Evaluación de diferentes niveles de ensilaje integral de camote (Ipomoea batatas) como fuente energética para bovinos en crecimiento

Evaluation of different levels of integral silage of sweet potato (Ipomoea batatas) as energetic source for growing cattle

C. Solís¹ and M. H. Ruiloba²

¹Vice-Rectoría de Investigación y Postgrado, Universidad de Panamá. República de Panamá.

²Grupo de Ciencia y Tecnología para el Desarrollo, GRUCITED. República de Panamá.

RESUMEN

Para evaluar diferentes niveles de ensilaje integral de camote, como fuente energética para bovinos en crecimiento, se estudiaron  cuatro niveles de sustitución del grano de maíz molido por ensilaje sobre base seca (0, 33, 75 y 100 %) en raciones iso-energéticas (10.8 MJ EM kg^-1, materia seca) e iso-proteicas (12.1 % proteína bruta, base seca). Se utilizó un diseño completamente al azar, con arreglo factorial (4 x 2) y cuatro animales por tratamiento.  No hubo efecto de la sustitución  en la  ganancia de peso vivo: 1.467, 1.351, 1.430 y 1.345 kg animal d^-1 para 0, 33, 75 y 100 % de sustitución (P ≥ 0.05). El consumo de materia seca disminuyó de 2.70 a 2.28  kg de MS/100 kg de peso vivo d^-1 al aumentar el nivel de sustitución  de 0 a 100 %. Esto afectó  el consumo de proteína bruta y energía metabolizable. La digestibilidad aparente de la materia seca disminuyó con la sustitución (P ≤ 0.0127;  74.92, 69.83, 70.67 y 70.36 %), lo que redujo el consumo de energía metabolizable  (30.46 a 24.39 MJ/100 kg de peso vivo  d^-1). El nivel de sustitución no afectó la conversión alimentaria (P > 0.05; 5.74 kg MS/kg de aumento de peso vivo), pero disminuyó linealmente el  costo de alimentación. Se concluye que el ensilaje integral de camote no afectó la ganancia de peso vivo y conversión alimentaria, y disminuyó  hasta en 46.0 % el costo de alimentación, al sustituir 100 % del grano de maíz molido.

Palabras clave: Ensilaje de camote, nivel de sustitución, grano de maíz, ganancia de peso, costo de alimentación

ABSTRACT

In order to evaluate different levels of integral sweet potato silage, as energy source for growing cattle, four substitution levels of ground maize grain by silage on dry basis (0, 33, 75 and 100 %) in iso-energetic rations (10.8 MJ ME kg^-1, dry matter) and iso-protein (12.1 % crude protein, dry basis) were studied. A completely randomized design with factorial arrangement (4 x 2) and four animals per treatment was used. There was no effect of the substitution on live weight gain: 1.467, 1.351, 1.430 and 1.345 kg animal d^-1 for 0, 33, 75 and 100% substitution (P ≥ 0.05).The dry matter intake decreased from 2.70 to 2.28 kg DM/100 kg live weight d^-1 when increasing the substitution level from 0 to 100%. This affected the crude protein and metabolizable energy intake. The apparent digestibility of the dry matter decreased with the substitution (P ≤ 0.0127, 74.92, 69.83, 70.67 and 70.36%), which reduced the metabolizable energy intake (30.46 to 24.39 MJ/100 kg of live weight d^-1). The substitution level did not affect feed conversion (P> 0.05, 5.74 kg DM / kg live weight gain), but linearly decreased the feeding cost. It is concluded that the integral sweet potato silage did not affect the live weight gain and feed conversion, and decreased by 46 % the feeding cost, when replacing 100% of the ground corn kernel.

