Ciencia de los Pastos

Caracterización bromatológica del follaje de Moringa oleifera en diferentes estadios de desarrollo

Y. Méndez^{1  *} 

F.O. Suárez² 

D.M. Verdecia² 

R.S. Herrera³ 

J.A. Labrada² 

B. Murillo⁴ 

J.L. Ramírez² 

¹Facultad Ciencias Pecuarias, Universidad Técnica Estatal de Quevedo (UTEQ), Quevedo, Los Ríos, Ecuador

²Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad de Granma, Apartado Postal 21, Bayamo, C.P. 85 100, Granma, Cuba

³Instituto de Ciencia Animal, Apartado Postal 24, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba

⁴Centro de Investigaciones Biológicas del Noroeste, La Paz, Baja California Sur, México

Resumen

Mediante un diseño bloque al azar con cuatro replicas se evaluó el efecto de la edad de rebrote (60, 90, 120, 150 y 180 días) en la composición bromatológica del follaje de Moringa oleifera en ambos períodos estacionales del año. Se muestreó en parcelas de 0.5 ha, a la cual se aplicó un corte de uniformidad a un metro del suelo, sin riego, ni fertilización. Se determinaron los contenidos de MS, PB, FDN, FDA, LAD, celulosa (CEL), hemicelulosa (HCEL), contenido celular (CC), P, Ca, ceniza y MO. Se aplicó análisis de varianza según diseño experimental. La proteína bruta disminuyó con la edad para ambos períodos, mostrando diferencias significativas entre todas las edades. Los mejores valores se obtuvieron a los 60 días de rebrote (22.79 y 24.05 % en los períodos lluvioso y poco lluvioso, respectivamente); similar comportamiento presentó la DMS, EM y TND, mientras que la FDN aumentó con la edad con los mayores valores a los 180 días (34.41 y 31.97 % en los periodos lluvioso y poco lluvioso, respectivamente). Se evidenció que en la medida que se incrementa la madurez de la planta disminuye su calidad nutritiva determinado, principalmente, por el aumento de la FDN y LAD, y diminución de la PB, DMS y TDN, entre otros aspectos. Se sugiere estudiar menores edades de rebrote, así como los rendimientos de biomasa y metabolitos secundarios.

Palabras clave: bromatología; edad de rebrote moringa; digestibilidad; energía

Las predicciones demográficas muestran un crecimiento poblacional en los últimos 20 años que conlleva al agravamiento de la situación alimentaria, debido a la poca disponibilidad de nutrientes en especial de proteína y la distribución no equitativa como consecuencia de la globalización (^{Jarquín et al. 2013}). Si a lo anterior se le adiciona la escasez de energía y la contaminación del medio ambiente, no será halagadora la herencia que recibirán las generaciones futuras. Con estos antecedentes será necesario enfrentar el mundo del mañana (^{Verdecia et al. 2014a}).

En los países tropicales como Cuba, con reducidas producciones de granos y cereales, la búsqueda de estrategias de alimentación del ganado con recursos locales, regionales y subproductos agroindustriales, constituye uno de los rasgos esenciales en la piedra angular de su panorama pecuario, y en el grado de independencia y competitividad que este pueda alcanzar (^{Peraza et al. 2015}). Las limitadas cantidades y altos precios de las materias primas ricas en energía y proteínas, así como su uso eficiente y competitivo, no dejan otro camino para el futuro que acentuar los esfuerzos en la producción local de las fuentes alimenticias alternas (^{Almeida 2015}), de manera que se asegure la manifestación del potencial productivo de los animales en el trópico (^{Bustamante et al. 2016}).

Debido al déficit alimentario y la crisis económica mundial, los países latinoamericanos han tenido que incursionar en otras estrategias de alimentación para incrementar la producción animal en el trópico, mediante el suministro al ganado de otras fuentes de proteínas y minerales, que en general, se encuentran de forma limitada en los alimentos convencionales y que no compiten con la alimentación humana (^{Díaz 2014} y ^{Friedrich 2014}).

