Digestibilidad de un ensilaje de caña de azúcar con porcinaza, y su evaluación en un sistema bovino de doble propósito
Digestibility of a sugarcane silage with pig manure, and its evaluation in a double-purpose cattle production system
]]> J. Estrada-Álvarez1, N. Villa-Duque2 y F. J. Henao-Uribe1
1Universidad de Caldas, Calle 65 No. 26-10. Apdo. aéreo 275, Manizales, Colombia
2Universidad de La Paz, Barrancabermeja, Colombia.
Correo electrónico: jestrada@ucaldas.edu.co
RESUMEN
Se evaluó la digestibilidad in vitro e in situ de la materia seca (DIVMS y DISMS) de un ensilaje confeccionado a partir de caña de azúcar integral molida (CAIM) más 40 % de porcinaza fresca (PF) enriquecida con VITAFERT, y el efecto de reemplazar ensilaje de maíz por ensilaje de CAIM-PF en la producción de leche y metano (CH4) ruminal. El estudio se realizó en la Universidad de Caldas _Colombia_ y en un sistema de producción lechera tropical. La DIVMS y la DISMS se evaluaron mediante sendos diseños de bloques completos al azar, con ocho tiempos de degradación. Para estudiar la producción de leche se usaron 18 vacas F1 (Cebú x Holstein), entre la segunda y la octava lactancia, que pastoreaban pasto estrella (Cynodon plectostachyus) y recibieron 5 kg/animal/día de ensilaje de maíz. Nueve vacas, consideradas testigo, recibieron ensilaje de maíz y nueve, ensilaje de CAIM-PF. Las mediciones de CH4 se efectuaron en cuatro vacas de cada tratamiento. La digestibilidad de ambos ensilajes, a las 72 h, alcanzó valores superiores al 70 %. No hubo diferencias significativas en la producción de leche y en el consumo de ensilaje, ni se evidenciaron alteraciones en el estado sanitario de los animales. Las vacas alimentadas con ensilaje de CAIM-PF produjeron, significativamente, menos CH4 ruminal. La digestibilidad de los ensilajes a las 72 h fue similar a la de los alimentos balanceados, lo que demostró la posibilidad de una sustitución parcial. Hubo efecto modulador del ensilaje de CAIM-PF, ya que se produjo menos CH4 ruminal (6,9 ppm) que con el ensilaje de maíz (7,6 ppm). Se concluye que la inclusión de porcinaza enriquecida con VITAFERT en los ensilajes puede ser una alternativa en la alimentación animal.
Palabras clave: Digestibilidad, producción lechera.
The in vitro and in situ dry matter digestibility (IVDMD and ISDMD) of a silage elaborated from ground integral sugarcane (GISC) plus 40 % of fresh pig manure (FPM) enriched with VITAFERT, and the effect of replacing corn silage with GISC-FPM silage on the production of milk and ruminal methane (CH4), were evaluated. The study was conducted at the University of Caldas _Colombia_ in a tropical dairy production system. The IVDMD and ISDMD were each evaluated through completely randomized designs, with eight degradation times. To study the milk production 18 F1 (Zebu x Holstein) cows were used, between the second and eighth lactation, which grazed star grass (Cynodon plectostachyus) and received 5 kg/animal/day of corn silage. Nine cows, considered control, received corn silage and nine were fed GISC-FPM silage. The CH4 measurements were conducted on four cows of each treatment. The digestibility of both silages, at 72 hours, reached values higher than 70 %. There were no significant differences in the milk production and silage intake, and no alterations were observed in the sanitary status of the animals. The cows fed GISC-FPM silage produced, significantly, less ruminal CH4. The digestibility of the silages at 72 h was similar to that of the balanced feedstuffs, which proved the possibility of a partial substitution. There was modulating effect of the GISC-FPM silage, because less ruminal CH4 was produced (6,9 ppm) than with the corn silage (7,6 ppm). It is concluded that the inclusion of pig manure enriched with VITAFERT in the sugarcane silages can be an alternative in animal feeding.
Keywords: Digestibility, milk production.
INTRODUCCIÓN
El empleo de subproductos, estiércoles, pelos, plumas, sangre, follajes, seudotallos de plátano y otros, con diferentes niveles de procesamiento, constituye una de las vías más eficientes para su aprovechamiento estratégico.
En este sentido la porcicultura ha ensayado diferentes opciones para utilizar la porcinaza, entre las que sobresale la fabricación de ensilajes. Por esta vía se ha conseguido prevenir la contaminación y dar valor agregado al subproducto, como materia prima para la alimentación de rumiantes (Barrón et al., 2000; Campabadal, 2003).