Key words: sweet potato silage, substitution level, kernel maize, weight gain, feeding cost

En general, los concentrados para bovinos y otras especies comerciales incluyen maíz y otros recursos tradicionales como fuentes energéticas, cuya disponibilidad y precios comprometen su uso en muchos países, ya que requieren de su importación. Esta condicionante ha despertado el interés en fuentes alternas  no tradicionales.  El camote o boniato (Ipomoea batatas) parece ser una alternativa, ya que es un cultivo que se adapta a una gran variedad de condiciones edafoclimáticas tropicales, lo que le permite varios ciclos de  producción al año (Gómez 2003). El tubérculo de este cultivo se caracteriza por ser un recurso alimentario de alto rendimiento y valor energético. Posee alto contenido de almidón en base seca (71.5 %) y azúcares (5.1 - 14.0 %), pero es bajo en fibra cruda (2.2 – 5.4 %) y proteína bruta (4.9 %). En cambio, el follaje es alto en PB (18.6 - 22.8 %), fibra cruda (19.2 – 26.5 %) y cenizas (8.7 – 19.6 %) (González-Araujo y Tepper 2003 y Gómez 2003).

En un estudio nutricional de Rendon et al. (2013) se informó degradabilidad ruminal de 29.7 a 66.8 %, en base seca, para el ensilaje integral de camote (tubérculo y follaje), al incubarlo entre 6 y 72 h, valores muy similares al ensilaje de maíz. Se registraron cifras de digestibilidad in vitro de 92.0 % para el tubérculo y 62.0 y 72.0 % para el follaje (Backer et al. 1980 y Ruiz et al. 1981). Se reconoció además, que el ensilaje integral de camote posee (Sánchez 1996 y Quezada 2001) adecuadas características organolépticas y fermentativas. Sin embargo,  se requiere más  información sobre su utilización en rumiantes.  

Ante la necesidad de encontrar sustitutos del maíz y otras fuentes energéticas de importación, y al  conocer las características agronómicas y nutricionales del camote, este estudio pretende  evaluar  diferentes niveles de ensilaje  integral de camote, como fuente energética para sustituir el grano de maíz en raciones para bovinos en crecimiento. 

MATERIALES Y MÉTODOS

Localización del trabajo. El trabajo se realizó en el Centro de Enseñanza e Investigaciones Agropecuarias de Chiriquí (CEIACHI), Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad de Panamá, localizado a los 8°22’14’’ de latitud norte y 82°21’44’’ longitud oeste, a 25 msnm, en la zona climática tropical de sabana, con promedio anual de temperatura de 27.4 °C, precipitación pluvial de 2545 mm y humedad relativa de 75 %.

Producción del camote. Se utilizó la variedad de camote CIP-14, con la tecnología de producción recomendada por el Instituto de Investigación Agropecuaria de Panamá, IDIAP (Ruíz et al. 2009) y  densidad de siembra de 33.000 plantas ha^-1. La parcela se cosechó a los 135 d después de la siembra. Primero el follaje se cosechó manualmente, y luego el tubérculo se extrajo con un surcador. Para medir el rendimiento de biomasa y la proporción tubérculo-follaje del cultivo, se realizaron  muestreos al azar (33) con la técnica del marco muestreal.  El tubérculo y follaje de cada muestreo se pesaron individualmente. Se tomó una muestra separada de ambas fracciones, y luego se elaboró una muestra compuesta de cada fracción. De cada una se tomó una muestra para la determinación del contenido de  materia seca en una estufa de aire forzado a 65 ºC,  durante 48 h.  

El material para ensilar se dejó en campo por un período de 36 a 48 h para un pre-secado solar del follaje. Posteriormente, ambas fracciones se recogieron y picaron simultáneamente con una segadora de maíz, con el propósito de constituir un material integral (tubérculo + follaje), con tamaño promedio de partícula de 2.0 – 3.0 cm para el follaje y 1.0 cm para el tubérculo. Se empleó la técnica de silo-prensa, que consiste en introducir a presión el material picado en una bolsa plástica con compactadora mecánica acoplada a un tractor. El silo se abrió a los 70 d después de su confección.