En este sentido, la biomasa de los árboles, arbustos y leguminosas tienen protagónico papel por sus considerables tenores de proteína y aceptable valor nutritivo (^{Bustamante et al. 2015}). De ahí que el objetivo de este trabajo fue evaluar efecto de la edad de rebrote en la composición bromatológica del follaje de Moringa oleifera en ambos períodos estacionales del año en el este de Cuba.

Materiales y Métodos

Área de la investigación, clima y suelo. El estudio se desarrolló en la finca La Victoria ubicada en el Consejo Popular Barranca del Municipio Bayamo, Cuba, durante el período comprendido entre 2013 y 2014. Se consideraron dos períodos estacionales, el lluvioso (mayo-octubre) y poco lluvioso (noviembre-abril).

Durante el período lluvioso las precipitaciones fueron de 731,4 mm; la temperatura media, mínima y máxima registró valores de 26.73, 22.31 y 33.92 ºC, respectivamente y la humedad relativa fue de 80.78, 51.02 y 96.22 %, para la media, mínima y máxima, respectivamente. En el poco lluvioso las precipitaciones alcanzaron valores de 270 mm; la temperatura fue de 24.05, 18.29 y 31.58 ºC para la media, mínima y máxima, respectivamente y la humedad relativa mínima, media y máxima con promedios de 76.21, 44.16 y 97.03 %, respectivamente.

El suelo presente en el área fue ferralítico rojo (^{Hernández et al. 1999}), con pH de 5.2. El contenido de P2O5, K2O y N total fue de 2.2, 31.39 y 3 (mg/100g de suelo), respectivamente con 2.8 % de materia orgánica (^{Dirección Provincial de Suelos y Fertilizantes de Granma 2007}).

Tratamiento y diseño experimental. Se empleó un diseño en bloques al azar con cuatro réplicas y los tratamientos fueron las edades de rebrote de 60, 90, 120, 150 y 180 días.

Procedimientos. Después de la etapa de establecimiento, las áreas tenían 98 % de población de Moringa. Al inicio de cada período estacional se realizó un corte de homogeneidad a 1 m sobre el nivel del suelo. A partir de ahí los muestreos se realizaron de acuerdo con los tratamientos en 10 plantas al azar en cada parcela de 5000 m2 eliminando el efecto de borde. Las muestras se separaron de forma manual en hojas peciolos y tallos con diámetro inferior a 2 cm.

Determinación de la composición química. Se determinaron: MS, PB, ceniza, MO, P, Ca, y Mg de acuerdo con la ^{AOAC (2000)}; la FDN, FDA, LAD, celulosa (Cel), hemicelulosa (Hcel) y contenido celular (CC) según ^{Goering y Van Soest (1970}); la digestibilidad de la materia seca se cuantificó mediante ^{Aumont et al. (1995}); la energía metabolizable se estableció según ^{Cáceres y González (2000}) y el total de nutrientes digestible de acuerdo con lo descrito por ^{Martín (1998}). Todos los análisis se realizaron por duplicado y por réplica.

Análisis estadístico y cálculos. Se realizó análisis de varianza de acuerdo con el diseño experimental y de regresión lineal entre algunos indicadores y la edad de rebrote (^{Balzarini et al. 2010}) y los valores medios se compararon mediante la prueba de rangos múltiples de ^{Duncan (1955}). Para la distribución normal de los datos se utilizó la prueba de Kolmogorov-Smirnov (^{Massey 1951}) y para las varianzas la prueba de ^{Bartlett (1937}).

Resultados

En relación con la composición química durante el período lluvioso (tabla 1) la materia seca, FDN, FDA, LAD, CEL, HCEL, CC, calcio, magnesio y ceniza se incrementaron con la edad, con valores de 8.26, 18.62,17.81, 12.98, 17.10, 11.82, 0.87, 0,10 y 12.61 unidades porcentuales, respectivamente; mientras que la PB, CC y MO disminuyeron en 8.99, 18.62 y 3.85 unidades porcentuales, respectivamente. Hubo diferencias significativas (P<0,05) entre las edades en estudio para cada uno de los indicadores, excepto para el fósforo.

