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Introducción
En el trópico alto colombiano los sistemas ganaderos se establecen en forma extensiva y predomina, sobre todo, el monocultivo de Cenchrus clandestinus (Hochst.) ex Chiov., gramínea de mediana calidad, lo que conlleva a un uso excesivo de fertilizantes de síntesis en las praderas; la utilización de especies arbóreas o arbustivas dentro de dichos sistemas es escasa (Cardona-Iglesias et al., 2019a). La variación climática afecta directamente la reducción de la oferta de forraje en los sistemas pastoriles del trópico alto, lo que conlleva a desbalances nutricionales y baja productividad de los animales (Mora-Delgado et al., 2014; Castro-Rincón et al., 2019).
Por consiguiente, los sistemas ganaderos en estas zonas deben enfocarse en la utilización de especies adaptadas y con resiliencia al cambio climático, sustentando su productividad desde el punto de vista ambiental, social y económico (Gallego-Castro et al., 2014). Ante este contexto, se hace necesaria una reconversión ganadera, que promueva la sostenibilidad en la producción agropecuaria. Los sistemas silvopastoriles, podrían ser una estrategia que ofrezca múltiples servicios en cuanto a la protección de la biodiversidad, el suelo y el agua. También se ha reconocido su utilización en el aporte nutricional de biomasa vegetal, y balance de energía-proteína a la dieta del ganado (Cardona-Iglesias et al., 2019b).
Especies arbustivas leñosas como el botón de oro [Tithonia diversifolia (Hemsl.) Gray], el sauco (Sambucus nigra L.) y la colla negra [Smallanthus pyramidalis (Triana) H. Rob.], son reconocidas por su adaptación a las condiciones del trópico alto colombiano, su óptima producción de biomasa y alto valor nutricional donde se resalta su contenido energético, lo cual podría mejorar el balance proteína-energía en el rumen (Cardona-Iglesias et al., 2019a). Es por ello que estas especies forrajeras pueden constituir una alternativa para la suplementación animal en el trópico alto andino; sin embargo, la utilización eficiente de estas depende del manejo y el conocimiento sobre su estado fenológico, debido a que su contenido nutricional varía en dependencia del estado de madurez del forraje (Escobar, 2018; Guatusmal-Gelpud et al., 2020). En ese aspecto, el contenido de sólidos solubles (grados brix) se emplea como un indicador del valor nutricional de los forrajes; ya que se relacionan como una fuente energética dentro de la alimentación animal, y varía según la edad de la planta y la hora del día; esta fluctuación se debe al cese de la fotosíntesis con la reducción lumínica vespertina y paralelamente, al consecuente consumo de una parte de los carbohidratos disponibles para mantener las actividades de las plantas durante la noche (Villalobos y Sánchez, 2010).
Por otra parte, los estudios en las arbustivas forrajeras se han concentrado en determinar el contenido de biomasa, el crecimiento y la composición bromatológica y las investigaciones acerca del contenido de sólidos solubles son todavía incipientes, por ello el objetivo del presente estudio fue evaluar la concentración de sólidos solubles en tres especies arbustivas forrajeras con diferentes edades, en Pasto, Nariño-Colombia.
Materiales y Métodos
El estudio se realizó en el Centro de Investigación Obonuco de AGROSAVIA (Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria) ubicado en la ciudad de San Juan de Pasto (Nariño), coordenadas 77°18’23’’W - 1°11’54’’N a 2 710 msnm de altitud, 13 °C de temperatura, 84,4 % de humedad relativa y 840 mm de precipitación, zona de vida catalogada como de bosque seco montano bajo (bsMB) según Holdridge (1996).
El diseño del experimento fue de bloques completamente aleatorizados con un arreglo factorial 3 x 3, producto de tres especies y tres edades de corte (45, 60 y 75 días), para las variables de calidad nutricional, sólidos solubles y producción de biomasa. También se midieron los sólidos solubles, según la edad de cosecha y el horario del día, bajo un diseño factorial 3 x 3 x 3, producto de tres especies, tres edades de corte (45, 60 y 75 días) y tres tiempos (horarios) de observación durante el día (7:30 a.m., 11:30 a.m. y 3:00 p.m.).
