without

such contracts, the massive amount of risk compared to the relatively low potential for return

on investment will continue to discourage new producers as well as limit cowherd expansion

by mid-sized operators.

7.2. Mature cow size and efficiency

It may not have been documented directly; however, it is generally agreed that the

average mature size of a U.S. beef cow is increasing rapidly. And, this is occurring with

76

almost no simultaneous selection for improved mature cow feed efficiency. It appears that 3

things are occurring among many Angus seedstock operations: 1) very aggressive genetic

selection for growth in a breed traditionally viewed as “maternal”, 2) lack of selection to

reduce mature cow size, and 3) the lack of available tools to genetically improve mature cow

feed efficiency.

In the last 30 years, the Angus breed has had tremendous success in the genetic

selection of growth traits, particularly weaning weight (WW) and yearling weight (YW), but

has also seen increases in mature weight and carcass weight, as seen in their genetic trends

(Fig. 6). It is clear that little effort is focused on keeping mature weight in check, or even

decreasing it. In fact, some of the most popular Angus sires in use today (via A.I.) are

producing progeny with yearling weights equivalent to the average of the entire Charolais

breed, at least based on EPDs from each breed that have been adjusted using USDA’s across-

breed EPD adjustment factors. Further, many daughters of these high growth Angus bulls are

retained as replacement females. These heifers possess genetics for growth that rival those of

Charolais – a breed developed primarily for use in a terminal crossbreeding program.

Fig. 6. Angus genetic trends for several growth-related traits by birth year, 1979-2009 (source: www.angus.org).

As mature cow size and winter feed costs continue to climb, progressive cow/calf

producers may attempt to reduce costs by considering several options: 1) place more selection

pressure on reducing cow size and/or reducing their emphasis on growth, 2) move their

77

calving season later in order to more closely match forage availability, and/or 3) begin

selecting for improved mature cow feed efficiency.

The main driver to get cow/calf producers to select for more feed efficient cows is going

to be high feed costs, although apparently the elevated winter feed costs from 2007 to today

have failed to cause most of the seedstock industry to provide the necessary genetic selection

tools. In fact, current measurements of (and genetic predictions for) feed efficiency are solely

related to the feed efficiency of feedlot animals (i.e. the American Angus Association’s

Residual Average Daily Gain EPD). Research results comparing the relationship between

feedyard feed efficiency and mature cowherd feed efficiency are still lacking, even though

more than half of the feed required to produce a pound of beef at retail actually goes toward

simply maintaining the cowherd.

Due to the beef industry’s slow pace of embracing and selecting for improved feed

efficiency at the cowherd level, it’s likely that the carbon footprint of beef production vs.

other animal proteins (pork, chicken) will be undesirable from a consumer’s naïve

perspective. Poorer feed conversion ratios in cattle (which require 2- to 3-times more feed per

pound of gain than pigs or chickens) and large feed resource requirements to maintain the

U.S. cowherd put the beef industry at a competitive disadvantage in terms of the efficiency of

beef production. However, it’s also likely that most consumers will be largely unaware of

beef’s carbon footprint and make purchase decisions based predominantly on price. A limited

response by consumers may enable the U.S. beef industry to move more aggressively toward

improved feed efficiency in the meantime.

7.3. Demand for lightweight calves

Lucky for cow/calf producers, calf prices will continue to increase as the economy

moves out of recession and beef demand continues to strengthen (particularly in export

markets) while cattle supply numbers further decline in the U.S. and globally. It’s feasible

that lighter weight calves (400- and 500-weight calves) will bump up against $200/cwt in the

next few years.

Over the past 4 years, the price spread between lightweight calves (400- and 500-

weights) and heavyweight calves (600- and 700-weights) has increased dramatically. The

$15/cwt difference between the per-pound selling price of 450 vs. 750 lb steers in 2008 has

nearly doubled to roughly $29/cwt currently. On a percentage basis, light steers are worth

23% more per pound than heavy steers, compared to just 13% more in 2008.

78

This increased spread is due in part to stronger demand for lighter weight calves that

can gain more weight on pasture (and at a low cost of gain of $0.40-0.50/lb) rather than going

straight to a feedyard for a very lengthy feeding period (and gaining at an elevated cost of

gain around $1.00/lb). Heavyweight calves are simply unprofitable if grazed on pasture due to

excess body condition and poorer pasture gains and feed conversions.

In the current environment of high corn price, the more weight a calf can gain outside of

a feedyard the lower the cost to get that animal to slaughter weight. As a result, cow/calf

producers can take advantage of this scenario over the next several years by considering

making changes to the product (calves) they produce. This could include reducing the weight

of calves they are marketing, and selling them for a higher price per pound. Selling fewer

pounds will reduce overall income (even though the per-pound selling price will be higher,

it’s not enough to completely compensate for a lighter calf). However, significantly reduced

cowherd expenses should accompany the production of lighter weight calves.

For instance, this could be a great opportunity for cow/calf producers to consider

changing their time of calving and/or weaning. As winter feed costs rise, winter-calving

operations could calve later (during late spring or summer) so that the times of highest

nutritional demand (late gestation and early lactation) would be at a time of high forage

availability and quality via spring and early summer grazing. This change would reduce

winter feed costs by reducing the feeding of high-priced harvested feeds during times of high

nutritional requirements.

Similarly, cow/calf operations may consider weaning calves earlier and selling them at

a lighter weight. Early-weaning reduces nutritional demand on the cow at a time when she

could otherwise be storing up body condition for the impending winter. Cows that enter the

winter with greater energy stores will require less feed throughout the winter, and/or should

have improved reproductive performance during the next year’s breeding season. Many

producers have been hesitant to early wean due to the reduction in income caused by the sale

of lighter weight calves. However, earlier-weaned calves can be sold for more per pound, and

potentially earlier in the season (August or September) to avoid the declining weaned calf

market that occurs during the traditional weaning time for most cow/calf operations (October

and November).

Lastly, cow/calf producers may consider reducing their emphasis on genetic selection

for growth, in an effort to reduce mature cow size and improve cowherd efficiency. Instead of

buying bulls primarily on weaning and yearling weight performance, and competing with

other cow/calf producers for those higher priced growth bulls, producers can place more

79

emphasis on other traits. This could include calf survival traits such as calving ease and

maternal ability, reproductive traits (i.e. heifer pregnancy and stayability), and/or cost-related

traits such as feed efficiency.

8. Conclusions

Achieving and maintaining an optimum balance between nutritional inputs and

reproduction outputs in beef cows is challenging; however, the long-term financial viability of

cow/calf operations will require close adherence to low cost of production strategies. Nearly

all nutrients and nutrient classifications have been implicated as factors that influence

reproduction in beef cows.

Energy underfeeding appears to be one of the primary drivers of less-than-desirable

beef cow reproductive performance, particularly for producers in areas utilizing low quality

forages during times of high nutrient requirements by pregnant or lactating females. Body

condition score is closely linked with reproduction, and improvements in reproductive

performance have been observed particularly when cows can be increased up to a BCS of 5.

Achieving a BCS of 5 can improve pregnancy rates and reduce the average interval

from calving to breeding. It has also been estimated that the subsequent revenue from the sale

of older and heavier calves can also increase by nearly $150 per cow annually. Ultimately,

getting cows pregnant early in the breeding season is crucial, and use of the BCS tool appears

to be more effective if emphasized in early-calving cows, more so than late-calving cows.

References

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Saddle River, NJ.

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80

Produção de bovinos em sistemas integradosI

Paulo César de Faccio Carvalho1, Armindo Barth Neto

2, Taise Robinson Kunrath

3,

Raquel Santiago Barro4, Willian de Souza Filho

3, Ibanor Anghinoni

5

I Texto preparado para a VIII Jornada NESPRO / I Simpósio Internacional sobre Sistemas de Produção de

Bovinos de Corte e Cadeia Produtiva. Porto Alegre, RS, Brasil. 24 a 26 se setembro de 2013.

Durante décadas as pesquisas em sistemas agrícolas em nível global foram pensadas e

moldadas para sistemas intensivos e produtivistas. Com a população mundial prevista para

chegar a 9 bilhões em 2050 (FAO, 2009), se apresenta um novo desafio para as instituições de

pesquisa e agricultores no que diz respeito a produção de alimentos. Mas diferentemente do

contexto da revolução verde nos anos 60, a sustentabilidade e a conservação dos recursos

naturais agora se impõem como condicionantes da intensificação dos sistemas agrícolas.

O termo agropecuária intensiva é usado para caracterizar sistemas de produção que têm

por objetivo maximizar a produção por área ou por animal, lançando mão de uso maciço de

fertilizantes sintéticos, produtos fitossanitários e, se necessário, irrigação (Doré et al., 2008).

É inegável que estes modelos produtivistas foram responsáveis por consideráveis avanços na

produção de alimentos, com benefícios econômicos e sociais. Porém, em virtude de impactos

indesejáveis no ambiente este modelo não tem sido consagrado pela sociedade atual, cada vez

mais atenta aos passivos ambientais. A agropecuária produtivista tem sido classificada,

principalmente na última década, como um dos principais causadores de desserviços

ambientais locais e internacionais, tais como: i) contaminação da água com excessiva

concentração de nutrientes, pesticidas e agentes patogênicos; ii) redução dos níveis dos

lençóis freáticos, devido a alta demanda de irrigação em variedades e cultivos muito exigentes

em água; iii) crescente emissão de gases de efeito estufa em sistemas de monocultivos,

reduzindo os teores de matéria orgânica do solo; iv) perda das atividades funcionais do solo e

de biodiversidade (Franzluebbers & Sawchik, 2012).

A produção agrícola nos dias atuais enfrenta novos desafios relacionados as mudanças

climáticas, segurança alimentar, qualidade da água e energia renovável que estão intimamente

ligados à produção de alimentos e aos serviços ecossistêmicos (Franzluebbers, 2013).

Segundo o autor, é necessária maior valorização e diversidade de abordagens na conservação

1 Professor Associado – UFRGS, Pesquisador 1B CNPq. E-mail: paulocfc@ufrgs.br.

2 Doutorando, UFPR, PPG Produção Vegetal.

3 Doutorando(a), UFRGS, PPG Zootecnia.

4 Pós-doutoranda, UFRGS, Bolsista CAPES- FAPERGS.

5 Professor Titular, UFRGS, Pesquisador 1A CNPq.

81

agrícola para atender o crescente interesse no desenvolvimento de ambientes mais produtivos

e saudáveis.

Os sistemas de integração lavoura-pecuária (ILP6) atendem a esses novos desafios e são

recomendados pela Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação (FAO,

2010a) por serem comprovadamente mais sustentáveis e resilientes, em relação aos sistemas

agrícolas modernos (Russelle et al., 2007). Estes sistemas podem melhorar a produtividade

agrícola, a qualidade ambiental, a eficiência operacional e o desempenho econômico quando

comparados aos mesmos sistemas de produção não integrados (Liebig et al., 2011). Segundo

Rota & Sperandini (2011), os benefícios dos sistemas de ILP são resumidos em quatro áreas

gerais: agronômica, pela recuperação e manutenção da capacidade produtiva do solo;

econômica, pela diversificação de produtos e rendimentos mais elevados e de qualidade a um

custo menor; ecológica, por meio da redução de pragas, menor uso de pesticidas e melhor

controle de erosão; e social, pela redução da migração rural-urbana e pela criação de novas

oportunidades de emprego nas áreas rurais.

Os sistemas integrados não representam uma nova tecnologia, mas sim, retomam seu

status, pois seus atributos de sustentabilidade são únicos e atentem a nova lógica de

“intensificação sustentável” (Freidrich, 2010). No Brasil, são inúmeras as possibilidades de

sistemas de ILP. Esses sistemas podem envolver associações entre pecuária de corte ou leite e

cultivos como soja, milho, arroz, eucalipto, algodão, dentre outros, normalmente em escala de

fazenda, abrangendo a exploração de cultivos agrícolas (lavouras de grãos, silvicultura etc.) e

produção animal (ruminantes e monogástricos) na mesma área, de forma concomitante ou

sequencial em diferentes escalas espaço-temporais (Moraes et al., 2012a).

Segundo Moraes et al. (2002), os sistemas de ILP se desenvolvem a partir de duas

realidades distintas: em região tipicamente agrícola e em região tipicamente pecuária. No

primeiro caso, representado principalmente pela região subtropical do Brasil, a pecuária é a

opção de diversificação das propriedades agrícolas, permitindo a utilização de plantas de

cobertura para a alimentação animal e/ou pastagens anuais em sucessão ou rotação com

cultivos anuais de grãos. No segundo caso, a produção de culturas comerciais surge como

opção na reforma de pastagens degradadas, pela fertilização do solo, pelo controle de plantas

daninhas e pela diminuição de pragas e doenças, possibilitando retorno econômico imediato e

diversificação de renda, bastante utilizado no centro-oeste brasileiro. Mais recentemente, o

6 Integração lavoura-pecuária é a denominação coloquial de , os quais

se caracterizam por serem planejados para explorar sinergismos e propriedades emergentes, frutos de interaç es nos compartimentos solo- planta-animal-atmosfera de áreas que integram atividades de produção agr cola e pecu ria (Moraes et al., 2012).

82

componente arbóreo passou a constituir opção em ambos os tipos de produção. A inclusão

desse componente à lavoura e à pastagem representa avanço inovador no conceito de ILP,

ampliando o nível de diversificação que esses sistemas podem atingir (Moraes et al., 2012a).

Para fins de organização e facilitação da linha de raciocínio, o texto foi concebido em

quatro cap tulos, onde os primeiros se referem aos “tipos” mais frequentes de sistemas

integrados –pecuária sendo inserida em áreas tipicamente agrícolas, inserção da agricultura

em sistemas tipicamente pecuários, e sistemas de integração com componente arbóreo. No

último capítulo, discutiremos as perspectivas e novos desafios para os sistemas de produção

integrados.

1. Inserção da pecuária em sistemas tipicamente agrícolas

Segundo Humphreys (1994) e Mohamed Sallen & Fisher (1993), a inclusão de

forrageiras alternadas ao cultivo de grandes culturas em sistemas agrícolas asseguram

diversas vantagens como: manutenção das características físicas, químicas e biológicas do

solo; controle da erosão; uso mais eficiente dos recursos ambientais e controle da poluição;

incremento nos níveis de produção animal e vegetal; rentabilidade maior e mais estável;

melhor controle de plantas daninhas e quebra de ciclos de pragas e doenças. Tracy & Zhang

(2008) sugerem que a criação de herbívoros em sistemas integrados reduz os custos com a

alimentação animal e aumenta a qualidade e a quantidade da matéria orgânica do solo. Além

disso, quando a produção pecuária é baseada em pastagens dentro de sistemas de cultivo de

grãos, os grãos e cereais que alimentariam os ruminantes passam a ser destinados para o

consumo humano e para a alimentação de monogástricos, aumentando a eficiência de

produção (Rosegrant et al., 2001).

Questão essencial aos sistemas de ILP é o equilíbrio entre a produção agrícola e a

produção pecuária. Esse equilíbrio depende do manejo adequado do pasto. Pastagens bem

manejadas combinam vigorosa cobertura vegetal e redução de insumos (herbicidas e

pesticidas) com serviços ecossistêmicos, bem como sustentabilidade econômica para o

produtor (Franzluebbers et al., 2012). Segundo os autores, alguns dos serviços ecossistêmicos

essenciais prestados por pastagens bem manejadas incluem controle de erosão do solo,

ciclagem de água e de nutrientes, troca de gases com a atmosfera, regulação do clima, dentre

outros.

Os animais desempenham papel fundamental na ciclagem dos nutrientes dentro dos

sistemas integrados. Segundo Rota & Sperandine (2010), os animais melhoram a ciclagem de

nutrientes via fezes, que são importantes para a manutenção da estrutura e fertilidade do solo.

83

Além disso, os animais agem como agente catalisador modificando as taxas e os fluxos dos

processos sistêmicos, reciclando o material orgânico e determinando a dinâmica dos

nutrientes (Anghinoni et al., 2013). Diversos trabalhos demonstram que, em sistemas com

pastagens bem manejadas, as produções agrícolas são aumentadas com a presença do animal

(Moraes et al., 2012a) e a variabilidade de produção é diminuída (Anghinoni et al., 2013).

Entende-se por pastagens bem manejadas aquelas que possibilitam o equilíbrio entre a

produção do pasto e a produção animal. Isto é, plantas com área foliar suficiente para manter

adequada produção de matéria seca e carga animal coerente com essa produção. Com o

manejo adequado possibilita-se, além da maior produção de forragem e animal, a manutenção

permanente de cobertura vegetal sobre o solo. Em regiões do subtrópico brasileiro com

pastagens hibernais, diversos trabalhos demonstram que a massa de forragem que permite

esse equilíbrio gira em torno de 2500 kg MS/ha (isto é, 20 a 30 cm de altura). Mantendo-se

essa massa de forragem durante o período de pastejo é possível manter a quantidade de

resíduo vegetal necessária sobre o solo (Fig. 1) que assegure os benefícios do plantio direto.

Residuo = 1,8*MF - 544,6

R² = 0,8711 n=93

0

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

0 1000 2000 3000 4000 5000

Res

idu

o v

eget

al

(k

g M

S/h

a)

Massa de forragem media (kg MS/ha)

Fig. 1. Relação entre massa de forragem média durante o período de pastejo e resíduo vegetal após a saída dos animais. (Dados de 7 anos; Sem pastejo, diferentes intensidades de pastejo).

Os resultados apresentados indicam que em áreas não pastejadas, a quantidade de

resíduo é a mesma que em áreas pastejadas com baixa intensidade de pastejo. O modelo

evidencia a consistente relação entre a altura do pasto e a massa de forragem. Por esta razão a

altura do pasto constitui-se em importante ferramenta de manejo, pois permite o

84

gerenciamento indireto da massa de forragem, do resíduo vegetal para a cultura em sucessão,

da carga animal que deve ser utilizada e, consequentemente, da produção animal. No caso de

pastos mistos de aveia e azevém, na média do período de utilização do pasto (média de 10

anos de resultados), cada centímetro de altura no pasto corresponde a 88 kg de matéria seca

(Kunrath et al., 2012) que afetarão diretamente a quantidade de resíduo vegetal ao final do

pastejo (Fig. 1).

O desempenho animal é resultado da quantidade da forragem consumida, associada à

sua qualidade. Em pastagens mal manejadas, ou seja, utilizadas em altas intensidades de

pastejo, além de ter pasto em quantidade insuficiente, a estrutura é inadequada para o

processo de apreensão de forragem pelos animais, aumentando o número de estações

alimentares visitadas e o deslocamento dos animais ao longo do dia. Baggio et al. (2009)

demonstraram essas relações em pastos mistos de aveia e azevém integrados com lavoura de

soja. Além disso, a carga animal nas áreas com altas intensidades de pastejo é quatro vezes

maior que nas áreas de intensidade leve (Fig. 2). Apesar das áreas com maior intensidade de

pastejo apresentarem maiores ganhos por área, não permitem o adequado acúmulo de resíduo

vegetal, tampouco a qualidade da carcaça desejável para comercialização (Aguinaga et al.,

2006; Lopes et al., 2008).

Em pastos bem manejados, a quantidade de forragem consumida por unidade de área é

menor, mas é transformada com maior eficiência em produto animal, sem comprometer a

quantidade de resíduo vegetal sobre o solo, o que é fundamental para sistemas integrados

(Kunrath et al., 2013). Na fase pastagem de rotações com lavoura de soja o ganho de peso de

novilhos chega a ser superior a 1,05 kg/dia (Kunrath et al., 2012), e após o período de pastejo

(em torno de 120 dias) as carcaças possuem peso e acabamento adequados a comercialização

(Aguinaga et al., 2006; Lopes et al., 2008). Anualmente, e com pouca variação, em pastagens

bem manejadas a produção animal é de 350 kg de peso vivo/ha (Figura 2). Comparando-se

áreas integradas com áreas não pastejadas (plantio direto puro), a produção animal é somada à

produção da lavoura. Isto é particularmente importante em anos de frustração de safra, que

segundo Anghinoni et al. (2013) ocorrem em 44% dos anos agrícolas no Estado do RS. Em

anos assim, a produção animal é a segurança e o diferencial do ano agrícola.

Em sistemas ILP, tão importante quanto as produtividades da lavoura e da pecuária são

as modificações causadas no sistema pelos animais. Essas modificações são observadas

principalmente no solo, e são acentuadas em longo prazo. As mudanças nas características

físicas do solo são as que mais preocupam os agricultores, porém, em pastagens bem

manejadas essas alterações não causam nenhum dano aos rendimentos da lavoura, pelo

85

contrário. Anghinoni et al. (2013) comparam diversos trabalhos que estudaram as mudanças

nas propriedades físicas do solo em sistemas ILP, e apesar da ocorrência de leve adensamento

superficial do solo, as demais características não são afetadas negativamente. Além de não

causar prejuízos à lavoura, o adensamento causado pela presença dos animais é reversível,

retornando a densidade original do solo a cada cultivo de lavoura. Já a estrutura do solo,

avaliada pelo diâmetro médio ponderado dos agregados, é melhorada com a presença dos

animais (Souza et al., 2010) melhorando, diretamente, as condições de crescimento para as

raízes e a capacidade de armazenamento de água no solo.

Ŷ = -12,54x + 663,59

R² = 0,7439 P<0,0001 N=120

0

100

200

300

400

500

600

700

0 10 20 30 40 50 60

Gan

ho p

or á

rea

(kg

de P

V h

a-1)

Altura real do pasto (cm)

A

Ŷ = -32,59x + 1586,39R² = 0,7319 P<0,001 N=120

0

200

400

600

800

1000

1200

1400

1600

1800

0 10 20 30 40 50 60

Ca

rga

an

ima

l (kg

de

PV

ha

-1)

Altura real do pasto (cm)

B

Fig. 2. Ganho por área (A) e carga animal (B) em função da altura real do pasto misto de aveia e azevém em

sistema de integração lavoura-pecuária (dados de 10 anos – Kunrath et al., 2012).

As características químicas do solo também são afetadas pela presença dos animais. O

efeito catalisador dos animais acelera a ciclagem dos nutrientes e aumenta a velocidade de

decomposição dos resíduos (vegetal e esterco) (Assmann, 2011). Com isso, o teor de matéria

orgânica e os estoques de carbono e de nitrogênio também são incrementados em sistemas

ILP bem manejados (Souza et al., 2009).

Um dos indicadores de qualidade do solo é o índice de manejo de carbono (IMC), que

permite avaliar a dinâmica dos processos em relação à perda ou ao ganho de carbono no

sistema. Souza et al. (2009) demonstraram que em sistemas de ILP, o IMC é superior (107)

aos sistemas de plantio direto puro (100), indicando maior presença de carbono no sistema.

Outro importante indicador de qualidade do solo é aquele relacionado a diversidade

microbiológica do solo. Sistemas ILP apresentam maior biomassa e maior diversidade

funcional da comunidade microbiana (Chavez et al., 2011), refletindo diretamente na

ciclagem de nutrientes e na capacidade de organização do solo (agregação).

O sucesso do sistema ILP é determinado pelo manejo da pastagem, como dito

anteriormente. Portanto, adequar a carga animal ao que é suportado pela pastagem é

86

fundamental. A intensidade de pastejo imposta sobre a pastagem determina a produção de

forragem, que por sua vez será responsável pela quantidade de resíduo vegetal sobre o solo e

pela direção das mudanças (positivas ou negativas) nas características do solo. Mantendo-se

intensidades de pastejo moderadas (bom manejo), tanto o pasto quanto o animal expressam

seus potenciais de produção, melhorando a qualidade do solo e a produtividade da lavoura em

sequência.

2. Inserção da agricultura em sistemas tipicamente pecuários

Dos 197 milhões de hectares de pastagens no Brasil (FAO, 2010b), estima-se que mais

de 70% das pastagens cultivadas encontra-se em algum estádio de degradação, sendo que

destas, grande parte em estágios avançados de degradação. A proporção de pastagens em

condições ótimas ou adequadas não deve ser superior a 20%. Das áreas com pastagens

cultivadas, mais de 70% foram formadas com forrageiras do gênero Urochloa (Brachiaria), o

que permite inferir que mais de 80 milhões de hectares são de pastagens dessa espécie. Dentre

estas, 90% da área é ocupada por duas espécies: U. brizantha e U. decumbens. Para U.

brizantha, a predominância é da cultivar Marandu e, mais recentemente, com as cultivares

Xaraés e Piatã (Zimmer et al., 2011). A proporção de pastagens em condições ótimas ou

adequadas com carga animal superior a 1,0 UA está na ordem de 22% do total das áreas

destinadas à produção de animais (DIEESE, 2011). Este cenário de degradação está

intimamente relacionado ao inadequado manejo da intensidade do pastejo, e ao insuficiente

fornecimento de nutrientes para a espécie forrageira introduzida, apresentando grande risco a

pecuária brasileira.

Taxas de lotação definidas acima do ideal (superlotação) acarretam baixas massas de

forragem, menor cobertura do solo, menor captação de radiação e menor produção de

forragem (Nabinger, 1998). A alta intensidade de pastejo resulta ainda em elevada remoção

de tecidos vegetais, ocasionando perda de nutrientes, perda na capacidade produtiva do pasto,

redução da matéria orgânica do solo e aumento na emissão de gases do efeito estufa por

unidade de produto animal produzido. Esta condição de desbalanço resulta na condição de

insustentabilidade (Oenema et al., 2003) e desserviço ecossistêmico.

A reversão desta situação de degradação tem sido realizada com a implementação de

lavouras anuais em sistema de plantio direto, com práticas de rotação de culturas e/ou com os

sistemas de ILP (Macedo, 2009). Nesses sistemas integrados, as culturas de grãos se

estabelecem nas terras de pastagens degradadas para fornecer o fluxo de caixa necessário ao

investimento substancial em corretivos e fertilizantes (Carvalho et al., 2010), além de

87

fornecerem melhorias na qualidade ambiental, com oportunidades para a diversificação de

rotações, perenidade do sistema, reciclagem de nutrientes, e maior eficiência energética (Entz

et al., 2005).

Alguns trabalhos têm demonstrado a viabilidade de recuperação de áreas degradadas

com a utilização de sistemas de ILP. Uma situação muito interessante é a semeadura das

culturas produtoras de grãos (soja, milho) e a semeadura das pastagem tropicais nas

entrelinhas. Situação em que após a colheita da lavoura a pastagem já está pré-estabelecida, e

em curto espaço de tempo pode ser utilizada pelos animais em pastejo. Crusciol et al. (2012)

demonstraram que cultivares de soja com ciclos de maturação mais curtos não apresentam

redução na produtividade da soja em semeadura simultânea com Marandú, além de

proporcionar maior período de utilização do pasto, pelo estabelecimento antecipado da

pastagem. Porém, em áreas de milho a semeadura no mesmo momento de Marandú e

Mombaça (Panicum maximum) reduzem a produtividade da lavoura, causada por severa

competição. Contudo, este efeito negativo não acontece quando a semeadura é feita no

momento da fertilização nitrogenada (estádio V5 do milho). Entretanto, a produção de matéria

seca do pasto é maior no primeiro exemplo (Borghi et al., 2013).

A implantação de áreas de lavoura juntamente com o cultivo de gramíneas tropicais tem

a capacidade de melhorar a qualidade do solo, incrementando a estabilização de agregados

(Salton, 2005) e o estoque de carbono no solo (Salton et al., 2011), quando comparados com

áreas exclusivas de lavoura. Esta melhoria os autores atribuem ao crescimento vigoroso do

sistema radicular da gramínea, nas camadas mais profundas do solo.

Além dos trabalhos citados, existe amplo reconhecimento na literatura científica

nacional sobre as vantagens dos sistemas de integração lavoura pecuária nas regiões tropicais

do Brasil, para a recuperação de áreas degradadas. Porém, não são raros artigos com alguma

inconsistência científica. No que se refere à importância da inserção da agricultura em

sistemas tradicionalmente pecuários, a maioria dos trabalhos possuem enfoque simplista e

fenomenológico, de caráter regional, gerando resultados que remetem a informações

meramente descritivas, dificultando a extrapolação para outras regiões.

3. Integração com componente arbóreo sob nova perspectiva

A prática do cultivo de árvores e culturas e/ou pecuária na mesma unidade de terra tem

sido conduzida durante muitos séculos em diferentes partes do mundo, especialmente em

sistemas de produção agrícola de subsistência (Nair et al., 2011). A novidade que a ciência

brasileira apresenta ao mundo é o uso desse sistema integrado sob os pilares da agricultura

88

conservacionista, onde o plantio direto e sua exigência em cobertura do solo, aliado à

diversidade de rotações mais o efeito do pastejo, interagem de forma sinérgica aportando, aos

sistemas integrados, novas propriedades (Anghinoni et al., 2011; Moraes et al., 2012b). Assim,

neste novo conceito de sistemas integrados o planejamento é essencial, pois é pré-requisito

para explorar potencialidades de sinergismos e propriedades emergentes no sistema (Moraes

et al., 2012b).

Em função de sua maior complexidade, os sistemas integrados com árvores alcançam

níveis mais elevados de diversidade e produtividade em comparação às pastagens, ao cultivo

de grãos e a silvicultura em monocultivos. Esses sistemas permitem melhor aproveitamento

da radiação solar, aumento da biodiversidade, aumento na ciclagem de nutrientes, obtenção de

receita adicional em curto prazo, redução dos gastos com insumos, redução da agressão ao

meio ambiente e de riscos de incêndios florestais e incremento no sequestro de carbono (Nair,

1992; Ruark et al., 2003; Sharrow & Ismail, 2004; Pagiola et al., 2007, Nair, 2012).

Entre os principais benefícios da integração para a produtividade e maior

sustentabilidade da atividade pecuária, tem se observado melhorias nos índices de conforto

térmico animal (Porfirio-da-Silva, 2001; Karky & Goodman, 2010). Isto, pois as alterações

que ocorrem no microclima em áreas de pastagens arborizadas promovem a redução dos

extremos climáticos, de frio ou calor, que causam desconforto e prejudicam a produtividade e

o desempenho reprodutivo dos animais (Paciullo et al., 2007; Souza et al., 2010).

Porém, os benefícios da introdução do componente arbóreo em áreas de pastagem vão

muito além da ambiência animal. Pastagens adequadamente arborizadas são capazes de

contribuir para o sequestro de carbono, para a menor emissão de óxido nitroso (N2O) e para a

mitigação da emissão de gás metano (CH4) pelos ruminantes, ou seja, contribuem para a

geração de diversos outros serviços ambientais. Estes sistemas de produção também têm

atraído atenção especial em função de suas vantagens relativas ao grande volume de biomassa

acima do solo, mas especialmente no sistema radicular das árvores e das pastagens,

potencializando a capacidade para sequestrar carbono em comparação com pastagens

monoespecíficas ou culturas anuais (Nair et al., 2011). Esses sistemas promovem a

conectividade de habitats e favorecem o fluxo gênico de populações naturais de plantas e

animais (Harvey et al., 2004).

De acordo com o Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas, os sistemas

integrados com árvores apresentam potencial técnico de mitigação da ordem de 1,1–2,2 Pg C

nos ecossistemas terrestres nos próximos 50 anos (Nair, 2012). Em acréscimo, os sistemas

integrados ainda geram maior segurança alimentar enquanto se aderem às aspirações atuais

89

dos consumidores quanto à qualidade dos produtos e dos processos de produção (FAO,

2010a).

Por outro lado, existem indícios de interações indesejáveis na fertilidade do solo, no

microclima, disponibilidade e utilização dos recursos (água, nutrientes e luz), incidência de

pragas e doenças e alelopatia em resposta à presença de árvores (Fernandez et al., 2008). Em

decorrência, a pesquisa busca quantificar estas alterações no ambiente biofísico e a influência

das árvores sobre o cultivo associado e sobre o animal em pastejo.

Atualmente, é consenso que em sistemas integrados não se deva somente considerar a

produtividade individual dos componentes, e sim a produtividade total do sistema de

produção, pois o resultado no âmbito de sistema é maior que a soma das contribuições das

tecnologias individuais, de onde se depreende a aplicação do conceito de propriedades

emergentes (Anghinoni et al., 2011). Porém, a presença das árvores em áreas de pastagem

altera o microclima local (Hawke & Wedderburn 1994; Fernandez et al., 2006). Por isso, a

taxa e a extensão pela qual os recursos biofísicos são obtidos e utilizados pelos componentes

de um sistema integrado muitas vezes podem ser determinadas pela influência do componente

arbóreo sobre os outros componentes, e sobre o sistema como um todo (Fernandez et al.,

2008).

Com respeito à produção de forragem em sistemas de produção arborizados, de forma

geral, são relatadas reduções na produção de matéria seca e alterações na qualidade da

forragem com a redução da intensidade luminosa (Lin et al., 1999; Feldhake et al., 2009;

Koukoura et al., 2009). Desta forma, a otimização do desempenho animal deve ser alcançada

sem efeitos negativos sobre o crescimento da árvore e do pasto, da lavoura em

sucessão/rotação ou com prejuízo a sustentabilidade do sistema. Para tanto, práticas de

manejo adequadas devem ser adotadas, tais como a adequação da pressão de pastejo para

maximizar o ganho médio diário e prevenir os riscos de danos às árvores (Garret et al., 2004),

além da manutenção de quantidade adequada de resíduo para permitir boa condução do

sistema de plantio direto.

Assim como nos sistemas produtivos sob pleno sol (sem árvores), o ponto chave do

manejo sustentável do pastejo em sistemas integrados com árvores diz respeito à intensidade

de pastejo empregada. Porém, é importante salientar que nestes sistemas os fatores ambientais

modificados pela presença das árvores têm importante efeito sobre algumas características

morfofisiológicas das plantas, e sobre o valor nutritivo da forragem (Kephart & Buxton, 1993;

Lin et al., 2001; Barro et al., 2012) e, consequentemente, sobre o comportamento ingestivo e

desempenho produtivo dos herbívoros. A estrutura do pasto pode variar consideravelmente

90

em resposta ao sombreamento e ao manejo impostos, com consequências na produção animal.

Nesse sentido, forrageiras mais tolerantes ao sombreamento, e manejadas com lotações

moderadas, podem permitir maiores ganhos individuais, devido ao aumento da forragem

disponível para cada animal e à melhor qualidade da forragem consumida. Nessas condições,

o animal possui a sua disposição uma estrutura de pasto na qual é possível otimizar seu

processo de pastejo, o que conduz a melhor oportunidade de seleção de sua dieta.

Em relação ao manejo do pasto em ambientes sombreados, resultados apresentados por

Silva (1998) evidenciam que os níveis de oferta de forragem que permitem os melhores

ganhos por área com os animais atingindo excelentes desempenhos individuais, em pastagens

cultivadas, estão numa faixa entre 9 e 11,5 % do peso vivo (Silva, 1998). Assim, a amplitude

ótima de pastejo, ou seja, a faixa de oferta de forragem onde é atingido o potencial de ganho

por área com animais atingindo seu potencial individual de ganho (ou próximo), é a mesma

obtida para áreas avaliadas sob pleno sol. Segundo Da Trindade et al. (2012), nas condições

ecoclimáticas do RS, esta faixa estaria em torno de 9,5 e 12 % do peso vivo, considerando

pastagens nativas e exóticas.

No Sul do Brasil, a produção de carne em sistemas silvipastoris tem sido investigada

particularmente em florestas cultivadas (Saibro et al., 2001). Evidências experimentais

disponíveis no Rio Grande do Sul permitem afirmar que a integração com eucalipto

(Eucalyptus spp.) ou acácia-negra (Acacia mearnsii), usando pastagens formadas tanto com

gramíneas perenes de ciclo estival (tropicais) quanto com misturas de gramíneas e

leguminosas anuais de ciclo hibernal, podem apresentar bons índices de desempenho animal,

produzindo de 215 até 380 kg/ha de ganho de peso vivo, em ciclos de pastejo variáveis entre

64 – 108 dias por ano. De forma geral, o máximo ganho médio diário por novilho situa-se

entre 0,9 e 1,2 kg. Estes valores são afetados principalmente pela espécie florestal, densidade

e arranjo arbóreos, espécies forrageiras utilizadas e o nível de oferta de forragem. No trabalho

de Porfírio-da-Silva (2012), por exemplo, o autor não encontra diferenças entre o desempenho

animal em pastagem arborizada e não arborizada. O desempenho de bovinos de corte em

pastagens de inverno, aveias (Avena strigosa Schreb, A. sativa L) e azevém anual (Lolium

multiflorum Lam.), sob componente arbóreo misto (eucalipto, aroeira e grevílea) foi da ordem

de 0,86 kg/dia na média dos dois tratamentos. Também não foram identificadas diferenças no

ganho de peso por área, que situou-se na faixa de 441 kg/ha.

O microclima gerado pelo componente arbóreo tem efeito também sobre o animal em

pastejo, proporcionando condições favoráveis, tais como a atenuação de condições extremas

de frio e calor, redução da temperatura do solo e da velocidade dos ventos (Knowles et al.,

91

1992). Contudo, os processos pelos quais a redução do estresse térmico influencia o

desempenho animal, a natureza e a extensão das interações entre a distribuição dos animais

nas áreas arborizadas, as mudanças em seu comportamento, e mudanças nas características da

forragem em resposta ao microclima ainda precisam ser melhor elucidados (Karky &

Goodman, 2010).

