Monitoraggio del microclima in allevamenti di vacche da latte a luglio e agosto 2018 in Italia centrale

Durante l’estate si ripresenta sempre il problema del benessere delle vacche in relazione alle condizioni microclimatiche degli allevamenti.

Con il termine “benessere” si vuole indicare uno stato di buona salute fisica e psichica, sottolineando principalmente la “qualità di vita di un animale così come viene percepita da ogni singolo individuo” (Bracke,1999).

Numerose sono le definizioni susseguitesi nel corso degli anni, grazie alla ricerca scientifica, e a tal proposito, risulta opportuno, quanto necessario, affermare che il concetto di “benessere” non è un concetto statico, bensì dinamico, date le continue modifiche.

Hughes (1976) definisce il benessere come “lo stato di completa salute fisica e mentale in cui l’animale è in armonia con l’ambiente”
Carpenter (1980) afferma che il “benessere è lo stato in cui l’animale gestito dall’uomo si adatta senza sofferenza all’ambiente che gli viene fornito”
Secondo Broom (1986) “il benessere di un organismo è il suo stato in relazione ai suoi tentativi di adattarsi all’ambiente”

Appare evidente come in queste definizioni lo stato di salute fisica sia affiancato allo stato di salute psico-mentale, e come quindi il concetto di benessere riguardi entrambe le condizioni. Per cui, parlando di stato di “completa salute”, non ci si riferisce solo ed esclusivamente ad una condizione di assenza di malattie, di lesioni, di deficit funzionali, fenomeni patologici o altro, ma anche ad una situazione di complessiva efficienza psicofisica.

Nella gestione di una stalla diventa essenziale il controllo del microclima, dal momento che influenza lo stato di benessere degli animali. I principali fattori microambientali da prendere in considerazione in una stalla di bovine da latte sono temperatura, umidità, presenza di gas e luce.

Questi sono tutti fattori che determinano il microclima in una stalla influenzati da specifici aspetti dell’allevamento stesso come:

orientamento ed esposizione: migliore risulta essere quello a Est-Ovest;
pavimentazione: fondamentale per evitare accumuli o ristagni di deiezioni nella struttura;
coibentazione del tetto e di eventuali pareti;

Il microclima all’interno di una stalla influenza fortemente le performances produttive e riproduttive delle bovine da latte ed è caratterizzato essenzialmente da specifici parametri, tra cui la temperatura. I bovini sono animali omeotermi, ovvero sono in grado di mantenere costante la loro temperatura corporea di fronte ai cambiamenti dell’ambiente esterno. Esiste, però, un intervallo di temperatura ambiente entro il quale l’organismo animale riesce a mantenere costante la temperatura corporea, per cui la produzione di calore rimane invariata nonostante le variazioni di temperatura dell’ambiente circostante; ciò presuppone che l’organismo animale metta in atto delle risposte di tipo fisiologico che sono però minime, proprio perché l’animale si trova in una zona di termoneutralità o neutralità termica (zona da B a B’).

Nella suddetta zona di neutralità termica, è possibile individuare una temperatura critica inferiore (B) ed una temperatura critica superiore (B’). Nel primo caso, l’animale trovandosi di fronte a temperature basse, mette in atto dei meccanismi, che potrebbero essere ad esempio brividi di freddo, per aumentare la produzione di calore; mentre nel caso di temperature elevate l’animale adotterà dei meccanismi fisiologici differenti, quali la respirazione accellerata, per poter liberare l’acqua in modo da impedire il rialzo della temperatura corporea.

Tra questi due limiti di temperatura si colloca la zona di indifferenza termica, in cui non è necessario che l’animale attivi meccanismi omeostatici, in quanto la temperatura corporea rimane costante, perché l’animale riesce a sopportare tranquillamente sia il caldo che il freddo (zona da A a A’).

