CIENCIA DE LOS PASTOS Y OTROS CULTIVOS

Caracterización nutritiva de arbóreas del pie de monte amazónico, departamento del Putumayo, Colombia

A. R. Riascos Vallejos¹ 
http://orcid.org/0000-0001-6627-9372

J. J. Reyes González² 
http://orcid.org/0000-0002-9681-1187

L. A. Aguirre Mendoza³ 
http://orcid.org/0000-0002-9239-6801

¹Instituto de Ciencia Animal, Apartado Postal 24, San José de las Lajas, Mayabeque, Cuba. Servicio Nacional de Aprendizaje - SENA, Regional Putumayo.

²Instituto de Investigación Pastos y Forrajes. Ministerio de la Agricultura. Av. Independencia km 81/2. Boyeros. CP 10800, La Habana, Cuba.

³Universidad Nacional de Loja, Ciudad Universitaria Guillermo Falconi E. Casilla Postal: Letra S, Loja, Ecuador.

Resumen

Se realizó la caracterización nutritiva de arbóreas del pie de monte amazónico, en el departamento del Putumayo, Colombia. Se recolectaron muestras aleatorias de seis especies forrajeras locales: Tithonia diversifolia,, Trichantera gigantea, Piptocoma discolor, Clitoria fairchildiana, Hibiscus rosa-sinensis y Solanum rugosum, con edad de rebrote de sesenta días. Se hizo la caracterización bromatológica por espectroscopia NIRS y se determinó cualitativamente el contenido de factores anti-nutricionales. Para el análisis estadístico se tuvieron en cuenta los estadígrafos media, desviación típica y coeficiente de variación. Piptocoma discolor sobresalió por su alta calidad, ya que presentó el porcentaje de digestibilidad más alto (74.71), y superiores valores de proteína (21.52 %) y contenido energético (10.26 Mj/kg MS) con respecto al resto de las especies. Le siguió Trichantera gigantea, con porcentaje de digestibilidad de 68.99; valores de proteína de 20.34 % y contenido energético de 9.63 EM (Mj/kg MS). La especie Hibiscus rosa-sinensis mostró los menores valores de FDN (34.47%) y FDA (17.13%) y mayor contenido de almidones totales (3.31%). En la composición mineral, los valores de Zn y Cu para la arbórea Trichantera gigantea y la cantidad de Ca y P para la Tithonia diversifolia fueron superiores en relación con las otras forrajeras. De acuerdo con la caracterización de las arbustivas, se concluye que las especies Piptocoma discolor, Trichantera gigantea e Hibiscus rosa-sinensi poseen un adecuado contenido de proteína, energía y digestibilidad. Las especies Tithonia diversifolia, Clitoria fairchildiana y Solanum rugosum tienen contenido apropiado de minerales y moderado contenido de metabolitos secundarios. Todas presentan niveles aceptables de componentes nutricionales que posibilitan su uso en alimentación animal.

Palabras clave: silvopastoriles; bromatológica; Amazonia

La ganadería en sistemas extensivos se extiende en 30 % de las selvas o bosques tropicales del mundo, y se relaciona con altos niveles de desforestación y con el cambio de vocación en el uso del suelo (^{FAO 2018}). La producción ganadera se asocia con el cambio de uso del suelo, ocasiona disminución de la biodiversidad, de los servicios ambientales y altera los ciclos biológicos y ecosistemas, lo que contribuye al cambio climático del planeta. Ante este problema, en las condiciones de la Amazonia es urgente la reconversión ganadera hacia sistemas amigables con el ambiente, en los que se reemplacen los monocultivos de gramíneas por pastos naturales, con menor requerimiento hídrico y especies vegetales perennes y sistemas silvopastoriles que diversifiquen la oferta forrajera (^{Gomez et al. 2017}).

El contenido nutricional de las pasturas tropicales, el desconocimiento de las nuevas especies y su limitada degradabilidad de fibra por parte de los herbívoros, constituyen limitantes para la productividad animal en el pie de monte amazónico. Algunos productores utilizan sistemas de pastoreo en sistemas silvopastoriles, que permiten aumentar y diversificar la oferta de forraje, para mejorar la calidad de la dieta y asegurar la conservación y el reciclaje de nutrientes, dadas las condiciones particulares de los suelos amazónicos (^{Vivas et al. 2017})

De la misma manera se debe maximizar la producción por unidad de área, debido a las necesidades actuales de producción de alimento, teniendo en cuenta los nuevos desafíos de una ganadería ecológica, que contribuya a la disminución de gases efecto invernadero (GEI) y a la reducción de contaminantes (^{Fajardo et al. 2014}).

