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EVALUACIÓN AGRONÓMICA Y NUTRICIONAL DE SIETE CULTIVOS AGRÍCOLAS COMERCIALES PARA FORRAJE Y ENSILAJE CON POTENCIAL PARA LA INDUSTRIA LECHERA DE LA REGIÓN DE FACATATIVÁ CUNDINAMARCA YOLANDA OJEDA TORRES 731731 HILBA IBETH REYES DIAZ 731427 Trabajo investigativo para optar al titulo de Zootecnista Director Edgar Alberto Cárdenas Rocha. Zoot., M.Sc. UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA FACULTAD DE MEDICINA VETERINARIA Y DE ZOOTECNIA DEPARTAMENTO DE CIENCIAS PARA LA PRODUCCIÓN ANIMAL BOGOTÁ, D.C. 2004 Nota de aceptación Edgar A. Cárdenas Rocha Director Gustavo A. Wills Franco Jurado _________________________ Juan E. Carulla F. Jurado Noviembre 2004 EVALUACIÓN AGRONÓMICA Y NUTRICIONAL DE SIETE CULTIVOS AGRÍCOLAS COMERCIALES PARA FORRAJE Y ENSILAJE CON POTENCIAL PARA LA INDUSTRIA LECHERA DE LA REGIÓN DE FACATATIVÁ CUNDINAMARCA AGRONOMIC AND NUTRITIONAL EVALUATION OF SEVEN COMMERCIAL AGRICULTURAL CULTIVATIONS FOR FORAGE AND SILAGE, WITH POTENTIAL FOR THE INDUSTRY MILKMAID OF THE REGION DE FACATATIVÁ (CUNDINAMARCA) RESUMEN En el Municipio de Facatativa (Cundinamarca, Colombia), ubicado a 04º50´ latitud norte y 47º 23´de longitud oeste, con una altitud de 2590 msnm y una temperatura promedio anual de 14ºC, se evaluó la adaptación (vigor, cobertura, altura, deficiencias nutricionales y plagas y enfermedades), producción de biomasa aérea y la calidad nutricional de siete gramíneas: cebada desnuda línea 33, ryegrass anual tetraploide var. mágnum, avena forrajera var. cayuse, maíz forrajero var. ICA 508, trigo forrajero var. nitrafix, cebada cubierta línea 17 y centeno al momento de corte como forraje verde picado; se aplicó el diseño experimental completo al azar con siete tratamientos (especies) y tres repeticiones; el área experimental fue de 940 m2, dividida en 21 parcelas de 25 m2 , se sembró al voleo a una densidad de 85 kg ha-1 para el maíz, 39 kg ha-1 para el ryegrass y 91 kg ha-1 para las cinco especies restantes, todas las parcelas se fertilizaron en presiembra con 70 kg de N ha-1, 25 kg de P ha-1, 12 kg de K ha-1, 15 kg de Mg ha-1 y 15 kg de S ha-1. Las variables de adaptación (vigor, cobertura, altura, deficiencias nutricionales y plagas y enfermedades) se midieron semanalmente hasta el corte. Para determinar producción de MS y realizar los análisis de calidad se secaron las muestras en estufa de aire forzado durante 48 horas a 60oC. La comparación de medias se hizo por Tukey usando el programa estadístico SAS. Los cultivos agrícolas presentaron una buena adaptación al medio; además, mostraron diferentes edades al corte como forraje verde y ensilaje, existiendo especies precoces, intermedias y tardías. Se encontró una amplia variabilidad en producción de biomasa aérea como forraje verde picado y como ensilaje, siendo el maíz el de mayor producción de biomasa aérea por corte; los contenidos de MS, PC, FDN y DIVMS variaron ampliamente, el maíz fue superado en cuanto a calidad nutricional, sobresaliendo las cebadas (desnuda y cubierta), el centeno por su mejor contenido de PC y el ryegrass por su alta digestibilidad y bajos contenidos de FDA. Estos resultados indican que existen otros materiales promisorios alternativos al maíz para el ecosistema evaluado. SUMMARY A study in Facatativa municipality (Colombia), located to 04º50´ north latitude and 47º23´ west longitude, at 2590 mosl, 14ºC of temperature and 736 mm annual rainfall, to reduce the aerial biomass production season highly incident on dairy milk industry on this region. Seven grass species: maize to var. ICA 508, undresses barley line 33, oats var. cayuse, wheat var. nitrafix, covered barley line 17, rye and ryegrass annual tetraploide to var. magnum, were planted in a complete randomized desing with three repetitions; the experimental area was 940 m2, divided in 21 plots of 25 m2. The density of sowing (kg ha-1) was 85 for the maize, 39 for ryegrass and 91 for the five remaining species, the fertilization employed was (kg ha-1): 70 N, 25 P, 12 K, 15 Mg and 15 S. The adaptation, aerial biomass production and nutritional quality were mesured at green forage and silage cut . The data were analyzed by ANAVA and the means comparison of averages by Tukey using statistical program SAS (1996). The grass species presented variability in adaptation characteristics. Were observed different ages of harvest like green forage and silage, appearing precocious, intermediate and delayed species. A wide variability of annual aerial biomass production by cut was observed, being the maize the one of greater production of aerial biomass by cut, whereas ryegrass and the barleys (it undresses and covered) those of greater annual yield. The contents of DM, CP, NDF, ADF and DMIVD varied widely, the maize was surpassed as far as nutritional quality, excelling the barleys and the rye by their greater content of CP (g m2 year-1) and ryegrass by their high digestibility and low production of NDF and ADF (g m2 year-1). It was concluded that other forage alternatives for this ecosystem. Palabras claves: adaptación, cereales, forraje verde, ensilaje, calidad nutricional. Key words: adaptation, cereals, green forage, silage, nutritional quality. _____________________________ Edgar A. Cárdenas Rocha (Director) Hilba Ibeth Reyes Díaz (1976) Yolanda Ojeda Torres (1972) DIRECTIVAS DE LA UNIVERSIDAD NACIONAL DE COLOMBIA SEDE BOGOTÁ Rector Marco Palacios Rozo Vicerrector General Argemiro Echeverri Vicerrector Académico Lisímaco Parra Vicerrector de Sede Fernando Virviescas Secretario General Ramón Fayad Nafad DIRECTIVAS DE LA FACULTAD DE MEDICINA VETERINARIA Y DE ZOOTECNIA Decana Martha Moreno Vice decano Académico Luis Carlos Villamil Vice decana de Bienestar Claudia Brieva Rico Secretario Académico Jesús A. Cortés Vecino DEDICATORIA A mis padres, que me enseñaron que un camino sin obstáculos probablemente conduce a algún lugar que no vale la pena. A mis dos bendiciones (Vivi y José David), por regalarme su tiempo y enseñarme que la experiencia no es lo que le sucede a uno, es lo que uno hace con lo que le sucede. A mis hermanos y amigos por su apoyo incondicional. Ibeth Reyes Díaz A Dios por permanecer a mi lado. A mi hija, como todo lo que hago. A mis padres, hermanos y sobrinos por la confianza que depositan en mí y por ser el bastón en cada paso que doy, A mi esposo, porque sin él no habría podido culminar mi carrera. A los amigos, que me hicieron feliz el paso por la Universidad. A esta Universidad que me formó y a la cual le debo tanto. Yolanda Ojeda Torres AGRADECIMIENTOS Al Doctor Edgar Cárdenas por su apoyo, conocimiento y dedicación. A los Doctores Alvaro Wills y Juan Carulla por su orientación profesional. Al Laboratorio de Nutrición Animal de la Facultad de Medicina Veterinaria y de Zootecnia por permitirnos realizar los análisis de calidad. A los estudiantes de Zootecnia y Medicina Veterinaria que nos colaboraron en el trabajo de campo. A Bibiana Solano y su familia, Julián Alvarado, Álvaro Quitian y Milton García por la gran ayuda que nos brindaron. TABLA DE CONTENIDO Pág. Introducción Capítulo 1 Estado del arte 1.1 Panorámica del sector lechero en Colombia 1.2 Cuencas lecheras en Colombia 1.3 Especies forrajeras 1.3.1 Maíz (Zea mays) 1.3.2 Trigo (Triticum aestivum) 1.3.3 Cebada (Hordeum vulgare) 1.3.4 Ryegrass (Lolium spp.) 1.3.5 Avena (Avena sativa) 1.3.6 Centeno (Secale cereale) 1.4 Enfermedades y plagas en los cereales 1.5 Ensilaje Capítulo 2 Evaluación agronómica y nutricional de siete cultivosagrícolas comerciales con potencial de uso como forraje verde en la industria lechera Introducción 1. Materiales y métodos 1.1 Localización del experimento 1.2 Siembra 1.2.1 Preparación del terreno 1.2.2 Tratamientos 1.2.3 Densidad de siembra 1.3 Área del experimento 1.4 Nivel de fertilización 1.5 Diseño experimental 16 18 18 19 22 25 30 33 37 40 41 42 43 58 60 62 62 62 62 63 63 64 64 64 1.6 Métodos y variables medidas 1.6.1 Durante el establecimiento 1.6.2 Final del establecimiento 2 Resultados y discusión 2.1 Variables de adaptación medidas al momento de corte como forraje verde 2.2 Variables medidas al final del establecimiento 2.2.1 Edad y altura al corte 2.2.2 Materia seca (MS) 2.2.3 Composición botánica y producción de biomasa aérea 2.2.4 Componentes 2.2.5 Relación hoja:tallo 2.2.6 Proteína cruda (PC) 2.2.7 Fibra Detergente Neutro (FDN) y Fibra Detergente Ácida (FDA) 2.2.8 Digestibilidad in vitro de materia seca (DIVMS) 2.2.9 Correlaciones entre las variables medidas 3 Conclusiones Capítulo 3 Evaluación agronómica y nutricional de siete cultivos agrícolas comerciales con potencial de uso como ensilaje en la industria lechera Introducción 1. Materiales y métodos 1.1 Localización del experimento 1.2 Siembra 1.2.1 Preparación del terreno 1.2.2 Tratamientos 1.2.3 Densidad de siembra 1.3 Área del experimento 1.4 Nivel de fertilización 65 65 65 66 67 68 68 71 71 72 72 73 74 75 78 80 86 88 88 88 88 89 89 90 90 1.5 Diseño experimental 1.6 Métodos y variables medidas 2 Resultados y discusión 2.1 Variables de adaptación medidas al momento de cosecha para ensilaje 2.2 Variables medidas a la cosecha como ensilaje 2.2.1 Edad y altura al corte 2.2.2 Materia seca (MS) 2.2.3 Altura a la inserción de la espiga o mazorca 2.2.4 Número de espigas o mazorcas por planta 2.2.5 Peso verde de la espiga o mazorca 2.2.6 Número de granos por espiga o mazorca 2.2.7 Producción de biomasa aérea 2.2.8 Relación hoja:tallo 2.2.9 Proteína cruda (PC) 2.2.10 Fibra Detergente Neutro (FDN) y Fibra Detergente Ácida (FDA) 2.2.11 Digestibilidad in vitro de materia seca (DIVMS) 2.3 Variables medidas post fermentación (material ensilado) 2.4 Correlaciones entre las variables medidas 3 Conclusiones 90 91 93 93 95 95 98 100 101 101 102 102 104 105 107 108 112 115 118 LISTA DE TABLAS Pág. Capítulo 1 Tabla 1. Densidades de siembra recomendadas para cereales Tabla 2. Recomendaciones para fertilización de cereales Tabla 3. Producción de biomasa aérea en cereales Tabla 4. Producción de biomasa, Proteína Cruda (PC) y digestibilidad de algunas rotaciones de cultivos en 4 localidades de Galicia, España Tabla 5. Respuesta productiva de novillos estabulados con raciones de engorda de grano de maíz y trigo brotado en Temuco, Chile. Tabla 6. Respuesta productiva de novillos Normando estabulados con raciones de engorda basadas en ensilaje de maíz y trigo Tabla 7. Composición nutritiva de ensilajes de maíz y cebada usados en INIA Carillanca, Chile. Tabla 8. Cantidades utilizadas de silo de maíz y cebada para medir la producción láctea y composición final de la leche Tabla 9. Producción de leche y composición de la misma en los diferentes tratamientos evaluados Tabla 10. Producción de biomasa aérea por año de diferentes variedades de ryegrass Tabla 11. Principales enfermedades de los cereales en Colombia Tabla 12. Características físico-químicas de ensilajes de buena y mala calidad Tabla 13. Características fermentativas de silos de cereales forrajeros Tabla 14. Indicadores del estado del corte o cosecha de cultivos para ensilar 23 24 25 29 32 33 36 36 36 39 42 50 51 52 Capítulo 2 Tabla 1. Características de siembra de especies agrícolas en la sabana de Bogotá Tabla 2. Variables de adaptación de especies agrícolas al momento de corte como forraje verde Tabla 3. Edad y altura de corte de cultivos agrícolas al momento óptimo de cosecha como forraje verde en la región occidente de la Sabana de Bogotá Tabla 4. Variables agronómicas de siete especies agrícolas al momento de corte como forraje verde en la región occidente de la Sabana de Bogotá Tabla 5. Calidad nutricional de siete especies agrícolas al momento de corte como forraje verde en la región occidente de la Sabana de Bogotá Tabla 6. Producción comparativa anual de siete especies agrícolas con potencial de uso como forraje verde en la región occidente de la sabana de Bogotá Tabla 7. Producción anual de nutrientes al corte para forraje de siete cultivos agrícolas comerciales Tabla 8. Correlaciones entre la MS, PC, FDN, FDA y DIVMS a la cosecha como forraje verde de siete especies agrícolas Tabla 9. Correlaciones entre la edad, producción de biomasa, proporción de hoja y tallo, altura al corte, densidad de siembra y MS a la cosecha como forraje de siete especies agrícolas 64 68 70 73 76 76 77 78 78 Capítulo 3 Tabla 1. Características de siembra de especies agrícolas en la sabana de Bogotá Tabla 2. Variables de adaptación de especies agrícolas al momento de corte para ensilaje con potencial de uso en la alimentación de ganado lechero en el occidente de la sabana de Bogotá Tabla 3. Edad, altura al corte y materia seca de siete especies agrícolas al momento de cosecha para ensilaje Tabla 4. Características agronómicas de especies agrícolas con relación a la cosecha en la Sabana de Bogotá Tabla 5. Variables de producción de siete especies forrajeras al momento de corte como ensilaje en la región occidente de la Sabana de Bogotá Tabla 6. Calidad nutricional de especies agrícolas al momento de corte para ensilaje Tabla 7. Producción comparativa anual de siete especies agrícolas con potencial de uso como ensilaje Tabla 8. Producción anual de nutrientes al corte para ensilaje de siete cultivos agrícolas comerciales Tabla 9. Pérdidas y ganancias comparativas en la calidad nutricional de siete cultivos agrícolas en el periodo transcurrido entre la floración y el estado óptimo de cosecha para ensilar Tabla 10. Valores de pH y evaluación organoléptica del ensilaje de siete especies agrícolas forrajeras Tabla 11. Correlaciones entre la MS, PC, FDN, FDA y DIVMS al 90 95 96 102 105 107 110 110 111 114 momento de cosecha para ensilar de siete especies agrícolas Tabla 12. Correlaciones entre la edad, producción de biomasa, proporción de hoja y tallo, altura al corte, densidad de siembra y MS al momento de cosecha para ensilar de siete especies agrícolas 115 117 LISTA DE FIGURAS Capítulo 1 Figura 1. Modelo de fermentación anaeróbica del ensilaje Capítulo 2 Figura 1. Régimen de precipitación para el municipio de Facatativa Capítulo 3 Figura 1. Régimen de precipitación para el municipio de Facatativa Figura 2. Curvas de crecimiento de siete cultivos agrícolas en el occidente de la sabana de Bogotá Figura 3. Niveles de PC en siete cultivos agrícolas en dos épocas de corte en la sabana de Bogotá Pág. 49 62 88 98 112 INTRODUCCIÓN En el ámbito latinoamericano la producción ganadera vacuna tradicionalmente ha sido una de las principales actividades productivas del sector agrícola, lo cual obedece en gran parte a la abundante dotación de sabanas y bosques que posee la región utilizables en ganadería. Latino América y el Caribe (LAC) cuenta actualmente con un área total en pasturas permanentesde 602 millones de hectáreas y un inventario vacuno de 359 millones de cabezas, del cual el 11% corresponde a vacas en ordeño según la FAO (Holmann et al. 2004). La franja tropical de LAC, contabiliza la mayor parte de los recursos forrajeros y ganaderos: el 72% de los pastos, el 82% del ganado total y el 88% de las vacas en ordeño. En el 2001 la producción vacuna de América Latina Tropical equivalía al 13% del valor de la producción ganadera mundial y al 35% de los países en desarrollo en conjunto (Holmann et al. 2004). A pesar de su enorme dotación de recursos forrajeros, la ganadería de los trópicos latinoamericanos enfrenta agudos problemas relacionados con la cantidad, calidad y productividad de las pasturas, en particular durante los prolongados períodos secos; este es un problema a gran escala y obedece en parte a que una elevada fracción de la base forrajera disponible está conformada por pasturas nativas, adaptadas (pero de baja productividad) y por especies introducidas altamente degradadas (Cárdenas, 2003). Esta escasez de forraje en los periodos críticos de falta de agua trae como consecuencias retraso en el desarrollo de los animales, reducción de la producción de leche (del 40 - 60%) y de la capacidad de carga de las praderas, entre otras (Chaverra y Bernal, 2000). En la actualidad los avances tecnológicos se perfilan hacia varios frentes: la aplicación de la biotecnológia buscando especies con características más deseables, como mayor adaptación al medio, mejores niveles de producción de biomasa de buena calidad nutricional e implementación de prácticas como la conservación de forrajes (ensilaje, henolaje y henificación), que se constituyen en la actualidad como una alternativa viable de fácil implementación que permite el suministro oportuno y suficiente de alimento para los animales (Argüelles, 2002). Se hace necesario, continuar con la investigación hacia la evaluación de diferentes fuentes forrajeras que incrementen la disponibilidad de forraje en cantidad y calidad, mediante la identificación y evaluación de cultivos que ofrezcan alternativas alimentarias a las praderas existentes y de esa manera contribuir a la disminución del carácter estacional en la producción láctea. En consecuencia, el presente trabajo planteó como objetivo evaluar variedades forrajeras de cultivos agrícolas a fin de establecer la adaptabilidad al medio, la producción de biomasa aérea y determinar la calidad nutricional a los momentos de corte para forraje y ensilaje, sembrados bajo las condiciones de suelo y ambiente de la región occidental de la Sabana de Bogotá (Colombia). CAPITULO 1. ESTADO DEL ARTE 1.1 Panorámica del sector lechero en Colombia La ganadería en Colombia abandera la actividad más importante del sector agropecuario no sólo por lo que representa en el PIB sectorial, sino porque responde de manera muy precisa a las verdaderas ventajas comparativas del país: abundancia de tierra y de recursos naturales aptos para la producción de forrajes y de ganado (Holmann et al. 2004). Estas ventajas se han visto lesionadas con las intervenciones descomunales de los países desarrollados en favor de la producción de carne y de leche (subsidios directos o indirectos, principalmente), los dos rubros con mayor apoyo directo a la producción en los países de la OECD (Organisation for Economic Co- operation and Development). El nivel de subsidios que los países de la OECD otorgan a sus productores equivale a US 1 billón día-1, lo cual es más de seis veces lo que ellos invierten en ayuda a países en desarrollo (PNUD, 2002). No es viable, desde el punto de vista de un gasto público sensato, neutralizar esos subsidios con apoyos de igual monto en esta parte del mundo (www.fedegan.org.co, 2004). Para Colombia, la participación de la ganadería bovina, en los últimos cinco años, en el PIB nacional fue alrededor del 19%, dentro de una contribución del sector pecuario del 38.4%, lo que indica la relevancia del subsector de la ganadería en el PIB agropecuario y nacional (Min. Agricultura, 1999). La producción de leche fresca en Colombia ha ido adquiriendo una creciente importancia dentro del concierto económico nacional, debido a la pujante demanda en el mercado interno, la producción de leche y derivados constituye una actividad fundamental para la dinámica y recuperación de la actividad agropecuaria nacional, dada su participación en el PIB Sectorial, su aporte a la generación de empleo y su flexibilidad en términos de sistemas de producción, es lo que le permite adecuarse a todos los ambientes agroecológicos existentes en el país y la convierte en alternativa a actividades en crisis en regiones donde la producción agrícola se ha visto afectada. La industria lechera de Colombia actualmente está representada por dos sistemas de producción como son: lechería especializada (la cual se encuentra establecida en las regiones alto andinas) y el doble propósito, establecida especialmente, en el trópico cálido y de subsistencia en regiones de páramo. La lechería especializada aporta el 52% de la producción total de leche del país, representada en una minoría de cabezas de ganado, siendo el 11% del total bovino del país (Corpoica, 1997). 