UNIVERSIDAD EARTH EVALUACIÓN DE ENSILAJE DE CÁSCARA DE BANANO MADURO PARA CONSUMO DE GANADO BOVINO MÓNICA ANDREA GALLO LARA MILTON XAVIER MERA MOYA Trabajo de Graduación presentado como requisito parcial para optar al título de Ingeniero(a) Agrónomo(a) con el grado de Licenciatura Guácimo, Costa Rica Diciembre, 2001 Trabajo de Graduación presentado como requisito parcial para optar al título de Ingeniero(a) Agrónomo(a) con el grado de Licenciatura Profesor Asesor Richard Taylor, Ph. D. Profesor Asesor Carlos Hernández, Ph. D. Decano Daniel Sherrard, Ph.D. Candidata Mónica Andrea Gallo Lara Candidato Milton Xavier Mera Moya Diciembre, 2001 ii DEDICATORIA Al Divino Niño por dame la fuerza y sabiduría necesaria para concluir satisfactoriamente una faceta más de mi vida. A mis padres Yolanda y Ecneber por todo su amor, cariño y apoyo incondicional especialmente los 4 años de carrera profesional. A mis hermanas Carito, Alexandra y Erika por ser esa fuerza que me empuja a esforzarme para llegar cada día más lejos. A los seres queridos que han fallecido por escuchar mis ruegos y estar presentes en alma. Mónik A Dios por guiarme por el buen camino durante mi carrera e iluminarme con su sabiduría en todo momento. A mis grandiosos Padres Rosa y Milton por darme la confianza, amor, consejos y apoyo incondicional durante toda mi vida. A mi hermana Mayra por brindarme confianza durante estos 4 años de carrera y a mi hermana María José por escuchar mis oraciones. Y a todas las persona que colaboraron directa e indirectamente con la realización de este proyecto, y por último a toda la familia Earthiana Milton iii AGRADECIMIENTO A nuestros Padres y Hermanas por el esfuerzo que hacen para tenernos lejos y por brindarnos la fuerza que necesitamos para seguir luchando. A los asesores Richard Taylor y Carlos Hernández por su apoyo, paciencia y colaboración para llevar acabo exitosamente este proyecto. A nuestros Donates Katherine John Murphy Foundation y AIQUISA; porque gracias a ellos hicimos de este sueño una realidad. A las empresas, FRUCTA S.A, especialmente al Señor Cristian Coronas por proporcionarnos de manera desinteresada la materia prima (cáscara de banano maduro); y a la Cooperativa Dos Pinos, en especial a la Señora Sandra Quirós, por la realización de los análisis de laboratorio del ensilaje. A nuestros compañeros Marcelo Chávez, Keila Dubón, Maria Marta Vargas, Luis Granja y especialmente a Cristian Castro; por el apoyo emocional y logístico durante la realización teórico-practica del proyecto. Al personal de la lechería por su colaboración en la obtención de datos para el proyecto; y especialmente a Don Aristo por estar dispuesto a apoyarnos en todo lo que estaba a su alcance. A nuestros amigos que han sido nuestro soporte en el transcurso de estos últimos años en la Universidad; por escucharnos y apoyarnos cuando buscamos una mano o una palabra para levantarnos y seguir adelante dando lo mejor de cada uno. Y por último, a la Gran Familia EARTHIANA, porque de una u otra manera han puesto su granito de arena para que nuestra formación profesional durante estos 4 años sea la Mejor. iv RESUMEN La actividad bananera es muy importante para la economía de muchos países en los que se produce una gran cantidad de rechazo que no cumplen con los estándares de calidad. Muchos de estos subproductos son manufacturados y generan un residuo que es utilizado en la alimentación animal. Este estudio consiste en un seguimiento de los proyectos de López y Ralda (1999) e Intriago y Paz (2000), en el que se evalúa la palatabilidad del suplemento y el aumento en la productividad de las vacas alimentadas con el mismo, además sus costos de producción. La metodología utilizada consistió en la suplementación con ensilaje de cáscara de banano maduro tratada con EM 2% en 10 vacas híbridas (Holstein x Cebú) del sistema de Doble Propósito de la EARTH que se encontraban con menos de cien días de lactancia. Con éstas se evaluó el consumo y aceptación del ensilaje, así como el efecto en la producción de leche y el aumento en la condición corporal de las mismas. Por último, se determinó el costo que implica el uso del ensilaje como suplemento en la lechería de la EARTH. Entre las principales observaciones se encuentra un incremento significativo en la condición corporal de las vacas, además de un aumento en la producción láctea durante las primeras semanas de suplementación, en cuanto a la aceptación del ensilaje, los animales con el transcurso del tiempo se fueron adaptando a su nueva dieta, y en los análisis de calidad no se encontró diferencia significativa en comparación con los estudios realizados anteriormente. En términos económicos, se determinó que la producción del ensilaje es factible para el pequeño agricultor ya que es posible recuperar la inversión de la elaboración del ensilaje en términos de incremento en la producción de leche, mejoramiento en la condición corporal de los animales y comportamiento reproductivo del hato. Palabras Claves: Cáscara de banano maduro, Microorganismos Eficientes (EM), ensilaje, suplementación, condición corporal, silos. v Gallo, M. A.; Mera, M. X. 2001. Evaluación de ensilaje de cáscara de banano maduro para consumo de ganado bovino. Trabajo de Graduación. Universidad EARTH. Guácimo, Costa Rica. 31 p. vi ABSTRACT Banana production is very important in many countries that has a larger amount of waste production that does not meet the quality standards. Many of these by-products are manufactured and generate a residue that is used for animal feeding. This study is based on the continuation of the projects of López and Ralda (1999) and Intraigo and Paz (2000) in which the supplement palatability, the increase of cow productivity of animals fed with the supplement, as well as the production costs were evaluated. The methodology used consisted of the supplementation with ripe banana peels treated with EM 2% of ten hybrids (Holstein x Cebú) from the double purpose system of EARTH University that had been milked