A ampliação do ciclo de pastejo em sistemas integrados arborizados também pode ser

vista como uma influência altamente benéfica à performance dos animais, pois algumas

pastagens sombreadas permanecem produtivas por mais tempo e com uma maior proporção

de folhas verdes durante os períodos hibernais (Cameron et al., 1989; Karky & Goodman,

2010). Por outro lado, novas condições microclimáticas formadas dentro dos povoamentos

florestais podem apresentar aspectos negativos quanto à sanidade animal. Noble (1992), por

meio de observações em florestamentos comerciais com densidades elevadas no Uruguai,

relatou que algumas raças bovinas podem não se adaptar às condições do microambiente que

se formam pelo calor e umidade, tipo de pastagem que se desenvolve, população de insetos e

outros fatores. Knowles (1992) e Fucks (1999) reportam decréscimo na produção de ovinos

com o aumento da densidade arbórea em sistemas silvipastoris relacionando, entre outros

fatores, o decréscimo de ganho de peso ao aumento da incidência de parasitas

gastrointestinais.

A interferência do animal no sistema pode ser prejudicial, dependendo da categoria

animal, do manejo aplicado e principalmente do tamanho, espécie e idade das árvores

(Porfirio-da-Silva, 2012). Os danos às árvores ocorrem com maior facilidade quando estas são

pequenas ou dependendo da lotação animal adotada, e da quantidade e da qualidade da

forragem existente no sub-bosque. Nesse sentido, Varella & Saibro (1999) observaram que o

dano por ovinos ou bovinos em plantação de Eucalyptus saligna, com idades de 6 a 7 meses,

esteve positivamente correlacionado com a altura das árvores e espécie animal, concluindo

que os danos ocorreram em alturas inferiores a 1,54 e 1,82m para ovinos e bovinos,

respectivamente. Em relação aos efeitos de pastejo de desponte ou outras atividades que

venham a danificar as árvores, parece haver alta correlação com a lotação utilizada (Porfirio-

da-Silva, 2012), uma vez que em altas lotações o risco de os animais esbarrarem não

intencionalmente nas árvores pode aumentar.

Assim, o principal desafio em sistemas integrados é o entendimento da dinâmica das

interações entre seus componentes, e os respectivos resultados sobre a produção arbórea,

forrageira e animal decorrentes, além dos efeitos sobre o ambiente. Somente o conhecimento

detalhado da dinâmica destas interações, tanto na dimensão espacial quanto temporal, poderá

92

fornecer dados relevantes para entender a complexidade do sistema e permitir a definição de

práticas de manejo integradas, a serem usadas pelos produtores rurais (Saibro & Barro, 2009).

4. Perspectivas para integração lavoura-pecuária no Brasil: um passo além para a

intensificação sustentável

Os designs dos sistemas agropecuários produtivistas, muitas vezes chamados de

inovadores tecnológicos, com visão reducionista dos processos, tomaram o caminho inverso

do que ocorre na natureza. Resultaram ecossistemas agrícolas frágeis e artificiais, totalmente

dependentes de intervenções antrópicas (fertilização química, produtos fitossanitários,

combustíveis fósseis, etc.), num processo de constante perda de processos ecológicos e

economicamente vulneráveis que geram poluição. Em ecossistemas naturais, nos processos de

transferência de energia existem interações complexas entre os compartimentos solo-planta-

animal-atmosfera. Essas interações combinadas produzem efeitos sinérgicos e geram

propriedades emergentes no solo, que devido a maior biodiversidade, tem capacidade de

manter o sistema em equilíbrio em relação ao fluxo de energia e nutrientes (Carvalho et al.,

2012).

O entendimento sistêmico da dinâmica dos processos complexos que ocorrem na

natureza (que mantém os ecossistemas naturais produtivos por milhares de anos) deve ser o

alicerce dos modelos de pesquisa em sistemas agropecuários de produção sustentável. Isto

permitirá que a agricultura seja praticada em favor da produção de alimentos, fibra e energia,

sem comprometer a capacidade do ecossistema em se manter sustentável. Assim, o objetivo

de se conciliar alta produção de alimentos com a promoção de serviços ecossistêmicos, ou

seja, a “intensificação ecológica” (Doré et al., 2011) ou “intensificação sustent vel” (Fredrich,

2010), pode ser alcançada.

Os sistemas de ILP no Brasil, que trabalham sob os pilares da agricultura

conservacionista, de maneira geral, se aproximam dos ecossistemas naturais. Uma de suas

premissas mais importantes é promover a biodiversidade no sistema de produção, seja pelo

emprego de diferentes combinações florísticas (gramíneas e leguminosas) e em diferentes

estratos da paisagem (espécies herbáceas e arbóreas), espécies animais somada à intensidade

de pastejo e seus efeitos (planta+animal) na biodiversidade do ecossistema produtivo, como

apresentados anteriormente. O aumento da biodiversidade é importante em ecossistemas

agropecuários, pois promove os fenômenos da complementariedade e da facilitação, que

aumentam a eficiência de utilização dos recursos tróficos (Huyghe et al., 2012). Entretanto a

utilização dos benefícios da biodiversidade, como ferramenta de manejo nos sistemas de ILP

93

no Brasil, ainda são limitadas e, quando presentes, são restritas às alterações nos componentes

florísticos e faunístico.

A intensificação sustentável em sua essência é uma etapa ulterior aos modelos de ILP

existentes. Doré et al. (2011) descrevem que os novos modelos de sistemas de produção

sustentável devem buscar mimetizar os ecossistemas naturais (Fig. 3). Fato é que estes

sistemas são mais complexos que as práticas de manejo empregadas atualmente nos sistemas

de ILP e, teoricamente, são capazes de ser muito mais eficientes na produção de alimentos e

na prestação de serviços ecossistêmicos.

Fig. 3. Comparação entre a agricultura convencional, ecossistemas naturais e sistemas agropecuários inspirados

em ecossistemas naturais (Adaptado de Doré et al., 2011).

Neste contexto, “quais mudanças devem ser feitas para que os sistemas atuais de ILP

atinjam este patamar superior em ecossistemas agropecu rios?”. Este assunto poderia ser

apresentado sob diferentes pontos de vista, mas propomos abordá-lo de forma mais ampla do

que detalhada. As pesquisas com ILP foram retomadas em nível significativo há

aproximadamente 15 anos no país, e até então o foco do conhecimento gerado esteve em

desenvolver uma agricultura produtivista. Portanto, em um primeiro momento o enfoque

recente em sistemas ILP mantém a perspectiva de gerar pacotes tecnológicos produtivistas,

com espécies e cultivares de alto potencial de rendimento que demandam mais água,

fertilizantes, agroquímicos e práticas de manejo, obrigatórios para a sua existência (Popp &

Nagy, 2012). Entretanto, boa parte destas práticas são antagônicas à manutenção da

biodiversidade, e prejudicam os serviços ecossistêmicos. Como toda tecnologia, a ILP usada

em desvio aos seus atributos originais pode também causar os mesmos efeitos da agricultura

94

tradicional produtivista.

Os novos modelos de produção, mais sustentáveis, necessitam do melhoramento e

seleção de espécies e variedades adaptadas a tipos de sistemas mais complexos. Devem ter

mais estabilidade produtiva, serem menos sensíveis aos estresses ambientais, com maior

resistência ao ataque de pragas e doenças e serem menos sensíveis ao déficit hídrico (Médiène

et al., 2011). Esses autores ainda citam que somadas a estas cultivares mais adaptadas, os

sistemas devem contar com uso de insetos e fungos predadores (controle biológico), rotação

de culturas, plantas atrativas aos insetos-praga, inseticidas e fungicidas biológicos e até

mesmo o manejo da fertilização nitrogenada de forma mais eficiente (e.g., época de

aplicação). Nesse sentido, sistemas de ILP têm demonstrado que podem contribuir para o

controle de insetos. Silveira (2007), por exemplo, reporta menor incidência de ataques de

lagartas da espiga (H. zea) na cultura do milho em áreas com ILP comparadas a áreas sem

animais em pastejo. Desta forma, tecnologias novas e menos dependentes do uso de

agroquímicos devem ser cogitadas, porém, há a necessidade de forte investimento na área de

pesquisa com este enfoque.

Uma outra alternativa promissora passível de ser empregada nos sistemas de ILP, tanto

na fase lavoura quanto na fase pastagem, é a utilização de novas espécies, cultivadas em

consórcio ou não, e a rotação de culturas entre elas, trazendo mais complexidade ao sistema.

Isto permite o melhor aproveitamento de atributos fisiológicos e morfológicos inerentes que

podem melhorar a dinâmica e a ciclagem de nutrientes no solo, a disponibilidade hídrica, bem

como a redução da incidência de plantas daninhas, insetos e doenças (Karlen et al., 1994).

Porém, mais importante do que selecionar espécies a serem utilizadas, é definir o design

sequencial destas rotações e quais espécies consorciar, ou seja, o planejamento é essencial.

Kirezieva et al. (2013) citam que esta maior complexidade permite o melhor aproveitamento

dos sinergismos entre espécies e enumera cinco vantagens principais: i) maior fixação

biológica do nitrogênio no solo; ii) melhoria da eficiência produtiva; iii) redução de perdas

por lixiviação; iv) conservação da biodiversidade e; v) redução na utilização de insumos.

Assmann et al. (2003) constataram melhor eficiência da adubação nitrogenada em áreas com

pastejo. Nesse estudo, as produtividades de milho foram semelhantes nas áreas de trevo

branco, aveia e azevém anual, pastejadas e adubadas com nitrogênio no inverno, e nas áreas

sem pastejo no inverno, que foram adubadas com nitrogênio no verão. Outra vantagem do

consórcio de gramíneas e leguminosas são os benefícios a produção animal, como o aumento

do potencial de consumo de forragem pelo aumento na taxa de passagem no trato digestivo e

maior conversão alimentar (Laidlaw & Sebec, 2012). Entretanto, a utilização da rotação de

95

culturas deve ser bem planejada, pois quando delineada em sequências fixas e de curto espaço

de tempo, pode contribuir para o desenvolvimento de pragas, doenças e plantas daninhas,

menos responsivas a estresses externos, e que se adaptam a estes modelos de cultivo e podem

limitar suas vantagens (Kirezieva et al., 2013).

Em futuro próximo acreditamos que a intensificação sustentável da propriedade rural,

tomadas as suas devidas proporções, devam se orientar para sistemas multiespecíficos e

multiprodutivos, numa paisagem compreendida por diferentes micro-ecossistemas agrícolas.

Em um modelo hipotético, uma propriedade poderá conter a produção de grãos, florestas

cultivadas, frutíferas, ILP, ILP com componente arbóreo, silvipastoralismo, pastagens,

somadas ainda as áreas de preservação da vegetação nativa. O princípio é que estes sistemas,

com exceção dos últimos citados, possam ser alternados em áreas dentro da propriedade,

prestando um completo serviço ecossistêmico, preservando o meio ambiente, proporcionando

maior diversificação de renda e estabilidade econômica na propriedade e melhorando a

qualidade de vida do produtor rural.

Neste sentido, para que a pesquisa científica na área possa corresponder aos interesses

da sociedade, é indispensável que alguns aspectos sejam devidamente atendidos:

a) Continuidade e consolidação de pesquisas sistêmicas, que permitam acumular a curto

ou médio prazos o acervo de conhecimentos relevantes necessário para o desenvolvimento de

“modelos tecnológicos sustent veis” para uso e recomendação aos produtores;

b) Promover estudos sobre as propriedades emergentes nos sistemas integrados, como

instrumento para agilizar e apoiar políticas públicas e processos de tomada de decisão por

parte de agências oficiais, empresas florestais ou produtores rurais;

Estes esforços idealmente devem ser realizados com a participação de todos os agentes

envolvidos com a adoção e desenvolvimento dos sistemas produtivos em nosso meio:

universidades, agências financiadoras, centros de pesquisa, produtores rurais, atuando de

modo integrado, multi-institucional e transdisciplinar.

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100

Manipulação da curva de crescimento para otimizar a produção de carneI

Tiago Zanett Albertini1, Michele Lopes do Nascimento

1, Gissa Domingues Torres

2,

Dante Pazzanese Duarte Lanna3

I Texto preparado para a VIII Jornada NESPRO / I Simpósio Internacional sobre Sistemas de Produção de

Bovinos de Corte e Cadeia Produtiva. Porto Alegre, RS, Brasil. 24 a 26 se setembro de 2013.

1. Introdução

O crescimento do animal representa a relação direta entre a quantidade e a qualidade da

carne. O conhecimento sobre o controle do crescimento de bovinos de corte e de como alterá-

lo por meio da nutrição ou do melhoramento genético são tópicos de bastante interesse por

parte de pesquisadores e produtores, uma vez que permite delinear estratégias de manejo para

a otimização da produção de carne nos mais diversos sistemas de produção.

Crescimento foi conceitualmente definido como a produção de novas células, porém o

fato de que na prática o mesmo será medido como um aumento de massa, porém segundo

Owens et al., (1993) o crescimento inclui não somente a multiplicação celular (hiperplasia)

que ocorre até antes do nascimento, mas também o aumento do tamanho das mesmas

(hipertrofia). Por definição, então, o crescimento também inclui a deposição de gordura

apesar da massa muscular ser o principal interesse na produção de carne.

Embora o comportamento da curva de crescimento ser bastante definido dentro e entre

raças, a velocidade com que determinadas fases são atingidas (e.g., peso de abate, idade à

puberdade, composição corporal específica, etc) pode variar significativamente. Esta variação

pode ocorrer em função do manejo que os animais recebem, uma vez que o aumento de massa

é a resposta das complexas interações entre fatores hormonais, nutricionais, genéticos e

metabólicos.

Existem diversas estratégias capazes de alterar a eficiência de bovinos, e

consequentemente a curva de crescimento, estas incluem seleção genética, cruzamento,

nutrição, manejo, utilização de modificadores metabólicos, hormônios exógenos, entre outras

características. Os fatores citados afetam a eficiência de crescimento de animais de corte (e.g.,

kg ganho/ingestão de energia) por meio de duas características básicas: efeito de diluição das

exigências nutricionais de energia para mantença e composição química dos tecidos

depositados (Lanna, 1996).

1 Pós-Doutorando da Universidade de São Paulo, USP. Bolsista FAPESP.

2 Bolsista de treinamento técnico, FAPESP.

3 Professor Associado da Universidade de São Paulo, USP. E-mail: dplanna@usp.br.

101

2. Curvas de crescimento

O crescimento de um animal pode ser representado de diversas maneiras, portanto, o

peso acumulado em função da idade, pode ser descrito por uma curva sigmóide a qual é

caracterizada por um crescimento relativamente lento da concepção ao nascimento.

Sequencialmente segue uma fase acelerada onde a taxa de ganho absoluto atinge um máximo,

coincidente com o período que precede a puberdade e uma fase de crescimento lento que

ocorre após a puberdade, onde a taxa de ganho é reduzida com a maturidade do animal (Fig.

1).

Fig. 1. Relação entre peso e idade do animal. (Adaptado de Warriss, 2000).

Apesar de a taxa de ganho diário aumentar até o momento da puberdade (Fig. 2), por

outro lado, a curva de crescimento relativo (ganho de peso∙dia-1∙peso vivo

-1) mostra que os

animais são cada vez menos eficientes à medida que aumenta a sua idade (Warriss, 2000).

Isto demonstra a importância que o fator idade de abate assume na eficiência do sistema de

produção de bovinos de corte (kg ganho/kg alimento ingerido) como um todo.

Fig. 2. Relações entre a taxa de crescimento média e relativa em função da idade do animal. (Adaptado de

Silveira, 2000).

102

Diversas equações têm sido utilizadas para descrever a curva de crescimento em

mamíferos (Tab. 1).

Tab. 1. Curvas não lineares para ajustes de medidas peso-idade: curvas de crescimento

Nome Curva1

Brody PV = A.(1-b.e.(-k.t.))

Brody modificada PV = A - (A - PN).e(-k.t.)

Logística PV = A.(1 + b.e.(-k.t.)) – 1

Gompertz PV = A.(e(-b.e(-k.t.)))

1. Richards PV = A.(1 – b.e. (-k.t.))m 1A, peso adulto; PN, peso ao nascimento; t, tempo; b, coeficiente de integração; k, taxa de maturidade; m, ponto

de inflexão. (Tedeschi, 1996).

Os diversos componentes que formam as curvas de crescimento devem ser avaliados

para a identificação de animais mais eficientes dentro do sistema de produção. Dois

parâmetros em particular devem ser bem conhecidos: o peso adulto (ou ainda peso à

maturidade) e a taxa de maturação (de precocidade). Daí a importância do maior número de

pesagens realizadas em vários pontos do crescimento, principalmente próximas ao ponto de

inflexão da curva que ocorre ao redor dos 200 dias de idade (Lanna, 1996).

Existem várias formas de definir o peso adulto, mas o peso no qual o animal atinge a

máxima deposição de matéria seca desengordurada (soma de proteína, água e minerais; Fox &

Black et al., 1984) parece ser o mais lógico, porém requer determinação da composição

corporal dos animais (Lanna, 1996).

Um dos aspectos importantes sobre o peso adulto é a sua herdabilidade, cerca de 0,50

quando avaliado pelo peso adulto de vacas em Bos taurus (Koots et al., 1994). Barbosa

(1991), revendo a literatura, obteve média de herdabilidade de 0,75 para peso à idade adulta

de vacas Nelore. Isto significa dizer que a seleção para direta ou indireta do peso adulto

influencia significantemente esta característica nas gerações seguintes da população em

questão.

É interessante discutir o valor da taxa de maturação nas curvas de crescimento de

animais de diferentes padrões genéticos. A Fig. 3 apresenta a curva de crescimento teórica da

desmama a idade adulta, de bovinos de diferentes composições genéticas, descrita segundo a

equação de Brody (Brody, 1945) que foi simulada por Lanna (1996). As linhas sólidas

representam animais com taxa de maturação baixas, de 0,3% enquanto as curvas de

crescimento pontilhadas são daqueles animais com taxas de maturação mais elevadas. Os

pesos adultos variam de 550 kg e 650 kg. Animais de peso adulto mais elevado tendem a

103

apresentar peso à desmama mais elevados, mesmo que a taxa de maturação seja igual à do

animal de menor peso adulto.

Fig. 3. Curva de crescimento da desmama à idade adulta (modelo de Brody) de bovinos com diferentes pesos

adultos e diferentes taxas de maturação (Lanna, 1996).

Nota-se ainda que animais de elevado peso adulto apresentam pesos intermediários

semelhantes ao de animais de menor peso adulto. Portanto, nesta fase não é possível

distinguir um animal precoce de um animal com elevado peso adulto apenas pelo peso do

animal jovem, sendo que a precocidade representa a velocidade com que o animal atinge uma

determinada proporção do peso adulto.

Não raramente animais que atingem pesos elevados à desmama ou sobreano são

denominados precoces. Na realidade, animais com altas taxas de crescimento não são

necessariamente precoces, pois podem ser animais com elevados pesos a idade adulta. Para

identificar animais efetivamente precoces é necessário estudar a curva de crescimento como

proporção do peso adulto (Lanna, 1996).

Contudo, existem raças como a Limousin, Simental e Charolês, em que a puberdade é

relativamente tardia, enquanto existem raças que atingem a maturidade mais cedo como a

Angus e a Hereford (Fig. 4).

104

Fig. 4. Correlação entre o peso do corpo vazio (kg) e gordura corporal (kg) em bovinos castrados de raças

britânicas. (Adaptado de Simpfendorfer, 1974) citado pelo NRC Gado de Corte (2000).

Quando se analisa o ganho de peso, vê-se que a composição do mesmo é diferente em

razão das fases de crescimento do animal. Isso tem consequências importantes na eficiência

de ganho de peso dos animais (kg ganho/kg alimento ingerido). No ganho de peso diário,

verifica-se que os principais tecidos da carcaça (músculos, ossos e gordura) são depositados

com taxas diferentes de crescimento, de acordo com o peso e a idade do animal.

Observa-se que a taxa de deposição de gordura aumenta a partir do ponto em que a

maior parte do crescimento muscular tenha sido completada. Depois disso, o aporte de

nutrientes fornecido ao animal será convertido basicamente em gordura, cuja primeira a ser

depositada é a gordura que circunda os rins (perirrenal), seguida pela gordura entre os

músculos (intermuscular), gordura abaixo do couro (subcutânea) e finalmente a gordura

dentro dos músculos ou de marmoreio (intramuscular).

2.1. Utilização das curvas na seleção de animais precoces

Segundo Richards (1975) a seleção para animais jovens mais pesados pode resultar na

seleção de animais de maior peso adulto. Visto que animais de maior tamanho corporal

apresentam maiores taxas de ganho de peso (curva C em relação à A, Fig. 5). O peso de abate

105

assinalado na Fig. 5, é atingido mais cedo tanto por animais mais precoces (k = 0,05%, B),

quanto por animais de maior peso adulto, mas de menor precocidade (k = 0,03%, C).

Fig. 5. Curva de crescimento a partir da desmama (modelo de Brody) de bovinos com diferentes pesos adultos e

taxas de maturação. (Lanna, 1996).

Um fator complicador é a existência de correlação negativa entre peso adulto e taxa de

maturação (Taylor & Young, 1968; Taylor, 1989; Tedeschi, 1996), onde animais com

elevados pesos adultos tendem a apresentar menores taxas de maturação (Fig. 6).

Fig. 6. Correlação entre o peso adulto e a taxa de maturação de produtos F1 de diferentes raças paternais (cada

ponto representa uma raça). Regressão dos dados de Jenkins & Ferrel (1993) obtidos no programa de avaliação

de germoplasmas do Meat Animal Research Center, Nebraska, EUA. (Lanna, 1996)

A correlação negativa proposta por Taylor & Young (1968) foi demonstrada por

Tedeschi (1996) trabalhando com curvas de crescimento de diferentes genótipos zebuínos e

cruzados (Bos taurus x Bos indicus) em condições brasileiras (Fig. 7). Os resultados de

Tedeschi (1996) apontam para um efeito maior que o proposto por Taylor & Young (1968).

106

0,001

0,002

0,003

0,004

0,005

0,006

0,007

0,008

240 340 440 540 640 740 840 940 1040peso adulto

taxa d

e m

atu

rid

ad

e

Taylor (1968) Ajustado Observado

Fig. 7. Correlação entre peso adulto e a taxa de maturação de fêmeas Bos indicus e de Bos taurus x Bos indicus. Nota-se uma redução na taxa de maturação com o aumento do peso adulto (Tedeschi, 1996).

3. Fatores que alteram o crescimento animal

Diversos fatores são capazes de alterar a eficiência de crescimento de bovinos (kg

peso/kg alimento ingerido, Fig. 8). O efeito destes fatores sobre a eficiência do crescimento

serão discutidos nos tópicos que seguem.

Fig. 8. Fatores que afetam a eficiência do crescimento de bovinos.

3.1. Sexo

Segundo Boggs & Merkel (1993) o sexo dos animais influência sua idade fisiológica.

Animais inteiros são mais pesados, musculosos e fisiologicamente menos maduros que

machos castrados ou fêmeas em uma idade cronológica estabelecida (Fig. 9). Nas espécies

bovina e ovina, fêmeas atingem a maturidade mais cedo, estando mais leves e em uma idade

Eficiência de ganho

107

cronológica mais jovem que os machos. Adicionalmente, bovinos e ovinos castrados possuem

um comportamento intermediário em relação à maturidade.

A proporção relativa de músculo:gordura entre as espécies bovina e ovina segue a

mesma tendência em relação ao sexo quanto a maturidade. Portanto para bovinos e ovinos a

proporção músculo:gordura para machos inteiros é maior, seguido pelos machos castrados e

por último pelas fêmeas.

Fig. 9. Curva de crescimento em função do sexo e espécies (su no, ovino e bovino) O “X” acima da inflexão da curva demonstra o início da maturidade. A idade de castração é demonstrada na seta. (Adaptado de Boggs &

Merkel, 1993).

Portanto, o grau de marmoreio é inversamente relacionado com a proporção

músculo:gordura. O marmoreio é o maior fator ligado ao grau de qualidade da carcaça, o grau

de qualidade é também inversamente relacionado à proporção músculo:gordura da carcaça.

Neste sentido, carcaças com maior proporção músculo:gordura, geralmente possuem menor

grau de marmoreio.

A castração remove o efeito dos hormônios sexuais masculinos e machos castrados

possuem uma deposição de gordura similar a de fêmeas (Warriss, 2000) (Tab. 2).

Tab. 2. Estimativas dos níveis médios de gordura (%) em carcaça de macho inteiro, fêmea e macho castrado

Bovino, % Suíno, % Ovino, %

Macho inteiro 19 17 23

Fêmea 23 22 27

Macho castrado 22 23 26

Fonte: Adaptado de Warriss (2000).

108

De acordo com Fortin (1980) citado no NRC Gado de Corte (2000), o peso quando o

bovino apresenta a mesma composição química difere dependendo da maturidade e sexo.

Portanto, a composição difere sempre que o peso for o mesmo (Fig. 10 A e B). Cada tipo

próximo a 28% de gordura corporal (composição corporal equivalente) possui diferentes

pesos (Fig. 10 A). A Fig. 10 B demonstra um gráfico similar para proteína no corpo vazio,

onde o fim da linha corresponde ao peso com 28% de gordura corpórea.

Fig. 10. Correlação entre peso do corpo vazio (kg) e gordura corporal (%) em novilhas Angus e Holandês, machos castrados e touros; a composição difere quando o peso é semelhante. A: cada tipo atinge 28% de gordura

corporal (composição corporal equivalente) em pesos diferentes. B: um gráfico similar para proteína no corpo

vazio; o final da linha corresponde a 28% de gordura. (Fortin et al., 1980).

3.2. Nutrição

A nutrição é sem dúvida o parâmetro de manejo que mais altera a idade do animal ao

abate, em outras palavras a precocidade, ou a taxa com que o animal se aproxima do seu peso

adulto e de abate é muito sensível ao ambiente. Consequentemente esta característica tem

baixa herdabilidade.

O maior determinante da baixa taxa de maturação de bovinos nos países de clima

tropical é a estacionalidade de produção forrageira. Suplementação durante o primeiro ou

segundo per odo de seca, bem como a suplementação durante o aleitamento (“creep-feeding”)

tem enorme influência sobre a taxa de maturação dos animais. Entretanto, deve-se atentar

para o efeito da nutrição inadequada (e.g., baixa oferta de alimento) após práticas como o

“creep-feeding” ou do ganho compensatório que tende a minimizar efeitos positivos sobre a

taxa de maturação.

Além de alterar a taxa de maturação, tratamentos nutricionais podem alterar o peso

adulto. Geralmente modificações no peso adulto causadas por nutrição são de pequena

109

magnitude. Contudo, restrições alimentares muito severas, principalmente no animal jovem,

podem resultar em diminuição significativa do peso adulto.

O fornecimento de altos níveis de energia por períodos longos também pode reduzir o

tamanho corporal adulto, mas este efeito é relativamente pequeno (Fortin et al, 1980; Anrique,

1976). Experimentos conduzidos no Instituto de Zootecnia de São Paulo demonstraram que

tourinhos Nelore alimentados desde a desmama até o abate com consumo de energia ad

libitum tendem a apresentar maiores teores de gordura ao mesmo peso que animais com

consumo restrito (Boin et al, 1994). Este efeito não foi observado nos animais que entraram

no confinamento com idade de 20 meses (Boin et al., 1994).

3.3. “Creep-feeding”

Sem dúvida a idade ao primeiro parto é função do programa nutricional do sistema de

produção. Diversas técnicas de manejo de pastagens e de suplementação do rebanho podem

resultar em diminuição significativa da idade à puberdade e ao primeiro parto.

A suplementação de bezerros em aleitamento (“creep-feeding”) tem sido utilizada para

aumentar a precocidade sexual das novilhas. O aumento do ganho de peso nesta fase pode

trazer uma redução significativa da idade à puberdade. Entretanto, um dos maiores problemas

desta técnica é a de que o efeito desta suplementação tende a desaparecer quando os animais

voltam para o pasto, uma vez que os animais não suplementados tendem a apresentar uma

taxa de crescimento superior (Patterson et al., 1991).

Outro problema do uso desta técnica é que taxas de ganho muito elevadas à idade jovem

influenciam negativamente o desempenho reprodutivo da matriz (Patterson et al., 1991;

1992). Em bovinos de corte há uma correlação negativa entre produção de leite da vaca e

produção de leite da filha (Byers, 1984). Sejrsen & Purup (1996), revisando a literatura

demonstram que ganhos muito elevados no período pré-púbere podem reduzir

significativamente o potencial de produção de leite da fêmea. Este efeito ocorre em taxas de

ganho maiores em animais de maior tamanho corporal (Sejrsen & Purup, 1996).

3.4. Nutrição no período de pré-desmama e eficiência do par vaca-bezerro

Considerando que a capacidade materna (representada por produção de leite) e o peso

corporal (PC) influenciam na variação energético-ambiental-econômica da par vaca-bezerro,

de acordo com estudo (Albertini, 2007 e Albertini, 2010) realizado com 40 pares vaca-bezerro

a partir de diferentes grupos genéticos e com uma gama ainda mais notável diferença de

eficiência entre os indivíduos. Esta análise nos possibilitou observar que grandes melhorias

110

podem ser realizadas na eficiência (kg bezerro desmamado/ingestão de energia do par) apenas

por seleção e cruzamentos. As principais conclusões do estudo vaca-bezerro foram: i) vacas

com maior produção de leite tiveram a maior eficiência de lactação; ii) vacas mais pesadas

têm maior exigência de manutenção e resultaram no pares vaca-bezerro menos eficientes; iii)

as vacas que foram mais eficientes na terminação em confinamento foram mais eficientes na

produção de energia do leite; iv) a relação bezerro:peso e peso da vaca ao desmame é uma das

melhores características associada à eficiência do par vaca-bezerro (ganho de bezerro/energia

ingerida pelo par) e quanto maior a proporção de peso do bezerro em relação ao peso da vaca,

melhor; v) vacas com peso à maturidade elevado reduzem a rentabilidade/kg bezerro

desmamado e vi) a seleção simulada para os pares mais rentáveis revela melhoria significativa

da eficiência produtiva de carne bovina com redução da demanda de energia e das emissões

de GEE.

3.5. Nutrição no período pós-desmama

Níveis nutricionais inadequados no período pós-desmama, geralmente em função dos

períodos de estacionalidade de produção de forragens é provavelmente a maior causa das

elevadíssimas idades à puberdade observadas nas condições climáticas do Brasil. Por sua vez

esta resulta em elevada idade ao primeiro parto e no baixíssimo índice de desfrute da pecuária

nacional.

É interessante observar que, em animais mantidos à pasto, parece existir um peso

mínimo, para cada genótipo, para que a fêmeas iniciem sua vida reprodutiva. Já para animais

alimentados em altos planos de nutrição parece existir uma idade mínima para que a fêmea

atinja a puberdade (NRC, 2000). Também no período pós-desmama o consumo excessivo de

energia pode trazer problemas com relação à capacidade produtiva da vaca (Sejrsen, 1994).

Normalmente, um manejo de pastagem que evite superlotação, somado a suplementação

com sal mineralizado é suficiente para que fêmeas cruzadas ou zebuínas sejam cobertas aos

27 meses, durante a segunda estação de monta após a desmama. Um manejo mais

intensificado das pastagens, com eventual suplementação proteica (e/ou NNP) durante o

período de inverno permite, na maioria dos casos, que fêmeas cruzadas (B. indicus x B.

taurus) sejam cobertas aos 15 meses de idade.

3.6. Uso de ionóforos

Os ionóforos alteram a fermentação ruminal, alterando tanto o metabolismo de proteína

como de energia no rúmen (Russell et al, 1992). Quando fornecidos para novilhas mantidas

111

em pastagens de média ou baixa qualidade, os ionóforos têm como efeito aumentar o ganho

de peso, sem alterar o consumo de alimentos.

Demonstrou-se efeito positivo da suplementação com ionóforos para novilhas na

maioria dos trabalhos publicados (Tab. 3). O trabalho de Lalman et al. (1993) talvez seja o

mais adequado em demonstrar o efeito positivo da monensina mesmo quando o ganho de

peso entre tratamentos foi mantido igual através de manipulação da %NDT da dieta. Segundo

Lalman et al. (1993) a monensina pode reduzir a idade à puberdade independentemente do

seu efeito de aumento no ganho de peso, na proporção de ácido propiônico e da

degradabilidade da proteína no rúmen. De qualquer forma a razão principal para o uso da

monensina ainda é o aumento no ganho de peso de novilhas em pastejo, geralmente da ordem

de 70 a 120 g/d (Kunkle et al, 1995).

Tab. 3. Efeito da suplementação com ionóforos sobre a idade à puberdade de novilhas de corte.

IONÓFORO

Idade à

puberdade

Ganho

Tempo

tratamento

Estudo

Dias Kg/dia Dias

Monensina -14 1,1 203 Moseley, 1982

Monensina -24 0,63 157 McCartor, 1979

Monensina -9 0,37 120 Lalman, 1993

Monensina 0 0,56 171 Moseley, 1977

A questão fundamental sobre o uso dos ionóforos para novilhas em crescimento nas

condições de Brasil Central se relaciona à forma de suplementação. Há necessidade de que

estes antibióticos sejam consumidos pelo menos uma vez a cada dois dias para serem efetivos.

A inclusão destes antibióticos em misturas minerais ou em sais proteínados muitas vezes

redunda em consumos esporádicos e de grande variação (Kunkle et al, 1995). A formulação

de suplementos minerais que sejam consumidos com consistência, por animais em diferentes

situações de pastejo, deve ser uma prioridade da pesquisa aplicada em pecuária de corte.

3.7. Ganho compensatório

Durante o crescimento dos bovinos há fases de restrição alimentar que alteram a taxa de

crescimento e a composição do ganho após a realimentação, esse fenômeno de crescimento

mais acelerado na re-alimentação é conhecido como ganho compensatório (Fig. 11).

Normalmente, quando o crescimento do animal é retardado, em consequência de

subnutrição, ele é capaz de se recuperar quando cessa a restrição, crescendo a uma taxa mais

acelerada. Contudo, as respostas de taxa de ganho na re-alimentação são variáveis e

112

basicamente dependem da idade do animal, severidade e tempo da restrição. A compensação

parcial (mais recorrente), completa ou não ocorrer, segundo Ryan (1990).

Fig. 11. Ganho de peso de novilhos Angus-Nelore submetidos a diferentes regimes alimentares. Fonte: Euclides et al., 2001.

É necessário destacar que a eficiência de produção animal é definida pela taxa de ganho

e pela composição química deste ganho (Lanna, 1996).

Um dos mais importantes fatores para determinação do peso de abate é a eficiência de

ganho de peso nas diversas fases da curva de crescimento.

3.8. Genética

3.8.1. Escolha do genótipo

Da mesma forma que para a maturidade sexual, sem dúvida alguma o genótipo é

determinante da precocidade de terminação. Diferentes genótipos (raças e linhagens) podem

alcançar objetivos de espessura de gordura e grau de marmorização em idades e/ou pesos

bastante diferentes (Southgate et al, 1982; Tab. 4). Em função da grande variabilidade

individual, bem como dos cruzamentos entre raças (inclusive o cruzamento rotativo), torna-se

difícil identificar o genótipo dos animais. Portanto, para identificação da idade de terminação

(peso a uma determinada composição) utiliza-se fundamentalmente do grau de estrutura

corporal.

113

Tab. 4. Eficiência de conversão de alimentos por diferentes raças em um sistema de produção de 16 meses.

Animais foram abatidos quando alcançaram a mesma espessura de gordura subcutânea. (Southgate et al., 1982)

Raça

Peso ao abate,

kg

Eficiência,

kg ganho/kg MS ingerida

Aberdeen Angus 371 203

Devon 387 213

Hereford 400 217

Charolês 510 192

Friesian 438 192

Simental 489 201

O aumento da eficiência de produção requer a identificação do genótipo mais adequado

para as condições do ambiente onde o mesmo irá crescer. A utilização de animais de maior

tamanho corporal que apresentam taxas de crescimento mais elevadas por maior período de

tempo, e cujas fêmeas apresentam maiores produções de leite, somente será viável se as

condiç es de manejo e principalmente a nutrição o permitirem. O “ranking” de eficiência (kg

de bezerro desmamado/kg de vaca exposta a touro) de vacas de diferentes tamanhos corporais

é função da nutrição (Nugent et al, 1993). Em elevados níveis nutricionais, vacas de maior

tamanho corporal têm altas taxas de concepção e desmamam bezerros mais pesados.

Entretanto, em níveis nutricionais mais baixos, vacas menores tem uma maior taxa de

concepção que mais do que compensa o menor peso do bezerro desmamado. Deve-se notar,

entretanto, que a eficiência de produção Em kg bezerro/Mcal de alimento ingerido por

vaca+bezerro é maior quanto mais baixo o nível nutricional (Jenkins & Ferrel, 1993).

