Non sottovalutiamo la quantità e la qualità dell’acqua che bevono le bovine da latte

La quantità e la qualità dell’acqua da bere destinate alle bovine da latte è così importante da condizionare produttività e salute di queste animali specialmente perché sono dei ruminanti. L’ultima edizione del Nutrient Requirements of Dairy Cattle (NESEM 2021) ha dedicato un intero capitolo a questo argomento. Si tratta di informazioni aggiornate e di grande valore tecnico e scientifico per cui abbiamo pensato che potesse essere utile a voi lettori averle integralmente e tradotte in italiano.

Bilancio idrico

I bovini non sono in grado di immagazzinare grandi volumi di acqua per lunghi periodi di tempo. A condizione che l’acqua sia disponibile durante tutto il giorno, il volume di acqua nel corpo rimane relativamente costante. Quando necessario, l’animale assume acqua per ingestione bevendo e consumando mangimi contenenti acqua e attraverso l’ossidazione metabolica.

L’acqua viene persa attraverso feci, urina, sudorazione e respirazione, mentre una piccola quantità viene persa anche attraverso la saliva. Durante l’allattamento, il latte è una delle principali vie di perdita di acqua; tuttavia, la percentuale di acqua nel latte è altamente regolata e non fluttua con le variazioni del bilancio idrico dell’intero animale.

Assunzione di acqua

Sete e comportamento nel bere

Fisiologicamente, i fattori omeostatici regolano il pH, la pressione osmotica e l’equilibrio acido-base e sono modulati dal movimento di ioni come sodio (Na), potassio (K), cloruro (Cl − ) e bicarbonato attraverso i fluidi intracellulari ed extracellulari contenenti acqua e soluti. Di conseguenza, l’acquisizione e la perdita di acqua corporea svolgono un ruolo importante nel mantenimento dell’omeostasi.

La sete è definita come un “desiderio impellente o irrefrenabile di bere” ed è stimolata dalla disidratazione extracellulare o cellulare. La sete può essere innescata da una riduzione della secrezione salivare e dalla secchezza della gola e della bocca. La regione ipotalamica del cervello controlla la sete e il comportamento di bere ed è mediata dall’angiotensina II.

Osborne ed altri hanno osservato che le vacche consumavano il 40% della loro assunzione giornaliera di acqua entro 2 ore da ogni poppata e mungitura. I bovini generalmente utilizzano la muscolatura delle guance per creare una suzione che attira l’acqua verso l’alto. Quest’acqua viene poi convogliata dalla lingua e trasportata nel cavo orale. L’assunzione di acqua è composta da un ciclo in cui un’aliquota di acqua viene prima aspirata e poi deglutita.

La frequenza del consumo di acqua varia a seconda di una serie di fattori, tra cui in particolare la disponibilità di acqua; le vacche in lattazione dovrebbero avere accesso a quantità illimitate di acqua durante il giorno, soprattutto in condizioni di caldo. La frequenza di episodi discreti di consumo di acqua varia da cinque per le vacche in tarda lattazione a quasi otto in ambienti con basso carico di bestiame. La frequenza del consumo di acqua è ridotta quando gli animali sono al pascolo rispetto a quelli in confinamento.

In alcuni casi (ad esempio, in inverno), è noto che i bovini da carne sopravvivono fino a 3–5 giorni senza acqua. Nelle vacche da latte in lattazione, il tempo totale trascorso a bere varia tra 13 e 17 minuti al giorno. Il volume di acqua consumato è positivamente correlato alla posizione di dominanza sociale dell’animale all’interno della mandria. Si è anche osservato che le vacche consumano più acqua da mangiatoie grandi e profonde.

Assunzione libera di acqua

L’assunzione libera di acqua (FWI) è definita come l’acqua consumata direttamente da un serbatoio d’acqua o da un dispositivo di abbeveraggio.

Bovine in lattazione

Sono stati identificati diversi fattori che influenzano il FWI giornaliero delle vacche da latte. La Tabella 9-1 elenca le equazioni pubblicate utilizzate per prevedere l’FWI (kg/giorno) nelle vacche da latte in lattazione e in asciutta. Sono state sviluppate equazioni più recenti che tentano di identificare più fattori e tenere conto di una maggiore variabilità rispetto alle raccomandazioni precedenti.

Sono necessari studi controllati per quantificare gli effetti della temperatura ambiente, dell’indice di temperatura e umidità (THI), della radiazione solare, dell’umidità relativa, della velocità del vento e delle precipitazioni sull’FWI, ma alcune di queste variabili sono già incluse nelle equazioni predittive. In generale, poiché le temperature medie, minime e massime giornaliere sono strettamente correlate, una misura può essere considerata sufficiente a scopi predittivi.

Le raccomandazioni attuali suggeriscono che, quando sono disponibili stime affidabili dell’assunzione di sostanza secca (DMI), si utilizzi l’Equazione 9-1 per prevedere l’FWI, mentre l’Equazione 9-2 venga applicata quando stime affidabili di DMI non sono disponibili. Entrambe le equazioni sono uniche perché includono il potassio (K) alimentare. È stato dimostrato che il K influisce positivamente sia sul consumo di acqua sia sui tassi di passaggio del liquido ruminale.

