Influência das variáveis ambientais no conforto térmico e respostas fisiológicas de bovinos de leite

Effect of the influence of environmental variables on the thermal comfort of dairy cattle

ABSTRACT - The objective was to verify the influence of environmental factors on milk production in the Agreste of Pernambuco through the Temperature and Humidity Index (ITH), absolute decrease in milk production (DPL), Reduction of Animal Consumption (RAC) of cattle. The study was carried out for the municipality of Garanhuns (Latitude: 08º53'25 ", Longitude: 36º29'34" and Altitude: 842 m), located in the Microregion of the Southern Agreste of Pernambuco. The meteorological data on air temperature (Tar) and relative humidity (RH, %) of the region were obtained through the National Institute of Meteorology – INMET. Comprising the period from 1995 to 2007, Being used to calculate the ITH, DPL and RAC. For the calculation of DPL, normal production levels of 10, 20 and 30 kg of cow-1 day-1 milk were taken into account. The Tar values varied little (19.66 °C to 24 °C), having an average of 22.24 °C ± 1.70 ° C. RH presented oscillation between 72.68% and 91%, with an average of 82.06% ± 6.73%. For the ITH values, there was little variation over the months (66.63 to 72.68), with a mean of 70.27 ± 2.33, classifying the environment as comfortable (ITU < 74). n the Evaluation of DPL for the months with higher Tar, cows that produce 10 kg, did not show a decrease in milk production, while cows that produce 20 and 30 kg, can suffer a decline between 0.06 to 0.17 kg of milk day -1 and 0.08 to 0.47 kg of milk day-1 respectively. In the colder months, there was no decline. The RCA was only found in the warmer months, 0.12 kg cow-1 day-1. The Garanhuns region is suitable for the development of dairy cattle activity, classified as a comfortable environment even in months with the combination of high temperatures and low relative humidity. In addition, it is noted that even in times with warmer months, both the DPL and the RCA were influenced to a minimum, which makes it possible to analyze a production strategy throughout the year.

---

Introdução

Em regiões com predominância de climas tropicais e subtropicais, como é composto grande parte do território brasileiro, as condições climáticas são fatores limitantes na produção de bovinos leiteiros em sistemas agropecuários. A produção de leite comporta grande influência socioeconômica no país. Todavia, variáveis climáticas como temperatura e umidade relativa do ar são, fatores condicionantes do conforto térmico dos animais e que podem causar declínio nas condições de rendimento produtivo (PADILHA et al., 2001; BORBUREMA et al., 2013). De acordo com Façanha et al. (2010) e Silva et al. (2010) em sistemas de produção leiteira, alguns dos princípios básicos como, nutrição, bem-estar animal, sanidade e conforto térmico, são pontos fundamentais para um bom desemprenho reprodutivo dos animais, acarretando em aumento produtivo e melhoria na qualidade do leite. Outro fator de grande relevância no bem-estar dos animais são os tipos de instalações e os materiais de confecção das mesmas. Uma vez que, os mesmos possuem ações de isolante térmico com o meio externo e, diminui os efeitos climáticos que atuam negativamente na produção animal (FAÇANHA et al., 2011). Ruas et al. (2014) afirmam que as diferentes adaptações as condições ambientais e, seus potenciais de produção é determinado pelo grupo genético dos animais. Dentre esses comportamentos, alguns índices podem ser analisados com base nas condições de conforto térmico dos animais. Dessa forma, objetivou-se verificar a influência de fatores ambientais sobre a produção de leite no Agreste de Pernambuco através do Índice de Temperatura e Umidade (ITU), Declínio Absoluto da Produção de Leite (DPL) e Redução do Consumo Alimentar de bovinos (RCA).

