tesis - Universidad de Colima

Caracterización nutricional de Cajanus cajan
UNIVERSIDAD DE COLIMA
POSGRADO INTERINSTITUCIONAL EN CIENCIAS PECUARIAS
CARACTERIZACIÓN NUTRICIONAL DEL GANDUL (Cajanus
cajan), BASADO EN SUS COMPONENTES QUÍMICOS,
DESAPARICIÓN IN SITU Y CINÉTICA DIGESTIVA
T E S I S
QUE PARA OBTENER EL GRADO DE
MAESTRA EN CIENCIAS PECUARIAS
P R ES E NTA
ROSA MARTÍNEZ PAMATZ
TUTOR: DR. JOSÉ ZORRILLA RÍOS
COLIMA, COLIMA , MEXICO
OCTUBRE DEL 2002
1
DR. ENRIQUE SILVA PEÑA
COORDINADOR DEL POSGRADO
INTERISTITUCIONAL EN CIENCIAS PECUARIAS
UNIVERSIDAD DE COLIMA
Presente:
Por medio de la presente me permito informarle a usted que la tesis intitulada
CARACTERIZACIÓN NUTRICIONAL DEL GANDUL (Cajanus cajan),
BASADO
EN SUS COMPONENTES QUÍMICOS, DESAPARICIÓN IN SITU Y CINÉTICA
DIGESTIVA, que presenta la Q.F.B. Rosa Martínez Pamatz para obtener el grado
de Maestra en Ciencias Pecuarias, ha sido terminada satisfactoriamente, por lo
cual otorgo mi voto aprobatorio.
Sin nada por el momento, agradezco la ateción que brinde a la presente.
presente.
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
ÍNDICE
ANEXOS
INDICE GENERAL
PAG
.......................................................................................... i
INDICE DE CUADROS......................................................................................... v
INDICE DE FOTOGRAFIAS ................................................................................ vii
INDICE DE GRÁFICAS........................................................................................ vii
RESUMEN............................................................................................................ 1
SUMMARY............................................................................................................ 3
1. INTRODUCCIÓN.............................................................................................. 5
2. HIPÓTESIS....................................................................................................... 7
3. OBJETIVO GENERAL...................................................................................... 7
3.1.OBETIVOS ESPECÍFICOS........................................................................ 7
4. REVISIÓN DE LITERATURA........................................................................... 8
4.1. Aspectos agronómicos.................................................................................. 8
4.2.Importancia de las leguminosas..................................................................... 9
4.3. Producción de forraje..................................................................................... 9
4.4. Cinética de degradación in situ ...................................................................... 11
4.5.Degradación del alimento............................................................................... 12
4.6. Degradación de la proteína........................................................................... 13
4.7. Degradación de las paredes celulares.......................................................... 15
4.8. Interpretación y desaparición de la cinética de degradación y partículas en
rumen.................................................................................................................... 16
4.9. Alimentación.................................................................................................. 16
2
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
PAG
4.10. Digestibilidad..............................................................................................
17
4.10.1. Método directo............................................................................ 18
4.10.2. Método indirecto......................................................................... 18
4.11. Digestibilidad aparente...............................................................................
20
4.12. Digestibilidad verdadera.............................................................................. 20
4.13. Tasa de pasaje............................................................................................ 21
4.14. Pasaje de sólidos de retículo-rumen........................................................... 22
5.0. MATERIALES Y MÉTODOS.......................................................................... 23
5.1. Localización................................................................................................... 23
5.1.1. Experimento I. Evaluación del rendimiento de forraje, composición
química y digestibilidad in situ en diferentes partes comestibles del gandul
(Cajanus cajan) con diferentes edades de crecimiento....................................... 24
5.1.1.1. Manejo de la unidad experimental........................................................... 24
5.1.1.2. Diseño experimental utilizado................................................................ 26
5.1.1.3. Variables medidas................................................................................... 27
5.1.1.4. Análisis químicos.................................................................................... 27
5.1.2. Experimento II. Comparación de la cinética in situ de la desaparición
ruminal del forraje de gandul y leucaena en diferentes tiempos de incubación,
así como de vainas de Cajanus cajan (gandul) Leucaena leucocephala
(leucaena) y Prosopis spp ( mezquite)................................................................. 28
5.1.2.1. Manejo del material experimental...........................................................
3
28
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
PAG
5.1.2.2 Diseño experimental................................................................................
31
5.1.3 Experimento III. Digestibilidad aparente y tasa de pasaje del gandul
(Cajanus cajan) y alfalfa (Medicago sativa) en becerras Holstein, utilizando un
marcador
externo
(Cr2O3)
y
colección
parcial
de
heces.................................................................................................................... 31
5.1.3.1 Manejo de la unidad experimental............................................................ 31
5.1.3.2 Diseño experimental................................................................................. 34
5.1.3.3 Medición de variables............................................................................... 35
6.0 RESULTADOS............................................................................................... 36
6.1 Experimento I.................................................................................................. 36
6.1.1 Rendimiento de forraje................................................................................ 36
6.1.2. Composición química y digestibilidad in situ............................................... 38
6.2 Experimento II................................................................................................. 44
6.2.1 Resultados de la degradación in situ del forraje de Cajanus cajan y 44
Leucaena leucocephala........................................................................................
6.2.2 Resultados de la degradación in situ de las vainas de Cajanus cajan, 48
Leucaena leucocephala y Prosopis spp...............................................................
6.3 Experimento III............................................................................................... 52
6.3.1 Digestibilidad aparente................................................................................ 53
6.3.2 Tasa de pasaje de la fracción sólida del contenido ruminal........................ 54
7.0 DISCUSIÓN.................................................................................................... 56
4
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
PAG
7.1 Experimento I.................................................................................................. 56
7.2. Experimento II................................................................................................ 58
7.3. Experimento III............................................................................................... 60
8.0. CONCLUSIONES.......................................................................................... 63
8.1. Experimento I................................................................................................. 63
8.2. Experimento II................................................................................................ 63
8.3. Experimento III............................................................................................... 63
9.0 LITERATURA CITADA................................................................................... 64
5
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
ÍNDICE DE CUADROS
PAG
Cuadro 1. Producción de diferentes porciones vegetales en materia seca de
gandul (Cajanus cajan) en cuatro edades de corte en 1998............ 37
Cuadro 2. Proporción de las partes de la planta, estudiadas en material
comestible de Cajanus cajan en el año de 1997............................ 37
Cuadro 3. Composición química ( %) y desaparición in situ (DISMS, %) del
follaje de Cajanus cajan porción comestible en diferentes cortes
38
en el año de 1997................................................................
Cuadro 4. Composición química( %) y desaparición in situ (DISMS, %) de las
hojas de Cajanus cajan en diferentes cortes en el año de
1997.................................................................................................. 39
Cuadro 5. Composición química( %) y desaparición in situ (DISMS, %) del 40
tallo de Cajanus cajan porción comestible en diferentes cortes en
el año de 1997.............................................................................
Cuadro 6. Composición química( %) y desaparición in situ (DISMS, %) de la
vaina de Cajanus cajan en diferentes cortes en el año de
1997.................................................................................................. 40
Cuadro 7. Composición química ( %) y desaparición in situ (DISMS, %) del
follaje de Cajanus cajan porción comestible en diferentes cortes
en el año de 1998..................................................................
41
Cuadro 8. Composición química ( %) y desaparición in situ (DISMS, %) de
hojas de Cajanus cajan en diferentes cortes en el año de
1998..................................................................................................
Cuadro 9.
Composición química ( %) y desaparición in situ (DISMS, %) del
tallo de Cajanus cajan en diferentes cortes en el año de 1998
42
43
Cuadro 10. Composición química ( %) y desaparición in situ (DISMS, %) de la
vaina
de
Cajanus
cajan
en
el
año
de
1998.................................................................................................. 43
Cuadro 11. Composición del forraje empleado en la cinética in situ de
degradación ruminal de gandul (Cajanus cajan) y leucaena
(Leucaena leucocephala)................................................................. 44
Cuadro 12. Degradación in situ de la materia seca del Cajanus cajan (gandul)
y de Leucaena leucocephala (leucaena) en diferentes tiempos de
6
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
PAG
incubación ruminal en cuatro edades de corte.................................
