INTRODUCCIÓN
Saccharum officinarum L. es una planta del género Saccharum, familia Gramineae, orden Glumiflorae, clase monocotyledonae (Osorio, 2007). Es un importante cultivo comercial y una de las principales fuentes de azúcar, etanol, azúcar moreno y panela a nivel mundial. Brasil encabeza la lista de los principales productores, con producción anual de 752 895 miles de toneladas métricas (Tm), y Colombia ocupa el séptimo lugar, con una producción anual de 32 662 Tm (FAOSTAT, 2019).
Una de las limitantes que presenta la agroindustria de S. officinarum en Colombia es la baja utilización de los subproductos de S. officinarum y de su molienda, a pesar de que la cantidad y el volumen de subproductos aprovechables son potencialmente altos. En dependencia del porcentaje de extracción del jugo, de la variedad y de la edad del cultivo se pueden obtener, como promedio, 2 368 kg de bagazo, 300 kg de cachaza y 150 kg de miel por cada tonelada de azúcar obtenida sin refinar (Santos et al., 2020).
Los subproductos generados del procesamiento de S. officinarum constituyen materias primas para la elaboración de suplementos, destinados a la alimentación de rumiantes, sobre todo en épocas de escasez de alimento, en diferentes formas de uso y variaciones, con la adición de otras sustancias que pueden mejorar la disponibilidad de los nutrientes y su digestibilidad (Berman-Delgado, 2011; Fernández-Méndez, 2018).
El bagazo es uno de los subproductos que se genera en mayor proporción en la agroindustria de S. officinarum. Debido a su contenido de fibra (33,3 %) y aporte energético ha mostrado resultados satisfactorios y de bajo costo, cuando se ha utilizado como única fuente fibrosa o como suplemento de diferentes raciones, quedando inclusive hasta 30 % de azúcares en dicho material (Lagos y Castro, 2019).
La miel que resulta de la deshidratación de la cachaza ha reemplazado a la melaza como fuente de energía (1,9 Mcal/kg energía digestible) o como aglutinante en la elaboración de bloques multinutricionales para novillos de levante. Sin embargo, estos subproductos presentan bajos contenidos de proteína, por lo que se deben complementar con fuentes de nitrógeno como la urea. Diversos estudios han demostrado que el suministro de la mezcla de miel y urea incrementa el consumo de forraje de baja calidad, la degradación de celulosa y la tasa de pasaje de los alimentos a través del rumen, lo que mejora la utilización de los pastos (Pachón et al., 2005).
La ganadería de leche en el trópico alto colombiano tiene problemas, relacionados con la baja cantidad de forraje disponible, como consecuencia de inadecuados manejos agronómicos de las pasturas, y por eventos de cambio climático, como los prolongados períodos de bajas precipitaciones (Castro-Rincón et al., 2019; Cardona-Iglesias et al., 2020). Los productores han introducido especies de pastos con altos niveles de proteína, con el fin de mejorar la calidad composicional de la leche, pero con bajos contenidos de fibra, lo que ocasiona un déficit de energía y desbalance en las dietas (González-Guarín, 2016). Ante estas condiciones, el productor tiene la necesidad de suplementar con alimentos fibrosos o energéticos para evitar enfermedades y la disminución de la producción. La opción más común es la utilización de concentrados, que generalmente se traduce en el aumento de los costos de producción (Cardona-Iglesias et al., 2019a).
El objetivo de este estudio fue evaluar dos suplementos elaborados con bagazo de S. officinarum, miel y dos niveles de urea, en la producción y calidad de la leche de vacas de primer parto.
MATERIALES Y MÉTODOS
Localización y clima. La investigación se realizó entre marzo y mayo del 2018, en el hato lechero del Centro de Investigación Obonuco de la Corporación Colombiana de Investigación Agropecuaria (AGROSAVIA), municipio de Pasto, Nariño, Colombia. Esta instalación se halla ubicada a 2 905 msnm, 01°11´28,3´ N, 77°19´08,8´´W, con temperatura promedio anual de 12 °C, humedad relativa de 77 % y precipitación pluvial promedio anual de 950 mm, según datos obtenidos de la estación meteorológica (Vintage station pro 2) ubicada en el Centro de Investigación Obonuco en 2018.
