Calidad nutricional del pasto maralfalfa (Pennisetum sp) cosechado a dos edades de rebrote

H J Correa C

Facultad de Ciencias Agropecuarias, Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín
hjcorreac@unalmed.edu.co

Resumen

Con la finalidad de establecer el efecto de la edad de corte sobre el valor nutricional del pasto maralfalfa (Pennisetum sp), tres muestras de este pasto fueron recolectadas al azar a los 56 y 105 días de rebrote provenientes de una parcela demostrativa ubicada en el Centro Paysandú de la Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín. En cada una de estas muestras se determinó el contenido de proteína cruda (PC), proteína insoluble en detergente neutro (PCIDN), proteína insoluble en detergente ácido (PCIDA), fibra en detergente neutro (FDN), lignina (Lig), cenizas (Cen) y extracto etéreo (EE). Por diferencia se estimó el contenido de carbohidratos no estructurales (CNE) y se calculó el contenido de nutrientes digestibles totales (NDT_1x) y de energía neta de lactancia (ENl_1x). Se determinó, así mismo, el contenido de calcio (Ca), fósforo (P), magnesio (Mg) y potasio (K) en las muestras recolectadas. Se adelantó una prueba de degradabilidad ruminal de la MS y de la PC, y de la liberación ruminal del Ca, P, Mg y K. Las muestras que se utilizaron en estas determinaciones, se molieron en criba de 1.5 mm, se empacaron en bolsas de nilon de 5 x 10 cm (aproximadamente 3.0 gr/bolsa) y se incubaron durante 0, 2, 6, 12, 24, 48 y 72 horas en el rumen de cuatro vacas Holstein canuladas, utilizando una bolsa para cada tiempo en cada animal.

Al avanzar la edad de corte se redujo la concentración de PC, PCIDN, PCIDA, EE y CNE aunque no se modificó la de Lig, Cen y la de los cuatro minerales. Los NDT_1x y la ENl_1x se redujeron con la edad de corte pero no modificó los parámetros de cinética de la liberación de los minerales excepto en el caso del Mg. En general, el Ca fue el mineral con menor liberación efectiva en el rumen siendo el K el que presentó el mayor valor para este parámetro.

Palabras clave: cinética ruminal, macrominerales, pasto maralfalfa, valor nutricional

Nutritional value of "Maralfalfa" (Pennisetum sp) harvested at two stages of re-growth

Abstract

To evaluate the effect of cutting age on nutritional value of maralfalfa grass (Pennisetum sp), three samples of this grass were collected at 56 and 105 of regrowth days from the same paddock and were analyzed for dry matter (DM), crude protein (CP), neutral detergent insoluble crude protein (NDICP), acid detergent insoluble crude protein (ADICP), neutral detergent fiber (NDF), lignin, ash and ether extract (EE). Nonfiber carbohydrate (NFC) was estimate by difference. The total digestible nutrients (TDN_1x) and the net energy for lactation (NE_l1x) were calculated. The samples were analysed for calcium (Ca), phosphorus (P), magnesium (Mg) and potassium (K). A rumen degradability kinetic analysis was done for DM and CP. The rumen release kinetics parameters of Ca, P, Mg and K were measured. The samples used in this analyses (3.0 g approximately) were put in nylon bags of 5 x 10 cm and they were incubated during seven times (0, 2, 6, 12, 24, 48, y 72 h) in the rumen of the four cannulated Holstein females (one bag by each time and by each sample).

Samples cut at 105 d had less content of CP, NDICP, ADICP, EE, NFC, TDN_1x and NEl_1x than samples cut at 56 d. Lignin, ash and the four minerals did not show differences between cutting ages. The cutting age did not affect the ruminal minerals release kinetic parameters except for Mg. In summary, Ca was the mineral with less effective release in rumen; in contrast, K was the mineral with major concentration and effective release in the rumen.

