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Introducción
En la ganadería extensiva, la principal limitante en la producción animal es la disponibilidad y calidad del forraje (González-Garduño et al. 2013), debido a que la dieta de los rumiantes está basada en gramíneas, cuya productividad y calidad depende de factores ambientales como la temperatura, precipitación, radiación solar, tipo de suelo, entre otros (Mohamed et al. 2004). En los climas cálidos del trópico se tienen diversos forrajes que aportan alto contenido de energía, entre los que destaca la caña de azúcar (Saccharum officinarum); gramínea con rendimientos de forraje de entre 60 y 120 t ha-1 año (Aguilar-Rivera et al. 2011) y de 7 a 14 t ha-1 de azúcar, la cual puede ser una alternativa para alimentación de ruminantes (Missio 2016). El uso de la caña molida tiene limitantes nutricionales debido a su bajo contenido de proteína cruda (2 al 3%) y poco contenido mineral (Aguirre et al. 2010); también tiene lenta tasa de pasaje (Martín 2009) y baja digestibilidad de fibra (Oliveira et al. 2012), por lo que como alimento único no cubre los requerimientos de los rumiantes (NRC 2007). Para mejorar su calidad nutritiva se ha optado por aplicarle la fermentación en estado sólido (FES), en la que se desarrollan microorganismos en materiales sólido-húmedos naturales o sintéticos, que actúan sólo como soporte, impregnados en la solución que contiene la sustancia nutritiva (Julián-Ricardo y Ramos-Sánchez 2007). En la caña, la FES se realiza por su alto contenido de azúcares que se usan como fuente de energía para los microorganismos (Ramos et al. 2006, Martín 2009). La Saccharina es un producto obtenido por fermentación de los tallos de caña de azúcar desprovistos de las hojas, suplementado con urea y sales minerales, que se somete al proceso de FES (Elias et al. 1990). Para mejorar la calidad nutritiva de la Saccharina, se ha optado por añadir algunos productos durante el proceso de fermentación, como los granos de maíz (Elias y Lezcano 1994) o sorgo (Blardony-Ricardez et al. 2013), además de desechos de cítricos, pulido de arroz y otros ingredientes energéticos o proteicos; para disminuir el contenido de fibra e incrementar la eficiencia de fermentación (Ramos et al. 2006, Cárdenas et al. 2008).
La evaluación de la degradación efectiva (DE), permite medir la cantidad de material disponible para el animal después de la degradación del alimento; con esta técnica, se puede comparar la eficiencia con la que el alimento consumido es aprovechado en el rumen del animal (Noguera y Posada 2007). Lo anterior ayuda a comprender el comportamiento productivo del animal (Salinas-Chavira et al. 2013). Por ello, el objetivo del presente trabajo fue estudiar el efecto de la inclusión de maíz molido en dietas integrales basadas en caña de azúcar fermentada en sólido (Saccharina), en el cambio de la degradación efectiva in situ en bovinos, y en el consumo y cambio de peso de ovinos de pelo.
Materiales y métodos
Localización
El estudio de crecimiento de los corderos se realizó en una unidad de producción de ovinos en Pueblo Nuevo, Municipio de Salto de Agua, Chiapas, el cual se encuentra a una altitud de 85 msnm, con coordenadas 17° 34’ LN y 92° 20' LO. El clima de la región es Af (m) w”(i”)g, es decir, cálido húmedo con lluvias todo el año. La temperatura promedio anual es 26.6 °C y la precipitación de 3 289 mm (García 1988).