Data la mancanza di dati completi per sviluppare queste equazioni, vengono anche riportate sette equazioni alternative. In generale, si dovrebbero incoraggiare misure per aumentare il consumo di acqua, ma l’assunzione di acqua da sola non dovrebbe essere utilizzata per valutare gli effetti della qualità dell’acqua. Non si può presumere che un sottoconsumo derivi da acqua di scarsa qualità, poiché esso può essere influenzato anche da altri fattori come la cattiva salute, la scarsa produzione o l’accesso limitato a dispositivi di irrigazione.

Bovine in asciutta

Esistono meno equazioni per prevedere l’FWI nelle vacche in asciutta e sono necessarie ulteriori ricerche per testare le attuali equazioni predittive. Le equazioni per le vacche in asciutta si basano principalmente sulla DMI, sulla concentrazione di sostanza secca (SS) della dieta e sulla temperatura ambiente; tuttavia, fattori come il potassio (K) probabilmente influenzano l’assunzione di acqua, ma i dati disponibili sono limitati.

Per le vacche in asciutta, si raccomanda l’Equazione 9-3, ma mancano studi pubblicati che misurino direttamente l’FWI in questo gruppo e la previsione sarà probabilmente migliorata con l’acquisizione di nuovi dati. Poiché non era disponibile un set di dati indipendente, l’Equazione 9-3 non è stata confrontata con l’equazione alternativa sviluppata da Holter e Urban, anch’essa riportata nella Tabella 9-1.

Si raccomanda l’Equazione 9-3 perché i dati utilizzati per svilupparla rappresentano un intervallo più ampio di DMI e di condizioni ambientali e dietetiche. Tuttavia, è possibile che l’equazione alternativa di Holter e Urban possa prevedere l’FWI altrettanto bene, o addirittura meglio, dell’equazione 9-3.

Vitelli e manze

L’acqua dovrebbe essere fornita liberamente ai vitelli, compresi quelli alimentati con una dieta liquida. Studi hanno osservato che, quando i vitelli avevano un accesso limitato all’acqua, l’aumento di peso si riduceva significativamente e anche l’assunzione iniziale di cibo diminuiva.

Attualmente, non sono disponibili modelli predittivi per l’FWI nei vitelli giovani e i dati pubblicati sono scarsi, impedendo lo sviluppo di equazioni affidabili. Alcuni studi riportano un basso FWI nel periodo precedente lo svezzamento, ma nella prima infanzia l’FWI è generalmente compreso tra 0,75 e 1 kg/giorno e aumenta con l’età. Entro i 20 giorni di età, l’FWI aumenta drasticamente, parallelamente alla riduzione dell’alimentazione con sostituti del latte e all’aumento dell’assunzione di mangime starter.

L’assunzione di mangime secco (DMI) nei vitelli giovani è probabilmente direttamente correlata all’FWI, con un rapporto FWI/DMI che può raggiungere 4:1 (su base kg). Prima dello svezzamento, questo rapporto è di circa 2:1, mentre dopo lo svezzamento completo può aumentare fino a 4:1. La quantità di acqua consumata prima dello svezzamento dipende anche dal consumo di mangime liquido; tassi elevati di alimentazione liquida possono ridurre il rapporto FWI/DMI a meno di 2:1.

Contingentare l’acqua fino a 17 giorni di età riduce l’assunzione di latte, il peso corporeo e la circonferenza cardiaca a 5 mesi rispetto ai vitelli che hanno avuto accesso all’acqua fin dalla nascita. L’aumento dell’FWI nei vitelli è associato anche a temperature ambientali elevate, restrizione alimentare, maggiore temperatura dell’acqua in ambienti freddi, aumento dell’assunzione di starter e sviluppo della fermentazione ruminale.

Fornire acqua fresca e calda è particolarmente importante nei vitelli che soffrono di diarrea, poiché l’FWI può aumentare dal 25 al 50% in queste condizioni.

I dati sull’FWI nelle manze in crescita più grandi sono limitati e non sono state sviluppate equazioni affidabili per prevedere il loro consumo. Le equazioni utilizzate per i bovini da ingrasso in crescita non sembrano accurate, sulla base dei dati disponibili.

Temperature ambiente e apporto di acqua libera

L’aumento dell’FWI con l’incremento delle temperature ambientali è ben noto, ma la risposta varia a seconda dei singoli animali e delle località. Durante la stagione calda, l’aumento del consumo di acqua è considerato una risposta fisiologica per supportare le perdite di calore attraverso evaporazione e respirazione.

Se l’acqua non viene adeguatamente reintegrata, i compartimenti vascolari ed extracellulari possono essere alterati, interferendo con la pressione osmotica e la pressione sanguigna. Questi cambiamenti fisiologici possono minacciare la termoregolazione e la funzione cardiovascolare.

