Biomasa forrajera y degradabilidad in situ de los pastos Saboya (Panicum

maximun) y Brachiaria (Brachiaria decumbens), en tres estados

fenológicos, en el cantón La Concordia, provincia Santo Domingo de los

Tsáchilas, Ecuador 2013

Darwyn A. Tinitana, Juan H. Avellaneda, José M. Aguilar

En el experimento 1, se evaluó el efecto de la edad (E) y la especie (S) sobre la biomasa forrajera (BF) (kg MS ha-1

) y

composición química de Panicum maximum (P) y Brachiaria decumbens (B) cortados a los 20, 30 y 40 días. Se

empleó un diseño de parcelas divididas. La parcela grande fue la especie, y la parcela pequeña la edad de corte. Los

tratamientos evaluados fueron: T1 = P 20 d, T2 = P 30 d, T3 = P, 40 d, T4 = B 20 d, T5 = B 30 d, T6 = B 40 d. La BF (kg

MS ha-1

) se incrementó significativamente (p<0.05) con la edad. La cantidad de MS de las especies a 40 d fue

superior a 20 y 30 d (p<0.05). No hubo diferencias estadísticas (p>0.05) entre especies. Los rendimientos de MS se

ajustaron a un modelo cuadrático. En el experimento 2, se evaluó la degradabilidad in situ MS, MO y MI de los

tratamientos: T1 = P 20 d, T2 = P 30 d, T3 = P, 40 d, T4 = B 20 d, T5 = B 30 d, T6 = B 40 d, a 12, 24 y 48 horas de

incubación ruminal. Se utilizó un DBCA con arreglo factorial 2 x 3 (especie * edad), el criterio de bloque fue el animal

fistulado. La degradabilidad in situ de la MS, MO y MI disminuyó al aumentar la edad, pero se incrementó con el

tiempo de permanencia en el rumen. La MS, MO y MI presentaron diferencias (p<0.05) entre edades a las 12, 24 y

48 h. La mayor tasa de desaparición fue a los 20 d y la menor a los 40 d. Entre especies no fue significativa (p<0.05)

la digestibilidad in situ de la MS y MO a 12 y 24 h, mientras que a 48 h presentó diferencias (p<0.05) siendo P.

maximun el mejor. El efecto de las especies en la degradabilidad de MI fue significativa (p<0.05) a 12, 24 y 48 h, P.

maximum fue superior a B. decumbens. La BF (kg MS ha-1

) aprovechable a 48 h de incubación no fue significativa

(p<0.05) a 20 y 30 d, excepto a 40 d. En la estimación por número de cortes tanto la Saboya como la Brachiaria de

20 d produjeron la mayor cantidad de forraje aprovechable (t MS ha-1

año-1

).

Palabras claves: Biomasa forrajera, Panicum, Brachiaria, composición química, degradabilidad, in situ, incubación

ruminal, materia seca, materia orgánica, materia inorgánica, forraje aprovechable.

INTRODUCCION

Los pastos introducidos como Saboya (Panicum maximum) y la Brachiaria (Brachiaria decumbens), constituyen una fuente barata de alimento para el ganado de carne y leche del trópico ecuatoriano. Estas dos especies forrajeras son las más difundidas por su gran adaptabilidad a las condiciones climáticas y por su resistencia al pastoreo, sin embargo, generalmente se desconoce su aporte nutricional.

Por lo cual, de acuerdo con lo que sostiene Bochi-Brum (1999), el conocimiento de la digestibilidad de los alimentos es fundamental para

establecer su valor nutritivo y por tanto, para la formulación de dietas para rumiantes. La técnica in situ o de bolsa de nylon, permite evaluar la degradabilidad de diferentes especies de forrajes y mejorar la comprensión de los procesos fermentativo en el rumen (Orskov et al., 1980).

