Los modelos matemáticos de crecimiento porcino se aplican para abordar estrategias de alimentación que mejoren la rentabilidad de las explotaciones comerciales (Lange et al., 2001). Estos modelos, en función de la edad del cerdo, permiten maximizar la utilización de los nutrientes del pienso, calculando la cantidad de pienso óptima para cada momento, y pudiendo predecir su peso y edad óptima de venta.
Los modelos de crecimiento desarrollados para las razas comerciales de cerdos durante las últimas décadas se basan en la estimación de la ganancia de peso, deposición proteica y lipídica, como respuesta al consumo de nutrientes (energía y aminoácidos) (van Milgen et al., 2008). Para garantizar la aplicación efectiva de los modelos, una función paramétrica no lineal que predice la edad para alcanzar un peso vivo (PV) objetivo del crecimiento potencial de los cerdos, debe ser parametrizada (van Milgen et al., 2008; NRC, 2012). En estas funciones, descritas en la bibliografía (Gompertz, 1825; Richards, 1959; Bridges et al., 1986; López et al., 2000), cada parámetro tiene un significado biológico (PV a la madurez, precocidad, edad a la máxima ganancia de PV, etc.) y están determinados en gran medida por el genotipo del cerdo, el sexo y el entorno. Por lo tanto, no es recomendable utilizar ecuaciones generales para predecir con exactitud el cambio de peso y composición corporal derivados de otras razas (Quiniou y Noblet, 1995).
El cerdo ibérico, a diferencia de otras razas comerciales seleccionadas para una elevada eficiencia productiva, presenta un crecimiento lento y poco eficiente. Tiene un elevado apetito, bajo potencial de acumulación magra, y alta capacidad de adaptación al medio en épocas escasez, acumulando grasa corporal como reservorio energético (Andrés et al., 1998; Barea et al., 2007).
En este contexto, para cerdos ibéricos (cruzados al 50% con duroc) Usero et al. (2016) publicaron un patrón de crecimiento en un sistema intensivo y alimentación ad libitum para obtener su crecimiento potencial. Sin embargo, desafortunadamente no se ha encontrado ninguna publicación de un patrón de crecimiento lento para cerdos criados en un sistema extensivo y alimentación restringida, que evite la prematura acumulación grasa en un ciclo de producción largo (160kg de PV y 12 meses de edad para el sacrificio).
Actualmente, la referencia para diseñar programas de alimentación y calcular las necesidades nutricionales para formular dietas para cerdos ibéricos y sus cruces son las tablas de recomendaciones nutricionales publicadas por FEDNA (2013) y los estudios de metabolismo del grupo de investigación de la Estación Experimental del Zaidín CSIC (Granada, España), para un cerdo 100% ibérico (Conde-Aguilera et al., 2011; Nieto et al., 2012). Ambos fueron utilizados en este estudio como valores de referencia de parámetros nutricionales y metabólicos para desarrollar con precisión el patrón de crecimiento y de alimentación del cerdo ibérico (50% duroc) criado en un sistema extensivo de “cebo de campo”. La hipótesis de partida de este estudio fue que la utilización de 4 fases de alimentación (combinando alimentación ad libitum y restringida) durante el ciclo productivo podría establecer un patrón de crecimiento óptimo para estas condiciones de producción, pudiendo mejorar su eficiencia.
MATERIAL Y MÉTODOS
Los métodos de manejo de los animales durante la investigación fueron desarrollados de acuerdo con los principios éticos en investigación y docencia con modelos animales aprobados en las Directivas Europeas vigentes publicadas en el DOUE (2010) y en las normas nacionales recogidas en el Real Decreto publicado en el BOE (2013), por el que se establecen las normas básicas aplicables para la protección de los animales utilizados en experimentación y otros fines científicos, incluyendo la docencia.
