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Introducción
En el trópico húmedo del sureste de México se presentan tres épocas del año bien definidas que son: época de lluvias (junio-septiembre), “nortes” (octubre-enero) y secas (febrero-mayo), las cuales afectan la cantidad y calidad del forraje. Gray et al. (1987) mencionan que el conocimiento de la distribución de la producción y la calidad de los forrajes durante el año, es una herramienta para planear su utilización. Adesogan et al. (2000) indican que la composición química de los forrajes varía con la edad fisiológica, tiempo de pastoreo o de cosecha, especie y variedad de las pasturas, grado de contaminación y la fracción botánica; mientras que, Jarillo-Rodríguez et al. (2011) sugieren a la época del año como principal factor que afecta la calidad nutritiva del forraje, sobre todo en la temporada de lluvias, debido a la alta producción de forraje y al aumento en el contenido de pared celular, con lo que disminuye el contenido de proteína y la digestibilidad de la pared celular.
Por otro lado, McDowell (1985) ha resaltado que en las áreas tropicales existen amplias deficiencias de minerales, desbalances y toxicidades siendo las deficiencias de Cu y P los más limitantes en la producción ganadera. De acuerdo con McDowell y Arthington (2005), la evaluación del estado mineral en el ganado y de las fuentes de donde los adquiere (agua, suelo, forraje y suplementos), permite proponer alternativas para la corrección de las deficiencias minerales bajo condiciones específicas. Asi mismo, estudios realizados en México (Morales et al., 2007; Domínguez y Huerta 2008; Vazquez et al., 2011 y Vieyra-Aberto et al., 2013) destacan la importancia de la evaluación mineral para identificar los desbalances de minerales y sus interrelaciones ya que los factores relacionados con el suelo, la planta y los animales pueden afectar la concentración y disponibilidad de los minerales, causando desequilibrios en los requerimientos de los animales.
Por lo anterior, el objetivo de esta investigación fue determinar el contenido de proteína cruda, fibra detergente neutro, fibra detergente ácido y minerales de los forrajes estudiados en un sistema de producción de bovinos de doble propósito en pastoreo para detectar las épocas críticas y las limitantes en cuanto a la calidad del forraje ofrecido y proponer medidas correctivas.
Materiales y métodos
Localización y características del área de estudio
El trabajo se realizó de octubre de 2012 a septiembre de 2013 en cinco ranchos ganaderos con un sistema de producción de bovinos doble propósito en pastoreo, situados en el ejido Punta Arenas, Municipio de Catazajá, Chiapas, México. Esta comunidad está ubicada entre las coordenadas 17° 46’ 50” latitud norte con 92° 06’ 50” longitud oeste y 17° 43’ 13” latitud norte con 92° 01’ 03” longitud oeste, con clima cálido húmedo con lluvias todo el año (Af) (57.41%) y cálido húmedo con abundantes lluvias en verano (Aw) (42.59%), con precipitación promedio anual de 2 600 mm (Tamayo 1985) y temperatura media anual de 26 °C (INEGI 2009), con alturas que van de 9 a 10 msnm. La región se caracteriza por tener tres épocas en el año bien definidas similares a las descritas por Escobedo (1989) que son la época de “nortes” (octubre-enero) con bajas temperaturas y cielo nublado, la época de lluvias de moderadas a intensas (junio a septiembre), y la época seca (febrero a mayo) con falta de humedad, mayor irradiación solar y temperaturas elevadas. Los forrajes predominantes en los potreros son: Paspalum notatum (ranchos 1, 3 y 4), Brachiaria humidicola (Rancho 2), Brachiaria brizantha y Brachiaria hibrida (Rancho 5).
Obtención de muestras
En todos los ranchos ganaderos se tomaron muestras de forraje utilizando jaulas de exclusión considerando el procedimiento propuesto por Mannetje y Jones (2000); también se tomaron muestras del forraje disponible en las praderas para el pastoreo de los animales mediante muestreo manual dirigido “Hand Plucking” (Le Du y Penning, 1982) para compararlas con la composición nutrimental de las jaulas de exclusión.