Temperature e zone critiche per la termoregolazione, Bianca (1976)

L’umidità relativa rappresenta un altro parametro microclimatico di elevata importanza; si tratta della percentuale di vapore acqueo contenuto nell’aria in rapporto alla massima quantità in essa contenibile ad una data temperatura. Negli animali da reddito, l’umidità relativa ottimale si colloca tra il 50% e l’80%; essi non hanno grandi difficoltà ad adattarsi ad oscillazioni sia minime che considerevoli di tale parametro. Diventa, invece, motivo di preoccupazione, nel momento in cui tale parametro viene associato ad un’elevata temperatura dell’aria impedendo quindi all’animale di liberare il calore dal corpo. Anche situazioni di elevata umidità associate a temperature basse per lunghi periodi di tempo, comportano gravi conseguenze sulla salute dei capi allevati.

L’Indice di Temperatura ed Umidità (THI) permette di mettere in relazione questi due parametri, stimando lo stato di malessere a cui sono soggetti gli animali nel momento in cui ci si trova di fronte ad una situazione caratterizzata, prevalentemente, da elevata umidità dell’aria ed alta temperatura.

Tale indice bioclimatico è stato sviluppato, da alcuni anni (St-Pierre et al. 2003), proprio per esprimere il livello di disagio causato da condizioni climatiche sfavorevoli soprattutto negli animali di grande mole, quali le vacche da latte, in cui condizioni termoigrometriche elevate producono effetti negativi sulle performances produttive e riproduttive, dimostrati da numerosi studi (Jordan, 2003; Rensis, 2003; West, 2004). Questo fenomeno è dovuto al fatto che in queste condizioni la maggior parte dell’energia che l’animale ricava dagli alimenti, viene destinata alla termoregolazione e quindi a mantenere costante la temperatura corporea. Di conseguenza, tale energia viene sottratta a quelle che sono le attività della vacca, come ad esempio la produzione di latte, l’ingrassamento, la gravidanza, etc.

Le vacche da latte, infatti, sono animali che presentano un’elevata capacità di adattamento alle basse temperature. La loro limitata tolleranza alle alte temperature invece comporta lo sviluppo del cosiddetto stress da caldo.

Per calcolare l’indice di temperatura ed umidità esistono diverse formule, ma le più utilizzate sono:

Formula di Kibler
Formula NOAA 1976
Formula di Kelly and Bond:

THI = (1.8 x Tdb + 32) – ((0.55 – 0.55 x UR/100) x (1.8 x Tdb + 32) – 58))

dove:

Tdb = temperatura del bulbo secco (°C)

UR = umidità relativa dell’aria in %

Una volta calcolato il THI mediante una delle formule sopra enunciate, è possibile collocare il valore ottenuto in una delle quattro categorie utilizzate per classificare tale indice. In questo modo si ottiene una stima dei differenti livelli di disagio con diverse classi di stress per il bestiame:

<75: assenza di stress
da 75 a 79: stress moderato
da 80 a 90: stress elevato
>90: estremo pericolo

L’ASABE (American Society of Agricultural and Biological Engineers) ha posto uno standard relativo alla progettazione dei sistemi di ventilazione, mettendo in relazione l’aumento di THI con la diminuzione della produzione nella bovina da latte; tale relazione è rappresentata nel grafico uno ed è la seguente:

MPD = 1,08 – 1,736 * NL + 0,02474 * NL * THI

Dove:

MPD = diminuzione di produzione

NL = normale livello produttivo

THI = valore medio giornaliero del THI

Grafico 1 – Calo della produzione in relazione ai valori di THI (ASABE, 2006)

In caso di THI elevato, la bovina mette in atto risposte specifiche che le permettano di adattarsi a determinate situazioni, dapprima di tipo comportamentale, come la ricerca di aree in cui la condizione relativa al microclima sia piacevole e quindi più accettabile, e in seguito di tipo fisiologico, quali aumento della polipnea, riduzione dell’ingestione di alimenti, riduzione della secrezione di GH, ormoni tiroidei, cortisolo e aldosterone, ed aumento della secrezione di prolattina e ADH, allo scopo di ridurre il metabolismo basale e di mantenere il bilancio energetico e minerale, entrambi alterati in condizioni di stress termico (Bertoni, 1998).