Studi hanno mostrato che l’FWI aumenta significativamente con temperature elevate: ad esempio, una vacca Holstein alloggiata a 32 °C ha consumato il 29% di acqua in più rispetto a temperature comprese tra 15 °C e 24 °C. In condizioni controllate, per ogni grado Celsius di aumento della temperatura ambiente, l’FWI è aumentato di circa 1,5 kg.

È stato osservato che la temperatura media giornaliera, minima e massima sono tutte altamente correlate con l’FWI e possono influenzarlo. In un altro studio, l’aumento della temperatura ambiente da 15 °C a 28 °C ha incrementato l’FWI del 10% nelle vacche in lattazione e del 42% in quelle in asciutta. Le perdite evaporative sono stimate come percentuale del DMI e vengono compensate da un aumento proporzionale dell’FWI.

Altri fattori che influenzano l’assunzione di acqua libera

In generale, anche a temperature ambientali elevate, i bovini tendono a preferire acqua calda rispetto a quella fredda, ad esempio intorno a 30 °C rispetto a meno di 14 °C, e preferiscono acqua compresa tra 20 °C e 28 °C. Nei climi caldi e aridi, invece, esiste una preferenza per l’acqua fresca.

In uno studio condotto in Canada durante le quattro stagioni, l’acqua è stata offerta a temperatura ambiente (7–10 °C) o riscaldata (30–33 °C), e l’FWI aumentava con la temperatura dell’acqua. La maggiore variazione nella risposta all’assunzione è stata osservata in inverno (5,9%), mentre la variazione più bassa si è registrata in primavera (2,8%). In questo studio, le vacche non erano sottoposte a stress da calore.

In uno studio simile sui vitelli maschi, l’acqua è stata offerta a temperatura fredda (6–8 °C) o riscaldata (16–18 °C), e l’FWI aumentava con la temperatura dell’acqua sia durante lo svezzamento sia prima dello svezzamento. Nei mesi estivi, l’acqua fredda ha aumentato l’FWI delle vacche in lattazione e ha ridotto la frequenza respiratoria e la temperatura corporea.

Nei bovini al pascolo, le condizioni ambientali calde influenzano sia il comportamento di abbeveramento sia l’FWI. Il numero di abbeverate aumenta con il THI, ma a valori molto elevati di THI il numero di abbeverate diminuisce, suggerendo un’incapacità di termoregolazione in queste condizioni.

L’estro può ridurre l’FWI nelle vacche in lattazione; tuttavia, l’aggiunta di aromi come arancia o vaniglia non ha influenzato l’assunzione di liquidi.

Perdite d’acqua

Perdite di latte

Holter e Urban hanno riassunto quattro prove di bilancio energetico con 329 vacche Holstein in lattazione alloggiate a 18 °C e hanno osservato che le perdite d’acqua attraverso il latte erano in media del 34%, con valori che variavano dal 19% al 52% dell’assunzione totale di acqua (TWI), comprensiva di liquidi e acqua contenuta negli alimenti.

Le vacche alloggiate in una camera climatica a 15 °C mostravano perdite d’acqua attraverso il latte pari in media al 24% del TWI, mentre questa percentuale si riduceva al 21% quando gli animali erano esposti a alte temperature.

Questi dati mostrano come la temperatura ambientale influisca sul bilancio idrico e sulla percentuale di acqua persa con il latte.

Perdite fecali e urinarie

Per le vacche che producono 23 kg di latte, l’acqua fecale ha contribuito al 61% dell’acqua totale del letame. La percentuale di acqua persa nelle feci, espressa come percentuale di TWI, può variare dal 30% nelle vacche in lattazione fino al 44% in condizioni termoneutrali, ma scende al 35% con temperature più calde.

L’ormone ipofisario, l’ormone antidiuretico (ADH) o vasopressina, regola in larga misura l’escrezione di acqua renale. Il rilascio di ADH è probabilmente controllato dall’osmoconcentrazione plasmatica, ma può essere stimolato anche da dolore, esercizio fisico o stress psicologico.

Quando l’animale è privato di acqua, la concentrazione di ADH nel sangue aumenta, riducendo il volume urinario. Al contrario, in condizioni di bilancio idrico positivo, la concentrazione di ADH diminuisce e l’acqua escreta nelle urine aumenta fino a raggiungere valori simili a quelli plasmatici.

Le perdite urinarie di acqua variano tra l’11 e il 21% della TWI. Studi hanno osservato che, con l’aumento della temperatura ambiente (da 15 °C a 28 °C) e l’integrazione di bicarbonato di sodio, le perdite urinarie nelle vacche in lattazione aumentano dal 15 al 21%. Questi effetti non si riscontrano nelle vacche in asciutta.

Perdita evaporativa

L’acqua persa per evaporazione è aumentata dal 18% al 30% del TWI quando le vacche in lattazione sono passate da condizioni termoneutrali a temperature elevate. Nelle vacche in asciutta, la risposta è stata maggiore, dal 28% al 44%.

