Universidad de La Salle Universidad de La Salle

Ciencia Unisalle Ciencia Unisalle

Zootecnia Facultad de Ciencias Agropecuarias

2013

Evaluación de la amonificación de residuos de cosecha de Zea Evaluación de la amonificación de residuos de cosecha de Zea

mays como alternativa para la alimentación de rumiantes mays como alternativa para la alimentación de rumiantes

Miguel Alejandro Omaña Hernandez Universidad de La Salle, Bogotá

Carlos Manuel Saavedra Salazar Universidad de La Salle, Bogotá

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Citación recomendada Citación recomendada Omaña Hernandez, M. A., & Saavedra Salazar, C. M. (2013). Evaluación de la amonificación de residuos de cosecha de Zea mays como alternativa para la alimentación de rumiantes. Retrieved from https://ciencia.lasalle.edu.co/zootecnia/272

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EVALUACION DE LA AMONIFICACION DE RESIDUOS DE COSECHA DE Zea

mays COMO ALTERNATIVA PARA LA ALIMENTACION DE RUMIANTES.

MIGUEL ALEJANDRO OMAÑA HERNANDEZ

CARLOS MANUEL SAAVEDRA SALAZAR

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS

PROGRAMA DE ZOOTECNIA

BOGOTA

2013

EVALUACION DE LA AMONIFICACION DE RESIDUOS DE COSECHA DE Zea

mays COMO ALTERNATIVA PARA LA ALIMENTACION DE RUMIANTES.

MIGUEL ALEJANDRO OMAÑA HERNANDEZ

CARLOS MANUEL SAAVEDRA SALAZAR

Trabajo presentado para optar por el título de

ZOOTECNISTA

Director:

ALEXANDER NAVAS PANADERO

Médico Veterinario Zootecnista

MSc. Agroforestería tropical

UNIVERSIDAD DE LA SALLE

FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS

PROGRAMA DE ZOOTECNIA

BOGOTA

2013

DIRECTIVAS

HERMANO CARLOS GABRIEL GÓMEZ RESTREPO F.S.C

RECTOR

HERMANO FABIO CORONADO PADILLA F.S.C.

VICERECTOR ACADEMICO

HERMANO FRANK LEONARDO RAMOS BAQUERO F.S.C.

VICERECTOR DE PROMOCION Y DESARROLLO HUMANO

HERMANO MANUEL CANCELADO JIMENEZ F.S.C.

VICERECTOR DE INVESTIGACION Y TRANSFERENCIA

DOCTOR EDUARDO ANGEL REYES

VICERECTOR ADMINISTRATIVO

DOCTORA PATRICIA INES ORTIZ VALENCIA

SECRETARIA GENERAL

DOCTORACLAUDIA AIXA MUTIZ BARRETO

DECANO FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS

DOCTOR ALEJANDRO TOBON GONZALES

SECRETARIO ACADEMICO

FACULTAD DE CIENCIAS AGROPECUARIAS

DOCTORA RUTH RODRIGUEZ ANDRADE

DIRECTORA PROGRAMA DE ZOOTECNIA

DOCTOR CESAR AUGUSTO VASQUEZ SIERRA

ASISTENTE ACADEMICO

APROBACION

____________________________________

DOCTORA RUTH RODRIGUEZ ANDRADE

DIRECTORA PROGRAMA

_____________________________________

DOCTOR CESAR AUGUSTO VASQUEZ SIERRA

ASISTENTE ACADEMICO

_____________________________________

DOCTOR ALEXANDER NAVAS PANADERO

DIRECTOR TRABAJO DE GRADO

_____________________________________

DOCTOR IVAN CALVACHE

JURADO

______________________________________

DOCTOR ALVARO SUAREZ

JURADO

DEDICATORIA

Esta TESIS está dedicada especialmente a mis padres Bertha Hernández

Silva y Orlando Omaña García, por su fraternal apoyo, por la motivación

diaria, por creer en mí y darme la confianza de poderme superar, a mi familia

y amigos por brindarme el apoyo para alcanzar uno de los tantos sueños que

tengo como fue la culminación de mis estudios universitarios y así poder

avanzar en mi proyecto de vida que deseo realizar.

Miguel Alejandro Omaña Hernández.

DEDICATORIA

Quiero dedicar este trabajo de tesis especialmente a mi hijo José Manuel, y a

mi esposa Catalina a quienes les agradezco por llenar mi vida de alegría,

ustedes son mi inspiración y me llena de orgullo saber que cuento con su

apoyo y amor, este paso tan grande es gracias a Dios, a ustedes y a mi

familia.

A mis padres, por su apoyo fundamental en todos los momentos de mi vida,

por ser el ejemplo de mí ser y a todos aquellos, familiares y amigos que

estuvieron a mi lado en todo este proceso que me llena de orgullo y alegría.

Carlos Manuel Saavedra Salazar

AGRADECIMIENTOS

Este trabajo de investigación no hubiera sido posible de realizar sin el apoyo

y confianza del docente Ariosto Ardila Silva del programa de Zootecnia.

Muy especialmente quiero agradecer a Alexander Navas Panadero por la

dedicación, guía y asesoría en este trabajo de investigación.

A la Universidad de la Salle, a la Facultad de Ciencias Agropecuarias, al

Programa de Zootecnia, a los docentes y colegas que allí laboran por darme

el Apoyo, la Confianza, la Sabiduría y las Fortalezas que yo poseo en estos

momentos y a todas las personas que confiaron en mí y que me abrieron las

puertas para construir una gran amistad.