Elaboración de las dietas
Para las dietas se utilizó caña de azúcar (54 a 84 %), pasta de soya 4 %, maíz molido en proporciones de 10, 20, 30 y 40 % (MM), urea 1 %, sulfato de magnesio 0.5 % y minerales 0.5 % (mezcla comercial de macro y micro-minerales para ovinos). La caña de azúcar se obtuvo en la misma unidad de producción donde se realizó el experimento, la cual se cortó y se eliminaron las hojas un día antes de su utilización, para luego moler los tallos en una picadora de forrajes marca Power de 8 HP, modelo PFA 3000. Para después mezclar todos los ingredientes y extender la mezcla sobre piso de cemento y dejar fermentar por 24 h. Para luego empaquetarla para su conservación en bolsas de polietileno de 15 kg, a las que se les extrajo el aire para permitir la fermentación anaerobia (Monroy et al. 2006). Los períodos de conservación del alimento fueron de ocho a 12 d, el alimento se suministró a los animales de acuerdo a las cantidades diarias establecidas en el experimento. De cada una de las dietas se tomó una muestra y se determinó la composición química y la fracción de FDN (Tabla 1) de acuerdo con AOAC (Horwitz y Latimer 2005) y Van Soest et al. (1991).
Comportamiento productivo de ovinos
Para evaluar el comportamiento productivo se utilizaron 24 corderos cruza Katahdin x Pelibuey, destetados, de cuatro meses de edad, con peso promedio de 17 ± 3.0 kg, con los que se formaron cuatro grupos de seis coderos. El experimento tuvo una duración de 77 d, sin contar el período de adaptación, por lo que en total fueron 92 d. En este período se midió y registró el consumo de alimento y el peso vivo (PV). Actividad que se realizó por la mañana antes de ofrecer el alimento del día. La ganancia diaria de peso se determinó cada semana para obtener el cambio de peso vivo entre los días transcurridos.
Los corderos se colocaron en corrales individuales con piso de cemento, cada corral contaba con comedero y bebedero individual. Los corderos se desparasitaron al inicio del experimento con albendazol a dosis de 10 mg kg-1 PV por vía oral, además se realizó un muestreo de sangre para determinar el volumen celular aglomerado y descartar problemas de anemia por parásitos. También se vacunaron contra septicemia hemorrágica (Pasteurella multocida) y fiebre carbonosa (Clostridium spp). El periodo de adaptación fue de dos semanas, proporcionando Saccharina en la primera semana, y una combinación de Saccharina con MM de acuerdo a los porcentajes establecidos en cada tratamiento durante la segunda semana. El alimento se proporcionó dos veces al día, proporcionando de 2 a 3 kg para permitir un rechazo de al menos 30 %, y así asegurar que el consumo fuera a libertad. Para medir el consumo voluntario de cada uno de los animales, se registró el peso del alimento ofrecido y el rechazado de forma individual. La eficiencia de ganancia de peso se calculó como la ganancia de peso (diferencia entre el peso final - peso inicial) de cada animal, entre el consumo total de cada animal (kg de ganancia de peso vivo / kg de MS consumida).
Degradación in situ en bovinos
Se determinó el contenido de MS y FDN de la Saccharina, Saccharina + 10 % de MM, Saccharina + 20 % de MM, Saccharina + 30 % de MM y Saccharina + 40 % de MM. La degradación se obtuvo de tres muestras de cada uno de los tratamientos, las cuales se introdujeron en dos bovinos machos (Orskov y McDonald 1979), fistulados, cruza de Holstein x Cebú, de cuatro años de edad, para obtener un total de seis repeticiones por muestra, con excepción de las muestras del tiempo cero, con tres repeticiones. Se evaluaron siete tiempos (0, 2, 4, 6, 12, 24 y 36 h), por lo que en total se tuvieron 195 muestras. Después de la degradación ruminal las bolsas se extrajeron y se lavaron con agua corriente, para después secarlas en estufa y pesarlas. Posteriormente se calculó la degradación con la fórmula: Porcentaje de degradación = (peso inicial de la muestra - peso residual de la muestra) / (peso inicial de la muestra) X 100. Con los valores obtenidos del porcentaje de degradación se estimó la degradación efectiva a las 36 h.