Table 1 Chemical composition Moringa oleifera foliage during rainy period. 

abcde Different letters in the same line differ for P<0.05 (^{Duncan 1955})

En el período poco lluvioso (tabla 2) se mantuvo similar comportamiento al registrado en el período lluvioso con incremento de la materia seca, FDN, FDA, LAD, CEL, HCEL y ceniza de 8.06, 18.96, 19.3, 12.62, 17.38,11,02 y 10.34 unidades porcentuales, respectivamente y decrecieron en 8.92,18.96 y 12.47 unidades porcentuales la PB, CC y la MO, respectivamente. Los minerales (Ca, P y Mg) mantuvieron variable comportamiento, aunque se apreció tendencia a incrementarse con la edad.

En ambos períodos estacionales la digestibilidad de la materia seca disminuyó (P<0,05) con el incremento de la edad, siendo este de 6.62 y 6.61 unidades porcentuales en el período lluvioso y poco lluvioso, respectivamente (figura 1).

El total de nutrientes digestibles y la energía metabolizable del follaje de Moringa oleifera disminuyeron (P<0,001) con la edad de rebrote en ambos períodos estacionales decreciendo en 6.47 y 6.48 g/kg MS y en 1.25 y 1.26 MJ/kg MS de energía metabolizable para los períodos poco lluvioso y lluvioso, respectivamente (figuras 2 y 3).

En la tabla 3 se presentan las ecuaciones de regresión lineal entre la digestibilidad de la materia seca, total de nutrientes digeribles y la energía metabolizable y la edad de rebrote en ambos períodos estacionales. En todos los casos la pendiente fue negativa y el coeficiente de determinación fue elevado con alta precisión (P<0.001).

Table 2 Chemical composition Moringa oleifera foliage during dry period 

abcde Different letters in the same line differ for p<0.05 (^{Duncan 1955})

Figure 1 Dry matter digestibility of Moringa oleifera foliage in both seasons 

Figure 2 Total digestible nutrients of Moringa oleifera nutrients in both seasons 

Figure 3 Metabolizable energy of Moringa oleifera foliage in both seasons 

Tabla 3 Equations of linear regression among dry matter digestibility, total digestible nutrients and metabolizable energy, and regrowth age del moringa forage 

Discusión

El deterioro de la ganadería requiere de profundas transformaciones en su explotación, basadas en principios agroecológicos, donde los sistemas de producción se consideren como un ecosistema y no como una simple gestión técnico-económica, de tal forma que sus integrantes (plantas, animales, suelo, clima, hombre y tecnologías) estén entrelazados sincrónicamente y permitan su utilización efectiva, eficiente y productiva con resultados económicos, sociales y ambientales positivos. Esta nueva visión requiere del conocimiento de las leyes que rigen el funcionamiento de cada uno de los elementos y procesos que forman el sistema, con el propósito de maximizar el flujo de energía y el reciclaje de materiales (^{Verdecia et al. 2014b} y ^{Velázquez-Zavala et al. 2016}).

Basado en este principio es que se estudió la Moringa oleifera, especie que pudiera ser de utilidad para los sistemas de alimentación de la provincia Granma, sobre todo porque no se dispone de suficiente información sobre su comportamiento en las condiciones específicas de esta región. Sus hojas son ávidamente consumidas por todo tipo de animales: rumiantes, camellos, cerdos, aves; incluso carpas, tilapias y otros peces herbívoros, por lo que se considera uno de los forrajes más completos, rico en proteína, vitaminas y minerales, y con excelente palatabilidad (^{Gutiérrez et al. 2015}).

La materia seca aumentó con la edad de rebrote debido, entre otros aspectos, por el grado de madurez de la planta y con ello el incremento de sus componentes estructurales. Los estudios realizados mostraron valores de materia seca de 19.1 %, similares a los encontrados en esta investigación a la edad de 60 días por ^{Rodríguez et al. (2014}), aunque las condiciones ambientales fueron diferentes lo que demuestra buena adaptación de esta especie a las diferentes condiciones climáticas (^{Verdecia et al. 2014b}). Los estudios de ^{Ríos (1999}) mostraron valores de materia seca similares a los encontrados en esta investigación a la edad de 180 días, aunque las condiciones climáticas (con temperaturas de 26 ºC, precipitaciones de 1400 mm) fueron diferentes.

