Ciencia Animal

Efectos de incluir tubérculos de boniato (Ipomoea batatas) y Vitafert como aditivos en el valor nutritivo de ensilajes de Cenchrus purpureus vc. CUBA CT-169 y Moringa oleifera

R. Rodríguez^{1  *}  , F. Herrera¹  , S. Gómez¹  , N. González¹  , J. Alonso Galeana²  , A. Elías¹  , O. Moreira¹  , L. Sarduy¹  , Y. Medina¹ 

¹Instituto de Ciencia Animal, Carretera Central km 47 ½, San José de las Lajas, Apartado Postal 24

²Unidad Académica de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad Autónoma de Guerrero, Cd. Altamirano, Guerrero, México

RESUMEN

Se evaluó el efecto de la inclusión de Vitafert (0 y 1 %) y tubérculos de boniato (0, 5, 10 y 15 %), en el valor nutritivo de ensilajes mixtos de C. purpureus vc. CUBA CT-169 y M. oleifera. No se apreció diferencias en el contenido de materia seca, proteína bruta, y fibra detergente neutro de los ensilajes evaluados (P>0.05). La materia orgánica fue mayor al 85% y solo difirió entre control y tratamiento con 10% de boniato (P<0.05). Ambos aditivos incrementaron la producción de ácido acético respecto al control (P<0.0001). Solo el ensilaje con Vitafert y 15% de boniato redujeron los niveles de NH3 respecto al control (P< 0.001). En la producción de gas hubo interacción entre los dos factores en la primera fase de la fermentación (P < 0.05). En los tres primeros horarios de la fase inicial, el ensilaje con Vitafert produjo más gas que el control, pero no mostró diferencias respecto al resto, excepto a las dos horas. En la fase final de la fermentación no hubo interacción entre tratamientos y horarios (P>0.05), y los aditivos mejoraron la producción de gas (P< 0.0001). Hubo una tendencia al incremento en el potencial de producción de gas y Vmáx, al incluir Vitafert e incrementar los niveles de tubérculo. La inclusión de aditivos disminuyó NH3 e incrementó ácidos acético y butírico, así como AGCC totales, EM y DMO (P<0.01). Se incrementó la DIVMS al incluir boniato (P<0.0001). Se concluye que los aditivos Vitafert y tubérculo de boniato, a las concentraciones evaluadas, no influyeron significativamente en la composición química de los ensilados mixtos pero ambos aditivos mejoraron las características fermentativas de los ensilajes al reducir los niveles de ácido butírico e incrementar propiónico. De igual manera, su uso optimizó el comportamiento de los parámetros cinéticos de la fermentación in vitro e incrementó la producción de gas y AGCC individuales y totales, la DIVMS, EM y DMO, con un efecto positivo del nivel de inclusión del boniato en varios de estos indicadores.

Palabras-clave: ensilajes mixtos; calidad; aditivos; producción de gas

INTRODUCCIÓN

En el trópico, la producción de ensilaje constituye una alternativa viable para mantener la producción animal y minimizar los efectos de la disponibilidad de pastos para los rumiantes debido a la estacionalidad de los mismos. Entre los forrajes más promisorios en esta región para la producción de ensilajes está Cenchrus purpureus, con una producción que oscila entre 15 y 43 t de materia seca (MS) ha-1 año-1 (^{García et al. 2014} y ^{Monteiro et al. 2016}). En Cuba es la especie forrajera más utilizada después de la caña de azúcar, debido a su alta producción de biomasa, buena proporción de hojas, rusticidad y adaptación a una gran diversidad de suelos y condiciones climáticas adversas (^{García et al. 2014}). Existen muchos estudios sobre ensilajes basados en C. purpureus, incluyendo clones obtenidos en el Instituto de Ciencia Animal (ICA) como el Cuba OM-22 (^{Castaño y Villa 2017}) y el Cuba CT-169 (^{Morales et al. 2016} y ^{Rodríguez et al. 2017}).

La producción de ensilajes mixtos en los que se incluyen arbustivas proteicas permite mejorar el valor nutritivo del alimento ensilado, ya que las gramíneas tropicales tienen baja calidad nutricional, aún sin someterse al proceso de fermentación anaeróbica para su conservación. Entre las arbustivas proteicas, Moringa oleifera se reconoce por su alta calidad nutricional, elevados contenidos proteicos y buena producción de biomasa verde (^{Nouman et al. 2014}). Sin embargo, la inclusión de altos niveles de proteína bruta (PB) podría influir negativamente en la calidad del ensilaje pues a mayor contenido de proteína en el forraje fresco, mayor será su capacidad tampón o resistencia al cambio de pH durante el proceso fermentativo (^{Otero y Esperance 1994}). Por ello, en condiciones de producción se recomienda incluir solo entre 20 y 40 % de la arbustiva en los ensilajes (^{Rodríguez et al. 2017}).

Además, los forrajes de gramíneas tropicales generalmente tienen bajos contenidos de carbohidratos solubles (^{Ferreira et al. 2015}), sustratos fundamentales para las bacterias lácticas que son las que garantizan una adecuada conservación del material vegetal. Por ello, el uso de aditivos energéticos y microbianos puede contribuir a garantizar un producto ensilado de calidad para su empleo en la alimentación de rumiantes. El tubérculo de boniato (Ipomoea batatas) se considera una buena fuente energética porque tiene altos contenidos de almidón (más del 20 %) y azúcares (5-6 %), que constituyen generalmente más del 80 % de su MS y generalmente son superiores a los de la yuca (Manihot esculenta, Crantz) y el maíz (Zea mays L.) (^{Jusuf y Ginting 2017}). Por su parte, el Vitafert es un producto biológico, desarrollado en el ICA, que se considera un activador de la fermentación porque estimula la producción de ácidos orgánicos y disminuye el pH (^{Elías y Herrera 2011}).

