CONOSCERE IL VALORE NUTRITIVO DEI FORAGGI

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1 Opuscolo C.R.P.A N. 5/2009 (spedito nel luglio 2009) ISSN C.R.P.A. NOTIZIE C.so Garibaldi, 42 - REGGIO EMILIA - Periodico mensile - Autorizzazione del Tribunale di Reggio Emilia n. 387 del Proprietario: Giuseppe Veneri - Direttore responsabile: Adelfo Magnavacchi - Spedizione in A.P. 45% Art. 2 comma 20 / B.L. 662/96 Reggio Emilia - Tassa riscossa - Taxe Percu - Stampa: Tipolitografia Tecnograf Il bollettino CRPA notizie è pubblicato nell ambito dei programmi di diffusione dei risultati della ricerca della Regione Emilia-Romagna CONOSCERE IL VALORE NUTRITIVO DEI FORAGGI Il settore della produzione del latte ha visto, in questi ultimi anni, un progressivo calo di redditività, in particolare nella filiera del Parmigiano-Reggiano. Per affrontare questa situazione occorre lavorare per il miglioramento dell efficienza produttiva e sul contenimento delle voci di costo più significative, come l alimentazione. Questa, oltre che concorrere direttamente al costo di produzione del latte, rappresenta un elemento chiave per migliorare i risultati produttivi, la salute e il benessere delle bovine. Quando si affronta il tema del razionamento, però, si deve considerare che, a fronte di innovative conoscenze e sistemi di calcolo che sono in continuo perfezionamento, permane la difficoltà di caratterizzare e conoscere il reale valore nutritivo degli alimenti che vengono prodotti e impiegati in azienda. Questo punto critico del processo di razionamento delle bovine da latte è oggetto da tempo di un percorso di studio relativo alla caratterizzazione dei foraggi, che CRPA ha inteso potenziare ed arricchire con la fornitura di servizi di alto profilo tecnico per le aziende. I foraggi La composizione nutrizionale La valutazione sensoriale dei fieni La caratterizzazione dei fieni dell Emilia-Romagna I FORAGGI Il foraggio è l intera parte vegetativa di una pianta destinata, anche dopo alcune trasformazioni, all alimentazione del bestiame. Ogni foraggio si caratterizza per la composizione nutrizionale, cioè il contenuto di carboidrati (fibra e zuccheri), proteine ed altri costituenti presenti in misura minore, ma comunque importati per l organismo, come i minerali e le vitamine. In termini di quantità i foraggi forniscono agli animali principalmente carboidrati e proteine. L erba medica, la foraggera più diffusa in Italia, è considerata una coltura proteica. Non bisogna però dimenticare che per la loro composizione, e a seconda delle specie animali a cui sono destinate, le diverse foraggere, sia graminacee che leguminose, sono anche importanti fonti di energia. Per questo è essenziale conoscere la composizione nutrizionale completa dei foraggi se si vuole dare il giusto valore ai prodotti ed inserirli in un razionamento corretto e bilanciato. i foraggi come base del razionamento La componente foraggera è la base su cui si costruisce una razione; gli apporti nutritivi del foraggio devono poi essere completati con quelli di altri alimenti (materie prime e mangimi) e nel rispetto della fisiologia degli animali. Per predisporre un piano di alimentazione per un animale da reddito è necessario conoscere: i fabbisogni dell animale in principi nutritivi, che sono condizionati dall ambiente di allevamento e variano nei diversi momenti produttivi e in funzione della quantità e della qualità delle produzioni; quali e quanti principi nutritivi sono contenuti negli alimenti e quanto di questi può realmente essere utilizzato dagli animali che li consumano; quanto alimento può essere ingerito giornalmente. Tanto più i fabbisogni dell animale e gli apporti di principi nutritivi sono vicini, migliore è la razione. Per poter eseguire le operazioni di calcolo che permettono di cercare l uguaglianza tra fabbisogni animali e apporti alimentari è necessario che gli uni e gli altri siano espressi nello stesso modo. I componenti degli alimenti (le proteine, i grassi, i carboidrati) possono essere descritti con pochi e semplici parametri (per esempio, per le proteine la proteina greggia, cioè tutto l azoto rilevato dalle analisi è considerato proteina), oppure con altri più completi (per esempio, distinguere la proteina digeribile e quella non utilizzabile dall animale). La numerosità dei parametri utilizzati aumenta in proporzione all accuratezza con cui si vogliono fare corrispondere gli apporti degli alimenti ai fabbisogni degli animali. Per potere utilizzare al meglio i foraggi, soprattutto quelli aziendali, è necessario conoscerne la qualità nutrizionale. Una valutazione sensoriale della qualità del foraggio in azienda è importante. Infatti, parametri come la fogliosità e il colore sono correlati al valore nutritivo. Un primo esame visivo in azienda è indispensabile anche per indirizzare le analisi successive. La quantità e la disponibilità dei nutrienti contenuti nei foraggi dipendono da fattori di produzione (età della pianta, andamento climatico, ecc.) non sempre relazionati all aspetto del foraggio e/o percepibili alla valutazione empirica. È necessario ricorrere alle analisi almeno per le due componenti principali, carboidrati e proteine. Per questi è importante conoscere: gli apporti degli alimenti, cioè la quantità; la qualità ai fini nutrizionali, cioè la quota che può essere realmente utilizzata dall animale.

