Il tema dello stress da caldo delle bovine da latte è sempre più presente negli studi scientifici di zootecnia e veterinaria, così come nelle consulenze aziendali. Infatti, gli allevatori sono sempre più consapevoli che la gestione del clima nelle loro stalle è uno dei fattori principali per mantenere buone produzioni e buona fertilità. Il clima in Italia ha decisamente subito un peggioramento dal punto di vista del caldo e le bovine sono sicuramente influenzate da tale cambiamento. Il Sistema Allevatori ha intrapreso una serie di studi per fornire uno strumento di valutazione dell’influenza dello stress da caldo sulle performance aziendali. Il metodo oggetto di studio è quello proposto dal prof. Flamenbaum e presto diventerà un report aziendale a disposizione di tutti gli allevatori.

Come si sta modificando il clima italiano

Il clima in Italia negli ultimi anni è stato caratterizzato sicuramente dal caldo, con nuovi record delle temperature medie annue e della media annuale della temperatura minima giornaliera, e da eventi meteorologici estremi, sempre più numerosi ed in alcuni casi eccezionali, che hanno interessato diverse aree del territorio nazionale. Se si fa riferimento all’anno 2018, ad esempio, vengono facilmente alla mente i fenomeni associati al ciclone denominato “Vaia”, che ha investito gran parte del territorio nazionale tra il 27 e il 30 ottobre con venti con intensità medie orarie fino a 120 km/h e raffiche superiori a 200 km/h che hanno soffiato insistentemente per diverse ore sulla nostra Penisola, causando, tra l’altro, danni ingenti ed estesi al patrimonio forestale dell’arco alpino; negli stessi giorni, precipitazioni di intensità eccezionale per diverse durate, da un’ora a tre giorni, si sono abbattute sulle regioni del Nord Italia. Questi fenomeni, misurati e analizzati nel report annuale dell’ISPRA (“Gli indicatori del CLIMA in Italia nel 2018” – ANNO XIV – ISPRA) e da numerose altre pubblicazioni di enti preposti al monitoraggio degli eventi meteorologici, dei cambiamenti climatici e dell’ambiente, ci testimoniano gli effetti di quel cambiamento climatico annunciato da tempo dagli studiosi e che ormai si è affacciato anche alle nostre latitudini.

I seguenti grafici rappresentano sinteticamente la progressione di questi fenomeni in Italia attraverso l’analisi delle anomalie medie, ossia la differenza tra la media misurata in un dato anno e il valore considerato “normale” (media calcolata negli anni 1961-1990).

Grafico 1. Serie delle anomalie medie della temperatura rispetto al valore normale 1961-1990 in Italia e nel Mondo. Con oscillazioni più o meno marcate, è evidente il trend di innalzamento della temperatura che nel 2018 è stato di +1.71 °C in Italia e poco meno di 1 °C a livello globale. In Italia, dal 2010 la temperatura media annua registra valori che superano il valore normale di 1 – 1,5 °C, con l’unica eccezione registrata nel 2013. (fonte: “Gli indicatori del CLIMA in Italia nel 2018” – ANNO XIV – ISPRA).

 

Grafico 2. Serie delle anomalie medie in Italia del numero di giornate di gelo rispetto al valore normale 1961-1990. Questo parametro ci può dare una indicazione annua della situazione climatica invernale. Anche se in questo caso non si osserva un trend di peggioramento, è facile vedere come sono ormai 13 anni che il numero di giornate di gelo è inferiore al valore di riferimento, con una attenuazione del fenomeno nel 2012 e un forte calo nel 2014. (fonte: “Gli indicatori del CLIMA in Italia nel 2018” – ANNO XIV – ISPRA).

 

Grafico 3. Serie delle anomalie medie in Italia del numero di notti tropicali rispetto al valore normale 1961-1990. Questo parametro sintetizza la situazione climatica estiva. Anche in questo caso non si osserva un vero e proprio trend, è inequivocabile però che il numero di notti tropicali sia aumentato rispetto al valore di riferimento. Si noti il picco del 2003, anno ricordato appunto per la sua torrida estate. Si noti come il 2014 non abbia registrato condizioni estive particolarmente anomale al contrario del numero di giornate di gelo. (fonte: “Gli indicatori del CLIMA in Italia nel 2018” – ANNO XIV – ISPRA).