1.2 Cuencas lecheras en Colombia El país cuenta con regiones especializadas en producción de leche, las cuales se encuentran ubicadas en la región alto andina (trópico alto 2000 – 3000 msnm), esta comprende el altiplano norte de Antioquia, el cordón de Ubaté – Chiquinquirá, la Sabana de Bogotá y las zonas altas de Nariño, quienes aportan el 34% de la producción de leche nacional (FNG, 1999); los sistemas predominantes de explotación son el pastoreo extensivo mejorado, donde la alimentación se basa en pastoreo de praderas asociadas de gramíneas y leguminosas naturalizadas y nativas y en ocasiones introducidas, con una carga animal aproximada de 1.2 UA ha-1; este sistema emplea pequeñas cantidades de suplementos alimenticios. También, el sistema de pastoreo intensivo suplementado localizado principalmente en suelos con vocación agrícola, de alto valor unitario, cercano a centros urbanos, con servicios públicos completos a escala municipal y rural, con alta disponibilidad de maquinaria y equipos, fertilizantes, adecuación de tierras, ganado semiestabulado y forrajes de semillas importadas. La capacidad de carga oscila entre 3.0 y 3.5 UA ha-1 (Arias, 1998). Sin embargo, estos sistemas productivos han generado consecuencias negativas como la conversión extensiva del área original de Bosque altoandino a páramo en la parte alta y a pastizales de gramíneas nativas e introducidas en la parte baja constituyéndose como las prácticas comunes en la franja que asciende hasta los 3400 msnm. La tala de bosques utilizada para ampliar el área de pastos y la quema de la vegetación existente para utilizar el rebrote como forraje en época de verano, disminuyen la capacidad productora de agua de estos ecosistemas, siendo las causas de una extensa problemática que afecta el suministro de agua a las comunidades humanas y actividades conexas (agricultura, ganadería, industria etc.) (Corpoica, 2003). Aunque una de las imperfecciones existentes en la economía ganadera, pese a encontrarse expuesta a los rigores pero también a las bondades de la apertura, ha sido la tendencia creciente de los costos de sus insumos. Se mantiene un mercado oligopsónico1 que controla la producción y la distribución de los principales productos de la canasta de insumos del subsector bovino, particularmente en las drogas y fertilizantes. En los concentrados, cuya producción se caracteriza por la importación de cereales en razón de sus bajos precios internacionales, esta condición favorable no se refleja en la misma medida en el comportamiento del precio de losconcentrados a los productores ganaderos (FNG, 1999). Holmann et al. (2004) reportaron que la base del cambio tecnológico más importante para el aumento de la productividad, competitividad y rentabilidad del sector lechero es la adopción de pasturas mejoradas, acompañada con la inversión en potreros para un manejo rotacional más eficiente de la calidad y de cantidad de biomasa y complementada con una suplementación estratégica a la dieta basal de forrajes en Antioquia y el altiplano cundiboyacense. De otro lado, el uso de la fertilización nitrogenada y el riego aumentó la productividad de leche pero también los costos unitarios de 1 En teorías del mercado es aquel que se caracteriza por tener pocos oferentes y muchos demandantes o pocos demandantes y muchos oferentes ya sea desde la óptica de la oferta o de la demanda. producción y hubo una reducción en los ingresos netos, excepto en el altiplano Cundiboyacense, lo que sugiere la necesidad de invertir recursos en investigación para determinar la respuesta económica a distintos niveles de Nitrógeno y métodos de riego según la gramínea utilizada. El modelo actual de producción de leche que se ha generalizado en las lecherías especializadas de Colombia, busca sostener más de cuatro vacas ha-1 y producir más de 20 L vaca-1día-1 en promedio, basados en la alimentación con pasturas de Kikuyo (Pennisetum clandestinum) y ryegrass (Lolium sp.) principalmente, fertilizadas con nitrógeno para mantener su producción de biomasa y calidad nutricional. El amplio uso de estos fertilizantes ha incrementado la producción de forraje y animal, pero también ha incurrido en costos ambientales, debido a la ineficiencia de las gramíneas para tomar el nitrógeno aplicado, promoviendo su lixiviación y volatilización a la degradación de ecosistemas estratégicos (Cárdenas, 2003). Esta base forrajera brinda un aporte nutricional suficiente para producir solamente 5 a 7 L de leche vaca-1, lo cual crea la necesidad de suplementar una alta cantidad de fuentes solubles de energía a nivel de rumen para compensar el gran déficit originado; así el modelo establece una alta dependencia por fertilizante nitrogenado (químico y orgánico) y por concentrado, haciendo muy costosa la producción de leche y muy poco amigable con el ecosistema (Sierra, 2004). Siendo el objetivo fundamental de todo sistema de producción de leche la transformación a través del animal del forraje en leche, el sistema debe dedicar todo su esfuerzo en la producción intensiva de una cadena de recursos forrajeros de alta calidad nutritiva que le garanticen al animal un alto consumo voluntario de materia seca de alta digestibilidad, con el propósito de asegurar un alto consumo de nutrientes digestibles totales (NDT). De esta manera, la base forrajera podrá cubrir los requerimientos para producir una mayor cantidad de leche que la lograda actualmente con el uso de monocultivos de kikuyo y ryegrass. Una manera de aumentar la oferta forrajera, la carga animal y disminuir la presión sobre los ecosistemas a nivel de fincas es la inclusión de cultivos agrícolas forrajeros de alto rendimiento y calidad como maíz (Zea mays), avena forrajera (Avena sativa), centeno (Secale cereale), Cebada (Hordeum vulgare), entre otros (Sierra, 2004). 1.3 Especies forrajeras El grupo de especies alimenticias más importante del mundo corresponde al de los cereales; en este sentido, de las siete especies más sembradas mundialmente, seis corresponden a cereales, destacándose el trigo con más de 220 millones de hectáreas anuales; luego el arroz y el maíz, con aproximadamente 150 y 140 millones de hectáreas, respectivamente. El trigo y el arroz son destinados prácticamente en forma exclusiva a la alimentación humana, en tanto que el maíz, una parte importante de su superficie cultivada se destina a la alimentación animal. Las otras tres especies de cereales, que se sitúan entre los siete cultivos más sembrados en el mundo, son: la cebada (cuarto lugar) con 70 millones de hectáreas anuales, el sorgo (sexto lugar) con alrededor de 45 millones de hectáreas y el mijo (séptimo lugar) con 36 millones de hectáreas. La avena, en tanto, es la undécima especie más sembrada con aproximadamente 18 millones de hectáreas anuales (www.introcer.com. 2003). Turner (1999), comenta que a nivel mundial existe un gran porcentaje de la producción global de cereales que es usada como piensos para animales así: el trigo 20%, el maíz 73% y en promedio todos los cereales un 44%. En los países de zonas templadas, en los últimos años se ha incrementado el uso de cereales forrajeros para establecer praderas de invierno, con algunas ventajas comparativas sobre el ryegrass anual. Sin embargo, éstas ventajas no se han aprovechado al máximo, se pueden mencionar algunas de ellas: la oportunidad de sembrar más temprano, iniciar el pastoreo o corte a los 60-70 días después de la siembra, mayor producción de forraje en los meses fríos y mayor eficiencia en el uso del agua de riego. Otra ventaja importante de los cereales de hábito invernal es que pueden ser empleados como pradera para pastoreo o corte y como forraje para ensilar o henificar en estado de llenado de semilla (Inifap, 2003). Los cereales presentan una alternativa para la producción ganadera, ya que su uso como alimento se ha extendido en los últimos años, gracias a que presentan características que los hacen especialmente útiles por su gran rendimiento y su riqueza en proteína, vitaminas e hidratos de carbono. (Hughes, et al., 1974, citado por Flores et al. 1984). Los cereales son especies que presentan un crecimiento muy precoz en su etapa inicial (Aguayo y Lizárraga 1979, en Flores et al. 1984) presentando rendimientos superiores al ryegrass italiano en los primeros cortes. Sin embargo, su producción disminuye en mayor proporción a medida que avanza la temporada de crecimiento y aumenta la temperatura ambiental, (Lizárraga et al. 1980). En la literatura se reportan diferentes recomendaciones en cuanto a las densidades de siembra, en la Tabla 1. se muestran algunas de ellas: Tabla 1. Densidades de siembra recomendadas para cereales ESPECIE DENSIDAD DE SIEMBRA FUENTE Maíz 50-60.000 plantas ha-1 Bernal, 1994 ICA 508, en surcos: 30-35 kg ha-1 www.fenalce.org.2004 Cebada Voleo: 150-180 kg ha-1 www.infoagro.com.2004 Surcos: 120-125 kg ha-1 (17-18 cm) www.infoagro.com.2004 Avena 80-100 kg ha-1 80 kg ha-1 Bernal, 1994. Corpoica, 2003. 