La combinación de los análisis de composición química con la estimación de indicadores químicos y los parámetros de la cinética de fermentación, es una buena herramienta de investigación para predecir el valor nutritivo de un alimento (^{Mtui et al. 2009}). Este trabajo tuvo como objetivo evaluar el efecto de la inclusión del producto biológico Vitafert y tubérculo de boniato en el valor nutritivo para rumiantes de ensilajes mixtos de C. purpureus vc. CUBA CT-169 y M. oleifera, mediante el análisis de la composición química y la fermentación in vitro de los productos ensilados.

MATERIALES Y MÉTODOS

Material vegetal. Las plantas forrajeras C. purpureus vc. Cuba CT-169 y M. oleifera (moringa) de 90 y 60 días de edad, respectivamente, se recolectaron en las áreas experimentales del ICA, en suelo ferralítico rojo típico, de rápida desecación y perfil uniforme (^{Hernández et al. 2015}); ubicado entre el 22º 58 LN y los 82º 02 LO y a 80 m sobre el nivel del mar. Tanto la gramínea como el material arbóreo se obtuvieron por corte manual. Ambos materiales se acarrearon frescos, se trocearon en un molino forrajero hasta alcanzar un tamaño de partícula de 20-30 mm y se secaron al sol un día para incrementar su MS hasta 25-30 %.

Elaboración de los ensilajes. Se preparó una mezcla 70:30 de CT-169 y moringa, lo que constituyó el núcleo fibroso y proteico de los ensilados a evaluar. Este se consideró el tratamiento control. Como fuente amilácea y aditivo energético, se empleó el tubérculo de boniato (Ipomoea batatas) en cuatro niveles de inclusión (0, 5, 10 y 15 % de la mezcla total). Se utilizaron tubérculos de boniatos de pequeño y mediano tamaño, sin limpiar pero sin tierra adherida, los que se cortaron longitudinalmente en trozos y luego en láminas finas (±1,0 mm de ancho y un diámetro menor a 20 mm).

Como aditivo microbiano a los ensilados se empleó el producto biológico Vitafert (1 %), el que se obtuvo por la fermentación de una mezcla de miel final de caña de azúcar, soya, maíz, urea, sulfato de magnesio, fórmulas minerales y yogurt como inóculo microbiano (^{Elías y Herrera 2011}). Para su elaboración se utilizó un fermentador con capacidad de 250 L, de acero inoxidable, con una paleta central para homogenizar la mezcla y un regulador automático para controlar el tiempo de agitación y reposo a 120 y 20 minutos, respectivamente (^{Bustamante 2014}).

La elaboración de los microsilos se realizó en tubos de PVC (24 cm x 10 cm), con capacidad para 450 g de forraje fresco (^{Gutiérrez et al. 2015}). El núcleo de CT-169 y moringa se mezcló según el tratamiento con el nivel de boniato correspondiente y luego se asperjó el Vitafert a las mezclas obtenidas. Los tratamientos se introdujeron en los microsilos y el material se compactó con un pisón. Finalmente, los microsilos se cerraron herméticamente y se conservaron por 64 días en un local protegido y seco. Se prepararon seis microsilos por tratamiento. Las formulaciones de ensilajes evaluadas fueron:

1. {CT-169 + Moringa} (100 %) (Ensilaje Control)

2. {CT-169 + Moringa} (100 %) +Vitafert (1 %) (Ensilaje+Vitafert)

3. {CT-169 + Moringa} (95 %) +Vitafert (1 %) + Boniato (5 %) (Ensilaje+Vitafert+5 %Boniato)

4. {CT-169 + Moringa} (90 %) +Vitafert (1 %) + Boniato (10 %) (Ensilaje+Vitafert+10%Boniato)

5. {CT-169 + Moringa} (85 %) +Vitafert (1 %) + Boniato (15 %) (Ensilaje+Vitafert+15%Boniato)

Al finalizar el proceso de ensilaje, al abrir los microsilos se tomó una muestra de 10 g de cada uno, se le añadió 90 mL de agua destilada y se mezcló en zaranda orbital a 250 rpm durante 15 minutos, a 20 ºC. Luego la mezcla se filtró en gasa y del filtrado se tomaron muestras para análisis de ácidos grasos de cadena corta (AGCC) y NH3.

Adicionalmente, se tomaron aproximadamente 200 g de cada microsilo. Las muestras se secaron durante 72 h, en estufa de aire forzado, con temperatura regulada (60 ºC). Luego, se molieron en molino de martillo hasta alcanzar tamaño de partícula de 1 mm. Posteriormente, la mitad del material seco de cada microsilo se almacenó de manera individual en bolsas de nailon selladas hasta que se les hizo el análisis de composición química. El resto del material seco se mezcló homogéneamente por tratamiento y el pool obtenido también se almacenó en bolsas de nailon selladas hasta su empleo en las evaluaciones in vitro.

Procedimiento experimental in vitro. Se aplicó la técnica in vitro de producción de gas en botellas de vidrio, descrita por ^{Theodorou et al. (1994)}. Se incubó 1.0 g de MS de cada tratamiento en botellas de 100 mL, en medio de cultivo (^{Menke y Steingass 1988}) y un inóculo de microorganismos ruminales, en proporción de 0.20 del volumen total de incubación (80 mL).

Se utilizó como inóculo el contenido ruminal de dos vacas Siboney de Cuba canuladas en rumen, alimentadas ad libitum con forraje de gramíneas y con libre acceso a agua y sales minerales. El contenido ruminal de cada animal se recolectó antes de ofrecer el alimento en la mañana y se conservó en termos cerrados hasta llegar al laboratorio, donde se filtró a través de varias capas de gasa y los dos inóculos se mezclaron en proporciones iguales. Durante el proceso, se mantuvo la temperatura de los inóculos de 39 ± 1 ºC, y las condiciones de anaerobiosis mediante flujo continuo de CO2. Las botellas se sellaron y se incubaron en baño de agua a temperatura controlada (39 ºC). Se tomó ese momento como la hora cero de la incubación.