La proteína disminuyó con la edad de rebrote lo que puede estar relacionado con la reducción de la síntesis de compuestos proteicos, a la disminución de la cantidad de hojas, al aumento de la fracción tallo y al incremento de la síntesis de carbohidratos estructurales (celulosa y hemicelulosa), aunque es importante destacar que los valores en ambos períodos superaron 14 %. Los altos contenidos de PB, la fragilidad de la pared celular de esta especie, especialmente a edades tempranas, proporcionan mayor digestibilidad de la materia seca y del nitrógeno (^{Pedraza et al. 2013}).

La concentración de PB en el presente estudio se encuentra en el rango de valores informados por ^{Norton et al. (2000}), ^{García et al. (2009}), ^{Pinto-Ruíz et al. (2010}), ^{Rodríguez et al. (2014}), ^{Aye y Adegun (2013}) y ^{Caro et al. (2013}) en Moringa oleifera, Leucaena leucocephala, Trichantera gigantea, Tithonia diversifolia y Gliricidia sepium.

Estos resultados coinciden con los valores observados en otros estudios en arbustivas (^{Aye y Adegun 2013}), No obstante, es importante tener en cuenta que existe amplia variación en los valores de PB informados por la literatura, probablemente por el efecto que tienen en los resultados las partes de las plantas recolectadas, su estado fenológico, período del año en que se recolectó, frecuencia de cortes, manejo, clima y suelo donde se desarrollaron las plantas (^{Edwards et al. 2012}).

Por otro lado, sería de importancia no solo conocer el contenido de PB ya que se obtiene del producto de la determinación del nitrógeno total por el factor 6,25; sino es preciso conocer el fraccionamiento de ese nitrógeno mediante la determinación de otras formas nitrogenadas como NO2 y NO3, entre otras, por el papel que ellas pueden desempeñar en la nutrición de animales rumiantes y monogástricos.

El incremento de la pared celular con la edad pudiera estar relacionado con los cambios fisiológicos y anatómicos que ocurren al envejecer la planta, lo que provoca la disminución de la proporción del contenido citoplasmático; se reduce el lumen celular con sus componentes solubles y se incrementan los compuestos fibrosos (^{Herrera y Ramos 2015}). Esto se acentúa mucho más al incrementarse el rendimiento, debido al balance hídrico de la planta y cantidad de nitrógeno disponible en el suelo, entre otros factores.

Los valores de los componentes de la fracción fibrosa están relacionados con las particularidades de cada especie y la formación de la estructura secundaria de la pared celular de las leguminosas, ambos aspectos están regidos por el control genético y ambiental (^{García et al. 2013}).

Esta especie se caracterizó por presentar variabilidad en el contenido de los minerales. Estos resultados concuerdan con los reportados por ^{Pérez et al. (2013}) en Gliricidia sepium, Tithonia diversifolia, Leucaena leucocephala y Epiphyllum hookeri con valores de Ca y P en los rangos de 1.45-2.8% y 0.11 - 0.19 %, respectivamente pero los tenores de P encontrados en la presente investigación son superiores a los de estos autores, ya que las condiciones experimentales fueron diferentes, aspectos que influyen en la asimilación y distribución de los nutrientes en las diferentes partes de las plantas.

Este comportamiento se debe a los requerimientos específicos de cada especie para el funcionamiento de su metabolismo, aspecto que se encuentra estrechamente relacionado con las condiciones de cultivo y la capacidad que tienen las plantas para adsorber selectivamente determinados cationes presentes en el suelo, así como de su disponibilidad (^{Verdecia 2015} y ^{Herrera et al. 2017}).

Los tenores de Mg reportados en la presente investigación son inferiores a los encontrados por ^{Juárez et al. (2013}) en M. alba (0.47 %) y coinciden con lo informado en evaluaciones de forrajes tropicales, árboles, arbustos y leguminosas volubles, que sirven para la alimentación de los rumiantes (^{Llanes et al. 2016}). Las razones de estas diferencias fueron explicadas con anterioridad.

Las concentraciones de ceniza son superiores a las reportadas por ^{Guzmán et al. (2015}) en varias especies de los géneros Abizia, Cassia, Pithecellobium y Moringa, quienes encontraron valores de 5 a 9%. Por otro lado, la ceniza se puede considerar como un indicador de importancia al facilitar una idea sobre la capacidad de absorción de minerales del suelo, así como su contenido en la planta.