for less than 100 days. With the cows, the consumption and acceptance of the silage as well as the effect on milk production and the corporal condition were evaluated. Finally the cost of the use of the silage as a supplement at the dairy on EARTH was determined. One of the main observations was a significant increase in the corporal condition of the cows, and an increase in the milk production on the weeks of supplementation, about the silage acceptance, with time the animals adapted to their new diet, and the quality analysis showed no significant difference previous compared to studies. In economical terms, it was determined that silage production is feasible for small farmers because it is possible to recover the silage production investment in terms of an increase in milk production, an improvement in the animal’s corporal condition, and the reproductive behavior of the herd. Key words: Ripe banana peels, Efficient Microorganism (EM), Silage, Supplementation, Body Condition, Silos. Gallo, M. A.; Mera, M. X. 2001. Evaluación de ensilaje de cáscara de banano maduro para consumo de ganado bovino. Trabajo de Graduación. Universidad EARTH. Guácimo, Costa Rica. 31 p vii TABLA DE CONTENIDO Página DEDICATORIA .................................................................................................III AGRADECIMIENTO ........................................................................................ IV RESUMEN ........................................................................................................ V ABSTRACT..................................................................................................... VII TABLA DE CONTENIDO ............................................................................... VIII LISTA DE CUADROS ....................................................................................... X LISTA DE FIGURAS ........................................................................................ XI LISTA DE ANEXOS ........................................................................................ XII 1. INTRODUCCIÓN...............................................................................................1 2. OBJETIVOS ......................................................................................................3 2.1. OBJETIVO GENERAL...............................................................................3 2.2. OBJETIVOS ESPECÍFICOS .....................................................................3 3. REVISIÓN DE LITERATURA............................................................................4 3.1. RESIDUOS AGROINDUSTRIALES ..........................................................4 3.1.1. Uso en la alimentación animal.....................................................4 3.2. ASPECTOS GENERALES DEL BANANO ................................................4 3.3. ENSILAJE..................................................................................................5 3.3.1. Proceso del ensilaje ....................................................................5 3.3.2. Función e importancia microbiológica en el proceso del ensilaje 5 3.3.3. Factores que afectan el proceso del ensilado .............................6 3.3.4. Sistemas de ensilaje....................................................................7 3.3.4.1. Silos Trinchera (Zanjas) ................................................7 3.3.4.2. Silos Verticales (Torres) ................................................7 3.3.4.3. Silos al vacío .................................................................7 3.4. MICROORGANISMOS EFICIENTES (EM) ...............................................8 3.4.1. Uso de EM en ensilajes para alimentación animal ......................8 4. MATERIALES Y METODOLOGÍA....................................................................9 4.1. LOCALIZACIÓN DEL ENSAYO ................................................................9 4.2. DISEÑO DEL TANQUE PARA EL ENSILAJE DE LA CÁSCARA DE BANANO MADURO ..................................................................................9 4.3. ELABORACIÓN DEL ENSILAJE.............................................................10 4.4. DISEÑO EXPERIMENTAL ......................................................................11 5. RESULTADOS Y DISCUSIÓN........................................................................13 5.1. CALIDAD DEL ENSILAJE .......................................................................13 vii i 5.2. TIEMPO DE CONSUMO Y RESPUESTA DE LOS ANIMALES SUPLEMENTADOS CON CÁSCARA DE BANANO MADURO ..............15 5.3. CONDICIÓN CORPORAL .......................................................................16 6. CONCLUSIONES............................................................................................22 7. RECOMENDACIONES ...................................................................................23 8. LITERATURA CITADA ...................................................................................24 9. ANEXOS .........................................................................................................27 ix LISTA DE CUADROS Cuadro Página CUADRO 1. PROMEDIO DEL VOLUMEN Y PH DE LOS LIXIVIADOS EXTRAÍDOS DIARIAMENTE DE LOS TANQUES DE 1100 KG DE CAPACIDAD DURANTE EL PROCESO DE FERMENTACIÓN CÁSCARA DE BANANO MADURO CON EM AL 2% (N=4). ................. 14 CUADRO 2. PORCENTAJE DE MATERIA SECA, PROTEÍNA CRUDA, FIBRA DE DETERGENTE ÁCIDA Y NEUTRA, CENIZAS, EXTRACTO ETÉREO Y PH DEL ENSILAJE DE CÁSCARA DE BANANO MADURO, FERMENTADO POR DOS SEMANAS CON EM AL 2%. ................... 14 x LISTA DE FIGURAS Figura Página FIGURA 1. DISEÑO DETALLADO DEL TANQUE UTILIZADO EN LA ELABORACIÓN DEL ENSILAJE DE CÁSCARA DE BANANO MADURO CON EM AL 2%. ............................................. 10 FIGURA 2. TANQUE ENSILADO CON UNA TONELADA DE CÁSCARA DE BANANO MADURO Y UNA APLICACIÓN DE EM AL 2% CON UNA BOMBA DE 16 LITROS. ........................... 