 

Grafico 4. Serie delle anomalie medie in Italia dell’indice WSDI (Warm Spell Duration Index) rispetto al valore normale 1961-1990. L’indice WSDI (Warm Spell Duration Index) identifica periodi prolungati e intensi di caldo nel corso dell’anno e rappresenta il numero di giorni nell’anno in cui la temperatura massima giornaliera è superiore al 90° percentile della distribuzione nel periodo climatologico di riferimento, per almeno sei giorni consecutivi. I valori dei percentili sono calcolati su una finestra di 5 giorni centrata su ogni giorno dell’anno. A differenza degli indici basati su un valore soglia prefissato, questo indice, conteggiando le eccedenze rispetto ad una soglia definita dal percentile, è rappresentativo delle variazioni del clima locale. Il WSDI individua i periodi di caldo in senso relativo, che possono verificarsi in qualunque periodo dell’anno. Si osserva una tendenza all’aumento, anche se alcuni anni sono stati più critici di altri. Si riconosce il picco del 2003, ma anche le annate critiche del 2007, 2011, 2012 e 2015. Questo grafico è molto correlato con quello delle notti tropicali ovviamente, ma ci rende più evidente la tendenza all’aumento delle ondate di calore, che dal punto di vista del fattore di rischio per il benessere delle vacche è di fondamentale importanza. (fonte: “Gli indicatori del CLIMA in Italia nel 2018” – ANNO XIV – ISPRA).

Il comfort termico di una bovina da latte

La bovina da latte è un mammifero omeotermo in grado di mantenere costante la propria temperatura corporea. Esiste però un intervallo della combinazione tra temperatura ambientale e umidità relativa che definisce la cosiddetta “zona di comfort termico“, nella quale l’animale è in condizioni di benessere ed è capace di mantenere la propria temperatura corporea senza dover alterare le proprie funzioni per favorire la termoregolazione. Molti studi sono stati condotti per definire i limiti di temperatura e umidità relativi che delimitano la “zona di comfort” [1], infatti molte sono le formulazioni della tabella che stabilisce i valori limite delle zone di allerta e allarme per lo stress da caldo. Per stress da caldo si intende la condizione in cui l’animale non è più in grado di dissipare un’adeguata quantità di calore al fine di mantenere la sua temperatura corporea all’interno di un range di normalità e questo accade quando l’animale è esposto in modo prolungato a una condizione di caldo estremo.

 

Figura 1. Rappresentazione grafica utile all’individuazione e alla comprensione della zona di comfort termico della bovina da latte rispetto alla temperatura ambientale (elaborazione fornita dal prof. Lacetera UNITUS). L’individuazione dei valori A e A’ (che più che riferirsi alla sola temperatura è bene riferire al valore del THI come combinazione di temperatura e umidità relativa o ad altre elaborazioni che includono anche l’irraggiamento o la ventilazione) sono potenzialmente limiti individuali, variabili a seconda dello stato fisiologico della bovina e delle sue condizioni di salute.

Quando le condizioni ambientali fanno oltrepassare il livello di criticità superiore (valore A’ della Figura 1) si ha un aumento della temperatura corporea della bovina in quanto il calore prodotto dall’animale risulta maggiore di quello dissipato. Di conseguenza la prolungata esposizione a condizioni di caldo ambientale compromette le capacità di termoregolazione propria dell’organismo, causando stress, malori e nei casi più estremi perfino la morte dell’animale. Nella Figura 2 sono schematizzati i problemi sanitari a cui va incontro una bovina sottoposta a stress da caldo. Prima di arrivare a compromettere lo stato di salute, la bovina mette in atto una serie di strategie di alterazione della funzionalità biologica per facilitare la termoregolazione tra cui:

  • Riduzione dell’ingestione
  • Aumento delle richieste metaboliche
  • Riduzione della produzione
  • Alterazione della composizione del latte
  • Riduzione delle manifestazioni tipiche del calore
  • Qualità degli oociti
  • Aumento delle interruzioni di gravidanza
  • Calo della fertilità

Tre di queste funzionalità sono regolarmente registrate nell’ambito dei controlli funzionali, ossia riduzione della produzione, alterazione della composizione del latte e calo della fertilità. Combinando assieme queste informazioni è possibile misurare l’effetto dello stress da caldo.

Figura 2. Influenza dello stress da caldo sulla bovina.

Peggioramento delle performance

Analizzando i dati della Frisona Italiana raccolti in occasione dei controlli funzionali, questo fenomeno emerge chiaramente. I Grafici 5, 6 e 7 mostrano il calo delle performance produttive e riproduttive nei mesi estivi, mentre il Grafico 8 evidenzia un innalzamento del numero di cellule somatiche.

 

 

Grafico 5. Il grafico mostra la produzione media giornaliera delle vacche sottoposte a controllo funzionale di razza Frisona Italiana suddivisa per primipare e pluripare (barre del grafico). Come si vede, nei mesi estivi il calo della produzione (calcolato come differenza tra produzione minima e produzione massima) è misurabile in -3,6 kg nel 2015, -2,9 kg nel 2016, -3,9 kg nel 2017, -3,7 kg nel 2018 e -4,0 kg nel 2019. Le linee del grafico rappresentano invece la distanza dal parto media (DIM medio) separata per primipare e pluripare. Anche questa informazione conferma una stagionalità della riproduzione legata al periodo più caldo.

