Почему более слабый сервер tomcat + postgres отрабатывает быстрее более мощного?
Тестовый сервер располагается на Citrix XenServer 6.2.0, а боевой на VMware VMWare ESXI 5.1.0
На боевой сервер нагрузка приходит всё же, наверное? В базе локи ставятся и всё такое... 
Вообще проверьте, насколько шустро диски работают на обоих машинах (хотя бы через ioping и dd для начала)