Por ello el objetivo de este estudio fue determinar el rendimiento de biomasa forrajera (BF) y la degradabilidad in situ de la Materia Seca (MS), Orgánica (MO) e Inorgánica (MI) de los pastos Saboya (Panicum máximum) y Brachiaria (Brachiaria decumbens) cortados a los 20, 30 y 40 días.

MATERIALES Y MÉTODOS

La investigación comprendió dos ensayos: el primero consistió en la determinación de la biomasa forrajera de los pastos P. máximum y B. decumbens en tres estados fenológicos (20, 30, 40 d), en el cantón La Concordia, provincia de Santo Domingo de los Tsáchilas, entre noviembre del 2010 y mayo del 2011, correspondientes a la época lluviosa; y el segundo sobre la digestibilidad in situ de las especies del experimento 1, a tres tiempos de incubación ruminal (12, 24 y 48 h).

Experimento 1

Se utilizó un diseño en parcelas divididas, con cuatro repeticiones. A las especies se les asignó a la parcela principal y las edades a las subparcelas. Los promedios de los tratamientos fueron comparados usando la prueba de Tukey al 5% de probabilidad. Para el efecto se utilizó el programa estadístico InfoStat (2011). El modelo matemático fue: Yijk = μ + Ei + δij + Vj + EVij+ єijk, donde: Yijk = Total de una observación, μ = Media general, Ei = Efecto del factor de la parcela principal (especie), δij = Error experimental asociado a la parcela principal (error a), Vj = Efecto del factor de la subparcela (edad de rebrote), EVij = Interacción entre los pastos y las edades, єijk = Error experimental asociado a la subparcela (error b). Los tratamientos estudiados fueron: T1 = Panicum 20 d, T2 = Panicum 30 d, T3 = Panicum, 40 d, T4 = Brachiaria 20 d, T5 = Brachiaria 30 d, T6 = Brachiaria 40 d.

La parcela principal fue de 21.6 m2 dividida en tres subparcelas para estudiar las edades. Los pastos sembrados a 0.4 x 0.4 m se manejaron con deshierbas manuales y sin fertilización. Para evaluar la biomasa forrajera a los 20, 30 y 40 d, se efectuó

un corte sistemático de igualación a las subparcelas. La cosecha del forraje fue a 15 cm del suelo y la determinación de la MS fue a 60 °C por 48 horas. Formando un pool con las repeticiones de las edades de corte de cada especie y mediante análisis proximal se determinó la composición química de la biomasa forrajera, tal como se muestra en Cuadro 1.

Experimento 2

Se aplicó un diseño de bloques completamente al azar en arreglo factorial 2 x 3 (especie * edad). Se evaluó la degradabilidad in situ de la Materia Seca (MS), Orgánica (MO) e Inorgánica (MI) a tres tiempos de incubación ruminal (12, 24 y 48 h) en las especies y fenologías estudiadas en el experimento 1. Se usó como criterio de bloque al animal fistulado. La medias de los tratamientos fueron comparados usando la prueba de Tukey al 5% de significancia.

El modelo matemático, fue: Yijk = + i +

k + (ik) + βj + Eijk, donde: Yijk = Total de una observación, µ = Media de la población, α1 = Efecto del factor A (especies), δk = Efecto del factor B (edad de rebrote), αδik = Efecto de la interacción entre los niveles de los factores A y B, βj = Efecto de bloque (animal fistulado), Eijk = Error experimental.

Se emplearon tres bovinos de raza Brahman con fístula ruminal, con peso vivo aproximado 420 kg. Se usó bolsas de nylon marca Ankon (22 x 11 cm) con 50 µm de porosidad. Se pesó 7 g de pasto triturado en molino tipo Willey con criba de 2 mm. Las bolsas, se sellaron con ligas y se ataron a cadenas de acero inoxidables (una por animal) de 50 cm de largo (1/4”); se dispusieron 18 bolsas, una por cada especie y edad. El

proceso de incubación se inició con la introducción de las bolsas de mayor tiempo de incubación (48 h), finalizando las de menor permanencia (12 h) dentro del rumen.