Técnica de jaulas de exclusión: se utilizaron 30 jaulas de exclusión de 0.5 m de ancho x 1 m de largo x 1 m de alto hechas con varilla corrugada de media pulgada de grosor recubierta de una malla metálica. La ubicación de las jaulas consideró la variación de la altura del forraje seleccionando tres estratos: bajo, medio y alto, colocando aleatoriamente dos jaulas de exclusión por cada estrato, para un total de seis jaulas por cada rancho ganadero. Antes de comenzar el muestreo (30 días antes), se cortó el forraje en el área de la jaula de exclusión a una altura de 2 a 3 cm del suelo (Pérez- Prieto y Delegarde, 2012), posteriormente las muestras de forraje se cortaron a la misma altura cada 30 días utilizando un cuadrante de 0.25 m2 dentro de la jaula, después se cortó el forraje restante a la misma altura dentro y alrededor de la jaula aula de exclusión para evitar interferencia de luz solar del forraje adyacente. El forraje cosechado mensualmente en las jaulas de exclusión se utilizó para analizar al contenido de FDN y FDA, mientras el forraje cosechado durante los meses de septiembre (lluvias), enero (nortes) y mayo (secas) se utilizó para determinar el contenido de PC y minerales.
Técnica de Hand Plucking: esta técnica se llevó a cabo simulando la actividad de pastoreo del ganado (Fick et al. 1979) colectándose cinco muestras de 400 g de forraje en cada rancho durante los meses de septiembre (lluvias), enero (nortes) y mayo (secas) para determinar el contenido de PC, FDN, FDA y minerales.
Las muestras de forraje fueron colocadas en bolsa de papel y fueron pesadas en una báscula digital. Posteriormente, el forraje colectado fue secado en una estufa de aire forzado a 65 °C durante 48 h; las muestras secas de forraje se pesaron para determinar el peso seco de cada muestra, se molieron en un molino de martillo y luego en un molino de aspas (Wiley) con criba de 1 mm (Fick et al., 1979), y se almacenaron en bolsas de plástico para las determinaciones de PC, FDN, FDA y los minerales Cu, Fe, Zn, Ca, Mg, Na, K y P. Adicionalmente, se tomaron los datos de precipitación pluvial (PP) y temperatura (T°) de la estación meteorológica ubicada en la ciudad de Catazajá, Chiapas a cargo del departamento de Protección Civil Municipal (Figura 1).
Análisis de laboratorio
El análisis de PC, FDN, FDA y minerales en el forraje se realizó en el Laboratorio de Nutrición de Rumiantes del Posgrado en Producción Animal de la Universidad Autónoma Chapingo (UACH). Para obtener el valor equivalente al contenido de PC, se determinó el contenido de nitrógeno (N) del forraje con un Analizador 2400
Series II CHNS/O, marca Perkin-Elmer en modo CHN. Posteriormente, el contenido de N fue multiplicado por 6.25 para obtener así el porcentaje de proteína total de la muestra (AOAC, 1995). El contenido de fibra detergente neutro (FDN) y fibra detergente ácido (FDA) de las muestras de forraje colectadas se determinó mediante el procedimiento descrito por Van Soest et al. (1991).
Las concentraciones de Cu, Fe, Zn, Ca, Mg, Na y K en el forraje se determinaron mediante la técnica de espectrofotometría de absorción atómica utilizando un espectrofotómetro de la marca Perkin Elmer modelo AAnalyst 700 de acuerdo con los procedimientos de Perkin-Elmer (1996). El contenido de fósforo (P) se determinó mediante el método colorimétrico (Fick et al., 1979; Clesceri et al., 1992) utilizando el espectrómetro de luz ultravioleta-visible de marca Perkin Elmer modelo Lambda 2. Las muestras de forraje usadas para el análisis de PC y minerales correspondieron a muestras compuestas al conjuntar muestras de forraje de cada época del año; se juntaron muestras para la época de nortes, época de secas, y época de lluvias. Para la determinación de FDN y FDAse utilizaron las muestras de forraje colectadas mensualmente.
