Valor alimenticio comparativo del pasto kikuyo (pennisetum clandestinum, var. Whittet) en dos estaciones de crecimiento con ryegrass (lolium multiflorum) y sudán (sorgum sudanense) ofrecido a novillos holstein

Enrique Álvarez, Juan Rodríguez, Rosario E. Rodríguez, Gustavo Carrillo, Richard Zinn, Alejandro Plascencia, Martín Montaño, Víctor González, Salvador Espinoza y Ulises Aguilar

Enrique Gilberto Álvarez Almora. Doctor en Ciencias, Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM)/University of California-Davis (UCD), EEUU. Profesor, Instituto de Ciencias Agrícolas (ICA), Universidad Autónoma de Baja California (UABC), México. Dirección: Río Grijalva 2353, González Ortega, Mexicali, B.C. México. CP 21397. e-mail: digestibilidad@yahoo.com

Juan Rodríguez García. Maestro en Ciencias, UABC. Profesor, ICA-UACB, Mexicali, México.

Rosario Esmeralda Rodríguez González. Maestro en Ciencias, Universidad de Guadalajara, México. Profesora, ICA-UACB, Mexicali, México.

Gustavo Adolfo Carrillo Aguirre. Maestro en Ciencias, Universidad Autónoma de Chihuahua, México. Profesor, ICA-UACB, México.

Richard Avery Zinn. Ph.D., University of Kentucky, EEUU.Professor, UCD, EEUU.

Alejandro Plascencia Jorquera. Doctor en Ciencias, UNAM/UCD. Profesor, UABC, Mexico.

Martin Francisco Montaño Gómez. Doctor en Ciencias UNAM/UCD. Profesor, UABC, Mexico.

Salvador Espinoza Santana. Maestro en Ciencias, UACB. Profesor, UABC, México.

Ulises Aguilar Sánchez. Maestro en Ciencias, UACB. Estudiante de Doctorado UABC, México.

RESUMEN

Cuatro novillos Holstein (167kg) con cánulas en rumen y duodeno proximal fueron distribuidos en un diseño Cuadro Latino 4×4 para estimar el valor alimenticio comparativo del pasto kikuyo (Pennisetum clandestinum var. Whittet) cosechado en verano e invierno con el de henos de gramínea de verano (pasto sudán; Sorgum sudanense) e invierno (ryegrass anual; Lolium multiflorum var. Oregon). Las dietas experimentales (88,4% MO, 35,5% FDN y 11,8% PC) fueron formuladas con 70% forraje y 30% suplemento. No hubo efecto de tratamientos (P>0,05) en digestión ruminal de la FDN, N, eficiencia microbial ruminal (g de NM/kg de MO fermentada), ni en eficiencia ruminal del N (N no amoniacal que entra a tracto bajo/N consumido). No hubo efecto (P>0,10) de la estación (cosecha en verano vs invierno) en la digestión ruminal y total de la MO, FDN y N en dietas con kikuyo. La digestión ruminal y total de MO, FDN y N fueron similares (P>0,10) para dietas compuestas por kikuyo y sudán. Sin embargo, la digestión ruminal y total de MO y N fue menor (19, 12 y 9%, respectivamente) para dietas con kikuyo a la observada con ryegrass (P<0,05). Las dietas con kikuyo presentaron mayor (P<0,05) proporción molar de acetato y relación acetato/propionato que con ryegrass y sudán. No hubo efecto (P>0,05) en la relación acetato-propionato. Se concluye que kikuyo tiene un valor alimenticio similar a sudán y representa una alternativa en la alimentación animal como cultivo perenne con aceptable valor nutricional durante el verano.

Nutritive value of kikuyo grass (pennisetum clandestinum, var. Whittet) in two growth seasons compared to riegrass (lolium multiflorum) and sudan grass (sorgum sudanense) offered to holstein steers