11 FIGURA 3. VACAS DURANTE LA SUPLEMENTACIÓN CON ENSILAJE DE CÁSCARA DE BANANO MADURA EN LA LECHERÍA DE LA EARTH. ............................................................ 12 FIGURA 4. TIEMPO DE CONSUMO DEL ENSILAJE DE CÁSCARA DE BANANO MADURO POR VACAS HÍBRIDAS DEL HATO LECHERO DE LA EARTH. ........................................... 16 FIGURA 5. CONDICIÓN CORPORAL DE LOS ANIMALES PRODUCTO DE LA SUPLEMENTACIÓN CON ENSILAJE DE CÁSCARA DE BANANO MADURO EN LA LECHERÍA DE LA EARTH, GUÁCIMO, LIMÓN, COSTA RICA ......................................................................... 18 FIGURA 6. PRODUCCIÓN DE LECHE EN VACAS SUPLEMENTADAS Y NO SUPLEMENTADAS CON ENSILAJE DE CÁSCARA DE BANANO MADURO EN LA LECHERÍA DE LA EARTH, GUÁCIMO, LIMÓN, COSTA RICA. ........................................................................ 20 CUADRO 3. COSTOS FIJOS PARA LA IMPLEMENTACIÓN DE UN ENSILAJE DE CÁSCARA DE BANANO MADURO PARA UN SILO DE 1100 KG. DE CAPACIDAD. .............................. 21 xi LISTA DE ANEXOS Anexo Página ANEXO 1 ................................................................................................................. 28 CUADROS DE VOLÚMEN Y PH EN LOS CUATRO SILOS REALIZADOS, Y MEDICIÓN DEL TIEMPO DE CONSUMO DE ENSILAJE DE CÁCARA DE BANANO MADURO EN LAS VACAS MESTIZAS DE LA LECHERÍA DE EARTH. ............................................................................. 28 ANEXO 2. ................................................................................................................ 29 FOTOS DURANTE LAS DIFERENTES PRÁCTICAS PARA LA REALIZACIÓN Y SUPLEMENTACIÓN DEL ENSILAJE DE CÁSCARA DE BANANO MADURO. ................................................ 30 xii INTRODUCCIÓN En el trópico las épocas de sequía o lluvia excesiva afectan la disponibilidad de forrajes, lo que representa una limitante al desarrollo de la ganadería; por esta razón, es necesario encontrar opciones para alimentar los animales en estos períodos críticos. Una de las alternativas es la producción de ensilaje de bajo costo, el que además tiene como ventaja el no depender de las condiciones climáticas para su elaboración y conservación (Cañas, 1995). El ensilado consiste en la conservación de forrajes frescos u otros alimentos que posean un alto contenido de humedad. Esto ocurre mediante la fermentación anaeróbica de los materiales, que es un proceso conocido desde hace mucho tiempo, ocasionado por la formación o adición de ácidos. El producto resultante es lo que se conoce como ensilaje cuyo almacenamiento se realiza en silos de diferentes diseños y capacidad (Cañeque et al., 1987). La calidad del ensilaje se ve afectada por varios factores como son las características propias del material a ensilar y su estado de madurez. El ensilaje tiene ventajas y desventajas; entre las primeras se tiene el que no depende de las condiciones climáticas, la posibilidad de almacenamiento por períodos largos sin pérdida del valor nutritivo, la reducción de la utilización de alimentos concentrados altos en proteína, y la utilización de subproductos de cosecha que tienen un costo mínimo. Entre las desventajas está la pérdida por descomposición, la cual puede ser alta si no se almacena apropiadamente; y los elevados costos del equipo de cosecha, almacenamiento y manejo. En países donde la actividad bananera ocupa un rubro importante de la producción, usualmente, se genera una gran cantidad de rechazo que no cumple con los estándares de calidad para exportación, el cual se aprovecha según Soto (1985) en la elaboración de diferentes subproductos tales como puré y jugos; los cuales a su vez generan un rechazo que es utilizable en la alimentación animal. 1 Estudios realizados en la EARTH por los Proyectos de Graduación de López y Ralda (1999) e Intriago y Paz (2000) han demostrado que la cáscara de banano maduro es un subproducto fácil de ensilar y con excelentes características nutricionales para bovinos y otras especies animales. Éstas investigaciones concluyeron por un lado, que la cáscara de banano maduro ensilada por dos semanas contiene entre 8,5 y 9% de proteína cruda, 13.9% de materia seca. Asimismo, en la cáscara de banano maduro sin ensilar se encontró 8% de proteína cruda, 21% de azúcares reductores, 7% de grasa, 11,34% de fibra cruda, 59,95% de extracto libre de nitrógeno, y 92,85% de humedad. A su vez, recomendaron que un ensilaje exitoso depende del nivel de compactación del material y la recolección de lixiviados (Castro, 1974). En este trabajo, se le dio continuidad a los Proyectos de Graduación citados anteriormente, por lo que se determinó el consumo y la palatabilidad del ensilaje producido a partir de cáscara de banano maduro tratado con EM al 2% en animales híbridos bajo un sistema de doble propósito. Se evaluaron los costos y la rentabilidad de un sistema del ensilaje para su futura implementación como proyecto piloto en fincas de pequeños agricultores en las regiones del Trópico Húmedo donde se cuente con subproductos altos en energía y proteína. 2 OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Producir ensilaje de cáscara de banano maduro a escala semi-industrial y determinar la calidad del mismo, su consumo y palatabilidad en vacas híbridas lactantes (Holstein X Cebú) y estimar los costos de producción en este sistema de ensilaje. OBJETIVOS ESPECÍFICOS • Determinar el consumo y la aceptación del ensilaje de cáscara de banano maduro en animales mestizos bajo un sistema de doble propósito. • Evaluar el efecto de la suplementación con ensilaje de cáscara de banano maduro sobre la producción de leche y la condición corporal de vacas lactantes. • Determinar el rendimiento obtenido a través del ensilaje y su calidad nutricional. • Determinar el costo de la realización de un ensilaje de cáscara de banano maduro producido en una escala semi-industrial. 