Análisis estadísticos
Los datos de PC, FDN, FDA y minerales se analizaron mediante el modelo lineal general (GLM) del programa SAS (2004) para un diseño completamente al azar. El modelo estadístico para los datos de FDN y FDA de los forrajes cosechados en jaulas de exclusión consideró los efectos de rancho (Ri) [1, 2, 3, 4, 5], mes del año (Mj ) [octubre, noviembre...septiembre], época del año (Ek) [nortes, secas, lluvias], especie forrajera (Sl) [B. brizantha, B. humidicola, B. híbrido, P. notatum] y las interacciones (R*Mij), (R*Eik), (R*Sil), (M*Sjl) y (E*Sks); mientras los datos de PC únicamente se consideraron los efectos de rancho, época del año y especie forrajera; para los datos de minerales únicamente se consideró el efecto de rancho ganadero. Los datos del forraje disponible en las praderas cosechado mediante Hand Plucking se utilizaron para compararlos con los contenidos de PC, FDN, FDA y minerales de los forrajes de las jaulas de exclusión. Se utilizó la prueba de Tukey (Steel et al., 1997) para la comparación de medias de tratamientos.
Resultados y discusión
Composición nutrimental de los forrajes en jaulas de exclusión
Hubo diferencias estadísticas (p< 0.05) en el contenido de PC, FDN y FDA entre los ranchos y épocas del año, y en el contenido de FDN y FDA entre especies forrajeras. En el Cuadro 1 se presentan los valores de PC y fibras de los ranchos y especies forrajeras evaluadas.
Cuadro 1 Contenido de proteína (PC), fibra detergente neutro (FDN) y fibra detergente ácido (FDA) de cuatro especies forrajeras colectadas en jaulas de exclusión en cinco ranchos del sureste de México.
abc Medias en la misma columna sin una literal en común son diferentes (p< 0.05); *EEM= error estándar de la media; MS= materia seca.
Respecto a PC, las cantidades más bajas se presentan en el Rancho 4 y son similares en el resto de los ranchos. El bajo contenido de PC en el Rancho 4 con P. notatum como forraje dominante en la pradera puede deberse a la nula fertilización de las praderas de este rancho. Muchovej y Mullahey (1997) reportan contenidos de PC en un rango de 9.80 a 11% en P. notatum que son similares a los contenidos de PC en los ranchos 1, 3 y 4, donde P. notatum es el forraje dominante. Martín (1998) para el genotipo Brizantha spp. reporta un rango de 4 a 14.9% de PC. De acuerdo a Gates et al. (2001), P. notatum es una de las especies de mayor importancia económica en la ganadería por su alto valor nutritivo, producto de su elevada proporción hoja/tallo, así como también por su capacidad para tolerar bajas temperaturas gracias a una selección que ha buscado mejorar su adaptación a este tipo de estrés además de que este pasto permite una adecuada producción animal principalmente en la época de nortes (octubre a febrero) en el sureste de México (Juárez et al., 2004).
Los mayores contenidos de FDN lo presentó el Rancho 2, el cual tuvo una mayor producción de MS a través del año. Lemaire y Salette (1984) mencionan que hay una la relación negativa entre la producción de forraje y el contenido de proteína por lo que es necesario considerar simultáneamente ambas variables. Los contenidos de PC para los ranchos 1, 3, y 4 con P. notatum como forraje predominante en las praderas, se encuentran en el rango encontrado por Jarillo-Rodríguez et al. (2011) quienes reportan para Axonopus spp. y Paspalum spp. contenidos de PC de 8.2-15.25%, FDN de 61.8-70.8% y de FDA de 32.1-43.8% en el trópico mexicano; mientras Ortega-Gómez et al. (2011) reporta contenidos de PC de 7.6%, FDN de 73% y FDA de 42.8%para Brachiariasspp. De Vargas et al. (2013) reportan contenidos de PC de 10.3-13%, FDN de 64.6-66.4% y FDA de 30.4-33.7% para B.hibrida. De acuerdo con estos resultados, el Rancho 5 con B. brizantha y B. hibrida como pastos dominantes en la pradera, puede considerarse como el de mayor calidad, con respecto al forraje del resto de los ranchos, debido a su mayor contenido de PC y menor contenido de FDN, lo contrario al Rancho 2 por su mayor contenido de FDN. Según Taiz y Zeiger (2002) y Venuto et al. (2003), las diferencias entre hábitos de crecimiento, morfología y metabolismo carbonado determinan, entre otros factores, la variabilidad en el contenido de proteína de los pastos. La época afectó (p< 0.05) el contenido de PC. En la Figura 2, se presenta el contenido de PC en los forrajes de las épocas del año estudiadas.
