Efectos de los sorgo nervadura marrón o BMR

1
Efectos del sorgo nervadura marrón sobre la producción de
carne
_________________________________________________________________________
Effects Brown Middle Rib (BMR) on beef production
Fernández Mayer, A. E.;1* Stuart, R.
J.;2 Chongo, B.2 y Martín, P. C.2
1
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria (INTA)
Ruta Pcial. 76 km. 36.5 (8187)
Bordenave, Buenos Aires, Argentina.
2
Instituto de Ciencia Animal (ICA)
Apartado Postal 24
San José de las Lajas, La Habana, Cuba.
*Correspondencia: [email protected]
Resumen
Los sorgos nervadura marrón o BMR (Brown Middle Rib) se caracterizan por poseer
menores contenidos de lignina que los sorgos forrajeros o graníferos tradicionales, por la
presencia de genes especiales llamados genes BMR, lo que les daría una mayor
degradabilidad potencial a nivel ruminal. Se realizaron 3 experimentos con estos sorgos
BMR, evaluando la respuesta productiva y económica en: 1.- Engorde pastoril con sorgos
BMR como forraje fresco sin agregados de concentrados, 2.- Evaluación de la calidad
nutricional de los sorgos BMR diferidos –heno en pie- vs. silaje de planta entera y 3.Engorde pastoril con sorgos BMR diferidos junto a un cereal forrajero invernal. Se midió:
calidad nutricional, asignación forrajera, consumo de MS, ganancias de peso, eficiencia de
conversión, producción de carne por hectárea y costos de producción. Se discute el rol que
juegan estos sorgos dentro de los planteos productivos. La calidad nutricional diferencial de
los sorgos BMR impacta en forma positiva y significativa en los resultados productivos y
económicos en los sistemas de producción de carne.
Palabras clave: sorgos BMR, forraje fresco, diferido, silaje de planta entera, respuesta
productiva y económica.
Abstract
The BMR sorghum have lower content of lignin than the sudan grass sorghum, because
they have special genes called BMR genes. This would give higher potential degradability
ruminal level. Three experiments were done with these BMR sorghum, evaluating the
productive and economic response in: 1) Grazing fattening with BMR sorghum as fresh
forage with out concentrated added, 2) Evaluation of the nutritional quality of the BMR
sorghum deferred vs silaje of whole plant, and 3) Grazing fattening with BMR sorghum
deferred together with winter forage cereal. Nutritional quality, forage assignment, dry
matter intake, weight gain, convertion efficiency, beef production per hectarea and
production cost were measured. The differential nutritional quality of the BMR sorghum
has a positive and significative impact. The role of the sorghum within productive systems
2
is discussed in the productive and economic result in the beef production systems.
Key words: BMR sorghum, fresh forage, differed, silage of whole plant, productive and
economic response.
Introducción
Los sorgos nervadura marrón o BMR (brown middle rib) se caracterizan por poseer
menores contenidos de lignina que los sorgos forrajeros o graníferos tradicionales. La
mutación asociada con el carácter de nervadura marrón resulta de un cambio en la actividad
enzimática vinculada con el proceso de formación de lignina, influenciado por ciertos
genes, denominados genes BMR, con capacidad de promover un menor depósito de
lignina. La lignina afecta la degradabilidad ruminal de la fracción fibrosa (Spada y
Mombelli, 2007 y Alende et al., 2007).
La inhibición de la digestión de la pared es provocada por el contenido de lignina,
las variaciones en su composición monomérica y los enlaces intramoleculares fuertes con
otros componentes de la pared celular. Esta inhibición varía con los diferentes componentes
de la pared, tejidos, especie vegetal y las fracciones morfológicas de la planta (Sederoff et
al., 2002 y Valenciaga y Chongo, 2004).Además, ejerce un efecto directo sobre la digestión
total y un efecto indirecto (impedimento físico) limitando el acceso de las bacterias a las
zonas degradables de la fibra. Esa menor concentración de lignina de los sorgos BMR les
permite alcanzar mayores niveles de digestibilidad, para el mismo estado fenológico,
comparado con un sorgo forrajero tradicional. (Fernández Mayer, 1999; De León et al.,
2004 y De León, 2005).