Es conocido que las variaciones en la intensidad y frecuencia de las precipitaciones, el fenómeno El Niño y las altas temperaturas afectan la producción de alimentos. Específicamente, en la Amazonia, las pasturas tropicales se caracterizan, por lo general, por presentar baja cantidad de biomasa y baja calidad nutricional, lo que obedece a la calidad de los suelos. Por estas razones, los productores necesitan encontrar nuevos materiales que ayuden a mejorar la oferta de alimentos para sus animales (^{Gallego-Castro et al. 2016}). La oferta forrajera, con árboles y arbustivas, en comparación con la de gramíneas, suele conservar mejor la materia orgánica (actor limitante), por el retorno al suelo de hojas, frutas, ramas, heces y orina, que se deriva fundamentalmente del incremento de la actividad edafológica del suelo por medio del reciclaje de nutrientes, especialmente en suelos ácidos y deficientes en elementos como el fósforo y el potasio, altos en hierro y aluminio, característicos de la Amazonia (^{Townsend et al. 2010})

Los recursos forrajeros son la base de la nutrición y alimentación de los rumiantes, proveen el mayor porcentaje de los nutrientes destinados hacia su propio desempeño productivo y reproductivo. No obstante, las arbóreas presentan una composición muy variable, debido a múltiples factores que afectan su calidad. Utilizar forrajeras arbóreas en la alimentación animal es un reto para los investigadores que exploran nuevos recursos en la Amazonia (^{Morales-Velasco y Teran-Gomez, 2016}). Esto solo se puede lograr mediante el conocimiento de los recursos alimentarios de los que dispone cada región y al considerar la necesidad de optimizar el uso de fuentes alternativas para la alimentación animal en las condiciones del trópico húmedo.

El objetivo de esta investigación fue realizar la caracterización nutritiva de arbóreas del pie de monte amazónico, en el departamento del Putumayo, Colombia.

Materiales y Métodos

El trabajo se desarrolló en la finca Villa Lucero, situada en las coordenadas 0°35'25.6"N y 76°32'05.3"W del departamento del Putumayo, Colombia, a 256 m s.n.m. La temperatura promedio de la región es de 25.3ºC, con 85% de humedad relativa y 3355 mm de precipitación anual (IDEAM 2017). Esta región corresponde a la zona de vida bosque húmedo tropical (^{Holdridge 1947}).

Los suelos de esta región se caracterizan por ser del tipo arcillo-limoso y arcilloso respectivamente. Son suelos ácidos (pH 4.6), bajos en fósforo (< 1.7 mg/kg), con altos contenidos de aluminio (> 3.2 cmol/kg) y hierro. El terreno no se regó ni se fertilizaron las plantas durante la etapa experimental. El área de estudio fue de 1.5 ha y se utilizaron parcelas de 2.500 m² para cada una de las seis especies forrajeras locales: Tithonia diversifolia (Asteraceae), Trichantera gigantea (Acanthaceae), Pictocoma discolor (Asteraceae), Clitoria fairchildiana (Fabaceae), Hibiscus rosa sinensis (Malvaceae) y Solanum rugosum (Solanaceae).

Caracterización de las especies forrajeras. Las muestras de forrajeras a evaluar tenían edad de rebrote de sesenta días. En cada parcela del cultivo se tomaron en zig-zag quince muestras de una planta, que se podaron a partir de un metro. Se recolectaron hojas y tallos, cosechados de la parte basal del rebrote en la época de verano, en el mes de junio. De cada especie, se tomaron tres muestras de 200 g para los análisis de laboratorio. Las muestras se pesaron y se secaron en estufa a 60 °C durante 48 h. Posteriormente se trituraron en un molino de martillo, hasta alcanzar tamaño de 1 mm.

Análisis nutricional. Se realizó por espectroscopia NIRS. Después de la homogeneización de la muestra, se colocaron muestras de forraje seco en un anillo de 50 mm de diámetro y se escanearon de 400 a 1098 y de 1100 a 2498 nm, en incrementos de 2 nm. Se utilizó para ello un espectrómetro de barrido VIS / NIR (Foss NIR Systems modelo 6500; www.foss.com).Los espectros se grabaron con el WinISI 4.7.0 (www.foss.com), en el laboratorio de AGROSAVIA sede Mosquera (Cundinamarca).