La producción de gas se midió por medio de un manómetro HD8804, acoplado a un calibrador de presión TP804 (DELTA OHM, Italy). Después de cada medición, se liberó el gas hasta igualar las presiones externa e interna de las botellas. Se estimó el volumen de gas a partir de los datos de presión mediante una ecuación de regresión lineal pre-establecida (^{Rodríguez et al. 2013}):Gas (mL)= (presión [103 Pa]+4.95)/2.5858)(n= 132; R2= 0.9821)

El volumen de gas se expresó por gramo de materia orgánica (MO) incubada (MOinc).

Se realizaron dos ensayos in vitro. En el primero de los ensayos se midió la producción de gas a las 3, 6, 9, 12, 16, 20, 24, 30, 48, 72 y 96 horas de incubación para estimar los parámetros cinéticos de la fermentación de los ensilajes evaluados, mediante el empleo del modelo monofásico de Gompertz:

[TeX:] Y = A*Exp (−B*Exp(-C*t))

Donde:

Y	es la producción de gas al tiempo t (mL g-1 MOinc)
A	es el potencial de producción de gas (asíntota cuando t= ∞; mL g-1 MOinc).
B	es la tasa relativa de producción de gas
C	es un factor constante de la eficiencia microbiana (h-1)
t	es el tiempo de incubación (h)

Además, se estimó el tiempo al que se alcanzó la velocidad máxima de producción de gas (TVmáx), a partir de la segunda derivada del modelo de Gompertz, evaluada en cero (punto de inflexión del modelo sigmoidal). También se estimó la velocidad máxima de producción de gas (Vmáx; mL g-1 MOinc h-1), al sustituir TVmáx en la primera derivada del modelo (^{Rodríguez et al. 2013}).

En el segundo ensayo la incubación se realizó hasta las 24 h. En ese momento se detuvo la fermentación y se abrieron las botellas y su contenido se filtró a través de bolsas de nailon (45 μm de tamaño de poro) para separar la fase sólida del líquido de incubación. Se tomaron muestras del filtrado y se preservaron con una solución desproteinizante (H3PO4 [2 %]) para el análisis de AGCC individuales y con HCl (0.2N) para determinar amoníaco. Las muestras preservadas se conservaron a -20 ºC hasta su análisis.

Las bolsas con los residuos de la fermentación se secaron durante 72 h en una estufa de aire forzado con temperatura regulada (60 ºC). Se determinó por gravimetría la degradabilidad in vitro de la materia seca (DIVMS), como la diferencia entre MS en el sustrato incubado y en el residuo sólido de la fermentación, dividido por la MS incubada en cada botella (^{Blümmel et al. 1997}).

La energía metabolizable (EM) y la digestibilidad de la materia orgánica (DMO) a las 24 h de los ensilajes mixtos, se estimaron a partir de las ecuaciones propuestas por ^{Menke et al. (1979)}: EM (MJ kg-1 MS) = 2.20 + 0.136 PG24h + 0.057 PB

[TeX:] DMO (%)= 14.88 + 0.889 PG24h + 0.45 PB

Donde, PG24h fue el volumen de gas producido a las 24 h (mL•200 mg-1 MS incubada) y la PB se expresa en por ciento.

Análisis químico. A las muestras se les determinó MS, MO y PB (^{AOAC 2016}). La fibra detergente neutro (FDN) se obtuvo mediante el procedimiento descrito por ^{Van Soest et al. (1991)} y los análisis de amoníaco se realizaron por colorimetría (^{Chaney y Marbach 1962}).

La concentración de los AGCC individuales en las muestras preservadas se determinó mediante cromatografía de gases, al inyectar 0.5 μL, después de centrifugar los viales a 14 200 x g (Centrifuga ECEN-205, MRC Ltd., Hagsvish, Israel) durante 8 minutos. Se utilizó un cromatógrafo gas-líquido DANI Master GC (DANI Instruments S.p.A, Milán, Italia), equipado con una columna capilar DN-FFAP (longitud 30 m, diámetro interno 0.32 mm, grosor de película 0.25 μ) y un detector FID. Se empleó H2 como gas portador, y N2 como auxiliar. La temperatura máxima del inyector y el detector se fijó en 200 y 250 ºC, respectivamente. Los AGCC individuales determinados en el caso de los ensilados mixtos se expresaron como por ciento de la MS, mientras que los AGCC individuales obtenidos en los ensayos de producción de gas se expresaron en mmole L-1. También se obtuvieron los AGCC totales (AGCCt) por la suma algebraica de los AGCC individuales determinados.

Diseño Experimental. Para evaluar los indicadores de composición química y del proceso fermentativo de los ensilajes mixtos, se aplicó un diseño experimental completamente aleatorizado, donde se consideraron los ensilados como tratamientos (5) y cada microsilo como unidad experimental (6).

En el caso del experimento in vitro de 96 h, para facilitar el análisis de la producción de gas acumulada in vitro se dividió a priori la fermentación en dos fases. La primera fase (fase inicial) incluyó cinco horarios de muestreo entre el inicio y las 24 horas de incubación (6, 9, 12, 16 y 24 h) y la segunda fase (fase final) se consideró desde ese instante hasta el final de la incubación, y se analizaron en este caso cuatro horarios de muestreo (30, 48, 72 y 96 h).