Por cada punto de reducción en el contenido de lignina se incrementarían 2 a 3
puntos la digestibilidad de la MS, alcanzando entre 15 al 20% mayor digestibilidad que los
sorgos forrajeros comunes (Giorda y Cordes, 2009). Estudios recientes determinaron que
existen tres tipos de mutantes, BMR-6, BMR-12, BMR-18 que presentan diferentes
comportamientos (De León et al., 2005). La menor producción de lignina la produce el
mutante BMR-12, la mayor el BMR-18 y el mutante BMR-6 es de comportamiento
intermedio (Lazcano, 2002 y Suszkiw, 2007).
En función de los resultados que se están obteniendo, los sorgos BMR pueden ser
una alternativa competitiva respecto a los maíces, sobre todo en zonas donde el cultivo de
maíz podría tener alguna limitante de suelo o clima (De León y Giménez, 2008). Sin
embargo, falta mayor información sobre el comportamiento de los sorgos BMR utilizados
como forraje fresco o diferido –heno en pie-. A partir de ello se diseñaron 3 trabajos
experimentales. El objetivo principal fue evaluar la respuesta productiva y económica de
los sorgos BMR como forraje fresco o diferido en un sistema de producción de carne.
Materiales y métodos
Para la extracción de muestras y el análisis químico de los sorgos (material fresco, silaje o
diferidos) se realizaron de forma manual en 10 sitios seleccionados al azar, según la
técnica de muestreo manual (hand-plucking) (Fernández Mayer et al., 2010). El muestreo
se hizo cada 30 a 35 días de intervalo. En cada sitio se extrajeron 5 submuestra sitio -1
cortando el forraje con la mano a la altura que se comió por los animales (15 - 25 cm) y
respetando el remanente que era dejado por ellos. Las 5 submuestras sitio-1 se mezclaron
3
haciendo un pool (1.0 kg MV muestra-1 sitio-1) y cada una de las 10 muestras (sitios) se
colocó en bolsas de nylon con la identificación correspondiente y conservadas en una
heladera –frezeer- (-5°C) hasta llegar al laboratorio. Mientras que el muestreo de los
sorgos diferidos y silajes de planta entera se realizó siguiendo el método de muestreo
manual (Dulau, 2007) de 10 submuestras extraídas al azar, por cada forraje conservado,
para confeccionar una muestra compuesta (pool) por material de 1.00 kg tal cual muestra-1
para su posterior análisis. El muestreo se hizo cada 30 a 35 días de intervalo. En todos los
casos, se enviaron al laboratorio 5 muestras compuestas (pool) por cada material (diferido o
silaje). La conservación y envío del material al laboratorio después de la extracción fue
similar al de los forrajes frescos.
El análisis químico de las diferentes muestras se realizó en el laboratorio del
Instituto Nacional de Tecnología Agropecuaria –INTA- (Bordenave, Argentina). Se
determinaron MS, proteína bruta (PB), almidón (AOAC, 1995), digestibilidad in vitro de la
MS (DMS) (Tilley y Terry, 1963 Modificado Método de acidificación directa) Ankom
Technology 2008, carbohidratos solubles (CNES) (Método Antrona, Silva et al., 2003),
fibra detergente neutro (FDN) (Van Soest, 1994 con equipo ANKOM) y lignina (LDA)
(Goering y Van Soest, 1970).
La Producción de forraje (kg MS ha-1) se midió arrojando al azar 10 aros metálico
(submuestra) de 0.57 de radio por aro (10 m2 muestreo-1), cortando con tijera a 20 cm de
altura y con un intervalo entre corte de 25 a 30 días –previo a cada pastoreo-. Al forraje de
cada submuestra se lo secó en estufa a 60ºC hasta peso constante para determinar el
porcentaje de MS. A los valores obtenidos se los llevó a kg MS ha-1 (Trasmonte, 2002). La
Asignación de forraje es el forraje que se le asignó a cada animal en función de sus
requerimientos y de la disponibilidad de pasto. Se expresó en kg. MS cada 100 kg PV día-1.