Se evaluaron las variables materia seca (MS), proteína cruda (PC), extracto etéreo (EE), fibra detergente neutro (FDN), fibra detergente ácida (FDA), lignina (L), hemicelulosa (Hc), digestibilidad, energía metabolizable en rumiantes (EM), calcio (Ca), fosforo (P), azufre (S), magnesio (Mg), zinc (Zn), cobre (Cu), fenoles (F), taninos totales (Tt) y alcaloides totales (At) (^{Ariza-Nieto et al. 2018}). Para el contenido cualitativo de metabolitos secundarios de las plantas (MSP) se realizaron las pruebas cualitativas en los laboratorios especializados de la Universidad de Nariño. Se caracterizaron saponinas, fenoles y esteroles en la escala de negativo, bajo, moderado y abundante. Se siguió la metodología descrita por ^{Domínguez (1973)} y ^{Bilbao (1997)}.

Análisis estadístico. La caracterización de las plantas forrajeras se realizó a partir de estadística descriptiva, con el cálculo de los estadígrafos de posición y dispersión: media, desviación estándar y coeficiente de variación. Para el procesamiento de los datos se utilizó el programa estadístico InfoStat (^{Di Rienzo et al. 2012}).

Resultados y Discusión

En la tabla 1 se muestra la composición química de las forrajeras. Los valores encontrados para el Piptocoma discolor (Pd) son superiores a los informados por ^{Mendoza et al. (2014)}, con 20.18 % de proteína y 24,87 % de materia seca, por lo que se considera esta especie con elevado potencial para los sistemas silvopastoriles, debido a su buen crecimiento y volumen. ^{Mendoza et al. (2014)}, en un trabajo realizado en las condiciones de la Amazonia ecuatoriana, la recomiendan para establecer plantaciones forestales y agroforestales, debido a su alto contenido de proteína cruda. No obstante, estos valores son inferiores con respecto a los contenidos de proteína de las especies Tithonia diversifolia, y Piptocoma discolor (23.6 % y 20.18 %, respectivamente), utilizadas en los sistemas silvopastoriles del Caquetá. ^{Guayara (2010)} informó valores de 39.79 % de FDN y 36.06 % de FDA para esta última arbórea, cifras que se pueden considerar de medias a altas. Esta referencia motiva la investigación para el establecimiento y masificación de esta especie en sistemas silvopastoriles para ramoneo ^{Hurtado y Suárez 2013}).

Table 1 Chemical composition and nutritional value of six forage species established in the Amazonian piedmont (Putumayo) 

Nutrient	Piptocoma discolor	Hibiscus rosa-sinensis	Tithonia diversifolia	Clitoria fairchildiana	Trichanthera gigantea	Solanum Rugosum
DM (%)	28.857	30.267	18.737	35.013	24.233	27.870
SD	0.785	1.007	3.095	1.536	3.751	0.297
CV (%)	2.720	3.326	16.518	4.386	15.479	1.066
CP (%)	21.513	13.200	16.560	18.077	19.000	19.107
SD	1.654	0.694	5.010	1.102	1.577	0.768
CV (%)	7.690	5.257	30.255	6.096	8.301	4.022
EE (%)	3.947	3.500	2.217	2.167	2.777	3.340
SD	1.703	2.312	0.207	0.509	.497	1.541
CV (%)	43.149	66.069	9.358	23.472	17.901	46.152
ME Rum. (Mj/kgMS)	10.258	9.057	9.295	9.281	9.630	9.183
SD	0.126	0.064	0.126	0.097	0.231	0.020
CV (%)	1.224	0.706	1.351	1.042	2.395	0.215
NDF	46.607	33.003	34.367	47.300	43.577	47.973
SD	15.392	8.900	16.480	19.248	5.823	4.940
CV (%)	33.026	26.967	47.954	40.693	13.362	10.298
ADF	27.250	17.133	21.763	32.130	24.600	33.493
SD	18.245	3.283	16.766	16.700	10.282	3.639
CV (%)	66.955	19.161	77.038	51.975	41.798	10.866
Lignin (%)	5.423	5.067	5.213	7.483	5.430	8.530
SD	1.939	2.464	2.613	1.541	2.589	0.290
CV (%)	35.751	48.623	50.117	20.586	47.683	3.399
Hem. (%)	25.717	11.800	13.600	15.173	20.200	13.423
SD	8.189	1.441	1.480	2.652	2.610	0.193
CV (%)	31.845	12.211	10.882	17.475	12.922	1.440
Digest. (%)	74.710	65.060	66.233	66.247	68.993	65.447
SD	4.446	0.285	0.750	0.189	1.007	0.012
CV (%)	5.951	0.438	1.132	0.285	1.460	0.018

Los valores encontrados para la forrajera Hibiscus rosa-sinensis (13.20; 3.50; 33.00 y 17.13% para proteína, EE, FDN y FDA, respectivamente) son inferiores a los informados por ^{Meza et al., (2014)}. Según ^{Huanca et al. (2017}), esta especie es un árbol de crecimiento rápido con disponibilidad de biomasa y se utiliza como madera para postes. Además, tiene buena palatabilidad para los bovinos, que la prefieren por sobre otras especies.