3 REVISIÓN DE LITERATURA RESIDUOS AGROINDUSTRIALES En la agricultura al igual que otros sectores de la producción, es frecuente la generación de residuos sólidos y semisólidos producto del manejo del cultivo en el campo y la manufactura. Lo anterior es común en muchos de los cultivos tradicionales de exportación como son la caña de azúcar, los cítricos, el café y el banano, entre otros. Siendo la actividad bananera responsable de la mayor producción de desechos en el sector, (18,615 toneladas en 1992)(Ruiz, 1974), derivados de las exigencias del mercado internacional, lo que constituye a su vez un considerable volumen de rechazo (Intriago y Paz, 2000). Uso en la alimentación animal El continuo aumento en los precios de los concentrados para la suplementación animal, hace necesario que en las fincas se haga una búsqueda de nuevas opciones, de amplia disponibilidad y a un menor costo. Hasta ahora, se conocen las propiedades nutricionales de algunos residuos agroindustriales útiles en la alimentación de rumiantes. Una serie de estudios realizados en California se refieren al aprovechamiento de los desechos de la industrialización de cítricos, la manzana y la uva en la nutrición animal, por su alto contenido de energía y proteína (Castro ,1974). ASPECTOS GENERALES DEL BANANO Martínez et al., (2000) mencionan que con la industrialización del banano y el plátano se originan una gama de subproductos utilizables en la alimentación animal. Lo que concuerda con lo establecido por Soto (1985) quien afirma que la cáscara de banano representa el 33% del volumen del fruto de banano maduro y que además ésta posee un alto contenido de agua, potasio, proteína y energía; y una baja presencia de sodio, fósforo y calcio. 4 ENSILAJE Proceso del ensilaje En el proceso de ensilaje se promueve la fermentación de los azúcares y almidones disponibles en los tejidos vegetales, produciendo también ácidos que ayudan a la conservación del valor nutritivo del material. El propósito del ensilaje es conservar los forrajes frescos u otros materiales, aumentando el contenido de materia seca y su valor nutricional, con lo que se espera una buena aceptabilidad por parte del ganado. El ensilaje se debe mantener en silos, con ausencia de oxigeno; siendo el objetivo minimizar las pérdidas por respiración ya que los microorganismos aeróbicos conducen a una putrefacción del material (Zúñiga, 1993). Esto último se puede prevenir manteniendo el ensilaje con altos niveles de acidez (pH menor de 4.2) y una temperatura entre los 20 y 25° C. Durante el proceso, el material continúa respirando y eliminando anhídrido carbónico, con desprendimiento de calor; lo que causa la pérdida de materia seca digerible y la disminución de los azúcares en el tejido. Lo anterior puede limitar el crecimiento de la flora benéfica, siendo necesario llenar y sellar el silo en el menor tiempo posible a fin de evitar la entrada de aire (Cañeque y Sancha, 1998). De igual manera es necesario impedir el desarrollo de aminas, que pueden ser tóxicas, lo que se consigue creando una ambiente ácido ya que esta flora no soporta pH bajos (Cañeque et al., 1987). Función e importancia microbiológica en el proceso del ensilaje Una de las bacterias más importantes en el proceso de ensilado son los coliformes, que al ser facultativas se pueden desarrollar en condiciones aeróbicas o anaeróbicas. Estas bacterias trasforman el azúcar en ácido acético y anhídrido carbónico, y forman pequeñas cantidades de ácido fórmico y ácido láctico, lo cual contribuye en un inicio a la acidificación del ensilado (Cañeque y Sancha, 1998). Luego entran en acción las bacterias lácticas, estrictamente anaeróbicas y de rápida multiplicación, que constituyen posteriormente los microorganismos dominantes en el medio, y su desarrollo está limitado a un pH entre de 3.8 y 6 5 (Cañeque et al,1987). Éstas convierten los azúcares en ácido láctico hasta que el pH se encuentre por debajo de 4, donde su actividad y desarrollo se inhiben. A partir de este momento se estabiliza el ensilado, lo que permite la conservación del mismo bajo condiciones anaeróbicas (Cañeque y Sancha, 1998). Factores que afectan el proceso del ensilado En primer lugar se tiene el contenido de materia seca, el cual afecta el volumen real del ensilaje y la calidad del mismo; siendo un rango de 18 a 25% considerado como el porcentaje ideal para este factor. Es importante tomar en cuenta que el contenido de humedad en el material a ensilar determinará la acidez requerida para detener el desarrollo de organismos indeseados, la producción de lixiviados y la pérdida de nutrientes en el mismo (Vargas, 1979 y Woolfond, 1972). Otro factor necesario, es tener el silo con el mínimo contenido interior de aire, a fin de crear un ambiente anaeróbico propicio para la conservación del producto. De lo contrario, se favorecerá la multiplicación de bacterias aeróbicas que convierten los carbohidratos en ácido butírico y acético (Gómez, 1990). Asimismo, es importante la adición de preservantes para mejorar la estabilidad del proceso; uno de éstos es el ácido propiónico (McDonald et al .,1996). Por último, se debe considerar el tamaño de las partículas del material a ensilar, ya que éste determinará el nivel de compactación y la pérdida de lixiviados (Gómez, 1990). 6 Sistemas de ensilaje Para elaborar ensilajes, las estructuras tradicionalmente usadas han sido los silos de trinchera, de torre y al vacío. Con el tiempo, el incremento en los costos derivados de esta operación, han hecho necesario el diseño de otras estructuras, de menor costo y de fácil manejo que permitan optimizar la conservación de forrajes y granos (Bernal, 1992). Silos Trinchera (Zanjas) Consisten en una zanja construida en el suelo, la cual está sujeta a la infiltración del agua causada por un mal drenaje con la consecuente contaminación del ensilaje; por lo que se recomienda colocar plásticos en las paredes a fin de evitar este problema, lo que a su vez aumenta los costos (Cañeque et al., 1987). No obstante, su mayor exposición al aire durante el llenado, provoca una pérdida sustancial de materia seca (Francis, 1997). Silos Verticales (Torres) Son estructuras cilíndricas y rígidas de mucha altura, que permiten ocupar siete veces menos espacio que los otros sistemas. Entre las ventajas que presentan este tipo de silos se encuentran: el facilitar las operaciones de manejo del ensilaje, favorecer la compactación del material por efecto del peso y una mayor conservación por ser hermético (Cañeque et al., 1987). Silos al vacío Esta es una nueva forma de hacer silos, al crearse un vacío se obtienen algunas ventajas tales como el permitir la apertura y cierre del silo para colocar forraje adicional sin tener pérdidas apreciables de materia seca. En éstos, el forraje se coloca en un depósito de plástico de tamaño variable y se le extrae el aire con una bomba al vacío. Es recomendable poner el forraje en pequeñas bolsas de plástico y comprimirlas, ubicándolas luego en el depósito para que el proceso sea más eficaz (Bernal, 1992). 