Miguel Alejandro Omaña Hernández.

AGRADECIMIENTOS

Agradezco a Dios, quien me dio la constancia y disciplina para realizar esta

investigación; a mi esposa Catalina y a mi hijo José Manuel quienes con su

amor me han brindado apoyo y motivación cada día desde que llegaron a mi

vida.

Gracias a mis familiares y amigos, en especial a mis padres, Beatriz Elena

Salazar, Carlos Ovidio Saavedra y mis hermanas, que con su cariño siempre

me protegieron y acompañaron en este largo camino. A Robinson Ramírez y

Marcela Guarín por su apoyo brindado, acogiéndome como su hijo.

A mis profesores quienes con su sabiduría, desempeño y disciplina lograron

guiarme en todo este proceso formativo. En especial quiero agradecer a

Alexander Navas Panadero por su ejemplar apoyo en el transcurso de esta

investigación; al hermano Ariosto por brindarnos los medios para llevar a

cabo todos los procesos requeridos para el cumplimiento de este trabajo.

Carlos Manuel Saavedra Salazar

TABLA DE CONTENIDO

INTRODUCCION....…...........……………………….……………..…….........…..3

1. OBJETIVOS…………...………………………..………………….............……5

1.1 Objetivo general....……………………………………………………......……5

1.2 Objetivos específicos..……………………………………………………........5

2. MARCO TEORICO……………...…………………………………….........…...6

2.1 Fenología del Zea mays...........……………………………………………….6

2.2 Ensilaje del Zea mays..........………...……………………………………….12

2.3 Amonificación……....………….......………………………………………….15

3. METODOLOGIA...........…………………………………………………….....18

3.1 Ubicación del Proyecto ..……...……………………………………......…....18

3.2 Definición del Universo y muestra …………………………..………….......18

3.3 Tratamientos………………………………………………….…………….....19

3.4 Mediciones…......……………………………………………………….......…19

3.5 Variables……...………………………………………………………….........20

3.5.1 Calidad nutricional…………………………………………………….........20

3.5.2 Relación beneficio - costo……….………………………………..............21

4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN…………………………………....................21

4.1 Calidad Nutricional……………..………………………………………….....21

4.1.1 Materia Seca.........................................................................................22

4.1.2 Proteína Cruda......................................................................................22

4.1.3 FDN y FDA............................................................................................23

4.1.4 Digestibilidad in vitro de la materia seca...............................................24

4.1.5 Relación beneficio -costo.....................................................................25

5. CONCLUSIONES…...….......………………………………………………….26

6. RECOMENDACIONES...………………........………………………………..26

7. BIBLIOGRAFIA…......…………………….…..……………………………….28

LISTA DE TABLAS

Tabla 1. Composición química de la planta de maíz a diferentes edades de

crecimiento, Cartago. Costa Rica.…..…….………………………………………8

Tabla 2. Calidad del forraje de maíz en Colombia………………………………9

Tabla 3. Composición nutricional a diferentes edades del cultivo de maíz en

fincas en el Pie de monte llanero………………………………………………...10

Tabla 4. Etapas de madurez y composición de los henos de gramíneas con relación a su valor nutritivo..……………………………………………………...12

Tabla 5. Análisis bromatológico del cultivo de ensilaje de maíz……………...13

Tabla 6. Contenido nutricional de rastrojo de maíz tratado con amoníaco

anhidro (NH3) con diferente tamaño de partícula……………………………...16

Tabla 7. Digestibilidad in vitro de materia seca (DIVMS) y materia orgánica

(DIVMO) de rastrojo de maíz tratado con amónico anhidro (NH3)…………..16

Tabla 8. Efecto del tipo de amonificación y conservación sobre la

digestibilidad, y selectividad del rastrojo de maíz en ovinos...………………..17

Tabla 9. Efecto de amonificación sobre la calidad nutritiva en tamos de arroz

tratados...........................................................................................................17

Tabla 10. Tratamientos a evaluar..………………………………………………19

Tabla 11. Calidad nutricional del Zea mays en diferentes estados

fenológicos………………………………………………………………………….21

Tabla 12. Costos de producción en la elaboración del rastrojo de Zea mays

amonificación…………………........…………………………………………...…25

LISTA DE FIGURAS

Figura 1. Efecto de madurez de la planta de maíz, sobre la acumulación de

materia seca total, el área oscura representa las partes menos digestibles de

la planta. Nótese la acumulación de grandes cantidades de almidón en el

grano hacia el final de la maduración, que mejora el valor nutritivo de la

planta..............................................................................................................10

Figura 2. Acumulación de materia seca en la planta entera y en las partes de

la planta a través de las edades de crecimiento............................................11

Figura 3. Efecto de la etapa de madurez sobre la materia seca total y

digestible de gramíneas. ...............................................................................12

1

RESUMEN

Se evaluó la calidad nutricional de Zea mays en diferentes etapas del

crecimiento fenológico junto con el residuo de maíz post cosecha, donde se

adicionaron 3 kg de urea granulada, 3 kg de harina de fríjol canavalia

(Canavalia ensiformis) y 50 litros de agua por cada 100 kg de residuo. Luego

se almacenó durante 30 días a temperatura ambiente, se evaluaron los

porcentajes de MS, PC, FDN, FDA Y DIVMS. Los resultados observados

indican que la adición de urea actúa como preservante de la calidad del

forraje, que incluso mejora en parte sus propiedades nutricionales. Se

demostraron efectos positivos al incrementar el porcentaje de PC frente a los

tratamientos de planta de grano lechoso, planta de grano pastoso y el

residuo de maíz post cosecha, aumentando de 4,99, 3,52 y 3,41

respectivamente para los tratamientos, a 6,85 con el tratamiento

amonificado. La digestibilidad del material amonificado también tuvo un

incremento de 29,0 a 43,3 frente al residuo de cosecha, sin embargo los dos

tratamientos restantes tuvieron un mayor porcentaje de digestibilidad; Algo

similar ocurrió con FDN y FDA al disminuir sus porcentajes con el efecto de

la amonificación siendo menor los porcentajes de FDN Y FDA en los

tratamientos de grano lechos y de grano pastoso. La amonificación puede

ser una alternativa de suplementación fácil y rentable que mejora la calidad

de algunos forrajes que contengan bajos valores nutricionales.

