Ruminantların uzun süre yüksek ısı koşullarına maruz kalması, hayvanın fizyolojik ve biyokimyasal parametrelerinde önemli değişikliklere yol açarak ısı stresini üreticilerin karşılaştığı en endişe verici sorunlardan biri haline getirir. Bu durum özellikle yüksek verimli süt inekleri için geçerlidir. Isı stresinin azaltılması, verimli, kârlı ve sürdürülebilir hayvansal tarım operasyonlarının gerçekleştirilmesi için çok önemlidir.
Ruminant Teknik Satış Desteği – EMEA
ADM Animal Nutrition
İKLİM DEĞİŞİKLİĞİ VE RUMİNANTLARDA ISI STRESİ
Çiftlik hayvanları genellikle sağlıklarını ve refahlarını olumsuz yönde etkileyebilecek çeşitli stres faktörlerine maruz kalırlar. Isı stresi, vücudun aşırı ısıyı dağıtmakta sorun yaşadığı, büyüme, sağlık, sindirilebilirlik, laktasyon ve üreme dahil olmak üzere hayvan işlevlerini etkileyen bir durumdur (Wang, J., Li, J., Wang, F. ve diğ., 2020). En yaygın olarak yaz aylarında görülmekle birlikte yılın herhangi bir döneminde de meydana gelebilen sıcak hava dalgası, hayvanlar ortam sıcaklığı, bağıl nem, rüzgar hızı ve güneş radyasyonundaki değişikliklere adapte olmadığında önemli bir etkiye sahiptir (Habeeb, A.A. ve diğ., 2018).
Sürekli değişen iklim koşullarının koyun ve keçilerden besi ve süt sığırlarına kadar her boyuttaki ruminant hayvanı etkilediği bir dönemde ısı stresi, en önemli stres faktörlerinden biridir. Tarımsal açıdan önemli tüm türler için zararlı olsa da, süt endüstrisi üzerindeki etkileri ekonomik açıdan en ağır olanıdır (St-Pierre ve diğ., 2003). Analistler, Amerika Birleşik Devletleri’nin orta kesimlerinde (Temmuz 1995’te %5-10, Hahn, 1999) ve Fransa’da (2003 ve 2006’da %12-24, Morignat ve diğ., 2014) sıcak hava dalgaları nedeniyle artan sığır ölüm oranlarına dikkat çekmiştir.
Bir hayvanın termonötral bölgesi (TNZ), normal vücut sıcaklığını korumak için enerji harcamak zorunda kalmadıkları sıcaklık aralığıdır. Sağlıklı sığırlar için bu aralık, diğerlerinin yanı sıra cins, yaş, adaptasyon veya hayvan durumu gibi çeşitli faktörlere bağlıdır. Ek olarak bağıl nem ve rüzgar hızı gibi diğer çevresel koşullardan etkilenir. Örneğin, emziren bir süt ineğinin TNZ’si 5° ila 25°C aralığındadır (Kadzere ve diğ., 2002). 25°C’nin üzerinde, hayvan fizyolojisini ve davranışlarını değiştirmelidir. Sonuç olarak, hayvanın üretkenliği ve yem verimliliği azalır.
Hayvan barınaklarının inşası ve tasarımı ile soğutma teknolojisindeki kayda değer ilerlemelere rağmen, yüksek sıcaklık olayları süt endüstrisi için maliyetli bir konudur [Amerika Birleşik Devletleri’nde yıllık 900 milyon dolar olduğu tahmin edilmektedir (St-Pierre ve diğ., 2003)]. Yüksek verimli hayvanlar daha fazla doğal metabolik aktiviteye sahip olduklarından ve daha fazla vücut ısısı ürettiklerinden yüksek sıcaklıklardan daha fazla etkileneceklerdir. Bu da sıcak hava dalgalarının endüstri üzerindeki mali etkisinin gelecekte kesinlikle daha büyük bir sorun haline geleceğini göstermektedir (Jones ve Stallings, 1999).
ISI OLAYLARI SIRASINDA DAVRANIŞSAL VE FİZYOLOJİK DEĞİŞİKLİKLER
Sıcaklık sorunlarıyla karşılaşan süt ineklerinin davranışsal başa çıkma stratejileri arasında ayakta kalma süresinin artması, gölge arama ve aktivite ve hareketin azalması yer almaktadır (Schutz ve diğ., 2009). Ayrıca, sığırlar su tüketimini artırabilir ve yem tüketimini değiştirebilir veya azaltabilir. Kaba ve konsantre yemler alternatif olarak sunulursa, hayvanlar sindirim için daha az metabolik ısıya neden olduğu için konsantre yemleri tercih edecektir (Sireli ve diğ., 2017).