Le differenze tra vacche in lattazione e in asciutta possono essere dovute a una variazione nel frazionamento della riserva idrica corporea. L’efficienza delle perdite evaporative dalla pelle è influenzata anche da caratteristiche del pelo come spessore, lunghezza e colore.

Perdite di sudore

La sudorazione è un processo attivo, innescato dall’aumento della temperatura corporea interna, e comporta la secrezione di liquidi da parte delle ghiandole sudoripare. Durante questo processo, calore e acqua vengono persi dalla superficie della pelle.

Per dissipare il calore, i bovini da latte sudano in due modi differenti. Il primo è la sudorazione insensibile, in cui il sudore lascia il corpo costantemente, a meno che l’umidità relativa non sia del 100%. Il secondo è la sudorazione termica, che funge da principale meccanismo di raffreddamento con l’aumento della temperatura corporea. La vaporizzazione di 1 L di acqua richiede circa 0,58 Mcal (2,42 MJ) di energia.

Le vacche Jersey hanno un tasso di sudorazione di 189 ± 84,6 g/m²·h, mentre le Holstein prevalentemente nere e le Holstein prevalentemente bianche hanno tassi di 414 ± 158,7 g/m²·h e 281 ± 119,4 g/m²·h rispettivamente. Queste osservazioni suggeriscono che i bovini Jersey siano più tolleranti al caldo rispetto agli Holstein, e che gli Holstein prevalentemente neri abbiano maggiore assorbimento solare rispetto a quelli prevalentemente bianchi.

Perdite respiratorie

I bovini perdono acqua anche attraverso la respirazione. Questo tipo di perdita è amplificato e facilitato dalla polipnea o dal comportamento noto come respiro affannoso.

Ricerche condotte nel Missouri hanno tentato di quantificare la perdita di calore attraverso diverse vie. Riassumendo queste osservazioni, è stato osservato che a temperature superiori a 21 °C il calore viene perso principalmente attraverso l’evaporazione dell’umidità dalla pelle e dai polmoni. Tuttavia, negli animali non raffreddati e con temperature superiori a 32 °C, oltre l’85% della dissipazione totale del calore avviene tramite la vaporizzazione dell’acqua dalla superficie corporea e dai polmoni.

La perdita di acqua respiratoria (RWL) a diverse temperature dell’aria (Ta) e umidità relativa (UR) aumenta con l’incremento di Ta, ma diminuisce con l’aumento di UR, senza interazione tra i due fattori.

Sulla base di dati provenienti da camere a temperatura controllata, è stato sviluppato il seguente modello per prevedere l’RWL (g/h) a diverse Ta (°C) e RH (%):

RWL = 0,41 − 0,02 × Ta + 0,0005 × Ta² − 0,004 × RH + 0,00004 × RH²

(Equazione 9-4)

Restrizione idrica e disidratazione

L’uso metabolico e la perdita di acqua corporea sono processi continui, mentre il consumo di acqua non lo è. Per questo motivo, tutti gli animali, e in particolare le vacche in lattazione allevate in cattività, dovrebbero avere accesso pressoché continuo ad acqua pulita.

Una disidratazione di appena il 10% del peso corporeo totale (TBW) può avere gravi implicazioni sulla salute, mentre una perdita del 15-20% può essere fatale. Studi hanno mostrato che, quando l’assunzione di acqua è stata limitata al 50% dell’assunzione volontaria prevista per 4 giorni, la produzione di latte è diminuita del 74%. Al contrario, se alle vacche è stato consentito di consumare il 90% dell’assunzione prevista per 14 giorni, la produzione di latte è diminuita solo del 3%.

In entrambe le condizioni, la restrizione idrica ha causato cambiamenti significativi nella composizione del sangue, con un aumento della concentrazione di tutti gli analiti, suggerendo una riduzione del volume ematico e un fenomeno di emoconcentrazione.

Qualità dell’acqua

L’acqua può contenere minerali disciolti, composti organici e microrganismi che possono influire sulla produzione di latte e sulla salute degli animali. Nel 2005, l’NRC ha pubblicato linee guida sulle tolleranze minerali provenienti da diverse fonti, compresa l’acqua. Il comitato ha riconosciuto che, nonostante i progressi nei metodi analitici, le informazioni su quanti di questi minerali influenzino effettivamente gli animali sono limitate.

Gli studi sugli effetti della qualità dell’acqua nei bovini da latte sono pochi, pertanto le linee guida vengono spesso estrapolate da altre specie, includendo criteri particolarmente conservativi basati sulla qualità dell’acqua per l’uomo. Poiché la qualità dell’acqua può variare nel tempo e nelle stagioni, è consigliabile campionarla periodicamente e analizzarla. La conservazione dei dati storici è utile per individuare anche piccole variazioni nella qualità.