Las bolsas fueron retiradas del rumen y sumergidas en agua fría por 5 minutos y después lavadas hasta que el agua de enjuague quedó aparentemente limpia. Las bolsas se secaron al ambiente durante tres días, antes de ser

llevadas a la estufa. Los porcentajes de degradabilidad de la MS, MO y Cenizas, se calcularon mediante la siguiente expresión:

( ) ( )

( )

Donde: Q1 = Cantidad inicial antes de la incubación ruminal, Q2 = Cantidad residual después de incubación ruminal

Cuadro 1. Composición química de P. maximun y B. decumbens en tres edades de corte

1Proteina cruda;

2Materia orgánica;

3Materia inorgánica;

4Extracto etéreo;

5Fibra cruda;

6Extracto no

nitrogenado; 7Energía bruta (Kcal g

-1)/ estimada por el método, propuesto por Harris et al. (1972);

8días;

9Desviación estándar

RESULTADOS Y DISCUSION

Biomasa forrajera

El rendimiento de MS se incrementó significativamente (p<0,01) con la edad de los pastos. Los promedios a 40 días de edad, fueron estadísticamente superiores a los obtenidos a 20 y 30 días (p<0.05) en las dos especies.

No se detectaron diferencias estadísticas (p>0.05), entre especies, ni en la interacción especie por edad. La biomasa promedio producida fue: 437.31, 543.31 y 883.57 kg de MS ha-1 en

Saboya y 494.56, 739.13 y 927.67 kg de MS ha-1 en Brachiaria a los 20, 30 y 40 días respectivamente.

Los rendimientos de MS se ajustaron a ecuaciones de regresión cuadrática para las dos especies (Gráfico 1). Esto concuerda con Verdecia et al., (2008) y Ramírez et al. (2010), que observaron que el rendimiento de materia seca se incrementó significativamente (p<0.01) con la edad de rebrote y se ajustaron ecuaciones de regresión cuadrática para los dos períodos (lluvioso y poco lluvioso) entre el rendimiento y la edad.

Contenido %

P. máximum ̅ DE

9 B. decumbens ̅ DE

20 d8

30 d 40 d 20 d 30 d 40 d

PC1 14.01 13.75 14.87 14.21 ± 0.59

17.25 12.50 13.75 14.50 ± 2.46

MO2

83.26 84.13 84.31 83.90 ± 0.56 87.80 88.09 89.71 88.53 ± 1.03

MI3

16.74 15.87 15.69 16.10 ± 0.56 12.20 11.91 10.29 11.47 ± 1.03

EE5 5.55 5.36 5.65 5.52 ± 0.15

5.09 5.91 5.63 5.54 ± 0.42

FC6 25.30 30.40 32.00 29.23 ± 3.50

26.60 28.90 32.30 29.27 ± 2.87

ELNN7 38.40 34.62 31.79 34.94 ± 3.32 38.86 40.78 38.03 39.22 ± 1.41

EB8 4.07 4.12 4.16 4.12 ± 0.04 4.28 4.29 4.37 4.32 ± 0.05

Ramírez et al. (2010), manifiestan que, el incremento del rendimiento con la edad puede deberse principalmente al aumento del proceso fotosintético y con ello la síntesis de carbohidratos estructurales, lo que trae consigo

acumulación de materia seca, influyendo de forma directa los factores edafoclimáticos predominantes.

Figura 1. Estimación para el efecto cuadrático del factor edad en la producción de

materia seca de P. maximun J y B. decumbens, a tres edades de corte

Degradabilidad in situ de la MS

La edad produjo un efecto significativo (p<0,05) sobre la degradabilidad in situ de la MS de las dos especies forrajeras. A medida que aumentó el estado de madurez de los pastos, la tasa de desaparición disminuyó (Cuadro 2). El mismo comportamiento se observó en estudios realizados por Avellaneda et al., (2008), Homen et al., (2010) en P. maximum, y Vega et al., (2006) en B. decumbens.