7 MICROORGANISMOS EFICIENTES (EM) Son una mezcla de diferentes microorganismos benéficos, tanto aeróbicos como anaeróbicos, que cumplen diferentes funciones; consisten generalmente de hongos actinomicetes, levaduras, bacterias ácido lácticas y fotosintéticas, presentes en grandes cantidades en la naturaleza. Comúnmente se les ha utilizado para el procesamiento y la conservación de alimentos para animales, como es el caso del ensilaje (Aoki, 1994). Uso de EM en ensilajes para alimentación animal En la elaboración de alimentos conservados para animales se utiliza EM; éste ayuda a regular los procesos fermentativos de los alimentos, incrementando la estabilidad del pH y evitando procesos indeseados durante su almacenamiento (EM Technologies, 1997). Dentro del tracto digestivo de los animales el EM balancea la microflora, lo que permite mejorar la habilidad de los animales para utilizar nutrientes y disminuir los malos olores provocados por las excretas de los mismos (Sangakkara, 1999). 8 MATERIALES Y METODOLOGÍA LOCALIZACIÓN DEL ENSAYO El experimento se realizó en la lechería de EARTH localizada en Mercedes de Guácimo, provincia de Limón, Costa Rica. La EARTH se encuentra según Holdrige (1987) en la zona de bosque muy húmedo premontano con transición a basal (bh-T). La EARTH se encuentra 10° 11” norte y 10° 15” sur de latitud y entre los 83° 40” este y 83° 55” oeste de longitud. A una elevación promedio sobre el nivel del mar de 59 m. La precipitación promedio anual es de 2922.4 milímetros al año, con una humedad relativa promedio del 90.44% y una temperatura promedio de 25.14 °C. DISEÑO DEL TANQUE PARA EL ENSILAJE DE LA CÁSCARA DE BANANO MADURO Los tanques usados en la elaboración del ensilaje de cáscara de banano maduro tenían una capacidad de 1100 L. A éstos se les adaptó a 10 cm del fondo una placa de metal perforada con cinco agujeros de 2 pulgadas de diámetro, con el propósito de impedir el paso de los sólidos y facilitar la recolección de los lixiviados. En cada agujero se instalaron tubos perforados de PVC de 2 pulgadas de diámetro y 0.6 m de largo, a fin de facilitar la extracción de los lixiviados que se produjeron durante el proceso del ensilaje. En la parte externa de los tanques, se construyó una estructura de metal montada en roles para facilitar el manejo del material a ensilar y la extracción del ensilaje una vez estabilizado. La adaptación consistió en una plataforma de metal rodeada en la base por una malla metálica para un mayor soporte, evitando así la deformación de los mismos. La palanca lateral facilitó la extracción del material. Por último, a fin recolectar los lixiviados del fondo del silo se adaptó un tubo de salida con una llave de paso (Figura 1). 9 Figura 1. Diseño detallado del tanque utilizado en la elaboración del ensilaje de cáscara de banano maduro con EM al 2%. ELABORACIÓN DEL ENSILAJE La cáscara de banano maduro utilizada se transportó en un Pick-up de tonelada y media de capacidad desde la Industria se Procesamiento de Fruta, FRUCTA DE COSTA RICA, ubicada en la Comunidad de La Francia a 22 kilómetros de la EARTH. Ésta se colocó en los tanques formando capas de 10 cm entre las cuales se aplicó una solución de EM activado al 2% con una bomba de espalda y boquilla 8004. Según se observa en la Figura 2, los silos se llenaron con la cáscara de banano maduro hasta el borde superior, alcanzado un volumen aproximado de una tonelada métrica. En cuanto al EM usado, éste se expende inactivo y para activarlo es necesario incubar una parte de EM inactivo con una parte de melaza y 20 partes de agua durante 10 a 15 días, en un recipiente herméticamente cerrado. 10 Figura 2. Tanque ensilado con una tonelada de cáscara de banano maduro y una aplicación de EM al 2% con una bomba de 16 litros. Una vez lleno el silo se colocó dentro de éste una bolsa plástica con tierra para extraer el máximo de aire y crear condiciones anaeróbicas. En la parte superior del silo se puso una bolsa de plástico atada por un neumático para evitar el ingreso de aire atmosférico. La estabilización del ensilaje se llevó a cabo durante 15 días, a partir de los cuales se cosechó y almacenó en bolsas plásticas de 25 kg de capacidad firmemente amarradas y sin aire. DISEÑO EXPERIMENTAL Diariamente se recolectó y midió el volumen de los lixiviados, además, con el objetivo de darle seguimiento al proceso de fermentación se determinó con un potenciómetro Denver Instrument modelo 250 el pH de los mismos. Quince días después se muestreó 1 kg del ensilaje por el método del cuarteo, para hacer un análisis y conocer la calidad del material ensilado. Éste se efectuó en los Laboratorios de Análisis de Materia Prima de la Cooperativa Dos Pinos R.L. 11 Una vez preparado el ensilaje, se hicieron pruebas de digestibilidad y consumo del material en 10 vacas lactantes del sistema de doble propósito de la lechería de EARTH (Figura 3), seleccionadas para este fin con base en su etapa de lactancia (menor de 100 días). Las evaluaciones comprendieron también el tiempo de consumo del ensilaje por día, el comportamiento de los animales, la producción de leche y la condición corporal. En la evaluación de este último parámetro, se usó la escala 5 puntos, con intervalos de cuarto de punto, propuesta por Ferguson (1996) para ganado lechero especializado. La suplementación se realizó durante 8 semanas consecutivas, suministrando 5 kilos diarios de ensilaje a cada vaca en varios comederos. Por otro lado, para evaluar los costos de implementar el sistema de ensilaje a nivel de finca, se evaluó la cantidad de ensilaje que consumen los animales y la respuesta productiva en leche. Figura 3. Vacas durante la suplementación con ensilaje de cáscara de banano madura en la lechería de la EARTH. 