Procedimiento experimental
La investigación se realizó en un sistema silvopastoril de banco mixto forrajero con tres arbustivas forrajeras del trópico alto colombiano: T. diversifolia, S. nigra y S. pyramidalis. El SSP se estableció en el año 2016 en un área total de 240 m2. La distancia de siembra fue un metro entre plantas y un metro entre surcos, con un total de 51 arbustos de cada especie. El periodo de evaluación comprendió los meses de enero a septiembre de 2019, y correspondió a dos épocas climáticas bien definidas: una época de altas precipitaciones entre enero y mayo y una de bajas precipitaciones entre julio a septiembre.
A tres edades de rebrote (45, 60 y 75 días) se realizó una poda manual; el corte de los arbustos fue a una altura de 70 cm sobre el nivel del suelo para S. nigra y T. diversifolia, y a 120 cm para S. pyramidalis.
La poda consistió en el corte en bisel de tallos tiernos y hojas de cada arbusto; el forraje se pesó en una balanza de precisión y los datos se tabularon para su análisis posterior (López y Santamaría, 2003).
Se cosechó al azar 300 g del material vegetal (hojas y tallos tiernos) simulando el ramoneo del ganado bovino; el forraje se picó (tijera inoxidable) y maceró en un mortero hasta obtener la savia de la planta (Suárez-Paternina et al., 2015). Del resultado del macerado se tomó una pequeña muestra con la ayuda de un gotero y se colocó sobre el prisma de un refractómetro digital y se realizaron tres lecturas, de las cuales se obtuvo un promedio.
Determinación del valor nutricional. El valor nutricional se determinó para cada especie, y en cada ciclo de evaluación. Durante la poda de los arbustos se recolectaron 500 g de muestra de forraje (hojas y tallos tiernos). Dichas muestras se secaron en una estufa de ventilación forzada a 65 °C durante 72 h. Las muestras se analizaron en el Laboratorio de Nutrición Animal, del Centro de Investigación Tibaitatá (Agrosavia) en la ciudad de Mosquera (Cundinamarca), y se les determinó: proteína bruta (PB), fibra neutro detergente (FDN), carbohidratos no estructurales (CNE), energía neta de lactancia (ENL) y digestibilidad (DIG) mediante la técnica de espectroscopía de reflectancia en infrarrojo cercano (NIRS) de acuerdo con Ariza-Nieto et al. (2018).
Análisis estadístico. Para los datos de sólidos solubles, producción de biomasa y calidad nutricional de las especies forrajeras, se realizó un análisis de varianza a través del software estadístico R. V.3.5.1., acompañado de una prueba de comparación de medias de Tukey (p < 0,05) para aquellas variables que presentaron diferencias estadísticas.
Resultados y Discusión
En cuanto a calidad nutricional de las especies forrajeras, no se observaron diferencias estadísticas para las fracciones evaluadas (tabla 1).
Tabla 1 Composición nutricional de las especies forrajeras en distintas edades de corte.
PB: proteína bruta, FDN: fibra neutro detergente, DIG: digestibilidad, ENL: energía neta de lactancia, CNE: carbohidratos no estructurales.
Medias con letras diferentes en las columnas difieren entre si según la prueba de Tukey (p < 0,05).
En las tres arbustivas la proteína se redujo a medida que aumentaba la edad de corte, lo que coincide con Naranjo y Cuartas (2011) quienes encontraron en forrajeras perennes que el contenido de proteína disminuyó gradualmente con la madurez de las plantas.
Los valores de PB en T. diversifolia a los 60 días (27,3 %) coinciden con lo informado por Lezcano et al. (2012), los cuales encontraron valores de 28,6 %; por otra parte, Cardona-Iglesias et al. (2019a) hallaron contenidos de proteína del 18,3 % para T. diversifolia a los 75 días, menor a lo encontrado en esta investigación (23,3 %).
En S. nigra el mayor valor de PB se observó a los 45 días, seguido del 25,7 % a los 60 días; este último valor coincide con lo informado para el trópico alto andino por Guatusmal-Gelpud et al. (2019) en plantas cosechadas a los 60 días.