Diseño y procedimiento experimental. En un diseño experimental completamente al azar y arreglo factorial (4 x 2), se estudiaron cuatro niveles de sustitución del grano de maíz molido por ensilaje integral de camote (NE): 0.0, 33.0, 75.0 y 100.0 %  (T0, T33, T75 y T100; respectivamente) en base seca,  y dos períodos experimentales (PER): 1 y 2, como consecuencia de posibles cambios en la respuesta animal. El trabajo se inició en la época seca y terminó en la lluviosa.  Las dietas evaluadas fueron iso-energéticas (10.8 MJ EM/kg de MS) e iso-proteicas (12.1% de PB). El contenido de fibra detergente neutro (FDN) de las dietas estuvo entre 33.1 y 38.2 % enbase seca. Las dietas se formularon con grano de maíz molido (Zea mayz), heno picado de swazi (Digitaria swazilandensis), harina de soya (Glicine max), harina de coquito de palma africana (Elaeis guineensis), urea y sal mineral (tabla 1), para lo que se consideró  un contenido de EM de 3.2, 1.8 (NRC 1996), 2.8 (NRC 1984), 2.9 (Vargas y Zumbado 2003), 0.0 y 0.0 MJ/kg MS, respectivamente. Sobre la base de la composición química, se le dio al ensilaje integral de camote un valor de EM similar al del ensilaje de maíz (10.4 MJ/Kg MS), y sobre la base del aporte se  sustituyó el grano de maíz por ensilaje integral de camote. Para lograr la condición iso-energética e iso-proteica, se sustituyó gradualmente el grano de maíz y heno de swazi por ensilaje integral de camote y torta de coquito, y se incrementó el nivel de urea en las dietas. Para cada NE se preparó un suplemento seco con maíz molido, torta de soya, torta de coquito, sal mineral y urea, de acuerdo con la composición establecida en el tabla 1. Este suplemento se mezcló en el comedero con el heno y/o ensilaje para constituir una  ración que se le ofreció al animal, a razón de 2.6 kg MS/100 kg de peso vivo/d, en partes iguales, dos veces al día (8:00 am y 2:00 pm).  Además, cada animal recibió 5 mg/d de lasalócido sódico en la ración de la mañana y  agua a libre consumo.

Las muestras del alimento rechazado se descongelaron, se secaron a 65 ºC durante 48 h y se molieron para preparar una muestra compuesta por animal y periodo experimental. Las muestras en estado seco se molieron hasta alcanzar tamaño de partícula de 1.0 mm y se les determinó MS residual (105ºC), PB (Latimer 2016), FDN, FDA y FDAI (Goering y van Soest 1970). Al ensilaje integral de camote fresco también se le determinó el pH por extracción en agua destilada y medición en un potenciómetro (Tanabe 2000). La digestibilidad aparente de la MS (DAMS) se calculó mediante la fórmula descrita por Lascano et al. (1990):

DAMS (%) = (1 - CMF/CMH) x 100, donde:

CMF es la concentración del marcador en el alimento (%)

CMH es la concentración del marcador en las heces (%) en base seca

Los animales se pesaron al inicio y final de cada período de forma individual, a las 8:00 am, en ayuna, con balanza digital.

Parámetros de evaluación.  Se evaluaron los parámetros productivos y económicos ganancia de peso vivo (GPV), consumo de MS (CMS), consumo de PB (CPB), digestibilidad aparente de la MS (DAMS), consumo de nutrientes digeribles [CND=CMS(DAMS)/100], consumo de energía digestible (CED =4.409CND), consumo de energía metabolizable (CEM=0.82CED), eficiencia de conversión alimentaria de la MS (ECA), eficiencia de conversión de la PB (ECPB), eficiencia de conversión de la energía metabolizable (ECEM) y costo de alimentación (CAL), en dolar USA ($). La concentración de EM del ensilaje integral de camote se obtuvo por diferencia entre el CEM y el aporte del grano de maíz, torta de soya, torta de coquito y heno de swazi a este consumo y por la división de la diferencia por el CMS del ensilaje.

Para la estimación del CAL, se usó el CMS. Se determinó el costo de producción del ensilaje integral de camote y se utilizaron precios locales de mercado para los otros ingredientes de la ración (0.504, 0.520, 0.250, 0.710, 0.420, 0.060 y 4.00 $ kg^-1 MS para maíz molido, torta de soya, torta de coquito, sal mineralizada, urea, heno de Swazi y lasalócido sódico, respectivamente). El costo de producción del ensilaje integral de camote se obtuvo sobre la base de registros de gastos, rendimientos agronómicos de biomasa y estimación del ensilaje útil (ensilaje visualmente apto para el consumo) ofrecido al animal.