(Ferragine, 2009). La producción de carne se expresó como los kg producidos por hectárea.
La eficiencia de conversión se determinó como el cociente entre el consumo diario de MS y
la ganancia diaria de peso (GDP), expresado en kg de alimentos kg producido-1. En ningún
momento se utilizó suplementación correctiva, ni energética ni proteica.
Los consumos de MS de sorgo se determinaron por diferencia entre oferta y
remanente, ajustado por el nivel de MS, arrojando al azar 10 aros metálicos (submuestra) de
0.57 de radio por aro (10 m2 muestreo-1), a través de una transecta y cortando con tijera a
una altura de 10 cm, antes y después de la entrada de los animales. Para medir consumo se
muestreó cada 30 a 35 días de intervalo (Gallego, 2010). El manejo del pasto fue a través
de parcelas variables, de acuerdo a la oferta de forraje, con cambios cada 2-3 días con
alambrado eléctrico. La oferta fue variable para satisfacer las necesidades nutricionales de
los animales en estudio (Gallego, 2010).
Las pesadas se realizaron con básculas mecánicas con un intervalo entre 30 a 40
días, manteniendo constante el horario de las pesadas. Los animales evaluados, 20 animales
en cada etapa (ensayo I y III), fueron seleccionados al azar. No se suministraron
anabólicos.
Para la comparación de los parámetros químicos y el consumo entre etapas se utilizó
un modelo de clasificación simple y para analizar el comportamiento del PV se utilizó el
análisis de regresión a través del ajuste de modelos lineales y no lineales evaluando los
criterios estadísticos , coeficiente de determinación (R2), cuadrado medio del error (CME),
métodos de estimación Mínimos Cuadrados para el modelo lineal y Levenbeng-Marquardt
(2009) para los modelos no lineales, significación de los parámetros del modelo y auto-
4
correlación de los residuos, a través de Durbin-Watson (DW) (Fernández 2004). Los
parámetros químicos de los sorgos BMR y de los cereales forrajeros de invierno se
analizaron estadísticamente a través del SAS/STAT 2005. El procesamiento de los datos se
realizó mediante el software estadístico SPSS (2006) para Windows.
En todos los trabajos se realizaron los costos directos “marginales” de producción,
que surgen del cociente entre los costos directos de alimentación (forrajes frescos y
conservados), personal y sanidad respecto a la producción total de carne obtenida por
hectárea (u$s kg producido-1). Para elaborar los costos de producción se consideraron los
valores medios (últimos 10 años) del mercado Argentino.
A continuación se presentan los resultados y la discusión de cada uno de los 3
trabajos experimentales.
1. Trabajo
Engorde pastoril con sorgos BMR como forraje fresco sin agregados de
concentrados
Para evaluar los efectos de estos sorgos BMR en la producción de carne, se definió
un experimento cuyos objetivos consistieron en determinar el perfil nutricional de los
sorgos BMR como forraje fresco y buscar superar los 700 g de GDP, sin el empleo de
ningún suplemento, con mínimo costo. El ensayo se instaló en Guaminí, (Buenos Aires,
Argentina) en 2 etapas: la primera se extendió 99 días (22/12/2008 al 31/03/2009) y la
segunda 69 días (06/01 al 16/03/2010). Se utilizaron dos sorgos BMR comerciales (Nutritop
y Nutritop plus de empresa Advanta). Los costos directos del sorgo BMR y personal
fueron 156 y 10 u$s ha-1, respectivamente. Se probaron modelos de regresión lineales.
Resultados
La calidad nutricional de todos los parámetros evaluados fueron muy adecuados,
destacándose la DMS (76.73 y 77.06%, respectivamente). Esto favoreció la obtención de
altas GDP 0.788 y 0.801 kg cabeza-1 día-1, respectivamente y permitió terminar animales, sin
suplementación adicional, con un peso 396 y 402.5 kg cabeza-1, respectivamente. Las
producciones de carne fueron 351.05 y 248.71 kg ha-1, respectivamente. Las asignaciones de
forraje fueron de 4.54 y 4.64 kg MS cada 100 kg PV día-1, respectivamente. Las eficiencias
de conversión fueron 12.44 y 12.98 kg de MS de alimentos kg producido-1, respectivamente.