Como la producción acumulada de gas in vitro es medida repetida en el tiempo sobre la misma unidad experimental, primero se analizó el cumplimiento de los supuestos teóricos de normalidad para el análisis de varianza, mediante la dócima de Shapiro-Wilk (^{Shapiro y Wilk 1965}) y el análisis de correlación de Pearson. Como se incumplió el supuesto de la normalidad, se utilizó un Modelo Lineal Generalizado Mixto mediante el empleo del procedimiento GLIMMIX del SAS. Se consideró como efectos fijos los tratamientos, horarios de muestreo e interacción tratamiento por horario; como efecto aleatorio el intercepto y como subject la botella. Para conocer la distribución con que se ajustaron los datos se probaron las distribuciones Normal, Poisson, Log normal y Gamma; esta última fue la de mejor ajuste y la función de enlace fue Log. Para seleccionar el modelo de mejor ajuste se probaron las estructuras de varianza- covarianza Toeplitz (Toep), Componente de Varianza (VC), Simetría Compuesta (CS), Autoregresiva de Orden 1 (AR[1]) y No estructurada (UN). Para seleccionar la matriz de varianza de mejor ajuste a los datos se utilizaron los criterios de información [Akaike (AIC), Akaike corregido (AICC) y Bayesiano (BIC)] para lo cual se consideró el valor más pequeño. La estructura que cumplió con este requisito fue la Toep. Las medias se compararon a través de la dócima de rango fijo (^{Kramer 1956}). Para el análisis de los datos se empleó el paquete estadístico ^{SAS (2013)}, versión 9.3.

En el segundo ensayo in vitro, los indicadores determinados al término de las 24 horas de incubación (NH3, AGCC individuales y totales, EM, DMO y DIVMS) se analizaron según un diseño de bloques al azar. Los tratamientos consistieron en los ensilajes mixtos (5), los bloques o réplicas fueron las semanas en que se realizaron las incubaciones (2), y como repeticiones las botellas (4). Cuando se encontraron diferencias (P < 0.05), las medias de los tratamientos se compararon por la dócima de rangos múltiple de ^{Duncan (1955)}. Se utilizó el índice de correlación de Pearson para determinar la relación lineal entre indicadores medidos o estimados en el estudio. Para estos análisis y la modelación matemática se empleó el paquete estadístico InfoStat (^{Di Rienzo et al. 2012}).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Composición química e indicadores fermentativos del proceso de ensilaje. En ninguno de los microsilos abiertos se observó la presencia de hongos u otros indicios de presencia de oxígeno, por lo que el proceso de fabricación y almacenamiento permitió una adecuada fermentación y la forma de sellado tuvo éxito. Todos los tratamientos clasificaron como ensilados de buena calidad según sus características organolépticas (color, olor y textura).

En la tabla 1 se muestra la composición química de los ensilajes mixtos e indicadores químicos de la fermentación ocurrida durante el proceso de conservación. No se apreció diferencias en el contenido de MS, PB y FDN (P>0.05).

Table 1 Chemical composition and fermentative indicators of the evaluated mixed silages 

Los elevados contenidos de FDN indican una apreciable desaparición de material soluble durante el proceso de fermentación anaeróbica. Por su parte, la MO fue mayor al 85 % en todos los tratamientos y solo se apreció diferencias para este indicador entre el ensilaje control y el tratamiento con 10 % de boniato (P< 0.05).

Es de destacar los bajos contenidos proteicos obtenidos en las formulaciones de ensilajes diseñadas, inferiores a los tenores reportado para ensilajes tradicionales basados en forrajes de sorgo (9%) y maíz (8%) (^{Ensminger et al. 1990}). Esto se debió a que moringa, la arbórea que se empleó como principal fuente proteica, tiene altos tenores de PB (^{Rodríguez et al. 2014}), pero en el presente estudio se incluyó en una baja proporción en las mezclas ensiladas; por lo cual su aporte en nitrógeno fue limitado, a lo que se adicionó el bajo contenido proteico del resto de los componentes. ^{Rodríguez et al. (2017)} observaron que ensilajes mixtos de CT-169 y moringa, en mezclas afines a las empleadas en este estudio (80:20 y 60:40), tenían valores similares de MS, inferiores en MO (78 %) y FDN (58 %), pero mayores en PB (18 %). Sin embargo, estos autores evaluaron forrajes de menor edad a los utilizados en este estudio, lo que explicaría los menores tenores de fibra y mayores en proteínas.

No se pudo apreciar que la inclusión del producto Vitafert mejorara el contenido de PB de los ensilajes como sí observaron ^{Gutiérrez et al. (2014)}, al evaluar el efecto de dicho aditivo microbiano en ensilajes mixtos de Tithonia diversifolia : C. purpureus vc. Cuba CT-169, aunque estos autores evaluaron mayores niveles de inclusión de este aditivo microbiano (4.5, 6 y 8 %).

En cuanto a los indicadores fermentativos de los ensilajes evaluados, se observó que tanto la inclusión del aditivo microbiano como el energético, incrementó la producción de acético respecto al tratamiento control (P< 0.0001), obteniéndose el mayor incremento con el tratamiento con 5 % de inclusión de tubérculo de boniato. Respecto a este ácido orgánico, los niveles de acético no son tan importantes al clasificar la calidad de los ensilajes pues son varios los tipos de lactobacilos que lo producen y son comunes ensilajes de buena calidad obtenido a partir de forrajes pobres en proteínas, que contienen cantidades sustanciales de este AGCC (^{Chalacán y Valencia 1999}).

Por su parte, no se observó efecto de los tratamientos en la producción de ácido propiónico (P>0.05). El comportamiento del ácido propiónico no coincidió con lo informado por ^{Rêgo et al. (2010)}, quienes apreciaron que la inclusión de subproductos de bija (Bixa orellana) a ensilados de C. purpureus incrementaba los niveles de este AGCC.