Análisis estadístico. Cada variable independiente se sometió a análisis previo de normalidad mediante la prueba de Shapiro-Wilk (López et al. 2000) y posteriormente, a un análisis de covarianza con el peso vivo inicial correspondiente a  cada período  experimental  como covariable. Cuando hubo diferencias (P < 0.050), se utilizó la dócima de comparación de medias de Tukey (Steel y Torrie 1980).

El rendimiento agronómico del tubérculo, follaje y material integral (tubérculo-follaje) del camote fue de 32.5, 27.5 y 60.0 t fresca/ha, con un contenido de MS de 31.3, 14.5 y 25.7 %, respectivamente. Este último se incrementó después del  pre-secado a 33.0, 32.2 y 32.6 %, respectivamente. Para un buen ensilado, Demanet (2011) recomienda un contenido de MS del material a ensilar entre 28.0 y 35.0 %, ya que a nivel mayor de 25.0 % se reduce la pérdida por efluentes. El ensilaje integral de camote presentó pH de 3.67 (± 0.205), color chocolate claro y contenido adecuado de MS (34.98 %), pero bajo contenido de PB (4.8 %, en base seca), a pesar de que la relación tubérculo/follaje del material cosechado fue de 2.0/1.0, en base seca, y que usualmente el contenido de PB de estos componentes es aproximado a 4.9 (Gómez 2003) y 12.0 % (Backer 1976) en base seca, respectivamente. Sin embargo, en este estudio se observó pérdida de hojas del follaje durante el pre-secado. Se conoce que ocurren  pérdidas de N y otros nutrientes en el proceso fermentativo, además de efluentes  del ensilado (Reyes et al. 2009 y Guerrero-López 2013). Con la utilización de la técnica de micro ensilaje, Alvarado-Villalobos (2015) informó pH promedio de 4.0 y PC de 8.3 % para ensilajes de camote integral, con relaciones tubérculo/follaje entre 50:50 y 75:25 en base seca.

La GPV  no se afectó por la  interacción NE*PER (P ≥ 0.769), NE  (P ≥ 0.451) y PER (P ≥ 0.762). Las GPV obtenidas (tabla 2) fueron similares a las informadas por otros autores (Arelovich et al. 2012 y Vittone et al. 2015), con raciones altas en grano de maíz.

La interacción NE*PER (P > 0.4234) y NE (P > 0.1349) no afectó el CMS. Sin embargo, este presentó tendencia a disminuir al incrementarse el nivel de ensilaje en la ración, producto del aumento en el rechazo de este forraje. Este rechazo estuvo constituido por la fracción follaje, en especial por el componente tallo. El CMS de T100  fue menor con respecto al resto de los tratamientos (tabla 2), diferencia que, como promedio, representó 13.2 %. El PER  afectó el CMS (P < 0.0001), con mayor  consumo en el período 2 (2.45 y 2.64 kg MS/100 kg de peso vivo/d para el PER 1 y 2, respectivamente).  López et al. (2009) indicaron que los ensilajes  pueden reducir el consumo hasta 30.0 – 40.0 %, lo que guarda relación con el pH, concentración de  ácidos orgánicos y contenido de MS del forraje ensilado. Además, en estudios de Morales (2013) se confirmó que el contenido de FDN también ejerce efecto negativo en el consumo  En esta investigación, el contenido de  FDN de las raciones aumentó de 32.3 (T0)  hasta 41.6  % (T100)  (tabla 1).

Para lograr  dietas iso-energéticas, se incluyeron niveles crecientes de torta de coquito (tabla 1). A partir de un contenido promedio de grasa para la torta de coquito de 10.55 (8.0 y 13.1) % en base seca (Vargas y Zumbado 2003 y FEDNA 2015), se estimó aporte en grasa a la MS consumida de 0.0, 0.53, 0.73 y 1.27 % para T0, T33, T75 y T100, respectivamente, niveles que resultaron muy inferiores al 4.0 – 5.0 % informado por Martínez et al. (2011), sin efectos negativos en la digestión ruminal de la fibra y CMS. Sin embargo, el fruto de la palma africana y sus sub-productos industriales contienen ácidos grasos insaturados, en especial el oleico (Vargas y Zumbado 2003), que pueden disminuir la digestión de FDN (Hristov et al. 2005 y Martin et al. 2015). En este estudio, la grasa insaturada pudo contribuir a reducir el CMS, principalmente en los tratamientos con los mayores niveles de  torta de coquito.