---

Revisão Bibliográfica

Animais com características de metabolismo homeotérmico são os indivíduos que possuem a capacidade de manter sua temperatura corporal constante, em relação à flutuação externa da temperatura (condução, convecção e radiação) e de umidade do ambiente (AZEVÊDO et al., 2008), essa capacidade de termorregulação afere condições de tolerância ao estresse térmico para esses animais (BACCARI JUNIOR, 1998; BARROS JUNIOR et al., 2016), condicionando os mesmo a dissiparem calor e evitar efeitos deletérios (SANTOS et al., 2011). Em regiões onde a maior parte do ano apresenta temperaturas elevadas e baixa umidade relativa do ar, como é caso da região do Semiárido brasileiro (NÓBREGA et al., 2011), são mais propicias para que hajam empecilhos na produção leiteira dos animais. No Brasil, a atividade pecuária leiteira apresenta ascensão nos últimos anos. A Região Nordeste, por exemplo, entre os anos de 1996 e 2007, aumentou em 61% na sua produção de leite, sendo representada por Bahia e Pernambuco como maiores produtores. Nesse mesmo período, Pernambuco duplicou sua produção média por propriedade, passando de 16 para 32 litros dia^-1 (CARVALHO et al., 2009). No Agreste Pernambucano, a pecuária bovina é considerada atividade de grande importância, seja por questões culturais, físicas, econômicas, políticas e climáticas, oferecendo inúmeras vantagens aos produtores (MACHADO et al., 2010). A Região Meridional, especificamente, é composta por 26 municípios contemplando 10.828 km² em extensão territorial, apresentando clima e relevo diferenciado. Garanhuns é um dos principais municípios da região, com relação a essa atividade. Em 2007, a região produziu cerca de 49% (327 milhões de litros de leite) da produção do estado, sendo assim considerada sua principal bacia leiteira (CARVALHO et al., 2009). A produção de bovinos leiteiros pode ser influenciada de maneira direta por diversos fatores. Dentre esses fatores, o clima é considerado um constituinte de extrema importância, limitando a eficiência dessa atividade (KREMER, 2015).  Sendo assim, em ambientes com condições climáticas desfavoráveis, os animais em busca de realizar a manutenção da temperatura corporal (homeostase), acionam seu sistema termorregulador, mas para que isso aconteça é necessário que haja certo gasto de energia, o que antes seria utilizada na produção de leite (TOSETTO et al., 2014). Silva et al. (2006) mencionam que a associação de três variáveis climáticas, como elevadas temperaturas, altas umidade do ar e a radiação solar, ocasionam alterações nos parâmetros fisiológicos, como a diminuição no consumo alimentar, reduzindo a produção de leite e gerando perdas econômicas. Entender essa interação entre clima e animal é essencial para uma produção satisfatória, e é a partir dessa necessidade que apropriar-se de alguns índices que determinem o conforto térmico animal, torna-se uma medida inevitável. O Índice de Temperatura e Umidade (ITU), por exemplo, é uma ferramenta bastante utilizada na classificação desse conforto térmico, além de fornecer informações necessárias para análise do Declínio da Produção de Leite (DPL) e a Redução do Consumo Alimentar dos Animais (RCA) (KELLY; BOND, 1971). A partir dos valores de ITU, Rosenberg, Blad e Verma (1983) estabeleceram critérios nos quais possibilitam classificar o ambiente entre confortável e presença de estresse, facilitando o desempenho da atividade. Costa (2016) define ambiente confortável, como sendo aquele onde não há perca de rendimento quando o calor produzido pelo metabolismo é repassado para o ambiente, ou seja, caracterizando o equilíbrio térmico entre animal e ambiente.

---

Materiais e Métodos

O estudo foi realizado para o município de Garanhuns (Latitude: 08º53'25"; Longitude: 36º29'34" e Altitude: 842 m), situado na Microrregião do Agreste Meridional de Pernambuco. O clima da região, de acordo com a classificação de Köppen, é Aw, clima tropical com estação seca de Inverno (ALVARES et al., 2014). A precipitação média é de 874,4 mm ano^-1, sendo que a maior concentração ocorre entre o outono e o inverno, apresentando uma média de 135,5 mm no mês de mais chuvoso (julho); as temperaturas máxima e mínima do ar de 26,1 e 17,3 °C, respectivamente; a umidade relativa do ar média 81,9 %, insolação 2359,0 horas. O total de evapotranspiração média estimada para a região está entre 1.000 e 1.600 mm ano^-1 (INMET, 2016). Os dados meteorológicos referente temperatura e umidade da região foram obtidos por meio do Instituto Nacional de Meteorologia – INMET, compreendendo o período de 1995 a 2007. Esse intervalo em análise foi escolhido com base na disponibilidade de dados da estação automática local. Em seguida, os dados foram processados e organizados por meio de planilha eletrônica do software Microsoft Office Excel®. Logo após, por meio da equação proposta por Buffington et al. (1982) calculou-se o Índice de Temperatura e Umidade (ITU):  