Animais muito precoces (com elevadas taxas de maturação), independentemente do seu

peso adulto têm exigências nutricionais elevadas e quando submetidos a períodos de

subnutrição apresentam maiores problemas de restrição permanente do crescimento.

3.8.2. Melhoramento genético

Uma vez escolhida a raça e a linhagem dos animais, o produtor pode procurar selecionar

os animais para características de precocidade. Em termos de melhoramento, como

proposto por Frias (1996), é fundamental premiar animais que chegam mais rapidamente à

puberdade e a idade de abate, sem valorizar animais excessivamente grandes ou dar crédito

aos animais com elevado peso ao nascer. Novilhas que atingem puberdade ou maturidade

sexual a pesos e/ou idades mais elevadas devem ser descartadas.

A herdabilidade para idade ao primeiro parto é, das características reprodutivas, a de

maior herdabilidade, da ordem de 0,30 (Arije & Wiltbank, 1971; Ghulam, 1983; Barbosa,

1991; Koots et al., 1994). Esta herdabilidade mais alta é função do alto grau de correlação

entre esta variável de reprodução e do potencial de crescimento do animal. Entre raças, existe

114

uma correlação negativa de - 0,88 entre idade à puberdade e produção de leite subsequente

(Laster et al., 1979). Entretanto, como citado por Patterson et al., (1992), Cundiff (1986)

demonstra que raças selecionadas conjuntamente para produção de leite e tamanho atingem a

puberdade em idades mais jovens do que raças selecionadas apenas para produção de carne.

Em outras palavras, a correlação negativa entre produção de leite e idade à puberdade pode

ser tão elevada quanto a correlação positiva entre o tamanho adulto e a idade ao primeiro cio.

A única forma de se estudar adequadamente este assunto é gerar dados de curvas de

crescimento, determinando-se composição corporal e aparecimento da puberdade.

3.9. Peso

Uma vez definida a qualidade da carne desejada pelo consumidor, o peso de abate ideal

deve ser definido, para cada genótipo, em função da composição química da carcaça nas

condições do sistema de produção utilizado. A forma mais simples de alcançar a composição

desejada é alterar o período de alimentação, basicamente aumentando o peso de abate.

Alguns autores têm sugerido reduzir o peso de abate como forma de aumentar a

eficiência de produção de bovinos (Lazzarini, 1995). Como discutido acima, quanto mais leve

o animal ao abate, mais eficiente será o ganho em função das baixas proporções de gordura.

Entretanto esta carcaça pode ser rejeitada pelo consumidor.

3.10. Hormônios e promotores de crescimento

Apesar de ainda não serem liberados para uso no Brasil, os promotores de crescimento,

tais como implantes e beta-agonistas estão disponíveis para uso em bovinos de corte nos

Estados Unidos, sendo os implantes liberados desde 1975, e os beta-agonistas desde 2004.

Esses promotores de crescimento alteram a partição de energia vinda do alimento,

aumentando o ganho de peso, área de olho de lombo e produção total de carne dos animais e

através do aumento da deposição de músculo em detrimento à deposição de gordura.

Os implantes são produtos que contém hormônios naturais ou sintéticos e afetam o

status hormonal do animal para promover crescimento, enquanto beta agonistas são

compostos sintéticos cujo efeito ocorre ao nível celular e não afeta o status hormonal do

animal, portanto, o beta-agonista não é um esteróide.

Apesar de não ser o foco principal nessa revisão é importante ressaltar que o uso de

promotores de crescimento pode afetar grandemente a curva de crescimento do animal, assim

com as curvas de deposição de tecido muscular, ou seja, é possível aumentar o peso adulto do

animal, e consequentemente de produção de carne, sem afetar o peso da vaca, que é um efeito

115

negativo da seleção genética para animais de alto ganho. O Laboratório de Nutrição e

Crescimento Animal da ESALQ/USP tem desenvolvido pesquisas nessa área avaliando os

possíveis impactos da utilização de beta agonistas sobre as características de carcaça e

qualidade de carne.

4. Considerações finais

Estudos devem focar não somente o crescimento em termos de alterações no peso total

como também no peso de cada tecido. Além disto é preciso compreender os mecanismos de

controle das rotas metabólicas envolvidas na deposição destes tecidos.

O conhecimento da curva de crescimento das diferentes espécies animais pode ser

utilizado para identificar estratégias para sua alteração, principalmente, no que diz respeito à

puberdade e ao início de deposição de gordura. Estas estratégias incluem a seleção, nutrição,

manejo, uso de modificadores metabólicos e, em longo prazo, a produção de animais

transgênicos.

A precocidade de abate define em grande parte o custo e a eficiência de produção de

carne bovina. A precocidade (de abate ou reprodutiva) é definida muito mais por alterações na

curva de crescimento causadas por alterações no ambiente, do que pela genética.

Geneticamente há correlação negativa entre tamanho adulto e precocidade. Produtores

tendem a caminhar no sentido de selecionar rebanhos para elevados pesos adultos. A seleção

de animais precoces é mais difícil pois requer o conhecimento da curva de crescimento e não

apenas do peso a uma idade fixa, algo difícil de ser obtido.

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- Estratégias suplementação

- MODELOS DE SIMULAÇÃO

118

Animal disease traceability in the United StatesI

Jason K. Ahola1 & Sara C. Ahola

2

I Text prepared for VIII NESPRO Meeting / I International Symposium in Beef Cattle Production System. Porto

Alegre, RS, Brazil. September 24th-26th, 2013.

1. Brief history of animal disease traceability in the U.S.

Animal health officials have used animal identification for decades to trace animals in

order to eradicate diseases. As early as the 1940s, the U.S. government developed an animal

identification system to identify cattle vaccinated for brucellosis. Multiple disease

management and eradication programs have been developed in different parts of the country

since that time (trichomoniasis, scrapies, etc.). However, the U.S. has never developed a

national system to identify livestock in a uniform manner and track their individual

movements for the purpose of disease control and surveillance.

According to the United States Department of Agriculture (USDA), the strongest

driving force behind the development of an animal identification (I.D.) system was the “risk

of adverse animal health events that require a quick response.” In the past 10 years or so, the

need for rapid disease trace-back has increased, as evidenced by outbreaks of exotic

Newcastle disease (in California in 2002 and 2003) and bovine spongiform encephalopathy

(BSE) in both Canadian and U.S. cattle. In addition, many believe the U.S. is at risk for

outbreaks of highly-contagious diseases such as foot-and-mouth disease (FMD), as in the

U.K. in 2001.

To initiate a grassroots effort to develop an animal I.D. system applicable to all

livestock species, the U.S. Animal Identification Plan (USAIP) was developed in 2002 via

leadership provided by the National Institute of Animal Agriculture (NIAA). The NIAA

(www.animalagriculture.org) is an organization of livestock producers, veterinarians,

scientists, government representatives, and allied industries created to “provide a source for

individuals, organizations, and the entire animal agricultural industry to get information,

education, and solutions for animal agriculture challenges.” Through an NIAA task force,

over 30 livestock organizations (including USDA-APHIS) prepared and presented a work

plan to the United States Animal Health Association (USAHA) in 2002, which was accepted

unanimously. In response, APHIS created a State-Federal-Industry group (the National

1 PhD, Associate Professor, Department of Animal Sciences, Colorado State University, Fort Collins, CO, USA.

2 DVM, Traceability Veterinarian, Colorado Department of Agriculture, Denver, CO, USA.

119

Identification Development Team) – consisting of 100 livestock industry leaders representing

over 70 livestock associations, agencies, and organizations – to begin developing a national

system of animal identification.

While the National Identification Development Team was working to develop a

national plan, the first case of BSE was confirmed in the U.S. (December 23, 2003). In

response, the Secretary of Agriculture officially announced the creation of the National

Animal Identification System (NAIS), and that its development would be expedited to guard

against future cases of BSE in the U.S.

“The United States Department of Agriculture and our stakeholders in animal agriculture

must continue moving forward with the National Animal Identification System. NAIS must be

implemented for our country to maintain its reputation as having the most effective animal

health surveillance and response system in the world. I believe a fully functional animal

tracking system will keep us competitive in international markets, helping us retain and

expand our market share. This Department is wholly committed to making NAIS a reality”

--Mike Johanns, Secretary of Agriculture

United States Department of Agriculture

(source: NAIS draft Strategic Plan, April 25, 2005)

Soon afterwards, due to two additional BSE cases the USDA continued to push toward

the rapid development and implementation of the NAIS. The NAIS was launched as a

voluntary program that began with the registration of livestock premises, and included plans

to incorporate identification of animals (either individually or in groups) and a centralized

system to record movements among premises.

2. Original goals of the NAIS

The framework for the NAIS was first announced by USDA in April 2004. The USDA

consistently indicated that the NAIS was being developed as a national program to identify all

agricultural animals and track them as they come in contact with animals other than

herdmates from their premises of origin. The sole reason for the program was to prevent,

contain, and eliminate disease threats in the U.S. livestock herd – it was strictly a livestock

disease control program.

120

The ultimate goal of the NAIS was to have a system in place for the trace-back of

livestock associated with a disease outbreak within 48-hours after discovery of the outbreak.

Compared to the amount of time typically needed to trace-back livestock in the event of a

disease outbreak (often weeks to months), the NAIS was expected to drastically shorten this

time period to 48-hours. The NAIS was being developed to enable:

1) Tracing of a sick animal back to the herd or premises that is the most likely source of

infection

2) Tracing of potentially exposed animals moved out from that herd or premises

Ultimately, USDA’s goal was to “identify all premises and animals that have had direct

contact with a foreign animal disease or a domestic disease of concern within 48-hours of

discovery.” The NAIS was operating under national standards as a federal program overseen

by USDA-APHIS-VS (Veterinary Services), but it would have been developed, implemented,

and administered at the state-level via each state’s department of agriculture.

3. Original NAIS goals and timelines

Initially, USDA’s goal was to have all aspects of the NAIS in place and mandatory by

January 1, 2009. This goal was based on positive feedback received from two preliminary

evaluations in 2004 of producers and industry participants about the NAIS. In the USDA

listening sessions held during 2004, 59 of 60 comments were supportive of the NAIS. Also,

during USAIP development, producers were evaluated as to their level of support for a

national animal I.D. program. Of the participants in USDA listening sessions (during 2004), a

ratio of 3:1 respondents preferred a mandatory to a purely voluntary program (Fig. 1).

Similarly, in a survey of NIAA members about whether the NAIS should be voluntary or

mandatory, 8:1 preferred that a mandatory component be included (Fig. 2).

121

Should the NAIS be mandatory or voluntary?

25.5%

38.3%36.2%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

Voluntary Voluntary then

Mandatory

Mandatory

% o

f re

sp

on

den

ts

Fig. 1. Evaluation of participants at USDA listening sessions on whether a national animal I.D. program should

be voluntary or mandatory (USDA-APHIS, draft NAIS Strategic Plan, 2005).

Do you support a voluntary or mandatory program?

8% 10%

54%

25%

3%

0%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

No

response

Voluntary Voluntary

then

Mandatory

Mandatory Unsure

% o

f re

sp

on

den

ts

Fig. 2. Responses to an NIAA survey of its members about whether the NAIS should be voluntary or mandatory

(USDA-APHIS, draft NAIS Strategic Plan, 2005).

As a result of apparent strong support for an eventually-mandatory NAIS, USDA’s

initial documents indicated that the program would be completely developed, in place, and

mandatory on January 1, 2009. However, USDA received substantial political pressure from

producers, producer groups, and others in opposition to the ‘mandatory’ wording. In response

to this pressure, USDA released (in April 2006) released “Strategies for the Implementation

of NAIS” to clarify their plans.

In this document, USDA indicated that “Allowing market forces and industry needs to

drive producer participation in the NAIS is preferable to mandatory Federal Regulations.”

However, at the same time, USDA released what they referred to as “measurable benchmarks

of participation rates with timelines necessary to reach full participation.” These benchmarks

122

attempted to give the livestock industry clearer targets to focus on in order to avoid a

mandatory NAIS. The goals outlined primarily involved the:

1) registration of a specific percentage of premises in the U.S.

2) individual identification of a specific percent of U.S. animals with the 15-digit AIN

tags

3) collection of individual animal movements and submission of data to one of several

centralized animal tracking databases (the meta-database system).

4. Economic importance of an animal I.D. system

An animal traceability system is being developed as an animal health-based program –

in order to protect the U.S. livestock herd against disease. However, the economic stability of

the U.S. livestock industry is also dependent on a strong, well-designed animal I.D. system.

The speed of NAIS implementation increased dramatically when the first case of BSE was

found in a Holstein cow in Washington (December 23, 2003) and in beef cows in Texas and

Alabama. These events substantially affected the export of U.S. beef to Japan and Korea, two

of the largest consumers of U.S. beef. According to Cattle-Fax, closure of these export

markets since late 2003 has cost the beef industry several billion dollars – in 2003, the U.S.

exported a total of $3.3 billion in beef, and a fraction of that in 2004 and 2005. If these export

markets had not closed, it is possible that cattlemen could have received substantially more

for feeder and fed cattle. Therefore, in addition to physically protecting U.S. livestock from

disease, animal traceability will also help U.S. livestock industries avoid major economic

losses by assuring domestic and international consumers of a safe and healthy food supply.

Several other countries have animal identification systems in place and operating, while

others are in the development mode. It is clear that the U.S. is not a global leader in the

development and implementation of a national animal I.D. program. Australia, for instance,

has required the registration of premises for disease surveillance and control since the 1960s,

and their current national animal I.D. program is over 10 years old and highly successful.

5. Original NAIS components

In April 2005, USDA released two important documents which provided the most

detailed information on the NAIS available at that time. According to these USDA

documents, the NAIS would include three major components:

123

1) Premises registration.

2) Use of individual animal identification (via a unique 15-digit number) or group/lot

identification (most likely for pigs/chickens) to identify animals.

3) A data reporting system to collect individual livestock movements.

Ultimately, USDA was hoping to meet their primary goal of the NAIS (48-hour trace-

back of livestock exposed to a disease) with a system that operated at the speed of commerce

and involved all livestock species and livestock producers. More detailed information on each

of the three components included:

1. Premises Registration: The first component in the implementation of the NAIS was

premises registration. To track livestock diseases, locations where livestock have been was

vital – premises are the foundation for all animal disease control programs. According to

USDA’s definition, a premises is a geographically unique location where livestock are held or

kept. Examples of premises include farms, ranches, feedyards, auction barns, veterinary

clinics, packing plants, livestock exhibitions, fairgrounds, etc.

Premises identification numbers (PIN) were allocated by state departments of

agriculture. These groups work with the USDA’s national Premises Number Allocator

program to distribute and double-check premises numbers. A PIN is simply a 7-digit alpha-

numeric number (meaning that it includes both numbers and letters) that is assigned to a

specific physical location. One unique PIN is linked to each premises involved in animal

agriculture. The PIN remains with the property if it is sold intact. Producers who manage

livestock at several locations throughout the year (e.g. at the home ranch, rotating through

nearby pastures, summer grazing allotments, etc.), but do not commingle their livestock with

other livestock do not need to get individual PINs for each location or pasture. Rather, in most

situations only the “home ranch” needs a PIN, which will correspond to all locations where

livestock are raised throughout the year.

Any person who keeps or manages one or more livestock at a location (including a

location with one animal, such as with 4-H or FFA projects) needs to register their premises.

Previously-assigned premises numbers for brucellosis or scrapies programs are being replaced

with the new PIN (since these older programs are not all-encompassing for all species), and

therefore all producers need to request a PIN.

The core information needed to register a premises and obtain a PIN includes:

Operation name

124

Contact person (owner/manager)

Physical address (this typically should be a 911-type address, otherwise a GPS reading

and/or driving directions may be needed)

Telephone number of contact person

Species raised at the premises

Operation type (production unit, veterinary clinic, fairgrounds, etc.)

Information collected for premises registration remains confidential. Only animal health

officials (state or federal) may access this information for disease control purposes. One

state’s premises registration form is included in Fig. 3 (from Idaho). As seen on this form,

species include: cattle, sheep, goats, swine, horses, llamas, guineas, aquaculture, domestic

fowl (chickens, ducks, emu, geese, pheasants, quail, ostrich, turkeys), and domestic deer and

elk. The premises registration component of NAIS has remained mostly intact in the new

Animal Disease Traceability rule.

Fig. 3. Example premises registration form for the state of Idaho (source: Idaho State Department of

Agriculture).

125

2. Animal Identification: The second component involved the identification of animals

individually or as groups (or lots). The identification of animals as “groups” was being used

primarily for species including chickens and pigs, since they tend to be difficult to

individually identify and traditionally remain as a group throughout the production chain

(birth to harvest).

The individual identification of animals within the NAIS involved the use of 15-digit

Animal Identification Numbers (AIN) that were unique and not repeated. The AIN begins

with the digits “840” (known as the “country code,” and representative only of animals born

in the U.S.) and is followed with 12 additional numbers. To avoid duplication of AINs, they

can only be distributed by USDA to approved “Tag Manufacturers,” who will physically

apply each AIN to a specific ear tag. The resulting AIN tags, which are printed with a USDA

shield, are available to producers via traditional retail outlets (i.e. feed store, ranch supply

company, etc.) to producers who have registered their premises. At the time of purchase, each

15-digit AIN tag number purchased is associated with the buyer’s 7-digit PIN in the retail

store’s computer – an event referred to as “tag allocation.” The 15-digit AIN tags serve as the

sole method of individually identifying an animal throughout its life, and are used to

document any movements among premises throughout the marketing chain. All AIN tags are

“retired” by packing plants at harvest, and are not be re-used.

The USDA has indicated that they will remain “technology neutral” regarding AIN

tags. Therefore, the visible AIN number can be included on either a traditional ear tag (also

known as a panel or dangle tag) or an electronic identification (EID) ear tag. The EID tags are

typically more expensive ($2-3/tag), but allow the lengthy 15-digit number to be read and

recorded electronically through the use of radio frequency identification (RFID) technology.

This system can help to reduce data collection and reporting errors (i.e. transposing numbers,

hard-to-read handwritten numbers, etc.).

3. Animal Movement Reporting: The final component of the NAIS, where data on the

movement of animals (via their individual AIN) among premises was to be collected, was

never developed by USDA. The original goal was that the premises receiving livestock would

be responsible for reporting an animal’s movement. Therefore, premises such as auction

markets, feedlots, and packing plants would been required to report the AIN of each animal

that entered their premises. Additionally, the information necessary to report an animal

movement was proposed to include: 1) individual AIN of each animal, 2) PIN of the receiving

premises, and 3) date that the movement occurred.

126

Initially, USDA proposed that all animal movement data would be reported to a single

database designed and maintained by USDA. However, due to an overwhelming negative

response by producers, the USDA announced that data would be submitted to, and managed

by, databases overseen by private companies. The idea was for USDA to have a “meta-

database” system in place, where receiving premises would report animal movements to one

of several private databases (such as the non-profit U.S. Animal Identification Organization’s

database). And, in the case of a disease outbreak, state and/or federal animal health officials

would access the privately-held movement data for the purpose of disease trace-back.

6. Premises registrations

The first step in the daunting implementation of an animal traceability program has

been premises registration, which is now occurring in all 50 states. Some states, including

Wisconsin, had compulsory premises registration via the Wisconsin Livestock Premises

Registration Act, which came into effect on January 1, 2006. Otherwise, in most states

premises registration in voluntary.

The final Animal Disease Traceability rule from USDA was issued by USDA in August

2011 to create regulations for each state or tribe to improve the traceability of livestock that

cross state lines when animal disease outbreaks occur. Such a system should reduce the cost,

time, and number of locations and animals involved in a disease outbreak investigation.

Comments were sought by USDA from August through December of 2011.

Simultaneously, a clear need for the “development and implementation of an effective

animal identification-sharing system” was documented in the results of the 2011 National

Beef Quality Audit (NBQA). During the Strategy Workshop portion of the NBQA, this was

identified as the top priority among participants to address food safety and animal health

issues, and also to optimize value and eliminate waste in the beef production process.

However, this market-driven need for an “animal identification-sharing system” is aimed at

increasing the beef industry’s efficiency and ability to maximize quality, rather than a focus

on traceability for disease control purposes – as is the case with USDA’s proposed rule.

Regardless, it appears that a prime opportunity exists for these parallel systems to gain

momentum and collectively address industry challenges.

7. The animal disease traceability rule

Based on the original plan, the NAIS program was to become mandatory by January

2009. However, due to large variation in acceptance of the program among producers, and a

127

less-than-favorable assessment of producer buy-in of NAIS, USDA decided that a single

federally-driven program would not be successful. Major concerns raised included the

handling of proprietary information and lack of flexibility in the program (e.g. methods of

identification allowed), which led to a discontinuation of the NAIS in 2009.

As a result of considerable feedback related to the NAIS, the USDA’s new proposed

Animal Disease Traceability Rule takes a different approach. Key components of the rule

include: 1) continued emphasis on developing a traceability system to respond to disease

outbreaks, 2) focus only on movements of animals between states, 3) development and

oversight occurring at the state and tribal level, 4) flexibility in animal identification options,

and 5) ownership of traceability at the state/tribal level.

8. The risk of doing nothing

The loss of market access to export markets is probably the largest risk the U.S. beef

industry faces if a disease traceability program is not in place. Estimated losses due to trade

restrictions caused by the 2003 BSE case were estimated by Kansas State University to be

$3.2 to 4.7 billion in reduced beef and beef product exports during 2004 alone. Further,

estimates generated by the International Trade Commission for losses due to trade restrictions

between 2004 and 2007 averaged $1.5 to 2.7 billion/year.

Today, in the international marketplace the U.S. still lags behind other countries in

terms of the existence and use of an animal disease traceability infrastructure. According to an

evaluation by the U.S. Meat Export Federation, national animal traceability programs exist

among all of our major beef competitors in the international marketplace – Canada, Australia,

New Zealand, Brazil, and Argentina. Failure to join our competitors with a reasonable

traceability program may lead to a loss of export markets in the event of a disease outbreak, or

at a minimum will result in decreased competitiveness and growth in those markets.

9. The benefits of doing something

Beyond the risk of having a devalued product due to absent export markets, there are

added risks associated with not having a traceability program. These “risks” may actually be

in the form of added costs and burdens that result from disease outbreaks. In addition, an

inefficient traceability system decreases the effectiveness of controlling disease outbreaks and

increases the negative health impacts of disease on individual-animal and whole-industry

productivity and profitability.

128

One clear benefit of a traceability program is the minimization of the number of herds

and animals that must become involved in a disease investigation. For instance, since

relatively few cattle premises are officially registered with state or federal governments, the

time necessary to identify all premises potentially involved in a disease outbreak is very time-

consuming and inefficient. Further, due to relatively low rates of reliable official animal

identification usage (i.e. unique identification numbers that are easy to read and connect to a

registered premises, etc.), more animals than necessary are tested and potentially slaughtered

during a disease outbreak, elevating costs and lengthening the time associated with an

investigation.

Recently, USDA reported that bovine tuberculosis disease investigations exceed 150

days on average to complete. This is due in part to the increased cost and time necessary to

complete animal tracebacks. When animal movement information is vague or incomplete, it is

difficult to determine which specific animals may have potentially been exposed to the

disease, thus more animals on more locations must be tracked down and eventually tested.

With a formal traceability program, the amount, quality, and accuracy of information will

increase, likely leading to shorter and more efficient disease investigations. And, it is

anticipated that a more efficient disease investigation will result in reduced disease spreading,

fewer animals quarantined, fewer animals to dispose of, and shorter time to reinstatement of

interstate animal movements. Ultimately, these results will reduce the overall cost of disease

outbreaks and investigations to producers. The shorter the time to complete an investigation

results in a quicker return to unrestricted animal movement and access to market outlets.

10. A recent disease outbreak example

In recent months and years, several large cattle states have dealt with disease outbreaks.

These diseases are not nearly as financially harmful as BSE or Foot and Mouth Disease

(FMD); however, considerable time and funds have been spent to attempt to control them via

relatively inefficient systems. And, substantial losses to industry productivity and profitability

have resulted simply due to their effect on the health status of infected animals.

A 2010 disease outbreak in the western U.S. prompted an intensive and complicated

animal disease traceback investigation. It took more than one year to follow all animal

movements from the index premises (a private producer) through 5 livestock markets to

approximately 60 receiving premises, and to an additional 30 premises which bought directly

from the index premises. In the end, over 1,100 animals were euthanized or slaughtered and

nearly 2,200 were tested for the disease.

129

Fig. 4 outlines the movement of animals to individual premises associated with this

disease outbreak, and shows the complexity of tracing animal movements. An effective

official animal identification infrastructure that accurately tracks animal movement would

have prevented investigations of premises that were not directly involved in the outbreak,

limited animal movement restrictions, and ultimately would have limited losses to the

livestock industry.

Fig. 4. Example of a 2010 cattle disease outbreak and subsequent traceouts to possibly exposed animals (source:

USDA-APHIS-VS 2010, names removed for privacy).

Many additional disease outbreaks have occurred in the U.S. during the past year,

including trichomoniasis, bovine tuberculosis, vesicular stomatitis (which unfortunately

shares clinical signs in cattle that can be consistent with FMD), anthrax, and others. Each

outbreak resulted in considerable time and effort being spent by producers, private

veterinarians, auction markets, and regulatory veterinarians to conduct a complete traceout to

identify potentially exposed animals and protect the health of the livestock industry. The

absence of a well-structured, uniform system contributes to inefficiencies in all of these

instances.

130

11. Obstacles to adoption

It has been reported by USDA that the cattle industry’s “inconsistent use of official

identification coupled with the significant movement of cattle interstate warrants regulations

that enhance the current traceability infrastructure.” Said another way, the relatively limited

use of “official identification” methods among cattle results in more cattle having to be tested

for disease during an outbreak. However, results from the NBQA-2011 indicate that the

number of fed steers and heifers individually identified at harvest with visual tags increased

significantly from 39% in 2005 to 51% in 2011 (Tab. 1). Interestingly, in 2011 20.1% of

cattle had an electronic identification ear tag, much higher than the 3.5% in 2005. Further, just

2.5% of cattle had no identification at the time of harvest in 2011, down from 9.7% in 2005.

As the trend for individual animal identification increases in the beef industry, barriers to

implementation of a traceability infrastructure will likely lessen.

Tab. 1. Percentages of hide-on carcasses that were individually identified, and by type of identification1,2

Options 2005 2011

With identification 93.3 97.5

No identification 9.7 2.5

Identification options:

Electronic tags 3.5 20.1

Barcoded tags 0.3 0.0 Individual visual tags 38.7 50.6

Lot visual tags 63.2 85.7

Metal-clip tags 11.8 15.7

Wattles 0.0 0.5

Other means 2.5 5.3 1Numbers exceed 100% due to animals having multiple forms of identification.

2Source: 2011 National Beef Quality Audit.

12. Moving forward

Maintaining a safe, healthy beef supply has always been a strength of the U.S. cattle

industry. However, as we attempt to increase the amount of beef sold into export markets, it

will be necessary to stay competitive by keeping costs minimized and market interruptions

limited. Ensuring our trading partners that we have a reliable and fast animal disease

traceability program will be vital to keeping a competitive edge in the world marketplace.

Safe, high quality, and wholesome beef is also very important to U.S. consumers who are

becoming increasingly concerned with where their food comes from, and how it is managed

along the way.

131

13. For more information

The Animal Disease Traceability website at USDA (www.aphis.usda.gov/traceability/)

can be accessed for information related to the proposed rule.

Results of the 2011 National Beef Quality Audit, including information on animal

identification, prioritization of systems for information sharing, and other quality-related

aspects are available at www.bqa.org

132

El bienestar animal aplicado a los sistemas de producción de ganado vacunoI

Marcia del Campo Gigena1

I Text prepared for VIII NESPRO Meeting / I International Symposium in Beef Cattle Production System. Porto

Alegre, RS, Brazil. September 24th-26th, 2013.

1. Introducción

El Bienestar Animal no es un concepto puramente científico sino que ha surgido desde

la sociedad para expresar una preocupación ética acerca del tratamiento de los animales, y se

ha transformado en un importante factor de presión sobre el sector ganadero. Esa acelerada

toma de conciencia de la sociedad sobre nuestra responsabilidad moral como productores de

alimentos que provienen de seres vivos, no ha ocurrido por casualidad. Hoy, la evidencia

científica indica que la capacidad de sentir /experimentar emociones, no es una característica

exclusiva del ser humano y que las estructuras anatómicas del sistema nervioso, respuestas

fisiológicas, conductuales y psicológicas, receptores farmacológicos y neuroquímicos

relacionadas con los sentimientos, aparecen en la escala zoológica a nivel de todos los

vertebrados (García Sacristán, 1995). Los animales de producción son capaces de

experimentar emociones y sensaciones negativas y positivas en forma similar al ser humano

(dolor, miedo, estrés, frustración, aburrimiento, alegría, calor, incomodidad, hambre, sed,

frío). Su aparente insensibilidad (atribuida a la NO demostración), se encuentra relacionada a

su menor elaboración emocional y de expresión, explicado esto último, por años de selección

natural para favorecer su supervivencia.

¿Qué es el Bienestar Animal?

El Bienestar animal se define en términos del funcionamiento normal y satisfactorio de

los sistemas biológicos (homeostasis) y está determinado por la ausencia de situaciones de

estrés prolongadas o severas y por la capacidad de los animales de adaptarse al ambiente en el

que se encuentran. El pensamiento occidental ha coincidido en que nuestra responsabilidad

frente a los animales de producción, implica: 1) evitar sensaciones de hambre y sed por

períodos prolongados, 2) prevenir y tratar las enfermedades, 3) proveerles abrigo y sombra 4)

controlar situaciones que causen malestar, dolor y estrés, y 5) brindar a los animales la

posibilidad de expresar conductas naturales o importantes para la especie. A su vez, se ha

1 Bienestar Animal y Calidad de Carne , INIA Tacurembó, Uruguay.

133

logrado un consenso generalizado en la determinación de criterios de base relacionados al

BA, tales como: “evitar el sufrimiento innecesario” y “si algo le hace daño al ser humano, es

probable que también le haga daño al animal”. En este contexto, a partir del año 1992 los

animales dejan de ser mercancías o productos para pasar a ser ante el mundo, seres que

sienten y se vuelve legalmente obligatoria la consideración del BA al momento de dictar

políticas en las áreas de agricultura, investigación, transporte y mercado interno.

Cualquiera sea la definición que se tome del Bienestar animal, se considera que el estrés

independientemente de su factor generador, conlleva a situaciones de inadecuado bienestar. El

estrés es la respuesta del organismo ante agentes nocivos o estresantes (Selye, 1950). Se

considera estrés a cualquier amenaza a la homeostasis, ya sea que dicha amenaza sea real o

simplemente percibida por el animal (Rivier & Riviest, 1991).

En respuesta al factor estresante, se dispara una respuesta en cualquier organismo

animal (ser humano, vacuno, ovino) que involucra al sistema nervioso simpático y al eje

HPA, lo cual resulta en una cascada de eventos hormonales en sang (adrenalina/noradrenalina

y corticosteroides), hacen que ocurran cambios fisiológicos (mayor frecuencia respiratoria y

cardíaca), se activa el sistema inmunitario (defensas) y se altera el comportamiento

(disminución del consumo de alimentos, conducta reproductiva y fertilidad). Todo eso con la

finalidad de contrarrestar los efectos negativos del estrés y de adaptarse a él.

A nivel de producción, se suelen dar combinaciones de diferentes agentes estresantes

tales como los físicos (frío, calor, ejercicio intenso, falta de alimento o agua, mal manejo),

psicológicos (miedo, ansiedad, frustración) y sociales (mezcla de animales desconocidos,

densidad excesiva, animales dominantes o conflictivos).

¿Y eso porqué nos interesa a los efectos de la producción?

En muchas ocasiones y en un primer momento, las respuestas de estrés son beneficiosas

porque permiten lograr la adaptación a una nueva situación. Sin embargo, si el estrés es muy

severo o por períodos de tiempo muy prolongados, esas reacciones pueden ocasionar una

disminución de la productividad, provocar efectos negativos sobre diferentes órganos y

mecanismo fisiológicos, así como sobre el sistema inmunitario, debilitando las defensas del

organismo. Un organismo estresado es más vulnerable desde el punto de vista sanitario. En

las últimas etapas de la cadena productiva, estas respuestas de estrés a su vez, estarían

comprometiendo la calidad de la canal y la carne.

2. Bienestar animal en los sistemas de producción

134

Diversos son los factores que pueden provocar estrés e influir en el bienestar de los

animales a nivel de producción. Algunos de ellos repercutirán sobre la vida cotidiana del

animal, afectando su comodidad y bienestar en el corto y mediano plazo (situación climática,

exposición a depredadores, prácticas rutinarias, mezclas de grupos, etc.). Sin embargo, la

mayoría de las decisiones tomadas en el establecimiento estarán afectando el bienestar de los

animales también en el largo plazo así como la calidad de los productos obtenidos, ya que

serán determinantes entre otras cosas, de su temperamento y por tanto de sus respuestas al

manejo (del Campo, 2008). Entre dichas decisiones se destaca la genética, el sistema de

alimentación, el manejo sanitario y la aplicación de buenas prácticas de manejo.

Sistemas Extensivos

Las condiciones producción de los sistemas extensivos a cielo abierto, los posicionan

favorablemente en varios aspectos relativos al BA, especialmente en lo que tiene que ver con

la expresión de los comportamientos naturales. Sin embargo, existen amenazas reales

asociadas a esas características. Entre ellas se encuentra la posible subalimentación y/o

subnutrición debida a la estacionalidad de la producción de forraje, la inadecuada relación

entre la carga animal y el forraje disponible y/o a la deficiencia de ciertos minerales

esenciales y elementos traza en las pasturas (McCosker & Winks, 1994). En los sistemas

extensivos, la supervisión que existe por parte del hombre no es tan frecuente como en la

producción intensiva, por lo que existe un mayor riesgo de que los animales padezcan

enfermedades, lesiones, hasta la muerte. Por otra parte, en aquellas situaciones en que los

animales tienen contactos esporádicos con el hombre, es más difícil el logro de evoluciones

favorables del temperamento, destacándose el efecto que ello podría presentar tanto sobre la

productividad en animales agresivos, (Fordyce et al., 1988 a; Voisinet et al., 1997; Petherick

et al., 2002) así como en la calidad del producto (del Campo et al., 2010). Otro factor

diferencial en los sistemas extensivos es la presencia de depredadores en ciertas regiones

(principalmente en ovinos), lo cual se ve agravado por la carencia de vigilancia constante ya

sea debido al sistema de manejo, a factores topográficos, lejanía, costos, otros (del Campo,

2006). La exposición a situaciones climáticas adversas, la frecuente carencia de abrigo y

sombra, se vuelven clave para el BA. Por otra parte, algunas prácticas de manejo tradicionales

(descorne y castración en bovinos, descole y castración en ovinos), la alta mortalidad neonatal

en ovinos, así como el manejo en general (violencia innecesaria y el mal uso del perro), irían

en detrimento del bienestar de los animales, en la medida en que no se optimicen. Las señales

que estamos recibiendo nos dicen claramente que algunas de estas amenazas pueden llegar a

135

ser una barrera de acceso a ciertos mercados en el corto y mediano plazo. Dado el contexto

mundial y nacional mencionado, además de considerar el aspecto ético, el compromiso de un

país como Uruguay, se ha establecido sobre la implementación de Protocolos de Buenas

Prácticas de Manejo que abarquen todos estos aspectos y permitan mejorar las condiciones de

competitividad. Dichos protocolos deben basarse en información generada con estricto rigor

científico y contextualizada.

3. La investigación en bienestar animal

Nuestro desafío como investigadores en el área de producción animal es entender a los

animales y su interacción con el ambiente de una manera tal, que haga posible una mayor

producción de alimentos y de fibra, ocasionando el mínimo estrés y sufrimiento al animal y

con un importante retorno económico para el productor. La lectura más relevante de los

avances logrados por la ciencia, es que el BA ha dejado de ser un aspecto sentimental o

subjetivo para pasar a ser un aspecto objetivo y cuantificable que combina diferentes

dimensiones del animal y/o del ambiente, y que su caracterización o mejora debe realizarse en

base a indicadores acordes al contexto en el cual se trabaja.

En esta línea de pensamiento, INIA ha priorizado la Investigación sobre Bienestar

Animal en bovinos y ovinos, las que apuntan a generar información y alternativas

tecnológicas que permitan levantar las limitantes asociadas a nuestros sistemas de producción

y en diferentes etapas de la cadena productiva (cría, recría, engorde, transporte, trabajo en

planta frigorífica, estudios de percepción del consumidor). En los últimos años (2001 en

adelante) se han priorizado y realizado diversas líneas de Investigación con el objetivo de

evaluar el efecto de diferentes sistemas de producción y del manejo a lo largo de toda la

cadena, sobre el bienestar animal y la productividad, sobre el temperamento y sobre la calidad

de la canal y la carne.