Degradación efectiva y variables cinéticas
Para determinar la DE de la MS (DEMS), fracción no degradable (U) de la MS (UMS), fracción soluble (FS) de la MS (FSMS), tasa de degradación (kd) de la MS (kdMS), DE de la FDN (DEFDN), U de la FDN (UFDN), FS de la FDN (FSFDN) y kd de la FDN (kdFDN) a las 1 000 h, se modificó un sistema de ecuaciones diferenciales desarrollado por Olivera et al. (2014) a partir de los conceptos de degradación efectiva (Noguera y Posada 2007). La modificación permitió estimar las variables indicadas, y con un sistema de cuatro ecuaciones diferenciales, se describió el comportamiento de variables de estado, S, D, SE y DE, con el siguiente sistema de ecuaciones: dSdt=-Degradación, dSEdt=-Degradacion_efectiva-Pasaje, dDdt=Degradación, dDEdt=Degradación_efectiva, Pasaje=kp*SE, Degradación=kd*S, Degradación_efectiva=kd*SE y US = U+S. Con valores iniciales: S0=100- FS-U; SE0=100-FS-U; D0=FS; DE0=FS; U=10; FS=50; kd=0.03; kp=0.03. Dónde: S=Cantidad de substrato residual utilizado para la descripción de la D, SE=Cantidad de substrato residual utilizado para la descripción de la DE, U=Material no degradable, D=Material degradado, DE=Material degradado tomando en cuenta la tasa de pasaje y FS=Fracción soluble. La variable D se ajustó a las curvas de degradación in situ de cada tratamiento para estimar la U, FS y kd. La DE correspondió al valor de la variable del mismo nombre, utilizando un kp=0.03, a las 1000 h. Para el ajuste de los parámetros y la obtención de la DE se utilizó el paquete de computo Berkeley Madonna v8.01.
Diseño experimental y análisis estadístico
Debido a que en una prueba preliminar se observó que una dieta a 0 % MM, generaba pérdidas de peso en ovinos, se descartó este tratamiento. Pero se consideró en las pruebas de degradación, con el fin de discriminar las características nutricionales de la Saccharina en relación con las dietas donde se incluyó el MM. Para la evaluación de la degradación se realizó un experimento de factorial 5 x 7; donde el factor A fue la dieta (Saccharina + porcentaje de MM), que se evaluó en los niveles de 0, 10, 20, 30, y 40 % de MM; y el factor B fue el tiempo de degradación a las 0, 2, 4, 6, 12, 24, y 36 h. La combinación de los dos factores y sus respectivos niveles generó un total de 35 tratamientos, que se alojaron en un diseño experimental de bloques al azar generalizado con tres repeticiones. Cada uno de los dos bovinos fistulados utilizados en el experimento constituyó un bloque. Para evaluar la degradación de la MS, y la degradación de la FDN, se realizó un análisis de varianza de acuerdo al diseño experimental propuesto y al siguiente modelo lineal mixto: Yijkl = µ + βi + ⍺j + γk + πijk+ θjk + eijkl ; Donde: i = 1,2; j = 1,2,. . . ,5; k = 1,2,. . . ,7; l = 1,2,3.
Donde: Yjki, representa la observación en el i-ésimo animal o bloque, j-ésimo nivel del factor A con el k-ésimo nivel del factor B y la l-ésima repetición; µ, es la media general; βi, es igual al efecto aleatorio del l-ésimo animal; ⍺j, equivale al efecto fijo del j-ésimo nivel del factor A; γk, es el efecto fijo del k-ésimo nivel del factor B; πijk, es el efecto aleatorio de la interacción animal x A x B; θjk, es la interacción A x B y eijkl es el error aleatorio. De igual forma, la DE, la FS y la kd fueron analizadas de acuerdo al diseño experimental mencionado, pero sin incluir el factor tiempo de degradación (horas) en el modelo: Yijkl = µ + βi + ⍺j + eijkl.
