Bioeconomic evaluation of feeding strategies in milk production systems

O presente trabalho teve os seguintes objetivos: 1) aplicar um modelo de simulação para a avaliação bioeconômica de estratégias de alimentação para rebanhos leiteiros; 2) avaliar a produtividade física e a eficiência bioeconômica de sistemas de alimentação para vacas em lactação quando são utilizadas variadas estratégias de alimentação, baseadas em diferentes volumosos, para vacas de cinco níveis de produção de leite; 3) estabelecer um método de avaliação da produtividade física e bioeconômica de alimentos volumosos considerando restrições múltiplas para criar bases para a avaliação de estratégias de alimentação em sistemas de produção de leite; e 4) avaliar a eficiência bioeconômica de vacas de diferentes níveis de produção de leite por lactação. Foi utilizado um modelo de simulação desenvolvido com os programas CNCPS v5.0 e planilhas eletrônicas do Microsoft Excell®, de forma a simular a produção e exigências de nutrientes de uma lactação completa para vacas de diferentes níveis de produção. Foram realizadas análises bioeconômicas em sete estratégias de alimentação: Estratégia (EST) 1 silagem de milho (Zea mays) como volumoso exclusivo, ao longo de toda lactação (SIM); EST 2 silagem de milho durante a época seca e pastejo em capim-braquiária (Brachiaria brizantha sp.) durante a época das águas (SIM+BRI); EST 3 silagem de milho durante a época seca e pastejo de capim-elefante (Pennisetum purpureum, cv. Napier) durante a época das águas (SIM+NAP); EST 4 silagem de milho durante a época seca e pastejo em capim tifton-85 (Cynodon dactylon, cv. Tifton-85) durante a época das águas (SIM+TIF); EST 5 cana-de-açúcar (Saccharum sp.) durante a época seca e pastejo de capim-braquiária durante a época das águas (CAN+BRI); EST 6 cana-de- açúcar durante a época seca e pastejo de capim-elefante durante a época das águas (CAN+NAP); EST 7 cana-de-açúcar durante a época seca e pastejo de capim tifton-85 durante a época das águas (CAN+TIF). Considerando todas as estratégias de alimentação avaliadas e a metodologia utilizada, com avaliações de dietas em função das fases de lactação, e envolvendo vacas de cinco níveis de produção, foram realizadas aproximadamente 375 simulações no CNCPS v.5.0 para a obtenção dos dados para a avaliação bioeconômica da utilização dos alimentos. Considerando ainda que, para a definição da metodologia utilizada e do sistema de formulação de rações adotado, foram simuladas aproximadamente 855 dietas no CNCPS v.5.0. Para avaliação das estratégias de alimentação foi utilizada a metodologia Tradicional , avaliando a produção e rentabilidade por animal e por unidade de área. Também foi desenvolvida uma metodologia alternativa, denominada de Ajuste para o Nível de Capital , baseada na produção por unidade de área, considerando diferentes níveis de utilização de insumos (Input) e de capital por hectare. Nessa avaliação são consideradas duas variáveis limitantes em cada análise: área e nível de Input, ou área e nível de capital. Os custos de produção foram avaliados por meio das seguintes variáveis: consumo total de concentrados (CTC); relação kg leite produzidos por kg de concentrado fornecido (L:C); custo total dos concentrados (CUTC); custo médio por kg de concentrado (CMC); custo total dos volumosos (CTV); custo total da dieta (CTD) e custo médio diário da dieta (CMD). As avaliações econômicas das diferentes estratégias de alimentação foram analisadas por meio das seguintes variáveis: receita menos o custo de alimentação, avaliada pelo retorno total por lactação (RMCA/Lac) e retorno médio diário (RMCA/Dia); produtividade por hectare (PROD/ha); animais por hectare (Vaca/ha) e lucratividade por hectare (LUCR/ha). Utilizando a metodologia Tradicional nas avaliações bioeconômicas, a avaliação da RMCA demonstrou interação entre a estratégia de alimentação com o nível de produção. As estratégias baseadas em silagem de milho durante a época da seca e pastagens na época das águas resultaram em maiores RMCA para todos os níveis de produção, apesar das demais estratégias apresentarem resultados próximos, dependendo do nível de produção. Nas estratégias avaliadas, quanto maior a produção por vaca, maior a PROD/ha e RMCA/ha. Quanto maior for a capacidade de suporte dos volumosos, ou, quanto maior a taxa de lotação que determinada área for submetida, dentro de determinada estratégia de alimentação e nível de produção, maior será a PROD/ha e RMCA/ha. Para a RMCA por vaca, volumosos de maior densidade energética resultam em diminuição dos custos de alimentação e aumento da receita por animal. Na RMCA/ha, esta é fortemente influenciada pela capacidade de suporte das forrageiras, em todos os níveis de produção. Utilizando a metodologia Ajuste para o Nível de Capital , foram avaliados diferentes níveis de utilização de concentrados e capital gasto com alimentação por unidade de área, sendo estimadas equações de regressão da PROD/ha e RMCA/ha em função destes níveis. Nesta metodologia não ocorre a utilização desproporcional de insumos e de capital por unidade de área quando são avaliadas estratégias de alimentação. Os resultados obtidos demonstram diferenças nas avaliações bioeconômicas realizadas pela metodologia Ajuste para o Nível de Capital em relação a tradicional. De uma forma geral, principalmente nos maiores níveis de utilização de capital, as estratégias baseadas em forragens de melhor qualidade apresentaram os melhores resultados na PROD/ha e RMCA/ha. No entanto, nos níveis de menor utilização de capital, as estratégias de alimentação baseadas em forrageiras de alta produtividade por hectare apresentaram melhores resultados nas variáveis analisadas. Em relação a avaliação da eficiência bioeconômica de vacas de diferentes níveis de produção, a maior eficiência biológica de vacas de maior produção de leite/lactação não resulta, necessariamente, em maior eficiência bioeconômica. A eficiência da utilização de concentrados, quando avaliada em níveis crescentes