La Investigación no debe dejar de ver la realidad social en la que se desarrolla, en este caso,

la idiosincrasia del medio rural. Es así que además de nuevas propuestas, se deberán

evaluar, cuantificar y comparar aquellas prácticas tradicionales que se realizan en cada

país, las cuales están cargadas de connotaciones culturales, pero que probablemente

ameriten ser revisadas y/o mejoradas.

El estudio de las potenciales fuentes de estrés y su impacto en el bienestar de los

animales, requiere de un enfoque multidisciplinario e integral, en el que se deberán considerar

136

y combinar diversos tipos de indicadores respecto al funcionamiento de los sistemas

corporales, el sistema inmunológico, variables productivas y de calidad de producto,

respuestas fisiológicas y comportamentales individuales frente al estrés (Terlow et al., 2005).

Una vez que se ha generado la evidencia objetiva relativa al BA, se deberán tomar decisiones

de tipo ético para su integración.

4. Manejo, temperamento y productividad

Existe abundante información internacional y nacional sobre el efecto de la calidad del

manejo en el BA y la productividad (Boivin et al., 1994; Breuer, 2003; Grandin, 1997;

Hemsworth, 2003; Hemsworth & Coleman, 1998; Lensink, et al., 2000). Todos estos autores

coinciden en que animales que reciben un manejo adecuado, son menos susceptibles al estrés

generado por las diversas rutinas de una empresa ganadera que involucran la presencia del

hombre. Dicho efecto se ve reflejado no solo en el comportamiento sino en el temperamento

(del Campo et al., 2008) y en la productividad de los animales (Breuer et al., 2000; Rushen et

al., 1999; del Campo et al., 2008).

A nivel del Uruguay, existe suficiente evidencia mostrando que la aplicación de BPM es

de gran relevancia en todas y cada una de las distintas etapas de la cadena de producción de

carne. Animales bien manejados tienen un temperamento más tranquilo, una mayor

productividad, una menor respuesta de estrés ante cualquier manejo en el establecimiento y en

los momentos previos a la faena, así como una mejor calidad de producto (del Campo et al.,

2008, 2010).

Además del carácter del agente estresante, las diferencias individuales de

temperamento (experiencia y factores genéticos), afectan la respuesta neuroendócrina y

neuroquímica frente al stress, las que también tienen influencia en la respuesta del sistema

inmunológico frente a estos desafíos (Anisman, 2002). Esas diferencias individuales en lo que

tiene que ver con respuestas fisiológicas y comportamentales ante situaciones de estrés, han

sido demostradas por diversos autores (Grandin, 1997; Le Neindre et al., 1995).

En Uruguay, al comparar el temperamento inicial y final de novillos Hereford bajo

diferentes niveles de intensificación (Fig. 1), es posible observar que los Tratamientos

suplementados y en confinamiento (T2, T3 y T4) se volvieron más tranquilos durante el

período experimental. Si bien durante todo el Experimento se cumplieron estrictos protocolos

de Buenas Prácticas de Manejo, el mayor contacto con el hombre que tenían dichos

Tratamientos, explicaría esos resultados. Los animales que están acostumbrados a un

137

frecuente y cercano contacto con los seres humanos, presentan una menor respuesta de estrés

ante diferentes rutinas de manejo y restricción de movimiento (Grandin, 1997).

En resumen, incluso trabajando con razas genéticamente más calmas (raza Hereford),

un buen manejo tiene un impacto positivo sobre el temperamento individual.

Fig. 1. Evolución del Temperamento en novillos Hereford, bajo diferentes niveles de Intensificación y con el

cumplimiento de Buenas Prácticas de Manejo. Período experimental de 8 meses. Un mayor Índice de temperamento implica un animal más tranquilo. T1: pastura T2: pastura + 0.6 % de suplemento T3: pastura + 1.2

% de suplemento T4: confinamiento.

A su vez, dentro de cada uno de estos Tratamientos, los animales de temperamento más

calmos mostraron mayores ganancias de peso (Fig. 2).

0

0,5

1

1,5

2

0 10 20 30 40 50 60 70 80

Temperament Index

AD

G (

Kg

/an

imal

)

T1

T2

T3

T4

Fig. 2. Ganancia de peso por Tratamiento, según Índice de Temperamento. Líneas de tendencia por Tratamiento,

estimadas por análisis de regresión. (R2=0.85).

Un mayor Índice de temperamento implica un animal más tranquilo.

T1: pastura T2: pastura + 0.6 % de suplemento T3: pastura + 1.2 % de suplemento T4: confinamiento.

138

Basado en una revisión sobre temperamento en bovinos para carne, Burrow (1997)

sostiene que sin excepción, las razas con componentes Bos indicus son más excitables,

temperamentales y difíciles de manejar en condiciones extensivas, que las razas Bos Taurus

(Burrow & Corbet, 2000; Elder et al., 1980; Fordyce et al., 1988 a; Hearnshaw et al., 1979;

Hearnshaw & Morris, 1984; Powell & Reid, 1982; Voisinet et al., 1997). A pesar de que estas

diferencias podrían en parte deberse a factores ambientales, las diferencias genéticas en

cuanto a docilidad o excitabilidad del ganado bovino, han sido demostradas (Manteca & de la

Torre, 1996). Algunos autores han reportado incluso que la raza Hereford sería la más dócil

dentro de las razas británicas (Stricklin et al., 1980; Tulloh, 1961). Dichos reportes muestran

que los animales Bos indicus (Burrow & Corbert, 2000; Fordyce et al., 1988) y sus cruzas

(Voisinet et al., 1997 a) son más temperamentales que los animales Bos Taurus. Esta

información es consistente con la reportada en Uruguay (del Campo et al., 2008), al comparar

el temperamento y la ganancia de peso de novillos Braford y Hereford de 2½ años de edad,

con dos estrategias de alimentación (D1: campo natural + grano de maíz al 1% PV y D2:

campo mejorado en cobertura (lotus corniculatus y trébol blanco). Los novillos Braford

fueron más temperamentales y difíciles de manejar que los de raza Hereford,

independientemente del sistema de alimentación y animales más tranquilos dentro de cada

raza, presentaron mayores ganancias de peso (del Campo et al., 2008, 2010)

En definitiva, el cumplimiento de Buenas Prácticas de Manejo se vuelve aún más

relevante al momento de trabajar con razas más excitables y/o sus cruzas (del Campo, 2008).

5. Algunos conceptos que se deben considerar para optimizar el manejo a nivel de la

producción

Los bovinos son animales sociales con una estructura jerárquica determinada

Una característica común de todas las especies animales que han sido domesticados

para la producción ganadera, es que son animales sociales habituados a vivir en grupos

estables, con una determinada jerarquía social dentro de esos grupos. La estabilidad de dicha

jerarquía se refuerza a través de señales anatómicas, fisiológicos y comportamentales que

indican a cada individuo el lugar que ocupa dentro del grupo (Boivin et al., 2003).

Usualmente se observan comportamientos agresivos cuando se reagrupan los animales o se

introduce un nuevo individuo al grupo. El reagrupamiento de animales jóvenes produce

menos agresiones y peleas que el de animales viejos. La dominancia determina la jerarquía

dentro de la manada. En bovinos, la dominancia se determina dentro de las 24-48 horas de

agrupados los animales y está relacionada con la edad, el sexo, el peso y la raza de los

139

animales, determinando situaciones de estrés. Quizás no sería tan relevante saber si el animal

ve al hombre como parte de su grupo, situándolo en una postura dominante, sino que

independiente a ello, se logre una verdadera comunicación entre ambos, que el lenguaje sea

apropiado al ambiente y diseñado de forma de minimizar el estrés. El vocabulario de señas

necesario para lograr una comunicación con los animales de interés productivo, sin duda es

menor que lo que se ha logrado en las relaciones hombre-perro u hombre-caballo, ya que los

contactos necesariamente son menores. Sin embargo, los principios serán idénticos: las

señales deben ser informativas, no deberán ser ambiguas y en un lenguaje que el animal pueda

entender (Webster, 2005).

El miedo es un factor que comprometer el bienestar de los animales y en la

productividad a nivel comercial. Se supone que la depresión del crecimiento es consecuencia

de una serie de respuestas frente al stress agudo y crónico debida a la presencia del hombre

(Barnett, et al., 1983; Hemsworth et al., 1998).

Los bovinos son animales de presa

Los principios de comportamiento del ganado vacuno se basan en conductas innatas e

instintivas de defensa contra posibles predadores. El bovino es un animal de presa (no de

ataque), y trata siempre de alejarse del predador. Es nuestra posición lo que lo hace moverse,

y es necesario facilitarles una vía de escape, para que se desplacen por propia voluntad. La

conducta del bovino ante el ser humano responde a un patrón básico: es un animal de fuga

frente a un animal de ataque. El instinto de manada y el de fuga van de la mano, y esto se

debe a que el bovino, en la naturaleza, ocupa un lugar como presa.

Condicionantes anatómicas y fisiológicas - Los órganos de los sentidos

Visión - El ser humano tiene los ojos en posición frontal y por tanto el campo de visión

es relativamente pequeño. Vemos solamente lo que tenemos delante de nuestros ojos. Esto

permite una visión binocular que hace posible una percepción visual muy detallada y una gran

capacidad para apreciar distancias. El ganado bovino sin embargo, tiene los ojos a los

costados de la cabeza, con pupilas alargadas, rasgos apropiados para detectar amenazas

perimetrales. Presenta un campo de visión mucho más amplio y panorámico que el de las

personas (para evitar a los predadores) pero tienen menos campo de visión binocular. Es así

que tienen más dificultad para apreciar profundidad o rellenos y en principio detectan más los

contrastes de luz y oscuridad.

140

Las características de los campos de visión de las diferentes especies se deben de tener en

cuenta, de forma de facilitar su movilidad y optimizar el uso de las banderas.

Audición - Los animales de pastoreo son muy sensibles a los sonidos de alta frecuencia

e intensidad. Los sonidos agudos o los ruidos fuertes e intermitentes tienden a hacer que los

animales se detengan.

Olfato - El sentido del olfato es de gran importancia para las especies ganaderas y es por

ello que los olores juegan un papel fundamental en su comportamiento. El sistema olfatorio

importante les permite detectar las feromonas, que son compuestos químicos volátiles muy

importantes para la reproducción y la selección de alimentos. Por ejemplo, al espantarse

producen ciertos olores que pueden ser percibidos por otros animales de la misma especie,

rehusándose a entrar en las instalaciones en que dicho olor ha quedado. El animal no se vería

intimidado por la presencia de sangre por ejemplo, pero s por el “olor” a estrés dejado por el

animal anterior.

Diseño, estado e higiene de las instalaciones

El diseño de las facilidades/instalaciones, deberá basarse en el comportamiento de los

animales, permitiéndoles el libre movimiento y circulación dentro de las mismas (Grandin,

1993). A grandes rasgos, se recomienda que las paredes del huevo y tubo sean ciegas, que la

orientación sea N-S o S-N, que se haga una buena selección de la ubicación y el drenaje del

terreno, que se deben evitar salientes y ángulos rectos, una adecuada higiene y

mantenimiento, entre otros. De esta manera se facilita el manejo (Boissy & Bouissou, 1988;

141

Boivin et al., 1994) y se disminuyen los riesgos de sufrir accidentes laborales, así como de

destruir instalaciones.

El hombre

De todos los factores que tienen un fuerte impacto en el comportamiento de los

animales (características anatómicas y fisiológicas, genética y experiencia previa, diseño y

estado de las instalaciones, otros), el hombre es el factor más relevante. La motivación por sí

sola no sería suficiente para un adecuado desempeño laboral de la persona para un correcto

trabajo con animales, también debe tener el conocimiento adecuado y se le debe de dar la

oportunidad de hacerlo bien. La agricultura moderna sostiene que las personas a cargo de los

animales son profesionales clave en el manejo animal y en el aseguramiento de la calidad de

los procesos y productos (Hemsworth & Coleman, 1998).

La reacción de los animales frente a las personas es un buen indicador del tipo de manejo

que han tenido hasta entonces.

6. Respuestas de la investigación a algunas de las principales limitantes asociadas a

nuestros sistemas productivos

La castración

Métodos de Castración y Edad del animal

Los métodos (Fell et al., 1986) y la edad a la que se realiza esta práctica (Robertson et

al., 1994), son factores fundamentales en cuanto a la respuesta de estrés del animal (bienestar

animal) y también de su perfomance (Dantzer & Mormede, 1983).

La castración de terneros en Uruguay se realiza tradicionalmente a los 6-7 meses de

edad del animal, en los meses fríos del año y a cuchillo, sin uso de anestésicos ni productos

mitigantes del dolor. Entre los métodos incruentos (sin pérdida de sangre), se destacan las

Bandas de goma, la Pinza emasculadora o de Burdizzo (bovinos) y los productos

esclerosantes. Estos últimos, han sido utilizados mayoritariamente en cerdos, y en bovinos

están en fase experimental en algunos países de la región. Son preparados farmacéuticos que

se aplican directamente en los testículos mediante aguja hipodérmica y jeringa. La

información científica sobre métodos de castración y BA es diversa y en algunos casos

contradictoria. King et al (1991) y Fisher et al (1996) compararon las respuestas de hormonas

relacionadas al estrés (cortisol) en terneros sometidos a diferentes métodos de castración. Sus

resultados sugieren que la castración quirúrgica sería más dolorosa que la realizada con la

142

pinza de Burdizzo, cuando se realiza en animales entre 5 y 6 meses de edad. Robertson et al

(1994) concluyeron que en terneros de esa misma edad, la pinza de Burdizzo produce menos

dolor que la castración quirúrgica y también que los anillos de goma (DEFRA, 2010). Otros

autores a su vez, sostienen que los anillos de goma implicarían un mayor dolor crónico que la

cirugía y la pinza de Burdizzo (Molony et al., 1995). La anestesia local puede reducir el estrés

causado por la castración en terneros, pero su efectividad dependerá del método de castración

que se utilice y en algunos casos tiene poco o ningún efecto (Faulkner et al., 1992, Fisher et

al., 1996, DEFRA, 2010). Estas diferencias podrían explicarse en muchos casos por la edad

de los animales al momento de la castración. La comunidad científica sostiene que es menos

estresante la castración a menor edad del animal. Existe consenso de la información científica

a nivel internacional, en que las diferencias en la respuesta de estrés de terneros castrados con

diferentes métodos, se minimizan o son inexistentes, cuanto menor es el animal. Cuando ésta

se realiza al momento del nacimiento, las pérdidas de peso de los terneros son mínimas o

inexistentes, incrementando en forma cuadrática en la medida que aumenta la edad a que se

realiza la práctica (Bretschneider, 2005). Esto implica que al momento de iniciar el período de

engorde como novillos, aquellos teneros que fueron castrados al nacer, están en ventajas

comparativas de peso respecto a los castrados luego de la pubertad o al momento del destete

(6 meses). Esto se debe a que las mayores pérdidas de peso vivo y el mayor estrés sufrido por

los terneros castrados post pubertad, no permiten que estos mantengas las ventajas (en cuanto

a peso) que habían logrado por el efecto anabólico de la testosterona hasta ese momento. Es

así que al momento de la faena, los pesos de terneros castrados post pubertad, son iguales o

menores de los de aquellos castrados antes de la pubertad (Jago et al., 1996; Fisher et al.,

2001). Algunos autores sostienen incluso que las pérdidas de peso en terneros castrados luego

de la pubertad, pueden extenderse hasta los 4 o 5 meses de edad del animal (Knight et al.,

1999). Basados en dicha información científica, diferentes organismos sugieren la realización

de la castración al momento del nacimiento o poco después del mismo (FAWC, 1981) y antes

de los 2 o 3 meses de edad (FAAS, 2010). Según DEFRA, es una ofensa o delito castrar

terneros que han alcanzado los 2 meses de edad, sin el uso de anestesia. Por otra parte, el uso

de anillos de goma u otros dispositivos para frenar el flujo de sangre hacia el escroto, es

permitido sin el uso de anestesia, solo si es aplicado en la primera semana de vida del ternero

(DEFRA, 2010). En Nueva Zelanda, es delito castrar bovinos mayores de 9 meses, salvo que

la castración se realice bajo la autorización veterinaria, asegurando que sea con anestesia local

o general. Los terneros con destino a novillos deberán ser castrados entre 3 y 6 semanas de

edad (Manual de Buenas Prácticas de Manejo, 2005). En España, el período de castración

143

recomendado es entre las 8 y 12 semanas de edad. Estudios desarrollados por EMBRAPA en

Brasil (2005), sostienen que como forma de minimizar el sufrimiento, la castración debe

realizarse antes de los dos meses de edad.

Tal como se ha mencionado, la castración de terneros en Uruguay se realiza tradicional

y mayoritariamente a los 6-7 meses de edad del animal (Franco, 2008), durante el tiempo frío

invernal (mayo, junio, julio), a cuchillo y la realiza el peón de campo (Manual de Buenas

Prácticas de Manejo, 2005). La castración en esta época tiene como ventaja la prevención de

miasis, pero a su vez tiene como principal desventaja, el mayor estrés y sufrimiento

provocados al animal (más edad). Por otra parte, la práctica del destete suele realizarse en ese

mismo momento, y agregado a ello, la disponibilidad de forraje para esos animales es menor

durante los meses de invierno. Esto es de gran importancia, considerando el carácter aditivo

que presenta el estrés.

En los últimos años se han realizado en INIA Uruguay una serie de experimentos en los

que se compara la respuesta de estrés de terneros frente a diversos métodos y edad de la

castración.

Terneros de 1 semana de edad - Métodos evaluados:

Tratamiento Método de castración

Tratamiento 1 Cuchillo + Anestesia

Tratamiento 2 Cuchillo común

Tratamiento 3 Anillos de Goma

Tratamiento 4 Testigo sin castrar

Terneros de 1 mes de edad - Métodos evaluados:

Tratamiento Método de castración

Tratamiento 1 Cuchillo + Anestesia

Tratamiento 2 Pinza de Burdizzo

Tratamiento 3 Anillos de Goma

Tratamiento 4 Cuchillo + Antiinflamatorio

Tratamiento 5 Cuchillo común

Tratamiento 6 Testigo sin castrar

Terneros de 6 meses de edad

Año 1 - Métodos evaluados:

Tratamiento Método de castración

Tratamiento 1 Cuchillo + Anestesia

Tratamiento 2 Cuchillo + Emasculador

144

Tratamiento 3 Cuchillo común

Tratamiento 4 Testigo sin castrar

Año 2 - Métodos evaluados:

Tratamiento Método de castración

Tratamiento 1 Cuchillo + Anestesia + Analgesia

Tratamiento 2 Cuchillo + Analgesia

Tratamiento 3 Cuchillo + Antiinflamatorio

Tratamiento 4 Cuchillo común

Tratamiento 5 Testigo sin castrar

Año 3 - Métodos evaluados:

Tratamiento Método de castración

Tratamiento 1 Cuchillo + Anestesia

Tratamiento 2 Pinza de Burdizzo

Tratamiento 3 Anillos de Goma

Tratamiento 4 Cuchillo + Antiinflamatorio

Tratamiento 5 Cuchillo común

Tratamiento 6 Testigo sin castrar

El análisis integrado de indicadores productivos, fisiológicos y de conducta en todos

estos experimentos, permitiría realizar las siguientes generalizaciones (del Campo et al.,

2013):

Las diferencias entre métodos de castración en cuanto a la respuesta de estrés que

provocan, son menores, cuanto menor es el animal

La goma sería una herramienta válida para terneros castrados pequeños y no se debe

utilizar en terneros de mayor edad

La utilización de productos atenuantes del dolor es más efectivo o presenta una mayor

respuesta, en terneros de más edad

La anestesia local disminuye la sensación de dolor en las primeras horas post

procedimiento. Sin embargo, es evidente que provoca incomodidad, principalmente en

terneros pequeños. Esto sumado a la poca practicidad de su uso, tiempo insumido,

etc., pondría en tela de juicio su utilización en nuestras condiciones de producción en

terneros de hasta 1 mes de edad. Se recomienda la aplicación de un mitigante de dolor

aplicándose unos minutos previos a la cirugía

La anestesia local se recomienda si la castración se realiza en terneros de más de 1

mes de edad

145

La castración a cuchillo en forma tradicional provoca dolor en los animales,

independientemente de la edad. Esto nos indica que a pesar de que la respuesta de

estrés es menor en los terneros recién nacidos, el sufrimiento es evidente y por tanto

deberían utilizarse productos para evitarlo

Habiéndose comprobado que el dolor se extiende al menos hasta el mes luego de

efectuada la cirugía, en caso de que la castración deba hacerse con terneros de 6

meses, se recomienda la aplicación de productos mitigantes del dolor, al menos

durante las primeras semanas post castración

Se recomienda que la castración sea realizada cuanto antes en la vida del animal,

independientemente del método a utilizar

Estrés térmico

La problemática del estrés calórico, producto de una combinación entre temperatura y

humedad ambiente, se encuentra en general algo subestimada en el Uruguay y la región,

especialmente en animales destinados a la producción de carne. Existe evidencia que muestra

claramente que la problemática existe en el verano, a pesar de encontrarnos en una región de

clima templado, y que ello afecta no solamente el Bienestar de los animales, sino también su

productividad. Por otra parte y considerando la creciente intensificación de los sistemas

productivos, este tema adquiere una relevancia aún mayor. Resulta de la investigación de 10

años de investigación de INIA muestran que la sombra es clave en nuestros sistemas de

producción. El acceso a la misma, incrementa la ganancia de peso de los animales en pastoreo

y por lo tanto mejora el resultado económico de la invernada. Información consistente

obtenida en la Unidad Experimental de Palo a Pique cuantificó que novillos con acceso a

sombra pastoreando sudangras registraron una ganancia de peso 14% superior que novillos

sin acceso a sombra durante los veranos de 2002 y 2007 (Fig. 3). En la Región Norte del

Uruguay, Simeone & Berreta (2005) reportaron diferencias aún mayores a favor de los

animales con acceso a sombra durante las horas de más calor en novillos pastoreando pasturas

mejoradas.

146

Fig. 3. Ganancia de peso de novillos pastoreando sudangras con y sin acceso a sombra durante dos veranos.

(Fuente: Rovira, 2002; Esquivel et al. 2007).

El acceso a la sombra mejora además el balance térmico (menos estrés calórico, Figura

4), mejora el estado sanitario de los animales y reduce requerimientos de mantenimiento. A su

vez se conoce el impacto del tipo de sombra y su uso en categorías o etapas más sensibles

(engorde y destete precoz) (Rovira, P. 2001-2011; Velazco, I.; Luzardo, S. 2006, ; 2007;

Simeone & Beretta, 2005).

Fig. 4. Tasa respiratoria de novillos en pastoreo con y sin sombra. (Fuente: Esquivel et al. 2007).

7. El bienestar animal en las etapas previas a la faena

El transporte y la espera en frigorífico constituyen factores clave en la cadena de

producción, tanto desde el punto de vista del BA como de la calidad del producto. En general,

se considera que el estrés psicológico y físico serían inevitables durante estas etapas, ya que

los animales se enfrentan a diversos factores novedosos y estresantes en un período de tiempo

147

corto (posible mezcla de animales, carga y descarga, movimiento del vehículo, cambios de

temperatura y humedad, etc. (Jacobsen et al., 1993; Marahrens et al, 2003; Schaefer et al.,

1997). Un mal manejo de los animales en estos momentos puede generar pérdidas

importantes en lo que tiene que ver con calidad de canal (pérdida de PV por deshidratación,

hematomas, lesiones, petequias, decomisos por inyectables u otros) y de carne (carnes DFD y

PSE). En las etapas previas al sacrificio, se valoriza y capitaliza el efecto que pueden tener las

decisiones empresariales y la calidad del manejo aplicado a los animales a lo largo de toda su

vida, así como durante el transporte y la faena específicamente. Existen numerosos trabajos

que han relacionado el trato que reciben los animales en las fases previas al sacrificio

(establecimiento, transporte, ferias ganaderas, y espera en frigorífico) con la calidad de canal

y carne que se obtiene (revisión: Ferguson et al., 2001). Los mismos aseguran que mejoras en

el manejo a nivel de toda la cadena de producción, asociadas a un mejor Bienestar animal, se

traducen en una mayor calidad de la canal y la carne. Son numerosos los factores que pueden

promover el metabolismo del músculo durante esta etapa. En primer lugar, la tensión y la

excitación provocados por el viaje, seguido de la actividad que generalmente ocurre en los

corrales de espera, la privación de alimento y/o agua, el momento de traslado desde los

corrales hasta el cajón de noqueo y finalmente el propio proceso de insensibilización, que

puede causar tensiones musculares durante la contracción en el noqueo (fase tónica) y/o las

convulsiones que le siguen (fase clónica) (Gregory, 2006).

Transporte - Espera en corrales - Pre sacrificio

Según Tarrant et al. (1988) el stress del transporte puede ser leve o moderado, no

poniendo en peligro el bienestar del animal, o puede ocasionar respuestas extremas que

terminan en un estado de angustia. Algunos autores sostienen que el transporte es uno de los

factores más estresantes para el ganado bovino (Marahrens et al., 2003). Por el contrario,

Honkavaara (2003) afirma que cuando se utilizan vehículos nuevos y especialmente

equipados, el ganado puede ser transportado por 8 a 14 horas sin que el transporte tenga

efecto alguno sobre el Bienestar animal, los niveles de stress y la calidad de la canal y la

carne. En este mismo sentido, Ishiwata et al. (2008) no encontraron diferencias en las

concentraciones de cortisol en sangre, pre y post transporte, afirmando por tanto que éste no

implica una severa situación de estrés en bovinos. Fazio et al. (2005) sugieren que las

variaciones de cortisol en sangre luego de viajes de corta distancia, dependerían

probablemente del contacto que los animales hayan tenido previamente con los operarios.

Estudios realizados por Lensink et al. (2000) muestran que el manejo positivo o adecuado de

148

los terneros durante su crianza, reducen la respuesta emocional frente al manejo y el

transporte, por lo que ocurren menos incidentes negativos. Además de mejoras en las

respuestas a la presencia del hombre, estos animales necesitan menos esfuerzo para ser

cargados y descargados en el camión, presentan menor ritmo cardíaco en el momento de la

carga y sufren menos incidentes en la planta de faena, comparados con los animales que son

manejados en forma negativa. Asimismo, muestran menores valores de pH y mejores valores

de color en carne. La reducción en la respuesta emocional sería la explicación de las mejoras

en la calidad de carne de esos animales (Lensink et al., 2000). Durante el transporte, es

normal que ocurra una pérdida de peso en los animales debido al ayuno prolongado y al

vaciado del contenido intestinal. Dichas pérdidas o mermas están generalmente estimadas

para cada especie, dependiendo del sistema de alimentación, ayuno previo al embarque,

distancia al matadero, tiempo y condiciones del transporte, tiempo y condiciones de la espera,

sexo, categoría, etc.. Es así que los animales deben ser preparados para el transporte en lo que

tiene que ver con el balance energético y de fluidos corporales (Marahrens et al., 2003).

Cuando la duración del transporte es muy larga, se deben prever los intervalos de

alimentación para mantener las diversas necesidades fisiológicas y el comportamiento de los

animales durante el mismo. Los procesos de carga y descarga provocan un stress adicional al

del viaje. En un estudio realizado por María et al. (2004) se observaron 40 viajes a lo largo de

España durante un año, de manera de diseñar un método objetivo para determinar el stress. En

más de la mitad de los casos, tanto de embarque como de desembarque, hubo resistencia por

parte de los animales, resbalones y vocalizaciones. Los enfrentamientos y las montas fueron

de poca importancia y las vocalizaciones y caídas fueron más frecuentes en el embarque que

en el desembarque. Los resultados de concentración de cortisol en plasma, glucosa y lactato,

así como la actividad de la creatinquinasa y el pH de la carne a las 24 horas post mortem,

confirmaron que el embarque es más estresante que el desembarque. Resultados obtenidos por

otros autores en Gran Bretaña, indican que el embarque y el desembarque son las etapas más

estresantes del viaje para ovinos y bovinos (Knowles, 1999; Trunkfield & Broom, 1990). Por

otra parte, Kenny & Tarrant (1987) reportaron que el viaje en sí fue más estresante que la

carga y la descarga. Estos resultados contradictorios se explicarían por el mayor contacto con

humanos que habían tenido los animales del segundo caso, haciendo que sufrieran stress

físico por el efecto del transporte, pero no stress emocional o psicológico producto del

embarque y el desembarque (Grandin, 1997). Trunkfield & Broom (1990) registraron

incrementos importantes en los valores de cortisol en sangre durante las primeras 2 horas de

transporte, sugiriendo que los animales se encuentran estresados durante las fases iniciales del

149

mismo. En este sentido, Villaroel et al (2003) también indicaron que en viajes relativamente

de corta duración (menos de 4 horas), los niveles de cortisol en sangre fueron altos en las

primeras 2 horas de transporte, determinando que luego de ese período inicial los animales se

habituaron a la nueva situación.

Numerosos autores han reportado incrementos en los niveles de CPK en sangre luego

del tranporte (Grasso et al., 1989; Groth et al., 1977; Van de Water et al., 2003; Villaroel et

al., 2003). Ello podría indicar posibles traumas ocasionados por la carga y descarga, por el

transporte mismo debido al esfuerzo que los animales deben hacer para mantenerse en pie y

no contactarse, así como por la posible interacción que generalmente ocurre entre ellos

(Anderson et al., 1976; Lefebvre et al., 1996). Como consecuencia del transporte también se

han reportado incrementos en la concentración de ácidos grasos libres, beta hidroxibutirato y

glucosa en sangre, interpretándolo tanto como incrementos en la actividad metabólica

(movilización de reservas corporales para satisfacer los requerimientos de energía) (Warriss et

al., 1995) o como consecuencia de una situación de estrés agudo (efecto de las catecolaminas

sobre el tejido adiposo) (Shaw & Tume, 1992).

En Uruguay, las distancias recorridas y la duración del transporte son relativamente

cortas si se comparan con otros países, pero seguramente existan otros factores que deban ser

evaluados y mejorados, tales como la calidad de la conducción, estado de los camiones, el

manejo durante la carga y la descarga y el manejo en el camino, el estado de las rutas.

Algunos autores afirman que los factores más importantes que determinan el bienestar de los

animales en el transporte son el diseño del vehículo, la densidad de animales, la ventilación, la

calidad de la conducción del vehículo y la calidad o características de la ruta. (Broom, 2003;

Hartung, 2003; Tarrant & Grandin, 1993). El clima o microclima logrado en el interior del

medio de transporte es un factor importante que influye en el bienestar de los animales. La

ventilación y la calidad del aire deben ser controlados: temperatura, humedad relativa, gases

contaminantes, otros contaminantes (Wikner et al., 2003). En este sentido, la densidad de

animales en el vehículo es un parámetro importante que presenta repercusiones económicas

de relevancia. Altas densidades hacen que los animales experimenten una fatiga adicional

durante el transporte ya que no tienen espacio suficiente para girar, etc., obligándolos a

realizar cambios de postura en forma frecuente (Tarrant et al., 1988). También aumentan las

peleas y adicionalmente la temperatura del vehículo se eleva, pudiendo ocasionar estrés

térmico. Por otra parte, una baja densidad incrementa las probabilidades de golpes por

pérdidas de equilibrio a causa de movimiento del vehículo. Es así que la densidad tiene efecto

sobre el BA y la calidad de la canal y de la carne. Se deben definir las densidades óptimas

150

para cada especie y categoría. Estas variarán según la época, el temperamento de los animales

y la duración del transporte (Directiva 85/29/CE del 29 de junio de 1995); (EUROPEAN

COMMISSION, 2002). Respecto a la calidad de la conducción así como el estado de las rutas

también son factores importantes, hay estudios que demuestran que las vibraciones ocurridas

durante el transporte comprometen el bienestar de los animales jóvenes (Van de Water et al.,

2003). Al respecto, otros autores sostienen que el factor más estresante (determinado por el

mayor incremento de cortisol en plasma), es el movimiento del vehículo, comparado con los

procesos de carga y descarga, y la espera en frigorífico (Kenny & Tarrant, 1987). Ruiz de la

Torre et al. (2001) demostraron que corderos que son transportados en rutas en buen estado

presentan una menor alteración del ritmo cardíaco, menores concentraciones de cortisol en

plasma y valores de pHu más bajos luego de 10 y 12 horas de viaje, comparados con aquellos

animales que viajaban por rutas en mal estado.

Experimentos realizados en Uruguay, donde se midió la respuesta de estrés de novillos

en diferentes etapas previas a la faena y con diferentes tiempos de espera en corrales, (Fig. 3),

muestran que cada una de las etapas evaluadas, excepto el transporte, implicó un mayor nivel

de estrés psicológico (cortisol). Estos resultados concuerdan con los obtenidos por otros

autores como Ishiwata et al. (2008) quienes no encontraron diferencias en la concentración de

cortisol en vacunos, luego del transporte. Los resultados de este trabajo sugieren que la

respuesta fisiológica frente al estrés del transporte podría reducirse e incluso minimizarse, a

través del cumplimiento de adecuadas medidas de manejo (buenas condiciones del camión y

calidad de la conducción, respeto de la carga recomendada, manejo correcto durante la carga

y la descarga, entre otros).

151

Fig. 5. Concentración de Cortisol en diferentes etapas pre faena y para ambos Grupos de faena (G1: espera de 15

horas y G2: espera de 3 horas). A: previo al transporte, B: post transporte, C: post espera, D: al sacrificio.

Duración del viaje: 3,5 horas.

Por otra parte, el momento inmediato previo al noqueo parece ser de gran relevancia en

lo que tiene que ver con respuestas fisiológicas de estrés, observándose un incremento

significativo de los niveles de corticosteroides en sangre en el momento previo al noqueo,

sugiriendo un estado de estrés emocional considerable que deberá estudiarse con mayor

profundidad (Fig. 5, Momento D). A su vez, animales más calmos presentaron menores

valores de cortisol en las diferentes etapas evaluadas (no solo al momento de la faena),

coincidiendo con resultados de otros autores como Curley et al. (2008) quienes reportaron que

las características funcionales del eje HHA varían con el temperamento de los animales.

Además, los animales de temperamento más calmo presentaron una menor respuesta de estrés

tanto físico como emocional (es decir, también en otros indicadores fisiológicos) en las

diferentes etapas pre faena (transporte por carretera, espera en corrales, traslado al cajón de

noqueo). Los factores estresantes parecen ser aditivos, por lo que la ocurrencia de factores

estresantes múltiples en las etapas previas a la faena tendrían un efecto mayor sobre el

bienestar animal y la calidad de la carne que cuando ocurren en forma aislada, siendo aún más

importante este efecto en animales más excitables. Todos estos factores deben considerarse al

momento de redactar y/o actualizar legislaciones o recomendaciones acerca de la duración

máxima del transporte en cada especie y acerca de la conveniencia de realizar paradas de

descanso, etc.. En animales que provienen de condiciones extensivas, cada parada puede

agregar un stress adicional, además de aumentar las probabilidades de transmisión de

enfermedades (Grandin, 1997).

Espera previa al sacrificio

No existe un acuerdo acerca de la duración ideal del ayuno pre faena. Este dependerá de

la duración y las condiciones del transporte, del vehículo, la alimentación, etc.. El ayuno

previo a la faena presenta ciertas ventajas en lo que tiene que ver con la facilidad operativa y

la inocuidad alimentaria. Sin embargo, es importante considerar que ayunos muy prolongados

pueden provocar efectos muy negativos en el BA debido a las sensaciones de hambre, podrían

aumentar la incidencia de carnes de baja calidad y disminuir el peso de la canal. El principal

problema es que generalmente no se conoce el tiempo de ayuno con que vienen del

establecimiento, ni el tiempo que los animales esperarán en la planta de faena, por lo cual se

dificulta la planificación exacta de las horas de ayuno. Algunos autores consideran que la

152

espera permite la rehidratación de los animales así como el descanso y recuperación del

probable cansancio ocasionado por el viaje, permitiendo de esta manera la recuperación de los

niveles de glucógeno del músculo (Mounier et al., 2006; Warriss et al., 1984). Por otra parte,

diversos autores afirman que la espera en sí constituye un factor negativo, no permitiendo que

los animales se recuperan de la privación de agua y alimento (Jarvis et al., 1996) por lo cual

largas esperas se asocian con una depresión en la calidad de la canal y la carne. Estas

opiniones contradictorias podría explicarse por diversos factores entre los que se destacan:

duración y características del transporte y de las esperas evaluadas, historia de los animales

(genotipo, temperamento, alimentación), condiciones de manejo e infraestructura de la planta

frigorífica, entre otras. Gallo et al. (2003) reportaron que mayores tiempos de espera (3, 6, 12

y 24 horas luego de 3 y 16 horas de viaje) implicaban un deterioro en la calidad de la carne de

novillos. Por otra parte, Ferguson et al. (2007) no encontraron diferencias en la terneza de

carne proveniente de animales que estuvieron en corrales de espera durante 3 y 18 horas.