Palabras claves: Amonificación con Urea, Zea mays, Calidad nutricional.

2

ABSTRACT

Nutritional quality was assessed in Zea mays phenological stages of growth

with the post harvest corn residue, which was added 3 kg of granular urea, 3

kg canavalia bean flour (Canavalia ensiformis) and 50 liters of water per 100

kg of residue. After stored for 30 days at room temperature. We evaluated the

percentage of MS, PC, FDN, FDA and DIVMS. The observed results indicate

that the addition of urea acts as a preservative forage quality, and even

improves in part their nutritional properties. Positive effects were

demonstrated to increase the percentage of PC versus treatments milky

plant, plant grain pasty and post harvest corn residue, increasing from 4.99,

3.52 and 3.41 respectively for the treatments, to 6.85 ammoniation treatment.

The digestibility of the material ammoniation also had increased from 29.0 to

43.3 versus crop residue, however the two remaining treatments had a higher

percentage of digestibility, something similar happened with FDN and FDA to

lower their rates with the effect of ammoniation had lower percentages of

FDN and FDA, in treatments of grain and grain pasty beds. The ammoniation

may be an alternative easy and cost effective supplementation to improve the

quality of some fodder that have low nutritional values.

Keywords: ammoniation with Urea, Zea mays, nutritional quality.

3

INTRODUCCIÓN

En América Latina la seguridad alimentaria de la población es crítica, debido

en parte a los altos niveles de pobreza, al mal uso de la tierra y al impacto de

los sistemas de producción sobre los recursos naturales agua, tierra y

biodiversidad, contribuyendo con el cambio climático (Steinfeld et al., 2006).

El incremento en la demanda de alimentos para animales ha generado una

competencia creciente de los cultivos destinados prioritariamente a la

alimentación humana (IFPRI, 2009), según la FAO en el año 2002 se

destinaron para alimentación animal, casi el tercio de la producción mundial

de cereales que equivale a 670 millones de toneladas. (Steinfeld et al.,

2006).

La utilización de residuos de cosecha para alimentación animal es una

alternativa económica y viable para los productores. En varias regiones se

hace necesario alimentar a los animales con dietas a base de residuos de

cosecha porque la estacionalidad hace que haya abundancia o ausencia de

alimentos para los animales. Los residuos de cosecha juegan un papel

fundamental en la producción animal, los países en desarrollo son los

principales en hacer uso de este tipo de material (Williams et al., 1997).

La mayor parte de residuos de cosechas como el maíz, son considerados

materiales de baja calidad nutricional, con menos del 5 % de proteína.

(Escobar y Parra, 1980) y una digestibilidad reducida (Steinfeld et al., 2006).

La recuperación de la calidad nutricional de los residuos de cosecha

mediante la amonificación, son una opción óptima para los productores, los

4

cuales pueden utilizarlos en la alimentación de los animales rumiantes, ya

que este proceso mejora significativamente el consumo y la digestibilidad de

los residuos (Jiménez et al. 2006).

En el trópico la producción animal se ve limitada en ocasiones por la escases

de alimento en algunos períodos del año principalmente en la época de

sequía, en estas épocas comúnmente hay mayor disponibilidad de material

residual de los cultivos (Escobar y Parra, 1980).

¿La amonificación mejora la calidad nutricional de los de residuos de la

cosecha de maíz?

5

1. OBJETIVOS

1.1 Objetivo general:

Evaluar el efecto de la amonificación de residuos de cosecha de Zea mays

como alternativa para la alimentación de rumiantes.

1.2 Objetivos específicos:

Determinar la composición nutricional en diferentes estados fenológicos de la

planta y residuo de cosecha de Zea mays.

Evaluar el efecto de la amonificación sobre la calidad nutricional de residuos

de cosecha de Zea mays.

Determinar los costos de recuperación de residuos de cosecha de Zea mays,

a través de proceso de amonificación.

6

2. MARCO TEÓRICO

El maíz es un cultivo adaptado a una gran diversidad de ambientes (Peña, et

al., 2002) El Zea mays fué el primer cereal en ser sometido a vertiginosas

transformaciones tecnológicas en su forma de cultivo, se considera el

segundo cultivo más importante por su gran producción, la importancia

económica que tiene a nivel mundial se debe a su alta demanda por su

elevado consumo (Paliwal, 2001).

Se considera que es el único cereal que puede ser usado como alimento en

las distintas fases de crecimiento de la planta, la planta del maíz cuando esta

verde se cosecha y proporcionan un buen forraje. Se pronostica que la

demanda del maíz va a crecer en las próximas décadas en los países en vía

de desarrollo ya que sirve como alimento humano y animal (Paliwal, 2001).