45
Cuadro 13. Degradación in situ de la materia orgánica del Cajanus cajan
(gandul) y de Leucaena leucocephala (leucaena) en diferentes
tiempos de incubación ruminal en cuatro edades de corte.............. 46
Cuadro 14. Degradación in situ de la proteína cruda del Cajanus cajan
(gandul) y de Leucaena leucocephala (leucaena) en diferentes
tiempos de incubación ruminal en cuatro edades de corte.............. 47
Cuadro 15. Degradación in situ de la fibra neutro detergente de Cajanus cajan
(gandul) y de Leucaena leucocephala (leucaena) en diferentes
tiempos de incubación ruminal en cuatro edades de corte............. 48
Cuadro 16. Composición de las vainas empleadas en la degradación in situ
de cinética ruminal........................................................................... 49
Cuadro 17. Desaparición in situ de la materia seca de tres vainas forrajeras,
Cajanus cajan (gandul), Leucaena leucocephala (leucaena) y
Prosopis spp (mezquite) en diferentes tiempos de incubación........ 49
Cuadro 18. Desaparición in situ de la materia orgánica de tres vainas
forrajeras, Cajanus cajan (gandul), Leucaena leucocephala
(leucaena) y Prosopis spp (mezquite) en diferentes tiempos de
incubación......................................................................................... 50
Cuadro 19. Desaparición in situ de la proteína cruda de tres vainas forrajeras,
Cajanus cajan (gandul), Leucaena leucocephala (leucaena) y
Prosopis spp (mezquite) en diferentes tiempos de incubación........ 51
Cuadro 20. Desaparición in situ de la fibra neutro detergente de tres vainas
forrajeras, Cajanus cajan (gandul), Leucaena leucocephala
(leucaena) y Prosopis spp (mezquite) en diferentes tiempos de
incubación......................................................................................... 51
Cuadro 21. Composición del alimento ofrecido durante el experimento III......... 52
Cuadro 22. Consumo de alimento durante el experimento III............................
Cuadro 23.
Digestibilidad aparente ( % ) de Cajanus cajan (gandul) en dos
edades de corte y Medicago sativa (alfalfa )...........................
7
53
53
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
ÍNDICE DE FOTOGRAFIAS
PAG
Fotografía No.1
Midiendo la altura del Cajanus cajan (gandul) ................. 25
Fotografía No.2
Colocación en rumen de polyseda para cinética in
situ....................................................................................
Fotografía No.3
29
Becerras Hostein alimentadas con Cajanus cajan
(gandul).............................................................................. 33
ÍNDICE DE GRÁFICAS
Gráfica 1.
Gráfica 2.
PAG
Tasa de pasaje de la fracción sólida de dos leguminosas
Cajanus cajan (gandul) a los 160 días al corte y Medicago
sativa (alfalfa)............................................................................. 54
Tasa de pasaje de la fracción sólida de dos leguminosas
Cajanus cajan (gandul ) a 240 días al corte y Medicago sativa
(alfalfa)....................................................................................... 55
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Caracterización nutricional de Cajanus cajan
COMITÉ TUTORAL: Dr. José Zorrilla Ríos
Dr. José Manuel Palma García
Dr. Rafael Macedo Barragán
9
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
DEDICATORIA
A mis padres Maximino Martínez Tzintzún y Angelina Pamatz Orozco,
porque siempre me inculcaron los valores de honestidad, trabajo y
sencillez.
A mis hermanos Maximino, Cuahutémoc, Fernando, Jorge Alberto,
Juan Ramón, Aida Marvina y Jesús Ángel, por su cariño y solidaridad.
A mis maravillosos sobrinos (as) Nadia, Betsabe, Belén, Erik, Clarissa,
FranK, y Carolina, por esa sonrisa y cariño limpio que me dan,
deseando que tomen lo mejor de mí.
A mis amigas Alma Evelia Ochoa Torres, Adriana González Vigueras,
Adriana Nathal Vera, a la memoria de Martha Serratos Venegas y
Teresa Palomar Pinto por su amistad sincera, a mis amigos muy
especialmente a ti Alvaro por los pasados siete años y todo lo que
aprendí de ti.
Al Doctor José Zorrilla Ríos por haber aceptado ser mi Tutor principal
a sabiendas que es una persona muy ocupada y por que se le admira
por su honestidad como asesor y al Doctor José Manuel Palma, por
todo ese tiempo que gasto en la revisión del trabajo y con apego al
método Científico y al Dr. Rubén Barajas Cruz.
A mi comité Tutoral Dr. José Zorrilla Ríos, Dr. José Manuel Palma,
Dr. Rafael Macedo, por su tiempo dedicado a la revisión de este
documento.
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Caracterización nutricional de Cajanus cajan
A los compañeros del Campo Experimental “Clavellinas”,
Ramón
Hernández Virgen, Juan A. Eguiarte Vázquez, Rosario Rodríguez
Ramírez, Martha Sosa Rubio, especialmente al Ing. Alfredo González
Sotelo quién me motivo a emprender esta aventura.
A las personas que me ayudaron en el trabajo de campo, Silvano y
Juan Hernández Martínez y René Lares Arellano porque dieron más
de la remuneración económica que recibieron
y al Sr. Raúl Arias
Mundo.
A mis ahijados (as) y a sus padres por hacer más estrecha nuestra
amistad, al hacernos compadres.
A Dios Padre, Dios Hijo y Espíritu Santo por que siempre están
conmigo y me ayudaron a salir adelante en
elaboración de éste trabajo.
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los tropiezos de la
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
RECONOCIMIENTOS
Instituto
Nacional
de
Investigaciones
Forestales,
Agrícolas
y
Pecuarias, por darme la oportunidad de superarme.
Al Campo Experimental “Clavellinas” por ser mi centro de trabajo y
donde realicé todo el trabajo experimental que me ha visto crecer
profesionalmente.
Al Postgrado Interinstitucional en Ciencias Pecuarias (PICP) de la
Universidad de Colima, por la oportunidad que nos da de seguirnos
formando.
Quiero dar mi reconocimiento muy sincero a CONACYT, por el
estímulo económico que me dio para estudiar el Postgrado.
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Caracterización nutricional de Cajanus cajan
RESUMEN
El objetivo de este trabajo fue la evaluación agronómica, composición química y
digestibilidad in situ del follaje y fruto de Cajanus cajan como alimento para
bovinos. En la evaluación agronómica se consideró la producción de material
comestible (MC) hoja + tallo< 4mm, hoja (H)
tallo (T) y vainas (V) así como la
altura de la planta (M), la proporción de sus componentes y el número de plantas
por metro cuadrado la materia seca (MS), proteína cruda (PC), digestibilidad in situ
de la MS (DISMS), fibra neutro detergente (FDN), fibra ácido detergente (FAD),
celulosa (CEL), lignina (LIG), calcio (Ca), y fósforo (P) para 1997 a los 60, 80, 100,
120, 140 y 160 días después de la siembra y para 1998 a los 120, 160, 200 y 240
días después de la siembra. Se realizaron cinco pruebas de cinética in situ de
desaparición ruminal
del forraje y fruto de Cajanus cajan y Leucaena
leucocephala. Se utilizó una vaca Holstein de 600 Kg, fístulada en rumen, se
colocaron dentro del rumen bolsas de polyseda con seis gramos de muestra
molida a 1 mm a intervalos de 2, 4, 8, 12, 24, 36, 48 y 72 horas. Además se
utilizaron seis becerras Holstein para comparar la digestibilidad aparente y la tasa
de pasaje de Cajanus cajan y Medicago sativa utilizando un marcador externo;
óxido de cromo. La edad al corte afectó la producción de materia seca “MC”, “H”
y “ T” (P<0.05), modificándose con una tendencia cuadrática (P<0.01), alcanzando
una producción de MC, H, T y V de 3.4, 2.4, 1.0 y 1.0 ton h-1 a los 160, 160, 200 y
240 días de edad al corte respectivamente. En la composición química para 1997,
los días al corte se modificaron con una tendencia lineal y/o cuadrática en la
mayoría de las variables en estudio en el MC, H, T y V. En este aspecto las
variables de composición química para 1998 tuvieron un comportamiento general
heterogéneo en las variables de estudio en las diferentes partes comestibles del
Cajanus cajan mostrando consistencia en MC, H y T con tendencia lineal en MS,
PC y en forma cuadrática en FDA y LIG. En la degradación in situ de MS y MO se
observaron resultados más sobresalientes en la leucaena “a+b” de 85.6, 87.2 y
82.7%; 84.1, 84.6 y 81.6% para 90, 130 y 170 días respectivamente, el mayor
tiempo de degradación “c” fue en el gandul a los 120 días en MS y MO con 0.133 y
0.125% h-1 respectivamente. Para PC “a+b” fue más alta en leucaena a los 90 y
13
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
130 días con 93.2 y 94.9% respectivamente, en “c” el mayor fue para el gandul a
los 120 días con 0.139% h-1. Para FDN en “a+b” los cortes de leucaena resultaron
estadísticamente diferentes (P<0.05) con respecto al gandul a los 160 y 200 días
al corte, la mayor tasa de degradación se obtuvo en gandul a los 120 días con
0.098%h-1. En las vainas la degradación in situ en la de gandul mostró valores
más sobresalientes en MS, MO, PC y FDN con 95.7, 97.1, 96.0 y 91.6%
respectivamente. En la digestibilidad aparente en MS, MO, PC y FDN los
resultados fueron menores (P<0.05) para el gandul a los 160 días comparado con
la alfalfa de 73.2, 75.2, 76.7, y 52.1%; 85.8, 86.7, 86.1 y 76.8 respectivamente.