SUMMARY

Four Holstein steers (167kg) with cannulae in the rumen and proximal duodenum were used in a 4×4 Latin Square design to evaluate the comparative feeding value of seasonal Kikuyugrass hay (Pennisetum clandestinum var. Whittet) harvested in winter and summer vs. summer (Sudangrass; Sorghum sudanense) and winter (Annual Ryegrass; Lolium multiflorum var. Oregon) grass hays. Experimental diets (88.4% OM, 35.5% NDF, and 11.8% CP) were formulated with 70% forage and 30% supplement. There were no effects (P>0.05) on ruminal NDF and N digestion, ruminal microbial efficiency (grams MN/ kg OM fermented) and ruminal N efficiency (non-ammonia N entering the small intestine/ N intake). There were no seasonal effects (summer vs winter harvest; P>0.10) on ruminal and total tract digestion of OM, N or NDF of kikuyugrass-based diets. Ruminal and total tract digestion of OM, NDF and N were similar (P>0.10) for sudangrass- and kikuyugrass-based diets. However, ruminal digestion of OM and total tract digestion of OM and N was lower (19, 12, and 9%, respectively; P<0.05) for the kikuyugrass-based diets than for the annual ryegrass-based diet. Kikuyugrass-based diets had higher (P<0.05) ruminal molar proportions of acetate and acetate/propionate ratio than ryegrass- and sudangrass-based diets. There were no treatment effects (P>0.05) on acetate/propionate ratio. Kikuyugrass has a feeding value similar to that of sudangrass hay and an acceptable nutritive quality in the summer.

Valor alimenticio comparativo do capim quicuio (pennisetum clandestinum, var. Whittet) em duas estações de crescimento com azevém (lolium multiflorum) e capim sudão (sorgum sudanense) oferecido a novilhos holstein

RESUMO

Las gramíneas ryegrass, sudán y bermuda son el principal recurso forrajero durante el verano e invierno en los valles de Mexicali y San Luis Río Colorado, México. La estacionalidad es la principal razón por la que el pastoreo se reduce a un máximo de 120 días, existiendo restricción en la disponibilidad de pasturas en el periodo restante del año. Un monocultivo perenne disminuiría esta época crítica. El pasto kikuyo (var. Whittet), gramínea tropical C₄ de origen africano, ha sido propuesto como una alternativa para crecer en el valle de Mexicali en los últimos años; su adaptabilidad a climas tropicales y mediterráneos radica en su capacidad para fotosintetizar en un amplio rango de temperaturas (Wilen y Holt, 1996) y se ha reportado que en zonas desérticas extremas su supervivencia alcanza un 100% a temperaturas de -9ºC (Bogdan, 1997). Bajo condiciones de clima templado también tiene altos grados de desarrollo fenológico y tasa fotosintética (Hernández et al., 2000), con una aceptable producción de materia seca (Reeves, 1996). Aunque la decisión de establecer pasto kikuyo en el valle de Mexicali se ha fundamentado en términos agronómicos, su rendimiento nutricional no ha sido evaluado ni comparado con los forrajes dominantes de la zona. Se han realizado estudios de digestión in situ (Hernández et al., 2000) e in vitro (Reeves et al., 1996), pero falta información referente a su digestión in vivo y a valores comparativos con los forrajes prevalecientes en la región. El objetivo del presente trabajo es comparar el valor alimenticio del pasto kikuyo cosechado en verano e invierno con los pastos sudán y ryegrass anual, que son las gramíneas representativas en el área.

El presente estudio se llevó acabo en la unidad experimental de metabolismo de rumiantes del Instituto de Ciencias Agrícolas (ICA), a 50km al sur de Mexicali, Baja California, México (32º24'44,16''N, 115º11'56,87''O), a una altitud de 12m (INEGI, 1993) y temperatura y precipitación media anual de 22°C y 75,9mm, respectivamente.

El pasto kikuyo (Pennisetum clandestinum, var. Whittet) se estableció en un suelo de tipo franco-arcilloso de serie Gila en fase pesado, salino-sódico con valores de 4,7-13,8mmhos·cm^-2, con 8,5-16,4% de sodio intercambiable y pH entre 7,9 y 8,4. El manto freático sómero presenta profundidades de 90 a 215cm.

