Evaluación de la calidad nutritiva de siete ecotipos de Leucaena macrophylla (Benth.) en un Suelo Ferralítico Rojo Lixiviado

Nutritional quality evaluation of seven ecotypes of Leucaena macrophylla (Benth.) in a Leached Red Ferralitic Soil

D.E. García^1*, H.B. Wencomo², M.G. Medina¹, Y. Noda², L.J. Cova¹ e I. Spengler³

*Autor de correspondencia e-mail: dagamar8@hotmail.com

¹Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas (INIA), Trujillo, Venezuela

²Estación Experimental de Pastos y Forrajes "Indio Hatuey", Matanzas, Cuba

³Facultad de Química, Universidad de la Habana, Ciudad de la Habana, Cuba

Resumen

Mediante el análisis de componentes principales (ACP), se realizó un experimento para evaluar las variaciones de la composición química e indicadores de valor nutritivo en el follaje de siete ecotipos de Leucaena macrophylla (Benth.) establecidas en un suelo Ferralítico Rojo Lixiviado y condiciones de clima cálido en Matanzas, Cuba. Se determinó la composición bromatológica, los niveles de metabolitos secundarios y la degradabilidad ruminal in situ de la MS, PC y FDN. Mediante el ACP se detectó una elevada variabilidad para las primeras tres componentes (83,24%). Los indicadores que explicaron mejor las variaciones entre los ecotipos fueron los niveles de PC, PV, FDN, FDA, FC, LDA, taninos precipitantes (TPP), mimosina y la degradabilidad ruminal. Sin embargo, los niveles de MS, celulosa, P, K, ceniza, polifenoles totales (FT), fitatos y taninos condensados (TC), presentaron variaciones menos importantes entre las accesiones. La concentración de Ca no constituyó un indicador representativo para comparar los ecotipos. En dependencia de las características nutricionales, se identificaron cuatro grupos con perfiles distintos entre sí. Aunque todos presentaron buena composición bromatológica, el valor nutritivo se vio afectado por las elevadas concentraciones de TPP y mimosina, y no por los niveles de FT, TC y fitatos. Las accesiones evaluadas se diferencian fundamentalmente por la fracción proteica y fibrosa, y solamente los TPP y la mimosina constituyen los metabolitos secundarios más importantes en los ecotipos.

Palabras clave: Leucaena macrophylla, leguminosa, composición química, valor nutritivo, metabolitos secundarios, taninos, mimosina

Abstract

Through the analysis of main components (MCA) an experiment was carried out in order to evaluate the chemical composition and nutritional value variations in seven ecotypes of Leucaena macrophylla (Benth.) foliages settled down in a Leached Red Ferralitic Soil and warm climate conditions in Matanzas, Cuba. Bromatological composition, secondary metabolites level, and in situ rumen degradability (DM, CP and NDF) were determined. A high variability for the first three components (83.24%) was detected by using the MCA. CP, TPh, NDF, ADF, CF, ADL, beginner tannins (BT) and mimosine level and rumen degradability explained better the variability between the ecotypes. However, DM, cellulose, P, K, ash, total polyphenols (TPh), phytates and condensed tannins (CT) concentration presented less important variations among the accesions. The Ca level didn't constitute a representative indicator to compare the ecotypes. Four groups with distinguishing profiles, in dependence of the nutritional properties, were identified. Although all presented good bromatological composition, the nutritional value was affected by the high concentrations of BT and mimosine, and not for TPh, CT and phytates level. The evaluated accesions differ fundamentally for the proteins and fibrous fraction, and the BT and mimosine only constitute the most important secondary metabolites among the ecotypes.

Key words: Leucaena macrophylla, leguminous, chemical composition, nutritional value, secondary metabolites, tannins, mimosine

Recibido el 17-5-07  Aceptado el 8-10-07

Introducción

Aunque en el trópico Americano, la Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit constituye la leguminosa más estudiada y con los mejores resultados productivos por su elevado valor nutritivo para rumiantes (Clavero 1998), en numerosas investigaciones llevadas a cabo en Australia, Asia y Norte América se han reportado algunas limitantes de la especie asociadas a la susceptibilidad al psílido (Heterosylla cubana), la intolerancia a las heladas, los suelos ácidos y las inundaciones, fundamentalmente (Stewar et al., 1992). Por tales motivos, algunos Centros de Investigación de reconocida tradición agroforestal, tales como el Instituto Forestal de Oxford (Reino Unido), la Universidad de Hawai (USA) y la Organización de Naciones para la Investigación Científica e Industrial (Australia), han desarrollado estudios a largo plazo para caracterizar y seleccionar otros ecotipos, híbridos interespecíficos y taxas que presenten mejor comportamiento productivo en áreas donde L. leucocephala no ha presentado buenos resultados (Hughes y Harris 1995). Además, otras integrantes del género tales como Leucaena macrophylla (Benth.), Leucaena collinsii (Britton & Rose), Leucaena diversifolia (Schlecht) Benth., Leucaena trichodes (Jacq.) Benth. y Leucaena multicapitulata (Schery) constituyen los materiales genéticos con mayores potencialidades para la realización de cruzamientos viables con L. leucocephala o para ser utilizadas como forrajeras en sistemas silvopastoriles, por presentar mayor rango de adaptabilidad, producción de biomasa y resistencia al ataque de plagas y enfermedades (Stewar y Dunsdon 1998).