 

Grafico 6. Il grafico mostra la percentuale media mensile di grasso e proteina delle vacche sottoposte a controllo funzionale di razza Frisona Italiana. Come si vede, nei mesi estivi mediamente la percentuale di grasso e proteina è più bassa, da 0,26 a 0,36 in meno per il grasso e da 0,18 a 0,27 in meno per la proteina.

 

Grafico 7. Il grafico mostra il tasso di concepimento delle vacche sottoposte a controllo funzionale di razza Frisona Italiana per mese di fecondazione. Sono riportati due valori, uno che esclude le gravidanze perse e l’altro no. La percentuale rappresentata in azzurro è il rapporto tra fecondazioni che hanno dato luogo ad un concepimento con parto sul numero di fecondazioni totali del mese includendo al denominatore solo le fecondazioni per cui è stato possibile verificare un parto successivo, sia che sia derivato dalla fecondazione considerata che da una fecondazione successiva. La percentuale rappresentata in arancione, invece, esprime il rapporto tra il numero di fecondazioni con diagnosi di gravidanza positiva o che hanno dato luogo ad un concepimento con un parto successivo sul numero totale di fecondazioni effettuate nel mese. A prescindere da come si intenda considerare il tasso di concepimento, è inequivocabile che mentre nei mesi invernali il valore è confrontabile negli anni, nei mesi estivi il calo è più variabile, con il 2015 che registra la diminuzione più marcata. Si osservi come, nel periodo considerato, il 2015 è anche l’anno in cui il numero di ondate di calore è stato più numeroso.

 

Grafico 8. Il grafico mostra la percentuale delle vacche con cellule somatiche superiori a 200.000 u/ml. Si nota facilmente la periodicità regolare del peggioramento estivo.

Misurazione aziendale dello stress da caldo

Il sistema allevatori è impegnato come capofila nel progetto europeo denominato LEO (Livestock Environmental Opendata). Obiettivo specifico del progetto è creare una banca dati in grado di combinare assieme le informazioni sull’ambiente, la sanità, il benessere animale, il clima e la qualità dei prodotti in modo da valorizzarle per vincere le sfide del futuro: sostenibilità, sicurezza e biodiversità. L’Associazione Italiana Allevatori, nell’ambito del progetto LEO, ha implementato il metodo di valutazione aziendale dello stress da caldo proposto dal prof. Israel Flamenbaum. Già nel 1986 sul Journal of Dairy Science (JDS 69:3140-3147), Flamenbaum ha pubblicato un lavoro dal titolo “Cooling Dairy Cattle by a Combination of Sprinkling and Forced Ventilation and Its Implementation in the Shelter System” stimolando l’attenzione sui danni provocati dal caldo alle bovine da latte. Nel corso degli anni è stato da lui perfezionato il metodo di calcolo denominato Summer to Winter ratio che, attraverso l’analisi delle performance produttive, riproduttive e sanitarie dell’azienda, fornisce un valido aiuto per la misurazione dei “danni” provocati dal caldo a tutte le aziende israeliane attraverso i servizi dell’Israel Cattle Breeders Association. Il report, se analizzato in una azienda che gestisce il raffrescamento delle bovine, fornisce in modo semplice ed immediato la valutazione dell’effetto del management e, quindi, è in grado di monitorare l’efficacia degli investimenti in raffrescamento dell’allevatore.

L’indicatore S:W ratio si basa sul rapporto tra la media estiva e la media invernale di una serie di grandezze dove la media invernale viene considerata la produzione ottimale aziendale perché non influenzata dallo stress da caldo. I parametri inclusi nella valutazione sono produttivi (produzione di latte corretto per contenuto di grasso, picco di lattazione, contenuto di grasso e proteina), riproduttivi (CR) e sanitari (cellule somatiche). Il report è composto da una tabella e da un grafico come riportato nel prototipo della Figura 3. I valori del report sono adimensionali e standardizzati e danno anche la possibilità di effettuare analisi tra gruppi di aziende o tra territori.

 

Figura 3. Prototipo del report di valutazione dello stress da caldo. Nella tabella in alto vengono riportati i valori di S:W ratio di ogni singolo parametro assieme alle medie annue, estate e inverno; per tutte le vacche e separatamente per primipare e pluripare. In basso vengono riportati i valori medi calcolati al giorno del controllo funzionale. La rappresentazione del risultato è un grafico radiale dove la curva blu rappresenta la situazione aziendale mentre quella rossa rappresenta la situazione di neutralità rispetto al caldo: tanto più la curva blu si discosta da quella rossa, tanto più il periodo estivo influenza le performance aziendali. Ogni parametro è rappresentato da un raggio del grafico.

 

 

Figura 4. Esempio di grafico radiale di una situazione reale in cui vengono rappresentati i valori del S:W ratio per tutte le vacche assieme e separatamente per primipare e pluripare

 

 

 

 

Riferimenti

[1] Interaction between climate and animal production, N. Lacetera, U. Bernabucci, H.H. Khalifa, B. Ronchi, A. Nardone – ed. Wageningen Academic