ITU = 0,8 x Ta + UR x (Ta – 14,6) / 100 + 46,3

  Em que: ITU - valor médio diário do índice de temperatura e umidade; Ta - temperatura do ar (ºC); e UR - umidade relativa do ar (%). Os valores obtidos foram analisados e classificados conforme os critérios estabelecidos por Rosenberg, Blad e Verma (1983): ITU < 74 - Ambiente confortável; ITU 74-78 - Ambiente de estresse moderado; ITU 78-84 - Ambiente de forte estresse; ITU > 64 - Ambiente de estresse severo.   Calculou-se também o declínio absoluto da produção de leite (DPL), no qual adotou-se a equação imposta por Berry, Shanklin e Johnson (1964) levando em consideração níveis de produção normal de 10, 20 e 30 kg de leite vaca^-1 dia^-1:  

DPL = - 1,075 - 1,736 x NP + 0,02474 x (NP) x (ITU)

  Em que: DPL - declínio absoluto na produção de leite, kg vaca^-1 dia^-1; NP - nível normal de produção de leite, kg vaca^-1 dia^-1; e ITU - valor médio diário do índice de temperatura e umidade. Utilizando a equação de Hahn e Osburn (1969) foi possível estimar o valor de Redução do Consumo Alimentar dos animais (RCA):  

RCA= -28,23 + 0,391 x ITU RCA

  Em que: RCA - redução do consumo alimentar dos animais, kg dia^-1 vaca^-1; e ITU - valor médio diário do índice de temperatura e umidade. De posse dos valores analisados foi possível realizar a confecção de gráficos por meio do software SigmaPlot 10.0.

---

Resultados e Discussão

Na Figura 1, observa-se os valores médios da temperatura do ar (Tar) e Umidade relativa do ar (UR) do município de Garanhuns-PE, no período de 1995 a 2007. Percebe-se que houve pouca variação nos valores de temperatura média do ar (Tar), oscilando entre 19,66 °C a 24 °C, com média igual a 22,24 °C ± 1,70 °C, enquanto que os valores de umidade relativa do ar (UR) oscilaram de 72,68% a 91%, com média igual 82,06% ± 6,73%. Segundo Perissinoto e Moura (2016) a umidade relativa do ar estabelece relação com a temperatura do ar, sendo que quando a temperatura do ar se encontra próximo a 22 °C, o ambiente condiciona um bom conforto térmico aos animais, independente do valor de umidade. Para os valores calculados de índice de temperatura e umidade (ITU) para bovinos leiteiros (Tabela 1), observa-se pouca variação no decorrer dos meses (66,63 a 72,68), com média igual 70,27 ± 2,33. Levando em consideração a classificação de Rosenberg, Blad e Verma (1983), todos os meses avaliados no decorrer dos 12 anos foram considerados como ambiente confortável (ITU < 74), no entanto, com as constantes modificações climáticas, é necessário um cuidado por meio dos produtores para evitar perdas. Silva et al. (2008) analisando as condições de produção de leite no estado de Pernambuco durante o período do verão, verificaram que as regiões denominadas como Brejo, Garanhuns, Vales do Ipojuca e Ipanema, apresentam as melhores condições para exploração da atividade leiteira, com ITU variando entre 70 e 74. Já regiões litorâneas, os valores de ITU estão compreendidos entre 75 e 80, o que afeta o desempenho produtivo dos animais. Na avaliação do DPL, pode-se observar, pela Figura 2, que nos meses de Tar mais elevada é possível ocorrer declínio na produção de leite entre 0,06 e 0,17 kg de leite dia^-1 para vacas que produzem 20 kg e 0,08 a 0,47 kg para vacas que produzem 30 kg. Para as vacas que produzem 10 kg, não houve declínio na produção de leite. Os resultados de DPL também foram semelhantes aos de Silva et al. (2008), no qual consideram a região de Garanhuns  como adequada para o desenvolvimento da atividade leiteira nas produções de 10, 20, 25, 30 e 35 kg animal^-1 dia^-1. Quando observados os meses mais frios, o DPL para todos os animas foram negativos, ou seja, não houve declínio na produção de leite. A redução do consumo alimentar (RCA) das vacas no município de Garanhuns-PE pode ser observado na Figura 3. Nos meses mais quentes os animais apresentaram valores mínimos de RCA, sendo seu maior consumo igual a 0,12 kg vaca^-1 dia^-1, enquanto que nos meses mais frios não houve RCA. Silva et al. (2010), ao avaliar a variação regional do RCA em estados nordestinos, encontraram valores médio de até 1,40 kg animal^-1 dia^-1 pra os meses mais quentes, enquanto que em meses mais frios os valores atingiram até 0,70 kg animal^-1 dia^-1. Silva et. al. (2008) colocam que para o estado de Pernambuco, durante os meses mais quentes, os animais podem apresentar RCA de até 2,3 kg vaca^-1 dia^-1, ressaltando que as zonas mais críticas estão localizadas nas regiões semiáridas e litorais. Martello et al. (2004) mencionam que o estresse pelo calor, reduz o consumo de alimento e, por consequência, também diminui a produção de leite. Embora a região proporcione ótimas condições para o desenvolvimento satisfatório da atividade, pode-se comprovar esse fato nos meses mais quente.