2.1 Fenología del maíz

La fenología se encarga de estudiar los eventos periódicos naturales que

ocurren en el desarrollo de las plantas (Schwartz, 1999).

El conocimiento de las etapas que ocurren en las plantas es relevante para

llevar acabo eficientemente una práctica agrícola. Según el SIAP las etapas

de crecimiento de un híbrido de maíz promedio se refieren así:

Desarrollo de 20 a 21 hojas.

Los pelos de jilotes aparecen a los 65 días después de la emergencia.

Madura a los 125 días después de la emergencia.

7

La fenología está ampliamente relacionada con el clima y otros factores que

son importantes para el crecimiento de las plantas. En la actualidad las

variaciones climáticas han generado un cambio en el manejo de los cultivos,

al ver que el tiempo óptimo de cosecha de los mismos es un parámetro

relativo, teniendo mayor influencia los cambios climáticos de nuestro país

(UCLA, 2002 citado por Rodríguez y Flórez, 2006).

Según Sofía Olmos (2006) el cultivo de arroz está determinado por dos

fases, fase vegetativa y fase reproductiva, donde la fase vegetativa se

caracteriza por su rápido crecimiento, amplio macollamiento y la fase

reproductiva se determina por un descenso del número de macollos,

emergencia de hoja bandera y engrosamiento del tallo.

En el caso de el cultivo de maíz, cuando su forraje es utilizado para

alimentación bovina, puede proveer un gran rendimiento por unidad de área,

desde 40 a 95 t/ha (Wang-Yeong et al., 1997; Aldrich y Leng, 1974 citado por

Amador y Boschini, 2000), también es considerado como un forraje de alta

calidad nutricional dependiendo de la etapa fenológica en que se encuentre

(Aldrich y Leng, 1974 citado por Amador y Boschini, 2000).

Amador y Boschini realizaron un estudio de la planta de maíz en diferentes

edades de crecimiento donde se evidencia la disminución de la calidad

nutricional de la planta con el transcurso del tiempo, como se muestra en la

(Tabla 1).

8

Tabla 1.Composición química de la planta de maíz a diferentes edades de crecimiento, Cartago. Costa Rica.

Fuente: Amador y Boschini., 2000.

Mientras que los cultivos maduran el rendimiento total de materia seca

aumenta y su valor nutritivo se reduce (Wattiaux,1996); El contenido de

materia seca en el forraje verde puede tener variaciones del 15 a 25 % y su

composición química puede variar de 4 a 11 % de proteína cruda.(Sánchez y

Oliviera, 1973; León, 1980 citado por Amador y Boschini, 2000) según lo

analizado por Amador y Boschini (2000) el contenido de proteína cruda

decrece rápidamente después de los 65 días en el tallo, a diferencia de el

contenido de proteína en la hoja, que se mantiene hasta los 80 días,

disminuyendo lentamente el resto del período evaluado.

9

El maíz es considerado una de las plantas más cultivadas a nivel mundial, ya

que se adapta a todos los pisos térmicos y por su gran productividad. Es una

planta C4 con una gran tasa de ligereza fotosintética (Paliwal, 2001).

La (Tabla 2) muestra la calidad nutricional en diferentes etapas fenológicas

del maíz, se observa mayor calidad cuando la planta es joven y en las hojas.

Tabla 2. Calidad de forraje de maíz en Colombia. Fracción de la planta

Como % de materia seca

PC DIVMS FDN FDA EM

Ensilaje, Caquetá 6.80 68.15 62.58 32.94 1.76

Verde, Antioquia 11.81 76.68 51.58 40.28 2.90

Tallos, 100 días Valle 4.64 49.04 64.10 44.20 2.26

Hojas, 100 días Valle 12.34 63.29 62.06 40.42 2.99

Planta completa, 100 días, Valle 8.75 64.55 60.72 38.08 2.64

Fuente: Adaptado de Bernal, 2003.

La adaptabilidad de la planta y el rendimiento de la misma está influido por

su lugar de plantación ya que este interviene en el crecimiento, Villa (2008)

afirma que en el Piedemonte llanero el cultivo de maíz a los 30 días de

crecimiento alcanza un mayor porcentaje de calidad nutricional (Tabla 3),

pero se observa una baja producción de materia seca.

10

Tabla 3.Composición nutricional a diferentes edades del cultivo de maíz en fincas en el Piedemonte llanero.

Edad de

corte

MS (%) PC (%) FDN (%) DIVMS (%)

30 12-14 15-18 50-64 80-81

45 13-15 10-16 53-56 68-71

60 27-31 7-8 50-55 70-77

75 23-36 6-10 57-72 52-62

Fuente: Adaptado de Villa, 2008.

La planta de Zea mays debe ser cosechada para alimentación de rumiantes

cuando el grano empieza a llenar (Figura 1), es decir en estado lechoso,

debido a que si la planta sigue su crecimiento los nutrientes se movilizan al

grano, reduciendo la calidad el forraje (Wattiaux, 1996).

11

Figura 1: Efecto de madurez de la planta de maíz, sobre la acumulación de materia seca total, el área oscura representa las partes menos digestibles de la planta. Nótese la acumulación de grandes cantidades de almidón en el grano hacia el final de la maduración que mejora el valor nutritivo de la planta. Fuente: Wattiaux, 1996.

La (Figura 2) muestra la composición de MS de la planta en diferentes

edades, donde se evidencia aumento en la producción de materia seca

después de los 80 días de crecimiento en la totalidad de la planta.

Figura 2. Acumulación de materia seca en la planta entera y en las partes de la planta atreves de las edades de crecimiento. Fuente: Amador y Boschini, 2000.

