Análisis espacial del confort térmico como respuesta funcional para la zonificación de aptitud de la producción bovina en agroecosistemas ganaderos
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Resumen
El propósito de este estudio es aportar elementos temáticos de modelado espacial para la zonificación del confort térmico como una variable de respuesta funcional en bovinos Bos taurus, Bos indicus, Cruces F1 (Bos taurus x Bos indicus) y Criollos en agroecosistemas ganaderos. Análisis que busca brindar una evaluación integral de los factores bioclimáticos sobre la funcionalidad del sistema en términos de bienestar animal, lo cual es crucial para la ganadería bovina en un contexto de cambio climático.
Se realizo una revisión sistemática y un metaanálisis para identificar modelos, niveles y rangos bioclimáticos de estrés térmico por frío y calor, análisis por las condiciones climáticas del país, que permitieron identificar la estructura bioclimática en agroecosistemas ganaderos y la respuesta funcional de los bovinos en términos de su bienestar.
El estrés por calor se modeló a partir del Índice de Temperatura y Humedad (ITH) usando las variables humedad relativa y temperatura máxima (NRC, 1971). El estrés por frío se modelo por medio del Índice Climático Integral (ICI) mediante las variables velocidad del viento y temperatura mínima (Mader et al., 2010).
Se encontró que los niveles de estrés por calor, utilizados en la literatura científica, subestiman la severidad del estrés para animales Bos taurus y se sobreestiman en Bos indicus, cruces F1 y bovinos Criollos. Dentro del área de la frontera agrícola colombiana, el 81.0% presenta limitaciones de estrés por calor para razas Bos taurus especializadas en leche y el 85.6% para razas Bos taurus especializadas en carne. A partir de la identificación de rangos de ITH, se determinó que la frecuencia respiratoria es la variable fisiológica más apropiada para identificar el estrés por calor en bovinos.
Para el estrés por frío son pocas las investigaciones que reportan dicho efecto sobre el animal, el modelo identificado y utilizado señaló que el 0.06% de la frontera agrícola presenta limitaciones para animales con baja susceptibilidad al estrés por frío y el 5.9% de la frontera agrícola presenta limitaciones para animales con alta susceptibilidad al estrés por frío.
Se realizo una zonificación bioclimática que integro las aireas identificadas de estrés por frío y calor dentro de la frontera agrícola nacional. El análisis espacial permitió identificar áreas libres de estrés dentro de la frontera agrícola nacional, que para Bos taurus leche equivale al 0.6%, para Bos taurus carne equivale al 0.05%, para Bos indicus leche equivale al 93.6%, para Bos indicus carne equivale al 23.7%, para el cruce F1 equivale al 16.7% y para animales Criollos equivale al 28.1% de la frontera agrícola nacional; los animales Bos indicus presentaron la mejor respuesta bioclimática, seguido por los animales Criollos y los cruces F1 (Bos taurus x Bos indicus). Resultados similares se encontraron en cuanto a la zonificación de aptitud; donde, se determinaron áreas de aptitud bioclimática para Bos taurus leche (aptitud alta 8.2%, aptitud media 3.8%, aptitud baja 6.9%, no apto 81.0%), Bos taurus carne (aptitud alta 4.5%, aptitud media 3.2%, aptitud baja 6.7%, no apto 85.6%), Bos indicus leche (aptitud alta 98.2%, aptitud media 1.8%, aptitud baja 0.05%), Bos indicus carne (aptitud alta 93.6%, aptitud media 6.3%, aptitud baja 0.1%), F1 (aptitud alta 30.8%, aptitud media 33.8%, aptitud baja 35.4%, no apto 0.02%) y Criollos (aptitud alta 98.2%, aptitud media 1.8%, aptitud baja 0.05%).