Para la arbórea Trichantera gigantea, ^{Moreno-Lopez (2014)} refirió valores similares a los encontrados en esta investigación (24.23; 19.0 y 2.78 % para MS, PC y EE, respectivamente). Estos resultados son superiores a los obtenidos por ^{Valarezo y Ochoa (2013)}, con 18.18 % para PC y 1.88 % de EE. ^{Bejar (2017)} refiere que esta arbustiva es una especie promisoria como alternativa para la suplementación en dietas destinadas a bovinos.

En la especie Tithonia diversifolia, los contenidos de PC, FND y Hc en este estudio son inferiores a los que informó ^{Rodriguez (2017)} en su caracterización de diferentes materiales vegetales. Los valores obtenidos revelan rangos desde 18.26 a 26.40 %, 32.62 a 41.83% y 14.79 a 25.74% para PC, FND y Hc, respectivamente lo que denota alta variabilidad en los datos. ^{Rivera et al. (2018)} refirieron que esta especie tiene alta producción de biomasa y composición química superior con respecto a la mayoría de las pasturas utilizadas en condiciones tropicales. Además, posee una buena adaptación edafo climática. Los valores de EE (2.0%) fueron superiores a los que obtuvo ^{Chamba (2016)}, lo que hace que esta especie pueda ser una alternativa forrajera a utilizar en sistemas sostenibles de producción animal del pie de monte amazónico.

La composición mineral de las forrajeras se muestra en la tabla 2. Los valores de Zn y Cu para la arbórea Trichantera gigantea son superiores con respecto a las otras forrajeras en estudio. El contenido de Ca estuvo en un rango de 2.22 a 2.63 %, superior al encontrado por ^{Rivera et al. (2017)}, al igual que el P 0.29 %.

Table 2 Mineral composition of forage species established in the Amazonian piedmont (Putumayo) 

Nutrient	Piptocoma discolor	Hibiscus rosa-sinensis	Tithonia diversifolia	Clitoria fairchildiana	Trichanthera gigantea	Solanum Rugosum
Ca (%)	0.76	0.71	1.10	0.83	0.97	0.97
SD	0.01	0.02	0.02	0.04	0.08	0.01
CV (%)	0.76	2.14	1.90	4.34	8.05	1.22
P (%)	8.17	8.26	10.76	6.01	10.03	8.34
SD	0.02	0.01	0.02	0.01	0.02	0.01
CV (%)	6.03	25.00	8.65	6.25	6.89	4.98
Mg (g/100gDM)	0.22	0.21	0.25	0.23	0.31	0.22
SD	0.01	0.01	0.01	0.01	0.03	0.00
CV (%)	4.55	2.71	4.56	4.95	7.98	1.06
S (g/100 gDM)	0.10	0.08	0.12	0.15	0.17	0.10
SD	0.01	0.01	0.01	0.01	0.02	0.00
CV (%)	10.00	12.50	4.68	3.94	11.27	0.00
Cu (g /100gDM)	6.62	4.10	6.31	5.77	8.50	7.30
SD	0.06	0.03	0.10	0.22	0.63	0.01
CV (%)	0.88	0.75	1.59	3.80	7.36	0.16
Zn (mg/kgDM)	28.37	27.82	28.46	26.24	36.56	30.08
SD	0.45	0.10	0.82	0.30	3.14	0.05
CV (%)	1.57	0.35	2.88	1.14	8.58	0.17

En la tabla 3 se muestran los factores anti-nutricionales de las forrajeras. El análisis cualitativo indicó que las saponinas en el Piptocoma discolor se encuentran en un valor superior, en relación con las otras forrajeras. Esto podría tener efecto en el patrón de fermentación ruminal. ^{Alayón et al. (2018)} refirieron cerca de 50 especies ricas en taninos y saponinas, con potencial para mitigar CH₄ en la fermentación entérica de rumiantes. ^{González García et al. (2018)} encontraron, en condiciones in vitro, la habilidad de este compuesto de inhibir la metanogénesis y la población de protozoarios ciliados.