2 Oggi sono disponibili diversi metodi e modelli di studio e calcolo dei fabbisogni animali, i quali utilizzano numerosi parametri nutrizionali per descriverli. La condizione per potere utilizzare questi moderni sistemi di razionamento è conoscere anche per gli alimenti gli stessi parametri nutrizionali che descrivono i fabbisogni. Le proteine e i carboidrati rappresentano rispettivamente il materiale di costruzione e l energia necessaria per il mantenimento e per ottenere qualsiasi produzione, latte o carne: in termini di quantità essi sono i nutrienti più richiesti. I foraggi apportano carboidrati e proteine di diversa composizione, che si distinguono per avere un diverso grado di utilizzazione digestiva. Nel caso dei ruminanti si deve ricordare che una parte considerevole dei processi digestivi avviene nel rumine, una sorta di camera fermentativa specializzata per l utilizzazione delle fibre. La digestione dei principi alimentari in questo prestomaco condiziona in modo determinante la crescita batterica e la disponibilità di proteine ed energia per l animale. LA COMPOSIZIONE NUTRIZIONALE i carboidrati I carboidrati dei vegetali sono distinti in strutturali, detti anche fibrosi, cioè quelli che formano la parete della cellula, e non strutturali o non fibrosi. I carboidrati fibrosi sono rappresentati dall NDF. Essi sono disponibili per l attacco dei batteri ruminali, i quali li utilizzano come fonte di energia per la loro crescita e per la formazione di acidi grassi volatili: questi rappresentano una importante fonte energetica per il ruminante e di fatto il processo di degradazione e fermentazione dei carboidrati strutturali è la via principale con cui i foraggi forniscono energia a bovini ed ovini. Una quota di carboidrati fibrosi è completamente indigerita dai batteri e dall animale; questa parte è costituita dalla lignina, da alcune frazioni delle proteine e dalle frazioni di fibra ad essa legate. L NDF si distingue in due porzioni: NDF indigeribile = lignina 2,4 + NDIP; NDF potenzialmente digeribile = NDF (lignina 2,4 + NDIP). Fibra insolubile al detergente acido (ADF) - è la quantità di materiale che rimane dopo aver bollito un campione di alimento in una soluzione al detergente acido: il residuo è costituito principalmente da cellulosa, lignina e una quantità variabile di silice. L ADF è utilizzata anche per stimare l energia dei foraggi. Fibra insolubile al detergente neutro (NDF) - è la quantità di materiale che rimane dopo aver bollito un campione di alimento in una soluzione al detergente neutro: il residuo è costituito da tutti i componenti della parete cellulare, cioè emicellulose più ADF. L NDF è relazionata con l ingestione del foraggio, che diminuisce all aumentare della quantità di parete cellulare. Per conoscere quanta NDF potenzialmente digeribile sia veramente fermentata dai batteri, è necessario determinarne la degradabilità in laboratorio e calcolare la quota di NDF digeribile. La stima della degradabilità oraria dell NDF si ottiene ponendo in incubazione con liquor ruminale il campione in esame e attraverso la determinazione del residuo in tempi successivi è possibile calcolare la quantità di NDF degradata nel tempo. L NDF digeribile (dndf) per i fieni si stima generalmente sulla base della degradabilità a 24 ore ed è espressa in % dell NDF totale. I carboidrati non fibrosi sono i composti solubili al detergente neutro: tra questi sono compresi i carboidrati del contenuto cellulare, gli zuccheri e l amido; alcune componenti della parete che risultano solubili come le pectine e i beta glucani (fibra solubile); composti che non sono carboidrati, come acidi di