12 RESULTADOS Y DISCUSIÓN Con el propósito de ofrecer una opción al empleo de subproductos agrícolas, se evaluó la utilización de la cáscara de banano maduro en la elaboración de ensilaje para la suplementación de vacas híbridas (Holstein X Cebú) lactantes. En el ensilaje se determinó la composición del mismo y el tiempo de consumo por los animales; en los animales se determinó la condición corporal, usando la escala de cinco puntos propuesta por Ferguson (1996) para ganado lechero especializado y el nivel de producción de leche. CALIDAD DEL ENSILAJE Ralda y López (1999), ensilaron cáscara de banano maduro como insumo para la alimentación de ganado bovino, estos autores utilizaron silos artesanales fabricados a partir de barriles plásticos con una capacidad de 54 galones, en los que se colocó 160 kg de cáscara de banano tratada con una solución de EM (Microorganismos Eficientes) al 2% con y sin vacío. Un estudio posterior desarrollado por Intriago y Paz (2000), a diferencia de los anteriores, usó soluciones de EM al 2 y 5%. En el presente trabajo se evaluó el ensilaje de la cáscara de banano maduro tratado con EM al 2% en tanques de 1100 L de capacidad (Figura 1). Para determinar las propiedades del ensilaje se dio seguimiento al proceso de fermentación desde la preparación del material hasta la cosecha del mismo (Cuadro 1), evaluando diariamente el volumen de lixiviados y el pH del mismo. Como se puede apreciar en el Anexo 1, se realizaron cuatro ensilajes en diferentes tiempos, en los cuales se pudo apreciar que el volumen de lixiviados disminuyó con el paso de los días teniendo un aprovechamiento al final del ensilaje del 73 % de la cáscara de banano maduro, ya que el 27%, se perdió como lixiviado durante el proceso; de igual manera se observó una reducción en el pH del ensilaje hasta que éste se estabilizó. Según Cañeque y Sancha (1998), para que un ensilaje tenga el pH adecuado, este debe ser menor de 3.8 ya que así no 13 hay desarrollo de bacterias no deseadas que puedan ocasionar daño al producto final. Cuadro 1. Promedio del volumen y pH de los lixiviados extraídos diariamente de los tanques de 1100 kg de capacidad durante el proceso de fermentación cáscara de banano maduro con EM al 2% (n=4). Días 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 Total Volumen en L/día 77.0 35.8 22.0 20.8 19.0 15.7 14.0 10.0 9.5 7.0 6.0 6.0 6.8 6.0 47.8 + 4.36 + 0.29 + 1.08 + 2.29 + 1.22 + 2.89 + 2.35 + 1.87 + 1.32 + 0.91 + 2.12 + 1.58 + 1.25 + 1.58 + 7.60 pH 4.0 3.9 3.9 3.8 3.8 3.7 3.7 3.8 3.7 3.7 3.7 3.6 3.6 3.6 3.5 + 0.10 + 0.12 + 0.10 + 0.06 + 0.10 + 0.05 + 0.05 + 0.09 + 0.05 + 0.05 + 0.07 + 0.09 + 0.06 + 0.06 + 0.05 303.2 Adicionalmente fueron analizadas dos muestras, obtenidas aleatoriamente por el método cuarteo, para determinar la calidad de dos de los ensilajes (Cuadro 2). Como resultado de éstos análisis se encontró que la elaboración de ensilaje a escala semi-industrial no defiere en la calidad del producto generado a partir de la cáscara de banano maduro por Ralda y López (1999) e Intriago y Paz (2000). Es importante observar que el contenido de materia seca en el presente trabajo fue ligeramente mayor al obtenido por Ralda y López (1999) e Intriago y Paz (2000). Estos resultados permitieron concluir que el aumento en cantidad y volumen no alteraron el proceso de estabilización de la cáscara de banano maduro tratada con EM al 2%. Cuadro 2. Porcentaje de Materia seca, Proteína cruda, Fibra de detergente ácida y neutra, Cenizas, Extracto etéreo y pH del ensilaje de 14 cáscara de banano maduro, fermentado por dos semanas con EM al 2%. Muestra 1 2 Materia seca Proteína % cruda % 12,60 15,40 8,50 10,40 Fibra Fibra Extracto detergente detergente Cenizas % etéreo % ácida % neutra % 29,70 43,00 8,70 6,20 34,40 36,70 7,40 4,90 PH 3,60 3,50 TIEMPO DE CONSUMO Y RESPUESTA DE LOS ANIMALES SUPLEMENTADOS CON CÁSCARA DE BANANO MADURO Cuando se suplementan los animales con concentrado, es necesario un periodo de adaptación por las bacterias del rumen y las papilas ruminales. Este periodo permite el cambio en la población de los microorganismos del rumen y se produce una cantidad mayor de ácidos grasos volátiles (AGV), especialmente de ácido butírico lo que provoca un aumento en el tamaño de las papilas. La adaptación de las papilas es más importante que el de las bacterias, pues a mayor tamaño mayor absorción de AGV, con lo que se acelera la remoción de los mismos, lo que evita la disminución del pH y la acidosis (Dirksen et al. ,1985). En el presente estudio, los animales también requirieron un período de adaptación para llegar a consumir el ensilaje. Esta adaptación se determinó mediante el tiempo de consumo del ensilaje por las vacas, el cual una vez estabilizado indicó la aceptación del suplemento por las bacterias del rumen y las papilas ruminales. En cuanto al tiempo de consumo del ensilaje de las 10 vacas híbridas suplementadas; se encontró que éste disminuyó considerablemente a partir de la primera semana, estabilizándose finalmente en 35 minutos (Figura 4). Asimismo, se puede observar que a partir del día diecisiete se presentó un aumento en el tiempo de consumo del ensilaje; esto se debió a que se separaron las vacas en dos grupos, un primer grupo de cinco vacas más dóciles, las cuales se suplementaron durante los primeros diez minutos y luego se les permitió a las vacas restantes unirse al grupo después de este primer período. La separación de 15 las vacas en dos grupos fue a consecuencia de la observación de que un grupo de vacas era las que consumían la mayor parte del ensilaje y no permitiendo acercarse al alimento al grupo de vacas mas dóciles. 