Sono stati sviluppati protocolli specifici di campionamento dell’acqua, poiché spesso contiene solo tracce di alcuni minerali e i test microbiologici richiedono un campionamento asettico. I laboratori commerciali forniscono protocolli accettati e contenitori adeguati. Per valutare l’acqua destinata alle vacche da latte, è necessario campionarla al momento del consumo; tuttavia, prelevare campioni in diversi punti del sistema idrico può aiutare a identificare possibili fonti di contaminazione.

La Tabella 9-2 elenca le soglie indicative di concentrazione massima potenzialmente preoccupante per l’acqua potabile nei bovini. Queste informazioni vanno utilizzate con cautela, poiché molte componenti mancano di dati di ricerca completi. Quando i campioni d’acqua contengono costituenti oltre i limiti indicati, sapore e odore dell’acqua possono essere alterati e potrebbero rendersi necessarie modifiche alla dieta per prevenire problemi minerali o tossicità.

Solidi totali disciolti e salinità

I solidi totali disciolti (TDS) sono una misura approssimativa dei costituenti inorganici disciolti in un campione d’acqua, poiché possono includere anche composti organici. Il termine “salinità” viene talvolta utilizzato per riferirsi ai TDS; tuttavia, in questo contesto la salinità indica tutti i sali disciolti (ad esempio, solfato di magnesio, bicarbonato di sodio e cloruro di sodio).

I TDS rappresentano la concentrazione totale di ioni presenti nell’acqua, senza identificare o quantificare i singoli componenti. Di conseguenza, il loro valore come indicatore di qualità dell’acqua è limitato e deve essere interpretato con cautela. La natura dei TDS è influenzata dalla geologia locale, ma gli ioni principali presenti nell’acqua sono carbonato, bicarbonato, Cl−, fluoro, solfato, fosfato, nitrato, calcio (Ca), magnesio (Mg), sodio (Na) e potassio (K). Cl− è la forma ionizzata del cloro (Cl) e queste due forme hanno effetti molto diversi sia nel rumine sia sui tessuti animali.

Sebbene siano stati studiati gli effetti della variazione dei TDS sulla produzione di latte, gli effetti osservati dipendono dagli ioni utilizzati per modificare i TDS. Pertanto, i risultati sui bovini da latte sono variabili. Ciononostante, sono state stabilite linee guida generali (vedere Tabella 9-3).

In studi condotti su vacche Holstein al pascolo che producevano circa 24 kg/giorno di latte, l’acqua con 1.000, 5.000 o 10.000 mg/L di TDS non ha influenzato la produzione o composizione del latte. In questi studi, i TDS sono stati aumentati con aggiunta di Na e cloruro di calcio, Mg e solfato di sodio e bicarbonato di sodio.

In altri esperimenti, le vacche alimentate con acqua contenente 450 o 3.600 mg/L di TDS non hanno mostrato differenze nella produzione di latte (circa 22 kg), mentre le vacche “ad alta produzione” hanno mostrato una persistenza della lattazione inferiore del 25% quando consumavano acqua con 4.100 mg/L di TDS rispetto a 450 mg/L, sebbene l’assunzione di acqua fosse maggiore con TDS elevato. Analogamente, la riduzione dei TDS da 4.400 mg/L a 441 mg/L ha aumentato la produzione di latte da circa 25 a 34 kg/giorno in uno studio in cui i TDS elevati provenivano principalmente da solfati.

Gli effetti dell’assunzione di acqua salina (alta concentrazione di TDS dovuta principalmente a NaCl) sono più coerenti. Aumentando i TDS da 200 a 2.500 mg/L con NaCl, la produzione di latte diminuiva da 34,8 a 32,9 kg/giorno. Al contrario, in altri studi, vacche che consumavano acqua con TDS di circa 440 mg/L producevano più latte corretto per il grasso rispetto a quelle con TDS di circa 1.500 mg/L.

Tuttavia, in alcune condizioni di desalinizzazione, ridurre i TDS da 1.400 a 570 mg/L non ha mostrato effetti sulla resa del latte, evidenziando come la composizione ionica specifica dell’acqua giochi un ruolo determinante.

Durezza

La durezza dell’acqua è solitamente descritta come l’effetto cationico totale di Ca e Mg nell’acqua, ma altri cationi possono essere presenti nell’acqua e includono zinco (Zn), ferro (Fe), stronzio, alluminio e manganese (Mn). Le categorie di durezza descritte sono dolce (da 0 a 60 mg/L), moderatamente dura (da 61 a 120 mg/L), dura (da 121 a 180 mg/L) e molto dura (>180 mg/L).

Sulla base di test fino a 290 mg/L, è stato osservato che la durezza dell’acqua non ha alcun effetto sull’assunzione di acqua delle vacche in lattazione, ma è stata osservata una correlazione negativa con l’FWI nei vitelli svezzati. Tuttavia, la durezza dell’acqua può influire sui sistemi di trattamento dell’acqua perché può aumentare l’accumulo di calcare e può influire negativamente sui sistemi di erogazione dell’acqua. Inoltre, l’aumento della durezza può ridurre l’efficienza di pulizia delle attrezzature di mungitura e rappresenta un fattore di rischio per la qualità batteriologica del latte in cisterna.

pH

Attualmente non esistono linee guida specifiche per il pH dell’acqua potabile destinata ai bovini da latte; tuttavia, per il consumo umano è raccomandato che il pH dell’acqua sia compreso tra 6,5 e 8,5.