La disminución de la degradabilidad de la MS, puede ser explicada por el aumento de fracciones indigeribles en los pastos, que pueden variar por efecto de la composición del pasto, que a su vez dependen de factores como: tipo de especies, madurez, nivel de fertilización, suelo y tipo de condiciones climáticas (Pullido y Leaver,

1998). Verdecia et al., (2008) sostienen que la reducción de la degradabilidad de la MS con el aumento de la edad está influenciada por el crecimiento de la planta, lo que trae consigo un engrosamiento de la pared celular, fundamentalmente de la pared primaria, lo que reduce el espacio intercelular donde se encuentran los nutrientes.

Las dos especies produjeron efecto significativo en la degradabilidad de la MS, a las 48 horas de incubación (P. maximun 71%, B. decumbens 67%); mientras que a las 12 y 24 horas el efecto de las especie en la degradabilidad fue igual (p>0,05), probablemente porque ese tiempo no fue suficiente para cambiar esa variable u observar posibles cambios (Cuadro 3).

Noguera y Posada (2007),

sostienen que durante el proceso de

y = 117.13x2 - 245.39x + 565.57

R² = 1

y = -5.96x2 + 262.45x + 238,07

R² = 1

0

200

400

600

800

1000

1200

20 días 30 días 40 días

Kg

- h

a-1

co

rte

-1

P. maximum B. decumbens

incubación hay un periodo donde ninguna o una reducida degradación del alimento ocurre, que es conocido como tiempo de colonización (lag fase), el cual es específico en cada especie.

Resultados superiores al 50% de

degradabilidad para estas especies a 48 horas de incubación ruminal, han sido señalados por Arreaza et al., (2004), Razz et al., (2004) y Homen et al. (2010 a.b). Estos niveles de degradabilidad son considerados buenos para consumo animal (Milford 1967 citado por Homen et al., 2010 a.b).

En forma general la degradabilidad aumentó con el tiempo de permanencia en el rumen en las tres edades de corte. De igual modo Navarro et al., (2001), al comparar la técnica de digestibilidad in vitro con la in situ de diez forrajes en bovinos rumino-fistulados, hallaron que la degradabilidad aumentó a medida en que se incrementó el tiempo de incubación ruminal. Esta tendencia se repite con lo reportado por Rosero y Salazar (2009), al evaluar la digestibilidad in vitro aparente y verdadera de la planta completa de B. decumbens, en cuatro edades de corte y seis tiempos de incubación.

Cuadro 2. Efecto de la edad (días) en la degradabilidad (%) de la MS, MO y MI de las especies P. maximun y B. decumbens, a tres tiempos de incubación ruminal.

Edad

12 horas 24 horas 48 horas

P. maximun

B. decumbens

P.

maximun B.

decumbens

P.

maximun B.

decumbens

MS

20 38.99 41.15 40.07 a 54.73 58.06 56.40 a 71.30 71.58 71.44 a

30 38.52 32.90 35.71 b 51.03 48.72 49.88 a b 71.22 65.80 68.51 b

40 38.34 35.91 37.12 a b 48.12 48.37 48.25 b 70.62 63.56 67.09 b

MO

20 36.16 39.36 37.76 a 53.50 57.86 55.68 a 72.07 69.46 70.77 a

30 36.04 30.12 33.08 a b 50.19 48.00 49.10 a b 72.72 66.65 69.69 a

40 35.57 34.90 35.23 b 47.17 48.62 47.90 b 71.91 65.23 68.57 a

MI

20 53.29 54.08 53.68 a 60.9 59.52 60.21 a 67.51 61.3 64.40 a

30 51.78 53.43 52.60 a 55.47 54.07 54.77 b 63.28 59.41 61.34 a

40 53.24 44.00 48.62 b 53.23 46.22 49.73 c 63.70 48.93 56.31 b

Medias dentro de una misma columna con letras iguales no difieren estadísticamente (Tukey, p<= 0,05)

La interacción especie por edad fue significativa (p<0.05) a 48 horas de incubación. La degradabilidad de P. maximum a 30 y 40 días de edad fue superior a las degradabilidad de B.

decumbens a las mismas edades. Esto demuestra la consistencia de la respuesta de las especies a los niveles del factor edad.

