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INTRODUCCIÓN
El sorgo forrajero (Sorghum spp), ofrece a los sistemas ganaderos durante el verano, alta producción de forraje en corto período de tiempo por ser una especie C4, adaptada al déficit hídrico y elevadas temperaturas (Moyano et al., 2021)). Sin embargo, estas pasturas presentan bajo contenido de proteína y alto contenido de fibra (Vargas, 2005 y Murray et al., 2010) que podría ser una limitante nutricional para el ganado en desarrollo (Aduli et al., 2022)). La suplementación como alternativa podría levantar las restricciones nutricionales de la pastura, permitiría incrementar las ganancias de peso vivo y mejorar la eficiencia de conversión del alimento.
Los suplementos comúnmente utilizados son con base de granos. Estos, se caracterizan por presentar alto contenido de almidón, que, a nivel ruminal, elevan las producciones de ácidos grasos volátiles, disminuyendo el pH ruminal con menor captación y utilización del nitrógeno (Chibisa et al., 2016), lo que podría disminuir la degradabilidad de la fibra (Firkins, 1996) del forraje.
Los granos secos de destilería con solubles (DDGS) son el subproducto de la industria del etanol que se obtiene a partir de la molienda, hidrólisis y fermentación del almidón provenientes de los granos (Liu, 2011; Aristizabal, 2016). Se caracterizan por presentar alto contenido de proteína, energía (30,9% PC, 3,2 EM Mcal/ kg) (BCNRM, 2016) y fibra de alta digestibilidad (Westreicher-Kristen et al., 2013; De Boever et al., 2014). Son escasos los trabajos que evalúen el efecto de este suplemento sobre la degradabilidad y digestibilidad de la fibra y la materia seca (MS) del sorgo forrajero. El trabajo tiene como objetivo evaluar el efecto de la suplementación con granos secos de destilería con solubles (DDGS) sobre los parámetros de la fermentación ruminal in situ en animales pastoreando sorgo forrajero (Sorghum spp).
MATERIALES Y MÉTODOS
El trabajo se llevó a cabo en el Litoral Oeste de Uruguay (32,5º latitud sur, 58º longitud oeste), desde el 30/1/19 hasta el 26/2/19, en 6 ha de sorgo forrajero (híbrido ADV 2800; 5959 ± 420 kg MS/ha, 91 ± 45,2 cm de altura), sembradas el 1/12/2018 a razón de 25 kg/ha con 60 kg/ha de fertilizante (18-46-0).
Animales, tratamientos y diseño experimental
Cuatro novillos Hereford (793 ± 73 kg PV) provistos de cánula ruminal (silicona de 4 pulgadas; KEHL®) pastoreando sorgo forrajero con encierro diurno y sombra artificial (10:00 h a 16:00 h) fueron asignados al azar en diseño crossover a dos tratamientos: sin suplemento (SS) y suplementados (CS), con DDGS (mezcla 40% maíz, 60% trigo) a razón de 1kg de MS cada 100 kg de PV. El diseño experimental comprendió dos períodos de 14 días (10 transición entre dietas; 4 de mediciones).
Manejo experimental
El pastoreo se realizó en parcelas independientes por animal con asignación de forraje de 8 kg de MS cada 100 kg de PV, el tiempo de ocupación de la parcela fue de 10 días durante la transición seguido de pastoreo en franjas diarias durante los 4 días de muestreos, en cada periodo. El cambio de franja se realizó en la mañana luego de la suplementación. El área de pastoreo fue delimitada por alambrado eléctrico.
La suplementación fue realizada a las 7:00 h en el comedero ubicado dentro de cada parcela de pastoreo, ajustándose la cantidad ofrecida de acuerdo al contenido de MS y al último PV. Entre las 10:00 h y 16:00 h eran retirados de la pastura hacia un área adyacente al área de pastoreo, delimitada por alambrado eléctrico provistos de bebedero con agua a voluntad y sombra artificial (malla 80% intercepción de la radiación solar; 2,75 m de altura; 3,5 m2/animal; orientación Este-Oeste).