Cuatro novillos Holstein (167kg) con cánulas tipo "T" en rumen y duodeno proximal (Zinn y Plascencia, 1993) fueron utilizados en un diseño Cuadro Latino 4×4. La composición de las dietas experimentales se muestra en la Tabla I. Los tratamientos consistieron en una dieta basal en la que ~68% fue sustituido por cada uno de los siguientes forrajes: 1) heno de ryegrass (RG), 2) heno de pasto Sudán (PS), 3) heno de pasto Kikuyo de verano (KV) y 4) heno de pasto Kikuyo de invierno (KI). Se incluyó en la ración 0,3% de óxido crómico como marcador de la digesta. El consumo se ajustó al 2,6% del peso vivo y diariamente se ofreció en cantidades iguales a las 08:00 y 20:00h. Los cuatro periodos experimentales consistieron en 10 días de adaptación seguidos por cuatro días de colección de muestras. Durante el periodo de colección se tomaron muestras individuales de fluido duodenal y heces dos veces por día, con el siguiente horario: día 1 a las 07:30 y 13:30; día 2, 09:00 y 15:00; día 3, 10:30 y 16:30; y día 4, 12:00 y 18:00, de tal forma que el intervalo entre muestras fue de 90min por un periodo de 12h. En cada muestreo se colectaron ~700ml de quimo duodenal y ~200g de heces (base seca). El último día de colección de cada periodo, a las cuatro horas postalimentación (tiempo en que el pH es similar al promedio ±0,2 unidades de las lecturas tomadas de 0 a 9h postalimentación, según Zinn et al., 1980; Cerrato-Sánchez et al., 2007 y Santra et al., 2007), se tomó una muestra de líquido ruminal, que fue filtrada en cuatro capas de gasa quirúrgica, midiéndose inmediatamente el pH. Para la estimación de ácidos grasos volátiles (AGV) se tomaron alícuotas de 80ml de líquido ruminal se mezcló en proporción 4:1 con una solución 25% p/v de ácido meta-fosfórico y se almacenaron a -20ºC hasta su análisis. Para la determinación de AGV inicialmente las muestras fueron descongeladas y centrifugadas a 9000g durante 10min, para posteriormente, de acuerdo al procedimiento de Hess et al. (2003), hacer la determinación de AGV mediante un cromatógrafo de gases (XL; Perkin Elmer Instruments; Shelton, CT, EEUU) equipado con un detector de ionización por flama y columna capilar (Elite-FFAP; Perkin Elmer) de 30m de largo, diámetro interior de 0,32mm y grosor de cobertura de 0,25µm).

Similar al procedimiento descrito por Huhtanen y Khalili (1991) y Álvarez y Zinn (2007) para cuantificar el contenido total de líquidos, sólidos y FDN en el rumen, al finalizar el último muestreo de cada periodo se realizó el vaciado ruminal con una aspiradora convencional seco-líquido de 50 litros, 4h después de ofrecer el alimento por la mañana. El contenido total se mezcló y se tomó una alícuota para estimar la proporción de fibra indigestible e inmediatamente fue regresado a la cavidad ruminal. En promedio, el procedimiento completo se realizó en 18 ±5min por cada animal. Basándose en el modelo de Mertens y Ely (1979) la tasa de pasaje (kp) de la FDN se calculó como

K_p= ((FDNI×(1-DRFDN)) / (S×(RFDN/100)))/24

donde FDNI: consumo diario total de FDN, DRFDN: digestibilidad ruminal de FDN (%), S: sólidos en rumen (g), RFDN: FDN en rumen, como % del total de los sólidos ruminales.

La tasa ruminal de digestión de FDN se determinó a partir de la relación DRFDN= K_d/(K_d+K_p). El modelo de Zinn y Salinas, (1999) fue usado para estimar el consumo diario de MS máximo esperado (CMSMX), como una función predecible del peso inicial mermado (PI; kg) o el peso promedio durante el intervalo de interés (Peso; kg), FDN en la dieta (%), eFDN de forraje (FDN efectiva; expresado como porcentaje de FDN en el forraje), y el porcentaje de DRFDN. De esa forma; el CMSMX en kg/d es

CMSMX=(0,001(0,098PI)+26,24)×(Peso^0,75) /(0,01FDN(1–0,01DRFDN) /((0,77-0,00386eFDN) ×(0,042FDN-0,037-0,00031FDN²))

Mediante la estimación de purinas como marcador microbial se calculó la materia orgánica microbiana (MOM) y el N microbiano (NM) que llega al duodeno. La materia orgánica (MO) fermentada en rumen fue considerada igual a la MO consumida menos la diferencia entre la cantidad total de MO y MOM que llegan al duodeno. El N del alimento que escapa al intestino delgado fue considerado igual al N total que deja el abomaso menos el N amoniacal y NM, de tal manera que esto incluye cualquier contribución endógena. La base logarítmica de los valores de pH no enmascaró su distribución normal, de tal manera que el modelo utilizado explicó el 95% de su variación.

El experimento se analizó como un diseño cuadro latino 4×4 con el siguiente modelo estadístico:

Y_ijk=µ+T_i+C_j+H_k+ε_ijk

donde Y_ijk: variable de respuesta, µ: media poblacional, T_i: efecto del i-esimo tratamiento, C_j= efecto de la j-esima repetición, Hk= efecto del k-esimo período y ε_ijk: error experimental.