60-70 kg ha-1 www.fenalce.org.2004 Surcos: 100-150 kg ha-1 (20 cm) www.infoagro.com.2004 Trigo ICA Hunza al voleo: 140-160 kg ha-1 Con sembradora: 125-135 kg ha-1 www.fenalce.org.2004 Bochica al voleo: 150 kg ha-1 Con sembradora: 140 kg ha-1 www.fenalce.org.2004 ICA Tenza al voleo:140-160 kg ha-1 con sembradora: 125-135 kg ha-1 www.fenalce.org.2004 Todos los cereales 100-120 kg ha-1 www.inifap, 2003 Cereales en mezcla con ryegrass anual 50-60 kg ha-1 www.inifap, 2003 Las recomendaciones de fertilizantes para los cereales se muestran en la siguiente tabla: Tabla 2. Recomendaciones para fertilización de cereales ESPECIE ANÁLISIS DE SUELOS FERTILIZANTES RECOMENDADOS FUENTE M.O. (%) P ppm K Meq 100g-1 N P2O5 K2O kg ha-1 Maíz en clima frío de la Cordillera Oriental <5 <20 <0.20 75-100 100- 150 75-100 ICA, 1992 5-10 20-40 0.20-0.40 50-75 50-100 50-75 >10 >40 >0.40 0-50 0-50 0-50 Trigo y cebada en zonas frías de Cordillera Oriental <5 <20 <0.20 50-75 100- 150 25-50 ICA, 1992 5-10 20-40 0.20-0.40 25-50 50-100 15-25 >10 >40 >0.40 0 0-50 0 Centeno -- -- -- 20-40 70-80 70 www.tierrafertil.com.2003 El Inifap (2003) publicó que entre los cereales de grano pequeño, el mejor valor nutritivo correspondeal grano de avena, seguido por el triticale, trigo, cebada y centeno; en general el grano de avena contiene mayor y mejor contenido de grasa; el triticale y centeno contienen mayor concentración de lisina, este último además contiene factores antinutricionales y los granos de cebada y trigo poseen el mayor valor energético. Los rendimientos de biomasa aérea para estas especies son poco reportados en la literatura (Tabla 3), puesto que los intereses de los fitomejoradores se han orientado hacia rendimiento en grano más que al de biomasa. Tabla 3. Producción de biomasa aérea en cereales ESPECIE FORRAJE VERDE FORRAJE SECO GRANO FUENTE (Tn ha-1) Maíz 60.0 – 80.0 40.0 – 60.01 30.0 19.2 – 22.5 10-12 en choclo 3.0 en grano seco Bernal, 1994. Chaverra y Bernal, 2000. Arrieta et al. 1997. Torregrosa, 1988. www.fenalce.org.2004 www.fenalce.org.2004 Trigo 30.0 – 40.01 Chaverra y Bernal, 2000. ICA Hunza Bochica ICA Tenza 4.0-4.9 4.0 4.0-4.5 www.fenalce.org.2004 Cebada 30.0 – 40.01 Chaverra y Bernal, 2000. Avena en Sabana de Bogotá Cayuse 80.6 - 108.3 20.6 - 26.0 Corpoica, 2003. Nehuen 75.0 – 91.3 20.9 – 28.7 Monida 80.3 – 89.6 20.9 – 26.3 Centeno 16.0 Bernal, 1994. 1Tn ha-1 año-1 1.3.1 Maíz (Zea mays) Es una especie monocotiledónea anual, perteneciente a la familia de las poáceas (gramíneas), a diferencia de los demás cereales, es una especie monoica, lo que significa que sus inflorescencias, masculina y femenina, se ubican separadas dentro de una misma planta, esto determina que su polinización sea fundamentalmente cruzada. Procede originalmente de la región Andina de Centroamérica. Es uno de los cereales más importantes para el consumo humano y animal y se cultiva para grano y para forraje; el cultivo es muy sensible a las heladas, pero tolera las condiciones atmosféricas cálidas y secas. La planta se desenvuelve bien en la mayoría de los suelos, pero mal en arcillosos, densos y pesados, además es susceptible al encharcamiento (FAO, 1980). En la región de Centro América y el Caribe, se siembran cerca de 2 millones de ha de maíz, este es el cultivo de subsistencia más importante para los pequeños productores de escasos recursos; cerca de 60 a 70% se siembra en monocultivo y el resto en asocio con fríjol, sorgo, ajonjolí etc. La mayoría (cerca del 70%) se siembra en Mayo y Junio con el establecimiento de las lluvias; se estima que más del 60% del maíz se siembra en suelos de ladera, de baja fertilidad, con alto potencial de erosión y en sistemas agrícolas típicos de subsistencia con bajos insumos (Bolaños, 1997). En Colombia se siembra en un amplio rango de ecosistemas que van desde los 600 hasta los 2800 msnm, usando variedades mejoradas que presentan amplia variabilidad en producción de grano y forraje. Los factores climáticos que más influyen en la producción de esta especie son la precipitación (cantidad, intensidad y distribución), temperatura (diurna y nocturna) y la luminosidad (cantidad, calidad e intensidad), de acuerdo con la etapa de desarrollo del cultivo en que se presentan (germinación, floración y llenado del grano) (Díaz y Quirós, 1997). Su crecimiento se ve muy afectado por las radiaciones, sin embargo, 5 ó 6 hojas situadas cerca de la mazorca o por encima de ella son la fuente de asimilación para el hinchamiento del grano, debiendo penetrar la luz hasta estas hojas, (FAO, 1980). Durante el periodo de llenado de los granos de maíz, las hojas arriba de la mazorca superior son las más activas y las que más reciben luz. Se estima que estas hojas producen hasta el 85% de los productos que se traslocan a los granos y el resto llega preferencialmente de otras partes de las plantas, Barnnett (1988) en Arrieta et al. (1997). Existen diferentes estudios que demuestran que la defoliación total o parcial en diferentes etapas fenológicas (vegetativa y reproductiva) afecta la floración femenina, causa atrofiamiento y esterilidad de los óvulos, incide en el traslocamiento de fotoasimilados al grano y reduce la acumulación de materia seca en el grano significativamente; si esa defoliación es ejercida en las hojas que están por encima de la mazorca se presenta disminución en el número de granos por mazorca y su peso es inferior (Arrieta et al. 1997). Zea y Díaz (1990) comentan que la planta de maíz difiere de las pratenses en una serie de características, tales como: la digestibilidad de la planta entera permanece constante entre el estado lechoso del grano y la madurez, esta varía de 67 a 75%, esto debido a que a medida que la planta se acerca a la madurez, aumenta la proporción de la mazorca, que es la parte más digestible del total de la planta, compensando la caída de la digestibilidad de las hojas y tallos; el contenido de nitrógeno y una serie de minerales, como el P y especialmente el Ca, así como en ciertos elementos traza (Cu, Zn, Co, Mn), que es bajo a lo largo de la vida de la planta y menor que las necesidades de los animales; a medida que la planta madura (pero después de la floración), los azúcares que se forman en las hojas se transfieren a las mazorcas y se almacenan en forma de almidón en los granos, llegando a ser éste un importante componente del silo de maíz. La producción de forraje de este cereal aumenta progresivamente a partir del estado lechoso del grano, pasando por el estado pastoso, hasta su endurecimiento. Estos incrementos van asociados a un alza considerable de la materia seca (MS), principalmente debido a las inflorescencias y la mazorca (capachos, tusa y granos). La MS digerible es muy alta antes de formarse la mazorca, y cuando el porcentaje de humedad está alrededor del 80%. A medida que la planta pasa del estado lechoso a la completa madurez, la digestibilidad declina ligeramente, reducción que se atribuye a la baja digestibilidad del capacho, tusa y las inflorescencias. En general el maíz y el sorgo de grano contienen suficiente cantidad de carbohidratos para las bacterias lácticas (Chaverra y Bernal, 2000). En Colombia Bernal (1994), mostró ensilajes de maíz con 6.8% de proteína cruda (PC), una digestibilidad in vitro de materia seca (DIVMS) de 68.1% con fibra en Detergente neutro (FDN) de 61.5%, además señala la calidad para para la planta completa a los 100 días de corte de 8.75% de PC, DIVMS de 64.5% y FDN de 60.7%. La FAO (1980) y Chaverra y Bernal (2000), reportan que el maíz tarda de 110 a 140 días en madurar, cuando las temperaturas medias son inferiores a 20oC, se amplía el número de días para llegar a la madurez en unos 10 a 20 por cada 0.5oC de disminución de la temperatura, www.fenalce.org (2004) por su parte indica como edad de corte para choclo de 180 a 210 días para la variedad ICA 508. Peralta y Santini (2004), evaluaron la respuesta productiva de novillos Aberdeen Angus x Hereford de 332 kg de peso vivo en promedio, en el Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria INTA-Balcarce (Argentina), alimentados con altas proporciones de granos de diferentes tipos de maíz entero flint (MF) (son aquellos en los que predomina el endosperma córneo) y dent (MD) (predomina el endosperma harinoso) con el agregado de una fuente proteica (16% de harina de girasol) y sales minerales (0,3%); se determinó la ganancia diaria de peso, el consumo de alimento y espesor de grasa dorsal encontrando que el consumo de alimento y la tasa de engrazamiento, no fueron diferentes entre híbridos (P>0,10). Los valores de consumo expresados como porcentajes del peso vivo fueron 2,21 y 2,06 %, para los híbridos respectivamente, la ganancia de peso diaria y peso final fueron superiores (P<0,10) para el tratamiento MF de 1.74 kg animal-1 día-1 con respecto a MD que fue de 1.56 kg animal-1 día-1, mientras que elpeso final de la res fue inferior (P<0,10), con 53.6% y 54.7% para MF y MD, respectivamente. Los resultados obtenidos, permiten afrimar que es posible utilizar grano de maíz entero en forma eficiente en animales grandes, con un peso mayor a 330 kg. Zea y Díaz (1990), mostraron que al rotar cultivos de maíz