La (Tabla 4) muestra la pérdida de nutrientes del forraje de Zea mays con la

madures de la planta, a medida que va aumentando la edad la concentración

de proteína se reduce, mientras que la concentración de fibra aumenta.

12

Tabla 4. Etapas de madurez y composición de los henos de gramíneas con relación a su valor nutritivo.

Etapas de Madures

PC (%) Fibra Detergente Neutra (%)

Bota > 18 < 55

Excrecencia inicial 13-18 55-60

Excrecencia 8-12 61-65

Pos-excrecencia < 8 > 65

Fuente: Wattiaux, 1996.

La (Figura 3) muestra como con la edad se incrementa la producción de

forraje total, pero se reduce la producción de forraje aprovechable,

manteniendo la misma tendencia en la calidad nutricional de la planta.

Figura 3. Efecto de la etapa de madurez sobre la materia seca total y digestible de gramíneas. Fuente: Wattiaux, 1996.

2.2 Ensilaje del Zea mays.

Durante la escasez de alimento en épocas criticas los animales traen con

sigo carencias nutricionales, esto hace provocar disminución en la

producción de leche, pérdida de peso y presentan una predisposición al

ataque de enfermedades; Esto en muchos casos obliga a los productores a

13

comprar alimentos para mantener en un estado aceptable a los animales, a

mover los animales de un lugar a otro, a la venta de animales, pues de lo

contrario pueden morir algunos, por lo tanto es necesario introducir al

productor en nuevas tecnologías como el ensilaje, el henolaje, el silo, la

amonificación, etc. Con estas técnicas lo que se trata es de conservar el

alimento por más tiempo y podérselo dar a los animales en épocas de

escases de alimento (Beltrán et al., 2005).

El maíz y el sorgo pertenecen a la misma familia botánica de las gramíneas.

Así, las distintas etapas de crecimiento se parecen. Cuando el propósito es

hacer ensilaje, el maíz se cosecha en el punto o después de la madurez de

la semilla, a pesar de una reducción dramática en el valor nutritivo del tallo y

de las hojas de la planta, con la madurez avanzada, el valor nutritivo total de

la planta aumenta cuando pasa de la etapa cremosa a la etapa pastosa, y a

la madurez de la semilla. La razón para el mejoramiento del valor nutritivo

más allá de la etapa de floración es: que el maíz almacena cantidades

significativas de almidones en los granos de la planta. Un buen ensilaje de

maíz puede contener hasta 50 % de grano a base de materia seca (Wattiaux,

1996).

En la (Tabla 5) se puede observar la calidad nutricional que tuvo el ensilaje

de maíz hallado por Jiménez y Moreno (2006).

Tabla 5. Análisis bromatológico de cultivos de ensilaje de maíz.

PC % FDA % DIG % EB Mcal

Silo de Maíz 10 47.16 61.09 3.1

Fuente: Jiménez y Moreno, 2006.

14

La importancia del ensilaje como alimentación animal va a depender de

muchos factores como son: la composición química, la digestibilidad y la

cantidad consumida por el animal. El contenido nutricional del alimento está

dado por la naturaleza del forraje ensilado, en esta técnica no hay

mejoramiento de la calidad nutricional, pero cuando el proceso se hace

correctamente, se conserva por muchos meses la calidad original. La

digestibilidad de la materia seca puede ser un poco menor a la del material

del forraje verde, mientras que la proteína puede disminuir cuando hay un

sobrecalentamiento en el silo (Arreaza et al., 2002).

El uso del Zea mays como forraje para ser ensilado es una práctica muy

común en todos los países de agricultura avanzada, esto se hace porque

ayuda a resolver el problema que se presenta en las regiones que tienen

estacionalidad. El cultivo del Zea mays se adapta para la alimentación de los

rumiantes en tres causas principalmente:

El alto volumen de producción, el alto contenido de hidratos de carbono y por

la amplitud del periodo de aprovechamiento (Corrales et al., 2008).

Básicamente, el ensilaje de maíz es una mezcla de un alimento de muy alta

energía (el grano) con un forraje de muy baja calidad. Mientras se forman los

granos de maíz, se rellenan primero de una sustancia cremosa y con mayor

Madurez, esta sustancia cremosa se vuelve pastosa, y eventualmente forma

una reserva sólida de almidón que puede ser dentada. Para lograr el

rendimiento máximo de materia seca digestible, el maíz tiene que ser

cosechado para ensilaje cuando la línea que demarca el contenido de

materia cremosa se ha reducido aproximadamente a 3/4 del tamaño del

15

grano, y antes de que una capa negra aparezca al fondo del grano. En esta

etapa de madurez la planta ha llegado a su punto máximo de valor nutritivo.

Cuando la capa negra está presente y el grano está totalmente dentado, el

grano puede estar demasiado seco para ser utilizado efectivamente y una

cantidad significativa de la materia seca se pierde en las hojas que quedan

en el campo (Wattiaux, 1996).

2.3 Amonificación.

Los tratamientos químicos que se adicionan en los materiales fibrosos

utilizando urea [CO(NH2)2] o gas amoníaco como fuente de amoníaco,

comúnmente se llama amonificación, este es un tratamiento químico en el

cual se enriquece con nitrógeno no protéico un material vegetativo fibroso

considerado de baja calidad nutricional, es una técnica económica y de fácil

implementación en sistemas de producción en el trópico, está diseñada para

mejorar la calidad nutricional de los recursos con elevado contenido de pared

celular, aumenta el contenido de nitrógeno del material, permite la ruptura de

los complejos donde la hemicelulosa se haya fuertemente unida a la lignina,

mejora la degradabilidad al romper los enlaces que hay entre la celulosa y la

lignina en las paredes celulares (Briceño et al., 2011; Corpoica, 2000), esto

provoca que se liberen los carbohidratos estructurales que son muy

indigestibles por parte de los microorganismos (Nouel, 2005).