fermentazione e acidi organici. I carboidrati non fibrosi sono indicati come NFC (o NSC) = [PG + LG + Ceneri + (NDF- NDIP)], dove PG e LG sono rispettivamente le proteine gregge e i lipidi greggi. Le frazioni dei carboidrati e delle proteine NFC Componenti A1 AGV A2 Zuccheri B1 Amido Come si determina Proteine solubili Componenti A NPN B1 Proteina solubile Come si determina NDF B2 pectine e beta glucani e acidi organici B3 Cellulosa ed emicellulose C Lignina Fibra solubile NFC -(A1+A2+B1) Fibra disponibile, insolubile NDF-ADL Fibra indisponibile Proteine insolubili B2 Proteine vere B3 NDIP-ADIP C ADIP PG - (A+B1+B3+C)

3 le proteine Anche le proteine degli alimenti sono sostanzialmente modificate dai microbi ruminali, che le utilizzano per costruire proteina propria: infatti, per il ruminante la fonte proteica principale è costituita dalle spoglie microbiche formate nei prestomaci e che arrivano poi all intestino. Anche per la proteina alimentare è molto importante conoscere la degradabilità nel rumine, che anche in questo caso, e in modo molto stretto, è relazionata alla solubilità del substrato proteico. Le proteine solubili sono date dall azoto non proteico (NPN), da peptidi, da proteine vere solubili (per esempio globuline). Le proteine solubili nel loro complesso, così come l NPN, si determinano con l analisi chimica. Le proteine insolubili sono costituite dalle proteine vere non solubili (molte albumine, gluteine, ecc.) e dalle frazioni delle proteine che rimangono legate alla parete cellulare. Mentre le proteine legate all NDF (NDIP) possono essere liberate ed utilizzate, quelle legate all ADF (ADIP) sono sostanzialmente inutilizzabili ai fini nutritivi. Proteina legata all ADF (ADIP) Rappresenta la proteina non disponibile alla digestione. Fornisce una indicazione di denaturazione della proteina in un foraggio. L ADIP è ottenuta moltiplicando per 6,25 la quantità di azoto contenuto nell ADF (ADF-N). Proteina legata all NDF (NDIP) Rappresenta la proteina legata alla parete cellulare. si determina come l ADIP sul residuo NDF. La differenza tra NDIP ADIP dà la quota di proteina che se liberata dalla fibra può essere digerita. Per conoscere la quota di proteine vere insolubili, ma utilizzabili, è necessario avere a disposizione una serie completa di analisi della proteina che ne caratterizzi tutte le componenti. Le analisi chimiche usate per la valutazione degli alimenti permettono un frazionamento delle proteine e dei carboidrati che tiene conto dell effetto dell azione dei microrganismi del rumine. I carboidrati sono suddivisi in 6 frazioni: A1, A2, B1, B2, B3 e C. Le proteine sono suddivise in 5 frazioni: A, B1, B2, B3 e C. Le diverse lettere indicano prodotti a diversa solubilità e degradabilità ruminale, le quali sono massime per le frazioni di tipo A e minime per le frazioni di tipo C. CRPA esegue, presso il proprio laboratorio, analisi dei foraggi con tecniche rapide e a basso costo (NIRS). Tra i campioni analizzati ai fini sperimentali negli ultimi 18 mesi, cioè inseriti in progetti di ricerca, sono stati individuati 364 fieni aziendali riconducibili sostanzialmente all erba medica (medicaio senza graminacee avventizie 214 campioni), all erba medica mista (medicaio con graminacee avventizie 94 campioni) e al prato stabile (56 campioni). La ripartizione tra le tipologie di fieno non è bilanciata, ma rispecchia la realtà produttiva dell Emilia-Romagna. Ripartizione delle frazioni delle proteine e dei carboidrati (% s.s.) in 364 fieni aziendali dell Emilia Romagna L erba medica in purezza fornisce circa 5 punti percentuali di proteina grezza (PG) in più rispetto al prato stabile e alla