El consumo de ensilaje (kg/100 kg de peso vivo^-1 d^-1) fue de 0.00, 0.45, 1.48 y 1.52, que aportó 0.0, 17.2, 56.9 y 66.7 % al CMS del T0, T33, T75 y T100, respectivamente. A partir de la relación tubérculo/follaje del material ensilado (2:1 en base seca), se estimó el consumo de tubérculo de 0.00, 0.35, 1.10 y 1.35 kg MS 100 kg de peso vivo^-1/d^-1 para T0, T33, T75 y T100, respectivamente. Al considerar un contenido promedio de almidón de 71.5 % para el tubérculo de camote y 73.4 % para el grano de maíz (FEDNA 2015), principales fuentes de almidón de las raciones, se obtuvo prácticamente el mismo consumo de almidón entre tratamientos (0.95, 0.87, 1.02 y 0.97 kg 100 kg de peso vivo^-1/d^-1 para T0, T33, T75 y T100, respectivamente).

El CPB se afectó por NE*PER (P < 0.029), con  tendencia a disminuir a medida que aumentó el nivel de ensilaje en la ración (tabla 3), efecto que se pudo deber a un comportamiento similar del CMS (tabla 2) y su contenido de PB (12.65, 12.15, 11.55 y 11.45 % para T0, T33, T75 y T100, respectivamente), así como a la diferencia en el contenido de PB del ensilaje ofrecido entre períodos experimentales (4.2 y 5.5 % en base seca, para el primer y segundo período, respectivamente). También pudieron influir en este efecto determinados factores ambientales, ya que el período de realización del estudio involucró parte del período seco y lluvioso. Esta diferencia de PB en el ensilaje ofrecido se pudo deber a diferencias en la proporción hojas. Los  CPB   fueron  superiores  a lo recomendado por la NRC (1996) (0.265/100 kg de  peso vivo/d^-1) para animales de similar peso vivo y ganancia de peso. Metabólicamente, la eliminación del exceso de nitrógeno representa gasto energético para el animal (Di Marco 2006). Sin embargo, la GPV no se afectó por NE, a pesar de las diferencias en CPB y nivel de nitrógeno no proteico (NNP) aportado por la urea, que  aumentó de  17.3 (T0) a  28.1 % (T100) del N ingerido. Esta situación pudo implicar diferencias en la proteína sobrepasante y la síntesis de proteína microbiana.

Para la DAMS, la interacción NE*PER no resultó significativa (P ≥ 0.560), contrario a los efectos de NE (P < 0.012) y PER (P < 0.001). T0 presentó mayor DAMS que los tratamientos con ensilaje ( P ≤ 0.050 (tabla 4), lo que se atribuye a menor contenido de FDA en la MS consumida, fracción relacionada con la digestibilidad, principalmente del componente lignina (Bach y Calsamiglia 2006 y Anzola 2007). Las raciones presentaron contenido de FDA de 16.8, 18.1, 18.0 y 19.5 % para T0, T33, T75 y T100, respectivamente. T0  presentó DAMS muy similar a la informada por Arelovich et al. (2012), con raciones basadas en  grano de maíz molido y henos de gramínea y alfalfa. La DAMS resultó con valores de 73.17 y 69.72 % para el período experimental 1 y 2, lo que se relaciona con el  contenido FDA en la MS consumida, que fue de 16.7 y 19.9 %, respectivamente.

Los valores obtenidos para el CND y CED se presentan en la tabla 4. Estos disminuyeron a medida que aumentó la sustitución del maíz por ensilaje integral de camote, independientemente del PER. El CEM no resultó afectado por NE*PER (P ≥ 0.760) y PER (P ≥ 0.650), en cambio con  NE disminuyó (P ≤ 0.090). Con respecto a T0, el CEM de T33, T75  y T100  disminuyó 9.5, 11.7 y 19.9 %, respectivamente,  producto de menores CMS y DAMS, pero esto no se reflejó en la  GPV. Con T0, la GPV correspondió con su CEM, no así en los tratamientos con  ensilaje, que lograron GPV mayores a las que corresponden a sus CEM (NRC 1996), en especial T100. Una explicación de estos resultados se puede sustentar en el informe de Li et al. (2014),  quienes encontraron  que el proceso de ensilaje disminuyó la degradabilidad ruminal de la MS y almidón de  tubérculos de camote y papa (Solanum tuberosum). También se pueden explicar por  los resultados de Quezada (2001), quien obtuvo bajas degradabilidades ruminales  para la MS del tubérculo de camote ensilado, 43.4 y 66.8 % a las 24 y 72 h de incubación, respectivamente.   En cambio, para la materia seca y almidón del grano de maíz molido se han informado degradabilidades ruminales de 80 a 90 % (Alomar y Pulido 2001, Menchón 2004 y Calsamiglia 2014).