Como se observa, el contenido de PC fue mayor (p< 0.05) en la época seca (13.93%), respecto la época de nortes (10.80%) y lluvias (9.26%), lo que representa que los forrajes en la época seca tuvieron a 39 y 40% más PC que los forrajes en la época de nortes y lluvias, respectivamente. Arteaga (2014) encontró contenidos diferentes de PC respecto al presente estudio en el orden de 14.63, 11.05, y 14.35% para la época de nortes, lluvias y secas respectivamente, sin embargo, coincide en que los mayores niveles de PC se presentan en la época seca. Así, se puede sugerir que la calidad del pasto, respecto a su contenido de PC disminuye en la época de lluvias lo cual puede ser asociado con el crecimiento rápido del pasto en esta época. Greenwood et al. (1990) y Marino et al. (2004) entre otros han denominado a dicho fenómeno “dilución del nitrógeno (N)”, o dilución de la proteína (N x 6.25).
Estos resultados concuerdan con lo mencionado por Lorenzo et al. (2012) quienes mencionan que en el período de lluvia se produce un proceso de dilución de N, en el cual la relación de la PC con otros componentes de la MS disminuye, debido al crecimiento alcanzado por el pasto, por las condiciones favorable de luz, temperatura y humedad de la época de lluvias. Así, en este caso la dilución de la proteína puede atribuirse al incremento de la producción de MS en la época de lluvias, lo que pudo incrementar el porcentaje de tallos y el aumento del contenido de pared celular, ya que son elementos que afectan, la digestibilidad y PC de los pastos (Jarillo-Rodríguez et al., 2011). Sin embargo, Cuadrado et al. (2005) reportan contenidos de PC de 9.8% en época de lluvias y 7.8% en la época seca en B. Hibrida y de 8.3% en la época de lluvias 7.2% en la época seca en B. decumbens en el Valle del Sinú, Colombia.
Respecto a FDA fue mayor en los meses de la época seca (36.12%), seguido de los meses de la época de nortes (34.02%) y los meses de la época de lluvias (32.35%), lo que representa que en la época seca los forrajes tuvieron 6 y 12% más FDA que en la época de nortes y lluvias, respectivamente; en general, en los meses de noviembre (69.20%) y diciembre (68.51%) correspondientes a la época de nortes, y los meses de junio (69.70%) y julio (73.21%) correspondientes a la época de lluvias fue cuando se presentaron los mayores contenidos de FDN y las menores cantidades de FDA. La cantidad de FDN y FDA son diferentes a los mencionados por Cuadrado et al. (2005) quienes reportaron contenidos de 62.5% de FDN en la época de lluvias y de 64.4% en la época seca; y contenidos de 40.1% de FDA en la época de lluvias y de 43.2% en la época seca en B. hibrida; mientras para B. decumbens reportan 52.7% de FDN en la época de lluvias y de 62.4% en la época seca; y contenidos de 46.9% de FDA en la época de lluvias y de 48.3% en la época seca en el Valle del Sinú, Colombia. Igualmente, Garcés (2005) también reporta valores en pasto mulato de 62.5% de FND, 40.1% y 9.8% de FAD en Colombia.
Figura 3 Producción de fibra detergente neutro (FDN) y fibra detergente ácido (FDA) en forrajes en los meses del año en el sureste de México.