Respecto a algunos indicadores fisiológicos, Tadich et al. (2005) determinaron incrementos

de CPK luego del transporte (0, 3 y 16 horas), pero no luego de la espera en corrales, ante

diferentes combinaciones de las mencionadas horas de transporte y espera en corrales de 0, 3,

12, 16 y 24 horas. En relación al posible esfuerzo metabólico que deben hacer los animales

ante situaciones de privación de alimentos, se destaca que Jarvis et al (1996) registraron

concentraciones de AGL mayores en aquellos animales que pasaron más de 16 horas en

corrales de espera, comparados con animales de 5 horas de espera. También Cockram &

Corley (1991) han reportado mayores concentraciones de AGL en sangre de animales que han

pasado la noche en corrales de espera, en comparación a los que fueron faenados el mismo día

de arribo a planta. Sin embargo, es muy difícil determinar el punto de quiebre o umbral o en

que esos valores comienzan a comprometer el BA. A su vez, es muy difícil comparar

resultados de diferentes experimentos, considerando las diferentes situaciones e historias

productivas de los animales.

En el Uruguay, en la práctica actual, el ayuno previo a la faena es de alrededor de 12-15

horas y se realiza habitualmente para disminuir el contenido gastrointestinal y así reducir el

riesgo de contaminación de las canales al momento del eviscerado, para dar tiempo a la

inspección veterinaria en pié y además para permitir la planificación de la faena. En los

últimos años, algunas recomendaciones internacionales sugieren que la faena sea efectuada lo

antes posible, una vez que el animal llega a planta frigorífica. Es así que en Uruguay se han

desarrollado una serie de experimentos en que se contrastan tiempos de espera (2 y 3 horas en

corrales vs 12 y 15 horas), con el objetivo de evaluar si esta recomendación sería viable en

153

nuestra realidad (considerando biotipos, manejo, sistemas de producción y alimentación,

duración del transporte, distancias, otros). Los resultados de estos trabajos nacionales

permiten concluir que la primera hora en corrales es la más crítica en relación a la adaptación

al ambiente (del Campo et al., 2008), que esperas de entre 3 y 15 horas en buenas condiciones

y tratándose de animales de temperamento calmo, no comprometerían la calidad de la canal y

de la carne. Esperas mayores a 4 horas y hasta 15, permitirían que los animales se adaptaran

mejor al entorno, funcionando como un seguro para el bienestar animal y para asegurar un

adecuado proceso de transformación de músculo a carne. El hecho de otorgarles buenas

condiciones de espera y un ambiente calmo, permitiría que los animales de 15 horas, a pesar

de implicarles un mayor consumo de reservas de glucógeno del músculo, puedan descansar

durante la noche, eventualmente detener o recobrar esos niveles de glucógeno, logrando

adecuados descensos de pH y asegurando tanto un adecuado BA, como una buena calidad de

carne. A su vez, esas buenas condiciones de espera, aún con esperas cortas sin posibilidades

de descanso y recuperación antes de la faena, no serían suficientes como para afectar en forma

negativa la calidad de la canal y la carne. Sin embargo, sería bueno que tuvieran esa

oportunidad, por lo que horarios entre 4 y 15 horas serían adecuados tanto desde el punto de

vista de BA como de calidad de carne.

A la luz de la información diferente y en muchos casos contradictoria, tanto respecto a

transporte como al tiempo de espera previo a la faena, se considera que los resultados

productivos, fisiológicos y comportamentales que pretenden cuantificar el BA, deben

interpretarse en el marco del diseño y condiciones de cada experimento o situación. A su vez

dichos resultados requieren de una interpretación integral, acorde al contexto productivo o

industrial en que han sido generados y que algunas recomendaciones internacionales no serían

aplicables a una realidad diferente.

8. Bienestar animal y calidad de producto

Las características o factores de calidad de la carne pueden agruparse en cinco grandes

grupos:

1) Factores bioquímicos (pH, capacidad de retención de agua, colágeno, estado y

consistencia de la grasa, estado de las proteínas, viscosidad, estabilidad oxidativa)

2) Factores sensoriales u organolépticos (color, veteado, exudado, dureza, jugosidad,

sabor y olor)

3) Factores nutricionales (valor proteico, aminoácidos esenciales, grasa, composición en

ácidos grasos, vitaminas y minerales)

154

4) Factores higiénicos y toxicológicos (como garantía de no producir un riesgo para la

salud del consumidor)

5) Factores de calidad social (como garantía de que la carne ha sido producida

considerando el Bienestar animal y el medio ambiente).

Si bien el bienestar de los animales atribuye valor a la carne en forma directa (calidad

social), se destaca el efecto negativo que puede ocasionar el estrés sobre los factores

sensoriales, bioquímicos e higiénicos. Este se debe principalmente a la ocurrencia de procesos

anormales en la transformación de músculo en carne, donde podría afectarse el pH, el color, la

jugosidad y la terneza, entre otros (del Campo, 2006).

Las Auditorías Nacionales de Calidad de Carne realizadas por INIA e INAC en los años

2003-2004 y 2007-2008, han permitido cuantificar estas pérdidas e implementar estrategias de

mejora a nivel de los distintos eslabones de la cadena de producción. Se destaca que más del

86 % de las pérdidas en la cadena cárnica Uruguaya, están relacionadas a un mal manejo

(resaltados en gris, Cuadro 1).

Cuadro 1. Pérdidas de valor por causa de los defectos identificados en la Auditoría de Carne Vacuna (dólares

por animal).

Defecto Pérdida por animal (US$)

Hematomas/Machucamiento

Cortes oscuros y pH alto

Grasa amarilla

Defectos del cuero

Decomisos

Lesiones en sitios de inyección

Edad de faena (madurez excesiva)

10.76

7.69

3.51

3.43

2.94

0.69

0.49

Total US$ 29.51

Fuente: Brito et al., 2008.

pH

Desde el punto de vista de las características tecnológicas de la carne, tiene tanta

importancia el valor del pH final, como la tasa de descenso del mismo. Esta depende de

factores intrínsecos tales como la especie, el tipo de músculo, el temperamento y la

variabilidad entre animales, así como de factores extrínsecos tales como la temperatura

ambiente, el manejo y la alimentación pre faena que influyen sobre las reservas de glucógeno

del músculo en el momento del sacrificio (Immonnen et al., 2000; Sañudo, 1992). En aquellos

animales que llegan muy fatigados al momento de la faena, el pH desciende escasamente y en

forma muy lenta, debido a que el glucógeno del músculo se ha consumido antes del sacrificio

155

(Sañudo, 1992). No solo el rigor mortis se instalará antes en aquellos animales que no

presentan reservas de glucógeno y energía (stress) sino que la poca disponibilidad de sustrato

glicolítico en el músculo, no permitirá la correcta acidificación del mismo. Un pH último

elevado en el músculo bovino, puede causar el indeseable fenómeno de corte oscuro (Kidwell,

1952). Además de la apariencia desagradable de este fenómeno, se ve facilitado el

crecimiento bacteriano (Lawrie, 1998). Además del manejo y de la alimentación previa a la

faena, el temperamento de los animales es otro factor importante que debe considerarse al

hacer referencia a calidad de producto. Animales bien alimentados y con períodos de

descanso adecuados previo a la faena (lo cual indicaba que tendrían cantidades de glucógeno

adecuadas en el músculo), mostraron carne con valores elevados de pH final (Howard y

Lawrie, 1956). Estos animales presentaban temperamentos excitables, y a pesar de que las

tensiones sufridas no se reflejaban en movimientos físicos, se reducían las reservas de

glucógeno del músculo, ocasionando por tanto, mayores valores de pH (Petaja, 1983).

Color

Según Honikel (1998) existen tres fuentes en la variación del color de la carne. La

primera, de tipo intrínseco, es el contenido en pigmentos del músculo, el cual depende de

factores de producción tales como la especie, la edad y régimen nutricional. La segunda

fuente se refiere a las condiciones de manejo en los períodos presacrificio, sacrificio y

postsacrificio, por la influencia en el pH y en la temperatura. La tercera está relacionada con

el tiempo de almacenamiento y con los procesos de oxigenación y oxidación. Todos aquellos

factores que afectan a las propiedades ópticas de la carne, pueden tener una influencia

significativa en el color (pH, capacidad de retención de agua, veteado, tejido conectivo,

tamaño de las fibras musculares y la desnaturalización de las proteínas (MacDougall, 1982).

El manejo de los animales en los períodos previos al sacrificio influye sobre el color, a través

de su efecto sobre el pH de la canal. El estrés sufrido en los momentos previos a la faena,

podría reducir el glucógeno del músculo in vivo (Tarrant, 1988; Warris, 1990) no permitiendo

el correcto descenso del pH. Normalmente, cuando la carne fresca es cortada, cambia del

color púrpura al rojo brillante (proceso conocido como blooming). Cuando la carne tiene altos

valores de pH último debido a un mal manejo, no ocurre este proceso y las carnes permanecen

oscuras. Los altos niveles de pH y por tanto la elevada capacidad de retención de agua entre

las cadenas proteicas, hace que las fibras se hinchen y la superficie de la carne refleje una

menor cantidad de luz (Renerre, 1988).

156

Terneza

La terneza y el color de la carne son los parámetros principales que determinan las

preferencias del consumidor. Para Dransfield et al. (1984) y Seideman et al. (1989) la terneza

es el parámetro más importante de la calidad sensorial de la carne desde el punto de vista de

los consumidores, siendo una cualidad sensorial especialmente importante en el ganado

vacuno (Sañudo, 1993). Según Brito & Pittaluga (2003) es la característica que determina la

aceptación del producto por parte del consumidor y es determinante en la repetición de la

compra. La terneza es un atributo muy complejo en el cual participan factores inherentes al

animal y al manejo pre y post faena, así como también la forma de preparación del producto.

Según Koohmaraie (1996) el 40 % de la variabilidad de la terneza estaría explicada por

factores ocurridos en el establecimiento ganadero, mientras que un 60-70 % de dicha

variabilidad se explicaría por factores que ocurren durante el procesamiento. El estrés sufrido

por los animales en los momentos previos a la faena podría reducir el glucógeno del músculo

in vivo (Tarrant, 1988; Warris, 1990). De esta manera, el pH no descendería lo suficiente, no

lográndose la correcta acidificación del músculo como para lograr adecuados valores de

terneza (Purchas et al., 1999; Watanabe et al., 1996). Por otra parte, la adrenalina que

ocasiona el stress, inhibe el sistema proteolítico de las calpaínas que tenderiza el músculo

postmortem (Sensky et al., 1998). Según Ouali et al. (2006) el estrés sufrido en forma previa

al sacrificio, podría presentar un efecto negativo sobre la terneza, a través de la acción de

ciertas proteínas que se encargan de prevenir la apoptosis o muerte celular. Dichas proteínas

son producidas por las células del animal como forma de defensa, cuando éste se enfrenta a

una situación de estrés. Por lo tanto, en el período inmediato a la muerte, podrían enlentecer el

proceso de muerte celular contituyendo un obstáculo para la maduración. Según este autor, a

las fases de rigor mortis y maduración, se debe agregar una fase más temprana, de iniciación

de la muerte celular y deberían analizarse los cambios bioquímicos y estructurales que en ella

ocurren. En este sentido, la respuesta individual de los animales antes las situaciones de

estrés, podría presentar un efecto importante sobre las características organolépticas de la

carne. Algunos autores han registrado incrementos de la terneza en animales de temperamento

más calmo (Voisinet et al., 1997), contrastando con los resultados de otros autores que alegan

que la asociación fenotípica entre temperamento y terneza es débil o inexistente (Burrow et

al., 1999; Kadel et al., 2006; King et al., 2006; Petherick et al., 2002). Dichos resultados

contradictorios pueden deberse a diferentes factores, destacándose entre ellos la posible

utilización de métodos subjetivos, no estandarizados y posiblemente inadecuados para la

determinación del temperamento. Tampoco han sido concluyentes los estudios que relacionan

157

el temperamento con la incidencia de cortes oscuros o pH último (Fordyce et al., 1988 b;

Petherick et al., 2002). Resultados de la investigación en Uruguay muestran que la carne

proveniente de animales de temperamento más tranquilo, presentaría menores valores de

fuerza de corte, independientemente del sistema de alimentación (del Campo et al., 2008) y de

la raza (del Campo et al., 2010). La mayor descarga simpática (adrenalina y noradrenalina) en

animales más temperamentales provocaría el consumo del glucógeno del músculo,

impidiendo su correcta acidificación y afectando en forma negativa las características

organolépticas de la carne. Además y tal como se ha mencionado, podría existir un efecto

negativo del estrés y por tanto del temperamento sobre la terneza, a través de la acción de

ciertas proteínas que se producen ante situaciones de estrés (proteínas de choque térmico),

cuyas características funcionales sugieren que puedan constituir un obstáculo para la ma-

duración de la carne. Por otra parte, la alteración del metabolismo asociado a mayores

condiciones de estrés, podría crear condiciones menos favorables para la proteólisis o acción

de las calpaínas (King et al., 2006). Información generada en el Uruguay también muestra que

los valores de fuerza de corte registrados en animales de la raza Braford son mayores a los de

la raza Hereford (5.93 ± 0.32 vs. 4.78 ± 0.32 respectivamente). Diversos autores han

demostrado que la carne de las razas índicas y continentales es menos tierna que la carne de

razas de origen británico, independientemente del ambiente en el cual el animal produce,

atribuyéndolo principalmente a una mayor actividad de las calpastatinas (inhibidoras de las

calpaínas) (Koch et al., 1982; McKeith et al., 1985), entre otros factores, tales como mayor

contenido e insolubilidad del colágeno.

La continuidad de los trabajos de investigación en este y otros temas Ético-Productivos

que incluyan indicadores fisiológicos y de comportamiento, considerando interacciones entre

el medio ambiente, la sanidad y la productividad, serán el camino hacia la generación de

conocimientos de sólida base científica para el cuidado y manejo adecuado de los animales de

producción.

9. Consideraciones finales generales

Los sistemas de producción extensivos presentan ventajas frente al bienestar animal,

pero numerosas limitantes que deben ser revisadas, mejoradas y o eliminadas, en base

a sólida información científica

La aplicación de BPM es de gran relevancia en todas y cada una de las distintas etapas

de la cadena de producción de carne

158

Para optimizar el manejo es necesario conocer a la especie en cuestión en relación a

algunas características anatómicas y fisiológicas, comportamiento, otros

Animales bien manejados tienen un temperamento más tranquilo, una menor respuesta

de estrés ante cualquier manejo en el establecimiento y en los momentos previos a la

faena, reflejándose también en una mejor calidad de producto

Más del 86 % de las pérdidas en la cadena cárnica Uruguaya están relacionadas a un

mal manejo

Más allá del sistema de producción, de la especie y de la raza en cuestión, el factor clave es

la capacitación del personal que trabaja con los animales en todos y cada uno de los

eslabones de la cadena cárnica.

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163

Supplementation of beef cattle on pastureI

David Bohnert1

I Text prepared for VIII NESPRO Meeting / I International Symposium in Beef Cattle Production System. Porto

Alegre, RS, Brazil. September 24th-26th, 2013.

1. Introduction

Forages represent the predominant class of feed for beef cattle operations. Due to

differences in plant variety, stage of maturity, and management practices, forages vary

significantly with respect to quality parameters such as DM digestibility, CP, and palatability.

Also, most ruminants consume low-quality forages for extended periods during a year (Turner

and DelCurto, 1991). To meet the nutritional needs of these animals, supplementation is often

provided to increase forage intake and digestibility (DelCurto et al., 1990; Lintzenich et al.,

1995; Köster et al., 1996), weight gain (Clanton & Zimmerman, 1970; Bodine et al., 2001;

Bohnert et al., 2002a), and reproductive performance (Sasser et al., 1988; Wiley et al., 1991).

However, supplementation can be very expensive; consequently, a reoccurring problem faced

by beef producers is when, and with what, to supplement forages. The answer depends on a

number of variables including the physiological state of the cattle, the nutrients required for a

desired level of production, the nutrient content of the forage, the quantity of forage available,

ranch infrastructure and facilities, and management objectives. The nutrient requirements of

beef cattle are well documented and readily available to producers. Thus, a supplementation

program can be defined as a program that provides the difference between the nutrients

required by the cattle and the nutrients provided by the forage.

2. Is supplementation necessary?

The first step in preparing a supplementation program is to determine if

supplementation is necessary. This involves obtaining an estimate of forage quality which can

be obtained from historical records, observation and experience, or, preferably, from analysis

of a representative sample of the forage source to be used (pasture, hay, etc.). Once this

information has been collected, along with animal nutrient requirements, a beef producer can

determine if supplementation is necessary to meet an expected level of performance. This will

assist in minimizing the chance of over- or under-feeding supplemental nutrients; thereby,

1 Associate Professor, Eastern Oregon Agriculture Research Center, Oregon State University, Burns, OR 97720, USA.

164

reducing supplementation costs and/or improving the efficiency of the supplementation

program.

3. Protein supplementation

3.1. Type of protein supplement

Protein supplements can be classified as natural (animal or plant origin) or non-protein

nitrogen (NPN; such as urea and biuret). In addition, CP is divided into rumen degradable

protein (RDP) and rumen undegradable protein (RUP). Rumen degradable protein is broken

down within the rumen by ruminal microorganisms to yield ammonia and amino acids that

they use to stimulate ruminal fermentation and synthesize microbial protein (the main source

of protein for grazing ruminants). Rumen undegradable protein is not broken down by

ruminal microorganisms and “escapes” ruminal degradation for potential enzymatic

degradation in the small intestine. Because ruminants have the ability to recycle nitrogen back

to the rumen, absorbed RUP not utilized for growth or production can be converted to urea

and used as a source of RDP (Leng & Nolan, 1984). Therefore, microbial protein and dietary

RUP are the protein sources available for use by the ruminant.

When forage availability is not limiting, the first priority in designing a protein

supplement should be meeting the requirement for RDP. The reasons for this include: 1)

ruminal microorganisms can use RDP to produce microbial protein (high quality protein

source); 2) sources of RDP are normally less expensive than RUP sources; 3) RDP may

improve ruminal fermentation and digestion; and 4) RUP supplementation of low-quality

forage does not appear to elicit substantial improvements in beef cattle performance compared

with RDP. However, once the ruminal requirement for RDP is met, additional RDP will not

increase microbial protein production or enhance ruminal fermentation. Therefore, if

additional protein is still required to obtain a desired level of production, it must be supplied

by RUP.

3.2. Physical form of protein supplement

The most common sources of supplemental protein are derived from oilseed byproducts

such as soybean meal and cottonseed meal. These sources of supplemental protein offer

several advantages, including a high concentration of crude protein (i.e. soybean and

cottonseed meal consistently have at least 50 and 45% CP, respectively) and energy densities

similar to cereal grains. Thus, while we usually consider these supplements as protein

165

sources, they also provide significant energy contributions. However, these feed sources are

often expensive.

Byproduct feeds, such as distillers grains and wet corn gluten feed, can also be effective

sources of supplemental CP. Many byproduct feeds can be obtained at competitive prices but

consistency of product, mineral imbalances, and hauling/storage/feeding issues need to be

considered when developing a supplementation program with these feedstuffs.

Other common feedstuffs utilized as CP supplements include alfalfa hay or cubes and

sources of non-protein nitrogen (NPN), such as urea or biuret. In the western USA, alfalfa is

often the supplement of choice because of competitive pricing and accessibility. In general,

alfalfa provides the same benefits as other protein supplements when fed on an equal crude

protein basis. Alfalfa hay may have an added advantage because it is easily transported and

handled by beef producers, whereas oilseed and byproduct supplements may require

additional equipment such as feed bunks and storage bins. While alfalfa can effectively meet

CP requirements in rations with low-quality roughages, alfalfa does not have the caloric

density of most other feedstuffs commonly used as sources of supplemental CP. Sources of

NPN are attractive as CP supplements because of their high concentration of nitrogen (i.e urea

is 46.6% nitrogen) and low-cost when compared per unit of nitrogen. However, concerns

associated with the use of NPN include the potential inefficient use of nitrogen, toxicity

issues, and reduced intake due to poor palatability.

3.3. Natural vs NPN supplementation

An obvious advantage of NPN sources over natural proteins is cost. Sources of NPN are

usually less expensive than sources of natural protein (on a CP basis). Ruminal

microorganisms can effectively use NPN as a nitrogen source in the production of microbial

protein, the principle source of protein for ruminants consuming forage-based diets; however,

when microbial protein production is not limited by ruminal nitrogen availability, sources of

natural protein are usually superior to sources of NPN as a CP supplement.

Research with growing ruminants has demonstrated that NPN, primarily urea, is

typically not as effective as sources of natural protein when used as a CP supplement (Raleigh

& Wallace, 1963; Pate et al., 1995). Raleigh and Wallace (1963) supplemented growing steer

calves consuming 5.5% CP meadow hay with urea, a mixture of urea and cottonseed meal, or

cottonseed meal in amounts to bring the overall diet CP concentration to 9% and noted that

average daily gain (ADG) was 0.12 kg for meadow hay alone, 0.56 kg with supplemental

urea, 0.61 kg with urea/Cottonseed meal, and 0.73 kg with cottonseed meal. It is important to

166

point out the urea was used effectively as a CP supplement but gains were improved with

natural protein. Likewise, Pate et al. (1995) compared urea or a combination of urea and

feather meal as CP supplements for beef heifers consuming low-quality forage in a 2-year

study and reported that urea supplemented heifers were lighter (256 vs 272 kg) and had a

decreased pregnancy rate (26 vs 48%) compared with those receiving urea/feather meal.

Most data indicates that mature ruminants consuming low-quality forage (< 7% CP) can

use NPN as effectively as sources of natural protein (Farmer et al., 2004; Cooke &

Arthington, 2008). Body condition score (BCS) change of mature beef cows grazing dormant

pasture (4% CP) was comparable for cows receiving soybean meal and treatments in which

soybean meal was replaced with urea at 15 and 30% of the RDP. However, it should be noted

that when urea replaced 45% of the RDP, cows refused to consume the entire supplement and,

as a result, performance was reduced. This agrees with the long established recommendation

to limit the amount of urea provided in a supplement to no more than 30% of the

supplemental nitrogen (NRC, 1976). In a study with mature cows, Cooke & Arthington

(2008) provided supplemental urea or a combination of urea/feather meal in molasses-based

supplements during the breeding season and noted no differences in cow BCS change or

pregnancy rate.

In general, “evidence indicates that supplementary urea is beneficial to sub-maintenance

as well as low-productivity beef cattle diets with less than 60% TDN and composed almost

exclusively of low-quality roughages with less than about 7-8% CP” while “on the contrary,

results of experiments with higher levels of protein demonstrate the ineffectiveness of

supplemental urea in diets with less than 60% TDN” (NRC, 1976).

3.4. Intake response

The most consistent response to protein supplementation of low-quality forages is

increased intake (frequently by as much as 25% or more; Mathis and Sawyer, 2007). In

addition, protein supplementation either slightly increases or does not affect the digestibility

of low-quality (< 6% CP) forages. As a result, the total quantity of digestible nutrients

(including protein and energy) available to the animal for maintenance, reproduction,

lactation, and growth is increased. This is based on the premise that forage quantity is not

limiting, thereby, allowing the animal to increase forage intake.

Nevertheless, most if not all of the research used in developing the aforementioned

recommendations was conducted with low-quality, warm-season (C4) forages. Despite

agronomic research evaluating physiological differences between C4 and cool-season (C3)

167

grasses and nutritional research demonstrating the advantages of CP supplementation of

ruminants consuming low-quality forage, data comparing utilization of low-quality C3 vs. C4

grasses by ruminants is limited. Research has suggested that CP supplementation of ruminants

consuming low-quality C3 forages does not increase forage DMI in a manner similar to that

observed with C4 forages (Horney, et al., 1996; Mathis et al., 2000; Bohnert et al., 2002a,b).

Recent work at the Eastern Oregon Agricultural Research Center has suggested that the

intake response to CP supplementation of ruminants is not the same for low-quality C3 and

C4 forages (Bohnert et al., 2011a). This data indicates that, prior to supplementation, intake of

C3 forages is greater than C4 forages and the forage intake increase in response to CP

supplementation, if any, is less with C3 compared to C4. This is most likely because of

increased RDP and digestibility for low-quality C3 compared with C4 forages of similar CP

concentration (Bohnert et al., 2011). However, this should not be construed to mean that CP

supplementation of low-quality C3 forages is not beneficial. Cow performance is still

improved with CP supplementation of C3 forages compared with unsupplemented controls

(Bohnert et al., 2002b).

3.5. Performance response

Protein supplementation of beef cattle consuming low-quality forage normally results in

increased performance. Mature cows lose less weight and/or body condition during the winter

grazing or feeding period when supplemented compared with those not receiving a CP

supplement (Clanton & Zimmerman, 1970; Bohnert et al., 2002b). As a result, protein

supplementation tends to promote greater reproductive efficiency (Sasser et al., 1988; Wiley

et al., 1991). In addition, CP supplementation of growing cattle consuming low-quality forage

routinely improves weight gain compared with non-supplemented controls (Bodine et al.,

2001).

3.6. Supplement delivery method

Critical to the success of a supplemental feeding program is selecting a delivery method

that will provide a desired amount of feed to the herd while minimizing the variability in

supplement intake among individuals within the herd. Therefore, choosing a delivery method

is an important consideration in developing an effective supplementation program. The time

and labor available to the beef producer, as well as pasture size, pasture topography, and

number of animals must also be considered when selecting a delivery method. For this

discussion, supplement delivery methods are classified as either hand-fed or self-fed.

168

Hand-Fed. Hand-feeding allows the beef producer to control the amount of supplement

provided to the cattle. However, there is little control over individual supplement intake.

Hand-feeding daily allows aggressive animals (usually older and more dominant) to consume

disproportionately greater amounts of supplement compared with those that are more

submissive. Data indicate that providing approximately 1 meter of trough or feeding space per

animal can minimize the effects of dominant animals. Less space excludes some animals from

consuming supplement and more space appears to increase the impact of aggressive animals.

In addition, hand-feeding greater amounts of a supplement at less frequent intervals may be

less disruptive and reduce variation in supplement intake.

Self-Fed. Self-feeding allows animals’ continuous access to supplement, thereby

decreasing competition and the number of non-feeders. However, variation in supplement

intake can be as great or greater than with hand-fed supplements. Research with self-fed

supplements (such as liquid, blocks, and tubs) has demonstrated a large degree of variation in

individual animal intake (Bowman et al., 1999). In addition, most self-fed supplements are

more expensive than hand-fed supplements when expressed per pound of supplemental CP.

Consequently, the “cost of convenience” should be calculated and considered when deciding

to use self-fed or hand-fed supplements. The cost per pound of CP for each supplement

should be calculated in addition to the cost of associated delivery equipment. The resulting

monetary difference between self-fed and hand-fed supplements can be considered the “cost

of convenience”.

The primary advantages of self-fed supplements include ease of application, minimal

investment in equipment, and a relatively low labor requirement. Types of commonly used

self-fed supplements include 1) blocks, 2) tubs, 3) liquid, and 4) salt mixtures. Over

consumption of supplement can be a problem unless a reliable method of limiting feed intake

is used. Some of the measures used to control intake are block and tub hardness, type and

amount of protein, fats and/or oils, calcium chloride, and salt.

Hand-Fed vs. Self-fed. By providing a supplement delivery system that optimizes

uniformity of consumption and minimizes economic inputs, the beef producer can effectively

improve his supplementation program. Therefore, economics and value of convenience

should be considered when determining the method of choice.

Pasture size and accessibility, number of animals in the herd, and the available time,

labor, and equipment, will dictate which supplement delivery method is most appropriate for

an individual program. Delivery method is not as important in small pastures or holding

facilities as in extensive situations. This is because pasture topography and site of

169

supplementation have less effect on grazing distribution and grazing time. However, daily

hand feeding in large pastures may affect grazing activity by decreasing grazing time and

impairing the ability to uniformly graze the entire pasture. Either self-feeding or infrequent

hand-feeding may reduce the anticipation of being fed and encourage longer grazing times,

thereby improving livestock distribution and forage utilization. Additionally, research has

shown cattle can be lured to areas of underutilized rangeland by strategic placement of self-

fed supplements.

3.7. Frequency of supplementation

Supplementation of CP to beef cattle consuming low-quality forage is an accepted

practice; however, the labor involved in dispensing the supplement can be a major expense. A

means of decreasing these labor costs is infrequent supplementation (Tab. 1). This normally

does not mean less of a nutrient is supplemented. The total quantity of nutrient supplemented

each week should remain the same.

Tab. 1. Estimated fuel and labor costs associated with supplement feeding (U.S. Dollars)

Supplementation Interval

Item Daily 2 days 3 days 6 days

Fuel cost ($)a 360 180 120 72

Labor cost ($)b 630 315 210 105

Total Costs ($) 990 495 330 177

Cost Reduction 0 50% 67% 83%

Benefit ($) 0 495 660 813 a Fuel costs calculated as 11.4 liters/supplementation day at $1.06/liter

b Labor calculated as 2.5 hours/supplementation day at $8.40/hour

Daily protein supplementation of cattle grazing low-quality forage is an effective means

of improving forage utilization and animal productivity. However, because ruminants have

the ability to “recycle” absorbed nitrogen back to the rumen (Leng and Nolan, 1984),

infrequent CP supplementation is an option to consider when designing a CP supplementation

program. Research has demonstrated that supplementing as infrequently as once every 7 days

can be an effective means of providing protein to ruminants without adversely affecting

animal performance (Fig. 1; Huston et al., 1999; Bohnert et al., 2002b; Schauer et al., 2005).

In addition, studies have shown less variation in animal weight change and supplement intake

with less frequent supplementation. These effects are attributed to less competition for the

170

supplement when greater quantities are provided in a single feeding (Melton & Riggs, 1964;

Huston et al. 1999; Schauer et al., 2005).

A recent series of studies conducted in our lab evaluated the potential to reduce the

amount of CP provided at extended supplementation frequencies to ruminants consuming

low-quality forage (Bohnert et al., 2011b). Briefly, supplemental CP was provided daily, once

every 5 days, or once every 10 days at two levels (a level to meet estimated requirements for

RDP; 50% of the estimated RDP level). Preliminary results suggest that reducing the amount

of supplemental CP, when supplementation intervals are greater than 5 to 7 days, can be a

management tool to maintain acceptable levels of intake, digestibility, and cow performance

while reducing supplement cost.

Infrequent feeding of a CP supplement is an acceptable and safe practice. However,

extreme caution should be used with infrequent supplementation of non-protein nitrogen (e.g.,

urea) due to a lack of related research and the problems associated with overfeeding non-

protein nitrogen (urea toxicity).

3.8. Supplementation to modify grazing distribution

There are certain situations in which the primary role of a CP supplement is not to

improve animal performance. For example, strategic placement of a CP supplement can lure

cattle to areas of a pasture infrequently grazed, thus potentially improving grazing

distribution. A Montana State University study evaluated the ability of strategically placed

low-moisture molasses blocks (30% CP) to attract cows to underutilized rangeland and

improve grazing distribution (Bailey & Welling, 1999). Molasses blocks were moved every 7

to 10 days to areas normally not grazed because of rough terrain and/or distance from water.

Grass utilization within 200 yards of supplement was increased from 15 to 20% compared

with the same area before supplement placement. In contrast, areas of similar terrain and

distance from water, with no molasses block present, were found to have no evidence of

grazing following a similar period of time. Other studies by the same research group

demonstrated that strategic placement of low-moisture blocks could lure cattle to higher

elevations and cause them to cover more pasture each day, resulting in more activity (less

time resting; suggesting increased grazing time) compared to cattle not receiving low-

moisture blocks (Bailey et al., 2008).

171

Fig. 1. Cow body condition score (BCS) change during the last third of gestation of beef cows consuming low-

quality forage alone (Control) or supplemented with rumen degradable protein (RDP) or rumen undegradable

protein (RUP) every day (D), once every 3 days (3D), or once every 6 days (6D). P < 0.01 for Con vs

Supplemented treatments. Adapted from Bohnert et al. (2002b).

Supplement placement can also entice cattle to move from riparian areas to uplands

which can help improve grazing distribution and conserve riparian vegetation (Freeman et al.,

2006; George et al., 2008; McDougald et al., 1989). Freeman et al. (2006) reported that

riparian vegetation was utilized less by cows receiving strategically located (uplands; away

from riparian areas) molasses-based protein blocks (30% CP) compared with cows not

receiving the blocks. In addition, cow and calf performance was improved by the use of the

protein blocks. Similarly, George et al. (2008) used strategic placement of molasses-based

protein blocks in an attempt to move cattle away from riparian areas toward the less

environmentally sensitive uplands on California rangelands. They were able to reduce the

time spent grazing in riparian areas from 37% without supplement blocks to 14.5% by

locating the supplement blocks in the uplands.

The aforementioned research demonstrates that strategic placement of a CP supplement

is an effective method to attract cattle to typically non- or under-utilized locations within a

pasture. This suggests that supplement placement can increase the total usable area of

rangeland pastures; potentially increasing AUM’s available to the beef producer while

improving pasture utilization, grazing management, and minimizing the environmental impact

of grazing in pastures with riparian areas.

4. Energy supplementation

Supplemental energy is required when energy availability from grazed forages is

limited for expected performance (Caton & Dhuyvetter, 1997). Also energy-based

supplements containing adequate amounts of protein have been shown to improve the

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

1.0

Control RDP D RDP 3D RDP 6D RUP D RUP 3D RUP 6D

172

performance and reproductive efficiency of mature cows and developing heifers (Mass, 1987;

Schillo et al., 1992; Roberts et al., 1997). Similar to protein sources, there are numerous

energy ingredients that can be supplemented to beef cattle. We will discuss energy–dense

feedstuffs that yield different ruminal volatile fatty acid profiles, more specifically ingredients

that favor propionate synthesis compared to those that favor either acetate of butyrate. This is

of extreme importance given that propionate synthesis is directly associated with circulating

levels of glucose, insulin, and IGF-I in beef cattle, each being imperative for optimal

reproductive function of beef females (Wettemann et al., 2003). Indeed, a research group

from Oklahoma State University (Ciccioli et al., 2005) reported that replacement beef heifers

offered diets based on starch (favors propionate synthesis in the rumen) had hastened puberty

attainment compared to cohorts fed diets based on digestible fiber (favors acetate synthesis in

the rumen). Cooke et al. (2007b) evaluated growth rates and reproductive development of

replacement heifers grazing low-quality pastures and offered iso-caloric and iso-nitrogenous

supplements based on citrus pulp or molasses. Although both ingredients do not favor ruminal

propionate synthesis, molasses contains an elevated sucrose content that favors butyrate

synthesis, thereby impairing conversion of propionate to glucose (Aiello et al., 1989). These

results demonstrate that replacement heifers offered citrus-pulp have improved growth rates

and elevated circulating concentrations of glucose, insulin, and IGF-I compared to cohorts

receiving molasses-based supplements (Tab. 2). However, no treatment effects were detected

on puberty attainment and pregnancy rates at the end of the breeding season. These results

were unexpected based on treatment differences detected in observed growth rates and

circulating metabolites and hormones.

Tab. 2. Average daily gain (ADG) and plasma concentrations of glucose, insulin, and IGF-I in replacement beef

heifers grazing low-quality pastures, and offered supplements based on citrus pulp or molasses from weaning

until the end of their first breeding season. Adapted from Cooke et al. (2007b).

Item Citrus Pulp Molasses P =

ADG (kg/d) 0.4 0.3 < 0.01

Glucose (mg/dL) 83 75 < 0.05

Insulin (ng/mL) 0.89 0.75 < 0.05

IGF-I (ng/mL) 122 109 < 0.05

However, when heifers from Cooke et al. (2007b) were classified according to

reproductive performance, those that became pubertal and pregnant during the study had

greater mean plasma IGF-I concentrations compared to non-pubertal and non-pregnant heifers

(Fig. 2). Further, in regards to mature cows, circulating IGF-I concentrations at the beginning

of the breeding season also influenced final pregnancy rates in a different study from our

173

group (Cooke et al., 2009). It is important to note that cows with extremely elevated plasma

IGF-I concentrations also had impaired pregnancy rates (Fig. 2), demonstrating the negative

consequences of over-conditioning cows on reproductive function.

When supplemental energy is required, ingredients that promote rumen propionate

synthesis should be supplemented to cattle to optimize reproductive performance. However,

caution should be adopted to prevent ruminal disorders and potential decreases in forage

intake/utilization when feeding supplemental energy to cattle, particularly feeds containing

elevated starch and/or fat.

4.1. Frequency of supplementation

In contrast to protein-based supplements, decreasing the supplementation frequency of

energy-based feeds to cattle consuming low-quality forages has been shown to be detrimental

to animal performance (Kunkle et al., 2000). With high-starch energy supplements, forage-fed

cattle supplemented daily experience improved performance compared to cohorts

supplemented infrequently, mainly due to improved ruminal function and consequent forage

intake by daily-fed cattle. The same rationale can be applied to energy supplements based on

high-lipid ingredients (Cooke et al., 2011). High-starch supplements can have negative effects

on rumen health and forage intake and digestibility in cattle consuming low-quality forages

even if offered daily (Sanson et al., 1990). This negative impact is associated with decreased

ruminal pH and activity of cellulotic enzymes (Martin et al., 2001), impaired bacterial

attachment to fibrous material (Hiltner & Dehority, 1983), and an increase in lag time for

digestion (Mertens & Loften, 1980). Conversely, energy supplements based on low-starch

ingredients, such as fibrous by-products, have been shown to maintain forage intake

(Bowman & Sanson, 1996) while animal performance is comparable to when high-starch

supplements are fed (Sunvold et al., 1991; Horn et al., 1995).