medica mista. Con la presenza delle graminacee nel fieno si evidenzia un aumento di 5 punti percentuali dei carboidrati, aumento che va a favore della fibra digeribile. I fieni rappresentano delle interessanti fonti di zuccheri, che per il prato stabile possono arrivare a costituire circa il 10% della sostanza secca. I fieni sono equivalenti per il contenuto di: frazioni C, cioè indigeribili, di carboidrati e proteine; zuccheri ed amidi; proteine legate alla fibra, ma digeribili (B3). L erba medica apporta, rispetto ai fieni polifiti: più proteine vere (B2) e più proteine solubili (A1); più fibra solubile; meno fibra digeribile. 3

4 DEGRADABILITà DELL NDF (dndf) L energia disponibile per la crescita dei batteri cellulosolitici condiziona la produzione ruminale di proteina ed energia per l animale. Ed è dall attività batterica che dipendono la quantità e la velocità di utilizzazione delle componenti fibrose nel rumine. Per questo la degradabilità della fibra neutro detersa (NDF) è il principale parametro da considerare per scegliere i fieni da destinare alle bovine in lattazione. La degradabilità ruminale della NDF (dndf) varia con il tipo di pianta (è maggiore nelle graminacee), con la sua età e dipende dai legami presenti fra le componenti della parete della cellula vegetale. Quando la pianta è sottoposta a stress (da caldo per esempio) o cresce molto rapidamente (elevata disponibilità di luce, acqua e nutrienti) la quantità di lignina depositata è maggiore e i legami che si realizzano fra questo composto indigeribile e le fibre sono tali da diminuirne la velocità di utilizzazione da parte dei batteri. Per questo, a parità di stadio vegetativo, i foraggi prodotti in aree temperate (crescita meno rapida) presentano concentrazioni meno elevate di lignina e la degradazione delle fibre è più rapida. Grazie al progetto sperimentale Applicazione di metodi innovativi di analisi degli alimenti e razionamento delle bovine da latte in Emilia-Romagna (LR n. 28/98, biennio ) si stanno applicando metodi all avanguardia, basati sulla corretta e completa valutazione della base foraggera usata. Da questo progetto che coinvolge un gruppo di allevamenti attraverso la collaborazione dei tecnici che li seguono per l alimentazione, deriva buona parte dei 364 campioni di fieno descritti a pagina 3. Le analisi dei foraggi sono eseguite da CRPA e permettono ai tecnici di avere una banca dati degli alimenti aggiornata e completa dei parametri nutrizionali di più recente introduzione, tra cui la degradabilità della fibra dei foraggi. Anche se sono disponibili solo i primi due tagli del 2009, si evidenzia un generale miglioramento della digeribilità dell NDF rispetto all anno precedente. L andamento climatico della primavera 2009 ha inciso direttamente sulla qualità e ha favorito una tempestiva esecuzione degli sfalci. In generale, la dndf è aumentata nel 2009 rispetto al 2008 di 5 punti percentuali per i fieni a base di medica. Per esempio, per i campioni di erba medica mista, nel 2008 il dato medio si attestava attorno al 38%, per il 2009 va dal 38 al 44%. Questi dati sono senz altro pochi e riferiti solo a due tagli: in ogni caso c è da considerare che il primo taglio produce circa il 40% della massa foraggera annuale ottenibile da un prato. L attenzione alla gestione dei prati, in particolare per l epoca di sfalcio in rapporto allo stato vegetativo delle piante, rappresenta un fattore chiave per la qualità del foraggio. Si deve poi considerare che la maggiore qualità ottenuta controbilancia, in termini di principi nutritivi alla bocca dell animale, la minore quantità di sostanza secca prodotta. dndf (% NDF) in 364 fieni di aziende dell Emilia Romagna 4