Cuadro 3. Efecto de dos especies tropicales sobre la degradabilidad (%) in situ la MS, MO y MI a 12, 24 y 48 horas de incubación ruminal

Especie

Tiempo de incubación ruminal

12 horas

24 horas

48 horas

Edad (días)

Edad (días)

Edad (días)

20 30 40

20 30 40

20 30 40

MS

P. maximum 38.99 38.52 38.34 38.62 a

54.73 51.03 48.12 51.29 a

71.30 71.22 70.62 71.05 a

B. decumbens 41.15 32.90 35.91 36.65 a

58.06 48.72 48.37 51.72 a

71.58 65.80 63.56 66.98 b

MO

P. maximum 36.16 36.04 35.57 35.92 a

53.50 50.19 47.17 50.29 a

72.07 72.72 71.91 72.23 a

B. decumbens 39.36 30.12 34.9 34.79 a

57.86 48.00 48.62 51.49 a

69.46 66.65 65.23 67.12 b

MI

P. maximum 53.29 51.78 53.24 52.77 a 60.9 55.47 53.23 56.54 a 67.51 63.28 63.7 64.83 a

B. decumbens 54.08 53.43 44.00 50.50 b 59.52 54.07 46.22 53.27 b 61.3 59.41 48.93 56.54 b

Medias dentro de una misma columna con letras iguales no difieren estadísticamente (Tukey, p<= 0,05)

Degradabilidad in situ de la MO

La tasa de desaparición de la MO se reduce con el tiempo de cosecha. Se detectó diferencias (p<0.05) a las 12 y 24 horas de incubación ruminal, sin embargo a 48 horas los valores de degradabilidad fueron iguales en las tres edades (Cuadro 2). Al igual que en la MS, la disminución de degradabilidad de la MO, tiene relación con la estructura de la pared celular que cambia con la madurez de planta, como ya se explicó anteriormente.

La degradabilidad de la MO de las dos especies a 12 y 24 h de incubación, fue igual (p>0.05) en las tres edades de corte, excepto a las 48 horas donde P. maximun fue superior a B. decumbens (Cuadro 3). Aunque el análisis proximal de las dos especies no revela grandes diferencias en su composición nutricional (Cuadro 1), el hecho de que P. maximum se haya degradado con mayor intensidad que B. decumbens a 48 h, puede estar relacionado por la cantidades de celulosa

o almidón resistentes a la degradación (en el rumen), que tiene en particular cada especie lo cual depende de la naturaleza de los alimento (Aron, 1988). La degradabilidad de la MO reportadas en esta investigación, no difieren en gran medida por las reportadas por Verdecia et al., (2008). Degradabilidad in situ de la MI

La edad produjo diferencias significativas (P<0.05) en la degradabilidad de MI en los tres tiempos de incubación. A medida que aumento la edad disminuyó la tasa de desaparición, pero P. maximun se degradó con mayor intensidad que B. decumbens (Cuadro 2). La interacción especie por edad, fue significativa a 12 h (p<0.01) y a 48 h (p<0.05). A 40 días la degradabilidad P. maximum aumenta y de B. decumbens disminuye.

La degradabilidad por efecto de las especies fue significativa a 12 y 24 h

(p<0.05) y 48 h (p<0.01) (Cuadro 3). En el pasto Saboya hasta 53% desaparece a las 12 h y otro 12% a las 48 h, en cambio en la Brachiaria el 51% de la MI se degrada en las 12 h iniciales y el 6% restante a 48 h. Este comportamiento posiblemente esté relacionado con la cantidad y tipo de minerales de la MI de los pastos. El contenido mineral ligado a la pared celular se degrada en menor

proporción que aquellos que se encuentran en el citoplasma de las células vegetales, sin embargo, el rumen constituye el sitio de mayor liberación (Correa et al., 2008). Ciria et al., (2005), sostienen que la composición mineral estaría asociado a caracteres específicos de las plantas y su respuestas a los tipos de suelo, fenología, partes de la planta y climatología.

