Stres cieplny

Stres cieplny

Podczas gdy zmiana klimatu staje się tematem numer jeden w światowym rolnictwie, stres cieplny w Europie będzie coraz ważniejszą kwestią – nie tylko w typowych miejscach jego występowania, jak nad Morzem Śródziemnym i w Europie Centralnej, ale również w krajach o umiarkowanym klimacie, jak Wielka Brytania, Niemcy i Francja. Przyjmuje się, że stres cieplny jest efektem połączenia temperatury i wilgotności wyższych niż strefa termoneutralna dla krowy. Krajowa Rada ds. Badań Naukowych (2007) utworzyła wskaźnik temperatury i wilgotności (THI – z ang. temperature humidity index) współzależny od temperatury w odbycie i definiujący progi, powyżej których zwierzę doświadczy stresu cieplnego. Jednakże, jak wynika z wcześniejszych badań dotyczących stresu cieplnego przeprowadzonych w USA, zwierzęta zaadaptowały się do wyższych temperatur (Chamberlain, nie opublikowano). Pomimo tego, zwierzęta żyjące pierwotnie w chłodniejszym klimacie, mogą doświadczyć fizjologicznych efektów stresu cieplnego przy niższych wartościach wskaźnika temperatury i wilgotności (THI).

Skutki biologiczne

Stres cieplny powstaje w efekcie połączenia podwyższonej temperatury otoczenia i wilgotności, co ogranicza zdolność ciała krowy do oddawania ciepła. Krowy są względnie przystosowane do radzenia sobie z krótkotrwałymi wzrostami temperatury i wilgotności, o ile wartości te wracają do normy w miarę szybko. Stres cieplny ma wpływ na wydajność głównie przez zmniejszenie ilości przyjmowanej paszy, co powiązane jest z ograniczeniem przeżuwania i spadkiem ilości składników buforujących w ślinie. Efekty te kumulują się, czego rezultatem jest negatywny bilans energetyczny i ryzyko wystąpienia podklinicznej kwasicy żwacza (SARA).

Krowy przede wszystkim polegają na nieparowych sposobach chłodzenia organizmu, takich jak konwekcja. Jednakże w coraz cieplejszym i wilgotniejszym środowisku, sposoby te są mniej skuteczne, co zmusza krowę do chłodzenia ciała poprzez dyszenie – ale nawet ono przestaje być efektywne przy dalszym wzroście wilgotności (West, 2003), oraz ślinienie - śliniące się zwierzęta tracą wraz ze śliną jeden z głównych elementów buforowych żwacza: HCO3 (Chamberlain, nie opublikowano).

Stres cieplny ma wpływ przede wszystkim na ilość produkowanego mleka i zawartego w nim tłuszczu, ale również obniża ilość przyjmowanej paszy, wydajność reprodukcyjną oraz często masę ciała zwierzęcia. Stres cieplny występujący przed inseminacją jest związany ze spadkiem płodności u bydła, który może się utrzymywać jeszcze długo po obniżeniu temperatury. Zwierzęta o wysokiej wydajności produkcyjnej są bardziej podatne na takie zaburzenia, ze względu na większą produkcje mleka oraz pobór suchej masy (DMI- z ang. dry matter intake)(West, 2003). W nowoczesnym przemyśle mleczarskim widać tendencję tworzenia się większych gospodarstw rolnych, z większą liczbą krów, produkujących większe ilości mleka – sytuacja taka sprzyja zwielokrotnieniu siły negatywnego wpływu stresu cieplnego.

Dotknięte nim zwierzęta będą próbowały oddać ciepło poprzez wystawianie większych obszarów ciała na działanie powietrza. Oznacza to, że będą wolały raczej stać niż leżeć. Będzie to miało wpływ zarówno na stan ich racic, jak i wymion.

Strategie zarządzania

W celu lepszego radzenia sobie z wyzwaniami stawianymi przez stres cieplny, mogą zostać wprowadzone zmiany środowiskowe oraz żywieniowe. Również selekcja genetyczna mająca na celu uzyskanie skuteczniejszej termoregulacji i bardziej efektywnego oddawania ciepła była wskazywana jako potencjalny środek zmniejszający wpływ stresu cieplnego na gospodarstwo rolne (West, 2003). 