Table 3 Analysis of anti-nutritional factors of forage plants in the Amazonian piedmont 

Ingredient	Phenols (%)	Condensed tannins (%)	Total alkaloids (%)	Sterols	Saponins	Phenols
Piptocoma discolor	2.45	0.27	0.46	Low	Low	Moderate
SD	0.11	0.02	0.05
CV (%)	4.49	5.73	10.65
Hibiscus rosa-sinensis	2.61	0.77	0.87	Low	Negative	Moderate
SD	0.02	0.01	0.05
CV (%)	0.77	4.03	5.76
Tithonia diversifolia	3.16	0.28	0.63	Low	Negative	Moderate
SD	0.15	0.02	0.02
CV (%)	4.79	7.14	3.32
Clitoria fairchildiana	3.67	0.39	0.59	Low	Negative	Moderate
SD	0.03	0.01	0.02
CV (%)	0.79	2.56	2.60
Trichanthera gigantea	1.15	0.24	0.30	Low	Negative	Moderate
SD	0.16	0.02	0.03
CV (%)	13.97	8.67	9.08
Solanum Rugosum	1.41	0.14	0.57	Low	Negative	Moderate
SD	0.02	0.01	0.00
CV (%)	1.50	5.05	0.00

^{Terranova et al. (2014)}, al suministrar 0.4 g/L de saponinas en la dieta, encontraron que este metabolito, en dosis moderadas, puede reducir la utilización de proteína ruminal, aumentando el flujo de proteína duodenal y reduciendo las concentraciones de amonio en el rumen, con aumento de la masa de proteína microbiana en 18.4 % y reducción de 8.3 % en las concentraciones de amonio. Esta puede ser una alternativa importante para la suplementación de esta forrajera en sistemas silvopastoriles en el pie de monte amazónico.

En todas las forrajeras evaluadas, el contenido de compuestos fenólicos fue moderado. Sin embargo, los resultados indican que Clitoria fairchildiana tiene el mayor contenido, si se compara con lo referido en trabajos de ^{Verdecia et al. (2018)}, quienes informan 3.67 %. Estos autores encontraron que los valores de estos compuestos están por debajo de los que se reportan en la fracción comestible de algunas leguminosas de los sistemas de producción en el trópico, lo que demuestra la calidad de esta especie para ser utilizada en la alimentación animal.

En el análisis cualitativo, las forrajeras no reportan alcaloides. Los resultados indican que la mayor proporción le corresponde a Hibiscus rosa-sinensis. Para esta misma especie, se alcanzó el valor más bajo de taninos con 0.02 %. Autores como ^{Obrador et al. (2007)} refieren que existe variación en la respuesta productiva y metabólica de rumiantes en crecimiento, al emplear esta arbórea cosechada a diferentes frecuencias de corte, lo que se explica por las diferentes concentraciones de taninos condensados que afectan el consumo y el metabolismo ruminal. Siendo esta especie apetecible por su buena palatabilidad en bovinos, son necesarios estudios más profundos en sistemas silvopastoriles.

Diferentes investigaciones demuestran el efecto del consumo de dietas altas en taninos en los rumiantes. Autores como ^{Ramirez (2018)} plantean que la ingestión de taninos inhibe el crecimiento de los microorganismos proteolíticos del rumen. ^{Tituaña (2018)} encontró que la ingestión de los taninos condensados (TC) disminuye la digestibilidad de la proteína y FDN como los patrones de fermentación del rumen. Los TC de las plantas reducen la metanogénesis ruminal mediante la disminución de la formación de hidrógeno. ^{Sánchez et al. (2018)} encontraron mayor cantidad de bacterias viables totales y proteolíticas y mayor concentración de AGCC en animales que consumieron mezclas múltiples de leguminosas herbáceas sin taninos. Esto sugiere que Clitoria fairchildiana, con 2,72 % de TC es la que podría tener menor aprovechamiento por parte de los rumiantes.

Conclusión

De acuerdo con la caracterización de arbustivas en el pie de monte amazónico, las especies Piptocoma discolor, Trichantera gigantea e Hibiscus rosa sinensis poseen un adecuado contenido de proteína, energía y digestibilidad. Tithonia diversifolia, Clitoria fairchildiana y Solanum rugosum tienen adecuados contenidos de minerales y moderado contenido de metabolitos secundarios. Todas presentan niveles aceptables de componentes nutricionales que posibilitan su uso en alimentación animal.

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Recibido: 11 de Noviembre de 2019; Aprobado: 25 de Febrero de 2020