En los últimos cincuenta años se han llevado a cabo numerosas investigaciones para caracterizar la composición química y el valor nutritivo de las especies de Leucaena (Dalzell 2000). No obstante, la mayor cantidad de información se encuentra relacionada con L. leucocephala, y se conoce muy poco sobre las características nutritivas del resto.

Asimismo, las investigaciones en ocasiones han sido puntuales, y no se han podido establecer criterios nutricionales para caracterizarlas, considerando que en estudios integrales se ha determinado que se necesitan tres años de evaluaciones químico-nutricional para conocer, con exactitud, el espectro de variaciones de la composición química en el follaje de estas arbóreas (Dalzell 2000; Jones y Palmer 2002; Stewar y Dunsdon 1998).

Por otra parte, existen numerosos métodos estadísticos para evaluar las características morfoestructucturales, de adaptabilidad y la composición nutricional de colecciones con potencial agropecuario, dentro de los cuales, los análisis multivariados constituyen las herramientas más importantes (Hidalgo 2003). Estos procedimientos, permiten establecer relaciones directas entre las variables medidas y discriminar, dentro de una gran cantidad de indicadores, cuales presentan mayor importancia para comparar los individuos; aspecto que no resulta evidente cuando se utilizan métodos convenciones como el análisis de varianza (Machado 2006).

Tomando en cuenta lo expuesto, el objetivo de esta investigación fue caracterizar el follaje de siete ecotipos de L. macrophylla, basado en las variaciones de la composición química y algunos indicadores de valor nutritivo, utilizando el análisis de componente principales (ACP).

Materiales y métodos

Ubicación del área de muestreo

La investigación se realizó en la Estación Experimental de Pastos y Forrajes "Indio Hatuey" (EEPFIH), municipio Perico, provincia Matanzas, Cuba. El área donde se encuentra la plantación se localiza geográficamente a los 20º 50' de latitud Norte y 79º 32' de longitud Oeste, a una altitud de 19,9 msnm.

Condiciones edafoclimáticas

El experimento se llevó a cabo sobre un suelo de topografía plana (1-3% de pendiente) y clasificado como Ferralítico Rojo Lixiviado (tipo Húmico Nodular Ferruginoso Hidratado) de rápida desecación, arcilloso y profundo. La fertilidad natural se considera buena, es de ligeramente ácido (pH: 6,4) a neutro (pH: 7,3), con contenido bajo a medio de materia orgánica y de mediana a alta concentración de nitrógeno total (Hernández 1999).

El régimen de lluvias se caracteriza por presentar dos períodos anuales bien definidos; uno lluvioso (mayo-octubre) y otro seco de noviembre-abril. La temperatura oscila entre 16,2 y 28,5ºC, con una humedad relativa elevada (60-70% durante el día y 80-90% en la noche).

En la figura 1 se muestran algunos de los indicadores climatológicos más importantes durante el periodo experimental.

Siembra y establecimiento de los ecotipos

Los ecotipos de L. macrophylla fueron sembrados en julio de 1996, ocupando un área de 0,75 ha; las plantas se sembraron a una distancia de 6 x 3 m entre surcos y entre individuos respectivamente, en cinco parcelas simples distribuidas al azar con cuatro plantas de cada ecotipo por parcela. En el área no se realizaron aplicaciones de riego, fertilizantes ni de herbicidas durante el periodo experimental.

Ecotipos evaluados

Se evaluaron siete ecotipos de L. macrophylla pertenecientes a la colección introducida al banco de germoplasma de la EEPFIH. Estos fueron: CIAT-17231, CIAT-17233, CIAT-17237, CIAT-17240, CIAT-17241, CIAT-17243 y CIAT-17245.

Periodo de evaluación

Se evaluó la calidad de la biomasa comestible por un periodo de tres años consecutivos (2000-2003), en las dos épocas representativas de Cuba. Los muestreos por época se realizaron siempre en los mismos meses (enero para la época de seca y julio para la lluviosa).

Recolección y preparación del material vegetal

Las muestras de biomasa comestible de 90 días de edad (850 g de hojas y tallos tiernos con diámetros inferiores a 6 mm) fueron recolectadas seis veces durante el periodo evaluado en el total de las parcelas (una de cada ecotipo por parcela), a partir de plantas sometidas a cortes periódicos cada tres meses a 1 m sobre el nivel del suelo.

El material vegetal de cada planta se procesó de forma independiente, cada muestra de follaje constituyó una réplica. La biomasa se llevó de forma inmediata al laboratorio y fueron secadas por cinco días a temperatura ambiente en ausencia de luz, para evitar la oxidación de los metabolitos secundarios fenólicos. Posteriormente se molieron hasta un tamaño de partícula de 1 mm y se colocaron en frascos de vidrio de color ámbar, herméticos hasta el momento del análisis (tiempo máximo de almacenamiento 30 días).