Fig. 2. Plasma IGF-I concentrations in replacement beef heifers according to reproductive parameters during

90

100

110

120

130

140

Non-Pubertal Pubertal Pubertal & Not Pregnant

Pubertal & Pregnant

IGF

-I, n

g/m

L

P = 0.05

P < 0.01

A

0

20

40

60

80

100

50 100 150 200 250 300 350

Pre

gn

an

cy P

rob

ab

ilit

y,

%

Plasma IGF-I, ng/mL

B

Quadratic; P < 0.05

174

their first productive year (Panel A; Only pubertal heifers were exposed to bulls) and probability of pregnancy

rates in beef cows according to plasma IGF-I concentration at the beginning of the breeding season (Panel B).

Adapted from Cooke et al. (2007b; 2009).

A recent study from University of Nebraska demonstrated that forage-fed heifers

offered supplements based on distillers grains daily or on alternate days had similar forage

intake, rumen pH, and in situ NDF disappearance (Loy et al., 2007).These authors concluded

that low-starch energy supplements can be offered infrequently to cattle without impairing

forage intake and digestibility. Following the same rationale, our research group initially

evaluated growth rates and forage intake of yearling steers consuming low-quality forage and

offered a citrus-pulp based supplement daily or three times per week (weekly rate of 16.1 kg

of dry matter per steer; Cooke et al., 2007a). Steers supplemented daily had similar forage

intake, but greater growth rates compared to steers supplemented three times weekly. We

attributed differences in growth rates to beneficial effects of frequent supplementation on

circulating concentrations of glucose, insulin, and IGF-I. Therefore, we speculated that

frequent supplementation of low-starch energy feeds is also expected to benefit cattle

reproduction.

As we expected, replacement heifers consuming low-quality forages and receiving an

energy supplement (based on soybean hulls, from weaning until the end of the first breeding

season) daily had improved growth rates, hastened puberty attainment, and greater pregnancy

rates compared to cohorts supplemented three times weekly (Fig. 3; Cooke et al., 2008).

Heifers from both treatments had similar mean circulating concentrations of glucose and

insulin during the study, suggesting similar nutrient intake. However, mean circulating

concentrations of IGF-I were greater in heifers supplemented daily, which suggests that

overall nutrient utilization was improved in these heifers compared to cohorts supplemented

three times weekly. Therefore, energy supplements, independent of the ingredients used

(starch, digestible fiber, of fat sources), should be offered daily in order to optimize

performance and reproductive efficiency of beef females consuming low-quality forages.

175

Fig. 3. Average daily gain (Panel A), mean plasma IGF-I (Panel B), puberty (Panel C) and pregnancy attainment

during the breeding season (Panel D) in heifers consuming low-quality forages as supplemented daily or three

times weekly with an energy supplement based on soybean hulls. Adapted from Cooke et al. (2008).

5. Conclusion

Numerous supplementation strategies are available to increase animal performance and

improve the utilization of forages. The “ideal” supplement is one that best fits the target

animals nutritional needs, is easiest to handle and present to the target animals, and is the

most economical to purchase and feed. However, no specific supplementation program is

perfect for everyone. Supplementation strategies can vary from one operation to the next

depending on the quantity of forage available, the availability of feedstuffs, labor and

equipment, the size, extent, and type of operation, and the desired goals of the beef operation.

Thus, a supplementation program should be tailored to the conditions of a particular ranch for

a particular year with careful consideration of the desired goals and expectations.

A supplementation program is a powerful tool that beef cattle producers can use to

increase the utilization of forage and improve animal performance. However, the

productiveness of a supplementation program can be influenced by variation in supplement

intake, how well overall supplement intake meets projected supplement consumption, and the

costs of supplementation (e.g., labor and special equipment). Consequently, strategies have

been developed that attempt to improve our ability to supplement forages and decrease

associated costs. A successful supplementation program should take advantage of the

0.0

0.2

0.4

0.6

0.8

Daily 3x/week

AD

G,

Kg

A

P = 0.03

0

10

20

30

40

50

60

70

80

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

Pu

bert

y A

ttain

men

t, %

Week of Study

Daily 3x/week C

0

10

20

30

40

50

60

70

80

8 9 10 11 12 13 14 15 16

Pre

gn

an

cy R

ate

, %

Week of Study

Daily 3x/week D

100

120

140

160

180

200

220

Daily 3x/week

Pla

sm

a IG

F-I

, n

g/m

L

BP = 0.10

176

operation’s available resources, with major emphasis on long-term management and

economics. Therefore, economics and sustained production rather than maximal animal

productivity should determine the most appropriate supplementation strategy.

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179

Avanços nos programas de avaliação genética aplicados à pecuária de corteI

Fernando Flores Cardoso1,2

, Thais Bento Pires Lopa3, Patrícia Biegelmeyer

4 &

Alexandre Rodrigues Caetano2,5

I Texto preparado para a VIII Jornada NESPRO / I Simpósio Internacional sobre Sistemas de Produção de

Bovinos de Corte e Cadeia Produtiva. Porto Alegre, RS, Brasil. 24 a 26 se setembro de 2013.

1. Introdução

Grandes avanços de produtividade têm sido alcançados na pecuária como resultado do

melhoramento genético realizado pelos criadores de diferentes raças de bovinos de corte, com

suporte dos programas de avaliação genética. A aplicação de métodos estatísticos para

identificar e acasalar indivíduos com valor genético superior, através da análise de dados

fenotípicos e de parentesco entre indivíduos, tem consistentemente gerado ganhos genéticos

anuais médios da ordem de 1 a 2% na maioria das características produtivas avaliadas pelos

programas de melhoramento do Brasil e do mundo.

Entretanto, alguns fatores fundamentais estão direcionando os avanços recentes e as

necessidades futuras de adequação nos programas de avaliação genética aplicados à pecuária

de corte. O primeiro conjunto deles se refere à ampliação da expectativa dos consumidores e

da sociedade em geral a respeito do papel da atividade, passando do aspecto elementar de

produção de carne para a geração de alimentos saudáveis e seguros, a questões relacionadas

ao meio-ambiente. Diminuir o impacto ambiental da pecuária de corte, incluindo a

preservação da qualidade da terra, água e ar é uma demanda crescente do público em geral.

Ainda no contexto da percepção social da atividade, outro aspecto que demanda crescente

atenção dos produtores de gado de corte é o bem-estar animal, apontando para a necessidade

de critérios científicos robustos para realmente avaliar e elevar o bem-estar dos animais nos

atuais sistemas de produção (Green, 2007).

Por outro lado, a crescente competição por terras para outras atividades agrícolas, para a

geração de alimentos e também a produção de fontes alternativas de energia, impõe grande

pressão à pecuária de corte. Demandas para que o sistema produtivo aumente a eficiência da

utilização de alimentos (energia em última instância), a adaptação ao ambiente dos animais

nos sistemas de produção, e ao mesmo tempo diminua a produção de gases de efeito estufa

1 Embrapa Pecuária Sul, Bagé, RS, Brasil. 96401-970. E-mail: fernando.cardoso@embrapa.br.

2 Bolsista de Produtividade CNPq.

3 Programa de Pós-Graduação em Ciência Animal, UNIPAMPA, 97500-970, Uruguaiana, RS, Brasil.

4 Programa de Pós-Graduação em Zootecnia, UFPel, 96160-000, Pelotas, RS, Brasil.

5 Embrapa Recursos Genéticos e Biotecnologia, 70770-917, Brasília, DF, Brasil.

180

(principalmente o metano), compõem uma realidade crescente nos mercados internacional e

doméstico. O contexto citado demanda um direcionamento mais amplo do melhoramento

genético, que inclua novas características relacionadas à eficiência alimentar, adaptação e

impacto da produção no ambiente, resistência a doenças e parasitas, assim como à qualidade

dos produtos gerados.

O segundo conjunto de componentes está relacionado ao desenvolvimento tecnológico

que viabilizou a recente revolução nos métodos de geração e aplicação de dados genômicos

nos processos de avaliação e melhoramento genético. As inovações nas tecnologias de

sequenciamento de DNA e de genotipagem de marcadores moleculares difundidas na última

década resultaram em reduções drásticas nos custos de geração de dados e o desenvolvimento

de novos processos de avaliação genética que associam os métodos quantitativos tradicionais

com informações moleculares amplas, considerando dezenas de milhares de marcadores

distribuídos homogeneamente pelo genoma (Goddard et al., 2010).

Os métodos de avaliação genética para incorporação da informação genômica estão em

pleno desenvolvimento e sua aplicação permitirá acelerar o ganho genético, especialmente em

características de alto valor econômico, mas que não são usualmente incluídas nos programas

de avaliação e melhoramento animal, por serem de difícil mensuração ou apresentarem

elevado custo de obtenção através da avaliação fenotípica.

Este texto apresenta uma breve revisão de como os programas de melhoramento de

bovinos de corte estão atualmente respondendo às mudanças no perfil dos consumidores de

carne e na demanda da sociedade, e às recentes evoluções nas tecnologias genômicas, assim

como uma visão de como esses programas e métodos deverão progredir nos próximos anos.

2. Definição do foco do melhoramento genético em bovinos de corte

O lucro na atividade pecuária bovina de corte é determinado pela diferença entre valor

de venda dos animais e custo total de produção. Constantes mudanças nos aspectos

econômicos relacionados à pecuária oferecem ameaças e oportunidades para os produtores de

genética e aos seus clientes voltados à produção de bezerros, recria e terminação. Estratégias

de alimentação e outros aspectos da gestão requerem contínuo ajuste e monitoramento a fim

de otimizar os resultados econômicos da pecuária e, geralmente, as respostas a essas

mudanças ocorrem imediatamente. Em contraste, o melhoramento genético é um exercício de

longo prazo, onde pequenas mudanças são obtidas a cada ano (ou geração), as quais são

acumulativas no decorrer do tempo.

181

O retorno financeiro sobre o investimento em programas de melhoramento genético

depende do foco em características que efetivamente alterem o resultado econômico dos

sistemas de produção, na medida em que a genética melhorada se dissemina dos núcleos de

seleção para as populações comerciais. Neste sentido, a abordagem para definir o alvo do

melhoramento (os objetivos de seleção) deve considerar características que influenciam o

lucro futuro da operação, ou seja, aquelas relacionadas à renda e despesas futuras.

Os princípios fundamentais para o estabelecimento de um programa de melhoramento,

incluindo a previsão de desempenho dos animais para características economicamente

relevantes e a sua incorporação em um único índice de mérito econômico agregado, estão

bem estabelecidos teoricamente. Porém, na prática os pecuaristas, em geral, seguem uma

abordagem orientada pelos dados de produção (Garrick & Golden, 2009). Desta forma, os

critérios de avaliação genética adotados pelos programas em atividade têm dispensado uma

ênfase excessiva na avaliação de características produtivas, sobretudo o peso corporal em

várias idades, em uma relação inadequada com outras características economicamente

importantes, tais como fertilidade, sanidade, eficiência alimentar e qualidade da carne.

Em contraste com os suínos, aves, ovinos, bovinos de leite e indústrias, em que os

índices econômicos são um componente crítico das estratégias de seleção, a pecuária de corte

tem feito uso limitado dos índices de seleção (Garrick & Golden, 2009). Algumas associações

de raça nos Estados Unidos, Austrália e outras partes do mundo têm produzido e publicado

índices generalizados, mas em alguns casos os detalhes sobre os critérios e pesos econômicos

relativos não estão prontamente disponíveis aos criadores. No Brasil, praticamente todos os

programas de melhoramento genético de bovinos de corte são baseados em índices empíricos

que não consideram diretamente os valores econômicos na eleição e ponderação dos critérios

de seleção.

O reconhecimento dessas fragilidades nos programas atuais de melhoramento e das

novas oportunidades decorrentes das atuais tecnologias genômicas permitem visionar a

inclusão de critérios adicionais nos programas de melhoramento de bovinos de corte,

abrangendo uma gama mais ampla de aspectos dos sistemas de produção como, por exemplo,

mérito reprodutivo, longevidade, sanidade e qualidade da carne (Garrick, 2008).

3. Incorporação de informações genômicas nas avaliações genéticas

Os métodos contemporâneos de genotipagem de marcadores, especialmente os tipo

SNP (polimorfismo de base única), apresentam altos níveis de automação e acurácia e

proporcionaram reduções drásticas nos custos de geração de dados. Esses marcadores SNP

182

originam-se de mutações em bases únicas da cadeia de bases nitrogenadas (Adenina, Citosina,

Timina e Guanina) que compõem o DNA, são bi-alélicos, extremamente abundantes no

genoma e podem ocorrer em regiões com função regulatória ou codificadoras, mas

geralmente ocorrem em espaços intergênicos e, portanto, sem funções determinadas. As

principais tecnologias disponíveis atualmente para genotipagem de SNPs em bovinos de corte

são o chip de genotipagem de SNPs da Illumina para bovinos (BovineSNP50), com

capacidade de genotipar 54.609 SNPs e os painéis de alta densidade (HD - High Density)

Illumina High Density Bovine Bead Chip Array (777,962 SNP) e Affymetrix Axiom Genome

Wide BOS 1 Array (648,874 SNP), recentemente disponibilizados.

Esses desenvolvimentos tecnológicos na biologia molecular tornaram possível o

desenvolvimento de métodos inovadores de avaliação genética que podem incorporar

informações genômicas aos métodos tradicionais de avaliação genética. Tradicionalmente, a

obtenção das estimativas de valores genéticos é baseada na metodologia dos modelos mistos,

incorporando dados de genealogia e do fenótipo do animal e de seus parentes para obter

predições BLUP (Best Linear Unbiased Prediction) do valor genético dos indivíduos

(Henderson, 1975). A inclusão de dados fornecidos pelos marcadores moleculares cobrindo

todo genoma no processo de predição do mérito genético, além dos dados de desempenho e

de pedigree, no processo denominado seleção genômica (Meuwissen et al., 2001), permite um

aumento na acurácia dos valores genéticos estimados (Goddard & Hayes, 2009).

A implementação da seleção genômica (SG) compreende três etapas principais: (1)

genotipagem de uma população referência, caracterizada fenotipicamente, com conjuntos de

SNPs em média e/ou alta densidade e posterior estimativa dos efeitos dos marcadores ou

haplótipos (grupos de marcadores); (2) validação dos efeitos estimados em um grupo de

animais que não pertence à população referência e, finalmente; (3) a predição dos valores

genéticos de indivíduos candidatos à seleção, baseados nos genótipos dos marcadores e dos

efeitos estimados (Hayes et al., 2009).

Na SG, a avaliação do mérito genético do animal é realizada sem a necessidade de

identificação dos genes/mutações diretamente envolvidos com a manifestação das

características em questão, de forma análoga ao que ocorre no melhoramento convencional.

Os métodos de SG permitem, ainda, que a identificação dos animais geneticamente superiores

seja feita antes da coleta de dados fenotípicos, acelerando o processo de tomada de decisões e

diminuindo custos.

O modelo conceitual elementar para seleção genômica pode ser representado por:

183

1

nHap

i ij j i

j

y x g e ,

em que, yi = fenótipo observado do animal i; µ = média geral; xij = variável indicadora que

relaciona o efeito do haplótipo gj ao fenótipo observado do animal i; e ei é um erro aleatório.

O valor genômico de um determinado animal i pode ser predito simplesmente somando-se as

estimativas dos efeitos dos haplótipos (ou marcadores) disponíveis:

1

ˆ ˆ

nHap

i ij j

j

u x g .

Nos Estados Unidos, as avaliações genéticas do gado Holandês apresentam estimativas

do valor genômico desde 2008 (http://www.aipl.arsusda.gov/eval.htm) e aprimoramentos do

processo estão em franco desenvolvimento. A base de dados de animais genotipados com o

BovineSNP50 em abril de 2011 já contava com mais de 85.000 bovinos genotipados,

proporcionando ganhos médios de 35% na confiabilidade das avaliações de touros jovens para

características produtivas (VanTassell, 2011), e atualmente já supera a marca de 300.000

animais (VanTassell, comunicação pessoal).

Assim como em outras espécies, existem oportunidades para melhorar a precisão das

avaliações genéticas de bovinos de corte através da incorporação de informações genômicas.

Os primeiros resultados práticos foram obtidos nos Estados Unidos, com a estimação de

diferenças esperadas na progênie (DEP) aprimoradas pela genômicas (DEPG) para

características de carcaça e outras características de produção na raça Angus (MacNeil et al.,

2010). Nesse caso, as DEPG foram obtidas combinando a DEP tradicional com um valor

genético molecular (MBV) gerado por empresas privadas (IGENITY® e PFIZER

®), sendo

que observaram-se correlações genéticas moderadas entre o MBV e as características de

carcaça (entre 0,48 e 0,65). Seguindo o exemplo pioneiro da Associação Americana de

Angus, outras raças de corte nos EUA mostraram interesse em utilizar esta tecnologia

(NBCEC, 2012). Saatchi et al., (2011 e 2012), relataram correlações genéticas moderadas a

altas entre as várias características de interesse e o MBV estimado em estudos com as raças

Hereford e Limousin, respectivamente.

4. Novos critérios potenciais de melhoramento de bovinos de corte

4.1. Características reprodutivas

As características de maior valor econômico para rebanhos comerciais de cria e de ciclo

completo que geram seus próprios animais de reposição são as reprodutivas, incluindo idade

184

ao primeiro parto, taxas de desmame e de reposição (Roughsedge et al., 2005). Entretanto,

essas características maternas são observadas somente nas fêmeas, possuem baixa

herdabilidade, e muitas delas se expressam tardiamente na vida do animal. Essas questões têm

impedido a seleção de novilhas de reposição considerando essas características, retardando

assim o progresso genético obtido. Na prática, considerando o antagonismo genético

observado entre características de crescimento e reprodutivas, é possível que a seleção para

maior produtividade (taxa de crescimento e terminação) tenha resultado em progresso

negativo em aspectos reprodutivos e maternos. Não obstante, a comparação da importância

econômica relativa dessas características tem demonstrado que a reprodução deve ter impacto

superior no índice de seleção, com 47% da ênfase nos EUA (Melton, 1995) e 89% no caso de

pecuaristas familiares no RS (Laske et al., 2012).

A baixa herdabilidade da maioria das características reprodutivas e escassez de

avaliações genéticas para reprodução (taxa de prenhez de novilhas e habilidade de

permanência são avaliados das fêmeas no rebanho em um número limitado de raças e

programas), torna os testes genômicos uma alternativa atraente para fornecer novos critérios

de seleção aos selecionadores de bovinos de corte (NBCEC, 2012). Entretanto, apesar de

serem ideais para características de baixas herdabilidade ou para as quais ainda não exista um

critério ou medida direta que possa ser usada para decisões de seleção, o desenvolvimento dos

testes genômicos para sua utilização como ferramenta auxiliar na seleção de reprodutores

representa um grande desafio. Nesse contexto, um grande número de registros reprodutivos

confiáveis é necessário para que os passos de "treinamento" do painel de marcadores, e

validação e avaliação dos efeitos e respectivas precisões, possam ser executados. A melhoria

dos sistemas de coleta e armazenamento de registros reprodutivos dos rebanhos em execução

pelas associações de raça e programas independentes de melhoramento é o insumo primordial

para o desenvolvimento futuro de testes genômicos para características reprodutivas.

4.2. Eficiência alimentar

Até o momento, a maior parte do esforço tem sido direcionada à seleção de

características relacionadas à receita nos sistemas pecuários, devido à facilidade de coleta de

dados e à tradição de uso nas avaliações genéticas. A genômica, por sua vez, oferece a

oportunidade de desenvolvimento de ferramentas de seleção para melhorar geneticamente

fatores relacionados aos custos de produção, tais como consumo e eficiência alimentar. A

alimentação do rebanho é responsável por aproximadamente 65% dos custos totais de

produção de carne bovina. O segmento de vaca-bezerro consome cerca de 70% da energia

185

(mais da metade para manutenção) e os 30% restantes são usados nas fases de recria e

terminação, considerando um sistema pecuário de ciclo completo. Estima-se que melhorias na

eficiência alimentar tenham um impacto econômico 7 a 8 vezes superior ao impacto

promovido por aumentos no ganho de peso diário (Okine et al., 2004).

A incapacidade de medir rotineiramente o consumo de ração e a conversão alimentar

em um grande número de bovinos tem impedido a aplicação eficaz da seleção para eficiência

alimentar, apesar das moderadas estimativas de herdabilidade observadas (h2 = 0,08-0,46).

Entretanto, o Departamento de Agricultura dos EUA (USDA) já esta apoiando o

desenvolvimento de um "Programa nacional de melhoramento genético da eficiência

alimentar em bovinos de corte" (www.beefefficiency.org), com objetivo de aumentar ao

mesmo tempo a produção de proteína animal e, concomitantemente, reduzir de forma

sustentável os recursos alimentares necessários para a produção de carne, por meio da

implementação de ferramentas inovadoras de nutrição e genômica no melhoramento genético.

Além disso, a criação de animais mais eficientes poderá contribuir para reduzir a emissão de

gases de efeito estufa associada à produção pecuária (NBCEC, 2012).

4.3. Sanidade

O direcionamento genético da sanidade de bovinos de corte também poderá ser

amplamente impactado pela aplicação das ferramentas genômicas disponíveis. Até hoje o uso

de informações moleculares nesse contexto tem sido restrito à identificação de animais

heterozigotos para doenças ou defeitos genéticos recessivos monogênicos (p.ex., nanismo),

através de testes moleculares. Entretanto, a oportunidade de usar testes genômicos para

identificar e selecionar animais resistentes às principais enfermidades de bovinos abre novas

oportunidades para redução do uso de medicamentos, e por consequência dos custos de

produção.

Nos EUA, o complexo Doença Respiratória Bovina (BRD), tem recebido a atenção

primária por ser a principal causa de perdas econômicas e mortes na fase de recria e engorda,

especialmente em sistemas de confinamento. Neste contexto, estudos já demonstraram

evidências da existência de um componente genético na susceptibilidade dos bovinos à BRD,

com herdabilidade estimada de 0,18 (Snowder et al., 2006). Esta estimativa, no entanto, pode

estar subestimada devido à dificuldade de diagnóstico em condições de campo, uma vez que

nem todos os animais doentes são identificados e alguns animais sensíveis parecem

resistentes à doença, quando na verdade, não foram expostos ao agente da doença. Os estudos

de campo, portanto, provavelmente subestimam a verdadeira importância da genética na

186

incidência de doenças como BRD, e assim também subestimam os potenciais ganhos que

poderiam ser obtidos por meio do melhoramento genético para resistência a doenças.

No Brasil, os primeiros estudos genômicos na Embrapa estão sendo voltados para a

resistência a endo e ectoparasitas, especialmente carrapatos (Cardoso et al., 2011; Machado et

al., 2012). Entretanto, existe potencial e interesse de cientistas e produtores para o

desenvolvimento de testes genômicos para muitas outras doenças de importância econômica,

como por exemplo, para o complexo Tristeza Parasitária Bovina (TPB), cerato-conjuntivite e

carcinoma ocular.

4.4. Qualidade da carne

Melhorar geneticamente atributos da carne com a utilização de métodos clássicos de

avaliação e melhoramento tem sido problemático, visto que a qualidade de carne só pode ser

avaliada diretamente após abate, normalmente em animais que não foram utilizados para a

reprodução, tais como novilhos. Atualmente, a maioria dos ganhos obtidos em qualidade da

carne decorre da utilização da ultrassonografia para a produção de DEPs para espessura de

gordura, área de olho de lombo, rendimento de carcaça e marmoreio (Garrick, 2008). Embora

esses atributos possam influenciar a atratividade visual ou até mesmo o sabor e a maciez da

carne, eles não têm relação com a sua composição nutricional e seus benefícios potenciais à

saúde humana, fatores que aparecem com grande apelo para melhorar a imagem e o valor de

mercado da carne bovina.

A composição da gordura (e outros nutrientes) da carne pode influenciar a

susceptibilidade ao desenvolvimento do câncer, doenças cardíacas e diabetes, entre outras

doenças. Estudos realizados pelo Consórcio Americano para Avaliação de Gado de Corte

(Garmyn et al., 2011) investigaram a possibilidade e as consequências potenciais da alteração

da composição mineral e de ácidos graxos da carne bovina, concluindo que é possível tornar a

carne mais saudável sem efeito adverso sobre a sua palatabilidade. Outros estudos têm

mostrado que fatores genéticos influenciam a composição de ácidos graxos da carne (De Smet

et al., 2004), e portanto podemos considerar que a identificação de marcadores genéticos

relacionados à composição mineral e de ácidos graxos poderá viabilizar a seleção para

melhorar a qualidade nutricional da carne bovina.

5. Estratégias de seleção genômica em programas de avaliação e melhoramento

Diferentes estratégias estão sendo avaliadas pelos programas de melhoramento do

Brasil e do mundo para combinar os resultados das avaliações genéticas tradicionais com os

187

resultados das avaliações genômicas. Procedimentos multipassos (multistep) e passo único

(singlestep) foram propostos e estão sendo testados e comparados por diferentes grupos.

Nos procedimentos multipassos (mais de uma etapa), as diferenças esperadas na

progênie (DEP) são obtidas através das análises convencionais (com base no fenótipo e no

pedigree) e o Valor Genômico Direto (VGD) é obtido com base nas equações de predição

(através das informações de fenótipos e genótipos) separadamente. Posteriormente, ambas as

fontes de informação (DEP e VGD) são combinadas por meio de diferentes índices

ponderados para gerar as DEP Genômicas (DEPG), considerando a acurácia das estimativas

obtidas e a herdabilidade da característica (VanRaden, 2008; VanRaden et al., 2009; Hayes et

al., 2009).

No procedimento de passo único as informações dos SNP são combinadas com o

fenótipo e o pedigree para a estimação simultânea dos valores genéticos. O método de uma

etapa utiliza uma matriz combinando o parentesco tradicional com base no pedigree com o

derivado das informações dos marcadores (Misztal et al., 2009; Aguilar et al., 2010;

Christensen & Mogens, 2010). Essa estratégia parece ser uma opção bastante interessante

para características e populações que não seguem a estrutura clássica de bovinos de leite

(onde muitos touros com avaliações de alta acurácia estão disponíveis), como no caso de

frangos (Chen et al., 2011), suínos (Forni et al., 2011) e bovinos de corte (Cardoso et al.,

2011).

Uma terceira estratégia combina as informações dos marcadores, disponibilizadas na

forma de valores genéticos moleculares, nas avaliações genéticas como uma nova

característica correlacionada geneticamente com as demais, para produzir DEPs aprimoradas

pela genômica (MacNeil et al., 2010; Garrick, 2010). Este método vem sendo utilizado na

avaliação de bovinos de corte devido ao modelo de negócios adotado pelas empresas

provedoras de serviços genômicos para o setor.

Atualmente, a maioria dos produtos disponíveis no mercado para a seleção assistida por

marcadores e seleção genômica em bovinos de corte (p.ex., Merial Igenity©, Pfizer Clarifide

©,

etc.) fornece apenas escores ou valores moleculares dos animais testados para diversas

características econômicas sem, no entanto, fornecer os genótipos dos marcadores avaliados

aos criadores ou respectivos programas de avaliação. Esse modelo pode ser útil para

identificação de animais superiores dentre os animais testados, desde que esses tenham um

parentesco relativamente próximo com a população de treinamento utilizada pelas empresas

para estimativa dos parâmetros utilizados no cálculo dos escores/valores moleculares. Porém,

a estratégia adotada pelas empresas limita as possibilidades de incorporação das informações

188

geradas nas avaliações genéticas periódicas dos programas de avaliação por não fornecer a

informação dos alelos que os animais possuem em cada um dos genes ou marcadores

testados. Essa restrição inviabiliza a implementação das demais estratégias citadas acima, pois

é baseada em bases de dados (com informações moleculares, de parentesco e fenotípicas)

estáticas, que não incorporam novas informações de animais descendentes da população de

treinamento e, portanto, não permite que novas estimativas dos parâmetros utilizados no

cálculo dos escores ou valores moleculares sejam feitas periodicamente, como é normalmente

realizado pelos programas de avaliação tradicionais.

O modelo de trabalho que deve trazer vantagens técnicas mais duradouras para o setor

produtivo, com impactos a curto, médio e longo prazo, deve estar baseado em processos que

permitam a atualização constante das bases de dados utilizadas para avaliação dos animais,

com informações moleculares, de parentesco e fenotípicas. De acordo com Caetano et al.

(2012), em um modelo de trabalho mais adequado, ao contratarem os serviços de

genotipagem e de predição genômica, os criadores devem receber os resultados de ambos os

procedimentos, ou seja, as informações dos genótipos de todos os marcadores para os

indivíduos testados, assim como os valores genéticos calculados utilizando a informação

desses marcadores. Com esse modelo, os produtores, além de serem capazes de identificar e

selecionar animais superiores, podem também fornecer as informações geradas aos programas

de melhoramento dos quais participam, para que estas sejam incorporadas e utilizadas para

aprimorar os resultados obtidos, melhorando as acurácias das estimativas obtidas

periodicamente.

O alvo do melhoramento animal é aumentar a frequência de combinações alélicas com

efeito favorável sobre características de importância econômica para um dado sistema de

produção e, consequentemente, gerar incrementos na lucratividade para os diferentes níveis

do setor produtivo. As ferramentas genômicas podem acelerar e incrementar esse processo,

permitindo que os animais sejam avaliados com antecedência e para características de

mensuração complexa (p.ex., qualidade da carne), respectivamente. No entanto, se

considerarmos que os objetivos dos programas de melhoramento envolvem a avaliação e a

utilização simultânea de informações de múltiplas características, o sucesso da iniciativa

depende da correta definição da ênfase relativa empregada a cada uma das características

incluídas no objetivo de seleção (Smith, 1983). O sucesso de um programa de melhoramento

depende, portanto, da definição de modelos bioeconômicos, relacionando o valor genético

e/ou genômico dos animais avaliados com parâmetro econômicos específicos derivados dos

respectivos sistemas de produção (Newman et al., 1992; Phocas et al., 1998; Urioste et al.,

189

1998; Laske et al., 2012). A integração dessas informações permite a estimativa de valores

econômicos, definidos como o aumento esperado no lucro anual dos rebanhos, resultante do

aumento em uma unidade de uma característica, em decorrência do processo de seleção

(Ponzoni & Newman, 1989). Esses valores econômicos são então utilizados para ponderar os

valores genéticos para as características avaliadas (assistidas ou não por marcadores)

originando um índice que sintetiza, em valores monetários, a contribuição de um determinado

animal para o lucro do sistema de produção (Smith, 1983). A implementação de avaliações

genômicas, incluindo números cada vez mais elevados de características, torna a incorporação

das informações econômicas ainda mais cruciais para que os avanços de produtividade e

lucratividade estejam balanceados e sejam sustentáveis.

6. Perspectivas dos produtores relacionadas com os avanços no melhoramento

Desde meados do século XX, quando começou no Brasil a implementação e evolução

dos programas genéticos de bovinos, os produtores vêm investindo no uso dessa metodologia

buscando selecionar animais que transmitam às gerações futuras características de

importância econômica como maior eficiência produtiva, reprodutiva e qualidade de carcaça.

Com o auxílio dos pesquisadores de instituições públicas e privadas e o incentivo das

associações de raças, essa tecnologia tem lentamente evoluído e sido disseminada entre os

produtores, tornando-se, no momento da comercialização de animais e material biológico, um

importante indicador de qualidade.

A criação de provas de desempenho de reprodutores em unidades experimentais de

pesquisa, com intuito de comparar animais de diferentes sistemas de produção, permitiu aos

criadores visualizar na prática o diferencial de ganho provocado pelo potencial genético de

cada indivíduo. Com o desenvolvimento de cálculos matemáticos capazes de predizer os

valores genéticos dos animais e a definição dos parâmetros genéticos, os programas de

avaliação genética foram sendo desenvolvidos, inicialmente buscando medir ganhos de peso

em diferentes fases de crescimento pré-abate. Assim, o diferencial de ganho entre os animais

decorrentes de fatores genéticos, eliminados efeitos aleatórios como os do ambiente, pôde ser

estimado para gerações futuras e, a partir de um trabalho de seleção correto, ser utilizado para

aumentar na população (rebanho) a frequência dos alelos favoráveis nos genes responsáveis

pelas características em questão. Começava, então, a era da DEP (Diferença Esperada de

Progênie), que aos poucos foi sendo compreendida e aceita pelos produtores. O uso dessa

metodologia começou a se disseminar mais entre os produtores de genética, interessados em

oferecer reprodutores com uma “bagagem” de genes favor veis para diversas caracter sticas

190

de importância econômica, capazes de transmitir isso a sua progênie. As características eleitas

como importantes, no decorrer dos anos, oscilaram de acordo com o tipo de animal

demandado pelo mercado e à medida que houve uma melhor compreensão dos conceitos de

seleção. A simples busca de ganhos genéticos para características de ganho de peso foi

evoluindo em conjunto com a descoberta de novas metodologias científicas.

Na década de 80, com o advento da incorporação do modelo animal na metodologia de

modelos mistos, importantes análises puderam ser incorporadas às avaliações dos animais,

como as informações de parentesco. Adicionalmente, características de conformação e

estrutura do animal começaram a ser levadas em consideração, através de um avaliações

subjetivas, sintetizadas em notas dadas por um avaliador treinado, capaz de considerar vários

pontos da carcaça do animal e avaliar características desejáveis, como conformação muscular

e cobertura de gordura, as quais podem ser usadas como indicadores correlatos de rendimento

e acabamento frigorífico, estrutura óssea, capacidade de sustentação, bem como tamanho do

animal. O crescimento das pesquisas direcionadas para o aperfeiçoamento dos modelos

matemáticos e novamente a adição de novas tecnologias, produzindo novos parâmetros para

estimativa, como por exemplo, a introdução de dados de avaliação de carcaça por ultrassom

nas avaliações genéticas, provocou grandes avanços de eficiência nos programas de

melhoramento genético, refletindo positivamente no cenário da pecuária.

A aplicação das metodologias citadas no setor produtivo é prejudicada pelo longo

intervalo entre gerações inerente da espécie bovina, o qual dificulta a visualização clara por

parte dos criadores do progresso genético obtido como resultado do trabalho de seleção.

Adicionalmente, outras dificuldades, causadas pela falta de conhecimento técnico por parte da

maioria dos produtores rurais, que consideram a avaliação genética e a aplicação de seus

conceitos como uma quebra total dos seus paradigmas de seleção, representam entraves

culturais de difícil transposição. Paralelamente, podemos observar também uma grande

carência no setor Universitário, onde a formação de profissionais (Agrônomos, Zootecnistas e

Médicos Veterinários), adequadamente capacitados para auxiliar os produtores na

interpretação e utilização dos resultados gerados pelos programas de avaliação genética, é

deficiente.

A implementação de programas de avaliação genética de bovinos de corte no Brasil

ainda hoje enfrenta entraves com questões básicas, que tem início no momento da coleta de

dados de campo, os quais são essenciais para realização dos processos subsequentes. Muitos

produtores e profissionais que prestam assistência às fazendas, por desconhecerem o processo

de manuseio dos dados e de como as informações provenientes de distintos sistemas de

191

produção são comparadas entre si, têm dificuldades para formar grupos contemporâneos,

através do gerenciamento das propriedades a fim de gerar informações adequadas sobre os

tipos de manejo e regimes alimentares aos quais os animais são submetidos. A falta de

procedimentos padronizados gera descarte de informações inconsistentes, restringindo a

abrangência das análises de avaliação genética. No processamento das avaliações do ano de

2013 do PampaPlus (programa de avaliação genética das raças Hereford e Braford), por

exemplo, de um total de 51.882 animais avaliados no desmame, informações de 2.437

animais (4,7%) foram perdidas por alguma falta de consistência. Muitos descartes de dados

estão associados a erros básicos, como falta de informações na identificação dos animais,

erros de digitação e na genealogia, e poderiam ser facilmente evitados.

A fase posterior à coleta e envio das informações, e à análise de avaliação genética, é o

recebimento dos resultados na forma de relatórios genéticos, onde são descritos os valores das

DEP para as diversas características, ou seja, o valor genético dos indivíduos avaliados. Esses

resultados precisam ser interpretados e aplicados dentro da propriedade como forma de

auxiliar na seleção ou descarte dos animais, servindo também para medir a eficiência da

metodologia empregada e verificar se os objetivos de seleção estão sendo atingidos. Nesse

momento, percebe-se outro ponto de dificuldade por parte dos produtores e técnicos,

compreensível, pois muitos não possuem formação para isso, relacionado à interpretação e

aplicação dos resultados. lém disso, a existência de diversos programas de avaliação, com

diferentes critérios de avaliação e índices de seleção gerados a partir de bases diferentes e não

comparáveis entre si, surge como um fator limitante adicional para os produtores que desejam

adquirir animais com base nos dados de avaliação genética.