Similar tendencia se obtuvo con gandul a los 240 días y alfalfa con 60.5, 60.7,
58.8, 41.3%; y 70.4, 72.1, 73.0, 60.8% respectivamente. Para la tasa de pasaje fue
estadísticamente igual (P>0.05) en ambas leguminosas con 0.051/h y 0.059/h
respectivamente para el gandul a los 160 días y alfalfa, en la segunda evaluación
mostró el mismo comportamiento (P>0.05) con gandul a los 240 días y alfalfa de
0.053/h y 0.063/h. Los resultados de cinética digestiva llevados a cabo indican un
alto potencial de degradación ruminal de los nutrientes aportados por el Cajanus
cajan, lo que convierte en una opción atractiva nutricionalmente para incluirse en
dietas para bovinos con niveles de cualquier otra leguminosa.
14
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
SUMMARY
The objetive of this research was to evaluate agronomic chemical composition and
in situ digestibility fodder and fruit (pod) in Cajanus cajan for bovine feeding .
Agronomic production in eatable material EM (leaf+steam < 4 mm), leaf “L”,
steam “S” and pod “P” , height the plant (M) the proportion their components and
number plants for m2 , Dry Matter (DM) Protein Crude (PC) in situ Digestibility
(DISMS) Neutral Detergente Fiber (NDF) Acid detergent Fiber (ADF) Lignin (LIG)
Celluloe ( CELL ) Calcium ( Ca) and Phosphurs (P) in 1997 at 60, 80, 100, 120,
140 and 160 days and 1998 at 120, 160, 200 and 240 days after seeding.
Performance five test kinetics of rumunal dissapearance in situ used fodder and
fruit Cajanus cajan (gandul) and Leucaena leucocephala (leucaena) rumen
fistulated Holstein cow (600 kg) incubating samples of 6 g and particle size 1 mm
in polyseda bags in intervals for 2, 4, 8, 12, 36 ,48, and 72 h. Moreover six young
cows used for to compare apparent digestibility as rate of passage by partial
collection fecal samples estimations based on chromium oxide (Cr2O3) in Cajanus
cajan (gandul) y Medicago sativa (alfalfa). The time cutting affected fodder yield of
DM in “EM” “L” and “S” (P<0.05) observed changes about cuadratic tendency
(P<0.05) Showed production of EM, L, S, and P at 3.4, 2.4, 1.0 and 1.0 ton h-1 at
160, 160, 200 and 240 days respectively. In chemical composition 1997 the time
cutting showes about lineal and/o cuadratic tendency in the majority variables in
this study EM L S and P. In this aspect variables of chemical composition 1998
observed consistence EM, L, and S about lineal tendency in DM CP and cuadratic
form in ADF and LIG. Kinetics of ruminal dissapearance in situ DM and OM
showed results excellents in leucaena the potential degradation “a+b” was highest
85.6, 87.2 and 82.7%; 84.1, 84.6 and 81.6% for 90, 130 and 170 days respectively,
in degradation time “c” the larger was gandul at 120 days in DM and OM with 0.133
and 0.125% h-1 respectively. For CP the better “a+b” was leucaena at 90 and 130
days with 93.2 and 94.9 respectively. In “c” was gandul at 120 days 0.139% h-1.
For NFD “a+b” the cuttings leucaena was diferent stadistically (P<0.05) at gandul
160 and 200 days age time, for “c” in gandul was great at 120 days 0.098% h-1. In
3
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
ruminal dissapearance pods gandul showed highest degradation “a+b” with 95.7,
97.1, 96.0 and 91.6% respectively for DM, OM, CP, and NFD. In apparent
digestibility gandul was smaller than alfalfa (P<0.05) in DM, OM, CP, NFD at 73.2,
75.2, 76.7, and 52.1%; 85.8, 86.7, 86.1 and 76.8% respectively, same tendency
abserved gandul at 240 days and alfalfa with 60.5, 60.7, 58.8, 41.2%; 70.4, 72.1,
73.0 and 60.8 respectively. In rate of passage was same stadisticaly (P>0.05) in
both leguminosae with 0.051/h and 0.059/h respectively gandul at 160 days and
alfalfa in othe r evaluation was same deportment gandul 240 days and alfalfa
0.053/h and 0.063/h.The chemical-nutritional components was better when seeded
in month november, the environment affect the development physical of the plants.
The result of Kinetic digestive development showed one highest potential in
ruminal degradation in components nutriments Cajanus cajan wherefore is a one
atractive opción for addition in bovine feeding with levels anyone other
leguminosae.
4
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
1. INTRODUCCIÓN
Las gramíneas son
el alimento básico para el ganado pero presenta
limitaciones nutricionales en cuanto a calidad y cantidad, en particular en regiones
con sequías prolongadas. En estas condiciones, las leguminosas arbustivas son
una opción para aumentar la producción bovina de carne y/o leche (Ahmad, 1986;
Atta-Krah et al., 1986; Mohamed-Saleem et al., 1986) y mejorar la ecología del
suelo (Tothill, 1986).
Las leguminosas tropicales tienen amplio potencial, para incrementar la
producción pecuaria, debido a su contenido de proteína cruda, digestibilidad y
mejor consumo voluntario. Estos indicadores son más altos que los observados
en las gramíneas tropicales con similar estado vegetativo (Coates, 1995).
Para que las leguminosas se puedan aprovechar íntegramente, se requiere
evaluar su comportamiento agronómico (Cruz
et al., 2000), así como sus
aspectos nutricionales en condiciones específicas. Ya que es necesario conocer la
composición nutricional a diferentes edades de corte, para saber cuál es la óptima.
Por otro lado, la elaboración de raciones para rumiantes han sido tradicionalmente
balanceadas de acuerdo a los componentes de los alimentos (proteína cruda,
extracto etéreo, extracto libre de nitrógeno, y fibra cruda). Sin embargo, cada día
se acumula más información que señala que
la tasa de degradación de los
alimentos en el rumen, puede tener un profundo efecto en la fermentación y por lo
tanto en la aportación de nutrientes para el rumiante, por los siguientes escenarios
1) Si la cantidad de proteína degradada excede la cantidad de carbohidratos
fermentables, grandes cantidades de N se pueden perder como amoníaco; 2) Si la
5
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
cantidad de carbohidratos fermentables excede la cantidad de proteína
degradable, la producción de proteína microbiana disminuye; 3) Si los alimentos
se degradan lentamente, el rumen se llena y disminuye el consumo y 4) Si la
cantidad degradada es lenta, parte del contenido escapa la fermentación ruminal
pasando directamente al intestino (Russell et al., 1992).
Otro método para medir la degradabilidad de los nutrimentos de los
alimentos para rumiantes, es el uso de marcadores indigestibles como el óxido de
cromo que se da en el alimento, seguido de colección parcial de heces y
posteriormente medición del marcador (Orskov, 1992). Los resultados obtenidos,
hasta la fecha indican que este método es muy prometedor para mejorar la
exactitud en la determinación del valor nutritivo (Mayard et al., 1975).
La información sobre los diferentes forrajes, considerando la variación
entre especies y variedades, así como las diferencias entre las distintas partes de
la planta y el efecto de la madurez, todo esto ayudará a comprender mejor el
valor potencial de los forrajes y su uso más eficiente (Orskov et al., 1980).