Mediciones analíticas

La determinación de todas las variables se realizó por triplicado, los contenidos de materia seca (MS), proteína cruda (PC), proteína verdadera (PV), fibra detergente neutro (FDN), fibra detergente ácido (FDA), fibra cruda (FC), lignina detergente ácido (LDA), celulosa, calcio (Ca), fósforo (P), potasio (K) y ceniza se realizó mediante las metodologías clásicas de análisis (AOAC 1990).

La cuantificación de los polifenoles totales (FT) se llevó a cabo mediante el método de Folin-Ciocalteu y formación de compuestos con tonalidades azules en medio alcalino (Makkar 2003), los taninos precipitantes (TPP) se determinaron con el uso de la fracción V de la albúmina de suero bovino (Makkar et al., 1988) y los taninos condensados (TC) basado en el ensayo de nbutanol en medio clorhídrico (Porter et al., 1986), mediante modificaciones propuestas para la cuantificación de proantocianidinas en el follaje de especies de Leucaena sin la utilización de la sal férrica (Dalzell y Kerven 1998; Dalzell et al., 1998). Los niveles de fósforo fítico (P. fítico) se determinaron mediante modificaciones realizadas al método original propuesto por Early y Turk 1944). Los contenidos de mimosina se cuantificaron en el material fresco mediante colorimetría (Matsumoto y Sherman 1951).

En la estimación de la degradabilidad in situ a las 48 horas de la MS (DMS), PC (DPC) y de la FDN (DFDN) se evaluaron cinco muestras por ecotipo. El experimento se llevó a cabo en periodos continuos de quince días (siete de adaptación al consumo de cada accesión y ocho de mediciones). Las pruebas se realizaron en el siguiente orden: CIAT-17245, CIAT-17237, CIAT-17240, CIAT-17241, CIAT CIAT-17233, -17243 y CIAT-17231.

La degradabilidad se estimó mediante el procedimiento de las bolsas de nailon en rumen (Mehrez y Ørskov 1977), empleando dos bolsas (tamaño de poro: 50 micra) por cada muestra y tres repeticiones, para un total de treinta incubaciones por ecotipo.

Aproximadamente 2,2 g de biomasa comestible fueron incubados en el rumen de tres ovinos Criollos (37,7±3,67 kg de peso vivo) con cánula permanente en el rumen los cuales, antes de la incubación de cada tratamiento, fueron adaptados a consumir los forrajes por una semana, como suplemento de una dieta basal formada por heno ad libitum (Cynodon nlemfluensis), concentrado comercial (170 g/animal/día) y agua a voluntad. El consumo promedio de cada accesión durante el periodo de adaptación a la dieta fue de: 85, 82, 75, 96, 74, 68, 91 gMS/animal/día con relación al orden de los ecotipos ensayados en la prueba de valor nutritivo.

Diseño experimental, tratamientos y métodos estadísticos

Se empleó un diseño totalmente aleatorizado con cinco réplicas, donde los ecotipos evaluados constituyeron los tratamientos. Para el procesamiento de la información se utilizó el paquete estadístico SPSS versión 10.0 para Windows^® (Visauta 1998). Para llevar a cabo el ACP se utilizó la opción "Data Reduction" empleando la matriz de covarianza para la obtención de las relaciones entre las variables. La agrupación de los ecotipos, en dependencia de sus características, se realizó usando el diagrama tridimensional a partir de las coordenadas obtenidas en el ACP para cada caso (Philippeau 1986).

Resultados y discusión

El cuadro 1 muestra los resultados obtenidos en el ACP para la composición química y el valor nutritivo. En este sentido, la varianza total extraída mediante el análisis fue elevada (83,24%), lo que pone de manifiesto que las accesiones presentan diferencias sustanciales en la mayoría de los indicadores medidos. La variabilidad obtenida entre los ecotipos de L. macrophylla, como resultado del ACP, es similar a la informada en la evaluación nutricional de diez accesiones de L. leucocephala (85,83%) donde sobresalieron los cv. Cunningham y CNIA-250, y las variedades América, L-7 y K-28. Sin embargo, el porcentaje de variabilidad total extraída es muy superior al obtenido en una caracterización realizada a diecinueve accesiones de L. leucocephala CIAT en las cuales se observó poca fluctuación en su perfil nutricional (García et al., 2008).

Cuadro 1. Resultados del ACP y relación entre las variables nutricionales de siete ecotipos de L. macrophylla.

MS: materia seca, PC: proteína cruda, PV: proteína verdadera, FDN: fibra detergente neutro, FDA: fibra detergente ácido, FC: fibra cruda, LDA: lignina detergente ácido, FT: polifenoles totales, TPP: taninos precipitantes, TC: taninos condensados, P. fítico: fósforo fítico, DMS: degradabilidad de la materia seca a las 48 h, DPC: degradabilidad de la proteína cruda a las 48 h, DFDN: degradabilidad de la fibra detergente a las 48 h.