Para el caso de S. pyramidalis se encontró el valor más alto de PB a los 45 días (27,98 %); al respecto Cortés-Jojoa y Ramos-Obando (2018) hallaron valores de 22,7 % de PB, y catalogaron a esta especie como un recurso forrajero con una proteína de buen valor nutricional para las especies pecuarias.
Con respecto a la FDN no se presentaron diferencias significativas para las tres especies; sin embargo, se encontró que aumentó proporcionalmente respecto a la edad de corte. Para T. diversifolia la FDN varió entre 31,3 y 37,1 %, lo cual coincide con el reporte de Ápraez et al. (2014). sobre la caracterización de T. diversifolia a los 75 días (prefloración), donde se encontraron 39 y 41 % de FDN. Cardona-Iglesias et al. (2017) hallaron para T. diversifolia 39 % de FDN a los 70 días de cosecha, y un valor mayor de fibra a esa edad, respecto a menores edades de cosecha.
Los porcentajes más altos de FDN para S. nigra y S. pyramidalis respectivamente, se obtuvieron a los 60 y 75 días de corte, respectivamente. Estos valores se encontraron dentro del rango de fibra recomendado en vacas lecheras, el cual estimula la rumia, sin disminuir la tasa de pasaje a nivel ruminal (Medina et al., 2009).
La digestibilidad de la MS indicó un comportamiento homogéneo para las tres arbustivas forrajeras (tabla 1); hubo una relación inversamente proporcional entre la digestibilidad y la edad de corte (a más edad, menor digestibilidad), comportamiento que coincide con lo descrito por Espinoza-Canales et al. (2017) quienes afirman que, a mayor edad de la planta, la fracción lignina en la pared celular se hace mayor, lo que reduce la digestibilidad en los pastos y los forrajes. De acuerdo con lo informado por Van Soest (1994), los valores de digestibilidad obtenidos para las especies forrajeras se consideran óptimos, ya que se podría esperar que gran cantidad de fracciones de nutrientes, sean aprovechadas por el animal.
La estimación del contenido de energía neta de lactancia (ENL) y de carbohidratos no estructurales, pueden dar una idea del contenido energético del forraje y de su efecto en la producción de leche (Téllez-Sanabria y Mendoza-Brand, 2014). Las arbustivas no presentaron diferencias significativas en cuanto a la ENL. Los valores fueron mayores que 1,15 Mcal kg de MS-1 de ENL, que registra en promedio la gramínea base C. clandestinus de los sistemas lecheros del trópico alto colombiano (Marais, 2001). Los CNE se consideran como una fuente de energía de rápida disponibilidad para los microorganismos a nivel ruminal; su contenido está relacionado con la utilización de otros nutrientes como la proteína, y con una mayor síntesis de leche (Correa et al., 2019).
El contenido de carbohidratos solubles de los forrajes está determinado por diferentes factores relacionados con la fotosíntesis, la respiración y la distribución de nutrientes y se puede modificar en correspondencia con el estado fisiológico del forraje, siempre y cuando las condiciones climáticas no sean una limitante (Montoya et al., 2004).
La concentración de sólidos solubles para T. diversifolia, S. pyramidalis y S. nigra, a diferentes edades de corte se muestra en la figura 1a, 1b y 1c; -las tres especies el valor numérico más alto de sólidos solubles se registró a los 45 días; sin embargo, no difirió del obtenido a los 75 días; tampoco se encontró diferencia entre los valores a los 75 y 60 días.
Figura 1 a. Sólidos solubles de T. diversifolia, b. Sólidos solubles de S. pyramidalis, y c. Sólidos solubles de S. nigra evaluados en tres edades de corte.
El menor valor numérico de sólidos solubles para las tres forrajeras, ocurrió a la edad de 60 días (T. diversifolia 7,7; S. pyramidalis 5,6 y en S. nigra 12,1 %). De manera general las especies demostraron un potencial en concentración de sólidos solubles por encima de las gramíneas utilizadas tradicionalmente para alimentar bovinos en el trópico alto colombiano, como el kikuyo (C. clandestinus) para el cual se reportan valores promedio de 2,1 % (Rojo et al., 2011).