con centeno, avena-vicia y ryegrass italiano, se obtuvieron las mayores producciones de biomasa en tres de las cuatro localidades evaluadas cuando la rotación se realizó con avena-vicia, de la misma manera esta rotación mostró los mayores niveles de proteína cruda; mientras que la digestibilidad fue más alta para la rotación maíz- ryegrass italiano (Tabla 4): Tabla 4. Producción de biomasa, Proteína Cruda (PC) y digestibilidad de algunas rotaciones de cultivos en 4 localidades de Galicia, España (1980- 1983) MS PC DMS (Tn ha-1) (%) Mabegondo Maíz/centeno 18.28 8.74 71.27 Maíz/avena-vicia 19.70 9.88 71.40 Maíz/ ryegrass italiano 17.14 8.19 73.30 Puebla de Brollón Maíz/centeno 16.08 10.25 67.20 Maíz/avena-vicia 15.11 12.15 67.49 Maíz/ ryegrass italiano 16.71 9.61 67.74 Arzua Maíz/centeno 15.44 7.04 66.89 Maíz/avena-vicia 20.93 7.95 68.06 Maíz/ ryegrass italiano 12.75 6.83 70.06 Puentearenas Maíz/centeno 18.34 8.32 - Maíz/avena-vicia 20.02 8.89 - Maíz/ ryegrass italiano 18.01 7.99 - Tomado de Zea y Díaz 1990. El maíz ensilado es uno de los principales forrajes utilizados en la alimentación de ganado no solo en las zonas templadas sino además en Colombia; si las variedades de maíz se cosechan cuando los granos están duros, producen casi invariablemente excelentes ensilajes, los cuales suplementados únicamente con proteína y minerales, favorecen rendimientos elevados en ganado lechero, y pueden constituirse en la ración principal para el ganado lechero joven y para vacas en producción, remplazos en el ganado de ceba y terneros de levante (Chaverra y Bernal, 2000). Colombia cuenta en la actualidad con un banco de germoplasma de maíz, ubicado en la estación experimental Tulio Ospina de Medellín, el cual tiene por objeto general conservar la variabilidad genética de las especies nativas y foráneas que posee, con el fin de usarlos en el mejoramiento de las poblaciones y de incorporar permanentemente nuevos recursos genéticos que amplíen dicha variabilidad. Los objetivos específicos son determinar el valor científico, agronómico, nutritivo e industrial de las colecciones y razas de maíz en Colombia, mantener y aumentar todas las colecciones para uso a corto, mediano y largo plazo y para reserva genética del futuro; actualmente cuenta con 5196 accesiones, entre colecciones (4565), razas (126), razas mezcladas (139) y poblaciones mejoradas (366) Díaz (1997). 1.3.2 Trigo (Triticum aestivum) Se sabe que se cultivaba en los Valles del Nilo y Eufrates en el año 5000 a.c., fue incorporado a nuestro país a mediados del siglo XVI y cultivado en las altiplanicies frías de los departamentos de Boyacá, Cundinamarca y Nariño, y en otras zonas como Santanderes, Tolima, Valle y Cauca de menor importancia cerealística. Se produce como cultivo de secano en climas templados, en zonas subtropicales con lluvia de invierno, en zonas tropicales próximas al ecuador, en áreas de montaña con altitudes mayores de 1.500 m y en zonas tropicales alejadas del ecuador, donde la estación de lluvias es larga y el cultivo se produce como de invierno (FAO, 1980). El T. aestivum en sus etapas iniciales de desarrollo, presenta una fuerte resistencia a la helada, hasta -20 oC. Esta resistencia la pierde durante el periodo activo de crecimiento, de desarrollo de la espiga y en el de floración, dando lugar a la esterilidad de las espigas (FAO, 1980). Ashbell y Weinberg (2003) comentan que algunos cambios que ocurren en la planta entera de trigo durante su maduración son: el contenido de MS el cual aumenta con el avance de la madurez, mientras que el valor de PB disminuye, sobretodo entre la floración y la etapa de grano lechoso-pastoso; el almidón se acumula en el grano mientras que los carbohidratos solubles disminuyen; el contenido de fibra (FDN y FDA) y alcanza máximos valores en el momento de la floración. Ashbell y Weinberg (2003), dicen que es posible hacer siembras asociadas de trigo con leguminosas anuales como vicia (Vicia villosa), arveja (Pisum sativum) y sulla (Hedysarum coronarium) para ensilarlas mezcladas. Las ventajas atribuidas a estos sistemas son: la planta de trigo puede reducir la tendencia de las leguminosas al vuelco, hay un mejoramiento de la ecología edáfica y menor incidencia de enfermedades de las plantas y una mejor calidad de ensilaje y menor riesgo de pérdidas en la preservación de las leguminosas; la última ventaja se explica porque el cereal, que es rico en carbohidratos, se complementa con las leguminosas que son más húmedas y ricas en proteínas, asegurando una buena fermentación del ensilado, una buena estabilidad aeróbica del ensilaje y un mejor valor nutritivo. Ashbell et al. (1997) en Ashbell y Weinberg (2003) observaron que la mejor combinación para estos ensilajes mixtos fue preparar una mezcla de trigo y vicia a razón de 3:1 (base materia fresca), con un contenido de 31% MS de la mezcla. Los problemas que pueden surgir en los cultivos asociados incluyen la competencia entre las especies, diversas tolerancias a herbicidas, y la falta de coincidencia en el grado de madurez óptima para la cosecha simultánea del cereal y la leguminosa. Rojas et al. (2003), del Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA) de Carillanca (Chile), realizaron un trabajo mediante el cual midieron la respuesta productiva de novillos de engorde (Overo Colorado) de aproximadamente 19 meses, de 320 kg de PV inicial, con raciones isoproteicas (12,7%) e isoenergéticas (2,8 Mcal kg-1); usando como tratamientos: T1: grano de maíz; T2: grano de trigo ligeramente brotado; T3: 50% grano de trigo ligeramente brotado y 50% de grano de trigo brotado y T4: grano de trigo brotado; la respuesta encontrada fue: (Tabla 5). Tabla 5. Respuesta productiva de novillos estabulados con raciones de engorda de grano de maíz y trigo brotado en Temuco, Chile. Maíz Trigo ligeramente brotado Trigo brotado y ligeramente brotado Trigo brotado Período (días) 77 77 77 77 Peso inicial (kg animal-1) 319 319 321 321 Peso final (kg animal-1) 392 395 395 395 Incremento diario (kg animal-1) 0,948a 0,987 a 0,961 a 0,961 a Consumo diario (kg MS animal-1) 10,7 a 10,5 a 10,3 a 10,3 a Eficiencia (kg.alimento kg incremento PV –1) 11,3ª 10,6 a 10,7 a 10,7 a Letras iguales en cada línea señalan diferencias estadísticas no significativas según prueba de Duncan (P> 0,05). Tomado de Rojas et al. 2003. Los granos de trigo brotado y ligeramente brotado produjeron respuestas productivas similares al grano de maíz, cuando se usan en raciones de engorda para novillos estabulados (Tabla 5). Igualmente Rojas y Manríquez (2001) evaluaron la respuesta animal al consumo de ensilaje de trigo cosechado en dos estados vegetativos, en comparación a ensilaje de maíz, utilizando novillos Normando de 20 a 21 meses de edad y 385 kg de peso vivo (PV) en promedio; usando los siguientes tratamientos T1: ensilaje de maíz; T2: ensilaje de trigo grano lechoso harinoso; y T3: ensilaje de trigo grano harinoso suave a duro; los resultados de este ensayo se muestran en la Tabla 6: Tabla 6. Respuesta productiva de novillos Normando estabulados con raciones de engorda basadas en ensilaje de maíz y trigo. Ensilaje maíz Ensilaje trigo grano lechoso harinoso Ensilaje trigo grano harinoso suave a duro Período experimental (días) 72 72 72 Peso inicial (kg animal-1) 381,1 397,8 374,1 Peso final (kg animal-1) 449,3 475,0468,3 Incremento diario (kg animal-1) 0,947 b 1,072 b 1,308 a Consumo MS (g animal-1 día-1) 9,5 b 10,7 b 12,3 a Eficiencia conversión (kg alim kg incremento PV-1) 10,1ª 10,0 a 9,4 a Cifras con igual letra indican diferencias estadísticamente no significativas, Duncan P > 0,05. Tomado de Rojas y Manríquez 2001. El ensilaje de trigo, especialmente en los estados de grano harinoso suave a duro muestra un incremento de peso diario estadísticamente superior, lo cual indica que este puede reemplazar eficientemente al ensilaje de maíz en raciones de engorde en novillos estabulados (Tabla 6). Los resultados además muestran que el consumo de MS para el ensilaje de trigo en fase de grano harinoso suave a duro fue también mayor, siendo para el ensilaje de maíz de 9.5 vs 10.7 y 12.3 para los ensilajes de trigo. 