La mayor diferenciación fenotípicas de los cultivares comerciales de L. leucocephala y los ecotipos de L. macrophylla, comparados con las accesiones de L. leucocephala CIAT, se justifica por la elevada variación extraída en los componentes formados. Al respecto, en evaluaciones de recursos fitogenéticos se reporta la factibilidad del uso del porcentaje de varianza en la formación de cada componente principal, como indicador fehaciente, para definir cuales de las variables cuantificadas, presentan la mayor importancia para caracterizar accesiones genéticamente relacionadas entre sí (Hidalgo 2003; Machado 2006).

En esta investigación donde se estudiaron solamente ecotipos de L. macrophylla, quizás la elevada varianza acumulada extraída en las tres primeras componentes, sugiere características genotípicas ligeramente diferenciadas, dentro del patrón de los ecotipos y/o un efecto marcado del ambiente en la diferenciación entre las accesiones.

La primera componente (CP 1) extrajo el 46,19% de la variabilidad (más de la mitad de la variación total extraída) y los indicadores que explicaron mejor la varianza fueron la fracción nitrogenada (PC, PV), la fibrosa (FDN, FDA, FC, LDA), los contenidos de TPP y mimosina y la degradación in situ de la MS, PC y FDN; lo que resalta la mayor importancia de los niveles proteicos y fibrosos (indicadores bromatológicos más relevantes), los compuestos tánicos con actividad biológica, los aminoácidos no proteicos (metabolitos secundarios mayoritarios en el género Leucaena) y la degradación de las fracciones nutritivas, como las variables más representativas en los ecotipos evaluados de L. macrophylla.

Con respecto a la interrelación entre las variables, los contenidos de proteínas, fibra y la degradabilidad ruminal se relacionaron negativamente con los niveles de TPP y mimosina. Lo cual pone de manifiesto que, los ecotipos con mayor fracción proteica y fibrosa, y contenidos bajos de TPP y mimosina, se caracterizaron por exhibir una mayor degradabilidad ruminal que el resto.

La relación fuertemente inversa entre los niveles de TPP y los indicadores de valor nutritivo, y particularmente con la DMS y la DPC, podría indicar el efecto antinutricional ampliamente conocido de los taninos en la degradación ruminal, informado en numerosas investigaciones llevadas a cabo con Leucaena (Stewart y Dunsdon 1998), y también con otras arbóreas forrajeras de amplia distribución en el trópico de los géneros Cassia, Pithecellobium y Albizia (García et al., 2006a; García et al., 2006b).

Aunque también es conocida la influencia perjudicial de la mimosina en la salud animal cuando esta se encuentra en concentraciones elevadas (superior al 6%BS), los principales estudios sobre su efecto en la degradabilidad ruminal se han realizado tomando a L. leucocephala como material experimental, y existe poca información sobre la acción detrimental de este metabolito en la fisiología digestiva de los rumiantes alimentados con otras especies de Leucaena (Dalzell 2000). Si bien la presencia del compuesto secundario puede ser benéfica por permitir una mayor digestibilidad del nitrógeno en las partes bajas del tracto gastrointestinal (Razz et al., 2004), la relación inversa con los indicadores de valor nutritivo describe un acentuado efecto antinutricional en el rumen; considerando los contenidos relativamente elevados de mimosina que exhibieron los ecotipos (5,34-3,72%BS).

La segunda componente (CP 2) extrajo el 28,64% de la varianza total y las variables con mayor relación en este eje fueron los contenidos de MS, celulosa, P, ceniza, FT, TC y P. fítico. Dichos resultados describen, considerando el signo de los coeficientes de cada variable, que los ecotipos con mayores porcentajes de MS y minerales presentan mayor cantidad de TC y fitatos, aún cuando los contenidos de FT fueron inferiores.

Aunque, en sentido general, las especies forrajeras con elevada distribución tropical presentan mayor o similar cantidad de FT que de taninos, por el hecho de que los taninos se encuentran dentro del grupo de los fenólidos, la relación obtenida entre los contenidos de FT y TC en las accesiones de L. macrophylla, en principio contradictoria, se puede explicar por el hecho de que mediante el método utilizado para cuantificar los FT (Folin-Ciocalteu) se detectan todo los tipos de compuestos que tienen los grupos hidroxilos (-OH) en forma libre, capaces de oxidarse cuantitativamente; mientras que el ensayo para determinar la concentración de TC (nbutanol/HCl) considera todos los taninos con grupos OH libres o unidos a carbohidratos u otros aglicones, debido a que el desarrollo de color ocurre después de la hidrólisis ácida que fracciona a los TC hasta su forma monomérica (García et al., 2006b).

Este singular aspecto se encuentra estrechamente relacionado con los procesos naturales de detoxificación e inactivación biológica de los taninos en los follajes de las leguminosas, el cual depende de la especie, la fenología, la edad de la biomasa y el grado de afectación por patógenos foliares (Makkar 2003). En este sentido, los resultados coinciden con los descritos en numerosas especies del género Albizia (García et al., 2006a) y en Quercus coccifera L. (Ben Salem et al., 2005), en las cuales se cuantificaron ambos grupos de metabolitos por los mismos métodos analíticos utilizados en esta investigación.

