Impacto del empleo de microminerales quelatados en la alimentación de rumiantes

F H Cetz-Ucán, J I Cervantes-Tun, E Sauri-Duch*, R A Bores-Quintero y A F Castellanos-Ruelas**

Campo Experimental Mocochá. INIFAP-SAGARPA. Mérida, Yuc. México.
bores.raul@inifap.gob.mx
*Instituto Tecnológico de Mérida. México.
esauri@labna.itm.merida.mx
**Fac. de Ing. Química. Universidad Autónoma de Yucatán. Mérida, Yuc. México.
cruelas@tunku.uady.mx

Resumen

El objetivo del presente trabajo fue evaluar el efecto de la suplementación de microminerales orgánicos (Cu, Co y Zn ) a bovinos en crecimiento, sobre su ganancia de peso, la emisión de los mismos microminerales en las excretas como medida de eficiencia de su aprovechamiento por el animal; así como la digestibilidad del pasto utilizado como dieta básica. Se llevaron a cabo dos experimentos utilizando la misma fórmula mineral, en donde el único cambio fue el origen de los microminerales Cu, Co y Zn: inorgánicos o bien, unidos a proteinatos (quelatados). En el primer experimento se suplementaron 30 novillonas en pastoreo empleando un diseño totalmente al azar con arreglo factorial 3 x 2, siendo el primer factor el tipo de suplemento mineral empleado (inorgánico, quelatado y testigo sin microminerales) y como segundo factor dos épocas (lluvias, secas) midiéndose la velocidad de crecimiento y la emisión de fracciones minerales no digeridas en las excretas. En el segundo experimento se midió la digestibilidad in vivo del pasto y de los microminerales suplementados.

Los resultados obtenidos en el primer experimento indican que, durante la época de lluvias los animales consumiendo los microminerales quelatados presentaron mejor tasa de crecimiento (P<0.08). En el contenido de microminerales en heces fecales, no se encontraron diferencias (P>0.05) entre los grupos suplementados, no obstante que los que recibieron los microminerales quelatados, tuvieron un mayor consumo de ellos.

En el segundo experimento se observó que en los animales recibiendo minerales quelatados se registró un incremento en la digestibilidad de la materia seca, de la proteína y del calcio (P<0.01) del pasto consumido, así como de la materia orgánica (P<0.05)con relación a los animales que consumieron minerales inorgánicos. Se encontró un incremento de digestibilidad (P<0.01) en Cu y Zn mediante el empleo de los microminerales quelatados en comparación con los inorgánicos.

Se concluye que el empleo de microminerales quelatados incrementó la velocidad de crecimiento de novillonas en pastoreo durante la época de lluvias, disminuyendo la eliminación en heces de la fracción indigestible del Co y del Zn y por consecuencia la contaminación

Palabras clave: Contaminación, microminerales, quelatos, rumiantes en pastoreo, suplementación

Effect of chelated microminerals in ruminant nutrition

Abstract

Heifer growth was used to evaluate the use of supplementary Cu, Co and Zn in both inorganic and chelated chemical form, estimating as well their elimination in the excreta to measure their digestive utilization, and also the digestibility of pasture used as basal diet. Two experiments were carried out using the same mineral mix were the only change was Cu, Co and Zn origin: inorganic or chelated. In experiment one 30 heifers on pasture were supplemented either with inorganic microminerals, chelated microminerals and a control group without microminerals during the rainy and dry season. A totally randomized design was used with a factorial arrangement 3 x 2. Average daily weight gain and excretion of indigested microminerals were recorded. In experiment two in vivo digestibility of both micromineral was estimated.

Results of experiment one show that during the rainy season, animals consuming chelated minerals grew faster (P<.08). No effect was found in the amount of excreted microminerals (P>.05) nevertheless, animals that were supplemented with chelated minerals had a higher consumption.

In experiment two, animals consuming chelated microminerals had a higher dry matter, protein and calcium digestibility (P<.01) of the forage as well as organic matter digestibility (P<.05) compared with inorganic microminerals. Chelated Cu and Zn had a higher digestibility (P<.01) compared with inorganic microminerals.