Muestreo, mediciones en la pastura y suplemento
Se registró el PV cada 14 días. La biomasa de forraje disponible y residual se determinó mediante la técnica de doble muestreo (Haydock y Shaw, 1975) y el marcado de una escala de tres puntos con dos repeticiones, evaluándose la pastura en 100 puntos al azar por parcela. Las muestras de la escala fueron recolectadas cortando al ras del suelo la biomasa comprendida en un cuadro de 0,3 x 0,3 m, colocadas posteriormente en estufa de aire forzado (60ºC hasta peso constante) para la determinación de peso seco y conservadas para posteriores análisis.
El consumo de MS de forraje fue estimado a partir del forraje desaparecido en la parcela de pastoreo (Macoon et al., 2003). El consumo de suplemento se registró diariamente como la diferencia entre la cantidad ofrecida y rechazada. Muestras de suplemento ofrecido y rechazado fueron colectadas en cada período y colocadas en estufa para determinar peso seco, y conservadas para posterior análisis químico.
En un día correspondiente a cada período de transición (finalizando el período) entre dietas, se caracterizó el comportamiento en pastoreo por observación directa registrando cada 20 minutos durante el periodo de horas luz (7:00 a 19:00 h) la actividad realizada (%): pastoreo (efectivo y de búsqueda), rumia, descanso acceso a comederos de suplementación y consumo de agua, estimándose la probabilidad de ocurrencia de cada actividad. La tasa de bocado se estimó como número de bocados realizados en un minuto (Gregorini et al., 2007; Gregorini et al. (2009), en dos momentos: previo al cambio de parcela (sección de pastoreo de la mañana) y en primera sesión de pastoreo a la salida del encierro (sección de pastoreo de la tarde).
Parámetros de la fermentación ruminal y degradabilidad ruminal in situ de la MS y FDN
Se determinó la degradabilidad ruminal in situ (DEG) de la MS y FDN del forraje seleccionado por el animal y la degradabilidad efectiva (DE) considerando una tasa fija de pasaje de 5% (Orskov y McDonald, 1979). El forraje incubado fue seleccionado mediante la técnica de hand clipping, simulando el forraje seleccionado por el animal en el área donde iban a pastar (Coates y Penning, 2000). Las muestras fueron secadas en estufa de aire forzado a 60 °C durante 48 h hasta peso constante, luego molidas a 1 mm en un molino WILEY MIL. Posteriormente se conformó una única muestra, la cual se secó en estufa a 105°C durante 24 h.
Una muestra seca del forraje fue colocada en cada bolsa de filtro previamente identificadas, a razón de 1,5 mg /cm2 y posteriormente incubadas por duplicado (2 bolsas / tiempo) en el saco ventral del rumen, colocándose en forma simultánea a las 7:00 h antes de suplementar (0 h) del día 11 (primer día de medición) y retiradas luego de 3, 6, 9, 12, 24, 48 y 72 h. Una vez removidas del rumen fueron conservadas congeladas a -18°C. Finalizando el período experimental fueron lavadas en lavarropa convencional, secadas a 60°C por 48 horas (hasta peso constante) y luego pesadas. Las pérdidas de materia seca se calcularon como la diferencia de peso de las bolsas incubadas y expresadas como proporción del peso inicial.
Para determinar pH y amonio ruminal se procedió a extraer en el día 11, líquido ruminal directamente del saco ventral de rumen en las horas 0, 3, 6, 9, 12 y 24 h (la hora 0 corresponde al momento antes de suplementar) del día 11. Una vez extraído el líquido ruminal, se filtró, utilizando una tela de queso para eliminar los restos del contenido ruminal y se determinó el pH con pHmetro digital OAKLON. Posteriormente para determinar la concentración de amonio se diluyó 40 ml de líquido ruminal en 2 ml de ácido sulfúrico puro y se almacenó a -18°C hasta su posterior análisis en el laboratorio.