La fuerte relación positiva entre los contenidos de TC y los fitatos (expresados como P. fítico), quizás describa una estrategia de defensa, cuando estos compuestos son utilizados por las plantas como mecanismos de protección ante los animales herbívoros (García y Medina 2005; Makkar 2003).

Al respecto, los TC son efectivos compuestos de protección por sus propiedades astringentes tanto para monogástricos como rumiantes (Makkar et al., 1988; Makkar 2003), sin embargo los fitatos, se consideran metabolitos deletéreos fundamentalmente para animales monogástricos porque éstos no cuentan con enzimas (fitasas endógenas) capaces de degradarlos (Godoy et al., 2005).

Aunque los fitatos se encuentran mayoritariamente en las semillas, es conocido que mediante procesos de movilización pueden estar presentes en el follaje, aunque en concentraciones más bajas. No obstante, la fuerte relación encontrada entre los TC y el P. fítico, aún cuando los niveles de este último en los ecotipos no sobrepasó el 0,04%BS, pudiera ser indicativo de alguna función o sinergismo defensivo de estos compuestos en la planta.

Los taninos, y específicamente los TC, se encuentran fundamentalmente en los estratos superiores de las plantas como primera defensa química ante los depredadores. Sin embargo, los fitatos, como compuestos relacionados con el metabolismo y la disponibilidad de minerales en la semilla, presentan distribución limitada en el reino vegetal y constituye un factor antinutricional más específico (Godoy et al., 2005).

Por otra parte, es conocido que aunque las leguminosas contienen una amplia diversidad de compuestos biológicamente activos, en la mayoría de las especies estudiadas fitoquímicamente se ha observado que la presencia combinada de metabolitos secundarios con propiedades deletéreas para rumiantes y monogástricos es más efectiva, desde el punto de vista defensivo, que el efecto adverso que pudiera causar un compuesto aislado (García y Medina 2005).

Quizás la presencia conjunta de fenoles y fitatos, en las accesiones pudiera constituir una estrategia de protección en la escala evolutiva, considerando que, dentro de la mayoría de las especies de Leucaena, L. macrophylla presenta un perfil polifenólico más acentuado (García y Medina 2005; García et al., 2006a).

Adicionalmente, la fuerte relación positiva entre los dos tipos de compuestos secundarios, relacionados en la CP 2, pudiera constituir un aspecto de interés para los genetistas en la obtención y selección de híbridos con concentraciones menores de taninos y fitatos; aspecto resaltado en investigaciones donde se ha estudiado la factibilidad de emplear las correlaciones entre los metabolitos secundarios como criterio de selección y mejoramiento en especies forrajeras (Makkar 2003).

Por otra parte, los niveles de P total, P. fítico y ceniza se relacionaron de forma positiva entre sí; lo que demuestra, que en las accesiones evaluadas el P constituye el mineral de mayor importancia comparativa, aun cuando los niveles promedios en los ecotipos (0,13-0,18%), son muy inferiores a los de Ca (1,61-1,79%) y K (1,89-2,70%).

La fuerte relación positiva entre los niveles de P total y P. fítico refleja la correspondencia entre las fracciones de fósforo, reportada en los granos de numerosos ingredientes para la alimentación animal en Venezuela (Godoy et al., 2005) y en otras accesiones de L. leucocephala (García et al., 2007), aun cuando se informa que estos compuestos son abundantes en los cereales y oleaginosas, y no se encontró información publicada como antecedente, en la cual se describa sus concentraciones en los follajes arbóreos.

La tercera componente (CP 3) explicó el 8,41% de la variabilidad y en su formación solamente contribuyó el contenido de K y la DFDN, y en alguna medida los niveles de P. fítico. Estos resultados demuestran que las accesiones no se diferencian sustancialmente en los contenidos de este mineral y que, como variable bromatológica, las concentraciones de K resultan irrelevantes desde el punto de vista comparativo entre ecotipos.

Asimismo, los contenidos de Ca no se encontraron relacionados en ninguno de los componentes que agruparon la mayor variabilidad; lo que pone de manifiesto que es el macroelemento de menores variaciones numéricas y que no resulta importante para caracterizar las accesiones de L. macrophylla.

Teniendo en cuenta las particularidades a partir del ACP, en la figura 2 se muestran las agrupaciones de los ecotipos, en dependencias de sus características nutricionales.

Los ecotipos se dividieron en cuatro grupos con características diferenciadas entre sí. El grupo I (G-I) estuvo integrado solamente por el ecotipo CIAT-17245. Este se distinguió del resto por presentar concentraciones inferiores de proteínas, compuestos de la fracción fibrosa, mayor cantidad de TPP y mimosina y baja degradabilidad ruminal de la MS, PC, FDN; comparativamente.

El grupo II (G-II), integrado por la accesión CIAT-17231, se caracterizó por presentar poca proporción de MS, minerales y más celulosa y FT.