A partir de estos resultados, se puede inferir que en este estudio gran parte del almidón del tubérculo consumido pudo llegar al intestino delgado, donde se absorbió como glucosa, lo que mejoró su utilización energética. Con infusiones directas de almidón en el rumen y abomaso, McLeod et al. (2006) obtuvieron mayor eficiencia parcial de utilización del almidón vía abomaso. Owens et al. (1986) estimaron  en 42 % el aumento en la eficiencia de utilización del almidón a nivel intestinal con respecto a su utilización en el rumen, ya que la glucosa tiene mayor eficiencia de utilización a nivel tisular que los ácidos grasos ruminales (Relling y Mattioli 2003). En el caso de raciones con tubérculos de camote, puede ser que un nivel bajo de degradabilidad ruminal del almidón no afecte la actividad microbiana, ya que el almidón presenta contenido relativamente alto de azúcares (7.50 %, FEDNA 2015) de fácil utilización por los microorganismos.

La ECA solo resultó afectada por el PER (P < 0.010), con menor  conversión en el segundo período (5.22 y 6.26 kg MS consumida/kg de aumento de peso vivo), producto de mayor CMS. La ECA promedio fue 5.74 kg MS consumida/kg de aumento de peso vivo, lo que se corresponde con los valores informados por Arelovich et al. (2012) en dietas basadas en grano de  maíz. La ECPB y ECEM resultaron con valores promedios de  0.732 kg y 15.13 MJ/kg de aumento de peso vivo, respectivamente.

El costo de producción del ensilaje útil para el animal fue de $0.052/kg fresco ($0.159/kg MS, $: dolar americano) y el precio de mercado del grano de maíz molido fue de $0.540/kg fresco (0.614/kg MS). El costo de alimentación CAL resultó afectado por NE (P < 0.0001) y PER (P < 0.0001), no así por NE*PER (P ≥ 0.450). El NE afectó linealmente el CAL (figura 1).  Al comparar T0 con las raciones basadas en ensilaje integral de camote, se observó disminución de 15.1, 34.4 y 46.0 % en el CAL para T33, T75 y T100, respectivamente. Sobre la base de la ganancia de peso vivo, el costo de alimentación disminuyó en la medida que se incrementó NE, con valores de $2.08, 1.92, 1.40 y 1.23/kg de aumento de peso para T0, T33, T75 y T100, respectivamente. Con respecto a T0, el costo de alimentación por kilogramo de aumento de peso vivo disminuyó 7.7, 32.7 y 40.7 % para T33, T75 y T100, respectivamente.

Se concluye que el ensilaje integral de camote no afectó la ganancia de peso vivo ni conversión alimentaria, lo que nutricionalmente  hace  viable su utilización en la  sustitución del grano de maíz en dietas  para bovinos en crecimiento. Para maximizar la respuesta económica, se recomienda nivel de sustitución de 100 % del grano de maíz por ensilaje integral de camote.

AGRADECIMIENTOS

Se agradece a la Secretaria Nacional de Ciencia, Tecnología e Innovación (SENACYT, Panamá) por el apoyo financiero para la realización de esta investigación. Se expresa además gratitud a la Facultad de Ciencias Agropecuarias y Vice-Rectoría de Investigación y Post-grado de la Universidad de Panamá por la ayuda técnica, financiera y logística para la realización de esta investigación.

REFERENCIAS

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Recibido: 21/6/2016

Aceptado: 17/4/2017

M. H. Ruiloba. Grupo de Ciencia y Tecnología para el Desarrollo, GRUCITED. República de Panamá. Email: carlostomas_21@hotmail.com