01:55 Tiempo en horas 01:40 01:26 01:12 00:57 00:43 00:28 00:14 00:00 0 10 20 30 40 50 60 Figura 4. Tiempo de consumo del ensilaje de cáscara de banano maduro por Días de Suplementación vacas híbridas del hato lechero de la EARTH. CONDICIÓN CORPORAL La condición corporal consiste en la evaluación subjetiva de las reservas corporales del animal. Aunque inicialmente fue diseñada para los sistemas especializados en la producción de carne y leche, ha tenido una fuerte acogida en los sistemas de doble propósito en América Tropical, dada la importancia que tiene para asesorar el manejo nutricional de los hatos (Wildman et al., 1982). Sin embargo, no se cuenta con una escala específica para ganado mestizo (Bos 16 taurus X Bos indicus) ya que el genotipo afecta el patrón de distribución de las reservas corporales en los animales (Ferguson y Otto, 1989). En el presente trabajo, las evaluaciones de la condición corporal se iniciaron a los 100 días de la lactancia. La escala utilizada determinó un aumento significativo en las reservas corporales de las vacas producto de la suplementación con ensilaje (Figura 5). El análisis de correlación en repuesta a la suplementación de la condición corporal, presenta un valor de R2= 0.692, el cual es indicativo de la respuesta positiva de la suplementación durante la lactancia. De acuerdo con Jácome (1999); los animales en el hato de la lechería de la EARTH que no recibieron suplementación, durante los primeros meses de lactancia presentan una pérdida de condición corporal. Esto, lo podemos afirmar con el presente proyecto, ya que los resultados son similares. Además, se puede agregar que las vacas que recibieron suplementación durante esta época, manifestaron un aumento considerable en la condición corporal, por lo que de continuar la suplementación se podría decir que éstas no tendrán ningún problema al momento del parto. Esto significa que se supliría la demanda de energía existente, por lo que serían animales con mayor posibilidad de mejorar su Condición Corporal (Escala 1-5) producción de leche y su eficiencia reproductiva postparto. y = 0,1275x + 1,7975 R2 = 0,694 3,00 2,50 2,00 1,50 1,00 0,50 17 0,00 1 2 3 4 5 Figura 5. Condición corporal de los animales producto de la suplementación con ensilaje de cáscara de banano maduro en la lechería de la EARTH, Guácimo, Limón, Costa Rica Por otro lado, las vacas que recibieron suplementación con ensilaje de cáscara de banano maduro durante la lactancia, mantuvieron su producción de leche de una manera estable; 1 ya que la tendencia de las vacas en la lechería bajo el sistema de doble propósito en la EARTH es que a medida que se avanza en el tiempo de lactancia, disminuya significativamente su producción de leche. Éste fenómeno se puede observar claramente en la Figura 6 con las vacas que no fueron suplementadas. El inicio de la suplementación, no se observa un aumento en la producción de leche; ya que por un lado las vacas están adaptándose al nuevo alimento y por otro lado, un grupo de vacas inicialmente tuvieron un consumo de ensilaje menor, puesto que el resto del grupo eran vacas dominantes a la hora de la suplementación, lo cual trajo como consecuencia una baja en la producción de las primeras; razón por la que se modificó el método de suministro del suplemento a los animales a fin de homogenizar el consumo. En la lactancia temprana se tiene una producción de leche mayor en respuesta a las reservas corporales de los animales. En este mismo período, cuando la demanda de alimentos para la producción excede la capacidad de ingestión por el animal, se presenta un balance energético negativo, cuya duración 1 Entrevista Personal a Ph. D. Richard Taylor, Profesor de Reproducción Animal y lactancia, Universidad EARTH 18 determina la eficiencia productiva y reproductiva de los animales (CATIE, 1994). En la Figura 6 se muestra el efecto del balance energético negativo en la producción de leche en vacas testigo, ya que las que se suplementaron no disminuyeron su producción, sino que la mantuvieron. En los animales híbridos comúnmente usados en los sistemas de doble propósito no se presentan picos marcados de producción; por el contrario la tendencia de ésta es homogénea en la mayor parte de la lactancia. Sin embargo, en las latitudes tropicales donde el efecto de factores climáticos causa una desadaptación de los animales, la producción tiende a disminuir conforme aumenta la secreción láctea. La figura anterior describe una estabilización en la producción de leche a partir del inicio de la suplementación. Esto concuerda con el incremento en la condición corporal anteriormente descrito. No obstante, conviene aclarar que la disminución en la producción durante la semana posterior al inicio de la suplementación, se dio en respuesta al período de adaptación requerido por las bacterias ruminales para acostumbrarse a consumir ensilaje (Reneau y Linn, 1989). 