La digestibilidad aparente de la dieta (MS, MO y FDN) se estimó usando como marcador interno la concentración de cenizas insolubles en ácido (AIA) (Van Keulen y Young, 1977). Muestras de heces fueron recolectadas diariamente, una muestra/ animal/ día, en tres horarios diferente: 7:00; 12:00; 16:00 h, en los días 12, 13 y 14, respectivamente. Las muestras eran recolectadas frescas directamente del suelo, evitando la contaminación con restos de forraje o suelo, y congelando posteriormente las muestras a -18°C para conservación. Al finalizar el período se descongeló a temperatura ambiente y se combinaron en una muestra compuesta por animal y por período, posteriormente secadas en estufa (60°C por siete días). Muestras de forraje consumido fueron recolectadas diariamente en los días 11, 12, y 13 mediante la técnica de hand clipping (Coates y Penning, 2000), simulando el pastoreo en el área adyacente a cada parcela pastoreada.
La digestibilidad de la materia seca (DMS), de la MO y de la FDN fueron calculadas de acuerdo con a las ecuaciones a continuación:
DMS= [ 1- (CMA / CMH)] * 100
donde CMA: concentración del marcador en el alimento y CMH la concentración del marcador en heces;
La digestibilidad de nutriente o fracción (Di):
Di=[100*(Y-X) + X*DMS]/y
donde X e Y la concentración del “i” en heces y alimento, respectivamente.
Análisis químico
Sobre muestras compuestas de DDGS, forraje ofrecido y forraje incubado (una muestra/ período) se determinó el contenido de MS (método 934.01), materia orgánica (OM, método 942.05), proteína cruda (PC; N × 6,25; método 984.13) y extracto etéreo (EE, método 920.39) según AOAC (1990) y AOAC (2007). El contenido de N insoluble en detergente acido, FDN usandoα-amilasay corrigiendo por contaminación con cenizas (aFDNmo) y fibra detergente ácido (FDAmo) se determinó según Goering y Van Soest (1970). Las muestras de alimentos y heces tomadas para la estimación de la digestibilidad aparente fueron combinadas en una muestra por animal y por período determinándose MS, MO, aFDNmo, FDAmo y cenizas insolubles en ácido (Van Keulen y Young, 1977). En las muestras de residuo de incubación (una muestra compuesta por animal, por período y por tiempo de incubación) se determinó el contenido de MS y aFDNmo. Las muestras de líquido ruminal fueron analizadas para concentración de amonio (μgN-NH4/ml) (AOAC, 2015; method 984.13).
Análisis estadístico
El experimento fue analizado mediante modelos lineales del paquete estadístico SAS versión 9.4 (SAS Institute, Cary, NC, 2012) correspondiente a un diseño crossover tomando como unidad experimental al animal. Para determinar el efecto de los tratamientos sobre consumo, tasa de bocado, pH, amonio y digestibilidad se ajustó un modelo lineal de medidas repetidas utilizando el procedimiento MIXED. El comportamiento en pastoreo se analizó ajustando modelos lineales generalizados de medidas repetidas asumiendo una distribución binomial a través del procedimiento GLIMMIX.
Para la degradabilidad se ajustó el modelo de Orskov y McDonald (1979):
Yi = a+ b (1-exp(-kt)) + ei
donde: “Yi” es la fracción desaparecida en “t” horas; “a” es la fracción soluble; “b” es la fracción lentamente degradable; “k” es la tasa de degradación de “b”; “ei” es el error experimental.
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En la Tabla 1 se presenta el efecto de la suplementación sobre el consumo de materia seca y el comportamiento en pastoreo.
Tabla 1 Efecto de la suplementación con granos de destilería sobre el consumo de materia seca y comportamiento animal.
| Sin suplemento | Con suplemento | EE | P valor | |
|---|---|---|---|---|
| CMSF (kg/d) | 19,31 | 15,73 | 1,32 | 0,1145 |
| CMSS (kg/d) | - | 8,23 | 0,50 | - |
| CMST (kg/d) | 19,31 | 23,96 | 1,22 | 0,0430 |
| Pastoreo diario (%) | 41,0 | 36,0 | 1,0 | 0,0218 |
| Rumia diaria (%) | 27,0 | 26,0 | 3,0 | 0,8901 |
| Descanso diario (%) | 27,0 | 29,0 | 3,0 | 0,5759 |
| Tasa bocado (boc/min) | 12,38 | 12,25 | 0,37 | 0,8182 |
CMSF: Consumo de Materia Seca de Forraje (kg/a/d); CMSS: Consumo de Materia Seca de Suplemento (kg/a/d); CMST Consumo de Materia Seca de Total (kg/a/d); Actividad diaria (7:00 a 19:00 h); EE: Error Estándar.