5 LA VALUTAZIONE SENSORIALE DEI FIENI La valutazione sensoriale dei fieni può essere un utile strumento pratico per una prima stima della qualità e per indirizzare le successive analisi di approfondimento nutrizionale. Anche questa valutazione deve essere fatta scrupolosamente e seguendo alcune indicazioni precise. Nel progetto Caratterizzazione dei foraggi prodotti ed utilizzati nel comprensorio del Parmigiani-Reggiano (LR n. 28/98, triennio ) è stata predisposta e testata una scheda di valutazione dei fieni utilizzando circa campioni. La valutazione prende in considerazione alcuni elementi ben conosciuti nella pratica. La sperimentazione ha evidenziato che, tra i parametri sensoriali considerati, la fogliosità, lo spessore degli steli, il colore sono quelli più efficaci per indicare il valore nutritivo del foraggio. Essi sono in grado di spiegare circa il 40% della variabilità nella qualità. In particolare le elaborazioni delle osservazioni visive dei due caratteri morfologici relativi alle foglie e agli steli hanno consentito di classificare i foraggi secondo la griglia prodotta dal Consorzio di tutela del formaggio Parmigiano-Reggiano riportata sotto. Caratteri sensoriali Classe di qualità Unità Foraggere Latte Steli grossolani e fogliosità che varia da media a scarsa Mediocre < 56 Steli medi e fogliosità media Discreto Steli medi - sottili e fogliosità che tende ad essere elevata Buono Steli medi - sottili e fogliosità elevata Ottimo >70 Queste indicazioni, ottenibili applicando i criteri semplici e alla portata di tutti illustrati di seguito sono estremamente utili ma, certamente, non possono sostituire le analisi quando si vuole disporre di un quadro approfondito del valore nutritivo complessivo di un foraggio. Parametri per la valutazione del fieno Epoca di sfalcio Con l avanzare dello stadio di maturazione aumenta il contenuto di costituenti fibrosi delle piante e diminuisce quello di proteine. Operativamente l epoca di raccolta del foraggio è riferita allo stato fenologico della pianta al momento dello sfalcio: la spigatura per le graminacee; la fioritura per le leguminose. In funzione di questi criteri sul prodotto si possono individuare 3 classi di qualità: inizio spigatura o fioritura: si caratterizza per steli sottili e teneri, gran numero di foglie e numero di spighe o fiori nel campione inferiore al 10%; piena spigatura o fioritura: il numero di spighe/fiori è prossimo al 50%; tardiva (presenza semi o legumi): gli steli sono grossolani, si trovano dei semi o dei legumi e ci sono poche foglie. Fogliosità È un fattore di grande importanza, perchè circa due terzi della proteina si trova nelle foglie. La fogliosità diminuisce all avanzare dello stadio fenologico (si riduce il contenuto proteico del foraggio perché prevale la parte fibrosa degli steli). Per la fogliosità ci sono 3 casi: elevata: 65 70% di foglie; media: 35 50% di foglie; scarsa: 10 15% di foglie. Steli Il diametro degli steli, così come la dimensione della cavità degli stessi per l erba medica, è una caratteristica delle diverse varietà. Entro la varietà, però, è anche un indice dell epoca della raccolta. Gli steli grossolani indicano uno sfalcio tardivo e un modesto valore nutritivo. La scala di valutazione è: sottili; medi; grossolani. Colore Il colore ideale del fieno è quello più vicino al verde dell erba fresca, che indica uno sfalcio precoce e una fienagione/conservazione condotta nel migliore dei modi. La rotoballa è di norma notevolmente decolorata sulla superficie esterna a causa della luce solare, perciò la valutazione deve essere fatta sul campione