Manejo de los animales y diseño experimental
Este estudio se realizó en condiciones de campo en una granja comercial con un total de 449 lechones de cerdo ibérico (50% duroc) (221 machos y 228 hembras), divididos en 2 lotes experimentales (A y B) con un año de diferencia entre ellos (sacrificados en diciembre de 2018 y 2019, respectivamente). Los lechones fueron seleccionados al azar (4 lechones por camada) de 57 cerdas y fueron pesados 4 días antes del destete con 22,07 ±3,73 días de edad y 5,80 ±1,181kg de PV (los machos fueron castrados quirúrgicamente a los 2 días de nacer). Todos los animales de cada lote tras el destete se alojaron en un corral de transición con una densidad de 2 m2/cerdo de una granja comercial, con libre acceso a agua y pienso. Una vez finalizada la transición, con 90 días de edad y 30kg de PV, se realizó una nueva selección al azar de 186 lechones, 91 machos y 95 hembras del lote A, y 116 lechones, 56 machos y 60 hembras del lote B, para continuar con el estudio en la fase de fase de crecimiento-engorde en otra granja comercial en extensivo. En esta granja, cada lote fue dividido en 2 corrales experimentales separados y repartidos por un PV homogéneo (machos y hembras mezclados) para garantizar la homogeneidad de los grupos en la medida de lo posible durante todo el estudio. Los lechones en esta fase disponían de:
- Un espacio natural al aire libre y con suelo de tierra cercados con valla metálica y pared de piedra con una superficie mínima de 100 m2/cerdo.
- Un espacio cubierto para descansar y protegerse con una superficie disponible de 1 m2/cerdo; libre acceso al agua y acceso restringido al pienso hasta los 303 días de vida y ad libitum desde estos hasta los 365 días.
Para investigar su patrón de crecimiento y alimentación en sistema “cebo de campo” hasta los 352,24 ±3,5 días de edad y 164,35 ±17,48kg de PV, ambos lotes se evaluaron en las mismas condiciones de alojamiento, manejo, alimentación, época del año y medición de los parámetros productivos (Figura 1).
Programa de alimentación
Para ambos lotes experimentales, se diseñó un mismo programa de alimentación de crecimiento lento para alcanzar el objetivo de tasa de crecimiento global (≤550g/d), entre los 100 y los 365 días de edad (Figura 1). Las dietas se formularon siguiendo los requerimientos de nutrientes recomendados por FEDNA (2013). La composición media en materias primas y las concentraciones calculadas de los principales nutrientes de las dietas experimentales de crecimiento-engorde se muestran en la Tabla 1. Brevemente, los animales siguieron 4 fases de alimentación: transición y adaptación al crecimiento (24-98 días), crecimiento (98-237 días), engorde I (237-303 días de edad) y engorde II (303-352 días de edad).
La alimentación durante la fase de transición al no estar dentro del periodo experimental no se muestra en este manuscrito. Siguiendo una práctica habitual en el ecosistema de la dehesa, la cantidad de pienso suministrado se realizó en función de la edad y PV y definirá las 4 fases de crecimiento del patrón. Se programó de la siguiente forma: de los 90 a 98 días de edad “Pienso de Adaptación al Crecimiento” ad libitum; de los 98 a 168 días y de 168 a 237 días de edad “Pienso de Crecimiento” racionado al 2,5 y 2% del PV, respectivamente; de los 237 a 303 días de edad el “Pienso de Engorde I” racionado al 2% del PV; y, por último, de los 303 a 352 días de edad “Pienso de Engorde II” ad libitum (Figura 1).
Parámetros productivos
En la Figura 1 se muestra un esquema del protocolo de recogida de los datos de parámetros productivos para ambos lotes experimentales. Por un lado, se monitorizaron las mediciones repetidas individuales en los cerdos a lo largo del tiempo: PV (kg) medido manualmente y espesor graso dorsal (EGD; mm) medido mediante una sonda lineal de ultrasonidos (IMV Imaging, Francia) en la posición P2 (última costilla, a 4-6cm de la línea media dorsal) (McCann y Magowan, 2004), y se calculó la ganancia media diaria (GMD; kg/d) individual. Y, por otro lado, se monitorizó la medición del consumo medio diario de pienso por lote (CMD; kg/d), desde los 90 días (adaptación al crecimiento) de edad hasta el final.
Análisis estadístico
Previamente al ajuste del patrón de crecimiento, la colección de datos observados a lo largo del periodo experimental se procesó estadísticamente para mejorar la precisión de las estimaciones. Los datos de rendimiento productivos recogidos de los 2 lotes (mediciones de PV, GMD, EGD individuales y de CMD por lote) se procesaron estadísticamente con el software Excel, XLSTAT versión 2016.02.28451. En 1º lugar, se eliminaron los datos atípicos (nivel de significación del 5%) con la prueba de Grubbs y, posteriormente, se calculó su distribución muestral mediante un análisis de estadística descriptiva.