Non sono state trovate informazioni in letteratura sugli effetti della variazione del pH dell’acqua potabile sull’assunzione di acqua, sulla salute degli animali, sulla produzione animale o sull’ambiente microbico nel rumine. Tuttavia, è probabile che il pH influenzi la sopravvivenza di alcuni microrganismi presenti nell’acqua.

Minerali e costituenti ionici dell’acqua

L’acqua può contenere minerali che possono contribuire a soddisfare il fabbisogno minerale degli animali; tuttavia, se presenti in concentrazioni eccessive, possono ridurre l’assunzione di acqua e avere effetti negativi sulla salute e sulla produzione. L’acqua può fornire minerali assorbibili alle vacche, ma generalmente questo apporto non viene incluso nei calcoli nutrizionali, poiché nella maggior parte degli studi sulla nutrizione minerale il contenuto di minerali dell’acqua non è stato misurato o considerato. Gli allevatori possono valutare di ridurre l’apporto minerale della dieta quando le concentrazioni minerali nell’acqua consumata sono elevate. Tuttavia, includere i minerali dell’acqua nell’apporto totale ha solitamente un effetto trascurabile sull’apporto complessivo.

La speciazione si riferisce alla forma chimica in cui un elemento è presente nell’acqua. Gli elementi possono trovarsi come ione idratato, come molecola neutra, come complesso con altri ioni o in altre forme molecolari. Le acque sotterranee contengono comunemente specie minerali come complessi di idrossido e carbonato. La reattività, la tossicità e la biodisponibilità degli elementi minerali dipendono dalla forma chimica in cui sono presenti; di conseguenza, conoscere solo la concentrazione totale di un minerale nell’acqua potabile fornisce informazioni limitate.

Le specie ioniche presenti nell’acqua derivano generalmente dal contatto tra acqua e depositi minerali, mentre alcuni costituenti minori, come ammonio, carbonato e solfuro, possono derivare dall’attività microbica e algale. Tradizionalmente, l’analisi dell’acqua si concentra sulla concentrazione totale dei minerali e raramente riporta informazioni sulla speciazione.

L’accuratezza dei risultati analitici può essere valutata verificando se la somma dei cationi (eq/L) è uguale alla somma degli anioni (eq/L), poiché per il principio di elettroneutralità devono essere equivalenti in soluzione. Una differenza fino al 2% può essere attribuita a errori analitici non controllabili, mentre una differenza pari o superiore al 5% suggerisce possibili errori di campionamento o analisi, oppure la mancata rilevazione di una o più specie ioniche.

Solfato

I solfati nell’acqua potabile derivano solitamente dalla dissoluzione di minerali contenenti solfati presenti nel suolo e nelle rocce. Un’altra fonte di contaminazione può essere rappresentata da rifiuti domestici o industriali e detergenti contenenti solfati. I laboratori possono riportare sia solfati che solfato-zolfo; per convertire il solfato in solfato-zolfo, si moltiplica per 0,33.

Elevate concentrazioni di ioni solfato (SO4 ²⁻) nell’acqua potabile possono ridurre l’assunzione sia di mangime sia di acqua. Studi hanno mostrato che concentrazioni di solfato superiori a 2.500 mg/L possono compromettere l’assunzione di acqua, la crescita e la produzione animale. Attualmente, le raccomandazioni suggeriscono che i solfati nell’acqua non superino i 500 mg/L per i vitelli e 1.000 mg/L per le vacche adulte. In presenza di diete ad alto contenuto di concentrato, l’acqua dovrebbe contenere meno di 600 mg/L di solfato, mentre con diete ricche di foraggio i bovini possono tollerare fino a 2.500 mg/L. In alcune aree, l’acqua di pozzo profondo può contenere 3.000 mg/L o più di solfato.

Nel rumine, ambiente riducente, la maggior parte dello zolfo proveniente dai sali viene trasformata in solfuro. Questo può legarsi a molti oligoelementi, rendendoli indisponibili per l’animale. Con concentrazioni di S elevate (1.000-1.500 mg/L), può verificarsi antagonismo tra rame (Cu) e selenio (Se).

Le forme comuni di solfato nell’acqua includono sali di Ca, Fe, Mg, Mn e Na. La risposta dei bovini all’aumento del solfato dipende dalla forma specifica; ad esempio, il solfato di magnesio può ridurre l’assunzione di acqua, mentre il solfato di sodio generalmente non influenza il consumo.