Al igual que en los trabajos realizados por MacDonald et al. (2007), Islas y Soto-Navarro, (2011) y Larson et al. (2019), la suplementación con DDGS no afectó el consumo de materia seca de forraje, pero sí aumentó el consumo de materia seca total diario. Los animales con suplemento presentaron menor actividad de pastoreo sin diferencias en las actividades de rumia, descanso, con igual tasa de bocado (P > 0,05). Pareciera ser que el DDGS fue capaz de cubrir Gregorini et al. (2009), Chilibroste et al. (2012) los requerimientos diarios de energía y proteína metabolizable, Di Marco y Aello (2001) con un menor gasto energético asociado a una menor actividad de cosecha.
En la Tabla 2 se muestra la composición química de los alimentos ofrecidos e incubados, así como de las dietas resultantes en cada tratamiento para el promedio del período experimental.
Tabla 2 Composición química del sorgo forrajero (disponible e incubado), DDGS y la dieta durante el período experimental.
| Composición química (% en base seca) | Forraje ofrecido | Forraje Incubado | DDGS | DietaSS | DietaCS |
|---|---|---|---|---|---|
| Materia seca | 19,10 | 88,78 | 94,63 | 19,10 | 45,05 |
| Cenizas | 12,93 | 10,89 | 4,57 | 12,93 | 10,05 |
| Proteína cruda | 5,31 | 8,07 | 33,59 | 5,31 | 15,02 |
| Fibra Detergente Neutro | 63,78 | 64,71 | 61,45 | 63,78 | 62,98 |
| Fibra Detergente Acido | 34,74 | 32,83 | 26,09 | 34,74 | 31,77 |
| Energía Bruta (Mcal/kg) | 4,25 | _ | 5,25 | 4,25 | 4,59 |
| Extracto etéreo | 2,21* | - | 6,25 | 2,21 | 3,60 |
| Nitrógeno adherido a la fibra | 0,45* | - | 13,68 | 0,45 | 4,99 |
IForraje incubado; SS Sin suplemento; CS Con suplemento. La dieta fue estimada a partir de la proporción de forraje pastoreado y consumo de suplemento en la dieta total.
* Valores obtenidos de tabla BCNRM (2016).
El bajo nivel de proteína (5,31% PC) y alto nivel de fibra (63,78% FDN; 34,74% FDA) del sorgo forrajero asociado al aporte de proteína (33,59% PC) y energía (5,25% EE) del DDGS mejoraría el ambiente ruminal. Dado que, las condiciones del rumen varían producto de las circunstancias ambientales del propio rumen y por las características de la dieta (Newbold y Ramos-Morales, 2020).
El producto de la fermentación de los carbohidratos son los ácidos grasos volátiles que influyen en las características del pH ruminal y este a su vez modifica el ambiente ruminal y su dinámica (Chibisa et al., 2016).
pH ruminal y concentración de amonio en rumen
El DDGS ha sido utilizado en dietas de encierro donde favoreció condiciones óptimas para el proceso de fermentación (Al-Suwaiegh et al., 2002) sin afectar el pH ruminal cuando se utilizó como suplemento en pastoreo de invierno (Islas y Soto-Navarro, 2011). Sin embargo, en el presente trabajo el pH ruminal promedio fue menor en los animales con suplemento (6,17 vs. 6,55; P = 0,030) (Tabla 3). A pesar del menor pH promedio, es probable que, debido al rango de variación no se hayan observado grandes efectos negativos sobre la microflora ruminal, dado que las bacterias celulolíticas pueden afectarse intensamente cuando el pH desciende por debajo de 6,0 (Merchen & Church, 1988).