Fuentes et al (2001) menciona cómo los materiales fibrosos amonificados

mejoran la calidad nutricional en relación al material sin amonificar, además

muestra diferencias en el proceso según el tamaño de la partícula (Tabla 6).

16

Tabla 6. Contenido nutricional de rastrojo de maíz tratado con amoníaco anhidro (NH3) con diferente tamaño de partícula.

Tratamiento MS % PC EE Cenizas FDN FDA

Rastrojo 95.80 4.90 1.23 6.83 72.45 46.75

Rastrojo molido + NH3 78.38 10.33 1.10 7.31 57.73 43.40

Rastrojo picado + NH3 76.30 10.62 1.76 8.05 67.77 40.75

Rastrojo entero + NH3 73.40 9.40 1.10 6.41 66.85 41.41

Fuente: Fuentes et al., 2001.

De igual manera el autor muestra el efecto benéfico sobre la digestibilidad de

los residuos de cosecha de Zea mays amonificados (Tabla 7).

Tabla 7. Digestibilidad in vitro de materia seca (DIVMS) y materia orgánica (DIVMO) de rastrojo de maíz tratado con amoníaco anhidro (NH3).

Tratamiento DIVMS (%) DIVMO (%)

Rastrojo sin tratamiento 64.67 60.91

Rastrojo molido + amoniaco 66.05 60.38

Rastrojo picado + amoniaco 71.50 63.19

Rastrojo entero + amoniaco 71.94 64.10

Fuente: Fuentes et al., 2001.

Otros autores como Jiménez et al (2006), concuerdan con lo encontrado por

Fuentes et al (2001), muestra en un experimento el incremento de la calidad

nutricional y la digestibilidad de los residuos amonificados (Tabla 8).

17

Tabla 8. Efecto del tipo de amonificación y conservación sobre la digestibilidad, consumo y selectividad de rastrojos de maíz en ovinos.

Digestibilidad in vivo aparente (%)

Tratamiento

SS SA SC SE

Materia seca 57.6a 66.8b 65.5b 68.8b

Proteína cruda 21.8a 67.3b 60.4c 66.5b

Fibra cruda 66.6a 43.3b 62.1b 37.0c

SS: No ensilado ni amonificado; SA: Amonificado en silo plástico y expuesto al medio ambiente; SC: amonificado en

silo plástico en el suelo y cubierto con una capa de 5 cm de tierra; SE: amonificado en silo plástico en una poza de

compostaje (lugar donde se eliminan los desechos orgánicos) y cubierto por 20 cm de estiércol de cobayo.

Fuente: Adaptado de Jiménez et al. 2006.

A nivel de Colombia en la zona del Tolima, se realizaron varios ensayos

usando tamo de arroz amonificado con amonio gaseoso o con urea, en la

(Tabla 9) se puede evidenciar un efecto positivo sobre el valor nutricional del

material, se evaluó la proteína, la fibra detergente ácida (FDA), y

digestibilidad de la materia seca.

Tabla 9. Efecto de amonificación sobre la calidad nutritiva en tamos de arroz tratados.

Material

Proteína % FDA % DIVMS %

Total Digestible Total Digestible

Tamo sin tratar 5.5 70.6 49.7 41.9 58.2

Tamo tratado 10.4 79.5 47.9 48.9 64.4

Fuente: Cuesta y Laredo, 1988, citado por Cuesta y Conde, 2002.

18

3. METODOLOGÍA

3.1 Ubicación del proyecto

El proyecto se desarrolló en la finca El Paraíso, ubicada en el municipio de

Paratebueno (Cundinamarca), la finca se encuentra a una altitud de 256

m.s.n.m., presenta una precipitación promedio de 3900 mm al año, con un

patrón conformado por una época lluviosa (abril a noviembre) y una seca

(diciembre a marzo), la temperatura media anual es de 27° C y la humedad

relativa de 75 %.

3.2 Definición del universo y muestra

Se utilizó un cultivo de Zea mays de una hectárea destinado a la producción

de grano (cosechado a los 120 días). Se tomaron muestras de plantas en

diferentes edades y estados fenológicos (grano lechoso en el día 80, grano

pastoso en el día 100 y la planta después de la cosecha de la mazorca a los

120 días). Para determinar los cambios en la calidad nutricional a través del

tiempo (estado fenológico) se tomó una muestra compuesta de 500 g de

forraje verde de diferentes plantas para cada estado (lechoso y pastoso),

mientras que para evaluar el material amonificado se tomo una muestra

compuesta de 500 g una vez culminado el tiempo del proceso, la muestra fue

tomada de 10 bolsas (200 kg material amonificado).

Para el proceso se utilizó por cada 100 kg de residuo de cosecha (material

semi verde), 50 litros de agua, 3 kg de urea y 3 kg de harina de fríjol

canavalia (Canavalia ensiformis). La urea se disolvió en el agua para ser

19

utilizada sobre el material. El residuo de cosecha se picó permitiendo que el

material quedara con un tamaño de partícula entre 3 y 5 cm de longitud, este

material se esparció en el suelo, se le agregó harina de fríjol y se roció con la

solución de urea, el material se mezcló, nuevamente se esparció y se roció

con la solución. Una vez la mezcla estuvo lista se colocó el material en

bolsas negras de basura sin extracción total de aire y sin compactación. El

material estuvo almacenado 30 días, después del cual se tomo la muestra

para evaluar el material amonificado.