Para analizar las variables peso vivo inicial, peso vivo final, consumo de MS, ganancia diaria de peso (GDP), y eficiencia de la ganancia de peso, se utilizó un diseño experimental completamente al azar con seis repeticiones. Los tratamientos evaluados fueron las dietas con 10, 20, 30 y 40 % de MM. Para la interacción A x B (Dieta por tiempo) y efectos principales que fueron significativos (p ≤ 0.05) se realizó la prueba de comparación múltiple de medias de Tukey. También se efectuaron contrastes ortogonales entre los tratamientos de inclusión de MM 10 y 20 contra 30 y 40 % para las variables consumo de MS, ganancia diaria de peso (GDP), y eficiencia de la ganancia de peso. La información se procesó con los procedimientos GLM y MIXED del software para análisis estadístico SAS versión 9.2.
Resultados
Degradación efectiva y variables cinéticas
En la FES se observaron diferencias en las variables DMS y DFDN que se pueden atribuir a la interacción dieta y tiempo de degradación (p < 0.01) y al efecto aleatorio del animal (p < 0.05). La interacción entre las dietas y los tiempos, indica que cada dieta tuvo diferente comportamiento en cada tiempo de observación (Tabla 2). La degradación de la MS de la dieta sin MM (0 %) presentó los valores más bajos en todos los tiempos evaluados después de las 0 h (57.18 %), mientras que en el tiempo 0, la dieta con 40 % evidenció el valor más bajo (47.2 %) pero finalizó con el valor más alto (86.3 %) a las 36 h (Tabla 2). Mientras que la dieta con 10 % de MM presentó los valores más altos de degradación en comparación con las otras dietas hasta las 12 h. Pero a las 24 y 36 h todas las dietas fueron similares, con excepción de la dieta con 0 % de MM (Tabla 2, Figura 1). Para los promedios de las dietas, se observó que el tratamiento con 10 % de MM tuvo los promedios de degradación de MS (75.97 %) y de FDN (53.7 %) más altos, y se comportaron de manera diferente (p < 0.05) que las otras dietas (Tabla 3). Para la FDN, las dietas con 10 y 20 % de MM tuvieron los mayores valores de degradación, mientras que las dietas con 0 y 40 % de MM tuvieron los menores valores en casi todos los tiempos.
Tabla 2. Efecto de la interacción dieta por tiempo en la degradación de la materia seca y la fibra detergente neutro.
abc Medias con diferente superíndice en la misma columna son estadísticamente diferentes (P ≤ 0.05). * Saccharina con el porcentaje respectivo de maíz molido. E.E Error estándar de la media.
Figura 1. Degradación in situ de la materia seca (a) y la fibra detergente neutro (b) para todos los tratamientos.
Tabla 3. Efecto de la dieta en la degradación de la materia seca y fibra detergente neutro.
abc medias con diferente superíndice en columnas son estadísticamente diferentes (p ≤ 0.05)
El análisis de varianza presentó diferencias significativas (p ≤ 0.05) entre las dietas para las variables DEMS, FSMS, kdMS, DEFDN, FSFDN y kdFDN (Tabla 4). Para la DEMS el menor valor lo tuvo la dieta con 0 % de MM (73.60 %), con diferencias significativas (p < 0.05) con las otras dietas, mientras que entre las dietas de 10 a 40 % no se observaron diferencias. La UMS al 0 % tuvo el valor más alto con respecto a las otras dietas, encontrándose únicamente diferencia estadística (p < 0.05) con la dieta al 40 % de MM. La FSMS fue superior en las dietas con 10 y 20 % de MM (p < 0.05). En la kdMS no se observaron diferencias entre las dietas (Tabla 4). La mayor DEFDN correspondió a las dietas de 10 a 20 % de MM, mientras que las dietas de 0, 30 y 40 % presentaron los valores más bajos sin diferencias estadísticas entre ellas. Para la UFDN se tuvo el mayor valor en la dieta sin inclusión de MM (47.54 %) y el más bajo con 40 % de inclusión (p < 0.01). La FSFDN tuvo el valor más bajo con la dieta al 0 % de MM (18.7 %). Las dietas con 10, 20, y 30 % de MM fueron las que presentaron los valores más altos de FSFDN, sin diferencias estadísticas entre ellas, pero si entre las dietas con 10 y 40 % de MM. El parámetro kdFDN no presentó diferencias estadísticas, pero los valores se redujeron a partir del 10 % de MM (Tabla 4).