Diseño experimental y tratamientos. Se empleó un diseño experimental cuadrado latino replicado 3 x 3, con tres tratamientos: T0 (pastoreo), T1 (pastoreo + suplemento 1) y T2 (pastoreo + suplemento 2), con tres períodos de quince días cada uno. Las vacas se asignaron aleatoriamente en parejas a cada tratamiento y se alternaron cada 15 días, de forma tal que todas pasaran por los tres tratamientos. Se establecieron tres períodos de evaluación, de 15 días cada uno. Los primeros siete días correspondieron al período de acostumbramiento, y los ocho días siguientes se utilizaron como etapa de medición. El suministro de los suplementos se realizó en comederos individuales y en dos momentos: en el ordeño de la mañana (5:00 a.m.) y en el de la tarde (3:00 p.m.).
Animales experimentales. Se utilizaron seis vacas F1 (Kiwi Cross x Holstein) de primer parto, que al inicio del experimento tenían, como promedio, 170 días de lactancia (± 15 días), producción de 8,2 kg/vaca/día y peso vivo de 450 kg. El consumo de agua fue ad libitum. Las vacas se mantuvieron en potreros de pasto Cenchrus clandestinus (Hochst. ex Chiov.) Morrone. Se realizó un pastoreo rotacional con cerca eléctrica, ajustando diariamente el consumo de materia seca (MS) que provenía del forraje. La cerca se movía tres veces al día (6:00 a.m., 11:00 a.m. y 4:00 p.m.) para hacer más efectivo el pastoreo. La ocupación de cada franja fue de un día y el período de descanso para el pasto C. clandestinus, de 35 días.
Consumo y manejo del suplemento. Antes de la elaboración del suplemento se realizó un balance nutricional. Para ello se tuvo en cuenta el aporte del forraje consumido y los requerimientos nutricionales de los animales, según la NRC (2001). Se suponía que el déficit se debía cubrir con el suministro de dos suplementos, basados en miel y bagazo, como subproductos de S. officinarum panelera y fuente energética para los bovinos; los suplementos incluyeron además, salvado de Zea mays L. y dos inclusiones de urea, de acuerdo con Garríz y López (2002).
La formulación de los suplementos se muestra en la tabla 1. A cada animal se le suministró diariamente tres kilogramos de MS del suplemento, que se ofrecieron en partes iguales después de cada ordeño en comederos individuales.
Variables evaluadas. Para determinar la composición química de la dieta, en los períodos de medición se tomaron muestras de la gramínea en potrero mediante el corte manual (Bonnet et al., 2011). Al finalizar el período de medición se realizó una mezcla de las muestras. Se secaron en estufa de ventilación forzada, a 65 °C, durante 72 h, y posteriormente se molieron en un molino estacionario con una malla de 1,0 mm. Para analizar la composición química de los alimentos: materia seca (MS), proteína bruta (PB), fibra detergente neutro (FDN), fibra detergente ácido (FDA), hemicelulosa, lignina, extracto etéreo (EE), energía bruta (EB), energía neta de lactancia (ENL), cenizas, calcio (Ca) y fósforo (P), se utilizó la técnica de espectroscopía de reflectancia en infrarrojo cercano (NIRS DS 2500 - FOSS Analytical A/S - Dinamarca) (Ariza-Nieto et al., 2018). Para las materias primas y el suplemento, las muestras se analizaron mediante técnicas analíticas de la Association of Official Analytical Chemist (AOAC, 2005). En cuanto al Ca, se procedió según valoración complexométrica con EDTA, y para el P se aplicó la espectrometría UV-VIS (NTC 498). Las cenizas totales se analizaron por incineración directa (AOAC 942.05). Para la FDN se procedió de acuerdo con Van Soest (AOAC 973.18), para la FDA según normas de la AOAC (962.09 y 978.10), al igual que para el extracto etéreo (AOAC ID 973.18). En cuanto a la humedad, se aplicó el análisis termogravimétrico IR y para la PB, Kjeldahl (NTC 4657).
La tabla 2 muestra la calidad composicional de las materias primas utilizadas en la elaboración de los suplementos.
MS: materia seca, PB: proteína bruta, EE: Extracto etéreo, FDN: fibra en detergente neutro, FDA: fibra en detergente ácido, HEM: hemicelulosa, CEL: celulosa, LIG: lignina, CNE: carbohidratos no estructurales, CEN: cenizas, P: fósforo, Ca: calcio, EB: energía bruta
Degradación in situ del suplemento. Adicional a la calidad composicional, se determinó la degradación in situ de la materia seca (DISMS), proteína bruta (DISPB) y fibra detergente neutro (DIFDN) de los suplementos a las 48 h de incubación, para lo que se aplicó la técnica de la bolsa de nailon, descrita por Ørskov y McDonald (1979).