19 Producción de leche (kg/día) 7.0 6.0 5.0 4.0 Vacas Suplementadas Vacas sin suplementar 3.0 2.0 1.0 0.0 1 2 3 4 5 6 7 Número de Mediciones Figura 6. Producción de leche en vacas suplementadas y no suplementadas con ensilaje de cáscara de banano maduro en la lechería de la EARTH, Guácimo, Limón, Costa Rica. Debido a que la cáscara de banano es un producto de rechazo en las plantas de procesamiento, y a que la cantidad de desecho procesado es considerable; las empresas buscan alternativas de manejo a fin de salir de este desecho; pero mientras encuentran una manera de hacer un subproducto con estos remanentes, las compañías regalan el desecho a los productores para producir abonos orgánicos y para suplementar animales, de esta manera se realiza un manejo de los desechos producidos por los mismos. Por la razón explicada anteriormente, se considera que la producción de ensilaje a partir de cáscara de banano maduro es un negocio que podría ser rentable ya que el costo de producir un kilogramo de ensilaje es de ¢19.8; en cambio, el suplemento con el que generalmente alimentan los productores a su ganado tiene un promedio de ¢402.5/kg; estos datos, se sacaron tomando en cuenta que el ensilaje tiene un rendimiento de 73% sobre una producción de 1100 kg.; además, los costos del ensilaje son fácilmente retribuidos con un incremento de la producción de leche y una mejora en la condición corporal de los animales, 20 lo que trae consigo, una mejor reproducción y menos problemas durante el parto (Cuadro 3). Cuadro 3. Costos fijos para la implementación de un ensilaje de cáscara de banano maduro para un silo de 1100 kg. de capacidad. Costos Fijos Materia Prima EM Unidad kg L Cantidad 1100 1 Transporte a la planta de banano FRUCTA S.A * Mano de Obra TOTAL viajes horas 1 20 Precio Unitario ¢ ¢ 1,950.00 Total ¢ ¢ 1,950.00 ¢ ¢ ¢ 3,344.00 ¢ 10,640.00 ¢ 15,934.00 3,344.00 532.00 * La mano de obra incluye preparación y cosecha del ensilaje, además la recolección de los lixiviados y la aplicación del EM al 2%. 21 CONCLUSIONES • El volumen de materia prima utilizado a una escala semi-industrial en el proceso del ensilado, no defiere en la calidad del producto final, ya que comparando con los estudios anteriores, no existe una diferencia significativa en la calidad del ensilaje. • El producto final del ensilaje de cáscara de banano maduro tiene un porcentaje de rendimiento del 73%; lo cual atribuimos a que la cáscara de banano tiene un porcentaje alto de humedad, y con el transcurso del tiempo y hasta que se estabilice el proceso del ensilaje, el material pierde en forma de lixiviado su peso inicial. • En cuanto a la aceptación de la nueva dieta, las vacas mostraron una respuesta positiva, las cuales se adaptaron en un corto tiempo, aumentando el consumo del suplemento por las vacas durante el período de evaluación. • Al suplementar vacas híbridas con ensilaje de cáscara de banano maduro, encontramos un efecto significativo en el aumento y estabilización de la producción de leche y además la recuperación de la condición corporal de los animales, en el transcurso de la lactancia. • Realizar ensilaje a escala semi-industrial a partir de la cáscara de banano maduro, es un proceso económicamente factible para los agricultores, debido a que la materia prima la proporciona la empresa FRUCTA S.A. sin costo alguno. Por lo tanto, se diminuye los costos de producción, y además se recupera la inversión en términos de incremento en la producción de leche, mejoramiento en la condición corporal y el comportamiento productivo del hato. 22 RECOMENDACIONES • Se aconseja que en estudios posteriores se realice una evaluación detallada del efecto del suplemento sobre el desempeño reproductivo de los animales y la posible implantación de embriones, ya que se mejora la condición corporal de las vacas de la lechería de la EARTH. • Es importante determinar el impacto de la suplementación en la calidad de la leche, es decir en las propiedades químicas y organolépticas de ésta. • En caso de que se estén suplementando animales, hay que darles un tiempo para que se acostumbren a la nueva dieta y luego hacer un estudio detallado del aumento de peso de éstos para poder determinar desde un punto económico si es rentable o no llevar acabo esta suplementación a animales que se encuentren bajo un sistema de estabulación. • Se debe designar un lugar adecuado para el almacenamiento del ensilaje de cáscara de banano maduro en la lechería de la EARTH, ya que actualmente no existe una infraestructura lo suficientemente adecuada para la conservación del mismo y las condiciones que se presentan en este momento, hace que la calidad del ensilaje disminuya. • Seria conveniente evaluar las alternativas de uso para los lixiviados obtenidos durante el proceso de fermentación del ensilaje, pues debido a su bajo pH, creemos que se puede usar como un quemante de malezas. 23 LITERATURA CITADA Aoki, M. 1994. 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ENSILAJE # 1 Fecha 21/08/01 22/08/01 23/08/01 24/08/01 25/08/01 26/08/01 27/08/01 28/08/01 29/08/01 30/08/01 31/08/01 01/09/01 02/09/01 03/09/01 04/09/01 05/09/01 Total ENSILAJE # 2 Tiempo consumo L pH PRIMER ENSILAJE 810 Kg 80.0 4.0 0 35.0 3.9 0 21.0 3.9 0 26.0 3.8 0 17.0 3.8 0 9.0 3.8 0 7.0 3.8 0 6.0 3.8 0 7.0 3.8 0 5.0 3.8 0 3.0 3.9 0 2.0 3.9 0 4.0 3.8 3.0 3.8 0 70.0 3.7 0 295.0 28 Tiempo consumo Fecha L pH 29/08/01 SEGUNDO ENSILAJE 910 Kg 30/08/01 70.0 4.2 0 31/08/01 41.0 4.2 0 01/09/01 20.0 4.1 0 02/09/01 22.0 4.0 0 03/09/01 20.0 4.1 0 04/09/01 19.0 3.9 0 05/09/01 17.0 3.8 0 06/09/01 9.0 4.0 0 07/09/01 8.0 3.8 0 08/09/01 6.0 3.8 0 09/09/01 6.0 3.7 0 10/09/01 8.0 3.7 0 11/09/01 6.0 3.7 1:45 12/09/01 7.0 3.6 1:30 13/09/01 4.0 3.6 1:20 14/09/01 6.0 3.5 1:35 15/09/01 4.0 3.5 0:40 16/09/01 5.0 3.4 0:50 17/09/01 38.0 3.4 0:20 Total 316.0 Continuación. ENSILAJE # 3 1005 Kg Tiempo Fecha L pH consumo 17/09/01 18/09/01 20/09/01 21/09/01 22/09/01 23/09/01 24/09/01 25/09/01 26/09/01 27/09/01 28/09/01 29/01/01 30/09/01 01/10/01 02/10/01 03/10/01 Total no salía 70.0 3.7 30.0 3.6 22.0 3.6 15.0 3.7 17.0 3.6 16.0 10.0 13.0 9.0 3.0 5.0 7.0 4.0 45.0 266.0 3.6 3.6 3.6 3.6 3.6 3.5 3.5 3.5 3.5 0:14 0:25 0:25 0:20 0:23 0:20 0:15 0:17 0:25 0:20 0:20 0:35 0:35 0:30 0:25 0:27 ENSILAJE # 4 Tiempo consumo Fecha L pH 26/09/01 CUARTO ENSILAJE 730 Kg 27/09/01 88.0 3.9 0:30 28/09/01 37.0 3.9 0:33 29/01/01 25.0 3.8 0:35 30/09/01 20.0 3.8 0:25 01/10/01 22.0 3.8 0:30 02/10/01 19.0 3.7 0:32 03/10/01 16.0 3.7 0:30 04/10/01 15.0 3.7 0:35 05/10/01 10.0 3.8 0:33 06/10/01 8.0 3.7 0:28 07/10/01 12.0 3.6 0:33 08/10/01 9.0 3.6 0:40 09/10/01 10.0 3.6 0:35 10/10/01 10.0 3.6 0:34 11/10/01 6.0 3.5 0:35 12/10/01 5.0 3.5 0:35 13/10/01 3.0 3.5 0:35 14/10/01 3.0 3.4 0:35 15/10/01 38.0 3.5 0:35 Total 356.0 Anexo 2. 29 Fotos durante las diferentes prácticas para la realización y suplementación del ensilaje de cáscara de banano maduro. 30 Continuación. 31