El grupo III (G-III) estuvo integrado por las accesiones CIAT-17240, CIAT-17243 y CIAT-17241 y se diferenció, fundamentalmente, por su mayor fracción proteica-fibrosa, menor cantidad de TPP y mimosina y superior DMS, DPC y DFDN, comparada con el resto.

El grupo IV (G-IV) lo conformaron los ecotipos CIAT-17233 y CIAT-17237. Estas accesiones se destacaron por su mayor contenido de MS, minerales y TC, pero con menores proporciones de FT y celulosa.

En el cuadro 2 se muestra la media grupal de las accesiones en cuanto a sus características nutricionales.

Cuadro 2. Media grupal de las variables nutricionales en el follaje de siete ecotipos de L. macrophylla.

I (¹CIAT-17245), II (⁴CIAT-17231), III (²CIAT-17240, ⁶CIAT-17243, ⁷CIAT-17241), IV (³CIAT-17233, ⁵CIAT-17237)

MS: materia seca, PC: proteína cruda, PV: proteína verdadera, FDN: fibra detergente neutro, FDA: fibra detergente ácido, FC: fibra cruda, LDA: lignina detergente ácido, FT: polifenoles totales, TPP: taninos precipitantes, TC: taninos condensados, P. fítico: fósforo fítico, DMS: degradabilidad de la materia seca a las 48 h, DPC: degradabilidad de la proteína cruda a las 48 h, DFDN: degradabilidad de la fibra detergente a las 48 h.

Aunque el perfil nutritivo de las accesiones evaluadas fue similar en todos los casos, en sentido general, las accesiones CIAT-17240, CIAT-17243 y CIAT-17241 pueden ser consideradas superiores para la alimentación de los rumiantes tomando en cuenta las variables más importantes.

Los ecotipos CIAT-17231, CIAT-17233 y CIAT-17237 presentaron un comportamiento intermedio y la accesión CIAT-17245 exhibió los resultados más discretos. No obstante, todas pueden ser empleadas como fuente suplementaria de proteínas, fundamentalmente, para el ecosistema ruminal; aunque se debe reconocer que los resultados obtenidos con relación a los elevados niveles de metabolitos secundarios (taninos y mimosina) y la relativamente baja degradabilidad de la MS, PC y FDN, comparado con otros resultados obtenidos en especies de Leucaena, no le confieren características nutritivas sobresalientes ni superiores a otras accesiones de L. leucocephala ampliamente utilizada en el trópico (Dalzell et al., 1998; Jones y Palmer 2002; Razz et al., 2004).

En todos los casos la degradabilidad ruminal fue inferior al 50%, esto quizás se debe a que, considerando los elevados niveles de taninos precipitantes entre las accesiones (4,34-4,60%BS), los TPP pudieron acomplejar cuantitativamente la proteína foliar, imposibilitando la degradación efectiva del complejo tanino-proteína en el tracto gastrointestinal; teniendo en cuenta que en estudios biológicos in vitro se ha demostrado que cuando estos compuestos se encuentran en concentraciones superiores a 2,1%BS existe una disminución de la fermentación ruminal y la producción de ácidos grasos volátiles (Makkar 2003), independientemente a que los contenidos de taninos totales o TC sean superiores.

Aunque la formación del complejo tanino-proteína en ocasiones es irreversible y la proteína no es aprovechada en el sistema digestivo, perdiéndose en las heces. La interacción entre ambas moléculas siempre es dependiente del pH del medio que los contiene, del tipo de tanino presente y de la proteína con la cual interactúa, pero sobre todo, se encuentra estrechamente relacionada con la capacidad que tiene el tanino para precipitar las biomoléculas, en sentido general, expresada como la cantidad de fenol capaz de precipitar una unidad de proteína o la proporción de esta precipitada por unidad de tanino (García y Medina 2005; Makkar et al., 1988; Makkar et al., 1997).

Se sugiere profundizar los estudios con las accesiones, determinando fundamentalmente la digestibilidad intestinal del nitrógeno no degradado en rumen, la cantidad de taninos acoplados a las proteínas endógenas del follaje y las características químico-físicas de los polifenoles presentes, para poder dilucidar el mecanismo por el cual se ve afectada la degradación ruminal in situ de todos los ecotipos evaluados de L. macrophylla.

Como implicación práctica de esta investigación, resulta muy incierto atribuir las variaciones de la composición química inter-ecotipos, a las condiciones edafoclimáticas que prevalecieron en el área de estudio; ya que se conoce muy poco sobre las características fitoquímicas de las accesiones evaluadas en otras condiciones de clima y suelo.

Además, para realizar una comparación provechosa con otras accesiones, ecotipos e híbridos ínter específicos de L. macrophylla, se debe presuponer que otros factores inherentes a la planta, y al método de análisis, no influyen notablemente; aspecto que en la mayoría de los casos constituye la principal fuente de variación.

En este sentido, se conoce el efecto de la madurez de la biomasa, el método de recolección de muestras, el tipo de secado y el patrón analítico en la determinación de la composición química de una misma especie de leucaena (Dalzell et al., 1998; Dalzell 2000).