Consumo de materia seca. Se ajustó diariamente el área de pastoreo para asegurar una oferta teórica de MS por animal de 3kg MS /100kg PV. El consumo de MS del forraje se midió mediante el método agronómico (entrada y salida) y se estimó la cantidad de pasto promedio consumido por cada animal. Se asumió que la diferencia entre el aforo de entrada y el de salida fue la cantidad de forraje consumido. Para la realización del aforo del C. clandestinus se utilizó la metodología del doble muestreo de Haydock y Shaw (1975). Igualmente, se midió la cantidad de suplemento consumido por las vacas, producto de lo ofertado menos lo rechazado. El consumo de materia seca total (CMST) fue la suma de pasto y suplemento, expresado en unidades de MS.
Producción y calidad composicional de leche. Se registró la producción de leche de cada animal durante los períodos de medición en un medidor de leche (Tru-Test Milk Meters, Nueva Zelanda), a las 5:00 a.m. y a las 3:00 p.m., en la sala de ordeño. Durante los últimos cinco días del período de medición se tomaron muestras de leche de cada vaca, en ambos ordeños. A las muestras recolectadas se les determinó grasa (%), proteína (%) y sólidos totales (%) mediante el método de espectroscopía infrarroja (AOAC 972.16) (AOAC, 2015) y nitrógeno ureico en leche (NUL) por el método infrarrojo (espectrofometría IR). Las muestras se procesaron en el laboratorio de leche del Centro de Investigación Obonuco-Agrosavia, con un equipo FOSS Milkoscan TM 7RM, FOSS Analytical A/S, Dinamarca. Se analizaron los datos producción de leche (PL, kg/vaca/día) y calidad composicional de la leche, que comprendió la producción de proteína (PP, g/vaca/día), producción de grasa (PG, g/vaca/día), producción de sólidos totales (PST, g/vaca/ día) y nitrógeno ureico en leche (NUL, mg/dL).
Análisis estadístico. Los datos se analizaron mediante el paquete estadístico SAS (V 9.4), a través de un modelo mixto con ayuda del procedimiento GLM. Se consideró el animal y el período como efectos aleatorios y el tratamiento, como un efecto fijo. Las comparaciones de media se realizaron por la prueba de Tukey (p< 0,05).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN
En los suplementos evaluados se encontró contenido de MS de 52 %, muy superior a la MS de la pastura base utilizada (tabla 3).
MS: materia seca, PB: proteína bruta, EE: extracto etéreo, FDN: fibra en detergente neutro, FDA: fibra en detergente ácido, HEM: hemicelulosa, CEL: celulosa, LIG: lignina, CNE: carbohidratos no estructurales, CEN: cenizas, P: fósforo, Ca: calcio, ENL: energía neta de lactancia, DISMS: digestibilidad in situ de la MS, DISPB: digestibilidad in situ de la proteína bruta, DISFDN: digestibilidad in situ de la fibra en detergente neutro
Según Lagos y Castro (2019), uno de los atributos de la utilización de suplementos que contengan subproductos de S. officinarum, es que pueden aumentar la densidad energética y la MS de la dieta. El suplemento 2, que contenía 1,5 % más de urea con respecto al 1, tuvo mayores valores de PB, DISMS, DISPB y DISFDN. También fue mayor la PB, DISMS y DISPB que lo registrado para C. clandestinus. Souza et al. (2015) plantearon que la adición de urea en suplementos para rumiantes puede hacer que sea más eficiente la acción de los microorganismos ruminales, lo que mejora la degradabilidad total de la ración, en especial de la fibra (tabla 3).
Los CNE de ambos suplementos fueron numéricamente superiores a los de la pastura (18 vs 16 %). Villalobos y Sánchez (2010) plantearon que la proporción de CNE es inversamente proporcional al contenido de fibra y a la digestibilidad de la MS. A su vez, está relacionada con la energía de alta disponibilidad en la dieta y la eficiencia de utilización de la proteína degradable (Castro-Rincón et al., 2019). Estos criterios son coincidentes con lo observado en este estudio, en el que los suplementos tuvieron mayor contenido de CNE y DISMS, pero menor valor de FDN, con respecto a C. clandestinus.
La degradabilidad in situ de la MS en C. clandestinus (60 %) fue inferior a lo informado por Duque-Quintero et al. (2017), quienes encontraron un valor de degradabilidad de 69 %. Pero resultó mayor al 37 % encontrado por Correa et al. (2012), aunque este último valor fue para un período de incubación de 12 h (tabla 3).
Una fracción muy importante para alimentar a vacas lecheras es la ENL, ya que de su concentración en la dieta depende la producción de leche (Castro-Rincón et al., 2019; Cardona-Iglesias et al., 2020). Ambos suplementos tuvieron mayor valor de ENL (Mcal/kg MS) con respecto al C. clandestinus (S1 2,1; S2 2,15 vs C. clandestinus 1,3). Jaramillo-Arango y Cuervo-Vivas (2017) señalan que los subproductos de S. officinarum son una fuente de energía muy buena, que potencia la producción de leche, siempre y cuando se combinen con otras fuentes de nutrientes como la proteína. El valor de ENL de C. clandestinus en este estudio (1,3 Mcal/kg MS) concuerda con el promedio informado en varias investigaciones para el trópico alto colombiano, lo que denota la necesidad de suplementar con fuentes energéticas en este tipo de sistema ganadero (Vargas-Martínez et al., 2018; Cardona-Iglesias et al., 2019a).
En cuanto al consumo de los suplementos (tabla 4), se consumieron los 3 kg de MS/animal/día ofrecidos. Para autores como Castaño et al. (2012), el consumo de suplementos que contengan subproductos de S. officinarum depende de los niveles de inclusión, la composición y la forma de suministro. Se observó que el consumo de C. clandestinus fue superior (p < 0,05) para los animales que no fueron suplementados (T0), que consumieron 1,6 y 0,9 kg de MS más, comparados con los del T1 y T2. Sin embargo, al observar el CMST diario, se pudo ver que los animales en los tratamientos que incluyeron los suplementos consumieron más MST/día que en el testigo (p < 0,05).
a, b: letras distintas en una misma fila indican diferencias (p < 0,05)
CMS consumo materia seca, CMST consumo materia seca total, EEM error estándar de la media
T0: pastoreo de C. clandestinus, T1: pastoreo de C. clandestinus + suplemento 1, T2: pastoreo de C. clandestinus + suplemento 2
En esta investigación, los valores de consumo para pasto C. clandestinus coinciden con el promedio de 11 kg MS/día, informado para sistemas ganaderos en el trópico alto de Colombia. Según afirman diversos autores, el consumo de C. clandestinus está limitado, sobre todo, por su alto contenido de FDN (Correa-Jiménez, 2012; Mejía-Díaz et al., 2017; Cardona-Iglesias et al., 2019a; 2019b).
El consumo de MST para todos los tratamientos se halla en los rangos informados para el biotipo animal utilizado en esta investigación, con los cruces entre las razas Kiwi cross y Holstein (Cardona et al., 2019a; Castro-Rincón et al., 2019). Aunque no se presentaron diferencias estadísticas, se observó incremento en el consumo de pasto de los animales con el T2 (mayor adición de urea) respecto al T1, lo que estaría relacionado con el mejoramiento en el balance de energía-proteína que promueven fuentes energéticas como S. officinarum, y que mejoraría la digestibilidad, la tasa de pasaje y, por ende, el consumo (Lagos y Castro, 2019).
El consumo de los suplementos no tuvo efecto en la PG, PP, G, P y ST. Los animales que recibieron los tratamientos 1 y 2, mostraron una respuesta significativa en la PL, PST y NUL (p < 0,05), con respecto al testigo (tabla 5).
a, b: Letras distintas en una misma fila indican diferencias (p < 0,05)
NUL nitrógeno ureico en leche, ST sólidos totales
T0: pastoreo de C. clandestinus, T1: pastoreo de C. clandestinus + suplemento 1 y T2: pastoreo de C. clandestinus + suplemento 2
En este estudio se observó un efecto positivo en el volumen, producción de leche y producción de sólidos totales, al obtener 8 kg/vaca/día en la PL y 1 175,8 g/vaca/día en la PST para las vacas sin suplementación. En tanto que, para las alimentadas con los suplementos, se registraron PL de 9,2 kg/vaca/día y 9 kg/vaca/día, PST de 1 359,8 g/vaca/día y 1 359,8 g/vaca/día para las vacas alimentadas con T1 y T2, respectivamente. Esto demuestra que el uso de nitrógeno no proteico en mezcla con fuentes energéticas, como la miel y el bagazo, como estrategia de suplementación energética durante la lactancia, incrementó en 15 y 12,5 % la producción con respecto a lo registrado en vacas que no fueron expuestas a la suplementación.
Proporcionar los requerimientos energéticos de las vacas lecheras es uno de los factores que tiene mayor incidencia en la producción y calidad de la leche (Valderrama-Lagos, 2019). Un desbalance energético, antes y después del parto, sea por exceso o defecto, puede conducir a trastornos metabólicos y mermas en la producción láctea (Hoffman et al., 2017).
Estos resultados pudieron obedecer a que las vacas suplementadas recibieron un aporte adecuado de MS (14 y 14,7 kg/día), si compara con las que no fueron suplementadas (12,6 kg/día), cuya proporción estuvo por debajo del 3 % de su peso vivo, y en condiciones de pastoreo se estaría produciendo un déficit energético temporal, que estaría siendo compensado con las reservas corporales (Marques et al, 2016).
El nivel de energía de los suplementos S1 y S2 (2,1 y 2,15 Mcal/kg MS, respectivamente) fue mayor al del pasto, lo que permitió mejorar el aporte energético en la dieta de las vacas y logró una repuesta positiva en PL y PST.
López-Ordaz et al. (2011) señalan que la adición de energía extra a las dietas de vacas en lactancia, junto con contenidos bajos de FDN, mejoran la utilización del alimento, lo que permite mayor absorción intestinal y mejor producción de metabolitos, que resultan en incrementos en PL.
En un estudio realizado con ganado mestizo de doble propósito, se encontró que la utilización de suplementos elaborados con subproductos de S. officinarum en mezcla con melaza logró incrementar la PL entre 1 y 2 kg/vaca/día, pero con reducciones en la calidad de la misma (Jaramillo-Arango y Cuervo-Vivas, 2017). Estos resultados difieren de los encontrados en el presente estudio, en el cual se mejoró la PL (1,0 y 1,2 k/vaca/día con T1 y T2, respectivamente), sin detrimento de la calidad de la leche. Esto se puede atribuir a que en el experimento citado el tratamiento control contenía mayor proporción de CNE.
Los cambios en la producción de leche y su composición pueden estar relacionados con el nivel de proteína, carbohidratos solubles y dieta base (Reynolds et al., 2011), condiciones que en esta investigación se lograron mejorar con el aporte de los suplementos, con mayor contenido de CNE (18 %) con respecto a C. clandestinus (16 %) mayor DISMS (68 y 73 %) y DISPC (87 y 90 %) de los suplementos. López-Ordaz et al. (2011) señalan que las dietas con mayor digestibilidad incrementan el reciclaje de urea en el rumen, el flujo de proteína microbiana al intestino delgado, la síntesis de glucosa en el hígado y el consumo de glucosa y aminoácidos por la glándula mamaria, lo que posiblemente justifique el incremento en la PL.
Los resultados para la variable NUL (tabla 5) para todos los tratamientos se encuentran entre los valores de referencia para vacas lactantes (Vargas-Sobrado et al., 2016). Sin embargo, T1 tuvo el menor valor de NUL con respecto a T0 y T2. Este indicador metabólico se afectó, principalmente, por la relación proteína-energía de la dieta, así como por el desbalance en el consumo de proteína degradable en el rumen o no degradable, y de ambas (Correa-Jiménez, 2012).
Acosta et al. (2005) manifiestan que para hacer un análisis adecuado de este indicador se debe considerar el porcentaje de proteína en la leche, que se relaciona directamente con el aporte energético de la dieta y la etapa de la lactancia. Estos autores establecen que para la etapa media y tardía de la lactancia (>150 DPP), con P>3,4 % y NUL de 12 a 18 mg/dL existe adecuado balance de aminoácidos y ENL. Al respecto, Bonifaz y Gutiérrez (2013) sugieren que los valores recomendables de NUL se encuentran entre 12 y 15 mg/dL y entre 15 y 18 mg/dL. Resultados no comprendidos en estos intervalos representarían un riesgo moderado, debido a que cuando existe déficit o exceso de proteína se podría afectar la cantidad de N necesaria para la multiplicación microbiana, y los microorganismos estarían obligados a utilizar péptidos como fuente de energía.
En este estudio, las vacas alimentadas con T1 alcanzaron valores de P de 3,6 %, y 14,6 mg/dL de NUL. En los tratamientos T0 y T2, con porcentajes de proteína de 3,5 y 3,6 % en la leche, los valores de NUL fueron de 16,3 y 16,7 mg/dL, respectivamente, condición que evidencia que el T1 presentó una adecuada relación proteína-energía.
CONCLUSIONES
Los subproductos de S. officinarum con adecuados niveles de inclusión de urea pueden mejorar el aporte de nutrientes y, por ende, los parámetros productivos en vacas lactantes. Sin embargo, T1 presentó los mejores promedios en producción y calidad de la leche, y el menor contenido de nitrógeno ureico en leche en los animales evaluados.