It is concluded that the use of chelated microminerals increased growth rate during the rainy season, reducing the excretion of Co and Zn and therefore their contamination, due to its better absorption.

Key Words: Chelates, contamination, grazing ruminants, microminerals, supplementation

Introducción

En las regiones tropicales de América, las pasturas constituyen la base de la alimentación de los rumiantes. La disponibilidad y calidad del forraje está influenciada por diferentes factores tales como los climáticos, edáficos, de manejo, morfológicos, etc., que afectan de diversa manera su composición química y estructural (Herrera,1983). Los factores principales asociados a los forrajes, que limitan la producción de rumiantes en pastoreo en las regiones tropicales son: el bajo contenido de proteína, el bajo consumo de energía debido a un alto contenido de fibra de los mismos y los desbalances de minerales, es decir, sus deficiencias y excesos (Pezo et al 1992). Estos factores limitantes se ven acrecentados durante la época de sequía.

Para los rumiantes en pastoreo sin suplementación alimenticia alguna, la proteína y energía son proporcionados únicamente por el forraje que consumen, en tanto los minerales son proporcionados también, pero en menor grado, por el suelo y el agua que consumen (McDowell 1985).

En las regiones tropicales de Latinoamérica se han identificado deficiencias de minerales, siendo la mas importante la fosforada (P) (Godoy y Chicco 2004). En los pastos de la zona ganadera del estado de Yucatán, México, además de la deficiencia de P se han detectado excesos de hierro, ausencias totales de los cobalto y selenio, mientras que el cobre y el zinc se han encontrado en niveles marginales (Millán et al 1990^b; Segura y Castellanos 1999; Bores y Castellanos 2003).

Es posible corregir los desbalances y deficiencias de minerales, mediante el suministro de suplementos. En su elaboración se deben tener en cuenta dos factores:

1. Cada uno de los minerales a suplementar deberán estar calculados en cantidades correctas. Ciertos minerales en exceso interfieren en la absorción de otros, causando disturbios en la producción de los animales.

2. Se debe considerar la fuente u origen del mineral, debido a que las diversas forma químicas afectan su disponibilidad biológica y solubilidad (Underwood 1981).

La suplementación de mezclas minerales balanceadas, mejora la velocidad de crecimiento de los rumiantes en pastoreo en más de un 7%, en comparación con animales no suplementados (Millán et al 1990^a). Esta suplementación es financieramente rentable, pues la relación beneficio:costo atribuible a su utilización es positiva y oscila entre 1.5:1 y 5.1:1 (Segura y Castellanos 1999).

En la elaboración de suplementos minerales, generalmente se emplean sales inorgánicas (óxidos, sulfatos y/o carbonatos). Los sulfatos y carbonatos son aceptablemente absorbidos. En cambio, los óxidos son muy poco absorbidos, por lo que grandes cantidades son desechadas por el animal al medio ambiente a través de sus heces. La excreción en las heces de minerales inabsorbidos proveniente de grandes concentraciones de animales es un causante de contaminación del suelo, pudiendo también propiciar la eutroficación de los cuerpos de agua superficiales cuando las heces son arrojadas en ellos (Audoin 1991; Williams et al 1999).

Una alternativa para mejorar el uso de la suplementación mineral ha sido el desarrollo de nuevos productos metal-orgánicos, en donde los microminerales son unidos a fracciones proteicas (quelatos) con la finalidad de mejorar su absorción. Estos compuestos aparentemente no tienen cargas eléctricas, por lo que atraviesan la pared intestinal con mayor facilidad (Jacques y McKenzie 1991). Por consiguiente, se espera que la aplicación de esta tecnología en los alimentos, propicie una mayor eficiencia de absorción de los minerales, menor interferencia con otros nutrientes y en consecuencia reduzca su excreción en heces y por ende la contaminación ambiental.

Considerando todo lo anterior, el presente estudio tuvo como objetivo evaluar el crecimiento de novillas en condiciones de pastoreo, al ser suplementadas con Cu, Co y Zn inorgánicos o quelatados, así como también estimar el grado de eliminación de dichos microminerales a través de las excretas, como medida de eficiencia de su aprovechamiento por el animal.