Key words: macrominerals, maralfalfa grass, nutritional value, ruminal kinetic

Introducción

La disponibilidad de especies forrajeras de alta producción para las zonas frías de Colombia es escasa (Osorio 2004). Por lo menos en lo que tiene que ver con el departamento de Antioquia, la mayor parte de las zonas frías dedicadas a la producción de leche se encuentran cultivadas con pastos de bajo potencial productivo como la grama nativa (Cynodon sp), la falsapoa (Holcus lanatus), y el oloroso (Anthoxantum odoratum). Las áreas en pastos de mayor potencial productivo tales como el kikuyo (Pennisetum clandestinum) y los ryegrass (Lolium perenne) se han incrementado en los últimos años (Consejo Regional  Lácteo 2001). Recientemente se ha introducido el uso del denominado pasto maralfalfa (Pennisetum sp), un pasto de corte de alto rendimiento, en la alimentación de ganado lechero reemplazando parcial o totalmente al pasto kikuyo o a los ryegrases (Correa et al 2004).

Al tratarse de un pasto de alto rendimiento, el pasto maralfalfa permite incrementar la producción por hectárea y, por la tanto, la capacidad de carga. Esto es bastante importante toda vez que ha sido establecido que la carga animal es quizás uno de los factores más determinantes en la productividad de los sistemas de lechería especializada de tal manera que a mayor capacidad de carga, mayor es la rentabilidad del hato (Osorio 2004; Holmann et al 2003).

Aunque la calidad nutricional del pasto maralfalfa ha sido descrita recientemente por Correa et al (2004) mostrando que la calidad nutricional de este pasto cambia con la edad de corte, se hace necesario incrementar la información sobre dicha forrajera, particularmente en lo que tiene que ver con el contenido y liberación ruminal de algunos macrominerales. La información disponible sobre la liberación de minerales en el rumen es muy escasa no obstante su importancia tanto en el crecimiento de las poblaciones microbianas en el rumen (Durand y Kawashima 1980; Samaniego 1996; Singh 2005) como por el aporte que hacen a las demandas por parte del animal hospedero (NRC 2001). Al respecto Correa (2006) recientemente sugirió la existencia de una posible interacción negativa entre la alta concentración y liberación ruminal mostrada por el potasio en pasto kikuyo y la absorción del magnesio contenido en dicha forrajera. Es por ello que la finalidad de este trabajo fue comparar la calidad nutricional del pasto maralfalfa cosechado a dos edades haciendo énfasis en los macrominerales calcio (Ca), fósforo (P), magnesio (Mg) y potasio (K).

Materiales y métodos

El trabajo de campo se llevó a cabo en el Centro de Producción Paysandú de la Universidad Nacional de Colombia, localizado en el corregimiento de Santa Elena (Medellín, Antioquia), a 2300 msnm, con una temperatura promedio de 16°C, perteneciente a una zona ecológica de bH - MB. En este centro se tiene una parcela demostrativa del pasto maralfalfa (Pennisetum sp) de 8 x 12 metros la cual es fertilizada con una cantidad equivalente a 250 kg/ha de bovinaza húmeda (con 70% de humedad), 100 kg/ha de 15-15-15 y 50 kg/ha de urea. Adicionalmente se aplican aproximadamente 100 kg/ha de gallinaza cada dos cortes. La siembra de esta parcela se realizó con semilla vegetativa (tallos) proveniente del municipio de San Pedro de los Milagros (Antioquia) en la que Correa et al (2004) realizaron un primer trabajo de caracterización agronómica y nutricional de esta forrajera.