Estos resultados son similares a los reportados por Arteaga (2014) quien reporta menores (p< 0.05) contenidos de FDN en la época seca (59.77%), respecto a la época de lluvias (63.39%) y nortes (62.45%); sin embargo, este mismo autor no encontró diferencias (p> 0.05) en el contenido de FDA en la época seca (32.50%), respecto a la época de lluvias (34.26%) y nortes (32.44%). De acuerdo a lo anterior, se infiere que la calidad de los forrajes disminuye en la época de lluvias y nortes. Respecto a la época de lluvias posiblemente se deba a las condiciones favorables para el mayor crecimiento de los forrajes y al aumento de la cantidad de tallos con el consecuente aumento de FDN (celulosa, hemicelulosa, lignina y cutina), que son componentes de la pared celular. Mientras para la época de nortes puede deberse al aumento de material muerto provocado por la humedad y la baja incidencia de luz solar con cielo nublado característico de esa época.
Hubo diferencias (p≤ 0.05) entre ranchos en las concentraciones de Cu, Fe, Zn, Ca, Mg, Na, K y P (Cuadro 2).
Cuadro 2 Concentración mineral en forrajes protegidos con jaulas de exclusión en cinco ranchos en el sureste de México.
abc Medias en la misma columna sin una literal en común son diferentes (p< 0.05); *EEM= error estándar de la media; (1)Nivel mínimo en base a los requerimientos del ganado bovino (McDowell y Arthington, 2005); (2)Niveles máximos tolerables de cada mineral en la dieta de bovinos (NRC, 2005).
Las diferencias en las concentraciones de minerales de los forrajes entre los ranchos pueden corresponder a las concentraciones de minerales en los suelos. En México se ha reportado una amplia variación del contenido mineral en los suelos de las regiones de clima tropical (Cabrera et al., 2009) y clima templado (Domínguez y Huerta, 2008), así como en otras partes del mundo (Pereira et al., 1997; Sharma et al., 2003; Ndebele et al., 2005) destacando niveles bajos de Cu y Zn y elevados de Fe, lo cual se refleja en la composición mineral del forraje que comen los animales (Whitehead, 2000).
Muñoz-González et al. (2014) en la misma zona de estudio encontraron diferencias (p< 0.0001) entre las épocas del año en las concentraciones de Cu, Fe, Zn, Ca, Mg, Na, K y P, siendo la época de lluvias donde se presentan las menores concentraciones de Cu, Fe, Zn, Mg y Na. Estos autores reportaron en la misma zona de estudio concentraciones de Cu,FeyZnde4.93,253y31mgkgydeCa,Mg,Na,KyPde 0.31, 0.23, 0.09, 196 y 0.22%, respectivamente, para la época de lluvias; concentraciones de Cu, Fe y Zn de 6.37, 275 y 36 mg kg-1; y de Ca, Mg, Na, K y P de 0.33, 0.25, 0.14, 1.73 y 0.21%, respectivamente, para la época de nortes; y concentraciones de Cu, Fe y Zn de 6.8, 298, 44 mg kg-1 y de Ca, Mg, Na, K y P de 0.42, 0.32, 0.15, 1.39 0.18%, respectivamente, para le época de secas. Domínguez-Vara y Huerta-Bravo (2008) reportaron concentraciones de Fe en forrajes más bajas durante la época lluvias (258 mg kg-1) y más altas en la época seca (761 mg kg), mientras que Vieyra- Alberto et al. (2013) reportan 114 y 149 mg kg de Fe en forraje para las épocas de lluvias y secas, respectivamente, en la Huasteca Potosina, México.
De acuerdo con Minson (1990) el incremento en el contenido de K y P en el forraje durante la época de lluvias y nortes se corresponde con la mayor acumulación de estos elementos durante el crecimiento activo de las pasturas en condiciones de mayor humedad en el suelo. Estos resultados son también congruentes con los reportados por Vieyra-Alberto et al. (2013) quienes obtuvieron en forrajes concentraciones menores de K y P (0.13 y 0.06 mg kg-1) durante la época seca y de 0.17 y 0.07 mg kg-1 de K y P, respectivamente, en la época de lluvias. En México, varios estudios han reportado efectos de la interacción entre la unidad de producción y la época del año en el perfil mineral de los forrajes. Domínguez- Vara y Huerta Bravo (2008) en el contenido de Cu, Zn, Mg, Na y P en forrajes de clima templado; Morales et al. (2007) analizando Fe, Zn y P también en forrajes de clima templado, y Muñoz- González et al. (2014) en la determinación de Cu, Fe, Zn, Ca, Mg, Na, K y P en forrajes del trópico húmedo mexicano.