3.3 Tratamientos

La (Tabla 10) muestra la composición de los tratamientos a evaluar, los

cuales fueron recolectados en diferentes estados fenológicos de la planta.

Tabla 10. Tratamientos a evaluar.

Tratamiento Composición

T1 Material en grano lechoso

T2 Material en grano pastoso

T3 Residuo de cosecha (después del aprovechamiento del grano)

T4 Residuo de cosecha amonificado.

3.4 Mediciones

Las mediciones se iniciaron una vez las plantas del cultivo de Zea mays

estaban en estado lechoso, alrededor de los 80 días de sembrado.

20

3.5 Variables

3.5.1 Calidad nutricional

Para cada uno de los estados fenológicos; grano lechoso (80 días edad),

grano pastoso (100 días de edad) y residuo de cosecha (120 días de edad)

se tomó una muestra compuesta de 500 g de forraje verde de varias plantas

(20 plantas) del cultivo seleccionadas al azar. La muestra para evaluar el

material amonificado se tomó 30 días después de realizado el proceso de

amonificación, se tomó una muestra compuesta de 500 g, la cual se obtuvo

de 10 bolsas (20 kg cada una).

Las muestras se llevaron al laboratorio de la Universidad Nacional para

determinar:

Proteína Cruda (PC): mediante la determinación de nitrógeno (N)

usando el método de Kjeldhal, y multiplicando el resultado por 6,25

(AOAC, 1996).

Fibra en Detergente Neutro y Acido (FDN Y FDA): se determinaron

mediante la técnica de Van Soest y col.1991

Digestibilidad in vitro de la Materia Seca (DIVMS): mediante la técnica

de Tilley and Terry, 1963. Modificado por la Universidad de Nebraska,

Manual de Laboratorio Universidad de Nebraska.

21

3.5.2 Relación beneficio – costo

Se determinó los costos del proceso de amonificación de los residuos de

cosecha y se comparó con el beneficio del producto con potencial para la

alimentación de rumiantes, además se realizó un análisis comparando los

costos de producción de la amonificación y la compra de ensilaje de maíz.

Para determinar los costos se tuvieron en cuenta los insumos y la mano de

obra.

4. RESULTADOS Y DISCUSIÓN

4.1 Calidad nutricional del Zea mays.

La medición de la calidad nutricional del maíz en diferentes etapas

fenológicas se presenta en la (Tabla 11), se encontraron cambios en la

calidad nutricional en el trascurso de su crecimiento, también se aprecia el

efecto que tiene la inclusión de urea sobre el material residual del Zea mays.

Tabla 11. Calidad nutricional de Zea mays en diferentes estados fenológicos, Paratebueno, Cundinamarca.

Tratamientos MS % PC % FDN % FDA % DIVMS %

Planta grano lechoso 32,5 4,99 58,4 36,8 63,7

Planta grano pastoso 54,0 3,52 78,9 36,3 49,0

Residuo de cosecha 49,6 3,41 86,0 62,3 29,0

Residuo amonificado 27,0 6,85 80,1 54,1 43,3

22

4.1.1 Materia Seca.

En este estudio se encontró cambios en la MS conforme el cultivo avanza en

su estado fenológico, los tratamientos grano lechoso, grano pastoso y

residuo de cosecha presentaron un incremento de MS respectivamente, lo

que concuerda con lo encontrado por Wattiaux (1996) quien evidencia un

aumento de MS en los forrajes maduros.

El tratamiento amonificado presentó menor porcentaje de MS frente a los

otros tratamientos (27 %), esto debido a que el material al momento de la

amonificación es hidratado, Pabón et al. (1987) y Rodríguez et al. (2002)

atribuyen este efecto a la inclusión del agua en la amonificación, Ruiz et al.

(2006) por su parte, obtuvo resultados con la misma tendencia encontrando

menor materia seca en material amonificado de cascarilla de avena.

4.1.2 Proteína Cruda.

La amonificación incrementó el porcentaje de PC siendo mayor en el material

amonificado que en los otros tratamientos, incrementando de 3,41 % (residuo

de cosecha) a 6,85 % (material amonificado) lo que corresponde a un

aumento de 50 %, esto concuerda con lo mencionado por Ventura et al.

(2002) quienes amonificaron soca de sorgo y obtuvieron un incremento del

80 % en los valores de PC, otros autores como Benito et al. (2001)

obtuvieron un incremento en la proteína de paja de cebada amonificada del

2,98 % al 9,03 % mostrando la misma tendencia que los resultados de este

estudio.

23

4.1.3 FDN y FDA

En los diferentes estados fenológicos se presento diferencias en la FDN,

atribuido a la madurez del cultivo, en este estudio se encontró menor FDN en

el material amonificado que en el residuo de cosecha (80,1 % y 86,0 %

respectivamente), lo que concuerda con lo encontrado por Rodríguez et al.

(2002) quienes muestran una reducción en la FDN de 78,78 % a 75.52 % en

Brachiaria humidicola amonificada, similares resultados reporta Fuentes et al.

(2001) quienes obtuvieron disminución en el porcentaje de FDN de 46,75 %

a 40,75 % en rastrojo de maíz aminificado con NH3.