Se debe destacar que, en las condiciones experimentales descritas, los resultados pudieran ser comparables con los obtenidos en un amplio número de especies de Leucaena en Centroamérica (Honduras), donde se incluyó la evaluación de accesiones de L. macrophylla, establecidas a 593 msnm sobre un suelo con pH entre 6,7-7,0 y similar distribución anual de las lluvias a la informada en este estudio (Stewar y Dunsdon 1998).

Estos autores emplearon, en esencia, los mismos métodos analíticos utilizados en esta evaluación, pero sin el uso de patrones químicos y deshidratando las muestras en estufa como procedimiento de secado.

En dicho estudio las accesiones de L. macrophylla presentaron, comparativamente, elevados contenidos de TC y TPP con relación al resto de las evaluadas (41 accesiones), superadas solamente por la fracción fenólica de L. diversifolia, L. esculenta, L. pulverulenta, L. retusa, y L. trichandra, lo cual pone de manifiesto que L. macrophylla, sus híbridos y variedades, presentan una mayor proporción de polifenoles si se comparan con los niveles de taninos de L. leucocephala, L. collinsii, L. trichodes, L. lanceolata, L. multicapitulata y L. salvadorensis (Hughes y Harris 1995; Jones y Palmer 2002).

Al comparar los resultados con los informados en plantaciones del sureste de Queensland (Dalzell et al., 1998), y en un suelo Kandisol rojo (Jones y Palmer 2002), ambas en Australia, los valores obtenidos en estos estudios son inferiores, en términos cuantitativos de taninos, salvando las diferencias en cuanto al método de secado utilizado por el primero (liofilización) y el procedimiento alternativo para la estimación de los TPP para el segundo (acomplejamiento con PEG-4000).

De forma general, los resultados del perfil polifenólico de los ecotipos evaluados de L. macrophylla, son más consistentes con las accesiones cultivadas en Latinoamérica en condiciones climáticas similares a las de Cuba; que las establecidas en Australia bajo clima subtropical.

No obstante, en todos los casos, las diferencias químicas, se encuentran relacionadas con las características fenotípicas de cada ecotipo (Pineda 2004); ya que todas se establecieron en las mismas condiciones edafoclimáticas y fueron sometidas al mismo manejo agronómico.

Conclusiones

Los ecotipos evaluados de L. macrophylla presentan aceptable composición nutricional para ser usadas como alimento suplementario para rumiantes. Las accesiones se pueden diferenciar fundamentalmente en los contenidos de proteína, fracción fibrosa, taninos, mimosina y degradabilidad ruminal. Los niveles de Ca y K no presentaron variaciones sustanciales, por lo que estos elementos no constituyen variables relevantes para comparar los ecotipos.

Las accesiones CIAT-17240, CIAT-17243 y CIAT-17241 presentan mejor calidad nutritiva. Los ecotipos CIAT-17231, CIAT-17233 y CIAT-17237 exhibieron un comportamiento intermedio y la accesión CIAT-17245 mostró los resultados menos satisfactorios.

Se observó un efecto negativo de los taninos precipitantes y la mimosina, en la degradación ruminal de la MS, PC y FDN.

Literatura citada

1. AOAC. 1990. Official methods of analysis. 15^th ed. Association of Official Agricultural Chemistry. Washington, D.C., USA. 500 p.         [ Links ]

2. Ben Salem, H., L. Ben Salem and M.S. Ben Said. 2005. Effect of the level and frequency of PEG supply on intake, digestion, biochemical and clinical parameters by goats given kernel oak (Quercus coccifera L.) based diet. Small Rum. Res. 56:127-131.         [ Links ]

3. Clavero, T. 1998. Leucaena leucocephala. Alternativa para la alimentación animal. Centro de Transferencia de Tecnología en Pastos y Forrajes. La Universidad del Zulia, Maracaibo, Venezuela. 78 p.         [ Links ]

4. Dalzell A.S. and G.L. Kerven. 1998. A rapid method for the measurement of Leucaena spp. proanthocyanidins by the proanthocyanidin (butanol/HCl) assay. J. Sci. Food Agric. 78:405-416.         [ Links ]

5. Dalzell A.S., J.L. Stewart, A. Tolera, and D.M. McNeill. 1998. Chemical composition of Leucaena and implication for forage quality. In. Shelton H.M., Gutteridger R.C., Mullen B.F., Bray, R.A. Eds. Leucaena adaptation, quality and farming systems. ACIAR Proceedings No. 86 pp. 227-246.         [ Links ]

6. García, D.E., H.B. Wencomo, M.G. Medina, L.J. Cova e I. Splenger. 2008. Evaluación de diecinueve ecotipos de Leucaena leucocephala (Lam.) de Wit basada en la calidad nutritiva del follaje. Zootecnia Trop., 26(1):1-10.         [ Links ]

7. Godoy, S., C.F. Chicco, F. Meschy and F. Requena. 2005. Phytic phosphorus and phytase activity of animal feed Ingredients. Interciencia, 30(1):24-28.         [ Links ]

8. Hernández, A. 1999. Clasificación genérica de los suelos de Cuba. Instituto de Suelos. Ministerio de la Agricultura. AGRINFOR. Ciudad de La Habana, Cuba. 64 p.         [ Links ]