1.3.3 Cebada (Hordeum vulgare) Su cultivo se conoce desde tiempos remotos y se presume que procede de dos centros de origen situados en el Sudeste de Asia y África septentrional. La cebada es una planta autógama de hojas estrechas y color verde claro. La planta de cebada tiene un color verde, más claro que el del trigo y en los primeros estadios de su desarrollo la planta de trigo suele ser más erguida. Se estima que un 60% del peso de las raíces se encuentra en los primeros 25 cm del suelo y que las raíces apenas alcanzan 1,20 m de profundidad. El tallo es de porte bajo y su fruto es en cariópside, posee un coeficiente de transpiración superior al trigo, aunque, por ser el ciclo más corto, la cantidad de agua absorbida es algo inferior, de ahí que se diga que la cebada es más resistente a la sequía que el trigo (www.infoagro, 2004). En la cebada desnuda (sin glumillas), la cáscara está débilmente adherida al grano, y se cae durante la cosecha. La cáscara suma un 13 % del peso del grano y está compuesto mayormente por fibra. La cebada descascarada tiene un valor energético similar al trigo y al maíz, y un contenido proteico similar al del trigo. Tiene, sin embargo, un perfil mejor de aminoácidos que el trigo y el centeno; el contenido de fibras de la cebada descascarada es menor que el de la cebada con cáscara, por ello debe prestarse una mayor atención para alcanzar el nivel mínimo de fibra en la dieta 19% FDA (Dupchak, 2003). Desde el punto de vista energético y proteínico Ariza (1998), indica que el grano de cebada puede contener desde un 9% hasta un 13% de proteína en las variedades cubiertas (utilizadas para malta), mientras que las variedades desnudas, se caracterizan por su alto contenido de proteína con más del 15%, su bajo contenido de fibra cruda y las altas concentraciones de grasa, especialmente fosfolípidos. El grano de cebada comparado con el de maíz , tiene significativamente mayores niveles de PC, FDN y FDA, lo cual hace que el grano tenga un menor valor energético comparado con el maíz. Ariza (1998) comenta que, la composición química del grano de cebada, es similar a la de otros granos de cereales; sin embargo, se destaca su alto nivel de fibra y concentración media de almidón el cual representa del 40 al 70% del peso seco del grano. En general la concentración de almidón del grano se correlaciona negativamente con el contenido de fibra cruda, por lo tanto al disminuir el contenido de fibra cruda se produce un aumento en el valor energético del grano; es así como las variedades desnudas tienen mayor valor energético que las cubiertas. Una de las limitantes del grano de cebada es la presencia de metabolitos secundarios como los ß-glucanos localizados en la pared celular del endospermo, los cuales exhiben un efecto anti- nutricional mediante mecanismos que aun no son muy claros; uno de ellos es que alta viscosidad de estos polisacaridos reduce el tiempo de pasaje de la digesta e impide la difusión de enzimas digestivas sobre estos sustratos al mezclarse con los contenidos intestinales. Según (Ariza, 1998), en la actualidad Corpoica Tibaitatá cuenta con un banco de germoplasma de cebada, el cual está compuesto de 400 accesiones de cebadas cubiertas y 40 accesiones de cebadas desnudas, de ellas se seleccionaron (en 1994), 43 líneas de cebadas cubiertas y 21 de desnudas, basados en el rendimiento (kg ha-1), resistencia a roya amarilla, materia seca, proteína cruda, extracto etéreo y fibra cruda. El rendimiento y composición química del grano de las 43 líneas de cebadas cubiertas evaluadas en Corpoica fue en promedio de 3359 kg ha-1, con PC de 8.7%, EE de 2.4% y FC de 3.8%; entretanto las cebadas desnudas tuvieron un rendimiento de 2825 kg ha-1 en promedio, con PC de 13.4%, EE de 2.1% y FC de 1.9%. Hazard y Romero (2003), evaluaron los rendimientos en producción láctea y la composición final de la leche usando cuatro tratamientos con diferentes cantidades de silo de maíz y cebada en el Centro Regional de Investigación INIA Carillanca (Chile), Tablas 7,8 y 9: Tabla 7. Composición nutritiva de ensilajes de maíz y cebada usados en INIA (Carillanca, Chile) ANÁLISIS ENSILAJE DE MAIZ ENSILAJE DE CEBADA Materia Seca (%) 29,7 31,6 Proteína Cruda (%) 8,9 9,4 Digestibilidad de la materia seca (%) 77,5 66,9 Energía Metabolizable (Mcal kg MS–1 ) 2,63 2,3 Fibra detergente ácido (%) 25 35,3 Fibra detergente neutro (%) 42,5 58,6 pH 3,8 3,68 Hazard y Romero 2003 sin publicar. La composición de los ensilajes que se presenta en la Tabla 7 demuestra que tanto el ensilaje de cebada como el de maíz presentan una buena calidad nutritiva, sin embargo, el ensilaje de cebada presenta un contenido de PC mayor, pero a la vez que el valor de FDN y FDA también lo son. Tabla 8. Cantidades utilizadas de silo de maíz y cebada para medir la producción láctea y composición final de la leche T I T II T III T IV Ensilaje de maíz 1 100 66 33 0 Ensilaje de cebada 1 0 33 66 100 Concentrado ofrecido 2 7 7 7 7 1 Expresado como % de materia seca del forraje consumido. 2 Expresado como kg. tal como ofrecido. Hazard y Romero 2003 sin publicar. Tabla 9. Producción de leche y composición de la misma en los diferentes tratamientos evaluados. T I T II T III T IV Producción de leche vaca-1 día-1 (L) 24,1 a 24,17 a 23,62 a 23,73 a Materia grasa de la leche (%) 3,76 a 3,79 a 3,97 a 3,72 a Proteína cruda de la leche (%) 3,30 ab 3,40 ab 3,43 a 3,16 b Lactosa de le leche (%) 4,83 a 4,91 a 4,90 a 4,95 a Sólidos totales de la leche (%) 12,81 a 13,03 a 13,23 a 12,75 a Sólidos no grasos (%) 8,94 a 9,11 a 9,13 a 8,91 a Cifras con distinta letra en la columna indican diferencias significativas (P< 0.05). Hazard y Romero 2003 sin publicar. No obtuvieron diferencias estadísticas (P<0,05) por efecto de los tratamientos en la producción de leche, así como en los contenidos de lactosa, sólidos totales y sólidos no grasos (Tabla 9), sin embargo, en el contenido de proteína cruda se presentaron diferencias significativas (P<0,05) por efecto de los tratamientos. Los autores concluyeron que el ensilaje de cebada pudo reemplazar parcial o totalmente al ensilaje de maíz ya que no se afecta la producción de leche, así como tampoco los contenidos de materia grasa, lactosa, sólidos totales y sólidos no grasos de la leche, pero mejora el contenido de PC de la leche cuando se suministra en un 66%. 1.3.4 Ryegrass (Lolium spp.) El ryegrass es un pasto nativo de Europa, Asia templada y el norte de Africa. Está ampliamente distribuido a través del mundo, incluyendo norte y sur de América, Europa, Nueva Zelanda y Australia (Hannaway, 1999). Las variedades tetraploides (aquellas que tienen cuatro pares de cromosomas) tienen una digestibilidad ligeramente mas alta que las variedades diploides (dos pares de cromosomas); aunque los últimos tienen mas pared celular, hojas más finas y células más chicas, pueden llegaral mismo momento (en su primera onda de crecimiento) con distinto porcentaje de materia seca, por tanto, se observa que cuando se pasa de un tetraploide a un diploide se aumenta la producción animal debido al mayor consumo de materia seca. El ryegrass tetraploide anual, cuenta con una adaptación de 2.000 a 3.200 msnm, la duración de la pradera oscila entre 1 y 2 años, cuenta con una capacidad de carga de 4 a 6 animales ha-1, produciendo entre 300 y 400 Tn de forraje verde ha-1 año-1 (Correa, 2003). El sistema superficial de la raíz es altamente ramificado y produce raíces adventicias de los nudos basales del tallo. El ryegrass se adapta muy bien a climas fríos y húmedos donde el invierno severo no es un problema, se desarrolla excelente sobre suelos fértiles y con buen drenaje; sin embargo, tiene un amplio rango de adaptabilidad al suelo, tolera períodos largos de inundación (15 a 25 días), en zonas septentrionales requiere un rango mínimo de precipitación de 457 a 635 mm., en Colombia requiere una precipitación superior a 100 mm mensuales o de lo contrario es necesario el uso de riego; tolera suelos ácidos y alcalinos donde el pH es de 5.1 a 8.4, el mejor desarrollo ocurre cuando el pH del suelo es entre 5.5 y 7.5 (Hannaway et al. 1999). En Colombia se encuentran variedades anuales, perenes, diploides, tetraploides e híbridos, que han sido mejorados por características de producción, calidad y resistencia a enfermedades especialmente a roya, por ello la investigación ha estado enfocada en hibridizar para mejorar éstas características, bajo ese marco sobresale el Lolium hybridum var. Mágnum que tiene una mayor envergadura que los demás que han sido importados al país. Las semillas y plantas nuevas de las variedades tetraploides son más grandes, pero la tasa de crecimiento es mayor para las variedades diploides; Los tetraploides son menos persistentes y resistentes al invierno que los diploides (Hannaway et al. 1999). El ryegrass es frecuentemente cosechado para ensilaje, al igual que todas las especies forrajeras, la calidad del ensilado se ve fuertemente afectada por la etapa de madurez. Para una combinación óptima entre calidad y cantidad, se debe cortar en estado de llenado de las semillas (Hannaway et al. 1999). Por lo que respecta a densidad de siembra, Lizárraga et al. (1980) recomiendan de 22.4 a 33.6 kg de semilla ha-1 y cuando es sembrado en mezcla con cereales, la cantidad se reduce hasta el 50%, y que deberá usarse arriba de 80 kg de semilla ha-1 de cebada si se pretende utilizar bajo pastoreo. Estos mismos autores indican que al utilizar una mezcla de ryegrass y cebada (50% y 50%), se disminuyen los días al primer corte, incrementando de esta forma el ciclo productivo de la pradera. Bernal (1994), mostró una calidad para el ryegrass tetralite cortado a 35 días de 19.1% de PC, una alta DIVMS de 82.3% y niveles de FDN y FDA de 49.9% y 34.4% respectivamente. Los rendimientos en biomasa reportados para diferentes variedades de ryegrass se muestran en la Tabla 10: Tabla 10. Producción de biomasa aérea por año de diferentes variedades de ryegrass VARIEDAD FORRAJE SECO FUENTE (Tn ha-1 año-1) Tetrablend 1201 56-66 Chaverra y Bernal, 2000. Tetrablend 301 44-63 Chaverra y Bernal, 2000. Italiano (Gulf)1 51-78 Chaverra y Bernal, 2000. Gulf 14 Cárdenas, 2003. Aubade2 21 Cárdenas, 2003. Boxer2 25 Cárdenas, 2003. Mágnum2 17 Cárdenas, 2003. 1 Frecuencia de pastoreo de 28 a 40 días. 2 45 días de rebrote Lizárraga et al. (1981), mostraron los resultados de evaluar los aumentos de peso de toretes Charolais con 12 animalesha-1, con un peso inicial promedio de 188 kg por animal, alimentadolos con ryegrass en pastoreo sembrado sólo sobre otros forrajes (pasto estrella sólo, bermuda sólo y bermuda con leucaena), la ganancia diaria de peso promedio, fue mejor para ryegrass sembrado sobre, bermuda y leucaena con 951 g animal-1 día-1, que para ryegrass y estrella y ryegrass y bermuda, promediando 918, 917 g animal-1 día-1. Aguayo et al. (1975), evaluaron las ganacias diarias de peso en terneras Brangus y Charolais de 6-8 meses de edad y de 139 kg de peso vivo inicial, en el Centro de Investigaciones pecuarias de Sonora (México), alimentadas con ryegrass sólo y en mezcla con alfalfa, melaza y ensilaje de sorgo, no encontrando diferencias estadísticas (P>0.05), con respuestas diarias de 0.675, 0.680, 0.722 y 0.655 kg animal-1. 