Curva de crecimiento estimada
El patrón de crecimiento de los animales fue descrito mediante una curva multifase, debido a un marcado ritmo diferencial del crecimiento como respuesta a los cambios de consumo de pienso de cada fase del programa de alimentación, descrito anteriormente.
El ajuste matemático de la curva de crecimiento requirió de ecuaciones diferentes para cada fase: una ecuación para la 1ª fase, en condiciones de alimentación ad libitum, donde los animales expresan su ritmo de “crecimiento potencial”, y una ecuación diferente para las fases posteriores en condiciones de alimentación restringida y compensatoria, donde los animales expresan un ritmo de crecimiento diferencial, de “crecimiento lento” y “compensatorio”, con respecto al “potencial”. En nuestro estudio, se hipotetizó el número de fases utilizadas para describir el patrón con el mejor ajuste posible en 4, que corresponden a los 4 niveles distintos de aporte de pienso del programa de alimentación.
Determinación de la evolución del PV en el tiempo
La curva de crecimiento de la Fase 1, con alimentación ad libitum, ajustó un “crecimiento potencial” mediante la ecuación de Gompertz (1825) para calcular el PVi en función de la edad:
donde, (kg): PV a la madurez; k: precocidad; EDADPI (días): edad de máxima ganancia de peso.
La restricción alimentaria distorsiona crecimiento y consumo potencial, que se describe mediante la ecuación de Gompertz, por lo que, para las siguientes fases de crecimiento y consumo diferencial, se ajustaron las curvas de “crecimiento lento” (fases 2 y 3) y de “crecimiento compensatorio” (fase 4) utilizando las ecuaciones desarrolladas por Francisco Gil Rueda para calcular el PVi basado en el peso corporal del día anterior (PVi-1), GMDi potencial en función de PVi-1, y los parámetros de la tasa de crecimiento diario diferencial por el régimen de alimentación:
donde, GMDi, es la ganancia media diaria potencial y se calcula como la derivada de la ecuación de Gompertz (Martínez et al., 2010):
F2 y F3 son los parámetros de la caída de tasa de “crecimiento potencial” en las fases de alimentación restringida, 1 y 2, respectivamente; y F4 es el parámetro del incremento de la tasa de “crecimiento potencial”, en la fase de “crecimiento compensatorio”.
Las ecuaciones de crecimiento utilizadas se parametrizaron para describir su patrón en el tipo de animales del estudio mediante optimización con Solver en Excel para alcanzar un mínimo de la suma de diferencia de cuadrados entre los valores de PVi predichos y los valores medios observados.
Curva de consumo de pienso estimada
Una vez calculada la curva de crecimiento, la de consumo se estimó para las fases de alimentación ad libitum (1 y 4) mediante el cálculo del consumo de energía metabolizable diario (EMi; kcal/d), dividido por la concentración de EM (kcal/kg) de cada pienso. La EMi se calculó con la siguiente ecuación, basada en la de Bridges et al. (1986) y descrita en el NRC (2012):
que se parametrizó para el patrón de crecimiento de este tipo de animales del estudio mediante optimización no lineal con Solver en Excel para alcanzar un mínimo de IC. A continuación, se calculó para las fases de alimentación restringida (2 y 3), como un porcentaje en cada fase del PVi. Este porcentaje se estimó junto con el contenido de EM de los piensos de cada fase para el patrón de crecimiento de estos animales, para conseguir el mínimo coste de pienso por kg repuesto de PV (optimización lineal realizada con el programa de ajuste descrito anteriormente).
RESULTADOS
Parámetros productivos observados
Para cada uno de los 2 lotes experimentales, se recogieron repetidamente a lo largo del tiempo los datos de rendimiento productivo de los cerdos (mediciones individuales de PV, GMD y EGD; y mediciones por lote del CMD). Los valores medios y desviaciones estándar de las mediciones realizadas aparecen en la Tabla 2.