Strategie środowiskowe

Sposoby radzenia sobie ze stresem termicznym nie są ani nowe, ani bardzo naukowe. Podstawowe zasady to zapewnienie odpowiedniej osłony przed słońcem, jak również chłodzenia i należytej wentylacji (przepływu powietrza). W kwestii wymaganej ilości cienia na zewnątrz, West (2003) proponuje 4-6 m² na krowę. Najczęściej jest stosowane chłodzenie poprzez spryskiwanie zwierząt mgłą wodną lub stosowanie natrysków. Obie te metody wymagają odpowiedniej wentylacji, aby były skuteczne; może ona przyjąć formę wentylacji naturalnej lub sztucznej (wentylatory). Ograniczenie obsady inwentarza jest kolejną prosta metodą, którą można wykorzystać.

Strategie żywieniowe

Głównym celem programu żywienia podczas stresu cieplnego jest utrzymanie właściwego funkcjonowania żwacza, przy jednoczesnym zapewnieniu optymalnej ilości składników odżywczych, w celu ograniczenia negatywnego bilansu energetycznego. Polega to głównie na dostarczeniu łatwostrawnego pokarmu oraz dbaniu o odpowiedni stosunek paszy do koncentratu. Ponieważ pobór suchej masy spada podczas stresu cieplnego, wartość energetyczna i odżywcza podawanej paszy często wymaga zwiększenia. Należy jednak powstrzymać się przed zwiększaniem wartości energetycznej poprzez zwykłe dodanie koncentratów (skrobi), aby uniknąć dalszego negatywnego wpływu na pracę żwacza. Tłuszcz jest przydatnym składnikiem zwiększającym wartość energetyczną bez generowania dodatkowego ciepła metabolicznego (Chamberlain, nie opublikowano); tłuszcz powinien stanowić nie więcej niż 7-8% całej diety. Karmienie podczas chłodniejszych godzin dnia i nocy często może pomóc wyrównać zmniejszony pobór suchej masy w ciągu całego dnia. Wydłuża też okres trwałości kiszonek, ograniczany przez wysoki wskaźnik temperatury i wilgotności. Należy stosować jedynie pasze wysokiej jakości, mając na uwadze strawność białek. Podawanie białek i substancji zawierających azot, które wspomagają aktywność mikrobiologiczną i ułatwiają trawienie, takich jak RUMAGEN^® (Alltech, Kentucky), bez zbędnego zwiększania poziomu azotu amidowego we krwi i mleku, może zwiększyć ogólną strawność białek. Podczas prób terenowych w północnych Włoszech, zmieniono wartość dietetyczną dawek żywieniowych 200 krów, tak by włączano do nich Rumagen przy występowaniu stresu cieplnego. Zauważono zwiększenie produkcji mleka, jak również procentowej zawartości kazeiny, przy stosunku całkowitego zwrotu inwestycji wynoszącym 3:1.    

Potrzeba podawania pewnych składników mineralnych (potasu, sodu i magnezu) wzrasta wraz z ich utratą poprzez pocenie, dyszenie i ślinienie, co należy uwzględnić w diecie. Należy uważnie monitorować bilans kationowo-anionowy diety. Pewne dodatki żywieniowe, takie jak żywe kultury drożdży, elementy osłonowe, rozpuszczalne w tłuszczach witaminy (A, D, E), niacyna i selen mogą wspomagać pracę żwacza i reakcję odpornościową, jak również pozytywnie wpłynąć na wydajność energetyczną i efektywność wykorzystania paszy. Żywe kultury drożdży, takie jak YEA‑SACC^® (Alltech, Kentucky) wykazały korzystny wpływ na pobór suchej masy, a przez to – na produkcję mleka podczas okresów stresu cieplnego. W badaniu przeprowadzonym latem w Portugalii, gdzie temperatury wahały się od 18 do 28°C, wzbogacenie diety produktem YEA-SACC^® doprowadziło do wzrostu zarówno poboru suchej masy, jak i produkcji mleka w całym okresie badawczym (czerwiec-lipiec) (Novais i in., 2008) (Tabela 1).

Tabela 1: Wpływ wzbogacenia diety krów kulturami drożdży YEA-SACC^® na wydajność krów w okresie występowania stresu cieplnego (na podstawie Novais i in., 2008)

Podsumowując – z powodu zmian klimatycznych, występowanie stresu cieplnego staje się coraz istotniejszą kwestią; również w miejscach o klimacie umiarkowanym. Progi, przy których zwierzęta z takich rejonów odczują efekty stresu cieplnego będą zapewne niższe w porównaniu do tych zaprezentowanych w badaniach bazujących na danych ze Stanów Zjednoczonych Ameryki Północnej. Obniżony pobór suchej masy, zmniejszona produkcja mleka i spadek płodności są jednymi z głównych fizjologicznych efektów powiązanych ze stresem cieplnym, jednak istnieją strategie środowiskowe i żywieniowe, zwalczające skutki stresu cieplnego.