El pH ruminal se afectó por el horario de muestreo (P = 0,003) pero no por la interacción entre el horario y los tratamientos (con suplemento vs sin suplemento) (P = 0,164). Observándose una disminución del pH a las tres horas (h3) de muestreo con respecto a la hora cero, pero, el pH suele ser mínimo desde una a cuatro horas posteriores al consumo de alimentos, por la acidificación del ambiente ruminal producto de la liberación de los ácidos grasos volátiles. Posteriormente a la hora tres (h3) se pudo observar el aumento y estabilidad del pH, posiblemente por el equilibrio entre la tasa de producción de ácidos y la actividad tampón de la saliva (Merchen & Church, 1988). La concentración de nitrógeno amoniacal en rumen fue afectada por la suplementación (P= <0,0001) registrándose mayores niveles en los animales con suplemento que sin suplemento (Tabla 3). Asimismo, fue significativa (P= 0,0137) la interacción tiempo x los tratamientos (con suplemento vs sin suplemento.
En el estudio realizado por Pancini et al. (2021), la suplementación con DDGS no afectó la concentración de N_NH4. Sin embargo, en este trabajo a pesar de haber aumentado la concentración de amonio, en ambos tratamientos el nitrógeno amoniacal se encontró dentro de las concentraciones que necesitan las bacterias ruminales (entre 35 y 290 ppm) para un normal funcionamiento (Merchen & Church, 1988). La concentración de N_NH4 aumentó luego de las primeras horas de haber consumido el suplemento, con mayor valor a las tres horas. Posiblemente un excedente en el aporte de proteína degradable en rumen para la síntesis de proteína microbiana con relación a la disponibilidad de energía fermentable en rumen sería consistente con el aumento en la concentración de amonio observado.
Degradabilidad ruminal in situ y digestibilidad aparente
En la Tabla 4 se presentan los efectos de la suplementación con DDGS sobre la degradabilidad ruminal in situ de la materia seca y FDN, así como la digestibilidad aparente de la MS, MO y FDN de la dieta en novillos pastoreando sorgo forrajero.
Tabla 4 Efecto de la suplementación sobre la degradabilidad potencial y efectiva de la MS y FDN, así como la digestibilidad de la dieta.
| 52,65 | 49,8 | 0,85 | 0,064 | |
| 78,17 | 81,01 | 2,229 | 0,409 | |
| 27,76 | 24,67 | 1,73 | 0,156 | |
| 50,41 | 56,34 | 3,05 | 0,394 | |
| 0,05 | 0,04 | 0,006 | 0,349 | |
| 52,2 | 48,1 | 0,48 | 0,002 | |
| 76,9 | 88,92 | 7,44 | 0,305 | |
| 22,6 | 25,6 | 1,23 | 0,156 | |
| 54,3 | 63,4 | 6,91 | 0,394 | |
| 0,06 | 0,03 | 0,01 | 0,021 | |
| 65,75 | 60,75 | 1.00 | 0,026 | |
| 68,5 | 62,5 | 1 | 0,011 | |
| 66,75 | 63,75 | 0,9 | 0,078 |
DE_MS: Degradabilidad efectiva de la materia seca; DE_FDN: Degradabilidad efectiva de la fibra detergente neutra; a+b: fracción potencialmente degradable (%); a: fracción soluble (%); b: fracción lentamente degradable (%); k: tasa de degradación de b (%). DIG_MO: Digestibilidad de la materia orgánica (%); DIG_MS: Digestibilidad de la materia seca (%); DIG_FDN: Digestibilidad de la fibra detergente neutra (%); DIG_FDA: Digestibilidad de la fibra detergente ácido (%).
La suplementación no afecto a la fracción potencialmente degradable, (a + b), soluble (a) y lentamente degradable (b) de la MS y la FDN (Tabla 4.). Dado que la tasa de degradación de (b) de la FDN fue más lenta en los animales sin suplementos (6% vs 3%). Al estimar la degradabilidad efectiva a partir de una tasa de pasaje fija (5%), podría esperarse una mayor degradabilidad en los animales sin suplemento con respecto a los suplementados. Esta respuesta es relevante si se tiene en cuenta que la degradabilidad del alimento va a depender de la velocidad de degradación de la fracción lentamente degradable y de la velocidad de tránsito ruminal (Orskov y McDonald, 1979; Calsamiglia, 1997; NRC, 2000).