9. Hidalgo, R. 2003. Variabilidad genética y características de especies vegetales. En: Análisis estadístico de datos de caracterización morfológica de recursos filogenéticos (Franco, T.L. e Hidalgo, T.R. Eds.). Boletín técnico No. 8. Instituto Internacional de Recursos Filogenéticos (IPGRI). Cali, Colombia. 89 p.         [ Links ]

10. Hughes, C.E. and S.A. Harris. 1995. Systematic of Leucaena; Recent findings and implications for breeding and conservation. Proceeding of Workshop. Bogor, Indonesia. ACIAR Proceeding 57 p. 54-65.         [ Links ]

11. Dalzell A.S. 2000. Genotypic and environmental effects con proanthocyanidin in the Leucaena genus. PhD. Thesis University of Queensland, Queensland, Australia 150 p.         [ Links ]

12. Early, E.B. and E.E. Turk. 1944. Time and rate of synthesis of phytin in corn grain during the reproductive period. J. Anim. Sci. Agron., 36:803-808.         [ Links ]

13. García, D.E. y M.G. Medina. 2005. Metodología para el estudio de los compuestos polifenólicos en especies forrajeras. Un enfoque histórico. Zootecnia Trop., 23(3):261-296.         [ Links ]

14. García, D.E., M.G. Medina, F. Ojeda, J. Humbría, C.E. Domínguez, A. Baldizán y O. Toral^. 2006a. Variabilidad fitoquímica y repercusión antinutricional potencial en especies del género Albizia. Pastos y Forrajes, 29(4):231-241.         [ Links ]

15. García, D.E., M.G. Medina, J. Humbría, C.E. Domínguez, A. Baldizán, L.J. Cova, y M. Soca. 2006b. Composición proximal, niveles de metabolitos secundarios y valor nutritivo del follaje de algunos árboles forrajeros tropicales. Arch. Zootecnia, 55(212):373-384.         [ Links ]

16. Jones, R. and B. Palmer. 2002. Assessment of the condensed tannins concentration in a collection of Leucaena species using ¹⁴C-labelled polyethylene glycol (PEG-4000). Tropical Grasslands, 36:47-53.         [ Links ]

17. Machado, R. 2006. Adaptabilidad de gramíneas y leguminosas en suelos hidromórficos del humedal Ciénaga de Zapata. Establecimiento. Pastos y Forrajes, 29(2): 155-167.         [ Links ]

18. Makkar, H.P.S., R.K. Dawra and B. Singh. 1988. Determination of both tannin and protein in a tannin-protein complex. J. Agric. Food Chem., 36:523-525.         [ Links ]

19. Makkar, H.P.S., K. Becker, E. Abel and E. Pawelzik. 1997. Nutrient contents, rumen protein degradability and antinutritional factor in some colour-and white-flowering cultivars of Vicia faba beans. J. Sci. Food Agric., 45:511-520.         [ Links ]

20. Makkar, H.P.S. 2003. Quantification of tannins in tree and shrub foliage. A laboratory manual. Kluwer Academic Publishers, Netherlands. 102 p.         [ Links ]

21. Matsumoto, H. and G.D. Sherman. 1951. A rapid colorimentric method for the determination of mimosine. Arch. Biochem. Biophys., 33:195-200.         [ Links ]

22. Mehrez, A.Z. and E.R. Ørskov. 1977. A study of the artificial fibre bag technique for determining the digestibility of feeds in the rumen. J. Agric. Sci. (Cambridge), 88:645-649.         [ Links ]

23. Philippeau, G. 1986. Comment interpréter les résultats d´ une analyse in composants principales. Service des Etudes Statistiques. ITCF. Lusignan, France 4 p.         [ Links ]

24. Pineda, M. 2004. Resúmenes de Fisiología vegetal. Servicios de publicaciones de la Universidad de Córdoba, Córdoba, España. 204 p.         [ Links ]

25. Porter, l.J., I.N. Hrstich and B.G. Chan. 1986. The conversión of procyanidins and prodelphinidins to cyanidin and delphinidin. Phytochemistry, 25:223-230.         [ Links ]

26. Razz, R, T. Clavero y J. Vergara. 2004. Cinética de degradación in situ de la Leucaena leucocephala y Panicum maximum. Revista Científica FCV-LUZ, XIV(5):424-430.         [ Links ]

27. Stewart, J.L. and A.J. Dunsdon. 1998. Preliminary evaluation of potential fodder quality in a range of Leucaena species. Agroforestry Systems, 40: 177-198.         [ Links ]

28. Stewart, J.L., A.J. Dunsdon, J.J. Hellin and C.E. Hughes. 1992. Wood biomass estimation of Central American dry zone species. Tropical Institute, University of Oxford, United Kingdom 83 p.         [ Links ]

29. Visauta, B. 1998. Análisis Estadístico con SPSS para Windows. En: Estadística Multivariante. Mc-Graw-Hill-Interamericana de España. Madrid, España. 200 p.         [ Links ]