O PampaPlus, programa oficial da Associação Brasileira de Hereford e Braford, foi

criado em 2009 em parceria com o Geneplus (Programa Embrapa de Melhoramento de Gado

de Corte), a partir de convênio firmado com a Embrapa, e desde então um grande esforço tem

sido empregado para desmistificar pontos técnicos relevantes das avaliações genéticas. Por

meio de encontros técnicos com pesquisadores da área e práticas de campo direcionadas,

objetiva-se proporcionar aos produtores a compreensão dos conceitos de seleção e

melhoramento animal. Essas ações tem resultado em melhoras significativas nos

procedimentos de coleta de dados de campo, tornando-os mais precisos e fieis à realidade do

manejo e sistema de produção de cada propriedade, além de auxiliar os produtores na

interpretação e utilização dos resultados. Um software dinâmico elaborado pelo Geneplus é

disponibilizado aos usuários do PampaPlus, o qual auxilia na visualização dos resultados e na

classificação dos animais avaliados. A ferramenta permite a realização de simulações de

192

acasalamento, estimando o valor das DEPs dos produtos esperados de diferentes

acasalamentos. Além disso, o próprio usuário pode eleger características importantes que

necessitam ser melhoradas no seu plantel e direcionar sua seleção nessa direção.

No PampaPlus, as propriedades foram separadas em grupos por regiões para facilitar os

encontros e debates técnicos sobre critérios e objetivos de seleção. Todos os anos mais

animais são introduzidos na base de dados e são gerados os relatórios genéticos, os quais são

analisados conjuntamente com os participantes do programa. A coordenação do programa

estimula que cada produtor tenha um objetivo de seleção e encontre os pontos a serem

melhorados no seu rebanho fazendo uso dos conceitos aprendidos, aplicando-os na ferramenta

informatizada para eleger as matrizes que mais se adequem a esse objetivo, para que os

acasalamentos sejam direcionados.

Como citado, as ferramentas genômicas recentemente disponibilizadas abriram novas

oportunidades de inovação para o melhoramento genético animal. Avaliações genéticas

substanciadas com informações obtidas diretamente do genoma do animal, ou seja, a partir

das informações moleculares, tem a possibilidade de gerar resultados mais precisos e

antecipados, antes até mesmo do nascimento do produto (Bourhis et al. 2011). Além disso,

abrem oportunidades em novas dimensões, ainda carentes de novas pesquisas, que poderão

propiciar a identificação de animais resistentes as diversas doenças que provocam prejuízos à

bovinocultura. Ao mesmo tempo, os produtores precisam ainda ser preparados para receber e

compreender novos conceitos de alta complexidade aliados a essas tecnologias para que

possam tomar as melhores decisões técnicas na seleção e melhoramento de seus rebanhos,

mesmo diante de fortes pressões mercadológicas por processos produtivos mais eficientes e

de menor impacto ambiental, e produtos de melhor qualidade.

Embora a aplicação prática das DEPs aprimoradas pela genômica seja análoga à das

DEPs tradicionais, é necessário que os programas de melhoramento intensifiquem sua atuação

em educação, capacitação e troca de experiências entre os produtores e demais atores do setor.

Nesses quase quatro anos de aplicação dessa nova filosofia e proposta de trabalho junto aos

criadores do Pampaplus, se observam resultados positivos, em algumas regiões mais que em

outras, com uma maior aplicação dos conceitos de seleção dentro dos rebanhos.

Procedimentos mais adequados de coleta de dados a campo e formação e informação dos

grupos de manejo foram implementados, assim como existe um entendimento mais extenso

de como os resultados das avaliações devem ser aplicados na seleção principalmente das

matrizes. Antes da implementação de ações educativas pelo programa, as matrizes, que

representam o principal reservatório genético da propriedade, eram relegadas a segundo

193

plano, pois o foco era, e ainda é para muitos, concentrado na valorização dos touros no

momento da comercialização, principalmente os mais destacados na avaliação genética.

Adicionalmente, ganhos extremamente positivos foram observados no programa PampaPlus

com a utilização de informações oriundas do sistema produtivo, obtidas durante o intercâmbio

entre os criadores e os pesquisadores e universidades, as quais foram inseridas nos processos

de avaliação genética e aplicação dos resultados. Ajustes metodológicos foram realizados com

base nas características dos rebanhos inseridos no programa e necessidades específicas da

raça, fornecidos aos pesquisadores e técnicos da Associação pelos produtores.

7. Ações em andamento e projeções para o futuro

A Embrapa, juntamente com outras instituições parceiras de pesquisa e ensino,

associações de criadores, e empresas do setor produtivo, vem executando projetos que visam

implementar processos de avaliação e seleção genômica nos programas de melhoramento

animal nos quais atua, assim como gerar informações necessárias para desenvolver

ferramentas de genotipagem mais adequadas ao germoplasma que compõem nossos rebanhos

produtivos.

A Embrapa e seus parceiros vêm trabalhando desde 2010 para realizar avaliações

genômicas para resistência ao carrapato bovino na raça Braford, em um projeto onde foram

realizadas mais de 10.000 contagens de carrapatos em mais de 4.000 animais. Dados de

genotipagem com o BovineSNP50 (Illumina©) de 2.510 desses animais já foram analisados e

os resultados das avaliações genômicas publicados no segundo semestre de 2012 (Cardoso et

al., 2012). Adicionalmente, o projeto da Embrapa que estruturará a implementação da seleção

genômica no programa Embrapa-Geneplus teve início esse ano e prevê a estruturação de uma

base de dados inicial com mais de 5.000 animais caracterizados.

A estruturação de bancos de dados com informações genotípicas e fenotípicas

suficientes para realização de avaliações genômicas com altas acurácias requer números

elevados de indivíduos, e por consequência recursos financeiros elevados. Essa questão cria

oportunidades para que os diferentes programas de avaliação e melhoramento se beneficiem

mutuamente através da troca e compartilhamento de informações, aos moldes do que fora

feito em colaborações nacionais e internacionais para a realização de avaliações genéticas

tradicionais.

Como demonstrado, o uso de ferramentas genômicas para implementar processos de

avaliação de mérito genético resultou em avanços tecnológicos significativos, e tem grande

potencial para resultar em aumentos de eficiência e maiores lucros, como consequência de

194

aumentos nas acurácias e reduções nos intervalos de geração. Além disso, ainda existem

grandes perspectivas para lançamento de inovações tecnológicas para geração de dados

moleculares a curto e médio prazo, com tendências de reduções de custo e aumento dos

limites do que as tecnologias podem prover. Essa conjuntura torna cada vez mais importante a

coleta de dados fenotípicos relacionados com as características que impactam a lucratividade

e a qualidade dos produtos gerados, e que podem ser aprimoradas pela incorporação de

avaliações genômicas nos programas de melhoramento.

Finalmente, o desenvolvimento de ferramentas para a seleção de características

adicionais gera a expectativa de que um número crescente de DEPs estará disponível para uso

dos produtores de carne bovina na seleção de matrizes e reprodutores. Esse cenário torna mais

crítica a demanda pela derivação de índices de seleção mais abrangentes, que incluam e

ponderem adequadamente as características economicamente relevantes para os sistemas de

produção de carne bovina.

Referências

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genomic information for genetic evaluation of Holstein final score. Journal of Dairy Science, v.93, n.2,

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Caetano, A.R. Marcadores SNP: conceitos básicos, aplicações no manejo e no melhoramento animal e perspectivas para o futuro. Revista Brasileira de Zootecnia, v.38, p.64-71, 2009 (supl. especial).

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(CD-ROM).

197

A reconfiguração dos sistemas de produção de bovinos de corte para a próxima décadaI

Júlio O. J. Barcellos1, Maria Eugênia A. Canozzi

1, Concepta McManus

1,2, Tamara E.

Oliveira1, Ricardo P. Oaigen

3, Leonardo C. Canellas

1, Pedro R. Marques

1, Vinícius N.

Lampert4, Miguelangelo Gianezini

5

I Texto preparado para a VIII Jornada NESPRO / I Simpósio Internacional sobre Sistemas de Produção de

Bovinos de Corte e Cadeia Produtiva. Porto Alegre, RS, Brasil. 24 a 26 se setembro de 2013.

1. Contextualização

A nova onda de expansão agrícola que vive o espaço agrário brasileiro e a demanda de

alimentos no mercado internacional vem reposicionando os sistemas produtivos, em particular

a pecuária de corte, para imprimir talvez a maior alteração estrutural já enfrentada como

atividade econômica. Em 2004, já escrevíamos sobre os impactos das mudanças conjunturais

nesse sentido. Na oportunidade a pecuária brasileira vivia um momento de incertezas e os

preços internos apontavam para uma crise de natureza econômico-estrutural (Barcellos et al.,

2004).

"O resultado do crescimento da atividade permitiu que o Brasil avançasse de forma

crescente no mercado internacional de carnes, tornado-se um dos maiores exportadores de

carne bovina no final de 2003. Contudo, mesmo com essa posição vantajosa nos mercados,

representada por exportações superiores a 1.000.000 de toneladas, não assegurou as

esperadas melhorias nas margens econômicas do segmento dentro da porteira. Problemas

relacionados com limitações de natureza sanitária do rebanho, não permitindo alcançar

melhores preços no mercado internacional, centralização dos abates em poucas plantas

processadoras e a concentração no varejo e a falta de coordenação na cadeia produtiva,

podem ser apontados como as principais causas da baixa remuneração ao quilo do boi. No

cenário do consumidor final começaram a surgir algumas definições das características ou

requisitos de qualidade exigida da carne bovina. No entanto, parece que somente o varejo

percebeu esta realidade e agilmente aproveitou a oportunidade ampliando suas margens de

lucro. Marcas e diferenciação de cortes de carne bovina começaram a surgir e tanto a

indústria frigorífica quanto o produtor ficaram a contemplar parcialmente a nova realidade.

Algumas iniciativas de alianças mercadológicas, integrando desde o produtor até o varejo,

1 NESPRO/UFRGS, Porto Alegre, RS, Brasil..

2 UnB, Brasília, DF, Brasil.

3 UNIPAMPA, Uruguaiana, RS, Brasil.

4 EMBRAPA-PECUÁRIA SUL, Bagé, RS. Brasil.

5 Uuniversidade do Extremo Sul Catarinense (UNESC), Criciúma, SC, Brasil.

198

foram desenvolvidas, mas a maioria delas teve vida curta. Na realidade ainda não contaram

ao produtor o que o consumidor final deseja. Assim, o produtor continuou e continua

produzindo para vender e o mercado desejando comprar. Há uma brutal distância conceitual

entre ambas intenções. Quem deseja comprar estabelece os padrões requeridos e quem

produz deve atende-los, diferentemente daqueles que desejam apenas vender sem qualquer

especificação. A pecuária de corte ao mesmo tempo em que se modernizou, empobreceu.

Houve uma expressiva transferência de renda dentro da cadeia onde o pecuarista levou a

pior. Assim, esta abordagem busca trazer à discussão os principais aspectos relacionados ao

sistema de produção agora nesta nova ordem de ocupação do território."

Naquela oportunidade o foco era para "fora da porteira" e a tentativa de ajustar-se à

crise conjuntural que afetava um setor com problemas estruturais de longa data. Contudo,

nesta década e na que se aproxima, a pecuária brasileira vive um momento de estabilidade de

preços e uma relação equilibrada entre o custo dos insumos e o valor da produção. Porém,

novos vetores se apresentam como ameaças aos pecuaristas, particularmente pela valorização

das terras para pecuária, escassos avanços no setor de inovações tecnológicas de alto impacto,

limitações na disponibilidade de mão de obra e uma nova legislação ambiental. De outra

parte, é possível afirmar que existem muitas etapas a serem alcançadas para tornar a

bovinocultura de corte do Brasil mais eficiente e lucrativa, ainda que os avanços da última

década tenham impactado positivamente a economia. Mas, para isto será necessário a quebra

de novos paradigmas internos por parte dos próprios pecuaristas. Assim, esta abordagem

pretende abordar estas questões e sugerir estratégias para superar os novos desafios e

transformá-los em oportunidades frente a um mundo cada vez mais demandante de carne

bovina e ao mesmo tempo um pecuarista que necessita mais renda em sua atividade.

2. Os vetores estruturais, organizacionais e tecnológicos para a bovinocultura de corte

em 2020

2.1. A segunda onda do avanço agrícola sobre a pecuária de corte no século XXI

O rebanho bovino do Brasil teve um crescimento de 33% entre os anos de 1990 e 2009

(148.000.000 x 197.000.000), especialmente pela expansão da bovinocultura no Estados do

Centro Oeste brasileiro, pois nesta região houve um conjunto de elementos que tornaram a

atividade pecuária mais atrativa. Apenas no Estado de Mato Grosso o rebanho duplicou nos

últimos anos (Fig. 1). Isso demonstra que a presença de externalidades como o panorama

socioeconômico da região ofereceu condições para a expansão do rebanho, sendo que

199

atualmente, uma série de eventos levou à estabilização e crescimento mais cadenciado do

mesmo.

No Brasil Central, às mudanças tecnológicas, constatou-se que a convergência dos

padrões de uso da terra deu lugar a projetos de produção integrada. Contudo, isto depende de

cálculo e planejamento, pois produzir em terras baratas, com baixos custos de produção e

baixa produção por hectare ou produzir em terra cara, com alta produtividade, mas elevados

custos de produção, pode ser igualmente ineficiente. Portanto alguns pecuaristas já têm

observado como os produtores de grão conseguem ser competitivos e buscam "copiá-los", ou

integrar os grãos às suas atividades. Assim, ao invés de reproduzir estruturas produtivas

preexistentes – como nas antigas áreas de incorporação agrícola – a expansão recente da

fronteira agropecuária se constitui, antes de tudo, em uma fronteira na qual a mudança

tecnológica é o elemento central de explicação do novo perfil produtivo.

A dinâmica de movimentação do rebanho brasileiro está associada a vários fatores, mas

nos últimos anos ela segue um padrão migratório (Fig. 3) em busca de terras mais baratas e

que ainda não foram o alvo da lavoura. No sul do Brasil os impactos da migração agrícola

cada vez mais para o sul também produziu resultados semelhantes ao que ocorreu no Norte do

país. No Rio Grande do Sul, em que pese a manutenção do rebanho da última década, há um

reposicionamento do mesmo mais ao sudoeste e ao oeste do estado. Contudo, nestas regiões é

visível a presença de outra agricultura, agora baseada na soja, cuja integração difere do

modelo boi-arroz. Isto, por si só, necessita outra postura do pecuarista para adaptar-se à uma

nova integração pecuária:lavoura.

1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 2010

15,5716,34 16,75 17,24

18,9219,92

22,18

24,7026,00

26,8426,17 25,74 25,93

27,2928,77

Fig. 1. Rebanho bovino no Estado de Mato Grosso nos últimos 15 anos.

200

A pecuária brasileira tem sua base produtiva em volume e escala nas regiões centro-

oeste e norte, pois o preço da terra e as condições do bioma limitam a expansão agrícola mais

intensa. Porém, com o domínio tecnológico do setor agrícola, os solos limítrofes para a

lavoura vão apresentando viabilidade econômica e novamente expulsam a pecuária para

novas fronteiras. Isso explica a movimentação do efetivo bovino para os estados do Norte

brasileiro, pois as terras ocupadas pela pecuária foram especialmente para a soja e o milho

(Fig. 2). Assim, os sistemas de produção, antes baseados no ciclo completo, agora não

encontram condições para engorda devido às limitações da alimentação a base de pasto,

redução do espaço físico e a logística da nova região. De outra parte, isso acaba influenciando

o preço da terra para a pecuária no Brasil, o qual sobe na mesma proporção das terras para

agricultura. Isto demonstra que a movimentação no uso do solo para a agricultura

imediatamente reposiciona um outro agricultor para terras mais baratas onde havia pecuária

em zonas de cultivos. Nestas zonas, o pecuarista sai do processo vendendo a terra ou

permanece com a redução do rebanho ou intensifica a produção. Assim, é possível afirmar

que a expansão do rebanho brasileiro não encontra sustentação bioeconômica para ocorrê-la e

deverá entrar num processo de estabilização ou até mesmo uma leve diminuição.

Fig. 2. Crescimento das áreas agrícolas para soja e milho no Brasil nos últimos anos.

201

Fig. 3. Crescimento da população bovina no Brasil conforme o período.

A principal consequência conjuntural agriculturização é o aumento do preço da terra e

do custo de oportunidade para desenvolver qualquer atividade no solo. Na realidade, quando

um pecuarista tradicional, com baixa ou média produtividade, arrenda sua área para

agricultura, soja por exemplo, ele aumenta sensivelmente a sua receita. Isto lhe habilita a

arrendar terras marginais para pecuária de outro pecuarista também descapitalizado, pois esta

geralmente é a sua vocação, pagando preços que inflacionam o sistema. Isto cria um círculo

que vai alimentando o sistema.

Um dos caminhos para a pecuária continuar desenvolvendo-se como atividade

econômica que proporcione renda ao pecuarista e lucros ao investidor passa obrigatoriamente

pelo aumento de produtividade. Como existe uma margem considerável para mudar o patamar

de produtividade do rebanho brasileiro (Tab. 1), diferente dos países que já alcançaram níveis

mais elevados de produção, o foco deverá ser na organização dos sistemas produtivos com

base numa matriz tríplice: gestão, inovação tecnológica e configuração para o mercado.

2002-2011 1997-2006 1992-2001 1987-1996

1982-1991 1977-1986 1974-1981

202

Tab. 1. Indicadores de produtividade da bovinocultura de corte brasileira.

Variável

Tipo de sistema de produção

Tradicional Competitivo

Sistemas de cria

Taxa de natalidade (%) 60-80 80-95

Taxa de mortalidade até 1 ano (%) 4-10 2-4

Idade ao desmame (meses) 3-5 6-8

Peso ao desmame (kg) 120-140 180-225

Idade ao 1o. acasalamento (meses) 24-36 18-24 Peso ao 1o. acasalamento (meses) 270-300 300-320

Intervalo de partos (meses) 16-20 14-16

Relação touro: vaca 1:25-30 1:20-25

Lotação (UA/ha) 0,5-1,0 1,0-2,4

Sistemas de recria e terminação

Taxa de mortalidade (%) 3-6 1-2

Desfrute (%) 27-30 33-48

Lotação (UA/ha) 0,5-1,0 1,0-4,0

Peso de abate (kg) 380-440 480-530

Ganho peso/cab/ano (kg) 140-160 160-240

Produção/ha/ano (kg) 70-160 250-720

Margem bruta (R$/ha) 150-350 350-1.300

Custo produção (R$/ha/ano) 130 130-550 Lucratividade (R$/ha/ano) 20-220 220-750

Fonte: dados compilados pelo autor.

A característica principal da pecuária de corte brasileira é a diversidade de sistemas

produtivos ajustados aos diferentes biomas e padrões socio-culturais das regiões. O resultado

é uma falta de padronização dos processos produtivos e dos produtos. No entanto, é

necessário compreender que se esta diversidade for aproveitada de modo que cada sistema

esteja voltado ao mercado, aquilo que antes era um ponto fraco agora torna-se uma

oportunidade para a nova conjuntura da próxima década. Neste sentido, os sistemas de

produção serão alinhados as realidades de mercado pontuais e, as vezes, até locais. O

pecuarista que tiver um mercado para seus bezerros no mês de janeiro, terá que alterar a

temporada de nascimentos para o período de julho a agosto. Da mesma forma aquele que

participar de uma aliança mercadológica que exija pesos elevados de abate, terá

obrigatoriamente que intensificar o sistema de engorda. Portanto, o desafio será a quebra de

paradigma conceitual de uma pecuária cartesiana para torná-la mais flexível e voltada ao

mercado.

O redirecionamento de um sistema de produção para o mercado exige uma série de

atitudes por parte do gestor e também o aporte tecnológico especializado e inovador, pois a

dinâmica comercial é mais rápida que a produtiva. Portanto, compreender e empregar as

tecnologias e as ferramentas mais apropriadas fazem parte do pecuarista do futuro.

2.2. Os sistemas de produção reconfigurados

203

Um sistema é um grupo de componentes que podem funcionar reciprocamente para

alcançar um objetivo comum. São capazes de reagirem juntos quando recebem uma influência

externa. Esses componentes ou processos atuam interligados, por meio de conexões entre

partes e quando recebem uma ação individual respondem como um todo. Portanto, a

aplicação deste conceito é importante para compreender a atividade da pecuária dentro da

porteira, pois cada atitude ou intervenção sobre um dos elementos envolvidos na produção

gera uma resposta dependente.

O sistema mais complexo na pecuária de corte e que exemplifica essa base conceitual é

a cria. Esta, caracterizada como um sistema, quando recebe uma ação tecnológica sobre a

idade ao primeiro acasalamento determina uma reação em todo o sistema, pela alteração na

estrutura do rebanho, no número de matrizes em produção e na eficiência geral. Portanto, o

encadeamento de cada elemento (rebanho, estrutura, proporção de fêmeas jovens, demanda de

energia) responde de forma global por uma intervenção pontual sobre o parâmetro – a idade

de acasalamento. Isto é muito importante, pois a gestão de tecnologias aplicadas na cria é

mais complexa, pois geralmente têm efeito sobre o sistema. Assim, suas respostas, de um

modo geral não podem ser analisadas isoladamente, como ocorre na recria e na engorda.

Na Fig. 4 é apresentada a adaptação de um sistema de produção ao sistema de cria –

denominado SISTEMA DE PRODUÇÃO: CRIA.

CONFIGURAÇÃO DO SISTEMACONFIGURAÇÃO DO SISTEMA

INPUTS

SementesSêmemRaçõesVacinasAdubo

RECURSOS

HumanosTerra

TecnologiaCapital

AmbienteClima

Processos“Fluxograma”

PRODUTOS

BezerrosTouros

Novilhas dedescarteVacas dedescarte

OUTPUTS

Vacas Gordas

Bezerros

Fig. 4. Configuração do sistema de cria em pecuária de corte.

204

A cria utiliza os INPUTS (sementes, sêmen, suplementos, medicamentos, fertilizantes,

genética) e os agrega aos RECURSOS existentes dentro da fazenda (mão-de-obra, terra,

capital, ambiente, instalações, rebanho). Com estes INPUTS e RECURSOS são implantados

os PROCESSOS de produção (acasalamento, parição, lactação, desmama, sanidade, manejo),

os quais resultam em PRODUTOS (Bezerros e Bezerras) que juntamente com as vacas de

descarte vão constituir os OUTPUTS.

É muito importante conhecer em cada sistema de produção os itens que o constituem,

pois a partir dessa caracterização podem ser definidos os fatores de competitividade da

fazenda bem como seus pontos fracos. Se a dimensão ou escala do negócio é um RECURSO

estratégico, pois dispõem de recursos naturais específicos para a atividade, então esse poderá

ser o principal fator de competitividade da fazenda. Por exemplo, uma fazenda que apresenta

pastos específicos para cria, solos pobres para engorda ou que dificultam práticas agrícolas,

tem um custo desse recurso muito inferior para a produção de bezerros quando comparada

com outra fazenda de melhor fertilidade do solo e com pastagens de alta produtividade, pois

nesta o custo de oportunidade é maior. O bezerro da primeira pode ser comercializado por um

preço menor, pois seu custo também é inferior.

A estrutura de um rebanho talvez seja uma das principais variáveis a ser manipulada na

reconfiguração de um sistema de produção. Contudo, é necessário inicialmente conhecer as

bases da composição do rebanho dentro de um sistema arbitrado (Tab. 2), a partir dos

seguintes parâmetros físicos: idade ao primeiro acasalamento (2 anos), taxa de desmama

(75%), venda total dos bezerros machos na desmama, bezerras retidas para reposição (70%) e

descarte de vacas vazias (100%).

A estrutura considerada como exemplo pode ser alterada por duas variáveis:

- taxa de desmama

- idade ao primeiro acasalamento

Tab. 2. Estrutura de um rebanho de cria conforme a etapa de produção.

Durante a parição e acasalamento Durante o desmame

Categoria Número de

Cabeças % Categoria

Número de

Cabeças %

Vacas de cria1 1000 48,7 Vacas prenhas 750 36,5

Touros 40 1,9 Touros 40 1,9

Bezerros 375 18,2 Bezerros 375 18,2

Bezerras 375 18,2 Bezerras 375 18,2

Novilhas de 1 ano 265 12,9 Novilhas de 1,5 anos 265 12,9

Vacas de descarte 250 12,2

Total 2055 100,0 Total 2055 100,0

1- Incluídas as novilhas com dois anos de idade.

205

À medida que ocorre um aumento na taxa de desmama e a redução na idade ao primeiro

acasalamento é alterada a estrutura de rebanho, diminuindo a participação das vacas de cria e

tornando o sistema mais eficiente.

Um aspecto importante a ser considerado nos sistemas de cria é o que se chama de

unidade de cria (categorias necessárias para produzir um bezerro), a qual apresentada na Tab.

3. Como exemplo foi considerada uma taxa de reposição anual de 20%, ou seja, para cada

vaca existente, é necessário 0,2 novilhas e 0,2 bezerra.

Para uma eficiência teórica de 100%, produzindo um bezerro por ano são necessários

628 kg de estoque de animais no pasto. Desse modo, pode ser observada a eficiência

conforme a taxa de prenhez e desmama (Tab. 4). Esses dados demonstram claramente a

importância da taxa de prenhez na determinação da eficiência final – kg produzidos por kg

estocados no sistema. Quando isso é extrapolado para a unidade de área, considerando que

para essa estrutura de cabeças serão necessárias no mínimo dois hectares, tem-se para uma

produção factível de 85% de prenhez, uma eficiência de 27,5%, o equivalente a 85 kg de

bezerro/hectare (170 kg em 2 hectares).

Tab. 3. Estrutura de uma unidade de cria.

Categoria Número de cabeças Peso (kg)

Vaca (500 kg) 1,0 500

Novilha de 1,5 ano (300 kg) 0,2 60

Bezerra (180 kg) 0,2 36

Touro (800 kg) 0,04 32

Total 1,44 628

Ainda na eficiência da unidade de cria deve-se acrescentar a vaca de descarte. No

exemplo, com 85% de desmama, há um descarte de 15% de vacas (500 kg * 15%) o que

resulta em 75 kg, ou seja, 37,5 kg/hectare. Assim, o total de produtividade da unidade de cria

por hectare é de 122,5 kg (85 kg de bezerro + 37,5 kg de vaca de descarte), ainda considerada

baixa quando comparada aos demais sistemas de pecuária de corte. Vale salientar que esses

índices reprodutivos e o peso a desmama são altos.

Tab. 4. Eficiência biológica de um sistema de cria segundo a taxa de prenhez.

Taxa

de

prenhez (%)

Unidade

de cria (kg)

kg

desmamados1

Eficiência (kg

bezerro/unidade

cria*100)

100 628 200 31,8

95 628 190 30,3

90 628 180 28,7 85 628 170 27,1

80 628 160 25,5

75 628 150 23,9

70 628 140 22,3

206

1- Peso do bezerro à desmama = 200 kg, para 100% de prenhez; Os demais valores são obtidos pelo percentual

de prenhez.

A reconfiguração da cria passa obrigatoriamente pelo aumento do número de matrizes

dentro do sistema, ultrapassando os percentuais convencionais já pré-concebidos. Aumentar a

participação das vacas significa aumentar a demanda energética total, mas também passa a ter

uma categoria em que seus níveis de exigências nutricionais podem ser alterados

significativamente ao longo do ano. Assim, ajustando-se variáveis relacionadas com a época

de acasalamento e com o desmame, é possível maximizar resultados no novo sistema. Além

desse aspecto, outro que deve ser considerado é a produtividade por área, pois associado à

maior participação das matrizes no sistema, têm-se uma maior carga, o que resulta em

aumento de eficiência. Estes resultados podem ser obtidos aumentando o intervalo entre

gerações e o tempo de permanência da vaca dentro do rebanho com mínima reposição. Por

outro lado, uma maior renovação pode também ser interessante, dependendo do mercado, pois

existirão muitas vacas adultas para descarte anual. A avaliação que deve ser feita é que a

presença do maior percentual de vacas jovens aumenta a demanda qualitativa de alimentos.

Nos sistemas que envolvem o ciclo completo, a recria pode ser o novo regulador de

estoque de animais e de composição de rebanho. Tradicionalmente, no ciclo completo os

animais são comercializados para o abate o que exige o alcance de padrões mínimos de

conformidade - peso e acabamento. A proposta é o que se denomina de ciclo completo

parcial, onde parte da produção pode ser comercializada ao desmame, parte aos 12-18 meses e

o restante para o abate. A definição dos caminhos depende da estrutura alimentar e da

conjuntura do mercado. Dessa forma, esse se torna um sistema bastante versátil e que adéqua-

se mais facilmente com a presença da agricultura. Neste sistema, quebra-se o paradigma de

vender só animais terminados. Assim, é possível que o pecuarista aproveite oportunidades

para comercializar o que normalmente não estava planejado no seu rígido sistema.

A terminação no Brasil passará por uma mudança radical, pois à medida que são

exigidas condições específicas para o fornecimento de bois gordos, peso, idade, acabamento,

raça e previsibilidade, exclui-se do negócio aqueles que não estão estruturados para tal.

Assim, os pecuaristas que estão no ciclo completo, terão que ajustar-se imediatamente ou

reconfigurar seus sistemas de modo a torná-los menos dependentes da engorda. Esta será cada

vez mais profissionalizada e será mais intensiva para proporcionar ganhos por área, pois as

margens por cabeça serão menores no futuro. Assim, o confinamento crescerá, a terminação

intensiva a pasto com alta produtividade de forragem aumentará e num nível intermediário o

semi-confinamento. Contudo, a engorda tradicional, com baixa carga e ganhos de peso

207

intermediários, somente se sustentará em sistemas de ciclo completo parcial. Toda esta

mudança está associada aos efeitos da ocupação das terras pela agricultura.

É evidente que a agricultura disponibiliza recursos extras de alimentação e logística que

beneficiam o sistema, mas algumas fases do sistema podem ficar comprometidas, como é o

caso da engorda. Então, parece paradoxal que mais alimentos dificultem a engorda. Mas a

realidade é que no sistema modificado pela agricultura a presença de pastagens cultivadas de

ciclo curto para rotacionar com os cultivos agrícolas, na maioria das vezes não é o suficiente

para que a terminação seja completa. Ou seja, os animais chegam ao final do ciclo do pasto

semi-terminados ou gordos no momento de grande oferta. Por isso, a importância da

flexibilização do sistema anteriormente discutido, para que a venda ocorra a partir de

quilogramas de animais, independente do seu estágio de terminação.

Um sistema de terminação que deverá crescer e tornar-se especializado é a recria como

um negócio de alta produtividade por área, pois aproveitará o pico de crescimento do animal

com um custo alimentar reduzido. Este sistema comprará bezerros e os levará até a idade

entre 12-18 meses para comercializá-los aos sistemas especializados de engorda. Pois, a

categoria de "boi magro" (bovino entre 18-30 meses) está cada vez mais reduzida e no futuro

não existirá. Portanto, a terminação dependerá dos animais originados na recria especializada.

Da mesma forma que a engorda, neste sistema, os ganhos serão por área, pois como essa

categoria animal cresce e aumenta de peso facilmente com ganhos intermediários, a

maximização do sistema ocorrerá pela alta carga/hectare. A tendência é de que o deságio

entre o bezerro e o "garrote/novilho" seja mínimo o que vai assegurar a eficiência e

manutenção desse sistema produtivo. Deve ser acrescentado que este sistema é de alta

flexibilidade permitindo ao pecuarista a comercialização do produto a partir de diversos

pesos, podendo atender um universo de terminadores conforme a conjuntura do negócio -

situação dos pastos e preço da reposição, pois este pecuarista é um comprador de bezerros.

A reengenharia da produção na pecuária é um processo relativamente novo e ela já foi

aplicada de forma empírica em situações de crise, onde os pecuaristas mudaram radicalmente

seus sistemas de produção, geralmente da cria para a engorda ou da engorda para a cria. De

modo geral, isso ocorreu porque o sistema vigente não estava preparado para enfrentar

situações como o baixo preço do bezerro ou a dificuldade de reposição do boi gordo.

Contudo, quando se analisa mais detalhadamente estas alterações percebe-se facilmente que

as causas são de natureza estrutural dos sistemas ou uma onda de influências de outros

pecuaristas. Portanto, mudanças ou reengenharia já houveram em outros tempos. Contudo,

nesta abordagem não se trata da reengenharia, começar de novo, mudar radicalmente, mas sim

208

a reconfiguração que é uma leve mudança no sistema acompanhada de ajustes estruturais

sobre a matriz produtiva.

A reconfiguração conduz de forma sustentável o ajuste do sistema frente a um cenário

que se vislumbra e para que isso ocorra é necessário um conjunto de ações integradas e em

sincronia com todos os elementos que constituem o sistema. Assim, serão apresentadas as

principais ações que mudaram a fotografia do sistema sem mudá-lo totalmente.

2.3. O suporte para análise e reconfiguração produtiva

2.3.1. O diagnóstico do sistema

A alteração da configuração produtiva de um sistema de produção em pecuária de corte

requer habilidades e competências especializadas, pois passa por redefinição dos objetivos,

estratégias e processos para alcançar melhores resultados. Não obstante, sempre envolve um

certo risco de não dar certo. Por isso, é necessário conhecer os principais vetores que de um

modo geral serão empregados na reconfiguração. Eles pode ser de natureza tecnológica ou

organizacional sobre os principais processos envolvidos na produção.

O amplo conhecimento de todas as variáveis que circundam uma unidade de produção é

estabelecido por uma análise correta da atividade. Isto pode ser feito por meio de um

diagnóstico apropriado do sistema de negócios e dos recursos envolvidos na produção. Este

pode ser específico e aplicado somente aos fatores básicos de produção como solo, recursos

humanos, capital e processo produtivo ou mais abrangente, incluindo até a avaliação do

ambiente externo. Contudo, em ambas as situações são necessárias a aplicação de um método

que permita ao gestor definir os rumos do negócio e os meios para alcançar de forma eficiente

os objetivos pertinentes à atividade.

Existem muitas técnicas para avaliar a situação de uma empresa rural em pecuária e

entre elas destaca-se a análise de competitividade, a análise sistêmica do negócio e a

avaliação de cenários. Aqui serão trabalhadas as questões sistêmicas e a avaliação de

cenários. A vantagem desta abordagem é que permite ao gestor administrar sua produção com

vistas à sustentabilidade dos negócios e ainda manter uma visão para o futuro. Com isto, são

eliminadas as premissas básicas de erro e o gestor passa a ter sob controle as principais

variáveis subordinadas a sua autoridade gerencial. Além disso, o método serve para ajustes

das estratégias de produção ou para definição de um novo negócio.

Com este método de abordagem a unidade de negócio é avaliada e definida a partir de

uma visão sistêmica da atividade. Ainda que este método seja mais complexo no que diz

respeito à agilidade para tomar decisões, ele assegura ao gestor uma estratégia sempre voltada

209

ao negócio como um todo, ou seja, as ações pontuais que não repercutem no resultado final da

atividade, geralmente não são priorizadas.

Os objetivos do diagnóstico e a caracterização da unidade de produção para o pecuarista

são:

Determinar as condições segundo as quais se verifica a utilização ótima de recursos

produtivos à disposição da fazenda;

Determinar em quanto a utilização atual desses recursos está afastada do nível ótimo;

Indicar os meios e métodos a se utilizar para alcançar o uso ótimo partindo da

utilização atual dos recursos produtivos.

Em síntese, um diagnóstico adequado responderá às perguntas básicas do negócio,

como:

O produto principal da fazenda é o mais adequado com as suas características?

Os processos tecnológicos são pertinentes e maximizam o uso dos demais recursos de

produção?

A escala e a distribuição da produção estão adequadas?

Os indicadores de processos são aceitáveis conforme o grau de utilização dos recursos

de produção?

Os indicadores de resultados asseguram a continuidade da atividade?

Existem oportunidades para correções e melhorias na atividade?

A análise da situação geral de uma empresa começa preliminarmente com a conclusão

se ela está adequada no que diz respeito ao seu sistema de produção e de negócios vigentes.

(O detalhamento desta metodologia está detalhado em: Barcellos, 2011; Marques et al.

2011).

Os sistemas de produção de bovinos de corte diagnosticados por meio dessa ferramenta

de análise tem demonstrado que a competitividade está relacionada com a especialização da

atividade e capacitação empresarial do gestor. No entanto, são necessários avanços,

principalmente, no gerenciamento de tecnologias, no uso de ferramentas de gestão, nas

relações entre os agentes da cadeia produtiva, na organização dos produtores e no acesso a

inovações tecnológicas. As fazendas com baixo nível de competitividade para alcançarem o

médio devem investir em manejo de pastagens para que possam otimizar o manejo

reprodutivo do sistema de produção. O menor acesso a inovação tecnológica e o baixo

investimento na genética do rebanho caracterizaram as principais diferenças entre os

pecuaristas de baixo e alto nível de competitividade. Por outro lado, os pecuaristas do médio

210

nível devem investir no gerenciamento do sistema produtivo, pelo aperfeiçoamento no manejo

reprodutivo, realização do controle zootécnico e melhoria do manejo de rotina dos animais

para serem altamente competitivos. Portanto, tudo isso está relacionado com a intervenção em

um tipo de vetor da produção. Por fim, deve-se considerar que a bovinocultura de corte é uma

atividade heterogênea nas diferentes regiões brasileiras, contudo, independentemente da

região é fundamental avaliar preliminarmente o sistema antes de definir se ele é passível de

reconfiguração.