1.3.5 Avena (Avena sativa) La avena gracias a su sistema radicular más profundo y desarrollado comparado con el trigo y la cebada, aprovecha mejor los nutrientes del suelo, por tanto requiere menos aportes de fertilizantes. Flores (1996) sugiere que si la planta se destina a forraje en verde debe intensificarse la cantidad de nitrógeno que se aporta para conseguir una abundante vegetación, en cambio, si se destina para grano, el exceso de nitrógeno alarga el ciclo vegetativo de la planta, constituyéndose como inconveniente. De otro lado la deficiencia de fósforo produce en las avenas una maduración más tardía y los rendimientos obtenidos son más bajos; la deficiencia de nitrógeno induce a una prematura y deficiente fructificación y floración, debido que durante el estado clorótico de la planta ésta sufre inhibición de su capacidad de asimilación y formación de carbohidratos (Flores, 1996). Corpoica (2003), evaluó en Usme y San Juan de Sumapaz las ganancias de peso en animales bajo confinamiento, alimentados con ensilajes de avena en mezcla con vicia (Vicia villosa) y ryegrass (Lolium sp.), obteniendo 1.050 kg de incremento-1animal-1día-1 en Usme y 1.014 en San Juan de Sumapaz. Elizalde y Gallardo (2003), por su parte evaluaron las ganancias diarias de peso de novillas overo colorado en el Centro regional de investigación Tamel Aike (Chile), con peso inicial de 327 kg en promedio, alimentadas con ensilajes de avena y cebada durante un periodo de 64 días más 15 de acostumbramiento, encontrando diferencias estadísticas (P<0.05) en los aumentos diarios de peso que fueron de 0.99 kg animal-1 para el ensilaje de avena y de 1.35 kg animal-1 para el de cebada. 1.3.6 Centeno (Secale cereale) Gramínea originaria de Turquestán (Asia), es una especie anual que se utiliza para pasto de invierno en muchos países subtropicales, empleándose en los suelos más pobres. Es menos apetecible por el ganado bovino que otras gramíneas de grano pequeño. Puede emplearse para ensilaje. Responde mejor que el trigo en las zonas frías, sobre todo en suelos ácidos, arenosos y poco profundos, por lo que ha estado siempre muy extendido en regiones montañosas de duros inviernos (www.fao.org, 2004). www.tierrafertil.com (2003) comenta que es una gramínea muy rústica inclusive más que la avena. Cuando es utilizada como abono verde ofrece protección y mejora las condiciones físicas del suelo. Sus rastrojos son más resistentes a la descomposición que los de avena por lo que puede cubrir el suelo por mayor tiempo y posee una alta capacidad de suprimir malezas. Se considera uno de los cereales más tolerantes a la helada y a la sequía (más que la avena y el triticale), se puede desarrollar sin problemas en condiciones de baja fertilidad, puede crecer en suelos ácidos, arenosos como arcillosos y presenta buena respuesta a la fertilización. El centeno tiene un sistema radicular fasciculado parecido al del trigo, aunque más desarrollado que el de éste. Esta es una de las razones de su gran rusticidad. El tallo es largo y flexible y las hojas son estrechas. El rendimiento alcanzado en el Centro Agropecuario Marengo de la Universidad Nacional de Colombia, ubicado en el Municipio de Mosquera (Cundinamarca) (datos sin publicar), es de 16 Tn ha-1 de materia verde con 16% de MS, su tasa de crecimiento es de 1.1 cm día-1, se asocia conleguminosas como vicia (Vicia villosa) y mellilotus (Mellilotus sp) y con gramíneas como ryegrass (Lolium m.). 1.4 Enfermedades y plagas en los cereales En general los cereales son atacados por diferentes agentes que ocasionan lesiones en tallos, hojas y granos, a continuación se referencian algunas enfermedades presentes en el país y la ubicación en la planta, siendo la hoja la parte de la planta más atacada en los cereales (Tabla 11): Tabla 11. Principales enfermedades de cereales en Colombia ESPECIE ENFERMEDAD AGENTE UBICACIÓN AVENA Carbón vestido Ustilago levis Espiga Carbón desnudo Ustilago avena Espiga Roya anaranjada Puccina coronifera Hoja CEBADA Carbón desnudo Ustilago nuda Espiga Roya amarilla Puccina glumarium Hoja Roya del tallo Puccina graminis Hoja CENTENO Cornezuelo Claviceps purpurea Espiga Roya del tallo Puccina graminis Hoja Roya de la hoja Puccina recondita Hoja Roya amarilla Puccina striiformis Hoja MAIZ Bacteriosis Xanthomonas stewartii Hoja Antracnosis Colletotrichum graminocolum Hoja, tallo y mazorca Roya Puccina sorghi Hoja Carbón del maíz Puccina sorghi Hoja TRIGO Septoriasis de la hoja Septoria tritici Hoja Septoriasis de la gluma Septoria nodocum Hoja Roya amarilla Puccina striiformis Hoja Adaptado de www.infoagro 2003. Algunas larvas de lepidópteros, comúnmente llamados tierreros o trozadores, pueden atacar el follaje de las praderas en establecimieno, aunque sus daños generalmente no son de importancia económica; viven en el suelo, para alimentarse trozan las plántulas a nivel del suelo y van desplazándose de una plántula a otra, haciendo el mismo daño, Spodoptera frugiperda es la principal especie entre los trozadores, ataca tanto a las especies forrajeras como a varios cultivos y se encuentra con mayor frecuencia en las gramíneas que en las leguminosas. Aparentemente su incidencia es menor en siembras asociadas de gramíneas y leguminosas (CIAT, 1982). Otra especie considerada es la chiza (coleóptero), se les encuentra bajo el suelo de los cultivos, a veces en alto número y pueden llegar a consumir raíces, debilitando así las plantas forrajeras (CIAT, 1982). 1.5 Ensilaje En la economía de la empresa ganadera, la conservación de forrajes juega un papel estratégico, dado el alto costo de las materias primas para la elaboración de concentrados comerciales para animales y la competencia por estas fuentes alimenticias con los seres humanos (Chaverra y Bernal, 2000). El objetivo fundamental de consevar los pastos y los cultivos forrajeros temporales es el de cosechar y almacenar su biomasa con pérdidas mínimas de nutrimentos, especialmente los componentes energéticos y proteínicos (aunque por lo general el valor nutricional de los materiales conservados es más bajo que el del cultivo en el momento de la cosecha), mediante la aplicación de un método de conservación basado en un proceso de fermentación, en el cual el material ensilado experimenta una serie de cambios bioquímicos que lo mantienen estable por largos periodos (Chaverra y Bernal, 2000). En los suelos colombianos (muy variables en su fertilidad), se han ensayado numerosas especies para ensilar, las cuales exhiben características especiales en cuanto a velocidad de crecimiento, alta producción de forraje de calidad aceptable, facilidad de siembra, cosecha y manejo, buena disgestibilidad, aceptación por el ganado, resistencia a plagas y enfermedades, competitividad con las arvenses y con buena capacidad de recuperación luego del corte (Chaverra y Bernal, 2000). Con respecto a las variedades de maíz para ensilar no hay diferencias fundamentales entre maíz de grano y maíz para ensilar, como regla general se pueden ensilar las gramíneas de granos y forrajeras, sin embrago, se recomienda escoger variedades de madurez tardía, las cuales ofrecen mayor producción de MS ha-1 (Shukking, 1987 citado por Arrieta et al. 1997). En el clima frío, donde predomina la ganadería de leche con razas especializadas, se utilizan para ensilar los cereales de grano pequeño como la avena, la cebada y recientemente el trigo, quedando de manifiesto, en todos ellos, la importancia del estado de madurez en la producción y calidad del ensilaje (Rojas et al. 2003). En los climas cálido, templado y frío el maíz se utiliza usualmente como forraje para ensilar. Con las variedades precoces pueden realizarse dos cosechas en el año agrícola (Chaverra y Bernal, 2000). Fisher y Faarley (1982) citados por Arrieta et al. (1997), mencionan que la densidad de siembra del maíz tiene efecto sobre el valor nutritivo del ensilaje, al afectar la producción de MS y el contenido de grano de maíz. Una baja densidad de siembra produce un exceso de grano y como consecuencia, su consumo es mayor y más rápido, alterando la fermentación ruminal, con un aumento de ácido acético y mayor contenido de grasa en la leche. De acuerdo con Juscafresa (1980), es conveniente ensilar el maíz cuando el grano haya adquirido un estado de lechoso o pastoso y sirve como referencia para asegurar un buen contenido de humedad y alto contenido de carbohidratos, si se cosecha maíz cuando la humedad de los granos es menor de 61%, esto originará pérdidas (por caída de espigas y hojas), rotura del tallo, además que se producirán daños en el silo por calor y acción de hongos. El patrón de fermentación y su extensión o duración dependen principalmente de la cantidad de agua en la planta y de la cantidad de sustrato fermentable, es decir, de los carbohidratos solubles en agua y de la capacidad de las plantas para amortiguar la reducción de pH causada por la fermentación. En cultivos relativamente secos, la duración de la fermentación es menor que la de los cultivos con alto contenido de humedad, a medida que se reduce la cantidad de agua libre, cesa la actividad bacterial, aunque no estén completamente