En cuanto a la producción de ácido butírico, todos los tratamientos con aditivos redujeron la producción de este ácido orgánico, respecto al control (P< 0.0001), aunque el mayor efecto correspondió al ensilaje con Vitafert. La presencia de ácido butírico en el material ensilado se relaciona con la presencia de bacterias del género Clostridium, con pérdidas significativas en la calidad del ensilaje y la consecuente disminución de su palatabilidad y el consumo voluntario (^{Wilkinson 1983}). En el presente estudio solo el ensilaje con Vitafert como aditivo mostró valores inferiores al valor de 0.1 % MS considerado como el valor máximo aceptado para un ensilaje de excelente calidad (^{Roth y Undersander 1995}). Concentraciones de butírico inferiores a este valor son un indicador clave de que ocurrió una fermentación deseable, resultado de una baja actividad de bacterias del género Clostridium (^{Roth y Undersander 1995}). En el caso del tratamiento donde se empleó solo el aditivo microbiano, pudo este incidir en una más rápida disminución del pH y favorecer el crecimiento de bacterias lácticas. Por otro lado, la inclusión de boniato también contribuyó a reducir los niveles de este AGCC respecto al ensilaje control, aunque sin alcanzar el valor de 0.1 % MS. Este efecto pudo estar dado por el aporte de carbohidratos de fácil fermentación que sirven de sustrato a las bacterias lácticas. En todo caso, otros autores consideran que ensilajes con concentraciones de butírico inferior a 0.5 % de MS se pueden considerar también ensilajes de buena calidad (^{Kung y Shaver 2001}).

Simultáneamente, hubo diferencias en el contenido de NH3 entre tratamientos, pero solo el ensilaje con Vitafert y 15% de boniato redujo los niveles de este compuesto respecto al ensilaje control (P< 0.001). En ensilajes mixtos de C. purpureus y harina de cocoa, ^{Teixeira et al. (2008)} observaron valores de amoníaco similares a los obtenidos en el presente estudio (3.9 %).

Un problema al usar C. purpureus como forraje es que su alta humedad puede incidir en una alta descomposición de sus proteínas (^{Viana et al. 2013}). Dado que el amoníaco es un producto de la fermentación, especialmente de las fermentaciones clostridiales, los niveles observados son satisfactorios porque fueron inferiores al 10-12%, límite establecido para clasificar un ensilaje como de buena calidad (^{McDonald et al. 1991}). Esto confirma que los ensilajes estudiados se obtuvieron por fermentaciones deseables, aunque en el caso del ensilaje control estos resultados no coincidieron con los niveles de ácido butírico analizados anteriormente. Estos bajos valores de amoníaco se pudieron deber, en parte, al proceso previo de presecado al que se sometieron los forrajes a ensilar.

Producción de gas y parámetros cinéticos de la fermentación de los ensilajes evaluados. Para la fase inicial de la fermentación se observó que hubo interacción entre los tratamientos y los horarios de muestreo (P< 0.0001). Los resultados de dicha interacción se muestran en la tabla 2. En los tres primeros horarios analizados, el ensilaje con Vitafert produjo más gas que el ensilaje control, pero no mostró diferencias respecto al resto de los tratamientos, excepto a las dos horas que fue menor a la producción de gas del tratamiento con 15 % de boniato. Sin embargo, en los siguientes dos horarios (16 y 24 h) no se observó diferencias entre el ensilaje control y el resto de los tratamientos, excepto a las 16 h que este tratamiento produjo menos gas que el ensilado con 10 % de boniato (P< 0.001).

Table 2 Effect of interaction among treatments and times of in vitro accumulated gas production of in the initial phase of fermentation (original means appear between brackets)  

a,b,c,d,e,f,g,h,i,j,k,l,m Different letters indicate significant differences for P<0.05

En la fase final de la fermentación no hubo interacción entre los tratamientos y los horarios de muestreo (P> 0.05). Los efectos individuales de los tratamientos y los horarios de muestreo en la producción acumulada de gas in vitro se muestran en las tablas 3 y 4, respectivamente. En cuanto a los tratamientos, todos mejoraron la producción de gas respecto al ensilaje control (P< 0.0001), aunque no hubo diferencias entre el ensilado con Vitafert y el ensilado que además incluyó 5% de boniato. La mayor producción de gas correspondió al ensilaje con mayor proporción de tubérculo en su composición. Por su parte, los horarios difirieron entre sí, incrementando la producción de gas al aumentar las horas de muestreo (P< 0.0001).

Table 3 Effect of treatments on in vitro accumulated gas production in the final phase of fermentation (original means appear in brackets) 

a,b,c,d Different letters indicate significant differences for P<0.05

Table 4 Effect of times on in vitro accumulated gas production in the final phase of fermentation (original means appear in brackets) 

La tabla 5 muestra los parámetros cinéticos estimados del perfil de producción acumulada de gas in vitro de los ensilajes evaluados. Se observó una tendencia al incremento en el potencial de producción de gas (Parámetro A) al incluir Vitafert e incrementar los niveles de tubérculo de boniato, lo cual puede estar relacionado con la disponibilidad de compuestos promotores del crecimiento y carbohidratos solubles, respectivamente. En cuanto al uso de boniato en ensilajes, existen referencias que confirman una alta digestibilidad in vitro (92.0%) del tubérculo de boniato (^{Backer et al. 1980} y ^{Ruiz et al. 1981}). Además, ^{Rendon et al. (2013)} informaron que el ensilaje integral de boniato (tubérculo y follaje) mostraba degradabilidad ruminal de 66.8 % al incubarlo 72 h, valores similares al ensilaje de maíz.