El promedio de degradabilidad efectiva de la MS del sorgo forrajero fue de 51,25% (52,65 vs 49,80), mientras que la degradabilidad de la fibra fue de 50,15% (52,20 vs 48,10). Vargas (2005), obtuvo un promedio inferior (48,90%) de degradabilidad de la MS con igual tasa de pasaje. Mientras que anteriormente Jiménez (1995), con una tasa de pasaje de 4% de tasa obtuvo valores entre 53,3% y 48,1% para degradabilidad de MS y 40,0% y 33,2% para degradabilidad de FDN en animales con diferentes niveles de concentrado.
El pH dentro de las concentraciones normales, la elevada concentración de amonio en rumen y la mayor velocidad de degradación de la fracción lentamente degradable podrían haber propiciado una mayor tasa de pasaje en los animales suplementados con respecto a los no suplementados (Orskov y McDonald, 1979). Además, la caída en la digestibilidad aparente, no obstante, podría estar explicada en parte por el mayor consumo de materia seca total en los animales suplementados, a través de un aumento en la tasa de pasaje del alimento (Galyean y Hubbert, 2014).
Aun cuando, la suplementación disminuyó la digestibilidad de la MS y la FDN de la dieta, los valores son mayores a los obtenidos por Lagrange (2009), que reporta menor digestibilidad de la MS en animales sin suplemento respecto a los suplementados con suplemento proteico en animales pastoreando sorgo granífero diferido y por Montossi et al. (2017), que durante varios años obtuvieron digestibilidades entre 49,9% y 61,4% con dietas a con base de diferentes tipos de suplementos (proteicos y energéticos) en animales que pastaban sorgo forrajero. .
El valor nutritivo del sorgo forrajero mejora cuando es comparado con pasturas perennes en el periodo estival (Ademosum et al., 1968). Aun así, la digestibilidad de este tiende a ser baja. Vargas (2005), en un estudio de 15 genotipos de sorgo forrajero bicolor obtuvo 57,83% digestibilidad promedio de la MS. La digestibilidad de la MS en nuestro estudio fue 65,7%, valor mayor al reportado por (Vargas (2005), debido a que el sorgo utilizado es considerado un sorgo con nervadura central marrón (BMR), caracterizados por presentar una menor lignificación (McCuistion et al., 2005; Porter et al., 1978), que le confiere mayor digestibilidad comparado con sorgos que no contienen dicho gen. Sin embargo, la digestibilidad de la MS obtenida fue menor a las reportadas por McCuistion et al. (2011), en dos años consecutivos con sorgo BMR (87,3%). Mientras que la digestibilidad de la FDN (68,5%) se encontró dentro de los valores (55% hasta 74%) reportados por Porter et al., (1978), en diferentes genotipos de BMR. Tanto la digestibilidad de la MS como la digestibilidad de la FDN observadas en el presente trabajo fueron consistentes con los valores de degradabilidad potencial obtenidos in situ.
Por otro lado, concentraciones mayores a 8% de grasa en la dieta podrían disminuir la digestibilidad de la misma y afectar negativamente la degradabilidad de la fibra (Zinn, 1989; Hess et al., 2008). Dado que, el aceite disminuye la superficie expuesta a la acción de la población microbiana, y a su vez, por efecto toxico, inhibe el crecimiento y desarrollo microbiano (Plascencia et al., 2003). Si bien el DDGS tiene altas concentraciones de grasa (6,25%) esta concentración quedaría diluida en la dieta (3,60%), proporcionando Ku Vera et al. (2014), una alta densidad energética y con bajo incremento calórico que podría conducir al incremento de la eficiencia.
CONCLUSIONES
La suplementación con DDGS aumentó las concentraciones de N_NH4 y disminuyó el pH ruminal, la degradabilidad efectiva de la fibra y la digestibilidad de la MS y FDN.
AGRADECIMIENTOS
A las entidades uruguayas: Facultad de Agronomía (FAGRO) y Agencia Nacional de Investigación (ANII) (los resultados presentados en la presente publicación recibieron fondos de la ANII bajo el código POS_NAC_2018_1_151160), así como, al Instituto de Ciencia Animal (ICA) en Cuba, por el apoyo y colaboración para la realización de dicho trabajo que forma parte de la Tesis al grado Magister en Ciencias Agrarias, opción Ciencias Animales de la Facultad de la República de Uruguay.
