Efecto del ensilado de cuatro leguminosas en mezcla con diferentes fuentes de carbohidratos sobre la fermentación, calidad nutritiva y producción de metano

Abstract

El objetivo de esta investigación fue determinar la calidad fermentativa, nutricional y la producción de metano in vitro de mezclas ensiladas de Vigna unguiculata, Arachis pintoi, Cratylia argentea y Erythrina poeppigiana con diferentes fuentes de carbohidratos (melaza de caña de azúcar, pulpa de cítricos deshidratada, maíz molido y fruto de guineo cuadrado). Todos los análisis fueron realizados en el laboratorio de bromatología del CINA de la Universidad de Costa Rica entre 2015 y 2016, los materiales forrajeros fueron cosechados en la finca Vocaré ubicada en Upala, Costa Rica, se utilizaron dos edades de corte 40 días para las especies herbáceas y 75 días para las especies arbustivas. Los experimentos de calidad de ensilaje y fraccionamiento de la proteína constan de un diseño factorial 4x4 con 16 tratamientos, mientras que los experimentos de valor nutritivo y producción de metano tienen un diseño multifactorial 4x4x2 de 32 tratamientos. Los forrajes fueron cortados a un promedio de 5 cm y colocados en bolsas plásticas para ensilaje, en dichas bolsas se almacenaron dejándolos en condiciones anaeróbicas durante 50 días. A todos los tratamientos se les evaluaron las características de calidad organoléptica (Color, Olor y Textura) y química (pH, NH3/NT y AGV) para ensilajes, además se determinó el perfil nutricional de las mezclas forrajeras tanto frescas como ensiladas. Además se analizó el fraccionamiento de la proteína, para conocer el comportamiento potencial de estos materiales ensilados al ser utilizados en alimentación de rumiantes. Toda la información se tabuló y se analizo mediante un modelo ANOVA, además se realizó un análisis de componentes principales, correlaciones canónicas y correlación de Pearson, para detectar posibles relaciones entre la producción de metano y todas las variables analizadas. Se determinó que las mezclas ensiladas presentaron características físicas de calidad media a buena y que estas características son influenciadas por la interacción entre la especie de leguminosa y la fuente de carbohidratos utilizada. Los valores de pH fluctuaron entre 4,5 y 5,8, además los valores de nitrógeno amoniacal variaron entre 4,3 y 14,6% NH3/NT, mientras que la concentración de ácidos orgánicos en los ensilados varió entre 0,8 y 6,5% MS para el ácido láctico, 2,5 y 6,9% MS para el ácido acético y 0,1 y 1,8% MS para el ácido butírico. Los tratamientos presentaron disminución en la concentración de materia seca y de los componentes de la fibra cuando se pasa de material fresco a ensilado, caso contrario la energía aumenta debido a una reducción de la FDA (1,0 – 18,5%), también potencialmente se afectaría el consumo voluntario de los animales estimado por cambios en la concentración de FDN (2,7 – 25,4%). El contenido de proteína cruda también disminuye debido a formación de nitrógeno amoniacal. De esta manera, los ensilados mostraron valores de PDR entre 30,6 y 60,4% PC y de PnDR entre 26,5 y 55,9% PC, aunque entre 9,9 y 24,0 % de la PnDR, pertenecen a la fracción C. La digestibilidad de la FDN afecta la producción de metano, aunque es mayor el efecto de los taninos en el forraje sobre esta variable. Así, los tratamientos que produjeron menos metano fueron los elaborados con Erythrina (12,57 L CH4/kg MSD), mientras que los de mayor producción fueron los de Vigna (16,21 L CH4/kg MSD) debido a diferencias en el contenido de taninos condensados en el forraje y mayor concentración de FDN digestible. La fuente de carbohidrato que redujo más la producción de metano fue el maíz (12,64 L CH4/kg MSD), en cambio los tratamientos que mayor cantidad de gas produjeron fueron los de fruto de guineo cuadrado (15,76 L CH4/kg MSD). Las mezclas forrajeras analizadas pueden proveer una adecuada cantidad de nutrimentos para animales, además pueden ser conservados y mantener una calidad física y química aceptable siempre y cuando no se utilicen fuentes de almidón como fuente de carbohidratos en la mezcla. Finalmente, tienen la capacidad de reducir la producción de metano debido a los taninos condensados en los forrajes y al almidón en las fuentes de carbohidratos, con respecto a otros forrajes tropicales.

The objective of this research was to determine the fermentation, nutritional quality and in vitro methane production of ensiled mixtures of Vigna unguiculata, Arachis pintoi, Cratylia argentea and Erythrina poeppigiana with different sources of carbohydrates (sugar cane molasses, dehydrated citrus pulp, ground corn and saba banana). All analyzes were carried out in the CINA bromatology laboratory of the University of Costa Rica between 2015 and 2016, fodder materials were harvested at the Vocaré farm located in Upala, Costa Rica, two species of cut age were used for 40 species Herbaceous and 75 days for shrub species. The silage quality and fractionation experiments of the protein consist of a 4x4 factorial design with 16 treatments, while the experiments of nutritive value and methane production have a multifactorial design 4x4x2 of 32 treatments. The forages were cut to an average of 5 cm and placed in plastic bags for silage, in these bags were stored leaving them in anaerobic conditions for 50 days. All the treatments were evaluated for organoleptic quality (Color, Odor and Texture) and chemical (pH, NH3 / NT and AGV) for silage. In addition, the nutritional profile of both fresh and ensiled forage mixtures was evaluated. In addition, the fractionation of the protein was analyzed to know the potential behavior of these silage materials when used in feed of ruminants. All data were tabulated and analyzed using an ANOVA model. In addition, an analysis of major components, canonical correlations and Pearson correlation was performed to detect possible relationships between methane production and all variables analyzed. It was determined that the ensiled mixtures presented medium to good physical characteristics and that these characteristics are influenced by the interaction between the legume species and the carbohydrate source used. PH values fluctuated between 4.5 and 5.8, in addition the ammoniacal nitrogen values varied between 4.3 and 14.6% NH3/NT, while the organic acids concentration in the silages varied between 0.8 and 6.5% MS for lactic acid, 2.5 and 6.9% MS for acetic acid and 0.1 and 1.8% MS for butyric acid. The treatments showed a decrease in dry matter concentration and fiber components when moving from fresh material to silage, otherwise the energy increases due to a reduction of the FDA (1.0 - 18.5%), as well potentially affecting voluntary consumption of animals estimated by changes in NDF concentration (2.7 - 25.4%). The crude protein content also decreases due to the formation of ammonia nitrogen. Thus, the silages showed PDR values between 30.6 and 60.4% PC and NDR between 26.5 and 55.9% PC, although between 9.9 and 24.0% of the NDR were belonged to the fraction C. The digestibility of the NDF affects the production of methane, although the effect of the tannins in the forage on this variable is greater. Thus, the treatments that produced less methane were those made with Erythrina (12.57 L CH4/kg MSD), while the ones with the highest production were Vigna (16.21 L CH4/kg MSD) due to differences in content of condensed tannins in the forage and higher concentration of digestible NDF. The source of carbohydrate that most reduced the production of methane was corn (12.64 L CH4/kg MSD), whereas the treatments that produced the largest amount of gas were those of saba banana (15.76 L CH4/kg MSD). The forage mixtures analyzed can provide an adequate amount of animal nutrients and can be preserved and maintain acceptable physical and chemical quality as long as starch sources are not used as a source of carbohydrate in the mixture. Finally, they have the ability to reduce methane production due to condensed tannins in forages and starch in carbohydrate sources, compared to other tropical forages.