Tres muestras de este pasto fueron recolectadas a los 56 y a los 105 días de rebrote (aproximadamente 2.0 kg de materia verde/muestra) las cuales fueron secadas a 65^oC por 48 horas. En estas muestras se determinó el contenido de proteína cruda (PC), extracto etéreo (EE), cenizas (Cen), Ca, P, Mg y K mediante los procedimientos descritos por la AOAC (1990). Adicionalmente se determinó la concentración de fibra en detergente neutro (FDN), la fibra en detergente ácido (FDA) y la lignina (Lig) por los procedimientos descritos por Van Soest y Robertson (1985). En los residuos de la FDN y la FDA se determinó la concentración de nitrógeno para obtener Proteína cruda insoluble en detergente neutro (PCIDN) y en detergente ácido (PCIDA). El contenido de CNE se calculó aritméticamente como CNE = 100 - (PC + FDN + Cen + EE) + PCIDN (NRC 2001). Por otro lado y en su composición química, se estimó el contenido de nutrientes digestibles totales (NDT_1x) y de Energía Neta de Lactancia (ENl_1x) para animales en mantenimiento (NRC 2001).

Así mismo, se realizaron pruebas de degradabilidad ruminal de la MS y de la PC, y de la liberación ruminal del Ca, P, Mg y K de acuerdo a la técnica descrita por Ørskov y McDonald (1979). Las muestras para estas determinaciones, se molieron en criba de 1.5 mm, se empacaron en bolsas de nilon de 5 x 10 cm (aproximadamente 3.0 gr/bolsa) y se incubaron durante 0, 2, 6, 12, 24, 48 y 72 horas en el rumen de cuatro vacas Holstein canuladas, utilizando una bolsa para cada tiempo en cada animal. La incubación de las bolsas en el rumen se realizó comenzando con el tiempo más largo (72 horas) y terminando con el tiempo más corto (20 minutos), de tal manera que todas las bolsas se extrajeron al mismo tiempo al finalizar la incubación y se lavaron simultáneamente con agua de grifo hasta que el agua salió limpia (Nocek 1988).

Los residuos recuperados en las cuatro repeticiones de cada tiempo se juntaron y se les determinó el contenido de MS, PC, Ca, P, Mg y K. Por diferencia se estimó la degradabilidad (de MS y PC) y la liberación (en los minerales) ruminal. Los parámetros de la cinética ruminal se estimaron a partir de la ecuación de Mitcherlish I (Kiviste et al 2002) utilizando el programa RUMENAL (Correa 2004). Se calculó la degradabilidad efectiva (para la MS y la PC) y la liberación efectiva de los minerales mediante el procedimiento propuesto por Ørskov y McDonald (1979) asumiendo una kp de 0.05/h. Mediante el PROC TTEST del programa estadístico SAS (1998) se estimaron las diferencias entre las medias de todas las variables evaluadas para las dos edades de corte. Para evaluar las diferencias en la liberación efectiva en el rumen de los cuatro minerales se recurrió al PROC GLM del programa estadístico SAS (1998). Para establecer las diferencias entre las medias para este parámetro se utilizó la prueba de Duncan.

Resultados y discusión

Composición química

El contenido de PC, PCIDA, PCIDN, EE, y CNE se redujeron con la edad de corte mientras que la concentración de la FDN se incrementó (p<0.05) (tabla 1). Correa et al (2004) también reportaron una disminución en la concentración de la PC, PCIDN y el EE así como el incremento en la FDN con el avance en la edad de corte de este pasto, sin que se pudieran establecer diferencias en el contenido de PCIDA y los CNE. Las diferencias en algunos de los resultados entre estos dos trabajos obedecen posiblemente, a las diferencias de los sitios en los que se realizaron los dos trabajos: en el municipio de San Pedro de los Milagros (Antioquia) el de Correa et al (2004), y en el corregimiento de Santa Elena (Medellín, Antioquia) el presente trabajo. Estas diferencias están asociadas a la fertilidad de los suelos y al microclima que rodea a cada sitio.

Los contenidos de PC, EE, FDN y Cen a ambas edades de corte se encontraron dentro de los valores reportados por Correa et al (2004) para estas mismas fracciones para el pasto maralfalfa. Los contenidos de PCIDA y PCIDN fueron, sin embargo, más bajos que los reportados anteriormente (Correa et al 2004). Dado que los CNE se estimaron aritméticamente (NRC 2001) y en el cálculo se incluye el valor de PCIDN, al encontrarse una menor concentración de esta fracción en el presente trabajo con relación al anterior (Correa et al 2004), el contenido de los CNE fueron, en consecuencia, menores que los reportados previamente por estos autores. Auque el contenido de Lig no se modificó con la edad de corte, los valores hallados se encuentran dentro los reportados por Correa et al (2004) para este pasto.

Valor energético

Debido a la disminución en el contenido de la PC, el EE y los CNE y al incremento en el contenido de la FDN, el valor energético de este pasto se redujo con la edad de corte (p<0.05) (tabla 2). Correa et al (2004) también reportaron la reducción en el valor energético de este pasto con el avance de la edad de corte, aunque con valores más altos a edades de corte similares. Este menor contenido energético respondió fundamentalmente a la reducción en el contenido de CNE en comparación al trabajo reportado previamente con esta misma forrajera (Correa et al 2004).

La disminución en el valor energético de este pasto al avanzar la edad de corte, significa una menor capacidad de llenar los requerimientos de energía de los animales y una mayor capacidad de inhibir el CMS (Mertens 1996) lo que implica que dicha forrajera, como cualquier otro pasto, se debe manejar estratégicamente para aprovechar la interacción entre su calidad nutricional y la producción de materia seca cosechándolo a edades más tempranas para suministrarlo a animales de mayores requerimientos (Correa et al 2004).

Cinética ruminal de la MS y de la PC

La fracción soluble (fracción a) de la MS en las muestras recolectadas a los 56 días fue mayor que la observada en las muestras recolectadas a los 105 días (tabla 3, figura 1a y 1b).

Un comportamiento inverso se presentó con la fracción potencialmente degradable (fracción b). La constante de la cinética de degradación (kd) no se afectó por la edad de corte mientras que el punto de inflexión (i), aunque bajo, se redujo con la edad de corte. La fracción a hallada en este trabajo fue más alta que la reportada por Correa et al (2004) para el pasto maralfalfa cosechado a 70, 90 y 110 días de rebrote cuyo promedio fue de 17.3. La fracción b, la kd y el punto de inflexión, por el contrario, fueron muy similares a los promedios reportados por estos autores (57.3%, 0.049%h^-1 y 0.94h, respectivamente).

La MSDR se redujo al avanzar la edad de corte y, en consecuencia, se incrementó la MSNDR (figura 2a y b). Una tendencia similar fue reportada por Correa et al (2004) para esta gramínea aunque con valores más bajos para la MSDR y más altos para la MSNDR.

La fracción a y el punto de inflexión de la PC no se afectaron por la edad de corte. La fracción, por el contrario, se incrementó mientras que la kd se redujo en las muestras recolectadas a los 105 días en comparación con los valores hallados a los 56 días de rebrote (tabla 4, figura 1a y b).

Al igual que con la MS, la fracción a de la PC hallada en este trabajo fue mayor que la reportada por Correa et al (2004). Los demás parámetros de la cinética ruminal de la PC hallados aquí, también fueron más altos que los reportados en el trabajo anterior (Correa et al 2004). Esto condujo a que la PDR fuera más alta mientras que la PNDR fuera menor que en el trabajo de Correa et al (2004) (figura 2a y b). Las diferencias encontradas en los resultados entre el presente trabajo y el anterior (Correa et al 2004) reflejan los efectos combinados de las diferencias en los suelos y el manejo agronómico realizado en los dos sitios de los ensayos, no obstante tratarse del mismo material vegetal, dado que, como se señaló anteriormente, la semilla vegetativa que se utilizó en la siembra de la parcela en la que se realizó este experimento provenía de las mismas parcelas en las que se realizó el anterior trabajo.

Lo anterior sugiere la necesidad de involucrar otras variables en la evaluación nutricional de esta forrajera y evaluar su sensibilidad frente a los cambios de estas variables.

Contenido de macrominerales

El contenido de Ca, P, Mg y K en el pasto maralfalfa cosechado a los 56 y 105 días de rebrote se presentan en la tabla 5 donde se puede apreciar que la edad de corte modificó la concentración de estos minerales. Así, la concentración de Ca, P y K fue más alta a los 56 días en comparación a los valores hallados a los 105 días, en tanto que la del Mg fue menor a los 56 días. En general, la concentración de los minerales en los forrajes se reduce a medida que estos maduran (McDowell y Valle 2000). Gomide et al (1969) sin embargo, reportaron un incremento en las concentraciones de Ca y Mg en pasto elefante (Pennisetum purpureum) entre los 84 y 140 días de rebrote, en tanto que el K y el P, se redujeron.

El contenido de Ca fue menor que el de P y que el de Mg sugiriendo una posible deficiencia en dicho mineral dado que se ha establecidos que altos contenidos de P tienen un efecto negativo sobre la absorción tanto del Ca como del Mg (Van Soest 1994; Underwood y Suttle 1999). Las concentraciones de K halladas en este trabajo, por su parte, fueron más altas que los valores reportados para Pennisetum purpureum por Laredo (1988) y por Gomide et al (1969) a edades similares. Estas altas concentraciones, al igual que en el caso del P, tienen repercusiones negativas sobre otros minerales, particularmente Ca y Mg. Es así como se ha señalado que cuando la relación K/(Ca + Mg) es superior a 2.2 (sobre una base iónica equivalente), la posibilidad de presencia de hipocalcemia se incrementa (Dugmore 1998). En este trabajo dicha relación fue de 3.29 en las muestras recolectadas a los 56 días y de 1.26 en las recolectadas a los 105 días lo que implica que el suministro de este pasto a edades tempranas (56 días) tendría mayor riesgo de poner en peligro el equilibrio de estos minerales en los animales que lo consuman, particularmente, en vacas periparturientas susceptibles a hipocalcemia (Horst et al 1997). Correa (2006) reportó que esta relación es de 3.0 y de 2.91 para el pasto kikuyo (Pennisetum clandestinum) cosechado a los 32 y 58 días de rebrote, respectivamente.

Cinética de la liberación ruminal de macrominerales

Información sobre la cinética de la liberación de minerales en el rumen es muy escasa no obstante la importancia que tienen los minerales en el crecimiento de los microorganismos ruminales (Samaniego 1996) y el papel que cumple la liberación de los mismos en los procesos digestivos y absortivos (Emanuele et al 1991; NRC 2001). Recientemente Correa (2006) publicó un trabajo describiendo la cinética de la liberación ruminal de macrominerales en pasto kikuyo (Pennisetum clandestinum) en el que se resaltan las diferencias en los parámetros de dicha cinética para Ca, P, Mg y K. En la figura 3a, b, c y d se muestran las curvas de la cinética de liberación ruminal del Ca, P, Mg y K en en pasto maralfalfa (Pennisetum sp) cosechado a los 56 y 105 días de rebrote.

Los resultados presentados aquí para el pasto maralfalfa (Pennisetum sp) guardan mucha similitud con los resultados reportados por Correa (2006) para el pasto kikuyo (Pennisetum clandestinum). Así, en ambos trabajos se muestra una lenta liberación inicial del Ca en el rumen en comparación a la cinética que siguen los otros tres minerales indicando la dependencia que existe en la liberación de este mineral sobre la degradación de la fibra toda vez que este mineral se encuentra asociado a la pared celular (Emanuele et al 1991). Čerešňáková et al (2005) encontraron que la liberación ruminal del Ca es altamente dependiente de la degradabilidad ruminal de la FDN sugiriendo que el rumen sería el sitio más importante para la liberación de este mineral a partir de forrajes.

El K, por su parte, muestra ser el mineral con mayor capacidad de liberación en el rumen tanto en maralfalfa (figura 3d) como en kikuyo (Correa 2006) debido a que este mineral, a diferencia del Ca, se encuentra en el citosol de las células vegetales.

En la tabla 6  se presentan los parámetros de la cinética de liberación ruminal del Ca, P, Mg y K, respectivamente, en pasto maralfalfa (Pennisetum sp) cosechado a los 56 y 105 días de rebrote.

Solamente en el caso del Mg se encontraron diferencias significativas para los parámetros a, b y kd entre las muestras recolectadas a los 56 y 105 días de rebrote (p<0.05). En los demás minerales no hubo diferencias significativas para ninguno de los parámetros siendo similares estos resultados a los hallados para el pasto kikuyo por Correa (2006). No obstante que con el avance de la edad de corte se incrementó tanto la concentración como la fracción potencialmente degradable en el rumen de este mineral, la concentración de K es tan alta y su liberación en el rumen tan rápida que este último mineral podría afectar la absorción del Mg a través de las paredes del rumen, su principal sitio de absorción en rumiantes (Pfeffer et al 1970). Martens (1983) ha señalado que cuando la concentración de K en el rumen es demasiado alta se produce la despolarización de la membrana apical del epitelio ruminal, reduciendo, con ello, el potencial eléctrico transepitelial el cual es responsable de la absorción del Mg hacia el torrente sanguíneo.

Liberación ruminal efectiva de minerales

Entre los minerales se evidenciaron diferencias significativas en la liberación efectiva en el rumen (p>0.05). Así, el K se constituyó en el mineral que se libera en mayor proporción en el rumen seguido muy de cerca por el P y el Mg (figura 4 y tabla 7).

El Ca, al igual que en el pasto kikuyo (Correa 2006) es el mineral de menor liberación ruminal por estar ligado a la fibra y, por ende, depender de la degradación ruminal de esta fibra para su liberación en este tramo de tracto gastrointestinal (Čerešňáková et al 2005; Emanuele et al 1991). Debido a que los microorganismos ruminales absorben los minerales liberados desde las partículas de alimento para utilizarlos en el mantenimiento de su presión osmótica, capacidad tamponizante, transporte de nutrientes y síntesis de proteínas (Singh 2005), la cantidad y la velocidad con la que dichos minerales son liberados en el rumen afectarán el metabolismo de los microorganismos ruminales. De allí la importancia de generar información que permita hacer estimaciones sobre la liberación de minerales en el rumen.

De otra parte, es necesario considerar que la liberación de los minerales en el rumen sumada a la que se presenta en otros tramos del tracto gastrointestinal, particularmente en el omaso y el intestino delgado, determinan la posibilidad de que estos sean absorbidos por el animal hospedero (Emanuele et al 1991).

Conclusiones

• Como se puede apreciar hasta aquí, el denominado pasto maralfalfa (Pennisetum sp), como cualquier otro pasto, reduce su calidad nutricional a medida que avanza la edad de rebrote. Al tratarse de un pasto de corte de alto potencial para la producción de biomasa (Correa et al 2004), este pasto extrae grandes cantidades de nutrientes exigiendo, en la misma medida, programas de fertilización que garanticen la permanencia del cultivo en el tiempo sin poner en riesgo la fertilidad del suelo.

• Bajo las condiciones en las que se realizó este experimento, se pudo establecer que la edad de corte reduce la concentración de PC, PCIDN, PCIDA, EE y CNE pero no modifica la concentración de Lig, Cen y la de los cuatro minerales en el pasto maralfalfa. Los NDT_1x y la ENl_1x se redujeron con la edad de corte pero no se modificaron los parámetros de cinética de la liberación del Ca, P y K pero si Mg. En general, el Ca fue el mineral con menor liberación efectiva en el rumen siendo el K el que presentó el mayor valor para este parámetro. Este comportamiento en los minerales es necesario tener en cuenta en la formulación de suplementos minerales para rumiantes.

Agradecimientos

A la Dirección de Investigaciones de la Universidad Nacional de Colombia, Sede Medellín (DIME) por la financiación de este trabajo (proyecto DIME 030803758) y a los auxiliares de investigación Ferley Monsalve y Martha Ruíz por la excelente labor realizada en el montaje y la ejecución del trabajo de campo.

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Received 16 March 2006; Accepted 24 March 2006; Published 16 June 2006

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