Parámetros de las ecuaciones
El resultado de los parámetros de las ecuaciones que describen el patrón de crecimiento (curva de crecimiento, curva de consumo y concentración de energía del pienso), mediante ajuste matemático a partir de los datos observados aparece en la Tabla 3. El patrón de crecimiento, eje de todo el patrón, obtuvo un nivel de ajuste por el mínimo de la suma de diferencia de cuadrados (suma Dif2) entre los valores observados y estimados del PV, de 1.121,80 y una precisión explicativa de la variable del patrón (R2), de 98,5%.
Parámetros productivos estimados
A partir de los PV observados de los lotes A y B y el 1º ajuste de los parámetros de las ecuaciones de crecimiento, el patrón obtenido estimó la evolución ajustada de valores de PV en función del tiempo y el nivel de ración de pienso (Tabla 4), describiendo una curva multifase a lo largo del crecimiento (Figura 2). Del mismo modo, se describió la curva ajustada de GMD, también multifase, y la evolución de la GMD en función del PV (Figura 3). Los cambios de fases se distinguieron entre sí por los marcados cambios en la GMD. Además, en un 2º y 3º ajuste, se estimó la evolución del CMD de pienso y su IC, a lo largo del tiempo durante el crecimiento (Tabla 4), que describieron también una marcada curva multifase (Figura 4). Se observó, que el nivel de consumo de pienso dirigía la GMD en cada momento:
- Fase 1, crecimiento en transición ad libitum, con acceso ad libitum al pienso hasta la edad de 105 días y 37,6kg de PV, cubriendo las necesidades nutricionales para expresar el ritmo de crecimiento potencial.
- Fase 2, crecimiento 2,5%, los animales consumieron una ración de pienso calculada en un 2,5% de su PV (kg) hasta los 161 días y 53,1kg de PV.
- Fase 3, crecimiento 2%, los animales consumieron una ración de pienso calculada en un 2% de su PV (kg) hasta los 308 días y 114kg de PV. La estrategia de alimentación restringida expresó un ritmo de “crecimiento lento” para evitar un excesivo engrasamiento precoz.
- Fase 4, “crecimiento compensatorio” ad libitum hasta los 365 días de edad y 176,5kg de PV, donde la ingesta de pienso cubre el 100% de las necesidades nutricionales para expresar un ritmo de “crecimiento compensatorio” 1º y “potencial” después.
Costes de producción
A partir de los parámetros productivos observados de cada lote experimental, el patrón optimizó la curva de consumo de pienso en condiciones ad libitum (Fases 1 y 4) y restringidas (Fases 2 y 3) para un óptimo IC y coste del pienso por kg de PV producido durante el crecimiento-engorde. Estos resultados se detallan en la (Tabla 5).
DISCUSIÓN
Los resultados productivos de crecimiento obtenidos en nuestro estudio difieren de los publicados por Usero et al. (2016), las diferencias pueden ser debidas a que los sistemas de producción utilizados son diferentes. En este sentido, Usero et al. (2016) desarrolló un patrón de crecimiento en cerdo ibérico (50% duroc) criado en condiciones intensivas, mientras que en el presente ensayo las condiciones de producción fueron en extensivo en la dehesa para un ciclo largo de animales mayores de 10 meses de edad. Por otro lado, en este estudio los cerdos alcanzaron valores de 30,97 ±5,53kg de PV; 54,03 ±9,15kg de PV y 118,38 ±13,36kg de PV a los 98, 168 y 303 días de edad, respectivamente, mientras que en el estudio de Usero et al. (2016), alcanzaron valores de 44,86 ±4,57kg de PV; 95,84 ±9,08kg de PV y 147,60 ±13,48kg de PV a los 100, 163 y 226 días de edad, respectivamente. En cuanto a los resultados de engrasamiento, es importante señalar que se observó a los 168 y 303 días de edad, valores de 12,85 ±4,02 mm de EGD y 34,02 ±6,04mm de EGD, respectivamente, mientras que Usero et al. (2016), midiendo con el mismo procedimiento, registró a los 163 y 205 días de edad, valores de 21,54 ±4,42mm de EGD y 32,53 ±5,95mm de EGD, respectivamente.