Dentro de las leguminosas, el Cajanus cajan es utilizado como forraje e incluso
en la implantación de praderas mixtas, por lo que este cultivo es considerado
como una alternativa para la producción de alimentos proteicos (Sandoval et al.,
1987).
Motivo por el cuál este trabajo pretende dar mayor información sobre la
producción de biomasa, composición química, degradación en rumen, así como la
digestibilidad aparente y tasa de pasaje del gandul (Cajanus cajan).
6
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
2.0 HIPÓTESIS
El gandul (Cajanus cajan) es una leguminosa tropical que al ser utilizada
como forraje en la alimentación de bovinos se comporta nutricional y
digestivamente en forma similar o mejor que la alfalfa (Medicago sativa) y que la
leucaena (Leucaena leucocephala).
3.0 OBJETIVO GENERAL
Caracterizar nutricionalmente al gandul (Cajanus cajan) como una opción
alimenticia para bovinos en la región Pacífico Centro.
3.1. OBJETIVOS ESPECÍFICOS
3.1.1. Generar información sobre la utilización apropiada de diferentes partes
comestibles del Cajanus cajan, en condiciones de riego y en diferentes tiempos
de corte a través de la determinación del rendimiento de forraje, composición
química y digestibilidad in situ.
3.1.2. Conocer algunos parámetros de degradabilidad ruminal y características
nutricionales del forraje de Cajanus cajan
comparado con
Leucaena
leucocephala.
3.1.3. Establecer algunos parámetros de degradabilidad ruminal y características
nutricionales de las vainas de Cajanus cajan, Leucaena leucocephala y Prosopis
spp.
3.1.4. Determinar la digestibilidad aparente y tasa de pasaje ruminal de la porción
comestible del gandul (Cajanus cajan)
y compararlo con determinaciones
similares conducidas en alfalfa (Medicago sativa).
7
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
4. REVISIÓN DE LITERATURA
4.1. Aspectos agronómicos.
Cajanus cajan
(L.) Millsp., Syn. C. Indicus Spreng. Se le conoce como,
gandul, guisante de paloma, chícharo de árbol, Pigeon pea, Red gram, y guandul
entre algunos (Kay, 1979).
Algunos investigadores consideran que su origen es Indú. Sin embargo,
existe evidencia de que se cultivó en Egipto antes del año 2000 a. C (Kay, 1979).
Esta leguminosa arbustiva, leñosa, se considera semiperenne (González y
Eguiarte 1996) con una altura promedio 1.32m (Odongo et. al., 1991) en un rango
de 0.6m a 3.6m., aunque se reportan árboles de hasta 5m de altura (Van der
Maesen, 1986). Su establecimiento es por semilla depositada directamente al
suelo (ICRISAT, 1986).
El Cajanus cajan es de distribución tropical y de amplia adaptación. En México se
encuentra principalmente a lo largo de la planicie del Golfo y en la Costa del
Pacífico y fue introducida por el INIFAP, al Campo Experimental
en
1990.
“Clavellinas”
Se adapta bien a casi todos los suelos de condiciones normales,
arcillosos, compactos,
pedregosos, y secos (Aguilar, 1946). Requiere de poco
fertilizante (González et al., 1996). Su ciclo de cultivo varía de 150 a 360 días, de
acuerdo con la especie y latitud (Calegari, 1995). En la India, sur y este de Africa y
América Central se cultiva para la obtención de grano para la alimentación
humana (Sinha, 1978; CGIAR, 1998). Según Semple (1974) el Cajanus cajan
8
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
está considerado como uno de los arbustos y árboles más importantes en
Indonesia, así como en los países en desarrollo del trópico (Duke, 1984).
4.2. Importancia de las leguminosas.
Las leguminosas tropicales tienen amplio potencial, de incrementar la
producción pecuaria debido a su contenido de proteína cruda, digestibilidad y
consumo voluntario. Estos indicadores son usualmente más altos que los
observados por a
l s gramíneas tropicales con similar estado vegetativo (Coates,
1995).
Para poder aprovechar íntegramente las propiedades, de las leguminosas
se requiere evaluar su comportamiento agronómico (Cruz et al., 2000) y aspectos
nutricionales en diferentes etapas de crecimiento para identificar su punto óptimo
de aprovechamiento. Así pues las leguminosas son una opción práctica y
económica para mejorar la alimentación del ganado y disminuir los costos de
alimentación.
4.3. Producción de forraje
De la producción mundial el 95% de la cosecha se produce en el sur de Asia,
sobre todo en la India (Kay, 1979). Por otra parte, Aykoyd y Doughty (1982)
reporta que la producción en el mundo fue de 2’123 000 Ton.
En la India las producciones de forraje de Cajanus cajan suelen estar entre
1,680 –2,020 Kg/Ha. En el Este de Africa las producciones promediaron los 4509
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
670 Kg/Ha, pero se pueden alcanzar los 1,120 Kg/Ha. En Egipto los rendimientos
medios son de unos 825 Kg/Ha (Kay, 1979). En Australia se recolectaron 2,447 Kg
de materia seca en 372 días (sin fertilización) y 3,796 Kg/Ha fertilizado. En
Colombia se obtuvo 1,400 Kg de MS por Ha (Skerman et al., 1991). En
Sudamérica se producen en promedio 449 Kg/Ha (Duke, 1984).
Henke et al, (1940),
evaluó el Cajanus cajan con toros de pastoreo
reconociendo su potencial para este fin. En Hawai se ha reportado una ganancia
de peso vivo en toretes
de 280 kg/ha/año en cultivos puros de gandul,
comparados con 181 kg/ha/año con pastos mixtos (Whiteman y Norton, 1981),
con la desventaja de que bajo condiciones de pastoreo directo, se presenta una
alta incidencia de ramas quebradas (Partridge, 1998). González et al (1996)
encontraron una ganancia de peso en becerras Holstein en praderas de Estrella
de África con gandul de 0.792 Kg/animal/día.
Su contenido de proteína de 25% (Faris et al., 1987) aunado al buen
comportamiento animal observado en otras latitudes, colocan al Cajanus cajan
como alternativa forrajera tropical promisoria. Otros trabajos sugirieron que las
raciones de 30 % de Cajanus cajan
con pasto nativo pueden incrementar los
parámetros de digestibilidad (Livas y Murrieta, 1986).
Tradicionalmente el Cajanus cajan en fincas pecuarias es utilizado con
múltiples fines: grano para consumo humano; follaje para consumo animal;
floración para la producción de miel de abeja (Skerman et al., 1991); medicina
(Duke, 1984) y leña. También se ha empleado en la implantación de praderas
mixtas (Becerra, 1986), considerándose ésta como una alternativa para la
producción de alimentos proteicos (Sandoval et al., 1987).
10
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
4.4. Cinética de degradación in situ.
La degradación de un alimento en rumen se puede valorar con la técnica de
cinética de degradación in situ que ayuda a obtener el valor de los alimentos para
la producción animal, con la finalidad de predecir su valor nutritivo del animal
(Orskov et al., 1980). Para realizar éste análisis se utiliza la técnica de la bolsa de
fibra artificial, la cuál se expone a las condiciones ruminales por períodos de
tiempo preestablecidos, lo que convierte a esta técnica como una de los mejores
métodos disponible para estimar la degradación ruminal de un ingrediente (Miller y
Orskov, 1985), con una aceptable correlación de resultados equivalentes in vivo
(Huntington y Givens, 1995).
La cinética in situ de desaparición ruminal de un alimento se refiere a la
cantidad de un sustrato que puede ser degrada por unidad de tiempo (Ruiz y
Ruiz, 1990) a través de la estimación de las tasas de degradación o desaparición
de dicha fracción en función del tiempo (McDonald, 1981; Mertens y Ely, 1982),
por lo que es posible clasificar a los alimentos en fácilmente digeribles, de
digestión lenta o en indigeribles (Mertens, 1993). Estos métodos in situ se pueden
emplear para estimar la cinética de digestión de fracciones específicas del
alimento, tales como la proteína o cada uno de los componentes de las paredes
celulares (Mertens, 1993). Es por todo esto que esta metodología inclusive ha sido
incorporada a modelos de estimaciones de consumo voluntario (Thuah et al.,
1996).
11
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
La digestión en los rumiantes es
interacciones dinámicas entre
un proceso complejo que incorpora
la ración, la población microbiana y el animal.