Table 5 Kinetic parameters according to Gompertz model of in vitro fermentation of the evaluated mixed silages 

SE of parameters were significant at P˂ 0.0001; 1 SE of the curve

Igual tendencia, pero negativa, se apreció para la tasa relativa de producción de gas (Parámetro B). Sin embargo, no se apreció que el Vitafert afectara el parámetro C o el nivel de inclusión de boniato en la mezcla ensilada mostrara una tendencia definida sobre este parámetro. Por otra parte, la inclusión de los aditivos tendió a mejorar los valores de Vmáx aunque solo el ensilaje con Vitafert y el ensilaje con Vitafert y 10% de boniato tendieron a disminuir TVmáx. En el presente estudio todos los tratamientos alcanzaron su Vmáx entre 18 y 21 h. Al comparar estos resultados con los obtenidos por ^{Rodríguez et al. (2017)} se aprecia que las Vmáx obtenidas fueron superiores a las reportadas por estos autores, aunque se alcanzó a mayores tiempos de incubación. Las diferencias apreciadas entre ambos estudios, a pesar de usar los mismos forrajes, pudieron estar dadas por las edades de corte evaluadas y sus efectos en la composición química de los ensilajes y en la partición de los nutrientes fermentados in vitro hacia la producción de gas o la síntesis microbiana.

En las figuras 1 y 2 se observan los perfiles de producción de gas y velocidad de producción de gas de los ensilajes mixtos evaluados, respectivamente. La curva de producción de gas del tratamiento ensilado con 15 % de boniato tendió a ser mayor al resto de los tratamientos, lo cual anteriormente ya se asoció a mayor disponibilidad de carbohidratos solubles, aportados por el tubérculo. Por otra parte, se apreció que los ensilados con Vitafert y Vitafert y 5 y 10 % de boniato, tuvieron similar comportamiento de sus perfiles de fermentación, intermedios entre el ensilaje control y el ensilaje con 15 % de boniato

Indicadores de la fermentación hasta las 24 horas de los ensilajes mixtos evaluados. En la tabla 6 se exponen los indicadores de la fermentación in vitro de los ensilajes evaluados. La inclusión de Vitafert y boniato disminuyó el contenido de amoníaco, aunque el menor valor de NH3 se apreció en el tratamiento de ensilaje con Vitafert (P< 0.001). Al correlacionar los niveles de NH3 a las 24 h de incubación con el contenido de PB de los ensilajes evaluados se observó una alta correlación lineal entre estas dos variables (r= 0.8314). Es de señalar que las concentraciones de NH3 en todos los tratamientos superaron el valor de5 mg 100 mL-1 considerado como mínimo para un buen funcionamiento del ecosistema ruminal (^{Satter y Styler 1974}).

Por su parte, la inclusión de Vitafert y boniato incrementó la producción de ácidos acético y butírico, así como la de AGCC totales, EM y la DMO estimada (P< 0.01), pero solo los tratamientos con boniato mejoraron la producción de ácido propiónico (P< 0.01).

Fig. 1 Profile of in vitro accumulated gas production (Y axis, mL g-1 incOM) in the time (X axis,h) of evaluated mixed silages, estimated from the parameters obtained by Gompertz model 

Fig. 2 Profile of in vitro accumulated gas production speed (Y axis, mL g-1 incOM h-1) in the time (X axis, h) of evaluated mixed silages, estimated from the parameters obtained by Gompertz model 

Tabla 6 Indicators of in vitro fermentation of the evaluated mixed silages 

Al determinar la degradabilidad de la MS por gravimetría, no se observó diferencias entre el ensilado control y el ensilado con Vitafert, pero sí se incrementó la DIVMS con la inclusión del boniato en la composición de los ensilajes (P< 0.0001), obteniéndose la mayor degradabilidad con el 15 % de inclusión del tubérculo.

Al correlacionar los valores de DMO estimados y la DIVMS determinada por gravimetría, se encontró una alta correlación entre ambas variables (r= 0.7551). Esto es un elemento a tener en cuenta porque se podría utilizar la variable DMO para estimar, a partir de la producción de gas y el contenido de PB, el efecto de los tratamientos en la degradabilidad y así sustituir las determinaciones gravimétricas, las cuales a veces resultan engorrosas y tienen pérdidas de material no fermentado y por tanto, sobrestiman la DIVMS.

CONCLUSIONES

La inclusión de los aditivos Vitafert y tubérculo de boniato, a las concentraciones evaluadas, no influyó significativamente en la composición química de los ensilados mixtos evaluados. Sin embargo, ambos aditivos mejoraron las características fermentativas de los ensilajes al reducir los niveles de ácido butírico e incrementar propiónico. De igual manera, su uso mejoró el valor nutritivo de los productos ensilados al optimizar el comportamiento de los parámetros cinéticos de la fermentación in vitro e incrementar la producción de gas y AGCC individuales y totales, así como la DIVMS y las estimaciones de EM y DMO; observándose un efecto positivo del nivel de inclusión del boniato en varios de estos indicadores.

A partir de estos resultados, se recomienda evaluar niveles superiores de inclusión de tubérculo de boniato para incrementar la disponibilidad de carbohidratos no estructurales en el producto ensilado. Además, a partir de los bajos niveles de PB y NH3 observados se debe valorar incrementar el contenido proteico de las mezclas a ensilar a partir del empleo de proporciones mayores de la arbustiva proteica o de pequeñas cantidades de urea. Por último, si bien el empleo del Vitafert es una opción viable para pequeños y medianos productores, sería útil evaluar cepas puras de microorganismos con potencialidades como aditivos a ensilajes, que constituyan una opción factible para desarrollar productos para los grandes productores, a los cuales la rusticidad de la producción del Vitafert no les es viable.

References

AOAC. 2016. Official methods of analysis of AOAC International. 20th ed., Rockville, MD: AOAC International, ISBN: 978-0-935584-87-5, Available: <Available: http://www.directtextbook.com/isbn/9780935584875 >, [Consulted: October 13, 2017].

Backer, J., Ruiz, M. E., Muñoz, H. & Pinchinat, A. M. 1980. The use of sweet potato (Ipomoea batatas (L.) Lam) in animal feeding: II beef production. Tropical Animal Production, 5(2): 152-160, ISSN:0250-5576.