Se debe resaltar la especie S. nigra, la cual mostró un buen potencial en cuanto a su contenido de sólidos solubles en las tres edades, además esta especie tuvo un contenido alto de ENL (mayor o igual a 1,6 Mcal kg de MS-1 y CNE superior al 30 % en todas las edades (tabla 1). Respecto al óptimo contenido energético de S. nigra,Carvajal-Salcedo y Cuesta-Peralta (2016) sostienen que su forraje podría constituir una importante fuente de energía a nivel ruminal, lo que mejoraría la degradación de los carbohidratos estructurales.
En la ganadería del trópico alto y bajo de Colombia los productores utilizan diferentes especies de gramíneas para alimentar a los bovinos y buscan sincronía entre la energía y la proteína de la dieta, que maximice la productividad animal. Suárez-Paternina et al. (2015), en gramíneas del trópico bajo colombiano reportan para especies como Brachiaria. híbrido cv. Mulato II, pasto estrella (Cynodon nlemfuensis Vanderyst) y pasto guinea [Megathyrsus maximus (Jacq.) cv. Mombasa] concentraciones de sólidos solubles de 9,0; 8,2 y 7,1 %; respectivamente, valores similares a lo encontrado en este trabajo para T. diversifolia (fig. 1a), la cual es una forrajera que se adapta muy bien tanto en el trópico bajo como en el alto (Londoño et al., 2019).
En las figuras 2a, 2b y 2c se puede apreciar el porcentaje de sólidos solubles de T. diversifolia, S. pyramidalis y S. nigra, respectivamente, en tres edades de corte y a diferentes horas del día. Para T. diversifolia no hubo diferencia en las horas de muestreo, para las edades de 45 y 60 días y a los 75 días en el horario de las 3:00 p.m. se registró el mayor valor de sólidos solubles (p < 0,05).
Para S. pyramidalis no hubo efecto de la hora de muestreo para ninguna edad de cosecha, y en S. nigra no hubo diferencias a los 45 días; sin embargo, a los 60 días se registró la mayor (p < 0,05) concentración de sólidos solubles a las 3:00 p.m., y a la edad de 75 días no hubo diferencia entre los resultados de las 7:30 a.m. y 11:30 a.m., mientras que los sólidos solubles de las 3:00 p.m. difirieron de lo hallado a las 7:30 a.m.
Velásquez et al. (2003) no encontraron diferencia al evaluar durante varios horarios del día (6, 9, 12, 15 y 18 h) la concentración de sólidos solubles en gramíneas forrajeras tropicales como Brachiaria decumbens Stapf., Hyparrhenia rufa (Nees) Stapf., M. maximus Jacq. y Paspalum notatum Flugge. Mientras que Suárez-Paternina et al. (2015) encontraron en el pasto C. nlemfuensis, mayor cantidad de sólidos solubles en los horarios de muestreo del mediodía y la tarde, comparados con los de la mañana.
Al respecto Arriaga et al. (2014) sostienen que la variación de fotosintatos a lo largo del día depende de la tasa fotosintética de la planta; en los días donde la radiación solar es constante (días nublados) se esperaría poca variación en los sólidos solubles, en relación con los días con una marcada radiación solar hacia el mediodía y la tarde.
Según Rojo y Montoya (2011) generalmente la mayor tasa fotosintética en los forrajes se presenta en horas de la tarde, por lo que los sistemas de pastoreo deberían estar diseñados para que los animales consuman la mayor cantidad de forraje en esos horarios, y así aprovechar un mayor contenido energético de las plantas.
Gaviria et al. (2015) plantearon que las forrajeras perennes y las leguminosas se caracterizan por presentar un mayor contenido de carbohidratos no estructurales (CNE) respecto a las gramíneas; el valor nutricional de este tipo de carbohidratos se debe a que son una fuente energética de rápida disponibilidad para el crecimiento de los microorganismos ruminales (Castillo-Lopeza y Domínguez-Ordóñez, 2019). Los carbohidratos no estructurales se relacionan con la concentración de sólidos solubles en la planta (Rojo y Montoya, 2011); en el presente estudio el contenido de CNE (tabla 1) se considera alto (>20 %) para todas las especies forrajeras y es superior al de las pasturas utilizadas tradicionalmente para alimentar bovinos como el kikuyo (C. clandestinus) el cual presenta un promedio de CNE de 10,5 % en el trópico alto colombiano (Vargas-Martínez et al., 2018), o como los ryegrass perennes (Lolium perenne L.) con CNE de 17 % en el departamento de Nariño, Colombia (Castro-Rincón et al., 2019).