Comportamiento productivo de ovinos
En la engorda de los corderos, la dieta con 40 % de MM mostró el consumo de MS más alto durante el periodo de estudio (70.69 kg MS), seguida de la dieta con 30 % (59.60 kg MS), con diferencias significativas con las otras dietas (p < 0.01), pero no se encontraron diferencias en el consumo entre las dietas con 10 y 20 % de MM (Tabla 5). Los contrastes ortogonales mostraron que las dietas con 10 y 20 vs 30 y 40 % de inclusión fueron diferentes estadísticamente (Tabla 5).
Discusión
La dieta de Saccharina con 10 % de MM tuvo la mayor degradación (Tabla 3). Las diferencias observadas de los otros tratamientos con relación al 0 % se pueden atribuir al incremento en la cantidad de azúcares aportados por el MM en la dieta, debido al incremento en la fracción soluble, y la disminución de la fracción no degradable, en la MS y la FDN (Tabla 4), así como la aportación de energía, que fue aprovechada por los microorganismos (Ramos et al. 2006). Lo que confirma la importancia de considerar en los estudios de degradación, el tiempo de inclusión de un control (0 % de MM) en la evaluación de dietas fermentadas, ya que existen diferencias en la degradación de la MS y de la FDN entre los primeros niveles de fermentación como efecto de la adición de compuestos energéticos, de manera que los valores de DE aumentaron al pasar de una dieta sin MM (0 %) a una inclusión del 10 %, pero se mantuvieron sin cambios significativos en niveles mayores de inclusión, aún en el transcurso del tiempo de fermentación. Es importante resaltar los valores altos de las tasas de degradación, tanto de MS como de FDN, encontrados en la mayoría de las dietas (kdMS=0.236, kdFDN=0.254), aun cuando la Saccharina es un alimento fermentado con una cinética diferente a otras dietas, donde las bacterias modifican la estructura de los compuestos antes de ser sometidos al proceso de degradación ruminal, lo que cambia las proporciones y la velocidad de degradación del alimento y sus fracciones. Por lo que, en el proceso de preparación de la Saccharina, con la adición de MM, se busca mejorar la calidad y la cantidad del material aprovechable por el animal en el rumen a través del incremento de la fracción soluble y de las kd. En este sentido, el aumento de MM reduce la fracción no degradable de las dietas y aumenta la fracción soluble de la MS, incrementando la DE de todas las dietas superiores al 10 %. Aunque en un estudio con Saccharina el valor de kd observado estuvo entre 0.02 a 0.04 (Gaspar-Pinzón et al. 2011). Las diferencias en la kd entre estudios pueden atribuirse a los componentes de la dieta utilizados. Las dietas con valores de kd altos (de Castro-Menezes et al. 2011) se han observado en dietas elaboradas con tallos de caña que tienen mayor cantidad de azúcares y, por consiguiente, mejor degradación, en contraste con la caña integral que arroja menores valores de kd (López et al. 2003).