Los costos de producción fueron 0.45 y 0.63 u$s kg producido-1, respectivamente.
En ambas etapas, los coeficientes de determinación R2 fueron similares (0.93 y 0.94
para el modelo lineal y cuadrático, respectivamente). El cuadrático presentó menor
cuadrado medio del error (CME) que el modelo lineal (73.10 y 89.67, respectivamente) por
lo que se seleccionó este modelo. Todos los parámetros resultaron significativos. El análisis
de los residuos (2008/9) no mostró un comportamiento errático para el modelo cuadrático
ajustado. Mientras que para la etapa 2009/10 el análisis de residuos mostró una mayor
variabilidad en el primer pesaje para el modelo cuadrático ajustado.
Discusión
La respuesta en producción de carne está vinculada a los altos niveles de digestibilidad del
forraje, muy influenciada por el efecto de los genes BMR sobre el menor depósito de lignina
5
(Aello y Dimarco 2004). La digestibilidad in vitro de la MS, media de ambas etapas y durante
todo el aprovechamiento del sorgo fue excelente (76.90 ±2.71%) (Murray et al. 2010). La
digestibilidad de estos sorgos BMR supera entre 10-15%, para similar estado fenológico, a un
Sorgo forrajero (sudan grass) tradicional, (Aello y Dimarco 2004). Berti 2010 determinó que
para obtener una GDP por arriba de los 700 gramos diarios con sorgos forrajeros es
necesario que la digestibilidad de la MS y proteína bruta sea igual o superior a los 72% y
11%, respectivamente, con una asignación forrajera igual o mayor a 3.5 kg. MS cada 100
kg PV-1. Todos estos parámetros químicos se han conseguido en este trabajo.
2. Trabajo
Evaluación de la calidad nutricional de los sorgos BMR diferidos (heno en pie) vs
silaje de planta entera
Debido al alto contenido de agua que tienen los sorgos BMR (+ del 75%), se
producen grandes pérdidas de nutrientes solubles por efluentes al ser ensilados (+ de 200
litros tn-1 de forraje fresco) (Romero et al., 2008). Sin embargo, falta información referente
a su comportamiento utilizándolos como forraje “seco” diferido. A partir de esta
información se diseño un trabajo experimental buscando evaluar la calidad nutricional de
los sorgos BMR bajo dos alternativas de conservar el forraje: como silaje de planta entera y
como diferido (cultivo seco en el potrero). Los objetivos fueron evaluar la calidad
nutricional de los sorgos BMR como silaje de planta entera y como diferido y determinar
los costos de la MS de ambos. Se realizaron 2 ensayos con 2 tratamientos cada uno (T1
silaje planta entera y T2 cultivo diferido, del mismo sorgo BMR). Se usaron 2 cultivares
comerciales (Nutritop y Para Silo) Ambos experimentos se instalaron en la localidad de
Cabildo, (Buenos Aires, Argentina) en el otoño e invierno de 2010 (hemisferio sur). Las
variables analizadas fueron: PB, digestibilidad de la MS, FDN, LDA, CNES y almidón. El
costo directo del cultivo de sorgo BMR fue 73 u$s ha-1. Mientras que costo del picado
(ensilado) + cobertura plástica fue 500 u$s ha-1. El análisis de los datos se realizó mediante
un ANOVA bajo un diseño completamente aleatorizado.
Resultados
Los parámetros nutricionales de los diferidos superaron a los de los silaje (P<0,01) (Cuadro
1), siendo una de las explicaciones los 185 kg MS digestible ha-1 de pérdidas de sustancias
solubles de alta calidad en los silajes con un costo de la MS significativamente inferior
(-546.15%), porque los silajes de planta entera tienen como gasto adicional, el picado del
forraje, no así los diferidos que quedan secos en pie en la parcela (Cuadro 2).