Blümmel, M., Steingass, H. & Becker, K. 1997. The relationship between in vitro gas production, in vitro microbial biomass yield and 15N incorporation and its implications for the prediction of voluntary feed intake of roughages. British Journal of Nutrition, 77(6): 911-921, ISSN: 1475-2662, 0007-1145, DOI: 10.1079/BJN19970089.

Bustamante, D. 2014. Efecto del aditivo biológico Vitafert en la utilización del nitrógeno en pollos de ceba alimentados con harina de forraje de Moringa oleifera var. Supergenius. Master. Thesis. Instituto de Ciencia Animal, La Habana, Cuba, 65 p.

Castaño, G. A. & Villa, L. M. 2017. Use of whey and molasses as additive for producing silage of Cuba OM-22 (Cenchrus purpureus x Cenchrus glaucum). Cuban Journal of Agricultural Science. 51(1): 61-70, ISSN: 2079-3480.

Chalacán, A. & Valencia, A. 1999. Ensilaje de residuos de cosecha de la zona de cultivos del cantón Espejo mediante el proceso biotecnológico. Graduation Thesis, Administración de Granjas. ITSA “Alfonso Herrera”. El Ángel. 62 p. Available on: <http://repositorio.educacionsuperior.gob.ec/handle/28000/386>.

Chaney, A.L. & Marbach, E.P. 1962. Modified reagents for determination of urea and ammonia. Clin. Chem. 8: 130-132.

Di Rienzo, J.A., Casanoves, F., Balzarini, M.G., González, L., Tablada, M. & Robledo, C.W. 2012. InfoStat. version 2012, [ Windows], Universidad Nacional de Córdoba, Argentina: Grupo InfoStat, Available on:<http://www.infostat.com.ar/>.

Duncan, D. B. 1955. Multiple Range and Multiple F Tests. Biometrics, 11(1): 1-42, ISSN: 0006-341X, DOI: 10.2307/3001478.

Elías, A. & Herrera, F. 2011. Registro de patente. no. 81/2011, La Habana, Cuba: Oficina Cubana de la Propiedad Industrial.

Ensminger, M.E., Oldfield, J.E. & Heineman, W.W. 1990. Feeds and Nutrition. Ed. Heinenman, W. W. The Ensminger Publishing Company, Clovis, Ca. USA. p. 108-110 1544 p.

Ferreira, A.C.H., Rodriguez, N.M., Neiva, J.N.M., Pimentel, P.G., Gomes, S.P., Campos, W.E. & Lopes, F.C.F. 2015. Nutritional evaluation of elephant-grass silages with different levels of by-products from the cashew juice industry. R. Bras. Zootec., 44 (12): 434-442, ISSN 1806-9290

García, L. M., Mesa, A. R. & Hernández, M. 2014. Potencial forrajero de cuatro cultivares de Cenchrus purpureus en un suelo Pardo de Las Tunas. Pastos y Forrajes, 37(4): 413-419, ISSN: 0864-0394.

Gutiérrez, D., Borjas-Rojas, E., Rodríguez-Hernández, R., Rodríguez, Z., Stuart, R. & Sarduy, L. 2015. Evaluación de la composición química y degradabilidad ruminal in situ de ensilaje mixto con Cenchrus purpureus cv. Cuba CT-169: Moringa oleifera. Avances en Investigación Agropecuaria, 19 (3): 7-16, ISSN: 0188-7890

Gutiérrez, D., Morales, A., Elías, A., García López, R. & Sarduy, L. 2014. Composición química y degradabilidad ruminal in situ de la materia seca en ensilajes mixtos Tithonia diversifolia: Pennisetum purpureum vc. Cuba CT-169, inoculados con el producto biológico VITAFERT. Cuban Journal of Agricultural Science. 48 (4): 379-385, ISSN: 2079-3480.

Hernández, J. A., Pérez, J. J. M., Bosch, I. D. & Castro, S. N. 2015. Clasificación de los suelos de Cuba 2015. Mayabeque, Cuba: Ediciones INCA, 93 p., ISBN: 978-959-7023-77-7.

Jusuf, M. & Ginting, E. 2017. The prospects and challenges of sweet potato as bio-ethanol source in Indonesia. Conference and Exhibition Indonesia Renewable Energy & Energy Conservation [Indonesia EBTKE CONEX 2013]. Energy Procedia 47 : 173-179, ISSN: 1876-6102, DOI:10.1016/j.egypro.2014.01.211

Kramer, C.Y. 1956. Extension of multiple range tests to group means with unequal numbers of replications. Biometrics. 12, 307 - 310.

Kung, L. & Shaver, R. 2001. Interpretation and Use of Silage Fermentation Analysis Reports. Focus on Forage. 3 (13): 1-5.

McDonald, P., Henderson, A.R. & Heron, S.J.E. 1991. Microorganisms. The biochemistry of silage. 2nd ed. Marlow: Chalcombe Publications, p. 81-151.

Menke, K.H., Raab, L., Salewski, A., Steingass, A., Fitz, D. & Schneider, W. 1979. The estimation of digestibility and metabolizable energy content of ruminant feedingstuffs from the gas production when they are incubated with rumen liquor in vitro. J. Agric. Sci., Camb., 93: 217- 222.

Menke, K. H. & Steingass, H. 1988. Estimation of the energetic feed value obtained from chemical analysis and in vitro gas production using rumen fluid. Animal Research and Development, 28: 7-55, ISSN: 0340-3165.