Los efectos de los tratamientos fueron probados mediante tres contrastes ortogonales, a saber, contraste 1: kikuyo de invierno vs ryegrass; contraste 2: kikuyo de verano vs sudán; contraste 3: kikuyo de verano vs kikuyo de invierno.

En la Tabla II se presenta el consumo diario de nutrientes durante el experimento y el efecto de sustituir diferentes gramíneas en la dieta basal de novillos Holstein sobre el flujo diario de componentes del quimo abomasal hacia el duodeno. Aun cuando se utilizó consumo restringido durante todo el experimento, las diferencias en composición de los forrajes y las distintas tasas de degradación ruminal de los componentes nitrogenados favorecieron que los flujos de N, NNA y NM hacia el duodeno fueran mayores (P<0,05) en ryegrass comparado con el resto de los tratamientos. En el caso del flujo de FDN hacia el duodeno, este fue menor (P<0,05) para el ryegrass, comparado con los otros tratamientos. Como se aprecia, los flujos hacia el duodeno son generalmente relacionados con los niveles de consumo. Van Vuuren et al. (1992) señalaron que éste es un importante factor en el total del flujo hacia el duodeno, ya que en promedio un 65% de la MO ingerida y hasta un 80% del FDN consumida es digerido en el rumen.

Como era de esperarse, el tratamiento a base de ryegrass registró una mayor (P<0,05) digestión ruminal y postruminal de la MO y del N comparado con el resto de los tratamientos. Beever et al. (1985), Donaldson et al. (1989) y Cervantes et al. (2000) han coincidido en el mayor valor nutritivo del pasto ryegrass, debido a su mayor cantidad de nitrógeno y carbohidratos altamente solubles. Por el contrario, en el caso del kikuyo y el pasto sudán, que son dos pasturas de verano, solo la digestión postruminal de la MO es equivalente a las que se observa en el ryegrass. El valor de digestión postruminal ha sido con frecuencia proporcional a la cantidad de quimo o fracción de éste que abandona el abomaso, efecto compensatorio debido a que la cinética de la reacción sustrato-producto tanto en rumen como en tracto bajo es considerada como de primer orden.

La influencia de los diferentes tratamientos sobre la digestión postruminal y total de la MO, FDN y del N se observa en la Tabla IV. La digestión total de la MS, MO y N en ryegrass fue 14, 13 y 6,8% mayor (P<0,05) al promedio del resto de los tratamientos. La época de corte del pasto kikuyo no influenció (P>0,10) la digestión postruminal y total de la FDN ni la digestión total de la MS, MO y FDN. No existieron diferencias (P>0,10) entre el pasto sudán y el pasto kikuyo sobre la digestión total de la MS y la MO. Donaldson et al. (1991) reportaron un valor similar de digestión de FDN (73,2%) en el pasto ryegrass.

El efecto de los tratamientos sobre la producción de AGV y la cinética de la digestión, a partir de la indigestibilidad de la FDN en el rumen, se presenta en la Tabla V. Las dietas con heno de kikuyo muestran una mayor (P<0,05) producción de acetato y relación acetato/propionato a las observadas en ryegrass y sudán. En este experimento la dieta a base de ryegrass registró un menor pH que el resto de los tratamientos, de tal forma que concuerda con la relación presentada por varios autores (Russell, 1987; Russell y Wilson, 1996; Takeiro et al., 1997) quienes sugieren que el aumento en la producción de acetato, así como la mayor relación acetato/propionato es característico de dietas altas en forraje o con un pH cercano al neutro. En el presente estudio tanto K_p como K_d, calculados como K_p= ((FDNI×(1-DRFDN))/(S×(RFDN/100)))/24 y K_d a partir de la relación DRFDN= K_d/(K_d+K_p), donde: FDNI: consumo diario total de FDN, DRFDN: digestibilidad ruminal de FDN (%), S: sólidos en rumen (g), y RFDN: FDN en rumen como porcentaje del total de los sólidos ruminales, fueron mayores (P<0,01) en la dieta a base de ryegrass que el promedio de los demás tratamientos. Esto coincide con los altos valores de pasaje y digestión observados en el pasto ryegrass anual o perenne en diversos estudios previos (Donaldson et al., 1989; Espinoza et al., 1999; Cervantes et al., 2000).

Bajo las condiciones del presente estudio el valor nutritivo del pasto kikuyo no fue influenciado por la estación de corte, cuando el forraje fue cosechado en similar estado de crecimiento. El pasto kikuyo tiene un valor alimenticio similar al del pasto sudán, pero menor al de ryegrass anual.

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