Conceptos como digestibilidad o eficiencia de conversión son coeficientes
generalmente estáticos e independientes del tiempo; sin embargo, ambos
procesos van a depender del tiempo de retención y de la velocidad de reacción de
los nutrientes en el rumen (Mertens, 1993).
4.5. Degradación del alimento.
La desaparición del material de las bolsas de nylon a través del tiempo es
un estimado de la degradabilidad del alimento por la actividad microbiana ruminal.
La relación entre la desaparición de materia seca,
detergente,
proteína, y fibra neutro
de las bolsas con tiempo se puede describir por medio de una
ecuación de primer orden del tipo p = a+b(1-e-ct).
En esta expresión matemática, la constante “a” representa él intercepto de la
curva, o sea el material que se disuelve inmediatamente en él líquido ruminal, pero
que ocupa un espacio en el rumen. En contraste, la constante “b”, es la porción
insoluble pero potencialmente degradable de la fracción alimenticia en estudio
(Shem et al., 1995). El valor de la constante “c” en la ecuación indica la velocidad
de degradación del material insoluble. Los valores de estas constantes
combinadas con el tiempo de retención determinarán la cantidad de material que
se degrada. Al contrario de a y b, c no es una constante del valor específico del
alimento sino una determinación de las condiciones ideales de celulosis (Orskov et
al., 1988).
12
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
Se debe resaltar que la suma de a+b no es igual a la digestibilidad, debido a que
varía de acuerdo al tiempo que el alimento pase en el rumen. La tasa de
degradación representa la porción de la fracción potencialmente degradable en el
rumen, que desaparece por unidad de tiempo (hora). La magnitud de este ritmo o
tasa de desaparición depende entre otros factores del volumen del rumen, el nivel
de alimentación y posiblemente del tamaño de partícula del alimento (Orskov y
Ryle, 1989)
4.6. Degradación de la proteína.
La importancia de la extensa degradación de la proteína en rumen ha sido
completamente reconocida en los últimos años y han sido estudiadas por Orskov
(1970;1974;1977) y Miller (1973), entre otros.
En el caso de la proteína el grado en el que se degrada una proteína
depende de muchos factores por ejemplo su solubilidad (Henderickx y Martin,
1963 ). Esta degradación esta en función del tiempo, lo que se ha evidenciado a
través de técnicas in vitro, e in situ. Por otra parte se considera la degradación de
la proteína en el rumen
en función de la actividad proteolítica de la flora
microbiana (McAllan y Smith, 1983).
La proteína que entra al rumen-retículo tiene la posibilidad de ser
degradada por bacterias y protozoarios. La degradación básicamente involucra
dos pasos: hidrolización de la cadena péptida (proteólisis) para producir péptidos
y aminoácidos, y la desaminación de los aminoácidos. Después de la proteólisis,
los péptidos o aminoácidos liberados pueden dejar el rumen-retículo, y ser
13
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
utilizados para el crecimiento microbial, o pueden ser degradados en amoníaco y
los aminoácidos libres.
Los aminoácidos son rápidamente degradados en el rumen, por lo que pocos
aminoácidos están disponibles para la absorción o pasaje del rumen-retículo
(Villalobos et al., 2000).
La conversión del nitrógeno de la ración a amonio y nitrógeno microbial
puede ser extremadamente importante por la total utilización del nitrógeno por el
rumiante. Bajo ciertas condiciones, las cantidades considerables de nitrógeno en
la ración pueden ser degradadas a amonio e incorporarse a la proteína microbial
(Crawford et al., 1980). De acuerdo a la composición química de las proteínas,
estas tienen diferente grado de degradación en
el rumen (NRC, 1985 ). La
proteína rápidamente degradable en el líquido ruminal representa la fracción
proteica inmediatamente soluble y nitrógeno no proteico.
Así mismo la
degradación ruminal es una función de la naturaleza de las mismas proteínas y de
su tiempo de residencia en el rumen (Beever y Cotrill, 1994). La degradación de la
proteína en el rumen influye en el pH y la concentración de nitrógeno amoniacal
en el líquido ruminal.
Estas variaciones modifican el ambiente ruminal,
propiciando cambios en la capacidad de degradación de la proteína dietaria (NRC,
1996).
14
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
4.7. Degradación de las paredes celulares.
Las paredes celulares provienen de un largo y renovable
origen de
biomasa vegetal que en el caso de la alimentación ruminal, se convierte en una
importante fuente de energía la cual puede ser parcialmente transformada en
carne y leche para consumo humano (Mertens, 1993).
El contenido de paredes en los forrajes es nutricionalmente importante
porque los forrajes de altos niveles de paredes celulares son de baja digestibilidad
y de bajo consumo voluntario por los rumiantes (Minson, 1990).
Las paredes celulares comprenden del 20 al 80 % del forraje seco y están
compuestos principalmente de celulosa, lignina, hemicelulosa y pectina (Niklas,
1989).
La fibra detergente neutro (FDN) representa la matriz insoluble de la pared
celular, substancias covalentes unidas o íntimamente asociadas a través de
uniones hidrógeno, cristalinidad u otra asociación intramolecular que las hace
resistentes a soluciones con concentraciones fisiológicas (Van Soest y Robertson,
1985). La extracción de FDN separa a la planta en material soluble (dentro de la
célula) azúcares, proteínas, almidón y lípidos,
los cuáles están cerca del 100%
de digestibilidad dentro del animal y la fracción insoluble puede ser parcialmente
digerido (Hatfield, 1992).
Cuando existe un valor alto en el contenido de FDN esta indicando una
fuerte estructura en los tejidos de hojas y tallos. Esta estructura esta formada por
partículas
de forma larga, éstas son las intervienen en la resistencia a la
reducción del tamaño del forraje por la rumia y digestión (Poppi et al., 1985).
15
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
El consumo de raciones basadas en forraje incrementan el pH ruminal, ello
debido al efecto amortiguador de la saliva, lo que ocaciona una mejora en el
ambiente ruminal (Russell y Hespell, 1981).
4.8. Interpretación y descripción de la cinética de degradación y partículas en
rumen.
Los alimentos que son consumidos por los rumiantes se acumulan en
rumen donde son fraccionados por mecanismos físicos, como la rumia, y
subsecuentemente a través de la acción directa de los microorganismos del
rumen. Después de un periodo de estancia variable y cuando el tamaño de la
partícula alimenticia se ha reducido substancialmente, ésta pasa del rumen al
omaso a través del orificio retículo-omasal. Consecuentemente, la utilización de
los nutrientes, especialmente la degradación de la proteína por los rumiantes está
en función de estos procesos (Villalobos et al., 2000).
4.9. Alimentación
La producción animal esta restringida; primero por la energía proporcionada
y segundo por el balance de los nutrientes, los cuáles afectan la eficiencia de la
energía usada. El óptimo balance de nutrientes es afectado por el estrés, el estado
fisiológico, nivel de producción y actividad física (Kay et al., 1980).
16
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
4.10. Digestibilidad
La definición más simple de digestibilidad es “La medición de la cantidad de
nutrimentos que después de pasar por el tubo digestivo no aparecen en las heces”
(Castellanos et al. , 1990). Es decir que el alimento que se ingiere, una parte se
aprovecha y la otra se elimina, por las heces principalmente (Flores, 1987).
La digestibilidad de una ración es influenciada por factores como digestión
de la materia seca, la tasa de pasaje de partículas, el pH de la digesta y la
naturaleza de la población microbial existente en el rumen.
Por otra parte tenemos que el contenido del rumen puede ser visualizado en una
fase líquida y una sólida. La fracción líquida contiene agua, componentes solubles
de alimento y nutrientes solubles por los procesos de degradación de los
microorganismos. La fracción sólida contiene material en proceso de degradación
y / o material no degradable e indigestible.
El volumen de agua que entra al
rumen vía ingestión animal es generalmente más grande que el volumen del
material sólido. Además del líquido que se introduce al rumen de la secreción de la
saliva durante la masticación (Evans, 1981).
Existe dos métodos para determinar la digestibilidad los cuáles se dividen en
métodos directos e indirectos.
17
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
4.10.1. Método directo.
La
estimación directa de la digestibilidad de un alimento mediante la
predicción de residuos no digeridos en el rumen, esto se hace midiendo el pasaje
de la cantidad de digesta en el retículo-rumen. Una forma consiste en colectar
todas las heces producidas por los animales en experimentación. Durante todo el
período de colección mediante bolsas sujetas al animal o en recipientes
especiales cuando se utilizan jaulas o cubículos en la realización de la prueba
(Castellanos et al., 1990).