Aunque el contenido de MO en esta investigación fue de 84 %, se considera alto y coincide con lo señalado por ^{Bugarín et al. (2009}) en L. glauca y C. ternatea, mientras que ^{Rodríguez et al. (2014}) obtuvo resultados superiores en Moringa oleifera con 90 %.

Por su parte, ^{Ramírez et al. (2002}) plantearon que en dependencia del tipo de tejido, en la medida que la célula de la planta madura, la pared celular se ensancha y, comúnmente, produce una pared secundaria de composición distinta, con notable deposición de constituyentes aromáticos, por lo que ocurren cambios químicos y anatómicos. Lo anterior pudiera corresponderse con los resultados aquí obtenidos relacionado con las fracciones fibrosas y sus componentes.

Los resultados de la digestibilidad de la MS obtenidos en la presente investigación son superiores a los alcanzados por ^{Soto et al. (2009}) en T. diversifolia a los 70 y 140 días de rebrote con 57 y 48 %, respectivamente. La diferencia se pudiera atribuir a la mejor relación hoja-tallo y la menor concentración de lignina en los tallos. Sin embargo, al tener en cuenta que la digestibilidad de los forrajes está influida por un grupo de factores como las características del alimento y de los animales, entre otros, es importante dilucidar las particularidades de cada especie para utilizar racionalmente la biomasa que aportan.

Los pastos tropicales en los primeros estadios de crecimiento presentan la pared celular delgada, con poca fibra, que permite la fácil ruptura de las estructuras fibrosas y tiempos cortos de digestión. Cuando se incrementa la edad de rebrote de las plantas las estructuras vasculares de las hojas se hacen más gruesas, al igual que el tejido vascular y el esclerénquima; tanto de las hojas como los tallos se van lignificando y se hacen físicamente más fuertes y difíciles de reducir en tamaño, cuestión que podría ser diferente en las especies arbustivas (^{Medina et al. 2009}).

Similar explicación pudiera ser válida para el total de nutrientes digeribles y la energía metabolizable. No obstante, se conocen dos grupos constituyentes en las plantas, el contenido celular y la pared celular. El primero está conformado por los azúcares, ácidos orgánicos, sustancia nitrogenadas y lípidos, cuya digestibilidad en los rumiantes es total (glúcidos) o casi total (proteínas y lípidos). El segundo grupo está integrado por polisacáridos, celulosa, hemicelulosa y sustancias pécticas que poseen variable digestibilidad (40-90 %) y por la lignina que se considera totalmente indigestible. Por lo tanto, el valor final de la digestibilidad, el total de nutrientes digeribles y la energía dependerá del balance de estos dos grupo (^{Herrera 2008} y ^{Del Pozo et al. 2011}). A lo anterior se le debe sumar la influencia del manejo de la planta, el clima y el tipo de suelo donde se desarrolla.

Las ecuaciones de regresión lineal entre la digestibilidad, energía y total de nutrientes digestibles señalaron el marcado efecto de la edad de rebrote en esta planta al presentar altos coeficientes de determinación con elevada precisión. Además, fue significativo el hecho de la poca variabilidad de los coeficientes de las expresiones en ambos períodos estacionales, así como la similitud entre las pendientes. Esto pudiera indicar la respuesta favorable de esta planta a las bajas precipitaciones durante el período poco lluvioso y a priori ser considerada una planta con cierta tolerancia a la sequía.

Conclusiones

En la Moringa oleifera, manejada sin riego ni fertilización y con bajos valores de precipitación, en especial en el período poco lluvioso, se evidenció que en la medida que se incrementa la edad de rebrote de la planta disminuye su calidad nutritiva determinado, principalmente, por el aumento de la FDN, FDA y LAD, y diminución de la PB, DMS, energía y TDN, entre otros aspectos. Se sugiere estudiar menores edades de rebrote, así como los rendimientos de biomasa, metabolitos secundarios y su posible tolerancia a la sequía.

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Recibido: 28 de Mayo de 2018; Aprobado: 11 de Julio de 2018

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