La estrategia que más se ha evaluado es el ensilaje mixto de porcinaza con plantas forrajeras, como la caña de azúcar (Saccharum officinarum), para aprovechar el aporte de proteína y minerales de la porcinaza (Campabadal, 2003) y el aporte de carbohidratos de fácil fermentación de la caña (De Lima et al., 2010).
Se ha comprobado que la porcinaza mejora la digestibilidad de los ensilajes (Pinto et al., 2003), especialmente si se incorporan aditivos microbianos como las bacterias ácido lácticas (BAL), que promueven el crecimiento de microorganismos benéficos e inhiben los indeseables (Martínez-Gamba et al., 2001; Pedroso, 2003). ]]>
Estos ensilajes ayudan a compensar la degradación enzimática de los materiales fibrosos en el rumen, ya que incrementan los microorganismos simbióticos (Van Soest, 1994). La degradación proporciona, además, nitrógeno y energía para la síntesis de proteína microbiana (Bulang et al., 2007).Entre los microorganismos que intervienen en la fermentación ruminal es preciso mencionar las bacterias metanogénicas, encargadas de impedir la acidificación del fluido ruminal al eliminar los hidrogeniones producidos por la degradación de los carbohidratos estructurales (Berra y Finster, 2010).
Este estudio tuvo como objetivo evaluar la DISMS y la DIVMS de un ensilaje de caña de azúcar integral molida (CAIM) más 40 % de porcinaza fresca (PF), así como el efecto de reemplazar ensilaje de maíz (Zea mays) por ensilaje de CAIM-PF en la producción de leche y metano ruminal.
MATERIALES Y MÉTODOS
Localización. La investigación se realizó en la granja La Cruz, de la Universidad de Caldas, ubicada en Anserma, Caldas, Colombia; la cual se localiza en la región clasificada como bosque seco tropical, a 1 050 msnm, con 1 700 mm de precipitación anual y 24 °C de temperatura media.
Animales. Para evaluar la producción de leche y el consumo de ensilaje se usaron 18 vacas F1 (Cebú x Holstein), con un peso promedio de 524 kg y 40 días de paridas, entre la segunda y la octava lactancia. Estas fueron seleccionadas en un hato de doble propósito que consumía pasto estrella (Cynodon. plectostachyus) fertilizado con 450 kg de N/año, en un sistema de rotación por franja/día; la disponibilidad media de pasto, medida antes de la entrada de los animales al pastoreo era de 15,57 kg de MS/animal/día, y el periodo de recuperación fue de 28 días.
Las vacas permanecían en el pastoreo desde las 9:00 a. m. hasta las 5:00 a. m. del día siguiente, hora en que comenzaba el ordeño mecánico con apoyo del ternero en el establo; después del ordeño, estas se suplementaron con 5 kg de ensilaje/animal/día, sal mineralizada con 8 % de fósforo y agua a voluntad. La prueba se extendió por 18 semanas, en la época de mediana precipitación. Las mediciones de CH4 se efectuaron en un subgrupo de ocho animales.
La evaluación de la DISMS se realizó con tres machos bovinos de cruzamientos comerciales de Cebú x Holstein, de 280 kg, canulados con fistulas ruminales. Estos se encontraban en pastoreo directo de C. plectostachyus por un periodo de 14 días.
Proceso de ensilado. Se usó la fracción sólida de la porcinaza fresca colectada manualmente, de cerdos de 40 a 60 kg, alimentados con un balanceado comercial (Estrada et al., 2013). ]]>
Durante 21 días se ensiló una mezcla de CAIM-PF (6:4; p/p) enriquecida con VITAFERT, previamente fermentada durante 48 h, en canecas plásticas de 50 kg, a las cuales se les hizo vacío por 20 segundos (Gutiérrez et al., 2012). Este aditivo microbiano se agregó a razón de 0,4 kg por cada kilogramo de porcinaza (28,6 % de VITAFERT).El ensilaje de maíz se preparó en bolsas de plástico negro, calibre 4.5, a partir de plantas de maíz cosechadas a los 90 días, picadas a 1 cm; se adicionaron bacterias ácido lácticas (106UFC/mL), y la fermentación duró 21 días.
Determinación de la DIVMS y la DISMS. Para la determinación de la DIVMS se empleó un sistema anaeróbico estricto, con agitación a 39 °C.
Se utilizaron tubos de vidrio de 50 mL, con 2 mL de fluido ruminal filtrado, proveniente de tres bovinos canulados en el rumen. En cada tubo se introdujo una bolsa de poliéster de 1 x 6 cm y poro de 53 µm, con suficiente cantidad de muestra para garantizar 100 mg de materia seca.