Según Klofenstein (1978) citado en Rodríguez et al. 2002 la amonificación

tiene un impacto sobre la disminución de pared celular que es atribuída por la

solubilización de la celulosa.

Se obtuvieron varianzas en el porcentaje de FDA sobre el residuo de Zea

mays, donde el valor relevante se encontró al comparar el tratamiento

amonificado post cosecha y sin amonificar, obteniendo una disminución FDA

significativa de 8,2 unidades porcentuales; Estudios realizados por

Rodríguez (1995) implementando urea y amonio acuoso en caña de azúcar

(Saccharum officinarum) demostraron diferentes resultados al aumentar el

porcentaje de FDA de 39,9 % a 50,5 % después de 15 días de la aplicación

de urea, a diferencia del resultado implementado el amonio acuoso se

redujo, el porcentaje de FDA de 39,9 a 35,3 %. Según Elizalde et al. (1992)

observaron un incremento en los valores de FDA al avanzar la edad del

cultivo, lo cual se encuentra ligado a la fracción lignina de la fibra y

24

disminuyendo la proporción de la celulosa, acarreando dificultad en la

digestibilidad.

4.1.4 Digestibilidad in vitro de la materia seca.

En el análisis de la DIVMS, encontramos en los diferentes estados

fenológicos de la planta, hubo una disminución en el porcentaje de

digestibilidad con el aumento de su edad, el tratamiento amonificado

aumento el porcentaje de digestibilidad frente al residuo de maíz post

cosecha de 29,0 % a 43,3 % (Tabla 11), estos resultados coinciden con la

investigación de Fuentes et al. (2001) donde se estudiaron tres tamaños de

partículas diferentes de residuos de maíz, con adición de amoníaco híbrido

(NH3), obteniendo un incremento en la digestibilidad de 7,27 puntos

porcentuales en el tratamiento de mayor tamaño de partícula con adición de

NH3 vs el residuo sin tratar, según Escobar y Parra (1980) los tratamientos

químicos realizados a los residuos aumentan la digestibilidad de la

hemicelulosa y celulosa, incrementando el consumo de materia seca y la

tasa de digestión de la fibra.

Estudios similares realizados por Cuesta y Laredo (1988) citado por Cuesta y

Conde 2002 utilizando amonio acuoso en tamos de arroz, evidencian el

mismo efecto al incrementar el porcentaje de digestibilidad frente al

tratamiento sin adición de amonio, mejorando la digestibilidad de 58,2 % a

64,4 %. Otros estudios similares realizados por Botero (2007) atribuyen el

aumento de la digestibilidad con tratamientos químicos a la ruptura de

cadenas de lignocelulosa, liberando celulosa y hemicelulosa de la lignina

permitiendo que sean digeridas por la flora ruminal.

25

4.1.5 Relación beneficio – costo

Los costos de recuperación de residuos de cosecha de Zea mays por

tonelada mediante el proceso de amonificación se presentan en la tabla 12.

Se observa que el costo de producción por tonelada es de $ 174000, lo que

corresponde a $ 174 por kg de material.

Tabla 12. Costos de amonificación del rastrojo de Zea mays.

Producto Cantidad Costo unitario $

Cantidad / ton de residuo

Costo ($) / ton

Urea 1 kg 1.500 30 kg 45.000

Harina de frijol 1 kg 600 30 kg 18.000

Bolsa plástica 1 bolsa 220 50 11.000

Mano de obra 1 jornal/día 25.000 4 jornales 100.000

Total 174.000

Costo / kg $174

Los costos de recuperación de material fibroso a través del proceso de

amonificación se reducen cuando se elabora mayor volumen, siendo una

alternativa viable para épocas críticas donde hay escases de forraje y los

rumiantes reducen la producción (leche, carne, etc.), incluso en algunas

ocasiones pueden morir.

El costo por kilogramo de material amonificado es menor ($ 174) al costo de

de un kilogramo de ensilaje de maíz ($ 240), lo que para algunos

productores puede ser una alternativa económica interesante si dispone del

material fibroso para amonificar, pero se debe tener en cuenta que la calidad

nutricional puede ser mejor en el ensilaje, aunque depende de la época de

cosecha de la planta, ya que como se observa en este estudio (tabla 11) la

calidad de la planta cambia con la edad y es común que algunos

26

productores de ensilaje cosechen el cultivo para conservarlo en etapas

tardías.

5. CONCLUSIONES

La amonificación es un procedimiento químico no industrializado, que mejora

en parte la composición nutricional de un forraje de calidad baja.

La aplicación de urea a residuos de cosecha tiene un impacto positivo sobre

la digestibilidad, permitiendo un mejor aprovechamiento de estos forrajes.

La calidad nutricional del forraje se ve comprometida con el avance de su

madurez, al disminuir el porcentaje de digestibilidad y aumento de las fibras.

La amonificación es una alternativa económica y de fácil elaboración para su

utilización como suplemento en épocas críticas.

6. RECOMENDACIONES

Evaluar la ganancia diaria de peso, con el suplemento de forrajes

amonificados y hacer una relación beneficio-costo.

Valorar el tiempo óptimo de almacenamiento de la amonificación con urea y

evaluar el impacto que tiene el tamaño de la partícula sobre la digestibilidad.

Comparar el efecto de la inclusión de urea en diferentes forrajes, analizando

la composición nutricional y su impacto sobre el residuo amonificado.

27

Realizar diferentes estudios con la inclusión de otras fuentes de amoníaco,

evaluando su efecto sobre la calidad y digestibilidad del material.

28

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