Ferro

Le acque contenenti elevate concentrazioni di Fe sono spesso facili da riconoscere, poiché appaiono di colore ruggine, contengono sedimenti e possiedono un sapore metallico. Il consumo eccessivo di Fe può antagonizzare Co, Cu, Mn, Se e Zn. Alcune evidenze sperimentali suggeriscono che lo stress ossidativo possa essere stimolato da alte concentrazioni di Fe nell’acqua potabile, poiché il Fe libero catalizza reazioni attraverso la reazione di Haber-Weiss. Questa condizione può verificarsi quando il consumo di Fe supera il fabbisogno, aumentando la concentrazione di specie reattive dell’ossigeno e dell’azoto (N). Ad esempio, infusioni abomasali di lattato ferroso possono influenzare negativamente la composizione proteica e la stabilità del latte.

Un ulteriore stress ossidativo può essere problematico nelle vacche peripartum con sistema immunitario compromesso. L’integrazione alimentare di Fe è raramente necessaria per i bovini adulti; se l’acqua contiene Fe, l’integrazione alimentare dovrebbe generalmente essere evitata. Il livello massimo di Fe nell’acqua potabile per gli esseri umani è di 0,30 mg/L, spesso considerato un limite di cautela anche per i bovini da latte.

Studi hanno mostrato che aumenti di Fe nell’acqua, sia in valenza ferrosa (Fe⁺²) sia ferrica (Fe⁺³), da diverse fonti (lattato ferroso, solfato ferroso, cloruro ferroso, solfato ferrico, cloruro ferrico) hanno effetti variabili sull’FWI (Free Water Intake) delle vacche, con riduzioni osservate solo in alcuni casi con 8 mg/L di lattato ferroso. Inoltre, il metodo analitico utilizzato influisce significativamente sulle concentrazioni di Fe misurate; l’analisi diretta senza acidificazione può restituire solo il 7-25% dei valori ottenuti con acidificazione nitrica. Pertanto, è fondamentale conoscere il metodo analitico usato per interpretare correttamente i dati.

Nitrato

Il nitrato (NO₃⁻) nell’acqua potabile può derivare dall’inquinamento industriale, dall’intensa fertilizzazione dei campi o da pozzi poco profondi. Attualmente non vi sono fabbisogni documentati di NO₃⁻ o NO₂⁻ nella dieta degli animali; tuttavia, è stato utilizzato per ridurre la produzione di metano ruminale. A causa della loro azione caustica, alte concentrazioni di NO₃⁻ possono causare gastroenterite.

Quando consumato dai bovini, il NO₃⁻ può servire come fonte di N per i batteri del rumine, ma il rumine è anche il sito di riduzione di NO₃⁻ a NO₂⁻. In caso di tossicosi acuta, l’NO₂⁻ viene assorbito nel sangue, ossidando il Fe ferroso dell’emoglobina in metaemoglobina, riducendo così la capacità di trasporto dell’ossigeno e provocando asfissia. I sintomi dell’avvelenamento da NO₃⁻ includono salivazione eccessiva, dolore addominale, diarrea, vomito e mucose marroni. L’avvelenamento da NO₂⁻ provoca difficoltà respiratorie, respiro affannoso, respirazione rapida, tremori muscolari, debolezza, andatura barcollante, cianosi e polso debole.

L’aborto nei ruminanti può essere conseguenza dell’avvelenamento da NO₃⁻, osservato sia in mandrie da latte sia da carne. Nelle vacche da latte, concentrazioni di NO₃⁻ fino a 180 mg/L nell’acqua non aumentano il contenuto di NO₃⁻ nel latte. Studi sul campo mostrano che l’esposizione prolungata ad acqua ad alto contenuto di NO₃⁻ può aumentare i servizi per concepimento e ridurre il tasso di concepimento al primo servizio, senza alterare l’emoglobina o la metaemoglobina nel sangue.

Un aumento della concentrazione di NO₃⁻ nell’acqua è stato correlato a un prolungamento degli intervalli tra i parti nelle aziende lattiero-casearie. Tuttavia, incrementando il numero di microbi ruminali che metabolizzano NO₃⁻, i ruminanti possono adattarsi a diete ricche di nitrati.

Come nell’ultima pubblicazione, si raccomanda che l’NO₃-N nell’acqua non superi i 10 mg/L, equivalenti a 44 mg/L di NO₃⁻. I bovini sono solitamente più a rischio di avvelenamento da NO₂⁻ a causa degli elevati livelli di NO₃⁻ negli alimenti, ma la concentrazione nell’acqua ha probabilmente un effetto additivo sull’animale.

I risultati delle analisi dell’acqua, che includono NO₃⁻ e NO₂⁻ in mg/L, possono essere convertiti in valori di N dividendo questi valori rispettivamente per 4,43 e 3,29. La Tabella 9-5 elenca le linee guida per l’NO₃⁻ nell’acqua potabile dei bovini.

Minerali e sostanze potenzialmente tossiche nell’acqua

Le concentrazioni tollerabili e tossiche di minerali negli animali domestici sono state riviste. La pubblicazione elenca linee guida per l’acqua potabile sia per gli esseri umani che per il bestiame. Le linee guida per gli esseri umani sono riportate nella Tabella 9-2.