Bununla birlikte, ısı stresinin büyüme performansı üzerindeki genel etkisi yalnızca yem alımının azalmasına bağlı olarak açıklanamaz (Slimen ve diğ., 2015). Rhoads ve diğerleri (2009) tarafından yapılan bir araştırma, besin alımında ısı kaynaklı azalmaların süt sentezindeki düşüşün yalnızca %35’ini oluşturduğunu gösteren veriler sunmaktadır.
Fizyolojik değişikliklere gelince, yüksek çevresel sıcaklıkların rumenin temel mekanizmalarını değiştirdiği, metabolik bozukluk risklerini ve sağlık sorunlarını artırdığı gösterilmiştir (Soriani ve diğ., 2013). Örneğin, rumenin mikrobiyal popülasyonu değişir ve pH’ı dalgalanır (Hall, 2009). İneğin kandaki asit-baz dengesindeki değişimler, bikarbonat üretimini ve bu tamponun tükürüğe salgılanmasını azaltabilir. Ayrıca, su tüketimi yetersiz olabilir, bu da rumendeki asit seyrelmesini azaltır. Rumen pH’sındaki düşüşler sığırları sub-akut rumen asidozuna yatkın hale getirebilir.
TNZ koşulları aşıldığında, ineğin vücudu yeni çevresel duruma uyum sağlamaya çalışır. Hayvan, konveksiyon, kondüksiyon, radyasyon ve buharlaşma prensipleri olarak bilinen solunum hızının artması, nefes nefese kalma ve terleme yoluyla vücut ısısını yayabilir. Ancak aşırı sıcak olaylarında, ineğin adaptif mekanizmaları, üretilen fazla ısıyı uzaklaştırmakta başarısız olabilir.
“Dünya Meteoroloji Örgütü’ne (WMO) göre, küresel sıcaklıkların önümüzdeki beş yıl içinde yeni rekorlar kırması bekleniyor. 2023-2027 yılları arasında her yıl için yıllık ortalama küresel yakın yüzey sıcaklığının sanayi öncesi seviyelerden (yani 1850-1900 ortalaması) 1,1°C ile 1,8°C arasında daha yüksek olacağı tahmin ediliyor. Küresel sıcaklıklar artmaya devam ettikçe potansiyel ısı stresi koşullarının öngörülen büyüklüğü göz önüne alındığında, iklim değişikliği devam eden bir sorun olacaktır.”
Isı stresi yaşayan hayvanlar vücut sıvılarını (ter) kaybeder ve dehidrasyon ile kan homeostazını kontrol etmeleri gerekir (Das ve diğ., 2016). Isı zorlukları ayrıca endokrin durumun değişmesine ve vücut kompozisyonunda değişikliklere neden olabilir (Rhoads ve diğ., 2013). Azalan kan akışı hücresel bağırsak aktivitesini sınırlayabilir ve bağırsağın mukoza salgısı gibi bariyer işlevlerini sürdürme kabiliyetini etkileyebilir. Bu bariyer işlevi ineğin savunma sisteminin bir parçasıdır ve patojenlerin ve toksinlerin dolaşım sistemine girmesini önlemek için tasarlanmıştır.
Hücresel düzeyde, ısı stresi bir dizi moleküler tepkiden sorumludur ve çiftlik hayvanlarında oksidatif stresle bağlantılıdır (Ganaie ve diğ., 2013; Nizar ve diğ., 2013). Bu durum, biyolojik moleküllerin değişmesi, hücre fonksiyonlarının bozulması, metabolik reaksiyonların modülasyonu, oksidatif hücre hasarının indüklenmesi, apoptoz ve nekroz yollarının aktivasyonu gibi çeşitli şekillerde sitotoksisiteye neden olur (Du ve diğ., 2008; Pandey ve diğ., 2012). Bağırsak hücrelerinin geçirgenliğinin artması da ineğin enflamatuar durumunu artırır ve potansiyel olarak sepsise yol açabilir. Dolayısıyla, hayvan ne kadar stres altındaysa, bağışıklık o kadar tehlikeye girer.
Hayvanın hipertermi aşamasına girmesini önlemek için aşırı vücut ısısının giderilmesi şarttır. Buna ek olarak, inekler için optimum sıcaklıkların korunması, yüksek verimlilikleri ve genel sağlıkları için çok önemli bir koşuldur.
SÜT SIĞIRLARI İÇİN AZALTMA STRATEJİLERİ
Süt sığırlarında ısı stresinin etkisini azaltmak için barınak değişiklikleri, ısıya dayanıklı inekler için genetik seleksiyon ve besleme yönetimi dahil olmak üzere birçok yaklaşım önerilmiştir.