Material y métodos

Se condujeron dos experimentos, el primero para determinar la respuesta de bovinos en crecimiento a la suplementación de microminerales y el segundo para medir la digestibilidad aparente in vivo de los microminerales suplementados.

Experimento 1

Se llevó a cabo en el Rancho "Cholul", localizado en la zona oriente-centro del estado de Yucatán, México. La zona pertenece al tipo AW₀ con lluvias en verano y estación seca marcada (García 1973). La temperatura media anual es de 27° C, con un mínimo de 17° C y una máxima de 35° C, registrándose las temperaturas más altas en el mes de mayo y las más bajas en enero. La precipitación oscila entre los 920 mm al año, distribuida de mayo a octubre, siendo el mes de julio cuando se presenta la mayor precipitación y en marzo la menor. El estudio se realizó durante el periodo comprendido de agosto de 2000 a marzo de 2001, con una duración de 120 días para la época de lluvias y 90 días para la época de sequía.

Se utilizaron 30 novillas durante los 190 días de prueba, las cuales estaban en pastoreo y tenían un peso promedio inicial de 211 kg ± 38 kg. El genotipo de las novillas no era bien definido, ya que provenían de cruzas de Bos taurus con Bos indicus, con diferente grado de encaste.

El diseño fue totalmente al azar con arreglo factorial 3 x 2, siendo el primer factor el tipo de suplemento mineral empleado:

A Testigo: Suplementación con una mezcla de macrominerales.

B: Igual al anterior adicionando microminerales inorgánicos.

C: Igual que B, pero con microminerales quelatados (Cuadro 1).

El segundo factor fue la época del año: lluvias y secas.

Cada tratamiento contó con 10 repeticiones (animales). Las novillas salían a pastar en un solo lote, en praderas de pasto Guinea (Panicum maximum) de 4:00 pm a 8:00 am. Al llegar a su corral, eran divididas en los tres grupos, para tener acceso al suplemento mineral correspondiente y a bebederos. La superficie total de pastoreo fue de 30 hectáreas, la cual estaba divididas en tres potreros, con una extensión de 10 ha cada uno. El tipo de pastoreo fue rotacional.

La cantidad de cada micromineral (cobalto, cobre, zinc, selenio) en los suplementos se ajustaba entre los periodos de pesaje mensuales de los animales. Para ello, se consideró la cantidad de microminerales que aportaba el pasto Guinea según los valores de referencia (12, 0, 10 y 0 mg/kg MS de Cu, Co, Zn y Se respectivamente, Millán et al 1990b), el peso vivo (PV) del animal, su consumo total de materia seca (MS) en relación con el PV (2.5%), el requerimiento mineral del animal al día con relación a su PV (NRC 1996), el porcentaje de la pureza de los minerales empleados y el consumo aproximado de mineral por animal por día.

Se registró el peso de los animales al inicio del experimento, cada mes y al final. La ganancia diaria de peso (GDP) se estimó por diferencia entre pesajes para cada tratamiento y época del año.

Se tomaron muestras de excretas de todas las novillonas en la manga de manejo a las 8 AM con una periodicidad de 30 días, para cuantificar los microminerales (mg/kg de MS de cobre, cobalto y zinc) presentes en las heces. Los microminerales se analizaron mediante la técnica de Espectrofotometría de Emisión Óptica por Plasma Acoplado Inductivamente (ICP-OES). Se usó un equipo Perkin-Elmer modelo 400 (Perkin 1993).

La GDP y la cantidad de minerales (mg) presentes por kilogramo de MS de excretas, fueron analizados por análisis de varianza para un diseño totalmente al azar con arreglo factorial 3 x 2 (Montgomery 1991). Los datos de consumo de sales minerales no fueron sometidos a análisis estadístico debido a que fueron derivados de mediciones colectivas, sin grados de libertad.

Experimento 2

Se utilizaron 12 ovinos de la raza Pelibuey machos enteros con un peso promedio inicial de 25 kg, los cuales fueron instalados en jaulas metabólicas individuales de madera y alimentados con pasto Estrella de África (Cynodon plectostachyus) asignándose al azar a dos tipos de suplementos minerales: inorgánicos y quelatados. Se determinó el porcentaje de la digestibilidad aparente de la materia seca (DMS), materia orgánica (DMO)(materia seca menos materia mineral), proteína cruda (DPC), Ca, P, Co, Cu y Zn de la dieta empleando la metodología de recolección total de heces descrita por Rodríguez y Llamas (1990). Es decir, los ovinos tuvieron inicialmente un período de adaptación a las mezclas experimentales y a las jaulas de 15 días, seguido de dos períodos de recolección de 7 días cada uno.

Los suplementos minerales estudiados fueron muy similares a los empleados en el primer experimento (Cuadro 1). Para formular las mezclas experimentales, se tomó en cuenta lo siguiente: el aporte de minerales del pasto Estrella de África (analizado) fue de: 0.45% de Ca, 0.34% de P, 6 ppm de Cu, 0 ppm de Co y 25 ppm de Zn; el peso vivo promedio de los ovinos de 25 kg.; el grado de pureza del mineral comercial; el consumo total de MS, de 3.2 % PV; el consumo de las mezclas minerales, 20 g /animal/día; los requerimientos de microminerales: 7 ppm de Cu, 0.2 ppm de Co y 25 ppm de Zn (NRC 1985).

El Ca se determinó mediante precipitación con oxalato de amonio y posterior titulación con permanganato de potasio (Tejada 1992). El P fue determinado por el método de revelado con molibdato-vanadato de amonio y cuantificado por espectrofotometría de luz UV (AOAC 1984). Los microminerales se analizaron mediante la misma técnica descrita en el experimento 1.

Los resultados de digestibilidad aparente de la materia seca y del contenido de minerales excretado en las heces fueron analizados mediante un diseño estadístico reversible (switch back) (Montgomery 1991).

Resultados y discusión

Experimento 1

En el Cuadro 2 se muestran los valores obtenidos en la GDP de las novillas en pastoreo.

Se encontró un efecto atribuible al tipo de suplemento mineral y a la época del año sobre la ganancia de peso (P<.08). Se encontró interacción entre los factores estudiados (P<.05). Fue mayor la ganancia de peso en las novillonas alimentadas con los minerales quelatados en la época de lluvias, en cambio este grupo fue el que menor ganancia de peso registró en la sequía. Considerando todo lo largo de los 190 días de experimento, no se encontró diferencia estadística entre tratamientos. El efecto benéfico de la suplementación con minerales quelatados observado durante la época de lluvias se perdió en la subsecuente época de sequía posiblemente debido a que el valor nutricional del pasto se redujo y entonces la principal limitante para el crecimiento de los animales fue el contenido de energía y/o proteína del forraje. En efecto, Martín (1998) y Valdés y Serna (1999), afirman que a medida que los pastos maduran se reduce su digestibilidad, el contenido de energía y proteína, provocando que los animales en pastoreo no llenen sus requerimientos nutricionales para una producción adecuada. Gutiérrez (1991), recomienda que para obtener resultados satisfactorios al suplementar con minerales, es necesario proporcionar simultáneamente a los animales niveles balanceados de energía y proteína, para asegurar que la GDP sea óptima, ya que estos nutrientes son los más limitantes durante la sequía. Este posiblemente fue el motivo por el cual Arias et al (1984), tampoco encontraron efecto de la mayor suplementación con minerales sobre la GDP, en un estudio realizado en los llanos Venezolanos. Al analizar el efecto de la época de año, la GDP en todos los grupos fue mayor (P<0.05) en la época de lluvias con respecto a la sequía.

El consumo de sales minerales fue mayor para el grupo suplementado con los microminerales quelatados, en comparación con aquellos que recibieron los inorgánicos, obteniéndose un resultado intermedio para el grupo testigo (Cuadro 2). Este resultado concuerda con lo afirmado por Jacques y McKenzie (1991), en el sentido de que los microminerales orgánicos tienen la propiedad de ser más aceptados para los bovinos. Así mismo, Sánchez et al (1999), reportan en un estudio realizado con becerros en Chapingo, México, que los microminerales provenientes de fuentes orgánicas fueron consumidos en mayor cantidad que las inorgánicas.

En el Cuadro 3 se observan los resultados de la excreción de los microminerales.

Evidentemente la excreción fue menor en el grupo Testigo debido a que no fue suplementado con microminerales. No se encontraron diferencias estadísticas significativas (P>0.05) entre los grupos suplementados, no obstante que los que recibieron los microminerales quelatados, tuvieron un mayor consumo de ellos. De acuerdo con esto, se asumiría entonces una tendencia a un mejor aprovechamiento de los microminerales para este último tratamiento.

Experimento 2

En el Cuadro 4 se presentan los resultados de los valores esperados y encontrados en los análisis de los suplementos minerales empleados. Se puede apreciar que fueron muy similares.

Los resultados obtenidos de digestibilidad en el experimento 2, se muestran en el Cuadro 5.

Se observó que en el tratamiento quelatado propició un incremento significativo en la DMS, DPC, digestibilidad del calcio (P<0.01) y DMO (P<0.05) con relación al inorgánico. Al respecto, (Ospina et al 2000) ha indicado que la calidad de los minerales en el alimento puede influir en la degradación de los diferentes componentes nutritivos de la dieta ya que estos minerales posibilitan, en el rumen, que los microorganismos actúen mas eficientemente en la degradación de la fibra, aumentando así, la digestibilidad de los nutrientes de la MS. También se encontró un incremento de digestibilidad (P<0.01) en Cu y Zn mediante el empleo de los microminerales quelatados en comparación con los inorgánicos.

En el Cuadro 6 se expresan los valores de excreción de los microminerales Co, Cu y Zn

Los microminerales en forma de quelatos presentaron menor excreción (P<0.05) en relación aquellos en forma inorgánica, con excepción del Co donde no se presentó diferencia significativa entre ambos tratamientos. Ello se traduce en un menor poder de contaminación ambiental en los animales alimentados con minerales quelatados.

Conclusiones

Con base en la información obtenida, se puede concluir que, el empleo de microminerales quelatados incrementó la velocidad de crecimiento de novillonas en pastoreo durante la época de lluvias, disminuyendo la eliminación en heces de la fracción indigestible del Co y del Zn debido a su mejor aprovechamiento, repercutiendo en incremento en la digestibilidad del pasto, así como propiciando una menor contaminación ambiental.

Agradecimientos

El presente trabajo forma parte del proyecto de investigación "Suplementación con minerales orgánicos a bovinos en la Península de Yucatán" el cual fue financiado por el Sistema Justo Sierra Méndez del CONACyT de México.

Literatura citada

AOAC 1984 Official Methods Analysis 15^th edition Association of Official Analytical Chemists. Washington DC. USA.

Arías J F, Cardozo R, Casal J R, Mejía E A, Rodríguez F y Venegas M 1984 Deficiencias de minerales como factor limitante de la producción bovina en los Llanos Venezolanos. Producción Animal Tropical 9:102-109. http://www.fao.org/WAICENT/FaoInfo/Agricult/AGA/AGAP/FRG/TAP92/92-95.pdf

Audoin L 1991 The role of nitrogen and phosphorus in pollution of animal origin. Revue Scientifique et Technique 10(3):629-54.

Bores Q R y Castellanos R A F 2003 Importancia de los minerales en la alimentación de los rumiantes en Yucatán. Publicación Técnica. Instituto Nalcional de Investigaciones Agricolas Forestales y Pecuarias-CONACyT-SISIERRA. Mayo. Mérida, Yucatán, Mexico

García E 1973 Modificaciones al sistema de clasificación climática de Köppen, México: Edición. UNAM, pp. 33-34.

Godoy S y Chicco CF 2004 Fuentes alternas de fósforo en la alimentación de ovinos. Interciencia 29(1):33-38.

Gutiérrez A J 1991. Nutrición de rumiantes en pastoreo. Reporte Interno Depto. de Zootecnia. Universidad Autónoma de Chihuahua. Chihuahua, Chih.p. 249.

Herrera R S 1983 La calidad de los pastos. En: R S Herrera, R Ruiz, R García, C M Vázquez y A Serna, Editores: Los Pastos en Cuba. Cuba: Edición. Instituto de Ciencia Animal. Tomo 2, pp. 59-115.

Jacques K and McKenzie C 1991 Organic trace minerals on the farm. Feeds and Feeding. 16(18).

Martín P C 1998. Valor nutritivo de las Gramíneas tropicales. Revista Cubana de Ciencia Agrícola 32:1.

McDowell L R 1985 Nutrition of Grazing Ruminants in Warm Climates. Academic Press, NY USA.

Millán C H, Ricaud J y Castellanos R A F 1990 Evaluación de dos suplementos minerales para bovinos en pastoreo en Yucatán. Técnica Pecuaria Méxicana 28 (2): 111-115.

Millán C H, Aguirre G M A, Escamilla I y Castellanos R A F 1990 Perfil mineral del pasto Guinea en el oriente de Yucatán. Veterinaria México 21(4): 399-402.

Montgomery D C 1991 Diseño y análisis de experimentos. Editorial Iberoamericana. México.

NRC 1985 Nutrient Requirements of Sheep 6^th editionNational Research Council. National Academy of Sciences. Washington DC. USA.

NRC 1996 Nutrient Requirements of Beef Cattle. 7^th edition National Research Council. National Academy of Sciences. Washington DC. USA.

Ospina H, Freitas S P G, Mohlbach P F R, Prates E R, Barcellos J O J , Pavoni T y Chaves L 2000 Efecto de cuatro niveles de carboquelatos sobre el consumo y digestibilidad del heno de baja calidad en becerros. Memorias del XXXVII Reunión Anual Brasileña de Zootecnia. Brazil.

Perkin E 1993. Introducción al plasma. En: Manual Plasma 400 Emision Spectrometer. Norwalk, Connecticut, USA. pp.1-3 y 1-4.

Pezo D, Romero F y Mamad I 1992 Producción, manejo y utilización de los pastos tropicales para la producción de leche y carne. En: S. Fernández Editor Avances en la producción de carne y leche en el trópico Americano. Santiago, Chile: Oficina Regional de la FAO para la América Latina y el Caribe. pp. 49-86.

Rodríguez G F y Llamas L G 1990 Digestibilidad, balance de nutrimentos y patrones de fermentación ruminal. Capitulo VI. En Castellanos Ruelas A, Llamas Lamas G, Shimada S A Editores. Manual de Técnicas de Investigación en Ruminología. México DF. p.95-126.

Sánchez C R, Monroy M J, Huerta B M, Gallegos S J, Pérez H P y Ocaña C E 1999 Crecimiento de becerros holstein con fuentes orgánicas e inorgánicas de zinc y manganeso en le dieta en México. Departamento de Zootecnia. Universidad Autónoma de Chapingo. Chapingo, México.

Segura C V y Castellanos R A F 1999 Efecto de la suplementación fosforada sobre la ganancia de peso de bovinos en pastoreo en Yucatán, México. Veterinaria México 30(3): 257-261. http://www.fmvz.unam.mx/fmvz/revvetmex/a1999/rvmv30n3/rvm30308.pdf

Tejada de Hernández I 1992 Control de calidad y análisis de alimentos para animales. Edición. Sistema de Educación Continua en Produción Animal. México DF.

Underwood E J 1981 Los minerales en la alimentación del ganado vacuno. Editorial Acribia. España.

Valdés G y Serna A 1999 Producción de carne bovina bajo condiciones de pastoreo en Cuba. Revista Cubana de Ciencia Agrícola 33:1.

Williams C M, Barker J C and Sims J T 1999 Management and utilization of poultry wastes. Review of Environmental Contamination and Toxicology 162:105-57.