---

Conclusões

A região de Garanhuns mostra-se apta ao desenvolvimento da atividade bovino leiteira, classificando-se como ambiente confortável mesmo em meses com a combinação de temperaturas elevadas e umidade relativa baixa. Além disso, nota-se que mesmo em épocas com meses mais quentes, tanto o DPL quanto o RCA sofreram influência mínima, o que possibilita analisar uma estratégia de produção durante todo o ano.

---

Gráficos e Tabelas

---

Referências

  ALVARES, C. A. et al.  Köppen’s climate classification map for Brazil. Meteorologische Zeitschrift, Stuttgart, v. 22, n. 6, p. 711-728, 2014.   AZEVÊDO D. M. M. R. et al. Adaptabilidade de bovinos da raça Pé-Duro às condições climáticas do Semi-Árido do estado do Piauí. Archivos de Zootecnia, v. 57, n. 220, p. 513-523, 2008.   BACCARI JUNIOR, F. Adaptação de sistemas de manejo na produção de leite em climas quentes. In: Simpósio Brasileiro de Ambiência na Produção de Leite, Piracicaba, 1998. Piracicaba: FEALQ, p. 24-67, 1998.   BARROS JUNIOR, C. P. et al. Diferenças sazonais e diurnas nas respostas de vacas Girolando ao ambiente térmico do semiárido do Piauí, Brasil. Journal of Animal Behaviour and Biometeorology, v. 4, n. 3, p. 84-88, 2016.   BERRY, I. L.; SHANKLIN, M. D.; JOHNSON, H. D. Dairy shelter design based on milk production decline as affected by temperature and humidity. Transactions of the ASAE, v. 3, p. 329-331, 1964.   BORBUREMA, J. B. et al. Influência de fatores ambientais sobre a produção e composição físico-química do leite. Revista Agropecuária Científica no Semiárido, v. 9, n. 4, p. 15-19, 2013.   BUFFINGTON, D. E.; COLLIER, R. J.; CANTON, G. H. Shede managemente systems to reduce heat stress for dairy cows. St. Joseph: American Society of Agricultural Engineers, 1982. 16 p. (Paper 82-4061).   CARVALHO, G. R. C. et al. Competitividade da cadeia produtiva do leite em Pernambuco. Embrapa Gado de Leite, Juiz de Fora, 2009. 376 p.   COSTA, A. R. Características tricológicas e fisiológicas de bovinos da raça nelore submetidos a diferentes graus de sombreamento no cerrado brasileiro. 2016. 51 f. Dissertação (Mestrado em Zootecnia) - Universidade Federal de Goiás, Goiânia, 2016.   FAÇANHA, D. A. E. et al. Respostas comportamentais e fisiológicas de bezerros leiteiros criados em diferentes tipos de instalações e dietas líquidas. Acta Veterinaria Brasilica, v. 5, n. 3, p. 250-257, 2011.   FAÇANHA, D. A. E. et al. Variação anual de características morfológicas e da temperatura de superfície do pelame de vacas da raça Holandesa em ambiente semiárido. Revista Brasileira de Zootecnia, Viçosa, v. 39, n. 4, p. 837-844, 2010.   HAHN, G. L.; OSBURN, D. D. Feasibility of Summer environmental control for dairy cattle based on expected production losses. Transactions of the ASAE, v. 12, n. 4, p. 448-451, 1969.   