Otra forma es la que propuso Minson (1996) un método en el cuál, el contenido
ruminal se mantiene en estado estable (cantidad que entra proporcional a la que
sale).
La alimentación continua se logra mediante un alimentador automático
situado sobre las jaulas de metabolismo, donde se alojan animales fistulados al
rumen. El alimento se suministra durante siete días y luego se procede a vaciar la
totalidad del contenido del retículo-rumen, el cuál, luego de pesado, es
muestreado para determinar los porcentajes de materia seca, materia orgánica y
fibra. Posteriormente, se devuelve el contenido ruminal al animal correspondiente.
4.10.2. Método indirecto.
Los ensayos de la forma directa son muy laboriosos y se gasta mucho
tiempo. Por ello los investigadores han buscado el método indirecto para evaluar
la digestibilidad, un método que ha demostrado aceptable exactitud, se basa en el
empleo de una sustancia inerte “marcador” (Maynard y Loosli,1975).
18
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
Este método elimina la necesidad de hacer la colección total de heces que
además de incomodar a los animales, cuando se utiliza bolsa colectora, tiene el
riesgo de pérdida de parte de las heces por accidente. Para esto se hace uso de
marcadores.
La utilización de marcadores hace posible la estimación del pasaje de la digesta a
través del tubo digestivo ( Teeter et al., 1984; Ellis et al., 1979; Uden et al., 1978;
1980; Pond et al., 1988; 1989).
El pasaje de los sólidos se refiere al flujo de material indigestible a través
del tubo digestivo. Este tránsito puede ser medido administrando marcadores,
seguido de colecciones a intervalos de tiempo (Castellanos et al., 1990).
Dentro de la clasificación de los marcadores se encuentran los no absorbibles, son
sustancias que no se absorben en el tracto digestivo y son recuperados
completamente en las heces. Estos a su vez pueden ser externos e internos. Los
externos son marcadores o indicadores que se adicionan a la dieta o se
proporcionan oralmente. Los internos, son aquellos que aparecen naturalmente en
la dieta.
Entre los marcadores externos estan los metales: óxido de cromo (Cr2O3 ), cloruro
de cromo(CrCl3), cromato de sodio (Na 2CrO4). Sales minerales: sulfato de bario
(BaSO4), tiocianato de cobre(CuSCN). Entre estos estan los marcadores solubles
en agua como el polientilenglicol (PEG) y ácido etilendinitrilo-tetracético de cromo
(Cr-EDTA).
Los marcadores internos como la silica, lignina cromógenos (Kotb
1972).
19
y Luckey,
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
4.11. Digestibilidad aparente
El concepto de digestibilidad aparente se puede expresar de varias formas,
dependiendo de la información que se emplee para su estimación. Así tenemos
que: la digestibilidad aparente se considera como la diferencia entre la totalidad de
los nutrientes excretados en las heces y lo consumido (Maynard y Loosli, 1975).
Van Soest (1982) define a la digestibilidad aparente como el balance de la pérdida
del alimento en las heces. Así mismo, mucha de la materia orgánica presente en
las heces y por ende digestible, es de origen endógeno (descamación intestinal) y
microbiana (Cullison, 1979).
4. 12. Digestibilidad verdadera.
La digestibilidad verdadera es el balance entre la dieta y los residuos del
alimento en las heces inclusive productos del metabolismo. El coeficiente de
digestibilidad verdadera es más alto que el de digestibilidad aparente. Así es de
que el significado de digestibilidad verdadera esta en que representa las partes
del
alimento disponible para la digestión animal o enzimas microbiales (Van
Soest, 1982).
Castellanos et al., 1990, mencionan que el concepto de digestibilidad verdadera es
un concepto teórico, para su determinación se requeriría hacer una diferenciación
de los componentes que apareciendo en las heces no son de origen alimenticio
directo, sino de origen metabólico.
20
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
4.13. Tasa de pasaje
Durante los últimos veinte años ha existido gran interés por
desarrollar metodologías apropiadas para cuantificar la dinámica de los procesos
digestivos en rumiantes (Lascano y Quiroz, 1990).
La tasa de pasaje se refiere a la cantidad de digesta (como peso o proporción)
que pasa por un punto en el tracto alimentario en un tiempo determinado (Kotb y
Luckey, 1972).
Variaciones en la capacidad digestiva y en la tasa de pasaje de residuos
digeribles y no digeridos tienen grandes implicaciones en la nutrición de rumiantes
que consumen raciones de relativa baja digestibilidad, como son los forrajes
tropicales. Es así como el flujo y eficiencia de utilización de los nutrientes por el
rumiante, están en gran medida determinados por la capacidad o volumen del
tracto digestivo, por las tasas de digestión y el pasaje de las partículas sólidas
potencialmente digeridas y no digeridas.
Para entender mejor los resultados de estudios de la tasa de pasaje en
nutrición animal, se toma como ejemplo un modelo simplificado de la dinámica de
digestión y pasaje en rumiantes propuesto por Ellis (1978). En este modelo la
mayor parte del contenido celular que entra al tracto digestivo desaparece por
digestión con una tasa. El contenido celular que desaparece por pasaje es
pequeño y hace que esta fracción del alimento se considere de una digestibilidad
nutritiva casi total y uniforme. La porción digerible de la pared celular puede
desaparecer del rumen por digestión y pasaje, pero la fracción indigerible de la
pared celular sólo puede desaparecer por pasaje.
21
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
En el caso de los forrajes, la pared celular constituye la fracción que tiene
mayor influencia sobre el flujo de la digesta y, por ende, sobre el consumo
voluntario (Lascano y Quiroz, 1990).
Para determinar la tasa de pasaje en el tracto digestivo de un forraje se
usan marcadores (Lascano y Quiroz, 1990). Considerando que un marcador es
aquella sustancia que no afecta la digestibilidad de la fracción dietaria que
pretende monitorear, que no es tóxico, que es recuperable totalmente en heces y
de fácil determinación.
4.14. Pasaje de sólidos del retículo -rumen
Varias características físicas influyen en el pasaje así como en la rapidez y
la extensión de digestión ruminal del alimento consumido. Zorrilla et al., (1985)
demostraron el impacto que en la fragilidad de la fibra tenía la aplicación de
amoníaco a la paja de trigo y su efecto en la disgregación en partículas más
pequeñas del material tratado, y su tasa de desaparición ruminal, ya fuese por
digestión y / o pasaje.
Otro factor que influye en la determinación del pasaje de los sólidos de
retículo-rumen, la ración la cual se ubica en la porción sólida del contenido
gastrointestinal, con la limitante de que éste no es un buen estimador del flujo de
los nutrientes digestibles, los cuáles podrían mostrar un comportamiento
de
tránsito tanto en modelos de fluidos como el de modelo sólidos (Zorrilla at al.,
1991).
22
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
Es por esta razón que en estudios enfocados a determinar la cinética
digestiva en rumiantes, se ha recurrido al monitoreo en forma simultánea de
ambas fracciones, la sólida y la líquida a través del uso de marcadores
independientes. Cabe señalar que las respuestas no han sido siempre
consistentes, lo que indica limitaciones metodológicas propias de este tipo de
estudios y prácticamente insalvables hasta la fecha (Zorrilla et al., 1985).
5.0 MATERIALES Y MÉTODOS
5.1. Localización
El trabajo se realizó en el Campo Experimental “Clavellinas” Municipio de
Tuxpan, Jal., a 19°35´ de latitud norte, 103°20’ de longitud oeste y una altitud de
1,137 m.s.n.m.
Las condiciones climáticas son
de subtrópico subhúmedo
semicalido (Medina et al., 1998), con una temperatura media anual de 20.5°C
(máxima de 34°C y mínima de 6°C), el 90% de lluvias en verano y, ocasionales,
durante el invierno con una precipitación promedio anual de 785.4 mm. Los suelos
son de topografía regular, con textura clasificada como migajón-arcillo-arenoso,
con un regular contenido de materia orgánica y pH neutro.
En la conducción de la investigación que aquí se presenta, se incluyen los
resultados de tres experimentos con los que se abarcaron aspectos agronómicos
en la producción del gandul, así como determinaciones de su valor nutricional en
términos de composición química y cinética digestiva en bovinos, utilizando en
23
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
forma comparativa, determinaciones similares de alfalfa, leucaena y mezquite,
según la pertinencia del estudio.