O conhecimento da matriz de custos do sistema de produção, por meio da metodologia

dos centros de custos é uma ferramenta poderosa para iniciar um processo de intervenção.

Para isto, são definidos os principais centros de custos e os itens que o constituem.

Fig. 5. Fluxograma dos centros de custos no sistema de cria.

A partir da distribuição dos custos aos respectivos centros, são calculados os núcleos

produtivos responsáveis pelas movimentações financeiras da empresa rural, o que possibilita

ao pecuarista tomar decisões de acordo com o desempenho medido. Assim, os centros de

custos com elevados desembolsos e baixa produtividade sofrem uma análise detalhada.

Quando identifica-se os itens de maior impacto econômico é possível evitar erros nas decisões

que envolvem o sistema.

211

Fig. 6. Modelo de simulação do impacto de tecnologias na pecuária de cria.

No ponto de vista aplicado é considerado que a saída de um sistema é a combinação de

cinco elementos: o valor da produção que é resultado da produtividade e do valor pago pelo

produto; preço da terra; custo do alimento e custo de manutenção do rebanho (Fig. 7).

Identificar entre estes elementos qual é a melhor combinação depende do uso de sistemas de

apoio a tomada de decisão. No entanto, já existem estudos e resultados que fazem alusão a

isso apontando ao pecuarista as regras gerais a serem observadas. A ferramenta que vem

sendo empregada estima a eficiência dos componentes solo (valor da terra), planta

(capacidade de lotação) e o animal (ganho de peso; produção de bezerros, etc...), por meio de

uma ponderação em função do impacto de cada um desses elementos e resultado é obtido pela

divisão entre o valor de produção e o custo de produção. Com isto, a diretriz básica está

sustentada na produtividade em primeiro lugar e depois no custo.

212

Fig. 7. Variáveis que determinam a eficiência bioeconômica em sistemas de produção de bovinos de corte.

Num cenário teórico tem sido demonstrado que a maioria dos sistemas de ciclo

completo com baixa escala (1000-1500 ha) são ineficientes. Os cenários alternativos que

incrementam a eficiência bioeconômica da atividade estão relacionados basicamente a

necessidade de aumento de produtividade ou da redução do custo de oportunidade da terra,

onde o sistema estaria voltado a explorar com pecuária terras mais baratas (Fig. 8). Portanto,

identificar esta situação só é possível por meio de ferramentas especializadas com um vetor de

direcionamento para reconfigurar o sistema pela intervenção em uma destas variáveis macro.

213

Fig. 8. Mapa de isoeficiência em sistemas de ciclo completo em pecuária de corte.

2.3.2. A idade ao primeiro acasalamento e a estação reprodutiva

Nos sistemas que envolvem a cria conforme amplamente discutido em vários artigos

desenvolvidos no NESPRO, sem dúvida alguma, a manipulação da idade ao primeiro

acasalamento e a definição da estação reprodutiva do rebanho constituem-se no principal

instrumento que altera as demandas de alimento ao longo do ano, os custos de manutenção do

rebanho e o destino do produto para a recria ou comercialização.

O acasalamento das novilhas aos 18 meses, no verão-outono, cria uma curva de

demanda alimentar no sistema totalmente diferente do acasalamento tradicional de

primavera/verão (Fig. 9). Ela se modifica ao longo do ano conforme a idade e a época do

primeiro acasalamento da novilha. De janeiro a abril ela é muito semelhante tanto em valores

quanto na tendência de redução das exigências. No entanto, nesse período, o rebanho A18

apresenta exigência total um pouco acima do A24. Isso ocorre pelo fato de que esse período

coincide com as parições das novilhas que foram acasaladas no outono anterior, resultando

em aumento na necessidade nutricional dessa categoria, e por conseqüência, de todo o

rebanho. Além disso, nesse período existem novilhas em recria para o acasalamento aos 18

meses que demandam maior aporte de energia do que as novilhas que serão acasaladas aos 24

meses. A partir dos meses de abril/maio, o rebanho A18 apresenta maior necessidade de

214

energia quando comparado com o A24, devido principalmente a maior necessidade de energia

exigida para o crescimento e a lactação das novilhas que estão parindo aos 30 meses. Essa

tendência se mantém até junho/julho, momento em que a curva de demanda energética do

rebanho A24 passa a posicionar-se acima da curva do rebanho A18, resultado do avanço da

prenhez das novilhas acasaladas aos 24 meses no período primavera-verão do ano anterior,

cujo parto ocorrerá em agosto/setembro.

Nesse mesmo período ocorre o desmame das novilhas que pariram pela primeira vez

aos 30 meses e que serão acasaladas pela segunda vez - agora na primavera e sem o bezerro

ao pé - aos 36-38 meses. Com a remoção do bezerro, há uma redução das exigências de

nutrientes, anteriormente destinados à lactação, que são redirecionados favorecendo o

ressurgimento da atividade reprodutiva. Isso explica a maior taxa prenhez freqüentemente

obtida no segundo acasalamento da novilha no sistema A18 em relação ao A24, mesmo em

condições nutricionais restritas. No sistema A24 as primíparas aos 36 meses na primavera

necessitam destinar energia suficiente para manutenção, lactação e crescimento tecidual e

ainda estarem aptas a conceberem novamente. Por outro lado, no sistema A18 essa categoria

não está mais lactando e suas exigências para crescimento são baixas. Conseqüentemente,

essas últimas necessitam de menos energia para que exerçam sua função reprodutiva.

Quando comparada a variação da demanda energética dos rebanhos A18 e A24 (Fig.

10), observa-se que a redução da demanda ocorrida entre os meses de julho e janeiro é maior

do que o aumento desta mesma demanda ocorrido nos meses de fevereiro a junho. Nesse

sentido, a utilização do acasalamento das novilhas aos 18 meses no outono, mantendo-se o

acasalamento do restante das matrizes na primavera, promove maior equilíbrio na curva de

demanda energética do rebanho quando comparada a rebanhos que acasalam novilhas aos 24

meses e vacas na primavera.

A redução da demanda por energia do rebanho A18, comparado ao A24, é verificada

com maior intensidade nos meses de setembro, outubro e novembro (6,3%, 8,6% e 7,1% de

redução). Dentro de um enfoque sistêmico do gerenciamento nutricional do rebanho, esse fato

beneficia as matrizes adultas, pois esse período coincide com a época de parição das mesmas,

o que permite manejá-las com maior oferta de nutrientes.

215

10000

11000

12000

13000

14000

15000

16000

17000

18000

Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

Meses

Dem

an

da e

nergéti

ca (

Mcal)

Primavera

Outono

Fig. 9. Demanda energética (Mcal) de dois rebanhos de cria diferindo na idade e época do primeiro

acasalamento da novilha (18 meses no outono ou 24 meses na primavera).

0,7% 0,7%

4,6% 4,4%

2,0%

-6,3%-7,1%

-2,2%-0,5% -1,1%

-3,0%

-8,6%-10,0%

-8,0%

-6,0%

-4,0%

-2,0%

0,0%

2,0%

4,0%

6,0%

8,0%

10,0%

Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

Fig. 10. Variação da demanda energética de um sistema de produção com acasalamento aos 18 meses em relação

ao acasalamento aos 24 meses.

A escolha da estação de acasalamento no sistema deve sair do modelo tradicional de

escolha que está baseado no ajuste da curva de exigências nutricionais da vaca com a curva de

216

disponibilidade e qualidade do pasto. Isto dirigiu basicamente a escolha do período

reprodutivo, de forma consistente e com embasamento científico, nos principais sistemas de

produção de cria. No entanto, na atualidade e, com o surgimento de outros elementos na

produção, já é possível afirmar que somente os dois primeiros fatores não são o suficiente

para a definição da estação reprodutiva.

A premissa inicial para essa reconfiguração dos sistemas de cria sustenta-se no fato de

que a cria depende do número de bezerros produzidos e do valor obtido pelos mesmos e,

adicionalmente, das vacas de descarte. Para isto, a época de acasalamento tem um papel

fundamental. Porém, o que se pretende questionar e sugerir é a inclusão de outros elementos

complementares para a escolha dessa época (Fig. 11). Portanto, se a presença de agricultura

aporta um subproduto ou pastagens cultivadas em épocas não convencionais de acasalamento

e se isto resulta no aumento de produtividade, já a premissa inicial é questionada. De outra

parte, se ocorre com freqüência na região problemas de estiagens e de dias com altas

temperaturas no período tradicional de acasalamento (de maior oferta de forragem), a escolha

passa a ser orientada por este novo parâmetro de natureza climática.

Vetores da estação de

monta

Curva de disponibilidade de pasto

Presença da agricultura

Exigências de mercado para os

bezerros

Disponibilidade de mão de obra no

sistema

Presença de subprodutos

(feno)

Clima – Tempx Chuva

Topografia, vegetação e

fonte de água

Epidemiologia local

Destino do bezerro

Estrutura do rebanho

Monta natural x IA x

IATF

Fig. 11. Critérios direcionadores da escolha da estação de monta em sistemas de cria.

217

Assim, esse conjunto de critérios deve ser avaliado em cada sistema de produção e

identificado aquele ou aqueles que mais impactam o resultado final. Com esta identificação,

se estabelece um novo vetor para a escolha da estação reprodutiva.

2.3.3. A valorização da produção

A agregação de diferenciais de qualidade que capturem maior preço pelo produto

comercializado também tem sido uma tendência na pecuária de corte. As boas práticas de

produção, a rastreabilidade, o bem estar animal, a produção de origem preservada, orgânica,

ambiental e todos os seus instrumentos asseguradores podem ser adicionais de valorização do

produto comercializado e um vetor dos novos sistemas de produção. Estes instrumentos

também podem ser considerados como mecanismos importantes de apoio a gestão do sistema,

pois todos exigem controles adicionais e a manutenção de registros objetos de avaliação,

auditorias e conferências de padrões previamente aprovados em protocolos da unidade de

produção. Dessa forma, os sistemas de certificação, mediante análise de registros de

informações de sistemas produtivos, asseguram diferencial ao produto segundo regras

específicas e pré-definidas por um protocolo e, por isso, as exigências e o grau de importância

dessas são variáveis. Na rastreabilidade, certificação mais simples e que é pré-requisito para

as demais analisadas, preconiza, unicamente, a produção de carne inócua, sendo, portanto, o

manejo animal e as instalações rurais as únicas dimensões presentes. Por outro lado, as boas

práticas agropecuárias são certificações mais abrangentes e exigentes, já que possuem como

princípios de produção a integração de inúmeros elementos – social, ambiental, animal e

econômico. A aplicabilidade e uso de cada instrumento agregador de valor é intrínseco ao

sistema, mas depende fundamentalmente do mercado de destino do produto final.

2.3.4. O risco tecnológico e os recursos humanos

A inovação tecnológica e a necessidade de intensificar a produção conduzem a pecuária

de corte tem gerado novos desafios aos pecuaristas e talvez seja o principal vetor

reestruturante dos sistemas de produção.

A pecuária foi uma atividade que baseava-se em tecnologias que usavam poucos

insumos e prioritariamente processos organizacionais e de envolvimento de pessoas,

buscando extrair do ambiente e do manejo os principais resultados. Contudo, na medida em

que exige uma produção mais intensiva, obrigatoriamente entram os insumos como elemento

principal da tecnologia. Por si só o insumo tem maior custo do que o processo e o seu

218

resultado - eficiência - está na conversão do insumo ou tecnologia em produto. Contudo, esta

eficiência depende da capacidade de uso da tecnologia - do usuário; em outras palavras do

operador da mesma - equipe de campo da fazenda. Portanto, neste momento, recursos

humanos tornam-se elementos centrais do sistema de produção.

Além dos aspectos relacionados a eficiência de uso de uma tecnologia, existem outros

elementos que interferem nos resultados obtidos em relação aos esperados. Para isto, criou-se

um indicador de risco para a escolha de uma determinada tecnologia, sendo constituído de

quatro fatores: complexidade operacional (facilidade com que se executa a técnica); o custo

(além do desembolso, os fatores relacionados para sua utilização); o conhecimento técnico

(nível de sabedoria sobre a técnica na comunidade científica e operacional) e a flexibilidade

(capacidade de substituir imediatamente a nova técnica por outra) (Fig. 12).

Fig. 12. Fatores que terminam o nível de risco de uma tecnologia.

A partir do desenvolvimento de um sistema simulador do risco identificou-se que toda a

tecnologia de maior custo traz um maior risco, sendo que para cada aumento de 100 unidades

no custo aumenta em 29% o risco da tecnologia não produzir os resultados esperados. Este

aspecto não pode desanimar em investir em tecnologias de alto custo pelo seu risco intrínseco,

mas salientar que é preciso cuidados redobrados para obter os resultados esperados. Mas o

219

principal problema que impacta o risco é a complexidade operacional, ou seja, como o

operador executa a técnica (Fig. 14). Portanto, uma tecnologia complexa como o manejo de

um sistema de pastejo rotacionado intensivo, pode ter insucesso se a equipe de campo não é

bem treinada. Assim, é crível afirmar que os sistemas reconfigurados tem um ponto

vulnerável, se dependem de intensificação tecnológica, que são os recursos humanos.

Custo Risco

100

29

Fig. 13. A relação entre o risco e o custo é de 29%.

Fig. 13. A relação entre o risco e a complexidade operacional é de 43%.

220

Os recursos humanos constituem com os recursos naturais as dimensões mais

importantes para o diagnóstico de uma atividade pecuária ou para definir um sistema de

produção e negócios. Nessa dimensão estão envolvidos o grau de alfabetização da equipe, a

capacitação técnica, a motivação (programas de premiação) e a cultura inerente a atividade

(saber fazer tácito).

Num sistema de pecuária as pessoas representam um dos principais elementos de

produção, pois delas depende a eficácia operacional da maioria das tecnologias envolvidas. A

rotina diária em grande parte das fazendas de pecuária não tem um controle gerencial

hierárquico direto, portanto, depende muito do grau de comprometimento, da capacidade

técnica da equipe e da cultura regional para as funções exercidas. Todos estes requisitos

geralmente são potencializados pela existência de programas de premiação por desempenho e

produtividade, regra geral vinculados a metas por processos ou pelo resultado final do

negócio.

Um aspecto importante a ser considerado nesta dimensão é que a autoridade do gestor

da fazenda sobre os preços dos insumos e demais fatores de produção comprados é muito

baixa, restando a alternativa de trabalhar nos custos de produção pela maximização no uso

dos recursos. Isto ocorre por meio da maior eficácia operacional, sendo extremamente

depende dos recursos humanos envolvidos. Dessa forma é amplamente justificado no

diagnóstico de uma empresa de pecu ria o n vel da dimensão “RH”.

Na análise é fundamental avaliar as características relativas ao RH com base no sistema

de produção vigente na fazenda. Portanto, para um sistema de cria é fundamental a

capacitação específica para o atendimento à parição do rebanho. No entanto, se o sistema é de

engorda esta capacitação é desnecessária.

3. Implicações

No Brasil, muitos estudos foram realizados envolvendo a produção de bovinos de corte,

sendo que a maioria deles envolvem os aspectos tecnológicos necessários ao aumento da

produtividade. Todos eles contribuíram intensamente para o avanço do setor, seja para a

expansão da fronteira pecuária do Brasil Central e Norte, seja para consolidação dos sistemas

produtivos mais tradicionais do sul e do sudeste. Neste processo de expansão e consolidação a

pecuária foi sendo tratada como uma atividade isolada em relação ao fator terra, pois esta

tinha um valor de reserva de capital e de segurança financeira. No entanto, como a terra torna-

se um fator escasso de produção pelo avanço agrícola, a pecuária entra como atividade

221

complementar ou integrada à lavoura. Neste sentido, surgem algumas contradições entre

modelos produtivos e, aqueles estudos anteriormente comentados, não são mais suficientes

para a análise e a proposta de novas estratégias. Agora o modelo é outro. Nele exige-se uma

visão interdisciplinar e até mesmo transversal do conhecimento, cujos nós se entrelaçam para

criar um modelo integrado de produção. Esse modelo, certamente leva ao que aqui

denominamos de reconfiguração, tendo como plano de fundo uma terra cada vez mais

valorizada. Assim, este texto contribui com os principais elementos que darão suporte a

reconfiguração dos sistemas produtivos, com ênfase especial a cria.

Referências

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222

The livestock sector 2020: consumer perspectivesI

Luís Kluwe Aguiar1

I Text prepared for VIII NESPRO Meeting / I International Symposium in Beef Cattle Production System. Porto

Alegre, RS, Brazil. September 24th-26th, 2013.

Abstract

This paper addresses some of the issues regarding the trends in consumption which would

affect the livestock sector in years to come. From a global, European and that of the United

Kingdom market perspective the article addresses factors that would be influencing the

industry. The way meat has been produced has been typical of internationalised supply chains

where food is sourced wherever it is the cheapest. The demand for meat has been growing in

the last fifty years and it was intensified with the general world prosperity, the rising of

incomes and the opening of important markets such as China. Urbanisation influencing

demographics, household composition and gender roles has shaped consumer trends. Chicken

meat has gain preference of consumers’ taste in detriment to beef. The income and

substitution effect of poultry, beef and pork meats are still primary determinants in meat

consumption. Different consumer lifestyles attempt to represent key groups of society

however, buyer behaviour is complex. Food retailers have shaped the way meats are offered

to consumers and are considered by many as being responsible for providing not only

convenience but also sustainable solutions. The development regarding the production of the

synthetic beef in the Netherlands poses a challenge but it is also an interesting opportunity for

those in livestock sector to rethink the whole system.

Key words: livestock, meat, beef, consumer behaviour, marketing trends

1. Introduction

In recent years, the consumption of all meats has increased owed to many factors.

Firstly, the economic stability in markets especially in the BRICS countries which has led to

increasing purchasing power of the population in general, but, in particular, of a substantial

consumer segment which, for the first time, could afford more and better as well as

experiment with a variety of foods, especially meat. Higher levels of prosperity due to rising

1 Senior Lecturer, Harpers Adams University, Newport, England.

223

incomes have had, notably up to a certain level of income, a positive correlation with meat

consumption (Kanerva, 2013). Moreover, labour efficiencies translated in the reducing

number of hours one person needs to work to afford one kilogramme of meat has also meant

that the less one has to work to earn enough to purchase meat, the more one will eat it: this

being especially true for chicken meat.

Secondly, the opening up of markets such as China, Russia and India contributed to the

substantial addition of their respective populations to the general consumer pool. This,

coupled with the aforementioned economic improvement in Latin America and South East

Asia, has served as catalyst for the expansion in the demand of meat in general.

Thirdly, on the one hand the quest for a healthier lifestyle has put in check the

consumption of carbohydrates as main source of energy. The Western society has based their

staple food consumption on processed and fast foods which contain a high combination of

carbohydrates, and salt, sugar and fat. The obesity epidemic reflects the excessive caloric

intake of foods that have low nutrition quality. On the other hand, the notion that animal

proteins are more nutritious have helped the consumers’ perception to consider including

more meat in their diets.

Fourthly, the ever increasing internationalisation of food chains has allowed the

sourcing of supplies wherever they are located, thus satisfying distant markets’ demand has

become common place. However, the distance from the sources of production and the

realisation about the loss in control regarding the way food is produced, especially meat, has

raised many questions not only about food safety but also about how food could be produced

more sustainably. The world’s population size, the effects of climate change on agriculture,

the access to and the quality of water as well as the utilisation of natural resources have

become important issues for all the stakeholders in the supply chain. More recently, food

security have entered the agenda of governments and policy makers particularly about the

ability to feed a growing population and avoid social unrest.

Finally, the issue of genetic modification is back on the agenda. This time, genetic

modification’s remit would not be about an evangelical attempt to save the world from hunger

or the poor from blindness, but provide important solutions for the livestock sector in the aid

of preventing animal diseases. The recent results from a lab experiment which have resulted

in the production of synthetic meat by Dr Mark Post from Maastricht University has not only

demonstrated the possibility that large scale production of lab meat would be feasible in the

near future but has also found support from the governments, agencies and environmentalists.

224

2. Current issues affecting meat

Humans have a huge appetite for meat. By 2060, with the world’s population reaching

9.5 billion the demand for meat is expected to double. Presently, 30% of the Earth's usable

surface is covered by pastures which feed animals compared to just 4% used directly to feed

humans. If the amount of meat produced doubles, livestock production could be responsible

for half as much climate impact as all the world's cars, lorries and aircraft (Jha, 2013) put

together.

The effect of rural exodus and growing urbanisation has also aided in the general

increase of meat consumption. Urbanisation relates to modernisation of habits of a family

leading to households of double income, the growing presence of supermarkets, changes in

food shopping habit, the demand for convenience (pre-prepared and ready meals), different

lifestyles and the awareness of diets either regarding nutrition or weight loss. Kanerva (2013)

analysing data from eight EU countries found a threefold increase in poultry consumption

directly owed to convenience. This is caused by the increased presence of women in the

workforce because both chicken and fish are easy and quick to prepare. Yet, Schroeter &

Foster (2004) in a research in the USA found the opposite effect. The authors proposed that

since more women are in the work place, they would have less time and energy to influence

their own and their families' food choices. Nevertheless, more meat was eaten when the share

of economically active women was larger. It is generally accepted that women tend to avoid

consuming red meats more than men. Women tend to opt for white meat, mainly chicken

Kubberod et al. (2002) and Lea and Worsley (2001) cited by Kanerva (2013).

Wohlgenant (1985) explored the role of culture as determinant factor on food choices

and Westhoek et al. (2011) studied the cultural influence in household expenditure. The

cultural phenomenon could be clearly perceived in the European continent where there are

great variations of cultural and food habits in a relative small geographical area. In Southern

European countries, families have traditionally spent considerably more money on food as

compared to Northern European ones. In the South of Europe food occupies a more central

place in people's lives a fact that has only been perceived in some Northern European

countries in recent years (van Otterloo, 2012). It is well established knowledge that religious

festivities have greatly contributed to food culture. In catholic countries in Europe more

money is spent on meat than in protestant ones. According to De Boer et al. (2009), the

catholic culture tends to appreciate meat specifically as a culinary pleasure. Hence, Kanerva

(2013) has identified that household expenditure on meat as being higher in Spain, Italy and

France than in the UK, the Netherlands and Finland, for example.

225

Modern meat chains have a problem which is to do with geographical location of

production and consumption. The locations of supply and demand are often very distant apart.

This is owed to the last half of the 20th

Century when a vast industrialisation of meat

production took place fostered by great flows of foreign investment in the sector. As a result

of the development of the broiler industry, the price of chicken meat has dropped fast

(Kanerva, 2013). Moreover, the phenomenal cost reductions to the final product have made

chicken meat the most affordable type of animal protein and deeply changing consumer

habits. During the same period the chicken has been transformed from a ‘very local chicken’

to a ‘very global chicken’ (Mar & Buntzel, 2008). Hence, chicken is the most traded meat

internationally.

Rivera-Ferre (2009) proposed that the demand for meat was strongly influenced by its

supply. The intensification, or industrialisation of meat production, which has then led to

price decreases, has enabled the markets that consumers have consequently adjusted to. Kasa

(2008) cited by Kanerva (2013) found a causal link between increased trade and the rising of

meat demand. International trade has also facilitated the growth in beef supply with

consequent positive consumer response for more beef in the diets of countries in the Far East

and South East Asia.

Fundamentally, the consumption of meat is primarily affected by its price. This is

influenced by the price of the commodity per se, the substitution and income effects as well as

access to international supply and trade. The social dimension of consumption is influenced

by the standards of living, levels of income, lifestyle, degrees of urbanisation as well as the

role of food in everyday consumption and cultural values (Menkhaus, 1985). Yet, according

to Wohlgenant (1985), the relationship between price and consumption of meat is not always

obvious. There is usually more than one factor affecting people's food choices.

Moreover, in beef consumption, over time, consumers are very responsive to changes in

the price of beef and to changes in real income. Nevertheless, the demand for beef also

depends upon the price of poultry and fish; beef’s own price, the price of pork and the

consumers’ income. As a result of the industrialisation of meat production, the demand for

beef has become more sensitive to poultry prices. Furthermore, a change in the price of beef

affects the consumption of chicken more than that of pork. When the price of beef decreases,

the quantities of pork and chicken demanded decrease (Menkhaus, 1985). When the prices of

pork or chicken decline, consumers operating on a relatively fixed meat budget, have, in

theory, more money left to spend on beef. This reflects the dominance of the income effect

over the substitution effect. Yet, Menkhaus et al. (1985) proposed that when the price of pork

226

or chicken declined, both being inelastic, consumption would increase less than

proportionally to the decline in price. As a result, expenditures for these products would

decline. Savings would accrue to consumers, and given the much higher expenditure elasticity

for beef as compared to pork and chicken, these savings are likely to be diverted to the

purchase of more beef.

In recent years meat production industrialisation has also been a matter of concern.

Many food scares culminating with the BSE outbreak in the mid-1990s have raised some

issues regarding the way food is produced, especially livestock. Consumers care for the

welfare of poultry, pigs and cattle. Some believe that the industrialisation of production has

greatly affected the quality of the meat (Kanerva, 2013). The latest in the series of scandals

has been the fraud and adulteration concerning the presence of horse meat in food

preparations and burgers.

The concept of a healthy diet has gone through many transformations over time, and

continues to do so. Currently, however, most experts agree that a low-meat diet is healthier

than a high-meat diet which is likely to increase risks of certain illnesses, such as cancer and

cardiovascular disease. Most EU countries recommend about 50g of protein daily to healthy

adults (WHO, 2004). Nevertheless, Marí & Buntzel (2008) mentioned that the Dutch, for

example, over consume protein by around 60%, as compared to that government’s

recommended guideline, and that the average German ate more than twice as much meat as it

would be healthy. In fact there has been no actual reduction of the overall meat consumption.

When attempts are made to reduce meat consumption the red meats usually suffer for the

benefit of poultry meat.

The motivation for further reducing the consumption of meat, from a person’s health

issue viewpoint, would be for consumers to act more favourably towards a pro-environmental

behaviour. Jha (2013) mentioned that according to the primatologist Prof Richard Wrangham,

the best way to prevent environmental damage would be for everyone to eat less meat.

However, no one thinks that would actually happen since the desire to eat meat is deeply

ingrained in human evolution. The learning how to cook and eat meat has had evolutionary

benefits that are ingrained in the human genes. Meat is a dense source of nutrition and

calories which has had a lasting impact on the taste for flesh today (Jha, 2013).

Until recently, most consumers in the global North at least, did not, seem to care about

the industrial chicken (Marí & Buntzel 2008) and tended to overlook it because of its

convenience. However, in the European Union (EU) legislation has been introduced regarding

the movement of cattle, the conditions at the abattoir, the density of poultry stock

227

culminating, more recently, with the end of the caged egg production in the EU. Food retailers

have shown that they can be proactive towards more sustainable practices as well. In the UK,

for example, a number of food retailers have taken a leading role in moving towards

sustainability by publishing 'carbon footprints' on product labels (Oosterveer, 2012). From the

viewpoint of climate change, switching from beef production to chicken makes a lot of

difference. The Greenhouse Gas (GHG) emissions from producing 1 kg of beef can be more

than 10 times as much as for 1 kg of chicken (Kanerva, 2013). Schroeder et al (2013) found in

a comparative GHG emission study that a lot of efficiency could be achieved, i.e. GHG

emissions reduced, with better farm management practices which would lead to the

improvement in the weaning rate, age and carcass weight at slaughter.

Consumers are an important part of the meat equation and despite having less power

than the industry, together with producers and retailers; they have co-shaped modern

consumer practices and preferences. The European public perception voiced by the media, has

questioned the long distance import of meat. There is still strong perception that beef

produced from the tropics is damaging for the environment (Aguiar, 2011) and information

on the country of origin (Lopes et al., 2013) and perception of image of country of origin is

crucial in meat markets. Consumers are expected to continue to do so in the future, helping to

create a more sustainable food system especially regarding the poultry industry (Kanerva,

2013).

Nonetheless, the problem with meat chains is the inherit loss and waste that takes place

as part of the production, processing, transportation and consumption of meat. In countries

where meat production is typically extensive and of large scale, usually in the southern

hemisphere, loss is more prominent at production, processing, handling and storage levels. In

major consumer markets, in the northern hemisphere, the problem is more due to waste

during distribution and consumption of meat. The FAO estimates that some 23.8% of meat

and meat products are lost in the EU alone considering the farm, the dinner plate and the

rubbish bin (FAO, 2011). This imposes serious implications for meat chain stakeholders who

should be better coordinated.

On the one hand, the popularity of the Low Carb diets which are based on the lower

intake of refined carbohydrates, and higher in protein and fats, is also considered good for

both health as well as for weight loss purposes. As a result, in Finland, meat and butter

consumption has kept rising in recent years. On the other hand, eating more in line with a

Mediterranean diet, which is based on a lot of vegetables and is low in meat, would perhaps

also mean moving towards a more sustainable (and healthier) diet (De Boer et al. 2009). In

228

addition, The Meat Free Mondays Initiative started in the USA in 2003 by Sid Lerner to

encourage people to reduce meat consumption to improve their health. The initiative proposes

cutting back the intake of meat and consequently of saturated fats over three meals in one day.

The initiative also aims at helping the health of the planet something endorsed in 2008 by the

chair of the UN Intergovernmental Panel on Climate Change, Dr Rajendra Pachauri, who

urged people to have one meat-free day a week to help curb climate change (Jha, 2013). Since

Fridays is already a traditional fish or non-meat day for many religions, the popularisation of

the Meat Free Mondays initiatives in schools and universities is being monitored closely by

those in the meat industry.

The recent issue of the Synthetic Beef opens up great possibilities for new product

development regarding the meat sector but has a lot of controversy shrouded around it.

Consumer perception and acceptability would be key for its future development. Stem cells

from two cows, one a Blanc Blue Belge and another a Blond d’Acquitaine were harvested and

cultivated developing in muscle fibers biologically identical to beef, but grown in a lab. Dr

Post believes that the new technology will resolve the issues of animal welfare and the

production of GHG inherent from bovine activity. In an interview to the Guardian newspaper

Dr Post commented that the motivation behind the research is that "cows are very inefficient –

they require 100g of vegetable protein to produce only 15g of edible animal protein, so we

need to feed the cows a lot so that we can feed ourselves. We lose a lot of food that way. With

cultured meat, scientists can make meat production more efficient because they can keep all

the variables under control. They also do not need to slaughter any cows.” Dr Post believes

that the artificial method of growing meat in labs will have a positive impact on the

environment, since lab meat reduced the need for land and water by 90% and cut overall

energy use by 70% (Jha, 2013). The Rosling Institute, part of Edinburgh University, after

nearly two decades of having successfully cloned a sheep, has revealed another milestone

with Pig26. Pig26 is the first GM pig presenting the new gene-editing techniquewhich consist

of modifying one gene only. Such a single deletion, of one out of the 3 billion of its entire

genome, hence mimicking what happens in nature, would produce African Swine Fever

disease-resistant animals (Whitelaw, 2013). In the USA, similarly to the work carried out by

the Roslin Institute, the USDA is about to approve for consumption a fast growing Atlantic

salmon. Back in the UK and also in the Roslin Institute’s pipeline are other examples of the

GM modification chicken resistant to H7N2 flu virus, cows that would produce milk rich in

omega-3 fats, as well animals resistant to Foot and Mouth disease. Despite this new technique

being likely to be less of a problem and receive fewer objections from anti-GM pressure

229

groups, it is unlikely that these GM animals would enter the food chain too soon. However, in

countries where barriers are low such as the USA and China. According to the newspaper

Independent (2013) scientists expect the new GM would be key in feeding the growing world

population in the future.

To understand a cash rich/time poor consumer is not an easy task, but to cater for such

consumer base has become increasingly more complex. Managers in the meat industry face

the dilemma of over generalising or over segmenting consumers’ markets. Still, consumers

are characterised by being elusive because of family dynamics influencing household

structures and gender roles which will further influence the need for convenience. Consumers

are elusive because of their mobility and heterodox approach to buying and consuming food.

Many hours are spent travelling to and from work either in public transport of behind a car

wheel. The modern car has become a major consumption site with the car manufacturers

responding rapidly to this trend. Trays and adaptations for drinks and snacks’ holders allow

for the mobile consumer to enjoy a quick bite on the move. Consumers are influenced by

global trends which are shaping their needs and choices. The catering and food service sector

despite the recession in the EU has experienced an expansion. Consumers arriving home from

work would not consider preparing a meal from scratch. The solution comes from chilled pre-

prepared and frozen ready meals which require minimum preparation.

The modern consumer shopping behaviour is still influenced by intangible and fringe

attributes such as the impact of farming in the environment, methods of production, food

miles/carbon footprint and food-health related issues. Six mega lifestyle trends dominate the

food sector and which would directly influence the meat industry namely: Health and

Wellbeing, Pro-sustainability, Back to Tradition, Value for Money, Indulgence and Busy

Lives.

Health and Wellbeing relates to consumers being worried about both their mental and

physical health which would have an impact on personal internal and external beauty as well

the health of their children. Diets and dieting, the origin if meats and methods of production

would be of interest for this type of consumer segment. Pro-sustainability is of interest for

those consumers who give a priority for living a responsible and ethical lifestyle. Owed to the

economic downturn, pro-sustainability has lost in importance being no longer this consumers’

segment top priority in life. Nonetheless, consumers in this segment have delegated a lot of

the responsibility food producers, processors and retailers which should be responsible for

transparency, the care for the environment, provide waste and recycling solutions to minimise

the negative effects of climate change. Fair trading products are still high in their agenda.

230

Back to Tradition is a growing segment in recent years especially in the UK. These

consumers favour products that are honest and in season. Consumers in this segment are

interested in products with a story. Thus what is determining the consumption of one food

item in detriment of another has to do with the way food is produced, good provenance of

sourcing, the country of origin, and the miles that a specific food had to cover to reach the

supermarket shelf. If one can trace back to the individual farmer where the food has

originated and guarantee trust in the system this guarantees an extra layer of satisfaction.

Local trustworthy and traditional brands with heritage are high in the agenda.

Value for Money are important for consumers with have limited budget and are

looking for bargains and good deals. Price is the main differentiator in the purchase decision.

Indulgence consumers are those who are interested not only in large but also small

indulgences in life. Indulgent consumers may not express this behaviour on a daily basis, but

act more prominently in an indulgence manner during the weekend. For this category, food is

the simplest and most accessible of pleasures. At home over the weekend these consumers

become chefs and would spend a large amount of money on expensive meats. These tend to

look for special meat joints for a special occasion meaning that the beef will be savoured over

a Sunday lunch with friends. Busy Lives are characteristic of a type of consumer who look

for look for convenience and graze a lot throughout the day.

These segments are not fixed but most of the times fluid. Depending on the situation

one can look for value for money solutions and indulgences at the same time. However, for

food retailers, it has become much more difficult to predict shopping behaviour and food

offerings have become a challenge.

3. Conclusions

There is no one or quick solution to a complex situation. The variables affecting the

livestock sector are many their treatment rather complex. The challenges for those acting in

the livestock sector lay on the changes in demographics and household composition that have

determined some of the present lifestyle in the modern society. The growth in the world

population would require innovative solutions and present great opportunities. Food habits are

changing owed to increased disposable income. Consumers lifestyles have implications in the

way food is purchased and consumed.

Limited resources regarding the use of land and its impact on the soil (erosion and

desertification), water quality, and the environment, key determinants of sustainability would

put pressure on producers. Choices between the mono variety type of cultivation, be it plant

231

or animal and the small scale, local type of production in contrast to that of large scale

industrial exploration will need to be discussed. Moreover, the competition between food and

non-fuel cultivation to supply either the energy industry or the animal feed sector ought to be

part of the debate too.

Price would still be the most important determinant factor in the decision to either

produce or consume on type of meat in relation to another. Food inflation in the new

millennium has reversed a long declining price trend in agricultural commodities. The

economic recession felt by many countries have provided some glimpses on how consumers

change and adapt. It could be argued that the price of food is still relatively cheap for the

populations of the developed world. If the price of food would be prohibitive, less loss and

waste would be allowed in the meat chain. Some argued that if all the food loss and waste

problem were to be resolved, there would be enough food for everyone alive in 2060. The

recent development in GM modification which removes the so called ‘Frankenstein’ stigma

attached to the technique might indeed serve as one of the solutions for a hungrier world. As

for the production of the synthetic meat, it clearly requires not only a debate on the ethics of

its production but also a rethinking of the whole future of the industry. The author’s intention

was not to exhaust the discussions in this paper, but to serve as a platform for the other

contributions and to provoke debate

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