Los sorgos BMR diferidos pueden mejorar los resultados productivos y económicos
de los sistemas ganaderos en regiones con problemas climáticos (sequías o heladas) y/o de
suelos.
6
Cuadro 1. Calidad nutricional de silajes vs diferidos de sorgos BMR (Cabildo, 2010) (%)
1°
Ensayo
Material
T1 :
Silaje
“Nutritop”
T2
Diferido
“Nutritop”
ES (±)
Sign.
MS
27.84
PB
4.88
DMS
64.09
FDN
63.49
FDA
33.43
LDA
4.00
CNES
5.17
Alm.
3.57
pH
4.1
(2.5)
(0.85)
(1.09)
(2.08)
(1.22)
(0.58)
(1.45)
(0.85)
(0.0
8)
88.60
4.88
65.48
64.60
36.48
3.05
11.62
4.39
(4.6)
(0.97)
(1.88)
(1.68)
(1.74)
(0.45)
(0.97)
(0.77)
------
-----
0,189
NS
0,717
NS
0,954
P<0,01
0,825
P<0,01
0,041
NS
0,527
P<0,00
1
0,225
2
P<0,0
5
T1
26.63
Silaje “Para (2.8)
2°
Silo”
Ensayo
T2
54.22
(3.55)
Diferido
“Para Silo”
ES (±)
Sign.
------
-----
7.31
60.06
66.98
32.78
3.70
9.96
9.58
4.5
(1.06)
(2.65)
(2.74)
(1.56)
(0.47)
(0.68)
(1.08)
(0.0
6)
7.25
62.13
62.64
34.30
3.90
10.95
(1.24)
(0.95)
(1.77)
(0.98)
(0.78)
(0.84)
11.2
7
-------
(1.15)
0,254
NS
0,272
P<0,01
0,615
P<0,01
0,298
P<0,05
0,102
NS
0,210
P<0,05
0,318
2
P<0,0
5
-----
Cuadro 2: Costo de producción
Costo del Sorgo BMR
Producción media por ha
Pérdidas de MS por hectárea
Costos por kilo de MS
Silaje de planta entera
573 u$s ha-1
8.500 kg MS ha-1
± 20%
0.084 u$s kg. MS-1 (-546.15%)
Diferido (heno en pie)
73 u$s ha-1
8.500 kg MS ha-1
± 35%
0.013 u$s kg MS-1
Discusión
El sorgo BMR comercial “para silo” diferido tuvo una mayor digestibilidad respecto al
mismo material ensilado (62.13 y 60.06%, respectivamente) (P<0,01). En tanto, el sorgo
BMR comercial “Nutritop” tuvo una tendencia (P=0.08), no significativa, de mayor
digestibilidad del material diferido respecto al material ensilado (65.48 y 64.09 %
digestibilidad de la MS, respectivamente). La mayor digestibilidad del “Para silo” diferido
puede adjudicarse a las menores pérdidas de MS digestible por hectárea (Cummins et al.
2007 y Bras 2010). Mientras que el costo por kilo de MS fue significativamente menor, a
favor del sorgo diferido respecto al ensilado (-546.15%).
7
3. Trabajo
Engorde pastoril con sorgos BMR diferidos junto a un cereal forrajero invernal
El trabajo se desarrollo en Villa Iris, Buenos Aires, Argentina. El experimento tuvo
2 etapas: en la primera se usaron 111 becerros (167 ±15 kg PV becerro-1) durante 93 días
(24/05 al 25/08/2006) y en la segunda se emplearon 276 becerros (163 ±18 kg PV becerro1
) durante125 días (3/05 al 6/09/2007). Los costos directos de las avenas y de los sorgos
BMR fueron 48 y 73 u$s ha-1, respectivamente. Mientras que los costos del personal y
sanidad fueron 10 y 5.0 u$s ha-1, respectivamente.