Lo stress da caldo determina nei bovini, oltre a quanto detto, un aumento del rischio di disordini metabolici causati da una situazione di elevato assorbimento di endotossine. In condizioni fisiologicamente normali, l’80% delle endotossine presenti nell’organismo dei ruminanti, viene assorbito a livello enterico mediante la vena porta, il 20%, invece, viene assorbito a livello ruminale. Al contrario, in una circostanza di “stress da caldo” si otterrà un aumento della permeabilità delle cellule epiteliali nei confronti delle tossine, per cui il loro assorbimento sarà maggiore, fino ad arrivare a valori pari al 300% (Wang et al., 2011). Da ciò scaturiscono i disordini metabolici precedentemente citati, fondati sull’incapacità del fegato di detossificare l’organismo dall’ingente quantità di endotossine presenti all’interno dell’organismo e di attenuare gli effetti negativi di altri tipi di tossine, come le micotossine.

Ulteriori problematiche riconducibili allo stress da caldo, sono da ricercare nelle performance riproduttive dei bovini:

i tassi di concepimento, ad esempio, in seguito ad ondate di calore, possono andare incontro a diminuzioni di oltre il 20%;
anche l’ambiente uterino viene influenzato e compromesso a causa del ridotto afflusso di sangue che arriva all’utero. Come conseguenza si ottiene un anomalo sviluppo embrionale che può comportare anche alla morte dell’embrione stesso (“Heat stress compromises uterine environment with decreased blood flow to the uterus.” Jordan, 2003 and West, 2004);
si possono verificare perdite relative alle gravidanze; tali perdite si riscontrano nella prima settimana dopo la fecondazione della vacca, in seguito al mancato attecchimento all’utero da parte dell’embrione. Perdite di gravidanza possono avvenire anche alla fine del primo mese di gestazione.

Rilevazione di campo effettuata

Vista l’importanza dell’argomento si è pensato di effettuare un monitoraggio della temperatura ed umidità, per stimare il THI, in una serie di stalle dell’Italia centrale.

Nel dettaglio sono state valutate 42 stalle, con un numero di capi in lattazione compreso tra 50 e 300, localizzate nelle province di Campobasso, Caserta, Frosinone, Teramo e Perugia.

Le stalle sono tutte a stabulazione libera ma la tipologia di ricoveri risulta estremamente differente:

da stalle prive di pareti a stalle con pareti;
da stalle senza alcun sistema di raffrescamento a stalle con ventilatori o stalle con ventilatori abbinati all’utilizzo di acqua.

Il rilevamento è stato effettuato nei mesi di luglio ed agosto 2018 ed ha visto la raccolta di circa 30.000 dati rispettivamente di temperatura ed umidità relativa, rilevati attraverso l’istallazione di data logger settati a memorizzare dati ad intervalli regolari di 10 minuti.

I data logger sono stati spostati nelle diverse stalle con un tempo di registrazione medio per singola stalla di circa 4 giorni. I data logger utilizzati sono stati 3, che in contemporanea rilevavano i parametri in diverse stalle delle varie provincie.

La prima elaborazione è stata effettuata determinando la temperatura media e l’umidità media derivante dai diversi data logger alla medesima ora e nel medesimo giorno nelle diverse stalle.

Il risultato di tale elaborazione è riportato nei due grafici che seguono rispettivamente del mese di luglio ed agosto.

La seconda elaborazione è stata fatta determinando la temperatura e l’umidità media oraria di tutte le giornate del mese di luglio e del mese di agosto.

Attraverso questa elaborazione è stato prodotto il THI orario medio giornaliero per i due mesi presi in considerazione.

Di seguito le rielaborazioni grafiche:

Dalle rielaborazioni effettuate emerge che il THI medio delle stalle indagate risulta alto. Prendendo in considerazione la seconda rielaborazione si nota che le ore in cui c’è assenza di stress, o stress moderato, per gli animali sono solo quelle notturne (dalle 21 circa alle 9 circa).

Considerando la premessa fatta al lavoro è evidente che tali condizioni creano notevoli problemi sugli animali che si ripercuotono sugli aspetti produttivi e riproduttivi.

Tale indagine non rappresenta sicuramente la condizione di tutti gli allevamenti del centro Italia, ma, vuole essere da stimolo per gli allevatori ad indagare, attraverso semplici data logger installati in stalla, quale è la situazione nel proprio allevamento per meglio gestire lo stress da caldo durante l’estate.

Autori: