Composición nutricional, degradación in vitro y potencial de producción de gas, de herbáceas, arbóreas y arbustivas encontradas en el trópico alto de Nariño

J E Apráez, J M Delgado y J P Narváez

Universidad de Nariño, Facultad de Ciencias Pecuarias - Grupo de Investigación en Producción y Sanidad Animal
Universidad de Nariño, AA 1175, Pasto, Colombia
eapraez@gmail.com

Resumen

Mediante la técnica In vitro de producción de gases se evaluaron las 12 especies forrajeras Lolium multiflorum, Medicago sativa, Phalaris arundinacea, Otholobium munyense, Baccharis latifolia, Abutilon striatum , Acacia decurrens, Raphanus sativus, Sambucus nigra, Ambrosia arborescens, Beta vulgaris  en fruto y follaje además de el alimento base de la zona de estudio constituido por la mezcla de Lolium sp., Dactylis glomerata, Holcus lannatus, Raphanus sativus, Rumex sp., and Taraxacum oficinales. Estas fueron secadas a 65°C y molidas a través de una malla de 1 mm,  posteriormente cada una de las muestras fue inoculada con líquido ruminal y líquido proveniente de heces bovinas frescas en dos grupos de análisis respectivamente. La presión y volumen generados en el interior de las botellas fueron medidos con ayuda de  un sistema manométrico en 14 horarios diferentes. Entre las variables medidas estuvo la producción total de gas y diferencial para metano y ácidos grasos volátiles. La segunda fue cuantificada en cada muestra de forraje con ayuda de patrones de calibración con el 95% de pureza.

La mayor producción de gas, a las 96 horas, se obtuvo en el fruto de Beta vulgaris con 151,73 ml y 141,18 ml con inóculo ruminal e inóculo fecal respectivamente, y la mayor producción de metano con los dos inóculos en el fruto de Beta vulgaris. Los resultados obtenidos permitieron identificar al fruto de Beta vulgaris como una especie de elevado potencial en la producción de metano tras su inclusión en la dieta de los bovinos, pues es un tubérculo de la familia Chenopodáceae, que se caracteriza por un rico contenido en azúcares simples y bajo aporte proteínico. Conjuntamente se logró la identificación de especies forrajeras como Sambucus nigra, Acacia decurrens, Otholobium munyense y Ambrosia arborescens, de elevado potencial en la disminución de las emisiones de metano por la presencia en su estructura de metabolitos secundarios como taninos y un adecuado equilibrio entre sus componentes fibrosos y su aporte proteínico a la dieta.

Palabras clave: Cinética de digestión, fermentación, metano, producción de gas, rumiantes, taninos

Nutrient content, in vitro degradation and gas production potential of grasses and forage trees and shrubs found in the high tropics of Nariño

Summary

By the technique of in vitro, gas production was evaluated in 12 forage species Lolium multiflorum, Medicago sativa, Phalaris arundinacea, Otholobium munyense, Baccharis latifolia, Abutilon striatum, Acacia decurrens, Raphanus sativus, Sambucus nigra, Ambrosia arborescens, Beta vulgaris in fruit and foliage as well as in a mixture of Lolium sp., Dactylis glomerata, Holcus lannatus, Raphanus sativus, Rumex sp., and Taraxacum officinales. These were dried at 65 ° C and ground through a 1 mm mesh, then each sample was inoculated with rumen fluid and fluid from fresh bovine feces. The pressure and volume generated inside of the bottles were measured using a manometric system in 14 different times. Among the variables measured were the total gas production, methane and volatile fatty acids.

Increased production of gas, at 96 hours was obtained in the fruit of Beta vulgaris with 151 ml and 141ml with fecal  and inoculum rumen inoculum, respectively, and also increased production of methane. The results obtained allowed to identify the fruit of Beta vulgaris as having high potential for methane production following its inclusion in the diet of cattle. It is a tuber of the Chenopodáceae family, characterized by a rich content of simple sugars and low protein. Forage species such as Sambucus nigra, Acacia decurrens, Otholobium munyense and Ambrosia arborescens, appear to have  high potential in reducing methane emissions by the presence in the structure of secondary metabolites such as tannins and an appropriate balance between fiber components and protein .  

Key words: fermentation, gas production, kinetics of digestion, methane, ruminants, tannins

Introducción

Es común que una significante cantidad de las gramíneas empleadas en la alimentación de rumiantes, las cuales debido a efectos ambientales y de edad, asociados con baja calidad nutritiva, presenten bajos niveles de degradabilidad ruminal, lo que se explica por una fermentación microbiana deficiente cuyo resultado se refleja en un bajo flujo y absorción de nutrientes a la que requieren los rumiantes. Todo esto conlleva al desarrollo de diversos procesos metabólicos que promueven la formación de compuestos necesarios para el mantenimiento de la microbiota ruminal donde se ve afectada la relación de ácidos grasos volátiles (AGV´s) que regulan la producción de hidrógeno y la consecuente generación de metano en el rumen (Carmona et al 2005). 

El ganado bovino emite metano debido a que en el proceso digestivo que ocurre bajo condiciones anaeróbicas participan diferentes tipos de microorganismos, las que degradan la celulosa ingerida a glucosa la que fermentan después a ácido acético y reducen el dióxido de carbono formando metano (Carmona et al 2005). Por ello se considera que actividades como la agricultura y la producción pecuaria, contribuyen a las emisiones de metano (CH₄), dióxido de carbono (CO₂) y óxido nitroso (N₂O) a la atmósfera, cuyo aumento en las concentraciones de estos gases provoca un calentamiento de la superficie terrestre y la destrucción de la capa de ozono (Primavesi et al 2004). 

Ante dichas circunstancias, resulta urgente estudiar especies promisorias para sistemas agroecológicos específicos y sistemas productivos tanto en función de productividad de biomasa, como de su valor nutritivo y de beneficios adicionales sobre la sostenibilidad ambiental.  Por ello, este trabajo empleó la técnica In vitro de producción de gases con la finalidad de evaluar el perfil gaseoso de algunos recursos forrajeros catalogados como promisorios en la alimentación de bovinos lecheros, a fin de obtener su caracterización, y poder recomendar el uso de especies que además de mejorar la dieta del ganado lechero, permitan el aprovechamiento de plantas propias de la zona de vida donde se desarrolla la ganadería; para optimizar la eficiencia y reducir la emisión de gases que mayor impacto generan en el ambiente.  

Materiales y Métodos

Recolección de muestras 

Aproximadamente 2 kg de muestra de cada recurso forrajero fueron recolectados (Tabla 1);  la edad de rebrote al igual que la zona de muestreo que comprendió un área de la región andina entre la cordillera centro oriental del departamento de Nariño, la que abarcó parte de los municipios de Sapuyes, Túquerres y el suroccidente de Pasto, cuyos territorios están dentro de los 2500 y 3200 msnm y en los que predominan temperaturas entre los 8 y 12°C, y precipitaciones medias anuales de 800 a 1500 mm. Estas regiones corresponden a las zonas de vida  bosque húmedo montano (bh-M) y Páramo sub-andino (p-SA), caracterizadas por la presencia de pastos naturales y bosque secundario, propias para el desarrollo de la actividad lechera (FAO 2000, Holdrige 1998).  

Preparación de muestras 

Las muestras fueron secadas en estufa de ventilación forzada a 65° C durante 24 horas, posteriormente molidas en un molino de martillo con una criba de 1 mm y envasadas en recipientes de vidrio que favorecieran su conservación. 

Colección de inóculos  

Inóculo ruminal

Los animales donantes fueron 3 bovinos hembras de la raza Holstein con un peso promedio de 400 kg. destinados al sacrificio y elegidos para fines investigativos, su alimentación consistió de pasto Kikuyo (Pennisetum clandestinum) de 45 días. El día de inicio del trabajo se colectó el contenido ruminal el cual se filtró a través de un paño de gasa de cuatro capas, el material filtrado fue transferido a un recipiente mantenido en baño maría a 39ºC y continuamente saturado con CO₂. Este procedimiento se realizó para garantizar que el inóculo resultante estuviera compuesto por microorganismos ruminales adheridos y no adheridos a la fibra.

Inóculo fecal

Los animales donantes fueron 3 vacas Holstein de 450 Kg de peso promedio, mantenidas en la Granja Experimental Botana, propiedad de la Universidad de Nariño, ubicada a una altura de 2800 msnm, con temperatura media de 10°C, precipitación promedio anual de 1000 mm y dentro de una zona de vida bmh-M. (Bosque muy Húmedo - Montano). La dieta de estos animales consistió de pasto Kikuyo (Pennisetum clandestinum) de 45 días de edad suministrado por un periodo de 15 días anteriores a la colecta de las heces.

Producción de gas in vitro 

La producción de gas se determinó según la metodología descrita por Theodorou et al (1994), la que se midió a las 2, 4, 6, 8, 10, 12, 15, 19, 24, 30, 36, 48, 72 y 96 horas de incubación. Este proceso se repitió para los dos grupos de inóculo evaluados y después de cada lectura los frascos fueron manualmente agitados y reubicados en el baño maría. 

Análisis químicos  

Los análisis químicos se realizaron según las metodologías establecidas por la AOAC (1995) del siguiente manera: proteína cruda por Kjeldahl, cenizas por calcinación a 600°C, extracto etéreo por soxhlet,  energía bruta por calorimetría adiabática, fracciones de fibra por la técnica de Goering y Van Soest (1970); Ca, P y Mg por oxidación húmeda EAA y colorimetría. El contenido de metabolitos secundarios por los métodos de Espuma Vainillina-Ácido Clorhídrico (Rosenthaler et al (1963);  Saponinas y Taninos por métodos de Cloruro Férrico, Gelatina-sal, Acetato de plomo. Esteroides por el procedimiento de Libermann, Burchard, Rosenheim y Salkowiski y Alcaloides por el de Dragendorff et al (1984).

Cromatografía de gases 

Para el análisis de metano, se empleó la metodología descrita por López and Newbold (2007). Las muestras fueron extraídas de los viales con una jeringa Headspase Soil gas SUPELCO para cromatografía de gases, e inyectadas en un cromatógrafo SHIMADZU GC-17A. Se tomaron 5 ml de muestra de los cuales se inyectaron 0,5 ml. La columna empleada fue una columna apolar DB-5 (30 metros 0,25 mm y 0,25 μm J&W).  Las temperaturas del  puerto de inyección Split/Splitless  y detector FID fueron 200 y 250°C respectivamente. Se realizó una programación de temperatura de la columna de 30°C (5min) hasta 200°C a relación de 30°C/min. Como gas de arrastre se empleó Helio UAP a flujo de columna de 1,0 ml/min. El tiempo de retención del metano fue de 1,80 minutos.  El software utilizado para la adquisición y el análisis de la información  fue el CLASS VP versión 4,3. 

Para la determinación de AGV´s, se siguió la metodología descrita por Tjardes and Buskirk (2000). 2ml de muestra de sobrenadante obtenidas de cada botella fueron mezcladas con 2 ml de ácido fosfórico al 30% y refrigeradas a 4°C. Tras la refrigeración se centrifugaron a 8000 g por 10 minutos. La fase liquida de cada muestra se transfirió a tubos de ensayo y se congeló durante 12 horas. Cada muestra se mezcló con 2 ml de éter etílico y se agitó manualmente por 3 minutos y se refrigeraron por 24 horas, al cabo de las cuales se separó la fase etérea y de quelatos de los tubos, a cuyas porciones se les adicionó 1 ml de solución de NaCl al 10%. Estas muestras fueron sonicadas en un ultrasonido FISHER por 15 minutos a temperatura ambiente, hasta separar la fase etérea completamente. El procedimiento siguiente fue derivatizar mediante la adición de 5 ml de metanol ácido clorhídrico al 5% v/v, dejar las muestras durante 8 horas  a  50°C en baño de aceite controlando la temperatura, adicionar 1 ml de agua destilada y 1mL de n-Pentano de alta pureza (99,99%) para separar los ésteres metílicos de los AGV´s. El extracto orgánico se analizó por Cromatografía de gases. Se empleó una Columna Capilar Supelcowax-10 (Supelco 30m, 0,25mm,  0,25 μm). La programación de temperatura fue de 40°C hasta 130°C (15°C/min) luego hasta 240°C a 30°C/min. Se utilizó un detector FID a 280°C. La temperatura del inyector split 1:10 fue de 250°C y el volumen de inyección de 1 μl. Se inyectaron estándares de ácido Acético, Propiónico, Butírico y Valérico (Metil esteres) analizados bajo las mismas condiciones. 

Análisis estadístico  

Los valores de producción de gas y de degradabilidad de la MS y MO obtenidos, se analizaron mediante un sistema de medidas repetidas en el tiempo usando el programa PROC MIXED SAS 9.1 (SAS Institute Inc., Cary, NC, USA) con base en el modelo descrito por France et al 1993.  

Yijk = µ + Ti + Eij + tk + (T*t)_ik + Eijk 

Donde:  

Yijk:     Observación ijk

µ:         Media general

Ti:        Efecto del tratamiento

tk:        Efecto del horario de incubación k

(T*t)_ik: Efecto de interacción entre el tratamiento i  y el horario k

Eij:      Error aleatorio con u cero y  varianza y covarianza entre medias repetidas

Eijk:     Error aleatorio  

Las medias se ajustaron y compararon según la prueba de Tukey - Kramer (p<0,05).  

Los resultados de composición química, metabolitos secundarios, producción de metano y producción de AGV´s fueron sometidos a análisis de varianza utilizando el procedimiento GLM de SAS 9.1.  

Resultados y Discusión

Composición química  

En la tabla 2, se describe la composición nutricional de las especies evaluadas. Para el caso de la proteína cruda los niveles más altos se presentaron en las especies Ambrosia arborescens (30,3% en MS), Otholobium munyense (29,5%) y Raphanus sativus L (26,3%), en tanto que los valores más bajos fueron para el fruto de Beta vulgaris (11,6%). Según Rosero (2005), el potencial de producción y calidad de los recursos forrajeros depende del género, especie y cultivar, edad y estado fisiológico de la planta, de las propiedades químicas y físicas del suelo, de las condiciones climáticas y por supuesto un factor muy importante a considerar es el manejo al cual está siendo sometida una determinada especie.     

En Raphanus sativus, se observaron contenidos de proteína similares a los reportados por Mattos et al (2010), en investigaciones desarrolladas en cultivos bajo sistemas de labranza mínima. Respecto al fruto de Beta vulgaris, los resultados fueron concordantes con las características de la especie, ya que éste tubérculo mejora el aporte energético, gracias a su elevado contenido de carbohidratos de fácil asimilación en forma de azucares simples,

En Abutilon striatum van (67%) y Phalaris arundinacea (53%) el contenido de fibra detergente neutro (FDN) fue relativamente alto en comparación a las demás especies evaluadas mientras que Sambucus nigra presento valores bajos (23,4%).  

Álvarez (2000)  afirma, que árboles forrajeros con bajos contenidos de FDN (20% - 35%) presentan usualmente alta digestibilidad, lo que evidencia la potencialidad del Sambucus nigra, como un recurso viable que se puede convertir en una especie de elevado potencial forrajero, con un aporte nutricional y de reducción de emisiones de gas significativo. El contenido de FDN, reportado para Abutilon striatum es similar al encontrado por Lotero (1993), para zonas alto-andinas de Colombia.  

En Baccharis latifolia (31,4%) y Ambrosia arborescens (31,1%), se encontró un mayor nivel la fibra detergente acido (FDA), y un menor tenor en el fruto de Beta vulgaris (8,6%) y Sambucus nigra (15,8%). La FDA agrupa las fracciones de celulosa y lignina de las plantas, aumentando su proporción en aquellas de avanzado estado de maduración y alta relación de tallos a hojas, razón por la cual altas concentraciones de FDA se asocian con baja digestibilidad ruminal, pues al ser un constituyente de las paredes celulares la digestibilidad de la lignina es prácticamente nula. Con base en lo anterior se puede afirmar que el alto contenido encontrado en Baccharis latifolia y Ambrosia arborescens está asociado al estado de madurez de las plantas al momento del corte junto con la edad de rebrote de las mismas y la elevada presencia de tallos en su estructura, gran parte de los cuales pueden haberse encontrado lignificados.   

Cuando los contenidos de FDN y FDA se consideran elevados en determinada especie, se sugiere que la disponibilidad de energía puede ser limitada. Un alto contenido de estos se asocia con un menor consumo de alimento, al ser estos componentes de lenta degradación en el rumen (Carvajal 2010). 

Quirama y Caicedo (2003), citados por Carvajal (2010),  explican que la presencia de fibra en la fuente alimenticia cualquiera que esta sea y en particular el contenido de lignina afecta la digestibilidad de los nutrientes como materia orgánica, fibra, proteína, aminoácidos, minerales, Energía Digestible (ED), Energía Metabolizable (EM) y Energía Neta (EN). En general, la digestibilidad de los forrajes está inversamente relacionada con su contenido de fibra. 

Contenido de metabolitos secundarios 

Se evaluaron un total de 4 grupos de metabolitos: taninos, esteroles, saponinas y alcaloides. Para la descripción de las pruebas, se utilizó el sistema cualitativo de cruces con el objetivo de especificar la presencia o ausencia de los grupos de metabolitos, siguiendo los criterios de: presencia abundante (+++), presencia moderada (++), presencia baja (+) y nula (-). En la Tabla 3 se observan los resultados de los metabolitos secundarios presentes en los recursos forrajeros evaluados en la presente investigación. El contenido de saponinas fue moderado (++) en Medicago sativa y abundante (+++) en Acacia decurrens, mientras que para los recursos forrajeros restantes su presencia fue de baja (+) a nula (-). Duncan y Milne (1989) señalan a las saponinas como metabolitos secundarios generalmente con efectos negativos en la alimentación animal, sin embargo diversos trabajos reportan sus bondades como sustancias defaunantes a nivel ruminal; con efecto significativo sobre la  población protozoal, obteniéndose importantes beneficios nutricionales en cuanto al aprovechamiento de la proteína y la energía principalmente, los que a su vez se asocian a menores tasas de producción de gases y menores proporciones de conversión de residuos a aquellos gases de efecto invernadero como el metano (CH₄). Los taninos se encontraron en una baja proporción (+) en Otholobium munyense y Ambrosia arborescens, presencia moderada (++) en Sambucus nigra y abundante (+++) en Acacia decurrens. En los demás tratamientos su presencia fue nula (-).  Mera (2004)  afirma que los taninos hidrolizables y consensados ligan proteínas, por ello en forrajeras de altos contenidos de taninos y proteína, la degradación de la proteína se reduce debido a su presencia, pues tienen la capacidad de ligar enzimas digestivas las cuales tienen como efecto inhibir su actividad digestiva, o a las proteínas de la dieta, produciendo un complejo tanino – proteína menos digerible.  El mismo autor asegura, que los altos niveles de taninos reducen el nivel de ingestión voluntaria, primero porque pueden disminuir la digestibilidad de la materia seca en el rumen y reaccionar con la mucosa interior del tracto digestivo interfiriendo con la absorción a nivel de pared lo que produce señales de distención física y la depresión puede ser debida a la palatabilidad. Los taninos de las plantas pueden precipitar proteínas salivares, causando un desagradable sabor astringente en la boca. 

Bernal (2007), encontró que la mayor producción de gas a las 144 horas de incubación, la tasa de producción de gas, la degradación de la materia seca y proteína, y la concentración de amonio fue mayor en las leguminosas Vigia unguiculta y Cratylia argentea respectivamente, las cuales se caracterizan por carecer de taninos condensados, contrario a esto los más bajos registros se encontraron en las especies taníferas Calliandra calothyrsus y Flemingia macrophylla. Lo anterior evidencia que los recursos forrajeros que contienen cantidades significativas de taninos en su composición, pueden ser una herramienta que permita mejorar la dinámica digestiva a nivel ruminal, logrando un mejor  aprovechamiento de las fuentes proteicas y disminuyendo las perdidas energéticas por emisión de gases. En cuanto a la presencia de compuestos anteriormente descritos, Kumar (1992) afirma que: “los rumiantes tienen mayor capacidad de degradar o transformar algunos metabolitos secundarios en pocas cantidades mediante la acción de los microorganismos ruminales” 

Degradación in vitro de la materia seca (MS) 

Materia seca  

Los resultados permiten observar un comportamiento similar entre fuentes de inóculo (p<0,05) para un mismo tratamiento, en tanto que si se presentaron diferencias estadísticas significativas (p<0,05) entre tratamientos para un mismo inóculo como se muestra en la tabla 3.  

Los valores más altos de degradación se obtuvieron en el fruto de Beta vulgaris, con las dos fuentes de inóculo y en las dos horas evaluadas, con valores de degradación de la MS de 11,9%; 12,2%; 95,3% y 98% para inóculo ruminal  y fecal a las 6 y 96 horas respectivamente. El menor valor de degradación se registró en forraje de Acacia decurrens, con un comportamiento igual en las dos fuentes de inóculo evaluadas. La degradación de la materia seca observada en el fruto de Beta vulgaris, es un reflejo de su baja proporción de FDN y FDA, y aunque esto no necesariamente concuerda con lo mencionado por Abreu et al (2003) quien asocia los valores de degradabilidad de la materia seca con altos contenidos de proteína, puesto que el fruto de Beta vulgaris, fue uno de los tratamientos que menor contenido proteico registró en el análisis nutricional. Los datos también coinciden con las mayores producciones de gas a las 96 horas de incubación y la ausencia de taninos en la especie, resultados que concuerdan con lo encontrado por Bernal (2007) para Vigna unguiculata y Cratylia argentea  en un estudio similar. Los bajos niveles de degradación de la materia seca en Acacia decurrens, se relacionan con su contenido de fibra y proteína pero sobre todo con la abundante presencia de taninos encontrada en esta especie, como bien lo mencionan Mueller-Harvey y McAllan (1992) dada su potencialidad de formar complejos con proteínas, polisacáridos, ácidos nucléicos, saponinas entre otros, pueden ligar componentes de la pared celular y hacen en gran parte indisponible los nutrientes para los microorganismos.  

Producción de gas in vitro 

Las tasas de mayor generación de gas se obtuvieron en el fruto de Beta vulgaris, con los dos tipos de inóculo, y menor producción de gas estuvo asociada al follaje de de esta misma planta con inóculo ruminal, y a Ambrosia arborescens con inóculo fecal. Valores intermedios se reportaron en Lolium sp., Medicago sativa y Otholobium munyense con inóculo ruminal y en Acacia decurrens, Baccharis latifolia y Phalaris arundinacea con inóculo fecal. Las curvas de producción de gas acumulado con las dos fuentes de inóculo se observan en el gráfico 1 en cuanto a los cuales es evidente una diferencia en su dinámica, resultante del efecto de cada tipo de sustrato empleado, en términos de su calidad y contenido nutricional y de otro tipo de componentes que generaron perfiles propios de generación de gas según los efectos de interacción sucedidos a lo largo del proceso de incubación.  

Grafico 1. Perfiles de producción de gas acumulado según el tipo de inóculo empleado

Producción de metano  

Los resultados se pueden observar en el gráfico 2. Los valores más altos se hallaron en el fruto de Beta vulgaris, con inóculo ruminal y fecal, y los valores más bajos fueron para Acacia decurrens, Ambrosia arborescens, Otholobium munyense y Sambucus nigra, con inóculo ruminal y fecal respectivamente.

Potencial de producción de AGVs 

Los resultados de producción de AGV´s se muestran en las tablas 4 y 5.

La producción de Ácido Acético fue mayor en Abutilón striatum van  y en el fruto de Beta vulgaris con inóculo ruminal y fecal respectivamente, con la diferencia de que con inóculo ruminal la mayor proporción de Acetato fue para Abutilon striatum van y con inóculo fecal fue para Beta vulgaris. La producción de Ácido Propiónico los fue mayor en Abutilón striatum y Phalaris arundinacea con inóculo ruminal y en Sambucus nigra y Lolium multiflorum con inóculo fecal. Valores inferiores se obtuvieron en Medicago sativa y Baccharis latifolia, con inóculo ruminal, y en Ambrosia arborescens y el alimento base, con inóculo fecal. La producción de Ácido Butírico arrojo resultados que oscilan entre 0,01 ml/L y 10,84 ml/L, valores que son relativamente pequeños en comparación a los encontrados para los otros dos tipos de ácidos grasos. En 12 de las 13 especies evaluadas la mayor proporción de ácidos grasos fue de propionato, excepto en el fruto de Beta vulgaris incubado con los dos tipos de inóculo, en el cual la mayor proporción de ácido graso presentada fue de acetato. 

Los resultados se relacionan con los contenidos de FDN Y FDA antes descritos para las especies evaluadas, y según lo reportado por Álvarez (2000), la mayor producción de ácidos grasos es la proveniente de las fracciones de fibra de los alimentos, componentes que incrementan la producción de acetato como lo demuestran los resultados en Abutilon striatum van y Phalaris arundinacea, plantas con alto contenido de carbohidratos estructurales en su composición. Sin embargo dichas afirmaciones no coinciden con lo encontrado para Beta vulgaris.  La baja producción de acetato encontrada en Ambrosia arborescens, Otholobium munyense, Sambucus nigra y Acacia decurrens, se explica desde su contenido de taninos, cuya función principal es como se ha descrito anteriormente, la de formar complejos con las proteínas evitando su degradación y por ende la producción de acetato y la consecuente producción de metano a partir de los hidrógenos libres. 

Conclusiones

• Recursos alimentarios como el fruto de Beta vulgaris, demostraron un elevado potencial de producción de gases de efecto invernadero, principalmente metano, expresado por su bajo contenido de proteína, ausencia de taninos, elevadas tasas acumulativas de producción de gas, altos valores de degradabilidad de la MS, junto con alta producción de ácido acético y alta relación Acetato:Propionato, lo que sugiere el replanteamiento en la formulación de dietas que incluyan este tipo de alimentos, por lo perjudicial que puede resultar su aprovechamiento para el medio ambiente. 

• La presencia de metabolitos secundarios como taninos en algunas especies de plantas empleadas en la alimentación animal, hoy por hoy constituyen una de las herramientas más importantes de manipulación de la fermentación ruminal con fines de disminución de la producción de metano, dada la característica que poseen estos compuestos de ligar proteínas y otro tipo de componentes haciendo aun más indigeribles algunas porciones del alimento. En general la mayoría de las leguminosas forrajeras contienen altas concentraciones de taninos condensados que producen efectos depresivos sobre el consumo y la digestibilidad de la materia seca y el nitrógeno, como lo reveló esta investigación, contribuyendo además a aminorar el impacto ambiental negativo causado por los rumiantes.  

• Las reacciones más importantes que se dan en la fermentación de los carbohidratos a nivel ruminal dependen de la cantidad de gas producido a partir de hexosas  fermentadas, y la proporción molar de los diferentes AGV generados. Cambios en el patrón de fermentación que incrementen la proporción de ácido butírico y acético y disminuya la proporción de Propiónico, pueden resultar en un incremento en el volumen de gas, influyendo directamente sobre la productividad del animal, razón por la cual lo que se debe buscar es un equilibrio entre producción, eficiencia y bajo impacto ambiental.

• Recursos forrajeros empleados en esta investigación como Acacia decurrens, Sambucus nigra, Ambrosia arborescens y Otholobium munyense, son especies alternativas promisorias para su inclusión en la dieta de rumiantes, ya que contribuyen a disminuir la producción de metano y representan una parte muy importante dentro de las estrategias empleadas en el mundo ante tales efectos de la ganadería, además se caracterizan por una adecuada proporción de sus componentes fibrosos y aporte proteínico, destacándose el equilibrio entre degradación de la MS y aporte de AGV´s destinados a la producción. 

• Al final, es claro que el objeto de estas investigaciones es lograr  reducir las emisiones de gases con efecto invernadero por unidad de producto animal y considerando el sistema completo. Los bovinos en países más industrializados producen una alta emisión por una dieta muy bien digerible, pero al mismo tiempo son mucho más eficientes en la producción de leche o carne y es ese el equilibrio que en nuestros países desarrollados debemos alcanzar. Para ello nuestra diversidad vegetal es ampliamente grande y nos permite hacer uso de múltiples recursos que cumplen con la condición de contribuir a la disminución de la producción de metano y además representan un importante aporte nutricional para la dieta de los bovinos.

Referencias

Abreu A, Carulla J E, Kreuzer M, Lascano C, Díaz T E, Cano A and Hess H D 2003: Efecto del fruto del pericarpio y del extracto semipurificado de saponinas de Sapindus saponaria sobre la fermentación ruminal y la metanogénesis in vitro en un sistema RUSITEC. Revista Colombiana de Ciencias Pecuarias. 16: p. 147-154. 

Alvarez D M 2000: Evaluación In vitro de leguminosas tropicales como fuente de proteína para rumiantes. Trabajo de grado para optar al título de Zootecnista. Universidad Nacional de Colombia. Sede Palmira Valle del Cauca. 120 p.

Bernal B L 2007: Efecto de las mezclas de las leguminosas Calliandra calothyrsus, Flemingia macrophylla, Cratylia argéntea y Vignia unguiculata ensiladas y henificadas sobre los parámetros de fermentación ruminal In vitro y producción de leche en bovinos. Palmira – Valle del Cauca. Universidad Nacional de Colombia. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Escuela de Postgrados. Tesis de grado presentada como requisito para optar al título de Magíster en Ciencias Agrarias con énfasis en producción animal tropical. 119 p.

Carmona J C, Bolívar D and Giraldo L A 2005: El gas metano en la producción ganadera y alternativas para medir sus emisiones y aminorar su impacto a nivel ambiental y productivo, Revista Colombiana de Ciencias Pecuarias Vol 18:1  p 49 – 63.

Carvajal T J 2010: Digestibilidad In vitro Prececal Y Cecal De Plantas Forrajeras Tropicales Para La Nutrición En Cerdos. Palmira – Valle del Cauca. Universidad Nacional de Colombia. Facultad de Ciencias Agropecuarias. Escuela de Postgrados. Tesis de grado presentada como requisito para optar al título de Magíster en Ciencias Agrarias con énfasis en producción animal tropical. 110 p.

Duncan A J and Milne J A 1989: Glucosinolates. Aspects of Applied Biology, Antinutritional factors, potentially toxic substances in plants. Institute of Hortocultural Research, p. 75-92.

France J, Dhanoa M S, Theodorou M K, Lister S J, Davies D R and Isac D 1993: A model to interpret gas accumulation profiles associated with in vitro degradation of ruminant feeds. Journal of Theoretical Biology; 163:99–111. 

FAO 2000: Evaluación de los recursos forestales mundiales. Informe principal http://www.fao.org/docrep/005/y1997s/y1997s00.htm

Hanssen V H and Quintero B Q 2006: Resultados preliminares del proyecto de investigación financiado por el sistema universitario de investigaciones de la Universidad Autónoma de Colombia. Obtención de bioetanol carburante a partir de la remolacha (Beta vulgaris L). Santa Fe de Bogotá. Colombia.

Holdridge L R 1998: Sistema de clasificación de las Zonas de Vida Natural del Mundo Recopilación de documentos 1998 p 145. 

Kumar R 1992: Antinutritional factors. The potential risks of toxicity and the methods to alleviate them. Speedy A.W., p. 145-160.

Lopez S and Newbold C J 2007: Analysis of Methane.  Chapter 1 in: Measuring Methane Production from Ruminants. Eds Makkar H P S and Vercoe P E. International Atomic Energy Agency. Ed. 1. ISBN : 1402061323or_9781402061325

Lotero J 1993: Producción, utilización y mejoramiento de los pastizales de las zonas alto andinas de Colombia. Red de pastizales Andinos. REPAAN. Quito, Ecuador. 155 pág.

Matos A A, Ojeda Á and Cardozo A R 2010:  Composición química, degradabilidad y producción de gas In vitro del follaje de doce cultivares de Rábano forrajero (Raphanus sativus L.). Revista Cubana de Ciencia Agrícola, vol. 44, núm. 3, pp. 261-266 Instituto de Ciencia Animal La Habana, Cuba.

Mera A M 2004: Efecto de leguminosas forrajeras tropicales ricas en taninos sobre la fermentación y la producción de metano en un sistema In vitro (RUSITEC). Trabajo de grado para optar al título de Zootecnista. Universidad Nacional de Colombia. Sede Palmira. Centro Internacional de Agricultura Tropical – CIAT. Laboratorio de forrajes. 78 p.

Mueller - Harvey and Mc Allan 1992: Tannins and their biochemistry and nutritional properties. Advances in Plant Cell Biochemistry and Biotechnology (Journal Seek). 1. p. 151-217. 

AOAC 1995: Arlington Virginia USA 16th edition p 2.201-3.301.  

AOAC 1984:Arlington Virginia USA 14th edition p 564- 30.018 

Posada S L, Noguera R R and Bolívar D 2006:   Relación entre presión y volumen para la implementación de la técnica in vitro de producción de gases. Revista  Colombiana de Ciencias Pecuarias Vol. 19:4,  Medellín, Colombia. 

Primavesi O, Shiraishi R T, Dos Santos M, Aparecida M, Teresinha T and Franklin P 2004: Metano entérico de bovinos leiteiros em condiçðes tropicais brasileiras, Pesquisa Agropecuária Brasileira, 39 (3): 277-283. 

Rosero N R 2005: Suplementación de bovinos a pasto. Facultad de Ciencias Agrarias. Universidad de Antioquia. http://www.slideshare.net/liliavenda/suplementacin-de-bovinos-a-pasto

Takeda K, Hara S, Wada A and Matsumoto N 1963: A systematic Simultaneous Analysis of Steroid Sapogenins by thin layer cromatography. Journal Chromatography 11, p 562 – 564. 

Theodorou M K, Williams B A, Dhanoa M S, McAllan A B and France J 1994: A simple gas production method using a pressure transducer to determine the fermentation kinetics of ruminant feeds, Animal Feed Science and Technology 48, 185 – 197.    

Tjardes K E and Buskirk D D 2000: Brown midrib-3 corn silage improves digestion but not performance of growing beef steers. Journal of Animal Science, 78: 2957-2965.

Received 3 January 2012; Accepted 1 February 2012; Published 4 March 2012

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