Maruziyet, ruminant hayvanların sağlığı ve refahı için önemli bir endişe kaynağı olduğundan, süt çiftçilerinin atabileceği ilk adım, güneş radyasyonunu etkili bir şekilde engellemek için gölge sağlamaktır. İlave olarak evaporatif (buharlaşmalı) soğutma ve havalandırma da uygulanabilir; ancak kapalı alanlardaki mandıraların aksine otlayan sığırlar için en uygun soğutma stratejileri henüz belirlenmemiştir (Dahl ve diğerleri, 2020).
Hayvancılık açısından bakıldığında, ırk, yaş ve laktasyon evresinin ineklerde ısı stresi oluşma riskini etkilediği bilinmektedir (Bernabucci ve diğ., 2014). Bu nedenle uygun ırk seçimi, giderek zorlaşan bir ortamda hayvansal üretimi sürdürmek için değerli bir araçtır (Silanikove, 1992). Bununla birlikte, yüksek verimli hayvanların termal toleransını genetik olarak değiştirmenin zor olduğu kanıtlanmıştır (Collier ve diğ., 2019).
Buna ek olarak, stratejik besleme yönetimi, hayvanın yüksek ısıya tepkisini iyileştirmeye yardımcı olmak için giderek daha fazla ilgi görmektedir. Örneğin, diyet yağla beslemenin (rumen inert/rumen bypass) rektal sıcaklığı düşürdüğü ve süt ineklerinde süt verimini artırdığı bulunmuştur (Wang ve diğ. 2010). Çalışmalar ayrıca, mandalarda E vitamininin termo-koruyucu rolü gibi antioksidan takviyesinin önemini de hem in vivo hem de in vitro denemelerde göstermektedir (Megahed ve diğ., 2008).
Ayrıca, bazı yem katkı maddeleri ısı stresini hafifletmek için kullanılabilir. Bağışıklık sistemini modüle etmek ve hayvanın stres faktörlerine karşı savunmasını güçlendirmesine yardımcı olmak için canlı mikroorganizmaların ve maya ürünlerinin kullanımına büyük önem verilmektedir. Bir başka araştırma alanı da kapsaisin gibi bitki özleri olmuştur. Kapsaisin, vazodilatasyon, yem yeme düzeninde ve su alımında iyileşmeler yoluyla ısı stresini azaltmaya yardımcı olabilir.
ADM’nin FreshUp yaklaşımı, ruminantlar için geliştirilen ve yüksek sıcaklıkların hayvansal üretim üzerindeki olumsuz etkisine karşı özel besleme formüllerinin sinerjistik etkilerinden yararlanan bir ısı stresi çözümüdür. Bitki özleri ve Pichia guilliermondii inaktive maya dahil olmak üzere doğal bileşenlerin bu eşsiz karışımı, hayvanların termoregülasyonunu iyileştirebilir ve 15 yıldan fazla bir süredir Kuzey Amerika’daki üniversite ve saha lokasyonlarında test edilmiştir. Deneysel çalışmalar süt ineklerinde daha yüksek yem verimliliği ve ineklerde daha yüksek süt verimi göstermektedir (ADM iç araştırması, 2006-2020).
İKLİM DEĞİŞİKLİĞİNİN SONUÇLARI
Ruminantların uzun süre yüksek sıcaklık koşullarına maruz kalması, hayvanın fizyolojik ve biyokimyasal parametrelerinde önemli değişikliklere yol açarak ısı stresini üreticilerin karşılaştığı en endişe verici sorunlardan biri haline getirir. Bu durum özellikle yüksek verimli süt inekleri için geçerlidir.
Isı stresinin azaltılması, verimli, kârlı ve sürdürülebilir hayvansal tarım operasyonlarının gerçekleştirilmesi için çok önemlidir. Ancak bunun uygulanması giderek daha maliyetli ve zor hale gelebilir. Dünya Meteoroloji Örgütü’ne (WMO) göre, küresel sıcaklıkların önümüzdeki beş yıl içinde yeni rekorlar kırması bekleniyor. 2023-2027 yılları arasında her yıl için yıllık ortalama küresel yakın yüzey sıcaklığının sanayi öncesi seviyelerden (yani 1850-1900 ortalaması) 1,1°C ile 1,8°C arasında daha yüksek olacağı tahmin ediliyor. Küresel sıcaklıklar artmaya devam ettikçe potansiyel ısı stresi koşullarının öngörülen büyüklüğü göz önüne alındığında, iklim değişikliği devam eden bir sorun olacaktır.
