nuovi sviluppi ed applicazioni del modello cornell cncps nell ...

Progetto MiPAF - “Ulteriore sviluppo ed evoluzione di un
programma per l’alimentazione
degli ovini e dei caprini”
CONVEGNO
su
“NUOVI SVILUPPI ED
APPLICAZIONI DEL MODELLO
CORNELL CNCPS
NELL’ALIMENTAZIONE
DEI BOVINI E DEGLI OVINI”

Lo sviluppo di sistemi di alimentazione per gli animali
zootecnici risale ai primi anni del XIX secolo
Fin dagli albori fu chiaro che la valutazione degli alimenti
e la stima delle esigenze nutritive degli animali erano
intimamente collegate
La mancanza di strumenti analitici e di riscontri
sperimentali comportò la separazione fra le due
valutazioni, ma la loro interazione divenne via via più
stretta fino alla situazione attuale: il CNCPS é la sintesi di
tale convergenza
Esaminiamo separatamente i due campi

Le esigenze nutritive dei ruminanti sono concettualmente un
modello misto:
a) termodinamico, per quanto attiene le esigenze in energia;
b) materiale, per quanto attiene le proteine, i minerali e le
vitamine.
Le esigenze energetiche sono dedotte da un bilancio
energetico
Le esigenze proteiche, minerali e vitaminiche, da un
bilancio materiale.
Esaminiamo, per brevità, le prime.

Il primo a calcolare un bilancio energetico fu A. Lavoisier
sull’uomo alla fine del XVIII secolo
Il paradigma di riferimento era quello della legge della
conservazione dell’energia e della materia
Occorse più di mezzo secolo affinché Raiset (1863) e
Popoff (1875) costruissero in Germania la prima camera
respiratoria e scoprissero l’emissione di metano e i
principali fattori influenzanti le perdite di calore corporeo
(peso metabolico, azione dinamico-specifica, extracalore)
Iniziarono le attività di misurazione sotto il nuovo paradigma
emergente: l’animale era una macchina termodinamica e
tutte le trasformazioni energetiche dovevano soggiacere
alla legge dei rendimenti

H. A. Armsby all’inizio del ‘900 sviluppò il sistema
dell’energia netta con l’intenzione di esprimere il VN(e)
degli alimenti come l’energia che può essere ritrovata nei
prodotti o nel lavoro degli animali. Egli dimostrò anche
l’effetto associativo fra alimenti
Nello stesso periodo O. Kellner scoprì che l’extracalore
era collegato al contenuto in fibra degli alimenti e che ciò
comportava l’uso dell’energia netta nella valutazione degli
alimenti al posto delle SND proposte da Hanry a fine ‘800
per tutti gli animali
Sulla base di tali ricerche, F. Morrison (1936) realizzò le
tavole delle EN(e) e del VN(e) espressi in energia netta
stimata (EnE)

Contemporaneamente in Europa, sulla base delle esperienze
pionieristiche di Fijord e di Hasson, si affermavano sistemi di
stima delle EN(e) basati sul valore di sostituzione di una
quantità nota di un alimento di riferimento: il kg di orzo fu
considerata l’unità di misura denominata Unità Foraggera
(1915)
L’inadeguatezza di tali sistemi (SND o UF) concentrò gli
sforzi sperimentali: nei primi anni ‘60 i laboratori USDA di
Belsville (Maryland) realizzarono una impressionante
quantità di prove di bilancio energetico sui ruminanti
I ricercatori scoprirono così che il VN(e) di un alimento era
differente se utilizzato per il mantenimento, per la lattazione o
per l’ingrassamento dell’animale: i rendimenti (k) della Em in
En dipendono dal “destino” dell’energia

Il VN(e) degli alimenti é stato storicamente considerato
come complementare alla stima delle EN(e) degli animali
secondo l’assunto: conosciute le seconde dobbiamo
colmarle (soddisfarle) con una adeguata quantità dei
primi
Ciò ha comportato la ricerca di un valore unico
per gli alimenti
Le prime nozioni risalgono agli inizi dell’800: von Thaer
sviluppò il sistema degli equivalenti in fieno in cui il
valore degli alimenti era espresso come sostituzione di
100 lb di fieno (normale)
Un passo decisivo fu compiuto a metà dell’800 con il
perfezionamento dei metodi di analisi chimica: proteine e
cellulosa (1830), lignina (1854), emicellulosa (1890)