Biomasa aprovechable a 48 horas de incubación ruminal

La biomasa aprovechable a 20 y 30 días de madurez de los pastos no fue

significativa (p>0.05); mientras que a 40 días fue superior (p<0.05) a la obtenida con las otras edades (Cuadro 4).

Cuadro 4. Efecto de la edad sobre la producción de biomasa aprovechable (kg MS ha-1 corte-1) de P. maximun y B. decumbens, a 48 horas de incubación ruminal

Edad P. maximum B. decumbens ̅

20 311.81 353.95 332.88 b

30 386.95 486.35 436.65 b

40 623.98 617.08 620.53 a Medias dentro de una misma columna con letras iguales no difieren estadísticamente (Tukey, p<= 0,05)

Entre especies la biomasa

degradable fue igual (p<0,05) (Cuadro 5). No hubo consistencia de la respuesta de

la biomasa aprovechable de las especies, con los las edades de corte.

Cuadro 5. Efecto de las especies sobre la producción de biomasa aprovechable (kg MS

ha-1 corte-1) de P. maximun y B. decumbens, a 48 horas de incubación ruminal

Especie Biomasa (kg MS ha-1)

Edad

20 30 40 ̅

P. maximum 311.81 386.95 623.98 440.91 a

B. decumbens 353.95 486.35 617.08 485.79 a Medias dentro de una misma columna con letras iguales no difieren estadísticamente (Tukey, p<= 0,05)

En el cuadro 6, se presenta la

estimación de la biomasa aprovechable

por edad y por especie, en función del

número de corte por año. A los 20 días

de corte en las dos especies forrajeras

presentarían la mayor cantidad de

biomasa degradable, pero B. decumbens

obtendría el mayor rendimiento de

forraje aprovechable, después de aplicar

la tasa de degradabilidad a 48 h de

incubación ruminal.

Cuadro 6. Estimación de la producción de Biomasa aprovechable (t MS ha-1), aplicando

la tasa de degradabilidad a 48 h de incubación ruminal en las especies de P.

maximun y B. decumbens

Número de cortes al año

Biomasa aprovechable

Edad P. maximum B. decumbens

20 18 5.7 a 6.5 a

30 12 4.7 a 5.9 a

40 9 5.7 a 5.6 a Medias dentro de una misma columna con letras iguales no difieren estadísticamente (Tukey, p<= 0,05)

CONCLUSIONES

La fenología influyó sobre la

producción de biomasa forrajera. A

mayor edad mayor rendimiento de

forraje en MS. Entre especies los

rendimientos fueron iguales y se

ajustaron a un modelo de regresión

cuadrático.

La degradabilidad de la MS, MO y

MI disminuyeron con el estado madurez

de los pastos, sin embargo, la

degradabilidad de estas fracciones

aumentaron cuanto mayor fue el tiempo

de permanencia en el rumen. El pasto

Saboya tiende a degradarse con mayor

intensidad que la Brachiaria a 48 h de

incubación ruminal. A 12 y 24 h de

incubación no se observó cambios

significativos entre especies. En algunas

edades y tiempos de permanencia en el

rumen, la interacción especie por edad

fue significativa, demostrando que estos

factores actúan recíprocamente en la

respuesta de la degradabilidad.

La biomasa aprovechable a 48 h

de incubación en los pastos estudiados

fue significativa a los 40 días de edad.

No hay suficientes evidencias

estadísticas para afirmar que la cantidad

de biomasa aprovechable entre especies

es diferente, de igual modo para

demostrar que existe una consistencia

de respuesta de las especies a la

fenología.

En función del número de cortes

por año, a 20 días las dos especies

producen mayor cantidad de biomasa

aprovechable después de 48 h de

incubación.

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