Teniendo en cuenta que una de las principales limitantes en los sistemas ganaderos bovinos del trópico alto colombiano, es el bajo contenido de CNE en las gramíneas, las especies forrajeras leñosas podrían ser una estrategia para mejorar el contenido energético de las dietas, promover un mejor uso de los nutrientes como la proteína en el animal, con lo que se maximiza la productividad y disminuye la emisión de compuestos nitrogenados al medio ambiente (Londoño et al., 2019; Cardona-Iglesias et al., 2019b).
Para la variable contenido de biomasa (kg de forraje verde arbusto) se observaron diferencias significativas (p < 0,05) en las edades de corte y se observó un incremento de la biomasa a mayor edad de cosecha en las tres arbustivas. A los 75 días S. pyramidalis presentó los valores más altos de forraje fresco, con un promedio de 8,8 kg de FV arbusto-1, seguido de T. diversifolia y S. nigra con valores medios de 5,8 y 2,6 kg de FV arbusto-1, respectivamente (fig. 3).
En un estudio realizado por Guatusmal-Gelpud et al. (2020) se encontró a los 8 meses, producciones de S. pyramidalis de 5,29 kg y a los 15 meses 17,68 kg de FV planta-1; mientras que, en el presente estudio, con cortes a menor edad se obtuvo un mayor rendimiento para la biomasa verde (4,1; 6,7 y 8,8 kg de FV arbusto-1 a edades de 45, 60 y 75 días de corte, respectivamente) y en comparación con las otras especies fue la que presento un mayor rendimiento.
El rendimiento de T. diversifolia en este estudio para la edad de 45 días, fue de 133 t de forraje verde por año, inferior al informado por Nieves et al. (2011) que obtuvieron 250 t; el mayor valor de biomasa en otro fue de 2,58 kg (85 días); 1,73 kg (60 días) y 0,82 kg de FV arbusto-1 a los 30 días (Lugo-Soto et al., 2012). En comparación con el estudio anterior, en este trabajo se encontraron valores más altos de producción de forraje verde: 1,9; 4,0 y 5,8 kg de FV arbusto-1, a los 45, 60 y 75 días de corte, respectivamente, y en ambos coincidió que a medida que aumentó la edad de corte, hubo un aumento en la producción de forraje verde.
En este sentido Ruíz et al. (2014) afirmaron que T. diversifolia en edades entre 70 y 90 días presenta un alto porcentaje de biomasa y además, permite un mayor aprovechamiento de los nutrientes.
S. nigra tuvo un rendimiento de 8 626, 12 260 y 26 077 kg de FV ha-1 por corte a los 45, 60 y 75 días, respectivamente; en un estudio se evaluaron tres edades de cosecha en S. nigra (90, 120 y 150 días) y se halló un rendimiento de 18 960, 43 640 y 48 600 kg de FV ha-1, respectivamente; lo que indica que 150 días es la mejor edad de corte por la alta producción de biomasa (FABEGAN, 2015). Sin embargo, Chamorro y Barreto (2005) señalaron que la edad de corte propicia para el S. nigra es a los 60 días teniendo en cuenta que la producción de biomasa es de 9,8 t de MS ha-1 año-1 a una distancia de 1 x 1 m.
Conclusiones
Este estudio demostró el potencial nutricional que presentan las especies forrajeras S. nigra, T. diversifolia y S. pyramidalis, debido a su concentración de sólidos solubles, por lo cual podrían ser utilizadas como parte de la dieta de los rumiantes en los sistemas productivos del trópico alto colombiano. Además, se observó una disminución en la concentración de sólidos solubles a medida que aumentó la edad de cosecha en las tres especies.