La solución empleada consistió en 7 mL de bicarbonato-fosfato, solución reductora en una relación 1:2, 1 mL de agua destilada en ebullición y otros 2 mL de fluido ruminal. Los tiempos de incubación fueron de 0, 3, 6, 9, 12, 24, 48 y 72 h.
Los residuos sólidos resultantes en cada bolsa fueron lavados con detergente neutro, filtrados con vacío ligero, lavados con etanol y acetona, y secados a 60 °C durante 48 h (Kiyani Nahand et al., 2011).
La digestibilidad se cuantificó mediante la diferencia entre el peso del material introducido en la bolsa y el peso del residuo seco correspondiente.
Se empleó un diseño de bloques completos al azar con tres repeticiones por tratamiento; se bloqueó la variable fecha de realización del experimento, se probó el efecto de ocho tiempos de fermentación, y se usaron dos tubos como unidad experimental.
En el caso de la determinación de la DISMS, a través de la cánula ruminal se introdujeron en el rumen de cada animal fistulado un total de 16 bolsas de poliéster de 20 x 10 cm y poro de 53 µm; en cada bolsa se colocaron 5 g de muestra.
Para evaluar la digestibilidad a las 0, 3, 6, 9, 12, 24, 48 y 72 h de incubación, se introdujeron dos bolsas cada vez, iniciando por las que debían permanecer 72 h, con el fin de retirar las 16 bolsas al mismo tiempo (Kiyani Nahand et al., 2011). ]]>
Una vez terminado el proceso de incubación se lavaron las bolsas con agua corriente durante 20 minutos, hasta la desaparición de la turbidez; se trataron durante una hora con detergente neutro en ebullición, para eliminar los microorganismos adheridos; y se secaron a 60 °C durante 48 h.La digestibilidad total se cuantificó mediante la diferencia en peso entre el material introducido en cada bolsa y el residuo seco (Van Soest et al., 2000).
Para el análisis de los resultados se empleó un diseño de bloques completos al azar con tres repeticiones por tratamiento; se bloqueó la variable bovino fistulado, se probó el efecto de ocho tiempos de fermentación, y se usaron dos bolsas como unidad experimental.
Ensayos de producción. Se evaluó el efecto de reemplazar el ensilaje de maíz por ensilaje de porcinaza, sobre la producción de leche, el consumo de ensilaje y la producción ruminal de CH4, mediante un arreglo unifactorial con mediciones repetidas en el tiempo para cada vaca (efecto aleatorio); el número de lactancias y el día de la medición se usaron como efectos fijos.
Se asignaron aleatoriamente nueve vacas F1 (Cebú x Holstein) a cada tipo de ensilaje; a cuatro de ellas se les midió la producción de CH4 por punción ruminal directa con el empleo de un vacutainer® de 7 mL, de tapa roja, y por duplicado.
El CH4 se cuantifico con un cromatógrafo de gases acoplado a detección por ionización de llama, con inyección Split-Less, siguiendo la metodología descrita por Albarracin et al. (2013).
El estado sanitario de cada vaca fue monitoreado permanentemente, de manera cualitativa, por el equipo veterinario de la granja.
Todos los modelos estadísticos mencionados anteriormente se ajustaron y analizaron usando el programa Stata® versión 12.0 (2012).
RESULTADOS Y DISCUSIÓN ]]>
El ensilaje de caña de azúcar más porcinaza enriquecida con VITAFERT produjo un aumento significativo (p < 0,05) de la DISMS (58,1 a 71,7 %) entre 0 y 72 h; un efecto similar se encontró en la DIVMS (48,9 a 73,6 %) para el mismo periodo (fig. 1).La diferencia entre los porcentajes de digestibilidad en las dos pruebas pudo deberse a la pérdida de partículas muy pequeñas que pueden atravesar los microporos de las bolsas de poliéster (Huhtanen y Sveinbjorsson, 2006).
Los porcentajes de digestibilidad aparente en ambas pruebas, superiores al 70 % después de 72 h de fermentación, fueron semejantes a los obtenidos con diversos alimentos balanceados (Van Soest, 1994), lo que sustenta la posibilidad de sustituir parte del alimento balanceado, suministrado a bovinos similares a los del ensayo, por este tipo de ensilaje.