Le analisi centesimali rendevano possibile la valutazione
degli alimenti nei termini della loro digeribilità
Le prime prove di digeribilità furono compiute da Haubner e
da (1855), Henneberg e Stohman (1860) e fornirono la
base per la valutazione degli alimenti di Hanry nei termini
delle SND (1898): tale sistema restò in vigore negli USA
fino agli anni ‘60
Contemporaneamente in Europa si affermarono i sistemi
basati su alimenti equivalenti: gli Equivalenti Amido
(Kellner, 1912) e le Unità Foraggere (1915). Queste ultime
dominarono la scena fino alla fine degli anni ‘70
A metà degli anni ‘50, Morrison pubblicò le equazioni di
conversione fra SND e ENE

Il miglioramento dei metodi di determinazione della
composizione chimica degli alimenti, introdotta da Goering
e Van Soest (1970) per la fibra, consentì di interpretare
meglio i fenomeni della digeribilità e valutare più
compiutamente gli alimenti
Da allora fino ad oggi una imponente massa di dati
sperimentali é stata accumulata e ha reso possibile il
calcolo delle relazioni empiriche che legano il VN(e) degli
alimenti alla loro utilizzazione produttiva negli animali
Gli anni ‘70 e ‘80 hanno visto l’affermazione del concetto di
VN(e) differenziato: En m , En l , En g nel sistema NRC; UFL e
UFC in quello INRA

Dai primi anni ‘80 la migliorata comprensione delle
relazioni quantitative intercorrenti fra gli elementi
determinanti i fenomeni della digestione e del
metabolismo animali (parte descrittiva) e la
disponibilità di una grande mole di dati sperimentali
(parte quantitativa) hanno dato origine alla
formalizzazione del sistema alimentazione all’interno di
modelli matematici
La diffusione dell’informatica a basso costo ha
consentito poi lo sviluppo e la diffusione di tali modelli.

D’altro canto il miglioramento genetico dei bovini aveva
creato soggetti con produzioni di latte e con accrescimenti
tali per cui era praticamente impossibile, con i sistemi di
alimentazione in uso, formulare razioni alimentari in grado
di soddisfarne le EN
Gli standard in uso (ARC, NRC, INRA, CSIRO) furono
perciò empiricamente adattati a tale esigenza: la loro
adeguatezza non durava però più di un quinquennio e
comportava continue revisioni
Iniziò così l’epoca dei sistemi alimentari meccanicistici,
basati su modelli ruminali e metabolici, nei quali le EN(e)
degli animali e il VN(e) degli alimenti sono calcolati
simultaneamente. Il CNCPS (Fox et al., 1990) é il più
evoluto e si avvia a diventare standard mondiale
dell’alimentazione.

Il futuro?
.
Chi sa cosa mi aspetta ora!!

Il miglioramento dei modelli della famiglia CNCPS
consentirà il progressivo abbandono del paradigma
termodinamico che ha dominato la scena per quasi 2
secoli e l’introduzione di una valutazione complessiva del
sistema nutrizionale-alimentare degli animali zootecnici
basato sui 3 principi generali della sistemica: il transito di
materia, di energia e di informazione fra gli elementi
costitutivi e la loro formalizzazione in un sistema generale
di equazioni differenziali.
Questo fatto rappresenterà il passaggio definitivo dai
modelli statici a quelli dinamici.

In tal modo si potrà arrivare (probabilmente) ad una
alimentazione individuale (dietetica zootecnica) che
richiede un livello di accuratezza non raggiungibile con i
vecchi sistemi statici.
Sarà così possibile garantire il raggiungimento delle
elevate produzioni conseguenti al miglioramento genetico
nel rispetto del benessere degli animali e dell’ambiente

GRAZIE