5.1.1. EXPERIMENTO I. Evaluación del rendimiento de forraje, composición
química y digestibilidad in situ en diferentes partes comestibles del gandul
(Cajanus cajan) con diferentes edades de crecimiento.
5.1.1.1. Manejo de la unidad experimental
Las determinaciones de la composición química conducidas en el año 1997
se realizaron en seis observaciones secuenciales (días al corte) con 20 días de
intervalo entre cada una 60 (Octubre), 80 (Noviembre), 100 (Diciembre), 120
(Enero), 140 (Enero) y 160 días (Febrero). En 1998 y con el propósito de ampliar
el rango de estudio realizado en 1997 sobre las características del gandul, se
realizaron determinaciones del rendimiento de forraje y composición química en
cuatro observaciones de 40 días de intervalo entre cada una, a partir de los 120
días después de la siembra [120 (Agosto), 160 (Septiembre), 200 (Octubre) y 240
días (Diciembre)].
La siembra en 1997 se realizó en el mes de Agosto, y para 1998 fue en
abril. En ambos casos se utilizaron 533 m2, de terreno en una siembra sobre
tierra húmeda, de surcos contiguos, depositando tres granos de gandul a una
distancia de 80 cm entre plantas, sin aplicación de inoculante. La preparación del
terreno consistió en barbecho, dos pasos de rastra y surcado a 80 cm. En total se
utilizaron 1.5 kilos de semilla, con una densidad de 60,000 plantas/ha.
24
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
El lote experimental se mantuvo libre de plagas con la aplicación de Aldrin
(Paration metílico al 2%), y de
maleza con deshierbes manuales. Las plantas
fueron regadas por gravedad, con láminas de 4 cm una vez por semana al inicio
de la plantación. Ya establecido el cultivo, se dio un riego cada 30 días hasta que
se estableció el temporal de lluvias. Cuando la planta tenia 60 días se aplicó una
fertilización foliar (20 N-30P-10K Kg./ha/año) como única aplicación.
Las determinaciones de índole agronómica consistieron en medir la altura
de la planta (fotografía No. 1), el número de plantas (Cantú, 1990) y el rendimiento
de materia seca a una altura de corte de 85 cm del nivel del suelo.
Estas
determinaciones se realizaron en un área experimental útil de 2 m2 por repetición,
haciendo un total de 12.
Fotografía 1. Midiendo la altura de Cajanus cajan
25
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
Se consideró forraje comestible, el material de hoja + tallo (flor y vaina en
su caso) presente en las ramas del estrato superior de la planta con un diámetro
menor o igual de 4 mm en el estrato superior de la planta, de acuerdo a la
metodología para arbustivas forrajeras (Huss y Aguirre, 1979).
Para cada tratamiento, se tomó una muestra de la porción comestible del
follaje, previa homogeneización, lo que se referirá como hoja+tallo, con o sin flor o
vaina según el caso. De este mismo material se hizo la separación de hojas, tallo y
vainas para obtener el rendimiento de cada una de las partes de la planta.
La materia seca se determinó utilizando una estufa de aire forzado a 60°C
por 48 hrs para posteriormente moler la muestra utilizando un molino Wiley con
criba de 1 mm y subsecuentemente realizar los análisis químicos y digestibilidad.
5.1.1.2. Diseño experimental utilizado.
Se utilizó un diseño completamente al azar (Snedecor y Cochran, 1974)
aplicando los días al corte como criterio para generar polinomios ortogonales de
comparación, los cuáles se formaron, en el caso de la evaluación de 1997 con n=
6 (número de cortes, 60, 80, 100, 120, 140 y 160 días) Para el año 1998 n= 4
(número de cortes, 120, 160, 200 y 240 días)
con la finalidad de probar los
efectos lineales y cuadráticos y estimar el significado de las variables de
rendimiento agronómico y de composición química. En el análisis estadístico se
utilizó el paquete SAS (1985).
26
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
5.1.1.3. Variables medidas.
Se evaluó la producción de forraje seco por ciclo vegetati vo de nueve
meses (hojas + tallos, hoja, tallo y vaina); materia seca (MS), proteína cruda
(PC), digestibilidad in situ de la materia seca (DISMS), fibra neutro detergente
(FDN), fibra ácido detergente (FDA), lignina (LIG), celulosa (CEL), calcio (Ca), y
fósforo (P). La evaluación de la vaina se realizó en una sola ocasión.
5.1.1.4. Análisis químicos
La determinación de materia seca se llevó a 600C durante 48 horas o hasta
peso constante ( A.O.A.C. 1990).
(A.O.A.C. 1990);
La PC se estimó por el método Kjeldhal
las fracciones de fibra FDN utilizando una solución neutro
detergente, la FDA empleando una solución ácido detergente (Van Soest y Wine,
1967),
la Lignina por oxidación con permanganato (Van Soest, 1968),
y la
Celulosa por incineración después de realizar la determinación de lignina (Goering
y Van Soest, 1975). La determinación de DISMS se llevó a cabo por incubación
en rumen de una vaca fistulada utilizando bolsas de nylon (Orskov, 1980).
Finalmente, el contenido de Calcio se midió por precipitación y valoración con
permanganato (A.O.A.C. 1980) y el de Fósforo por espectrofotometría (A.O.A.C.
1984).
27
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
5.1.2. EXPERIMENTO II. Comparación de la cinética in situ de la desaparición
ruminal del forraje del gandul y leucaena en diferentes tiempos de incubación, así
como de vainas de Cajanus cajan (gandul), Leucaena leucocephala (leucaena) y
Prosopis spp (mezquite).
5.1.2.1. Manejo del Material experimental.
Se cortó forraje comestible de Cajanus cajan a 120, 160, 200 y 240 días
después de sembrado (follaje y en su caso flor y vaina en caso de estar
presentes). Así mismo se cosechó forraje comestible de Leucaena leucocephala
(tallos menores o iguales a
4 mm) a los 50, 90, 130 y 170 días de rebrote
adoptando para este caso el criterio de incluir en el corte, material de tallos
flexibles. La selección de vainas de gandul (Cajanus cajan), leucaena (Leucaena
leucocephala) y mezquite (Prosopis spp.) tomando como criterio su estado de
madurez de la vaina en relación a la presencia de semilla.
La etapa de estudio de la desaparición ruminal (cinética in situ) de forraje
y vainas en estudio implicó la conducción de cinco corridas bajo el siguiente
esquema: la primera consistió en incluir forraje de gandul (120 días de edad al
corte, formado 66% hoja y 34% tallo) con forraje de Leucaena (50 días de rebrote,
consistiendo de 70% de hoja y 30% de tallo); la segunda, gandul de 160 días
(72.5% hoja y 27.5% de tallo) y leucaena a los 90 días( 70% de hoja y 30% de
tallo); la tercera, gandul a los 200 días (follaje (hoja+tallo) 93.0% + flor 7.0%) y
leucaena 130 días (70% de hoja y 30% de tallo); la cuarta, gandul a los 240 días
(follaje 50.7 %+flor 3.4%+vaina 45.8%) y leucaena (70% de hoja y 30% de tallo) a
28
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
los 170 días. En la quinta corrida se incluyó la vaina de gandul, leucaena
y
mezquite.
La incubación ruminal se realizó en una vaca fistulada
de 600 kilos de
peso, consumiendo una ración constante de dos kilos de concentrado (de 20% de
PC y 3.16 Mcal de EM calculada) y ocho kilos de heno de alfalfa, siguiendo la
técnica de Orskov et al (1980).
En cada una de los ensayos de cinética de desaparición in situ, se utilizaron
bolsas de polyseda de 8 cm x 16 cm con 1,600 orificios/cm2 en las cuales se
incluyó aproximadamente seis gramos de muestra parcialmente seca, molida en
criba de 1mm, con cuatro repeticiones por cada uno de los intervalos de tiempo de
incubación: 2, 4, 8, 12, 24, 36, 48 y 72 horas. Este esquema de incubación arrojó
un total de 72 bolsas cuando se trabajó con los forrajes y 108 bolsas con las
vainas.
Las bolsas se colocaron en el rumen en orden inverso al tiempo de
incubación. Fotografía 2.
