Interactions between optimal replacement policies and feeding strategies in dairy herds

Abstract

A dynamic performance model was integrated with a model that optimised culling and insemination policies in dairy herds using dynamic programming. The performance model estimated daily feed intake, milk yield and body weight change of dairy cows on the basis of availability and quality of feed and potential milk yield. A set of cow-states was defined by lactation number (1 to 12), calving interval (11 to 16 months), potential milk yield (15 levels) and stage of lactation (months 1 to 16). Actual performance was obtained taking into account potential performance, feed properties, and feed intake constraints. Biological and economical parameters used in the model represented actual production circumstances in Costa Rican herds. Eight feeding strategies combining two forages and four concentrate allocation systems were simulated. Different feeding strategies resulted in maximal changes of 6.8 mo. in optimal average herd-life, US$26.1 in monthly income per cow and 1.9% in replacement rates, while average calving interval was not affected. The main difference was found between feeding strategies based on flat ratios of concentrate compared with feeding strategies based on daily milk yield. Feeding flat ratios of concentrate altered the course of profitability due to restriction of the variation in feeding costs between cows and its effect on animal performance. Average herd-life and monthly income under the optimal feeding strategy were highly sensitive to changes in milk price, but less sensitive to changes in price of concentrates or price of forage. Calving interval was not sensitive to any of the factors. Comparison of optimal policies with actual parameters obtained from field data indicated that cows are being culled close to the optimal herd-life with calving intervals longer than optimal. The model is an efficient tool to study interactions between nutrition, reproduction and breeding at the animal and herd level.

Se integró un modelo dinámico de rendimiento con un modelo que optimizaba las políticas de sacrificio e inseminación en rebaños lecheros mediante programación dinámica. El modelo de rendimiento estimó la ingesta diaria de alimento, la producción de leche y la variación del peso corporal de las vacas lecheras en función de la disponibilidad y calidad del alimento y de la producción potencial de leche. Se definió un conjunto de estados de la vaca en función del número de lactación (de 1 a 12), el intervalo entre partos (de 11 a 16 meses), la producción potencial de leche (15 niveles) y la fase de lactación (meses 1 a 16). El rendimiento real se obtuvo teniendo en cuenta el rendimiento potencial, las propiedades del pienso y las limitaciones de la ingestión de alimento. Los parámetros biológicos y económicos utilizados en el modelo representaban las circunstancias reales de producción en los rebaños costarricenses. Se simularon ocho estrategias de alimentación que combinaban dos forrajes y cuatro sistemas de asignación de concentrados. Las diferentes estrategias de alimentación produjeron cambios máximos de 6,8 meses en la vida media óptima del rebaño, 26,1 dólares en los ingresos mensuales por vaca y 1,9% en las tasas de reposición, mientras que el intervalo medio entre partos no se vio afectado. La principal diferencia se observó entre las estrategias de alimentación basadas en ratios fijos de concentrado y las basadas en la producción diaria de leche. La alimentación con proporciones planas de concentrado alteró el curso de la rentabilidad debido a la restricción de la variación de los costes de alimentación entre vacas y a su efecto sobre el rendimiento de los animales. La vida media del rebaño y los ingresos mensuales con la estrategia de alimentación óptima fueron muy sensibles a las variaciones del precio de la leche, pero menos a las del precio de los concentrados o del forraje. El intervalo entre partos no fue sensible a ninguno de los factores. La comparación de las políticas óptimas con los parámetros reales obtenidos a partir de datos de campo indica que las vacas se sacrifican cerca de la duración óptima del rebaño, con intervalos entre partos más largos de lo óptimo. El modelo constituye una herramienta eficaz para estudiar las interacciones entre nutrición, reproducción y cría a nivel de animal y de rebaño.