de produção de leite/vaca, segue a lei dos retornos decrescentes, influenciando a eficiência bioeconômica quando é maior o nível de produção por vaca.This work was carried out to: 1) apply a simulation model for the bioeconomic evaluation of feeding strategies for dairy herds; 2) evaluate the physical productivity and the bioeconomic efficiency of feeding systems for dairy cows when varied feeding strategies are used, based in different forages, for cows of five levels of milk yield; 3) establish a method of evaluation of the physical productivity and bioeconomic efficiency of forages considering multiple restrictions to create bases for the evaluation of feeding strategies in milk production systems; and 4) evaluate the bioeconomic efficiency of cows of different levels of milk yield per lactation. The simulation model was developed with the programs CNCPS v5.0 and electronic spreadsheets of Microsoft Excell®, in way to simulate the production and demands of nutrients of a complete lactation for cows of different milk yield levels. The bioeconomic evaluations was carried out in seven feeding strategies: Strategy (EST) 1-corn silage (Zea mays) as exclusive forage, along all lactation (SIM); EST 2-corn silage during the dry season and graze on a pasture of palisadegrass (Brachiaria brizantha sp.) during the rain season (SIM+BRI); EST 3-corn silage during the dry season and graze on a pasture of napiergrass (Pennisetum purpureum, cv. Napier) during the rain season (SIM+NAP); EST 4-corn silage during the dry season and graze on a pasture of bermudagrass (Cynodon dactylon, cv. Tifton-85) during the rain season (SIM+TIF); EST 5-sugarcane (Saccharum sp.) during the dry season and graze on a pasture of palisadegrass during the rain season (CAN+BRI); EST 6-sugarcane during the dry season and graze on a pasture of napiergrass during the rain season (CAN+NAP); EST 7-sugarcane during the dry season and graze on a pasture of bermudagrass during the rain season (CAN+TIF). Considering all the feeding strategies evaluated and the methodology used, with evaluations of diets in function of the lactation phases, and involving cows of five milk yield levels, be carried out approximately 375 simulations in CNCPS v.5.0 for obtaining the data for bioeconomic evaluations of the use of different foods. Considering the definition of the used methodology and adopted ration formulation system, were simulated approximately 855 diets in CNCPS v.5.0. For evaluation of the feeding strategies was used the "Traditional methodology, evaluating the production and profitability per animal and per area unit. Also an alternative methodology was developed, denominated of Adjusts for the Level of Capital , based on the production per unit of area, considering different levels of use of inputs (concentrate) and of capital for hectare. In this evaluation two limits variables are considered in each analysis: area and level of input, or area and capital level. The production costs were evaluate through the following variables: total consumption of concentrated (CTC); relationship milk yield produced (kg) by supplied concentrate (kg) (L:C); total cost with the concentrate (CUTC); medium cost per kg of concentrate (CMC); total cost with the forages (CTV); total cost of the diet (CTD) and medium daily cost of the diet (CMD). The economical evaluations of the different feeding strategies were analyzed through the following variables: income over feeds costs, appraised for the total income by lactation (RMCA/Lac) and medium daily income (RMCA/Dia); productivity per hectare (PROD/ha); animals per hectare (Vaca/ha) and profitability per hectare (LUCR/ha). Using the Traditional methodology in the bioeconomic evaluations, the RMCA demonstrated interaction among the feeding strategy with the milk yield levels. The strategies based on corn silage during the dry season and pastures during rain season resulted in larger RMCA for all of the milk yield levels, in spite of the other feeding strategies present closed results, depending on the milk yield level. In the evaluated strategies, as greater as was the milk yield per cow, greater was the PROD/ha and the RMCA/ha. As larger the support capacity of forages, or, as larger the capacity rate per area, inside certain feeding strategy and milk yield level, higher will be the PROD/ha and the RMCA/ha. For RMCA per cow, forages of greater energy density result in decreased feeding costs and increase in the income per animal. The RMCA/ha was strongly influenced by the support capacity of the forages, in all milk yield levels. Using the methodology Adjusts for the Level of Capital , were evaluated different levels of use of concentrate and capital expense with feeding per unit of area, be estimate regression equations of PROD/ha and RMCA/ha in function of these levels. In this methodology not occur the disproportionate use of inputs and capital expense with feeding per unit of area when are evaluated different feeding strategies. The obtained results showed differences in the bioeconomics evaluations carry out by the Adjusts for the Level of Capital methodology in relation to Traditional methodology. In general, mainly in the largest levels of capital use, the feeding strategies based on forages of better quality showed the best results in PROD/ha and RMCA/ha. However, in the levels of smaller capital use, the feeding strategies based on forages of high productivity per hectare showed the better results in analyzed variables. In relation to evaluation of the bioeconomic efficiency of cows of different milk yield levels, the largest biological efficiency of cows of greater milk yield per lactation not result, necessarily, in larger bioeconomic efficiency. The efficiency of the concentrate use, when evaluated in cows of growing milk yield per lactation, follows the law of the decreasing returns, influencing the bioeconomic efficiency when is larger the milk yield level for cow.Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológic