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Cuban Journal of Agricultural Science

Print version ISSN 0864-0408On-line version ISSN 2079-3480

Cuban J. Agric. Sci. vol.51 no.1 Mayabeque Jan.-Mar. 2017

 

ARTÍCULO ORIGINAL

 

Utilización de lactosuero y melaza como aditivo en la elaboración de ensilaje de Cuba OM-22 (Cenchrus purpureus x Cenchrus glaucum)

 

Use of whey and molasses as additive for producing silage of Cuba OM-22 (Cenchrus purpureus x Cenchrus glaucum)

 

 

G.A. Castaño and Lina M. Villa

Corporación Universitaria “Santa Rosa de Cabal-Unisarc”, Facultad de Ciencias Pecuarias, Laboratorio de Nutrición Animal, km 4, vía Chinchiná, Santa Rosa de Cabal, Colombia.

 

 


RESUMEN

Para determinar el efecto del lactosuero o melaza, como aditivos en la elaboración de ensilajes de Cuba OM-22, en pH, temperatura del silo durante la fermentación y composición química del material ensilado, se elaboraron 128 mini-ensilajes. El experimento duró 32 d. Los tratamientos tuvieron una estructura factorial aditivo x día. El factor aditivo consistió en cuatro aditivos diferentes: un control (C) sin aditivo y otros tres, donde se empleó melaza, lactosuero o  mezcla de lactosuero + melaza. Se emplearon 50 mL de aditivo/kg del material fresco a ensilar. El factor día correspondió a la cantidad de días transcurridos entre la apertura del ensilaje (día 0) y la toma de las muestras. Se presentó efecto del aditivo en la concentración de MO (P = 0.0015), PB (P = 0.0114), FND (P < 0.0001), CNF (P < 0.001) y EE (P = 0.0125). Durante el proceso de fermentación, disminuyó la concentración de PB (P = 0.0058) y FND (P = 0.0115), pero aumentó la de CNF (P < 0.0001). Se observó  interacción entre el aditivo y el día en el pH (P = 0.0051) y la temperatura del silo (P < 0.0001). La utilización de los aditivos tiene efecto benéfico en la conservación del forraje que se evidencia con la variación en el pH, la disminución de la FND y el aumento en los CNF. La variación del pH, al utilizar la mezcla de melaza y lactosuero indicó  mejor proceso de fermentación ante el uso de estos aditivos por separado.

Palabras clave: aditivos, conservación de forrajes, fermentación


ABSTRACT

In order to determine the effect of whey or molasses as additives in the preparation of silages of Cuba OM-22, in the pH, silo temperature during the fermentation and chemical composition of the ensiled material, 128 mini-silages were produced. The experiment lasted 32 d. The treatments had a factorial structure of additive x day. The additive factor consisted of four different additives: a control (C) without additive and other three, where molasses, whey or whey + molasses mixture were used. An amount of 50 mL of additive/kg of fresh material for silage was used. The factor day corresponded to the number of days elapsed between the opening of silage (day 0) and sample-taking. Effect of the additive on the concentration of OM (P=0.0015), CP (P=0.0114), NDF (P <0.0001), NFC (P <0.001) and SE (P=0.0125) was shown. During the fermentation process, CP concentration (P=0.0058) and NDF (P=0.0115) decreased, but that of NFC increased (P <0.0001). There was interaction between additive and day in the pH (P=0.0051) and the temperature of the silo (P <0.0001). The use of the additives has a beneficial effect on forage conservation, which is evidenced with the variation of pH, decrease of NDF and increase of NFC. Variation of pH, when using the mixture of molasses and whey, indicated better fermentation process before the use of these additives separately.

Key words: additives, forage preservation, fermentation


 

 

INTRODUCCIÓN

Los pastos y forrajes constituyen la base para la alimentación de rumiantes de la zona inter tropical (Ramos-Trejo et al. 2013), en la que es difícil mantener una producción constante de forrajes por las variaciones climáticas (González y Rodríguez 2003). Se crea así la necesidad de mantener reservas de recursos forrajeros para que estos se utilicen durante los tiempos de escasez (González y Rodríguez 2003). El ensilaje es el método principal para preservar forrajes en países con clima cálido y húmedo (Bernardes y do Rêgo 2014), pues depende menos del clima seco que el heno (Mogodiniyai et al. 2013). En la elaboración de los ensilajes, se utilizan aditivos como la melaza y el lactosuero (Cajarville et al. 2012) para prevenir o reducir el crecimiento de microorganismos indeseables en el silo (Queiroz et al. 2013).

El género Pennisetum se encuentra en todo el mundo tropical y subtropical, representado por un número elevado de especies y variedades (Miranda-Leyva et al. 2012). La especie Cenchrus purpureus Schumach tiene elevado potencial de producción y puede intercambiar alelos con el Cenchrus glaucum (Martínez et al. 2010). Una hibridación inter-específica del C. purpureus con C. glaucum es un método utilizado en el mejoramiento del C. purpureus (Vieira da Cunha et al. 2007) que forma híbridos con mayor productividad, vigor y resistencia al estrés hídrico (Martínez et al. 2010). El Cuba CT-169 es un clon del P. purpureum, obtenido mediante el cultivo de tejidos (Rodríguez et al. 2011). El cruce de este clon con el C. glaucum da origen al Cuba OM-22 (C. purpureus x C. glaucum) (Martínez et al. 2010), reconocido por su abundante producción de follaje para corte (Miranda-Leyva et al. 2012 y Ramos-Trejo et al. 2013).

En la literatura consultada no se encontraron trabajos en los que se valorara el efecto de la adición de aditivos en la elaboración de ensilaje de Cuba OM-22. El objetivo de este trabajo fue evaluar el efecto de la utilización del lactosuero y melaza, como aditivos en la elaboración de ensilaje de Cuba OM-22, en lo que respecta al pH, temperatura del silo durante el proceso de fermentación, y composición química.

 

MATERIALES Y MÉTODOS

El forraje se recolectó en una explotación de ganado lechero, localizada en el municipio de Calarcá (Quindío, Colombia), ubicada a 4º 30´ 2´´ LN, 75º 39´ 27´´ LW y 1530 msnm. La evaluación del proceso de fermentación se realizó en la granja pecuaria experimental “El Jazmín” de Unisarc, localizada en Santa Rosa de Cabal (Risaralda, Colombia) a 4º 52´ 07´´ LN, 75º 37´ 22´´ LO y 1701 msnm, con temperatura media de 18.6 ºC.

Duración y tratamientos. El experimento duró 32 d. Los tratamientos presentaron estructura factorial aditivo x día. El factor aditivo consistió en cuatro tipos de ensilajes de Cuba OM-22, diferenciados según el aditivo utilizado en su elaboración: un control (C) sin aditivo y otros tres, a los que se les adicionó mezcla de agua con melaza (relación 1:1; volumen:peso), lactosuero solo o mezclado con melaza (relación 1:1; volumen:peso) para los aditivos M, L y ML, respectivamente. Se utilizaron 50 mL de aditivo/kg del material fresco a ensilar. El factor día correspondió a la cantidad de días transcurridos entre la apertura del ensilaje (día 0) y la toma de las muestras. Para determinar la composición química, se destinaron los días 0 y 32, mientras que para el pH y la temperatura los días 0, 1, 2, 4, 6, 8 y 16. Se utilizaron  cuatro réplicas por tratamiento.

Forraje y elaboración de los mini-silos. Se utilizó Cuba OM-22, de 90 d de edad, una producción de 8 kg de forraje verde/m2, sin riego y fertilizado con 100 kg de urea/ha. La tabla 1 muestra la composición química del forraje empleado. Se fabricaron 128 mini-ensilajes, de 1566 ± 134 g (promedio ±DE; 32 por cada tipo de aditivo). Para la fabricación del ensilaje, se cortó el forraje a las 7:00 a.m. y para permitir la deshidratación parcial se dejó al sol hasta las 2:00 p.m., momento en que se picó (2 pulgadas) con una picapasto (MixerLejen® 760). Se depositó 20 % del material a ensilar en un recipiente plástico, con capacidad de 3 L. Se realizó compactación manual para eliminar el aire y se adicionó el aditivo con atomizador (aproximadamente 15 mL). Este proceso se repitió cuatro veces hasta completar el ensilaje, permitir el cierre de la tapa y evitar cámaras de aire en el silo. Los ensilajes se transportaron al centro experimental de Unisarc y se almacenaron en el laboratorio para la evaluación del proceso de fermentación.

Procedimiento. Se destaparon cuatro silos por tratamiento el día de su elaboración (día 0) y posteriormente los días 1, 2, 4, 6, 8, 16 y 32. Luego de su apertura, se colectaron muestras del material ensilado que se utilizaron para determinar la composición química (días 0 y 32), el pH y la temperatura del silo (días 0, 1, 2, 4, 6, 8 y 16). Para recolectar las muestras, se retiró la capa superior (aproximadamente 15 cm) y se colectó material del núcleo del silo. Se tomaron 500 g de ensilaje los días 0 y 32, y luego se empacaron en bolsa plástica (evitando cámaras de aire en la bolsa), se conservaron a -20 °C, se deshidrataron en horno de aire forzado (60°C/48 h) y se molieron en un molino (Udy®) con criba de 1 mm. Posteriormente se almacenaron para su análisis en el laboratorio. Se colectaron 4 g de forraje los días 0, 1, 2, 4, 6, 8 y 16, se homogenizaron en una licuadora (3 min) con 90 mL de H2O d, se filtraron mediante dos capas de gasa y se determinó inmediatamente el pH (adaptado de Shi et al. 2012) y la temperatura con un potenciómetro (Consort®).

Análisis químico. Se determinó MS y cenizas por los métodos AOAC-930.15 y AOAC-9942.05, respectivamente (Latimer 2016), PB por el método Kjeldahl (Thiex et al. 2002), FDN (Van Soest et al. 1991), carbohidratos no fibrosos (CNF), según  NRC (2001), y extracto etéreo (EE) por el método AOAC-930.39 (Latimer 2016). La MO se estimó con la diferencia entre la MS y las cenizas.

Análisis estadístico. Los datos se analizaron como un diseño experimental, completamente al azar, con estructura factorial 4 x 2 (aditivo x día) para la composición química del material ensilado, y una estructura factorial 4 x 7 (aditivo x día) para el pH y la temperatura del ensilaje. Se utilizaron cuatro réplicas por tratamiento. Cuando los modelos resultaron estadísticamente significativos, se procedió al análisis de la comparación de medias por la prueba Tukey (Tukey 1958). Para el análisis de los resultados, se utilizó el programa Statistix versión 8.0 (Copyright© 1985-2003 Analytical Software).

 

RESULTADOS

El aditivo tuvo efecto en la concentración de MO, PB, FDN, CNF y EE. La MO fue menor para el tratamiento ML en comparación con el control y L, pero no con respecto a M; mientras que la MO fue mayor para L con relación a M y ML, pero no ante el control. La PB fue mayor para el control en comparación con L y ML, pero no para M. La FDN en el tratamiento L fue mayor a la encontrada en ML, pero menor al control; mientras que la FDN de M fue inferior al control, pero no fue diferente a L y ML. Los CNF fueron menores en el tratamiento control en comparación con los otros. El EE fue mayor para L en comparación con los tratamientos control y M, pero no en relación con ML. Se encontró efecto del día en la concentración de PB, FDN y CNF. La PB y la FDN disminuyeron al día 32, pero los CNF aumentaron (tabla 2).

Se presentó interacción entre el aditivo y el día en el pH y la temperatura del silo. Independiente del aditivo empleado, el pH del silo durante el día 1 fue menor al del día 0, pero superior al día 2. No se observó variación en el pH del silo entre los días 2 y 16, excepto para el tratamiento M, donde el pH del día 16 fue menor al del día 2, pero no frente a los días 4, 6 y 8. La temperatura del silo varió durante el proceso de fermentación para cada uno de los tratamientos y en cada día no se presentaron diferencias en la temperatura del silo al comparar los tratamientos, excepto para el día 8, en el que la temperatura del silo fue mayor para el tratamiento ML en comparación con C y L, pero no frente a M (tabla 3).

 

DISCUSIÓN

Es difícil producir un ensilaje de gramíneas tropicales, debido a su estructura, bajo contenido de azúcares y elevada concentración de fibra (Li et al. 2014). En la elaboración de los ensilajes se utilizan aditivos como la melaza y el lactosuero (Repetto et al. 2011 y Cajarville et al. 2012)para prevenir o reducir el crecimiento de microorganismos indeseables (Queiroz et al. 2013). En este experimento se pretendía documentar el efecto de la melaza y el lactosuero,  como aditivos en la elaboración de ensilaje de Cuba OM-22, en la composición química y el pH del material ensilado durante el proceso de fermentación. Se esperaba que la adición de melaza, lactosuero o la mezcla de ambos mejorara el proceso de fermentación y disminuyera la pérdida de nutrientes durante la elaboración del ensilaje.

La adición del aditivo tuvo efecto en la composición química del ensilaje. Los ensilajes del tratamiento ML presentaron menor concentración de MO. Estas diferencias podrían estar asociadas a mayor aporte de minerales por parte de la melaza y el lactosuero de manera aditiva. La PB fue mayor para el control en comparación con L y ML. Aunque no se presentaron diferencias significativas al comparar con el tratamiento M mediante la prueba Tukey, las diferencias fueron significativas al utilizar la prueba LSD (P < 0.05). La disminución de PB se podría explicar por la baja concentración de esta fracción en los aditivos utilizados, que en base húmeda contienen 32.9 y 7.4 g de PB/kg para la melaza (Yokota et al. 1998), y el lactosuero (Formigoni et al. 2006), respectivamente.

Los aditivos disminuyeron la concentración de FDN, similar a lo informado en la literatura, cuando se adiciona melaza (Aganga et al. 2005, Arbabi y Ghoorchi 2008, Balakhial et al. 2008, Bureenok et al. 2012 y Li et al. 2014), y lactosuero (Britos et al. 2007, Repetto et al. 2011 y Cajarville et al. 2012), como aditivos en la elaboración de ensilajes. La disminución en la FDN podría estar asociada a un efecto de dilución, debido a que la melaza y el lactosuero no contienen FDN. Como era de esperar, el uso de los aditivos incrementó la concentración de CNF, debido a que la melaza y el lactosuero contienen azúcares (Cajarville et al. 2012).La mayor concentración de EE en los ensilajes del tratamiento L, en comparación con los tratamientos control y M, y la ausencia de diferencias al comparar este tratamiento con el ML, se podrían explicar por la grasa residual del lactosuero (Formigoni et al. 2006).

En este trabajo, la PB y la FDN disminuyeron al día 32, pero los CNF aumentaron. Durante el proceso de fermentación tiene lugar una extensa actividad proteolítica y fibrolítica de las enzimas microbianas y de la planta, que conducen a una pérdida de proteína y fibra, lo que  explicaría la disminución en estas dos fracciones (Ajmal et al. 2006). Las sustancias nitrogenadas de las pasturas están afectadas por el proceso de ensilaje (Britos et al. 2007). La pérdida de proteína podría estar asociada con la proteólisis y su utilización como fuente de energía durante la fermentación (Castaño 2012).

A diferencia de lo encontrado en este trabajo, algunos autores informan reducción de CNF durante la fermentación (van Man y Wiktorsson 2002, Cajarville et al. 2012 y  Castaño 2012), pues los carbohidratos solubles en agua son el principal sustrato para el crecimiento microbiano (van Man y Wiktorsson 2002). La reducción de FDN también ha sido informada en otros trabajos (van Man y Wiktorsson 2002, Bureenok et al. 2012 y Castaño 2012). El incremento en los CNF y la disminución en la FDN durante el proceso de ensilaje coinciden con lo encontrado por González y Rodríguez (2003). Los forrajes ensilados presentan cambios en la pared celular (Cajarville et al. 2012) y mayor degradación de la FDN, lo que podría explicar el incremento de los CNF. Las modificaciones en la pared celular permiten su colonización por parte de los microorganismos con hidrolasas no específicas. Además hacen posible sacar los monómeros para la fermentación (Hill et al. 2001) y permiten que los carbohidratos estructurales sean fuente de energía para los microorganismos (Jaurena y Pichard 2001), de manera que parte de los carbohidratos solubles en agua pueden ser producidos por la hidrólisis de la hemicelulosa (Arbabi y Ghoorchi 2008). Al utilizar enzimas fibrolíticas o inoculantes con bacterias ácido lácticas como aditivos en el ensilaje de sorgo, disminuye la FDN y aumentan los CNF (Thomas et al. 2013), ya que las enzimas fibrolíticas rompen los enlaces entre la hemicelulosa y lignina, lo que permite la extracción de azúcares de la hemicelulosa (Thomas et al. 2013). Es posible que la flora epífita del forraje provocara degradación de la FDN y su consecuente incremento en CNF. Bureenok et al. (2012) encontraron que la flora epífita del C. purpureus fue suficiente para producir una adecuada fermentación del ensilaje.

El extracto etéreo no se afectó por el proceso de ensilaje. Durante la fermentación se presenta lipólisis, que produce ácidos grasos no esterificados, y se afecta el perfil lipídico del forraje (Khan et al. 2012 y Rezende et al. 2014). Sin embargo, en las condiciones anaeróbicas del silo, los ácidos grasos no se pueden utilizar como fuente de energía para los microrganismos, lo que explicaría la ausencia de efecto del proceso de ensilaje en la concentración de EE.

En este estudio no hubo efecto de la utilización de aditivos en el pH del silo, mientras que informes de otros autores se declaran diferencias significativas entre los tratamientos control (sin aditivo) y el uso de melaza (Yokota et al. 1992, Arbabi y Ghoorchi 2008, Bilal 2009, Bureenok et al. 2012 y Li et al. 2014), o lactosuero  (Britos et al. 2007, Repetto et al. 2011 y Rezende et al. 2014). Se esperaba menor pH, al adicionar melaza y lactosuero, debido a que el bajo pH se obtiene mediante la fermentación de los azúcares (Bilal 2009), y estos dos subproductos aportan energía fácilmente disponible para la fermentación ácido-láctica (Balakhial et al. 2008). La ausencia de efecto de la adición de los aditivos en el pH se podría explicar por un proceso de fermentación adecuado en el tratamiento control, debido al contenido de MS del forraje (Mogodiniyai et al. 2013), compactación, capacidad buffer y   bacterias ácido lácticas epífitas (Santos et al. 2014). Estos resultados sugieren que, a pesar de la baja concentración de CNF y la elevada concentración de FDN, el Cuba OM-22 tiene baja capacidad buffer y bacterias ácido lácticas epífitas, que facilitan su conservación durante del proceso de ensilaje.

El pH de los silos fue similar a lo indicado por otros autores, quienes utilizaron melaza como aditivo en la elaboración de ensilaje de C. purpureus (Yokota et al. 1998, Bilal 2009 y Castaño 2012), y lactosuero en ensilaje de alfalfa (Medicago sativa) (Repetto et al. 2011). También fue similar al informado en trabajos de Cajarville et al. (2012) con forrajes de clima templado, pero inferior a lo encontrado por otros autores, quienes utilizaron melaza como aditivo en la elaboración de ensilaje del híbrido C. purpureus x Cenchrus glaucum (Li et al. 2014) y lactosuero en ensilaje de alfalfa (Medicago sativa) (Repetto et al. 2011). El pH fue inferior a 4.2, lo que coincide con informes de Castaño (2012) y Queiroz et al. (2013). Este valor de pH indica además, que el proceso de fermentación fue adecuado,  y corresponde a ensilajes estables en condiciones anaeróbicas (Castaño 2012). El umbral en el pH fue a los dos días, muy próximo a lo informado en ensilaje de maíz  por Queiroz et al. (2013).

Algunos autores informan pH superiores a 4.5, cuando ensilaron forrajes tropicales sin aditivo (Zhang y Kumai 2000, González y Rodríguez 2003 y Bureenok et al. 2006). Estas condciones no son las de este trabajo, en el que se reafirma que el Cuba OM-22 puede ser ensilado fácilmente, a diferencia de otras gramíneas tropicales (Li et al. 2014).

Un menor pH en los ensilajes del tratamiento ML durante el día 8 con respecto al control indica que este tratamiento puede ser adecuado para permitir mayor disminución en el pH y por ende, mejor fermentación. Una mayor temperatura para el tratamiento ML durante el proceso de fermentación, indica mayor actividad microbiana durante ese día.

Se concluye que el Cuba OM-22 puede ser conservado fácilmente durante el proceso de ensilaje, lo que se evidencia en el pH del ensilaje producido sin aditivo. La adición de melaza, lactosuero o ambos mezclados, como aditivos en la elaboración de ensilaje de Cuba OM-22, tiene efecto en la conservación del forraje, lo que se evidencia en la variación del pH, disminución de la FDN y aumento en los CNF. La variación del pH, al utilizar la mezcla de melaza y lactosuero, indica mejor proceso de fermentación ante el uso de estos aditivos de manera separada.

 

AGRADECIMIENTOS

Se agradece al Centro Experimental Pecuario de Unisarc por permitir utilizar las instalaciones y suministrar el forraje. Se expresa gratitud a los estudiantes del programa de Zootecnia de Unisarc: Carol V. Vargas, Neddy Morales, Diana L. Múnera, Marcela Velásquez, Gerardo Cortés y David F. Sabino. Se reconoce el apoyo brindado por Liliana Molina, Cristian C. Patiño y Jessica C. Cazallas en el trabajo de campo y la colaboracón de A Francisca Montes y Omar D. Henao M, quienes suministraron el material vegetal utilizado en el experimento.

 

REFERENCIAS

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Recibido: 13/4/2015

Aceptado: 28/2/2017

 

 

G.A. Castaño. Corporación Universitaria “Santa Rosa de Cabal-Unisarc”, Facultad de Ciencias Pecuarias, Laboratorio de Nutrición Animal, km 4, vía Chinchiná, Santa Rosa de Cabal, Colombia. Email: gaston.castano@unisarc.edu.co

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