Los resultados en cuanto a confort térmico y de aptitud bioclimática, muestran que el clima del país para la producción de leche y carne bovina es más eficiente a partir de animales adaptados a condiciones cálidas; lo que indica que la planificación, el ordenamiento productivo y la investigación, deben orientarse a mejorar la relación funcional y su respuesta productiva, en términos de confort y bienestar, de los biotipos animales localizados en estas áreas. Adicionalmente, se deben definir rangos y niveles de estrés por frío y calor que consideren las características específicas de los biotipos animales en términos de especie, sexo, peso, edad, estado fisiológico, orientación productiva y nivel de producción, que permitan evaluar la relación funcional de un biotipo en un entorno específico. (Texto tomado de la fuente)
Abstract
This study aims to provide thematic, modeling, deployment, and visualization elements for
zoning the potential use of thermal comfort as a functional response variable in Bos taurus,
Bos indicus, F-1 crosses (Bos taurus x Bos indicus), and Criollos (Romosinuano breed) in
livestock agroecosystems. The analysis offers a comprehensive assessment of bioclimatic
factors on system functionality in terms of welfare, health, and production, which is crucial
for cattle farming in the context of climate change.
A systematic review and meta-analysis were conducted to identify bioclimatic models,
levels, and ranges of cold and heat stress, analyzing the climatic conditions of the country.
This allowed for the identification of the bioclimatic structure in livestock agroecosystems
and the functional response of cattle in terms of their welfare.
Heat Stress was modeled based on the Temperature and Humidity Index (THI) using
variables relative humidity and maximum temperature (NRC, 1971). Cold stress was
modeled using Comprehensive Climate Index (CCI) using wind speed and minimum
temperature variables (Mader et al., 2010).
It was found that levels of heat stress, generally accepted in scientific literature,
underestimate the severity of stress for Bos taurus animals and overestimate it for Bos
indicus, F1, and Criollos. Within the agricultural frontier area, 81.0% present limitations of
heat stress for Bos taurus dairy cattle and 85.6% for Bos taurus beef cattle. From the
identification of THI ranges, it was determined that Respiratory rate is the most appropriate
physiological variable to identify heat stress in cattles.
For cold stress, there are few studies reporting such effect on the animal; the identified and
utilized model indicated that 0.06% of the agricultural frontier presents limitations for
animals with low susceptibility to cold stress, and 5.9% of the agricultural frontier presents
limitations for animals with high susceptibility to cold stress.
A bioclimatic zoning was carried out, integrating the identified areas of cold and heat stress
within the national agricultural frontier. Spatial analysis allowed identifying stress-free areas
within the national agricultural frontier, which for Bos taurus dairy equals 0.6%, for Bos
taurus beef equals 0.05%, for Bos indicus dairy equals 93.6%, for Bos indicus beef equals
23.7%, for F1 crosses equals 16.7%, and for Criollo animals equals 28.1% of the national
agricultural frontier; Bos indicus animals showed the best bioclimatic response, followed by
Criollo animals and F1 crosses (Bos taurus x Bos indicus). Similar results were found
regarding suitability zoning; where areas of bioclimatic suitability were determined for Bos
taurus dairy (high suitability 8.2%, medium suitability 3.8%, low suitability 6.9%, unsuitable
81.0%), Bos taurus beef (high suitability 4.5%, medium suitability 3.2%, low suitability 6.7%,
unsuitable 85.6%), Bos indicus dairy (high suitability 98.2%, medium suitability 1.8%, low
suitability 0.05%), Bos indicus beef (high suitability 93.6%, medium suitability 6.3%, low
suitability 0.1%), F1 (high suitability 30.8%, medium suitability 33.8%, low suitability 35.4%,
unsuitable 0.02%) and Criollo (high suitability 98.2%, medium suitability 1.8%, low
suitability 0.05%).
The results regarding thermal comfort and bioclimatic suitability allowed to determine that
the weather of the country presents better conditions for dairy and beef production from
animals adapted to warm conditions. This indicates that planning, productions
management and research should be oriented to improve the functional relationship and
its physiological response of behavior and production, in terms of daily variation of comfort
and welfare of animals located in these areas. Animal biotypes should be considered in
terms of species, sex, weight, age, physiological condition, productive orientation and level
of production, among others which allow evaluating their functional relationship in a specific
environment.
Palabras clave propuestas
Descripción
ilustraciones a color, diagramas, fotografías, mapas, tablas