Estos resultados coinciden con lo reportado por Suárez et al. (2007), quienes señalaron que cuando se propicia una mejor relación energía-proteína, mediante la adición de nutrientes a la dieta base, se producen en el rumen reacciones bioquímicas que promueven un mayor crecimiento microbiano durante el tiempo de permanencia del alimento; ello incrementa la celulólisis ruminal y la degradación de los alimentos con alto contenido de fibra. Adicionalmente, se ha probado la eficiencia de las bacterias productoras de ácido láctico (Galina et al., 2009), ya que contribuyen a la estabilización de la flora microbiana presente en el ecosistema ruminal, e influyen en el desarrollo de microorganismos fibrolíticos como agentes deslignificantes (Galina et al., 2010), a la vez que se incrementa la digestibilidad de la MS y de la pared celular (Elías et al., 2010).
En la figura 2 se muestra, en la parte superior derecha, la curva tipo de producción de leche para las vacas F1 (Cebú x Holstein) reportada por Hernández y Ossa (2002) en condiciones similares a las del presente ensayo, la cual alcanza un pico entre la séptima y la décima semana, para descender gradualmente hasta la semana 40; mientras que en la parte inferior se sintetiza la información registrada tanto con ensilaje de caña de azúcar con porcinaza como con ensilaje de maíz, sin diferencias significativas (p > 0,05).
Los dos grupos de vacas consumieron totalmente los 5 kg/día de ensilaje ofrecido. No se evidenciaron alteraciones en el estado sanitario de las vacas.
Estos resultados constituyen las primeras evidencias sobre la posibilidad de sustituir el ensilaje de maíz, usado tradicionalmente para la producción de leche, por una mezcla fermentada con 40 % de porcinaza sólida, sin afectar la producción de leche y/o generar alteraciones sanitarias en las vacas.
Las vacas alimentadas con el ensilaje de caña de azúcar y porcinaza (fig. 3) produjeron significativamente (p < 0,05), menos CH4 ruminal (6,9 ppm) que aquellas que recibieron ensilaje de maíz (7,6 ppm).
Los bajos niveles de CH4 detectados con ambos ensilajes coinciden con los hallados por Ortiz et al. (2009), quienes manifestaron que el mejor comportamiento de los animales alimentados con probióticos puede explicarse por una disminución de la metanogénesis, lo que contribuye a conservar la energía para el desarrollo animal. Velez-Terranova et al. (2014), en un estudio efectuado en una ganadería lechera tropical, también hallaron resultados similares; sin embargo, en el presente trabajo se detectó una reducción del 9,21 % al sustituir el ensilaje de maíz por el de caña más porcinaza. ]]>
Los resultados ratifican el efecto modulador que ejercen los alimentos ricos en glucosa, como el maíz y la caña de azúcar, sobre la producción de CH4; lo cual se debe a que favorecen la formación de ácido propiónico por la vía del ácido láctico (Galina et al., 2009).Rodríguez y Valencia (2008) señalaron que la producción de CH4 es un proceso realizado por bacterias metanogénicas anaeróbicas (grupo Archaea) que fermentan la glucosa y reducen el CO2 a CH4. El desarrollo de estas bacterias puede ser favorecido por la dieta, cuando las fuentes de energía en el rumen son utilizadas por el animal hospedero.
Además, las bacterias metanogénicas no solo reducen la concentración de hidrógeno en el rumen, sino también benefician el crecimiento de otras especies bacterianas que mejoran el proceso de fermentación (Johnson y Johnson, 1995).
CONCLUSIONES
- La digestibilidad in vitro e in situ de ambos ensilajes registró valores por encima de 70 %, después de 72 h de fermentación.
- No se registraron diferencias significativas en la producción de leche y en el consumo de ensilaje, ni se evidenciaron alteraciones en el estado sanitario de las vacas, al reemplazar el 100 % de la suplementación con ensilaje de maíz por un ensilaje de caña de azúcar con 40 % de porcinaza enriquecida con VITAFERT.
- Las vacas alimentadas con el ensilaje de caña de azúcar y porcinaza produjeron menos CH4 ruminal que aquellas que recibieron ensilaje de maíz, lo que ratifica el efecto modulador de los alimentos ricos en glucosa, como el maíz y la caña de azúcar, sobre la producción de CH4 ruminal.
- La incorporación de porcinaza sólida enriquecida con VITAFERT a preparados ensilados puede constituir una excelente alternativa de utilización de un subproducto potencialmente contaminante derivado de la producción porcina.
]]> AGRADECIMIENTOS
A la Vicerrectoría de Investigaciones y Postgrado de la Universidad de Caldas por los recursos asignados a este proyecto.
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Recibido el 24 de julio del 2015
Aceptado el 12 de octubre del 2015 ]]>