A diferencia de los pastos que tienen bajas tasas de degradación y limitaciones físicas (Rosales y Pinzón 2005), en una dieta fermentada, como la Saccharina, la degradación se reduce al mínimo a las 24 h, después de una fase rápida, inicial. Lo que apoya la idea de que, para este alimento fermentado, el proceso de degradación se finaliza antes de las 36 h; y significa, que la fase del alimento que potencialmente se degrada está agotada a esta hora de incubación, y que las incubaciones posteriores no aportarán mucho en términos de la descripción de la cinética del alimento, pero si influyen en el valor de la kd. Una adecuada descripción cinética de los procesos que tienen lugar al inicio de la curva de degradación, donde se da la mayor velocidad, puede mejorar la descripción del proceso biológico, ya que los puntos están distribuidos en el rango de incubación que tiene mayor importancia en la cinética de la degradación ruminal. En este sentido, el tiempo máximo debe estar relacionado con la velocidad del proceso y no a un tiempo predeterminado, que en este caso es cercano a 36 h de incubación. El aumento en la DE en la dieta al 10 % de MM es una consecuencia de la mayor cantidad de FS en la dieta. Pero el comportamiento similar encontrado al 40 % de inclusión es un reflejo del aumento del material degradable a expensas de la disminución de U. Mientras que la DE obtenida para MS y FDN (Tabla 4) indica que las dietas fermentadas modifican la estructura de las fracciones de las dietas.
Algunos estudios reportan un mejor consumo cuando se incluye entre 10 y 20 % de polvo de arroz en dietas basadas en Saccharina (Ruíz et al. 2005, Waclawovsky et al. 2010). El incremento en el porcentaje de inclusión de MM en la dieta integral de corderos incrementó el peso vivo y mayor ganancia de peso, en el tratamiento con 40 %, con el que se obtuvieron 0.12 kg por día por cordero, pero no se observaron diferencias estadísticas entre las dietas. Lo que se atribuye a la variabilidad entre los animales (Figura 2). Pero al evaluarse la ganancia de peso por medio de contrastes ortogonales se obtuvo diferencias significativas al comparar las dietas de 10 y 20 % vs 30 y 40 % de inclusión, pero no se encontraron diferencias entre la eficiencia de la ganancia de peso.
Figura 2. Peso vivo de corderos Pelibuey estabulados y alimentados con Saccharina adicionada con 10, 20, 30 o 40 % de maíz molido.
De acuerdo a los requerimientos de MS de los ovinos indicados por el NRC (2007), sólo la dieta con 40 % de inclusión de MM cubrió la cantidad recomendada, aunque la dieta con 30 %, se encontró muy cerca de los niveles de consumo de MS. Otra razón por la cual las ganancias de peso no fueron altas, se pudo deber a que los valores de proteína fueron bajos en todas las dietas y estuvieron en el nivel mínimo recomendado (14.5 % de PC) para lograr las ganancias de peso esperadas (NRC 2007), además, parte del nitrógeno provenía de la urea, lo que pudiera explicar la razón de que la dieta con 40 %, a pesar de que cubrió los requerimientos de consumo, no permitió alcanzar las GDP con diferencias significativas respecto a los otros tratamientos, ya que la urea es menos eficiente que otras fuentes de proteína.
Las ganancias de peso obtenidas con la dieta adicionada al 20 % de MM (90 g) es menor a la indicada para hembras (107 g) y machos (150-167 g) por Blardony-Ricardez et al. (2013). Una de las razones pudiera ser el menor porcentaje de proteína cruda en la dieta del presente estudio (14 %) en comparación con el contenido de PC de la dieta con sorgo que tuvo en promedio 20.0 %. Una posible razón de la diferencia en contenido de PC se atribuye a la calidad del MM, ya que el maíz adquirido de manera comercial para alimento de animales puede incluir algún porcentaje de residuos, mientras que el sorgo generalmente es grano limpio que se utiliza para la alimentación de animales.
Conclusiones
La adición de maíz molido, a las dietas de Saccharina, mejora la degradación de la MS y FDN desde un nivel de 10 % de inclusión en las dietas. Sin embargo, niveles altos de inclusión no tienen un efecto importante en el aumento de la degradación. El aumento de la degradación efectiva es consecuencia del aumento de la fracción soluble y de la disminución de la fracción no degradable, tanto de la MS como de la FDN, y no de la tasa de degradación. El aumento de nivel de maíz molido en la dieta mejora el consumo voluntario, pero no las ganancias de peso cuando se evalúan individualmente, pero si cuando se contrastan los niveles bajos contra los altos.