En general, los resultados de crecimiento obtenidos en la fase con alimentación restringida de este estudio concuerdan con una serie de estudios que indican que la restricción de la alimentación es proporcional al nivel de restricción (Daza et al., 2008). Estos autores observaron que en cerdos Large White (Large White x Landrace) de entre 33 y 62kg, que la reducción en el suministro de pienso del 25% o del 46% (con respecto a un grupo control alimentado ad libitum) producía una caída del 25% y del 46% en la GMD, respectivamente. Excepto en la fase 2, en la cual los animales de este estudio se encontraban en condiciones de invierno con acceso al exterior, y que provocaron una mayor caída en la velocidad de crecimiento. Este periodo coincide entre el final del invierno y el inicio de la primavera, donde las temperaturas medias alcanzan valores inferiores a la temperatura termoneutra del animal, y de acuerdo con Daza et al. (2008) que observó que animales en restricción alimentaria y expuestos a temperaturas medias de 13°C, sufrieron una reducción en la velocidad de crecimiento fue del 52%. Además, en esta línea, Daza (1988) y Whittemore (1993) demostraron que por debajo de la temperatura crítica (alrededor de 20°C para los cerdos en fase de crecimiento), los cerdos con dietas restringidas redujeron su potencial de crecimiento con respecto a los cerdos alimentados ad libitum; y se observó una mayor actividad física en los animales para adaptarse a la nueva situación de búsqueda y competencia por el alimento con el resto del grupo. En nuestro estudio, el promedio de GMD en el tiempo de la fase productiva completa fue por debajo de 400g/d de media; cuando los animales tenían 200 días de vida, alcanzaron un valor de GMD de 384g/d, en contraste con los 676g/d y 643g/d a los 183 días de vida, observados por Serrano et al. (2008), en cerdos ibéricos (50% duroc) de cebo intensivo, utilizando duroc danés y duroc español como verraco terminal, respectivamente. En cuanto a los resultados productivos de la fase de “crecimiento compensatorio ad libitum”, los cerdos alcanzaron 166,78 ±17,69kg de PV, 0,849 ±0,396kg/d de GMD y 52,92 ±8,42mm de EGD a los 352 días de vida. De acuerdo con Campbell y Dunkin (1983), los cerdos con restricciones tienen un mayor rendimiento digestivo que los alimentados ad libitum, como consecuencia de una reducción de los gastos de mantenimiento, lo que explica en parte el efecto de su mayor eficiencia en el uso del pienso. Además, este efecto se prolonga durante 2-3 semanas si el periodo de restricción va seguido de una alimentación ad libitum. El consumo y el ritmo de crecimiento aumentan en esta fase, coincidiendo con trabajos publicados anteriormente que observaban que la restricción en la alimentación durante el periodo de crecimiento de los cerdos suponía un mayor consumo y crecimiento diario durante el periodo de engorde (Lovatto et al., 2000; Daza et al., 2008), observaron que durante el último periodo de engorde de cerdos ibéricos (50% duroc) de cebo, la ganancia de peso fue más de un 20% superior en los cerdos que habían estado restringidos en su fase de crecimiento. Durante la fase de realimentación, el crecimiento compensatorio se prolongó durante 6 semanas de acuerdo con (Daza et al., 2008), momento que alcanzan los 160kg de PV de sacrificio. En estudios previos, se observó que el efecto del crecimiento compensatorio puede aparecer de forma más marcada por efecto del “fenotipo ahorrador”, característico de la raza ibérica y se describe como una estrategia diseñada para aumentar el crecimiento de peso y la deposición de grasa tras una restricción energética (Pugliese et al., 2005; Daza et al., 2008; Ayuso, 2016).
El patrón de “crecimiento lento” obtenido en este estudio, descrito por una curva multifase, utilizando una ecuación matemática para el ajuste de cada una de ellas, difiere del calculado por Usero et al. (2016), un patrón de crecimiento potencial, descrito por una curva ajustada por una sola ecuación paramétrica. De acuerdo con esto, los parámetros de la ecuación de Gompertz (1825) obtenidos difieren también entre ambos estudios (Tabla 6). El patrón de crecimiento desarrollado en este estudio requirió del cálculo de parámetros y ecuaciones adicionales, al de un patrón de crecimiento convencional, sin limitaciones nutricionales. Un modelo necesita de tantas ecuaciones y parámetros que permitan un apropiado ajuste de los datos observados en cualquier ambiente y evitar desviaciones en las estimaciones de parámetros potenciales (Knap et al., 2003). La metodología desarrollada en este estudio permite modificar las condiciones del programa de cría (dietas y fases de ritmo de crecimiento), así como optimizar la curva de consumo ad libitum para obtener el IC mínimo, y finalmente calcular la cantidad y concentración energética del pienso suministrado, optimizando el coste por kg de carne producida.