De acuerdo con lo sugerido por McDowell y Arthington (2005) ninguno de los ranchos considerados en el presente estudio satisface los requisitos mínimos de Cu y P en el forraje para el ganado bovino. El 100, 28 y 72% de las muestras de forrajes tuvieron valores por debajo del nivel mínimo de Cu, Zn y P, respectivamente. Contrariamente, se tuvieron niveles elevados de Fe en las pasturas y el 7.6% de las muestras rebasaron los niveles máximos tolerables. Esto pudo deberse a cantidades altas de Fe en el suelo, lo que permitió que las plantas forrajeras presentes acumularan más Fe que el requerido por los bovinos (Kabata-Pendias, 2011). Según (Weiss et al., 2010) más de 250 mg kg-1 de Fe en la dieta de bovinos incrementa el estrés oxidativo y disminuye el status del Cu, la salud, la producción, el consumo y la digestión de la fibra. Por otro lado, Genther y Hansen (2014) concluyen que las dietas bajas en Cu antagonizan con altos niveles de Fe y Mo, disminuyendo las reservas de Cu en el hígado. Además de la variabilidad en el contenido mineral de los forrajes, se agrega la interferencia y antagonismo natural o provocado entre algunos elementos (como el Cu y Fe), como factores que limitan la disponibilidad de las fuentes minerales, afectando su valor nutritivo o promoviendo una potencial toxicidad por el exceso (Suttle, 2010).
Arteaga (2014) encontró la misma tendencia en el contenido de PC, con mayores contenidos de PC en el forraje acumulado en jaulas de exclusión comparados con el forraje disponible para el apacentamiento en el oriente de Puebla, México. Lo anterior, indica las ventajas que proporciona el corte periódico del forraje, en este caso cada 30 días, en la composición nutrimental de los forrajes. De manera concreta se puede sugerir que la calidad nutrimental del forraje se incrementa cuando se corta de manera periódica, evitando la acumulación de material senescente con mayor contenido de pared celular de menor calidad, lo cual se puede lograr mediante una rotación adecuada de potreros para que los animales consuman forrajes de mejor calidad. De acuerdo con Dillon et al. (2005) el manejo del pastoreo es un factor clave en la determinación de la eficiencia de los sistemas lecheros basados en forrajes. Es reconocido como la principal herramienta para el control de la utilización del pasto y la producción por vaca, y alcanzar el equilibrio óptimo entre estos factores es el principal objetivo de las granjas lecheras tratando de lograr la máxima rentabilidad. Una cuestión importante es; sin embargo, la falta de control sobre la calidad y disponibilidad de alimento durante todo el año.
Conclusiones
La composición nutrimental de los forrajes en el trópico húmedo mexicano es afectada por la época del año ya que el contenido de proteína cruda (PC) en los forrajes en la época seca tuvieron 39 y 40% más PC que los forrajes en la época de nortes y lluvias, respectivamente. Los valores más altos de fibra detergente neutro (FDN) se presentaron en la época de lluvias con 4 y 12% más FDN que en la época de nortes y secas, respectivamente; mientras que los forrajes en la época seca tuvieron 6 y 12% más fibra detergente ácido (FDA) que en la época de nortes y lluvias, respectivamente.
Existen deficiencias de cobre (Cu), cinc (Zn) y fósforo (P) en los forrajes estudiados ya que el 100, 28 y 72% de las muestras de forrajes tuvieron valores por debajo del nivel mínimo de Cu, Zn y P, respectivamente. Además se encontraron niveles elevados de Fe en las pasturas y el 7.6% de las muestras rebasaron los niveles máximos tolerables.
La calidad nutrimental de los forrajes se mejoró mediante el corte de los forrajes de manera periódica ya que los forrajes colectados en las jaulas de exclusión tuvieron 6, 10, 23, 11 y 53% más PC, FDA, Cu, Zn y Na, respectivamente, que los forrajes disponibles en la pradera.