Le linee guida per i bovini si basano su quelle di NRC (2001, 2005), Beede e altri, ma nel complesso sono uniche per questa pubblicazione. I valori inclusi nella tabella non sono stati sviluppati per definire concentrazioni tossiche o intervalli raccomandati, ma sono intesi come riferimento nella valutazione dei campioni d’acqua.

La pubblicazione osserva che, sebbene conservative, le linee guida dell’EPA enforceable e secondary possono agire come guide sicure per il bestiame. Gli enforceable standards sono definiti come concentrazioni che non possono essere superate e fissano un limite oltre il quale devono essere adottate azioni per ridurre i livelli. Gli secondary standards sono concentrazioni oltre le quali possono verificarsi effetti cosmetici o estetici.

Ulteriori punti rilevanti per l’alimentazione delle vacche da latte includono l’elenco dei minerali suddivisi in cinque categorie:

1. Minerali che si trovano naturalmente e a livelli tossici nell’acqua o possono contribuire alla tossicità complessiva del minerale: più comunemente arsenico, bario, Fe, Mn, NaCl, zolfo e nitrato.
2. Minerali che si trovano naturalmente e la loro presenza è rara, ma comporta rischi significativi di tossicità: litio, stronzio e uranio.
3. Minerali solitamente presenti a bassi livelli, con tossicità derivante dalla contaminazione da altre fonti: alluminio, bismuto, boro, bromo, cadmio, cromo, Co, Cu, piombo, mercurio, molibdeno, nichel, silicio, stagno e altri elementi delle terre rare.
4. Macroelementi improbabili da trovare a livelli tossici nell’acqua, ma che possono avere effetti estetici secondari: Ca, Mg, P e K.
5. Minerali in tracce che possono essere presenti nell’acqua e contribuire sia a concentrazioni tossiche sia a effetti estetici secondari: Co, Cu, Fe, Mn e Se, insieme all’acqua contenente alte concentrazioni di NaCl.

Considerazioni microbiologiche sull’acqua

La determinazione dei microrganismi nell’acqua è difficile, ma l’acqua potabile rappresenta la fonte più grande e diretta di contaminanti microbici e potenziali patogeni. L’acqua può essere contaminata dal deflusso superficiale o dai sistemi di distribuzione e erogazione dell’acqua. Questi sistemi possono favorire la proliferazione batterica tramite biofilm che fungono da habitat microbici. Le superfici delle abbeverate possono essere contaminate da batteri provenienti da bolo, feci, polvere, mangime o lettiera. L’acqua viene comunemente valutata per la presenza di coliformi totali e coliformi fecali. I coliformi totali costituiscono un gruppo generico di batteri Gram-negativi, mentre i coliformi fecali, noti anche come coliformi termotolleranti, sono spesso presenti a causa di contaminazione fecale, ma possono avere altre origini.

Batteri comuni nell’acqua contaminata includono enterobatteri come Escherichia coli e Salmonella, ma possono essere presenti anche altri microrganismi come Campylobacter, Yersinia, Leptospira, Burkholderia pseudomallei, Clostridium botulinum, micobatteri, Pseudomonas, Cryptosporidium e Giardia. Non sono state stabilite linee guida di qualità specifiche per l’acqua contaminata da microrganismi, in quanto le prove a supporto sono limitate. L’acqua viene spesso testata per coliformi termotolleranti, ma questo test non indica la presenza di patogeni. Nonostante queste limitazioni, è stato raccomandato un valore mediano di 1.000 coliformi termotolleranti/L come soglia per il bestiame.

Le vacche o i giovani bovini al pascolo possono ricevere acqua di superficie. In questi casi, gli animali possono essere a rischio di esposizione a cianobatteri tossici (o alghe blu-verdi). L’avvelenamento da cianobatteri tossici è stato riportato scientificamente già alla fine del 1800 quando animali hanno bevuto acqua da un lago dolce alla foce del fiume Murray in Australia Meridionale. Mortalità analoghe sono state osservate in vacche adulte al pascolo e in manze lattifere. Si stima che circa 40 delle 2.000 specie di cianobatteri identificate possano produrre tossine, inclusi epatotossine, neurotossine, dermatotossine, cito-tossine e tossine gastrointestinali.

I cianobatteri colonizzano sia biotopi terrestri che acquatici, in ecosistemi marini e d’acqua dolce, e la loro crescita avviene tipicamente da fine estate a autunno. Fattori di rischio includono acque poco profonde, neutre o alcaline, e ad alta concentrazione di N e P. Questi nutrienti possono aumentare nei bacini idrici a causa di perdite per evaporazione e contaminazioni da letame o fertilizzanti. La presenza di cianobatteri viene solitamente determinata tramite esame microscopico. Se si sospetta la presenza di cianobatteri nell’acqua potabile, deve essere fornita una fonte alternativa di acqua fino al trattamento o alla conferma della sicurezza.