fermentados los carbohidratos solubles (Chaverra y Bernal, 2000). En el proceso de ensilaje se pueden contar tres fases: la primera de respiración, la cual continúa dándose dentro de las células vivas varias horas después de cosechado el forraje, hasta agotarse el oxígeno atrapado en la masa ensilada o hasta la muerte de las células, la segunda de heterofermentación, actuando allí diferentes tipos de microorganismos productores de ácidos acético, propionico, butírico; considerada como la fase crítica del proceso, ya que entre más corta sea más rápido se alcanzará la tercera fase llamada homofermentativa, en la que sólo se produce ácido láctico, lo cual dependerá de la velocidad con que baje el pH y se inicie el crecimiento de las bacterias acidolácticas. El contenido de MS del material ensilado es frecuentemente la principal limitante de la preservación satisfactoria del forraje. Cuando el material es cosechado con el grano en estado pastoso-duro se asegura un silo con bajo contenido de fibra indigestible y alta concentración energética. Niveles muy bajos de MS dificultarán la compactación rápida de la masa ensilada, mientras que excesos de agua serán un obstáculo sobre el proceso de fermentación y acidificación del material, diluyendo los ácidos formados y extendiendo con ello el proceso fermentativo (Chaverra y Bernal, 2000). Las plantas húmedas y con bajo contenido de carbohidratos solubles en agua (indispensables para asegurar una dominante fermentación ácido láctica) pueden sufrir una fermentación secundaria, tipificada por la presencia de agua para el recimiento bacterial; en esta situación, la capacidad buffer del cultivo es generalmente muy alta, este factor evita el descenso del pH impidiendo el control sobre la proliferación de bácteras del género Clostridium (Chaverra y Bernal, 2000). Como resultado de las transformaciones bioquímicas del material a ensilar, continúala respiración de las células vegetales con la producción de anhídrido carbónico, utilización de hidratos de carbono y desprendimiento de agua, la cual, por efecto de la compresión mecánica, fluye a través de la masa ensilada (Chaverra y Bernal, 2000). Luego se produce la fermentación de los carbohidratos solubles por la acción de las bacterias ácido lácticas y la degradación de las proteínas a aminoácidos por la acción de las enzimas liberadas por el propio forraje. Esta degradación puede llegar hasta el 50% del total de la proteína presente en la masa vegetal. Si este tiene suficientes carbohidratos solubles, la acción de las bacterias ácido lácticas producirá suficientes ácido láctico y acético para alcanzar el pH de 4.0 a 4.2, de modo que se presentará poca actividad clostrídica (Zea y Díaz, 1990). De otro lado, se debe considerar que en forrajes ricos en compuestos nitrogenados solubles, pero no exclusivamente en ellos, ocurre una alta degradación de la proteína presente en las etapas tempranas del proceso de ensilaje, originada por la actividad de proteasas de la planta y posterior degradación de aminoácidos, como resultado de la acción de Clostridium (Oshima y McDonald, 1978 en Argüelles, 1992). La fermentación secundaria se frena con la acidez y se ve favorecida por la humedad; así, un silo con alto grado de humedad (18% de MS) deberá alcanzar, para prevenir la descomposición, un pH más bajo (sobre 4) que uno más seco (por ejemplo, del 30% de MS), el cual se estabilizará a una menor acidez (pH 4.4). En el caso de ensilados de alto contenido de MS (40%), como son aquellos a los que se les ha hecho un marchitamiento previo, se estabilizan a pH del orden de 5 (Zea y Díaz, 1990). Prosigue un ataque a los carbohidratos solubles residuales y al ácido láctico de la masa por organismos productores de ácido butírico, que en casos extremos implica degradación de los aminoácidos (desaminación) y formación de ácidos grasos volátiles y de amoniaco (Chaverra y Bernal, 2000). Chaverra y Bernal (2000) mencionan que existen microorganismos importantes en las reacciones de fermentación del ensilaje: Bacterias productoras de ácido láctico (Lactobacillus) , formadoras de endosporas (Clostridium y Bacillus), coliformes, levaduras y hongos filamentosos; ocasionalemente se encuentran bacterias formadoras de ácido propiónico. Frazier (1967) citado por Argüelles (1992), manifiesta que la microflora superficial de las plantas está conformada por especies de Pseudomonas, Flavobacterium, Micrococcus y bacterias coliformes y lácticas. Se sabe que principalmente bacterias lácticas de los géneros Lactobacillus, Leuconostoc y Streptococcus, entre otras, participan en forma activa en la disminución del pH a valores cercanos a 4, mediante la producción elevada de ácido láctico. Sin embargo, hay evidencias que a medida que avanza el tiempo de almacenamiento, por encima de dos meses, el pH tiende a incrementar debido a la degradación del ácido láctico y al aumento en concentración de los ácidos acético y butírico. Por tanto, el lento descenso del pH de una masa ensilada con exceso de humedad favorecerá la intervención de microorganismos poco deseables en la fermentación, como las bacterias formadoras de butírico (Clostridium y otras); de tal forma que las poblaciones del género Clostridium pueden dominar la fermentación, dando un silo de color negro, olor rancio y pH superior a 5 (Chaverra y Bernal, 2000). El modelo de fermentación anaerobia del ensilaje propuesto por Mc Donald y Whittenbury (1973) citado por Zea y Díaz (1990), evidencia los ácidos que se forman en el proceso (Figura 1): FERMENTACIÓN INICIAL FERMENTACIÓN SECUNDARIA (Bacterias clostridiales) Ácido láctico Homofermentativas Äcido butírico Carbohidratos solubles Heterofermentativas Äcido láctico + acético + etanol Bacterias ácidolácticas Bacterias sacarolíticas Enzimas vegetales libres Bacterias proteolíticas Äcidos volátiles Proteínas Aminoácidos libres (Acético + propiónico + Amoniaco Desaminación Descarboxilación Aminas Figura 1. Modelo de fermentación anaerobia del ensilaje Mc Donald y Whittenbury 1973 en Zea y Díaz 1990. El uso de aditivos es común, sus objetivos son mejorar el producto ensilado, reducir pérdidas de nutrientes y prevenir el deterioro del ensilaje, favoreciendo la fermentación láctica mediante el mantenimiento de los carbohidratos solubles fácilmente fermentables, corrigiendo la humedad excesiva del material ensilado e impidiendo la formación de hongos y bacterias del género Clostridium; en forrajes pobres en nitrógeno, los aditivos incrementan el contenido de este elemento. En Colombia, los más usados son en su orden, la melaza, granos y subproductos de molinería, urea y sus mezclas con melaza y en contadas excepciones el estiércol; en otros países se utilizan mezclas de amonio, melaza y minerales (Chaverra y Bernal, 2000). La evaluación de los ensilajes se puede realizar cualitativamente mediante indicadores como olor, color, textura y cuantitativamente por valores de pH, presencia de ácidos fermentables, componente nutritivos y digestibilidad. La determinación en el laboratorio de los ácidos grasos volátiles (acético, propiónico, isobutírico, isovalérico y valérico) y del ácido láctico ofrece un patrón de fermentación; si está bien conservado se espera que el ácido acético, como porcentaje de la MS, sea igual o menor al 2.5% y no contenga ácidos grasos volátiles, que el nitrógeno insoluble en agua caliente, como porcentaje del nitrogeno total, sea mayor al 50% y el nitrógeno amoniacal menor o igual al 5% (Chaverra y Bernal, 2000). Diversos autores coinciden en que algunas características físicas y químicas (Tabla 12) son consideradas como aspectos deseables para un buen ensilaje, encontrando un pH menor de 4.0, olor agradable y ausencia de hongos como las características más relevantes: Tabla 12. Características físico-químicas de ensilajes de buena y mala calidad PARÁMETRO ENSILAJE DE BUENA CALIDAD ENSILAJE DE MALA CALIDAD PH 4.0 5.5 Ácido láctico (% MS) 8.5 1.1 Ácido acético (% MS) 1.5 3.0 Ácido butírico (% MS) -- 3.5 Nitrógeno amoniacal (% MS) 1.0 4.0 Color Verde amarillento Negro Olor Agradable Pútrido Apariencia Ausencia de hongos Presencia de hongos Humedad 70% Mayor 70% Menor 60% Sabor Apetecible al ganado Rechazo por el ganado Tomado de Chaverra y Bernal 2000. Tabla 13. Características fermentativas de silos de cereales forrajeros (Madrid, España) Tipo de silo MS pH Ácidos Láctico Acético Butírico (%) (%) Cebada, avena, trigo 38.0 4.1 3.9 1.1 0.4 Cebada, avena 28.6 4.1 3.1 0.7 0.2 Cebada 45.0 4.5 1.9 1.3 0.8 Maíz 3.6 1.7 0.6 0.1 Tomado de Zea y Díaz 1990. Prácticamente la totalidad de la información existente relativa al ensilado de cereales se refiere a la cosecha cortada con la espiga más o menos formada, con el grano que va desde el estado lechoso hasta maduro Zea y Díaz (1990). En esta situación los cereales resultan muy fáciles de ensilar, por ser ricos en carbohidratos solubles, resultando silos con mucha materia seca (30-40%) y características fermentativas que difieren de las que se producen en los silos de hierba. Con un contenido relativamente elevado de materia seca, el pH es bajo y las pequeñas proporciones de ácido acético y butírico indican el buen estado de conservación del ensilaje. De todo ello se deduce que cuando se cumplen las condiciones habituales de buen ensilado, los ensilajes de cereales forrajeros se conservan muy bien (Zea y Díaz, 1990). El tamaño de las partículas del material cosechado es un factor que influye en el ensilado debido
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