El patrón optimizó la fase de crecimiento-engorde para un mínimo coste de alimentación. En el caso de los cerdos comerciales, el valor de la canal viene determinado por su contenido en carne magra y por su peso; en este sentido, para un ajuste económico óptimo, los patrones y modelos se orientan para maximizar la tasa de crecimiento y deposición de magro. En cambio, el valor de la canal del cerdo ibérico se determina por su clasificación dentro de la norma de calidad (BOE, 2014) y su cotización en lonjas específicas como la de Extremadura (Lonja de Extremadura, 2020). En este sentido, los patrones se ajustan para optimizar económicamente la producción de carne de un cerdo graso, de crecimiento lento y ciclo largo, en función de su clasificación y grado de calidad que cotiza a diferentes precios de mercado. A termino de este estudio, en diciembre de 2019:
- La cotización de mercado del cerdo cebado a matadero, fueron de 1,49€/kg PV para razas comercial (Mercolleida, 2020), y de 1,98€/kg PV y 2,28€/kg PV para cerdos ibérico (50% duroc) en sistema “cebo” y “cebo de campo”, respectivamente (Lonja de Extremadura, 2020).
- El coste del pienso era de 0,784€/kg para cerdos de cebo comercial y 1,060€/kg para cerdos ibéricos (50% duroc) de “cebo”.
- El precio de los jamones frescos fue de 5,08€/kg y de 5,855€/kg para cerdos ibérico (50% duroc) en sistema “cebo” y “cebo de campo”, respectivamente (Lonja de Extremadura, 2020). La media de peso de los jamones de los animales del estudio fue de 14,28kg por unidad y 171,15kg de PV medio al sacrificio.
De acuerdo con los precios de mercado, el coste de alimentación en la fase de crecimiento-engorde calculado por el patrón fue de 169,01€/animal (este coste no incluye el coste de alimentación entre los 24 y los 90 días de edad), y el retorno sobre esta inversión por la venta de jamones fue de 167,21€,cubriendo el 98,8% del coste de alimentación en crecimiento-engorde.
El patrón desarrollado en este estudio en condiciones de campo con 2 lotes de animales en una producción comercial aporta el conocimiento de una nueva metodología de ajuste de patrones de “crecimiento lento” porcino. De aplicación práctica, en condiciones de producciones similares a las de este, para ajuste la eficiencia en la alimentación y el manejo de producciones de cerdos pesado o la recría de futuras reproductoras. La limitación de los resultados de este estudio es no poder generalizarlos para diferentes explotaciones y sistemas de producción (genotipo, programa de alimentación, ciclo de producción, el medio ambiente, etc.), ya que se necesita más investigación para extrapolar generalizar las predicciones precisas a otros escenarios.
CONCLUSIONES
En las condiciones de este estudio, la metodología propuesta, nos permitió ajustar un patrón en 4 fases de crecimiento y alimentación lenta en cerdo ibérico para la producción tradicional de carne de cerdo de alta calidad. Los resultados del patrón obtenido nos permiten diseñar un programa de alimentación, para casos con las mismas condiciones del estudio, con consecuencias positivas sobre la productividad. Y la metodología descrita, puede adaptarse para el ajuste de patrones de crecimiento y alimentación propios, de diferentes condiciones y sistemas de producción en porcino de crecimiento lento (recría de futuros reproductores).
Autores
- Guillermo Usero-Alonso y Jose A. López-Moya, Estudiantes de Doctorado en Ciencias Veterinarias, Escuela Internacional de Doctorado de la Universidad de Murcia.
- Guillermo Ramis-Vidal y Antonio Muñoz-Luna, Departamento de Producción animal, Facultad de Veterinaria de la Universidad de Murcia.
- Beatriz Isabel Redondo, Departamento de Producción animal, Facultad de Veterinaria de la Universidad Complutense de Madrid.
- Francisco Gil-Rueda, Guillermo Usero-Alonso y Antonio Muñoz-Luna. FARM Faes Nutrición y Salud Animal,Lanciego, Álava.