Resultados
Los sorgos BMR diferidos, en ambas etapas, tuvieron una alta calidad nutricional,
expresada por los altos niveles de digestibilidad y azúcares solubles (70.77%, 69.62% y
12.99%, 12.05%, respectivamente) y moderada proporción de FDN y de lignina (60.95%,
61.55% y 3.54%, 3.72%, respectivamente). Mientras que los niveles medios de proteína de
la avena fueron muy afectados por las heladas (13.64 % y 13.60%, respectivamente),
manteniendo altos niveles de digestibilidad y CNES (79.42, 14.27 % y 80.28, 19.60%,
respectivamente). La carga animal resultante fue 1.58 y 3.9 cabezas ha-1, respectivamente.
Los consumo de MS de las avenas fueron 2.24 y 2.52 y de los sorgos BMR diferidos
3.50 y 4.28 kg MS cabeza-1 día-1, respectivamente. Las asignaciones de forraje fueron de
4.70 y 3.60 kg MS cada 100 kg PV día-1, respectivamente.
Las GDP fueron 0.602 y 0.704 kg cabeza-1 día-1, respectivamente. Las producciones
de carne fueron 106.37 y 343.20 kg ha. El costo de producción de la 2° etapa (2007) fue
muy inferior al obtenido en la primera (2006) (0.37 vs. 1.17 u$s kg.-1, respectivamente),
debido a una mayor carga animal, mayor GDP y a una mayor extensión del trabajo,
respectivamente.
En la primera etapa (2006) fue seleccionado el modelo cuadrático debido que tuvo
más alto el coeficiente de determinación R2 (0.94 y 0.87, respectivamente) y más bajo el
CME (29.52 y 65.99, respectivamente). Mientras que en la segunda etapa (2007) se
seleccionó el modelo lineal porque todos sus parámetros fueron significativos a pesar de
que los R2 y CME fueron similares (0.99 y 10.25, respectivamente).
Discusión
Los sorgos BMR diferidos, en ambas etapas del ensayo, tuvieron una alta calidad
nutricional, expresada por los altos niveles de digestibilidad y CNES. Todos estos
parámetros alcanzaron valores muy buenos y se explicarían por la presencia de los genes
BMR (Spada y Mombelli 2007 y Giorda y Cordes 2009). La respuesta productiva de los
animales que consumen sorgo BMR diferido está íntimamente correlacionada con el aporte
proteico que reciben en la dieta (García et al. 2007 y Romero 2008). En este experimento,
las condiciones climáticas adversas (sequía y fuertes heladas) afectaron el comportamiento
productivo y calidad de las avenas utilizadas, aún así, se obtuvieron muy altas GDP.
Especialmente si se considera que los sorgos BMR son deficientes en proteína (PB ±8%)
(Romero 2008). El costo de producción, especialmente de la 2° etapa (2007), fue muy
8
adecuado para la realidad económica de Argentina y de muchos países de Centroamérica
(Resch 2010).
Conclusiones
La utilización de los sorgos BMR como forraje fresco permitió superar los 700 gramos de
ganancia diaria y terminar animales de razas británicas (380-420 kg cabeza-1), según normas
Argentinas.
La calidad que se obtuvo con los sorgos BMR diferidos fue similar o ligeramente
superior a la de los silajes de planta entera de estos mismos sorgos, con un costo de la MS
significativamente inferior (-546.15 %).
La respuesta productiva y económica al empleo de sorgo BMR diferido junto a un CFI
sin ningún concentrado fueron muy adecuadas para regiones subhúmedas o semiáridas.
La mayor calidad de los sorgos BMR, como forrajes frescos o diferidos, se traduce en
producción de carne siempre que esté acompañado del aporte proteico, el manejo (intensidad
de pastoreo) y la disponibilidad de pasto (kg MS ha-1) adecuada.
En resumen, los sorgos BMR podrían ser una alternativa viable para aquellas regiones
que son afectadas, frecuentemente, por adversidades climáticas (sequías o heladas) u otras
inclemencias que limitan la calidad y cantidad de estos sorgos. El menor costo de producción
hace posible la implementación de esta tecnología, aún, en aquellas explotaciones ganaderas
con menores recursos económicos y financieros.
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