Monteiro, I.J.G., Abreu, J.G., Cabral, L.S., Almeida, R.G., Reis, R.H.P., Neto, A.B., Cabral, C.E.A., Barros, L.V., Avelino, A.c.D. & Penso, S. 2016. Ensiling of elephant grass with soybean hulls or rice bran. Semina: Ciências Agrárias, Londrina, 37, (6): 4203-4212, ISSN: 1676-546X, DOI:10.5433/1679-0359.2016v37n6p4203

Morales, A., Rodríguez, R., Gutiérrez, D., Elías, A., Gómez, S. & Sarduy, L. 2016. Evaluation of the VITAFERT inclusion in the nutritive value of Tithonia diversifolia and Pennisetum purpureum silages. Cuban J. Agric. Sci. 50 (4): 619-630, ISSN: 2079-3480.

Mtui, D. J., Lekule, F. P., Shem, M. N., Ichinohe, T., Fujihara, T. & others. 2009. Comparative potential nutritive value of grasses, creeping legumes and multipurpose trees commonly in sub humid region in the Eastern parts of Tanzania. Livestock Research for Rural Development, 21 (10), ISSN: 0121-3784, Available: <Available: http://www.lrrd.cipav.org.co/lrrd21/10/mtui21158.htm >, [Accessed: July 5, 2018].

Nouman, W., Basra, S. M. A., Siddiqui, M. T., Yasmeen, A., Gull, T. & Alcayde, M. A. C. 2014. Potential of Moringa oleifera L. as livestock fodder crop: a review. Turkish Journal of Agriculture and Forestry, 38(1): 1-14, ISSN: 1300-011X

Otero, M. & Esperance, M. 1994. Estudio de la sensibilidad de la Guinea Likoni (Panicum maximun Jacq) según el índice de azúcar/capacidad tampón. Pastos y Forrajes, 17(3): 277-281, ISSN: 2078-8452.

Rêgo, M.M., Neiva, J.N., Cavalcante, M.A., Cândido, M.J., Clementino, R. & Restle, J. 2010. Bromatological and fermentative characteristics of elephant grass silages with the addition of annatto by-product. R. Bras. Zootec., 39 (9): 1905-1910, ISSN 1806-9290

Rendon, M. E., Noguera, R. R. & Posada, S. L. 2013. Cinética de degradación ruminal del ensilaje de maíz con diferentes niveles de inclusión de vinaza. CES Medicina Veterinaria y Zootecnia, 8(2): 42-51, ISSN: 1900-9607, DOI: 10.21615/2737.

Rodríguez, R., Borges, E., Gutiérrez, D., Elías, A., Gómez, S. & Moreira, O. 2017. Evaluation of the inclusion of Moringa oleifera in the nutritional value of silage of Cenchrus purpureus cv. Cuba CT-169. Cuban J. Agric. Sci. 51 (4): 447-457, ISSN: 2079-3480.

Rodríguez, R., González, N., Alonso, J., Domínguez, M. & Sarduy, L. 2014. Nutritional value of foliage meal from four species of tropical trees for feeding ruminants. Cuban Journal of Agricultural Science.48 (4): 371-378, ISSN: 2079-3480.

Rodríguez, R., Lores, J., Gutiérrez, D., Ramírez, A., Gómez, S., Elías, A., Aldana, A. I., Moreira, O., Sarduy, L. & Jay, O. 2013. Inclusion of the microbial additive Vitafert in the in vitro ruminal fermentation of a goat diet. Cuban Journal of Agricultural Science. 47(2): 171-178, ISSN: 2079-3480.

Roth, G. & Undersander, D. 1995. Silage additives. In: Corn silage production management and feeding. Madison American Society of Agronomy. p.27-29.

Ruiz, M. E., Lozano, E. & Ruiz, A. 1981. Utilization of sweet potatoes (Ipomoea batatas (L.) Lam) in animal feeding. III. Addition of various levels of roots and urea to sweet potato forage silages. Tropical Animal Production, 6(3): 234-244, ISSN: 0250-5576.

SAS. 2013. Sistema de análisis estadístico. Universidad de Nebraska. Versión 9.3.

Satter, L., & Styter, L. (1974). Effect of ammonia concentration on rumen microbial protein production in vitro. Br. J. Nutr. 32 (2): 199-208. doi:10.1079/BJN19740073

Shapiro, S. & Wilk, B. (1965) An análisis of variante test for normalita (complete simples) Biométrica, 52, pp 591-611

Teixeira, F.A., Veloso, C.M., Pires, A.J.V., Silva, F.F., Nascimento, P.V.N. 2008. Perdas na ensilagem de capim-elefante aditivado com farelo de cacau e cana-de-açúcar. Arquivos Brasileiros de Medicina Veterinária e Zootecnia, 60 (1): 227-233.

Theodorou, M. K., Williams, B. A., Dhanoa, M. S., McAllan, A. B. & France, J. 1994. A simple gas production method using a pressure transducer to determine the fermentation kinetics of ruminant feeds. Animal Feed Science and Technology, 48(3): 185-197, ISSN: 0377-8401, DOI: 10.1016/0377-8401(94)90171-6.

Van Soest, P. J., Robertson, J. B. & Lewis, B. A. 1991. Methods for Dietary Fiber, Neutral Detergent Fiber, and Nonstarch Polysaccharides in Relation to Animal Nutrition. Journal of Dairy Science, 74(10):3583-3597, ISSN: 0022-0302, DOI: 10.3168/jds.S0022-0302(91)78551-2.

Viana, P., Teixeira, F.A., Pires, A.J., Carvalho, G.G., Figueiredo, M.P. & Santana Júnior, H.A. 2013. Losses and nutritional value of elephant grass silage with inclusion levels of cottonseed meal. Acta Scientiarum. Animal Sciences Maringá, 35 (2): 139-144.

Wilkinson, J.M. 1983. Silage made from tropical and temperate crops. 2. Techniques for improving the nutritive value of silage. World Animal Review, 46: 35-40.

Recibido: 14 de Junio de 2018; Aprobado: 18 de Enero de 2019

^*Email:[e-mail]