INMET. Instituto Nacional de Meteorologia. Normal Climatológica do Brasil 1961-1990. Disponível em: <http://www.inmet.gov.br/portal/index.php?r=clima/normaisclimatologicas>. Acesso em: 03/04/2017.   KELLY, C. F.; BOND, T. E. Bioclimatic factors and their measurement. In: National Academy of Sciences. A guide to environmental research on animals. Washington: IAS, 1971. 123 p.   KEMER, A. Índices de conforto térmico para bovinos de leite no Planalto Catarinense. 2015. 20 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Graduação em Ciências Rurais) - Universidade Federal de Santa Catarina, Curitibanos, 2015.   MACHADO, K. M. S. et al. O avanço da pecuária bovina sobre as áreas de cultivo de alimentos básicos e suas implicações no município de Lagoa do Ouro-PE. Revista Científica ANAP Brasil, v. 3, n. 3, p. 27-42, 2010.   MARTELLO L. S. et al.  Respostas fisiológicas e produtivas de vacas holandesas em lactação submetidas a diferentes ambientes. Revista Brasileira de Zootecnia, Viçosa, v. 33, n. 1, p. 181-191, 2004.   NÓBREGA, G. H. et al. A produção animal sob a influência do ambiente nas condições do semiárido nordestino. Revista Verde de Agroecologia e Desenvolvimento Sustentável, Pombal, v. 6, n. 1, p. 67-73, 2011.   ROSENBERG, N. J; BLAD, B. L; VERMA, S. B. Microclimate: the biological environment. 2. ed. New York: Wiley-interscience Publication, 1983. 495 p.   RUAS, J. R. M. et al. Características produtivas da lactação de quatro grupos genéticos F1 Holandês x Zebu. Revista Brasileira de Ciência Veterinária, v. 21, n. 1, p. 33-37, 2014.   SANTOS, M. M. et al. Comportamento de ovinos da raça Santa Inês, de diferentes pelagens, em pastejo. Acta Scientiarum. Animal Sciences, v. 33, n. 3, p. 287-294, 2011.   SILVA, E. M. N. et al. Avaliação da adaptabilidade de caprinos exóticos e nativos no semiárido paraibano. Ciência e Agrotecnologia, v. 30, n. 3, p. 516-521, 2006.   SILVA, T. G. F. et al. Cenários de mudanças climáticas e seus impactos na produção leiteira em estados nordestinos. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 14, n. 8, p. 863-870, 2010.   SILVA, T. G. F. et al. Variação regional do declínio na produção de leite durante o verão no estado de Pernambuco. Engenharia na Agricultura, v. 16, n. 1, p. 109-123, 2008.   PERISSINOTTO, M.; MOURA, D. J. Determinação do conforto térmico de vacas leiteiras utilizando a mineração de dados/evaluation of thermal comfort in dairy cattle using data mining. Revista Brasileira de Engenharia de Biossistemas, v. 1, n. 2, p. 117-126, 2007.   TOSETTO, M. R. et al. Influência do macroclima e do microclima sobre conforto térmico de vacas leiteiras. Journal of Animal Behavior and Biometeorology, v. 2, n. 1, p. 6-10, 2014.