prelevato all interno. La classificazione del colore è: verde: foraggio verde tagliato precocemente e ben affienato; da verde chiaro a leggermente giallo: fieno decolorato dal sole; da giallo a leggermente marrone: fieno tagliato tardivamente; marrone o nero: presenza di muffe e/o fermentazioni anomale, con il fieno che si impacca e considerevole diminuzione del valore nutritivo. Odore L odore di riferimento è quello dell erba appena sfalciata. I criteri per la valutazione sono: buono: odore d erba fresca appena sfalciata; polveroso: indica la probabile presenza di polvere o terra; ammuffito: indica la presenza di muffe; cotto: indica fermentazione o surriscaldamento del foraggio. 5

6 LA CARATTERIZZAZIONE DEI FIENI DELL EMILIA-ROMAGNA Per i campioni descritti a pagina 3 il laboratorio di CRPA ha eseguita una valutazione nutrizionale approfondita, che ha preso in considerazione un set di parametri in grado di fornire le informazione necessarie per applicare le migliori tecniche di razionamento. Grazie alla numerosità dei campioni analizzati e dei parametri considerati, i risultati di questo lavoro, esposti nelle tabelle che seguono, costituiscono un utile riferimento per il nutrizionista e l allevatore. Composizione media di fieni aziendali dell Emilia-Romagna in purezza (214 campioni) mista (94 campioni) Prato stabile (56 campioni) Proteine gregge % s.s. 15,79 11,01 9,98 Lipidi % s.s. 1,74 1,73 1,91 Ceneri % s.s. 10,01 9,66 9,74 NDF % s.s. 50,53 58,58 60,21 NDF potenz. degradab. % NDF 30,41 41,44 45,23 ADF % s.s. 38,55 40,1 39,05 Lignina % s.s. 8,17 6,98 6,10 ADF/NDF % 76,29 68,45 64,86 Lignina/NDF % 16,17 11,92 10,13 Amido % s.s. 1,76 1,89 2,05 Zuccheri % s.s. 6,67 7,74 8,44 Proteina solubile % s.s. 6,01 4,33 3,85 NDIP % s.s. 3,29 3,02 3,02 ADIP % s.s. 1,51 1,36 1,24 Calcio % s.s. 1,42 0,95 0,82 Fosforo % s.s. 0,26 0,26 0,27 Magnesio % s.s. 0,21 0,17 0,18 Potassio % s.s. 2,24 0,01 2,17 Zolfo % s.s. 0,25 0,20 0,20 Cloro % s.s. 0,43 0,49 0,63 Sodio % s.s. 0,08 0,07 0,74 dei foraggi Il laboratorio di CRPA, oltre a svolgere attività di supporto alla ricerca, offre un servizio analitico per i foraggi su un ampio spettro di parametri nutrizionali. Grazie all impiego della tecnica NIRS, il servizio garantisce: analisi complete; risposte rapide; costi molto contenuti. Il servizio di analisi foraggi è indirizzato a tutti coloro che, a vario titolo, sono interessati alla qualità dei foraggi: aziende private; produttori di alimenti zootecnici; tecnici alimentaristi. Per informazioni Parametri calcolati in purezza (214 campioni) mista (94 campioni) Prato stabile (56 campioni) NFC % s.s. 22,26 19,42 18,51 Fibra solubile % s.s. 13,83 9,79 8,02 Valore relativo alimento % 109,49 92,18 90,86 TDN (*) 1m (**) % s.s. 56,29 56,12 57,25 Energia netta latte 3m (**) kcal/kg s.s UFL 3m n/kg s.s. 0,71 0,66 0,66 Digeribilità della fibra NDF % s.s. 50,53 58,58 60,21 Degradabilità NDF a 24 h (dndf) % NDF 35,57 42,30 46,02 kd (***) %/h 3,59 3,68 3,82 Frazioni delle proteine B1 % PG 38,06 39,33 38,58 B2 % PG 42,24 33,24 31,06 B3 % PG 11,27 15,08 17,84 C % PG 9,56 12,35 12,42 (*) Total digestible nutrients: è una misura dell energia di un alimento. (**) Calcolati con le formule indicate da VAN SOEST P.J Nutritional Ecology of the Ruminant. Cornell University Press, Ithaca, NY. (***) Tasso di degradazione oraria dell NDF. 6 C.R.P.A. notizie Direttore Responsabile A. Magnavacchi. Testi di E. Bortolazzo, M. Ligabue, M. T. Pacchioli. Revisione testi di M. C. Schiff Stampa Tecnograf - Reggio Emilia. Ogni riproduzione, integrale o parziale, deve essere autorizzata dal CRPA

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