Fotografía 2. Colcación en rumen de bolsas de polyseda para cinética in situ
29
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
Terminadas las 72 horas de incubación, todas las bolsas se sacaron juntas,
se lavaron en forma manual hasta que el agua estuviera clara con la finalidad de
inhibir la acción bacteriana. Posteriormente se secaron en estufa de aire forzado a
60°C por 48 horas y subsecuentemente se pesaron para determinar el porciento
de materia seca desaparecida. Con el objeto de tener suficiente material para
análisis químicos de MO, PC y FDN, el residuo de las cuatro bolsas por hora de
incubación se uniformizó en una sola muestra, los valores de MO, PC y FDN así
obtenidos se utilizaron en los datos de desaparición de MS para cada una de las
cuatro repeticiones de bolsa.
En forma separada se realizó el tiempo cero de desaparición física del material,
consistiendo en sumergir las bolsas con muestra en agua corriente a 39°C durante
cinco minutos, para posteriormente sujetarse al manejo rutinario de lavado,
secado y pesaje de las bolsas incubadas.
La degradabilidad de la materia seca, materia orgánica, proteína cruda y
fibra detergente neutro fue calculada de
acuerdo al modelo sugerido por
McDonald (1981), por una regresión lineal Y=a+b(1-exp -ct), en donde Y es la tasa
de degradación al tiempo t, mientras que a, b y c son constantes; “e” equivale al
inverso del logaritmo natural de 1, con lo que se fija una condición de ecuación de
primer orden, es decir, en la que se acepta que el movimiento del nutriente hacia
el exterior del comportamiento que lo contiene es en una proporción constante al
volumen residual.
30
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
5.1.2.2. Diseño experimental
Se utilizó un diseño completamente al azar, y comparación de medias por
Tukey, con un nivel de significancia de 0.05. Para el análisis estadístico se utilizó
el paquete de diseños experimentales de la FAUANL (Olivares, 1989).
5.1.3. EXPERIMENTO III.
Digestibilidad aparente y tasa de pasaje del gandul
(Cajanus cajan) y alfalfa (Medicago sativa) en becerras Holstein, utilizando un
marcador externo (Cr2 O3) y colección parcial de heces.
5.1.3.1. Manejo de la unidad experimental
Para la obtención de este forraje, se sembraron 4,000m2 (en el mes de
noviembre) en surcos contiguos depositando de tres a cuatro granos de gandul.
Después de tres meses se aplicó 50 kilos de 18-46-00 (N-P-K); además de 50
kilos de cloruro de potasio al 60%, 20 kilos de Furadan (2, 3 dihidro-2, 2 dimetil-7
metil benzofuranil metil carbonato) al 3% para combatir la maleza, más deshierbes
manuales.
En la 1ª. Etapa de este experimento, se utilizaron seis becerras de la raza
Holstein de peso 290+ 34.0 Kg de peso vivo, de las cuales a tres se les alimentó
con gand ul henificado a razón de 6.35 Kg/cab/día de MS, cortado a los 160 días,
mientras que a las otras tres becerras se le dio alfalfa henificada a razón de
7.04Kg/cab/día de MS, más 2.18 Kg/cab/día de MS de un concentrado a base de
47.8% de sorgo, 15.1% de soya, 12.8% de canola, 8.6% de salvado, 0.7% de
31
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
harina de pescado, 12% de melaza, 1% de urea, 1% de sal, 1% de ortofosfato). A
cada becerra se le dio 3 gr de sesquióxido de cromo (Cr2O3) dividido en dos dosis
de 1.5 gr, una por la mañana y otra por la ta rde (9:30 y 15:00 hrs)
respectivamente.
En la 2da. etapa de éste experimento se utilizaron seis becerras de
128.0 + 9.5 Kg de peso vivo a las cuales a tres se les dio gandul henificado
(Fotografía No. 3) cortado a los 240 días a razón de 2.47 Kg/cab/día de MS y a
las otras tres alfalfa henificada
a razón de 3.06 Kg/cab/día de MS, más 1.8
Kg/cab/día de MS de un concentrado a base de sorgo 37.6%, salvado 33.8%
harinolina 7.2%, soya 7.2%, harina de pescado 2.6%, melaza 9.0%, minerales
2.6%). A cada becerra se le dosificó con 3 gr de cromo que se colocó en un papel
suave y se le dio en forma de bolo por vía oral, con un poco de concentrado con la
finalidad que le fuera apetecible (1.5 gr por la mañana y 1.5 gr por la tarde 8:00 y
15:00 hrs respectivamente) durante un periodo de ocho
días, mientras
permanecían confinadas individualmente en corrales de 6.49 X 8 m, con piso de
cemento, comedero y bebedero individual. El alimento se ofertó, por la mañana
(9:00 A.M.) el cuál estuvo disponible durante el resto del día, pesándose tanto la
cantidad ofrecida, como el rechazo, con el propósito de estimar por diferencia, el
nivel de consumo voluntario. El agua estuvo disponible libertad las 24 horas del
día.
El heno de gandul utilizado a los 240 días de edad al corte presentó vaina,
la cuál al picar el forraje se separó el grano por lo que, lo ofrecido consistió en la
cáscara de la vaina más hojas y tallo.
32
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
Los animales sé desparasitaron previamente con corhidrato de L-Levamisol
de 600 mg externamente 1 ml/20 Kg de peso y externamente con alfa-ciano (4fluoro-3
fenoxi)-bencil-3(2-cloro-2(4-clorofenil)-etenil)-2,2
dimetil-cicloprano-
carboxilato al 3% (internamente) Además se aplicó vitamina del complejo B (5
ml/animal).
Fotografía 3. Becerras Holstein alimentadas con Cajanus cajan
El experimento se estableció de la siguiente manera: con el fin de estimar la
digestibilidad aparente in vivo a partir de un marcador, los animales se adaptaron
primero a la ración durante siete días previos a la administración del cromo. Una
vez transcurrido este periodo, se inició el ofrecimiento del cromo durante los
subsiguientes ocho días, para que en los últimos tres días de administración del
cromo, se colectaron muestras de heces (cuatro muestras en 24 horas/animal).
Bajo esta metodología se pretendió obtener una muestra de heces
33
con una
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
concentración promedio de cromo que sirviera para estimar la producción diaria
total de heces, con base en la ecuación siguiente (Merchen, 1988).
Producción diaria de heces=
Concentración de cromo en heces
--------------------------------------------------Cantidad total diaria de cromo ofrecida
Para estimar la tasa de pasaje de la fracción sólida del contenido ruminal,
se implementó la técnica de dilución progresiva del marcador en las heces una vez
que se suspende su dosificación, de tal forma que la pendiente obtenida de la
regresión construida entre concentración y horas de muestreo después de la
suspendida la administración de cromo se interpreta como la tasa de pasaje de la
fracción sólida del contenido ruminal (Zorrilla et al., 1985).
5.1.3.2. Diseño experimental
Los resultados de digestibilidad aparente y tasa de pasaje se analizaron en
un diseño completamente al azar y la comparación múltiple de medias por la
prueba de Tukey (0.05). A las muestras de los tres últimos días de colección se
les determinó cromo para obtener la tasa de pasaje, los resultados obtenidos se
convirtieron a logaritmo natural, y se sometieron a un análisis de regresión lineal
simple, utilizando el paquete estadístico SAS (1985).
34
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
5.1.3.3.
Medición de variables
Para la determinación de la digestibilidad aparente in vivo por medio de
colección parcial de heces (uso de marcador externo), de las muestras de heces
colectadas durante los tres últimos días de dosificación del cromo, se determinó
materia seca a 60ºC durante 48 horas o hasta peso constante, posteriormente se
molieron se creó una muestra compuesta por animal. A partir de estas muestras,
se creó una muestra compuesta por aminal, y se determinó materia orgánica
(MO), proteína cruda (PC), fibra neutro detergente (FDN) siguiendo las técnicas
ya indicadas con anterioridad. La determinación de
cromo en heces se llevó a
cabo según la técnica de Fenton y Fenton, (1979).
Una vez obtenido un estimado de la cantidad de heces producidas, se
procedió a obtener la digestibilidad aparente (Zorrilla, 1980) de los nutrientes bajo
la siguiente ecuación:
gr de MS consumida-gr de MS en heces
Digestibilidad aparente de MS = -----------------------------------------------------gr de MS consumida
Esta ecuación se aplicó para materia orgánica, proteína cruda y paredes celulares.
La estimación de tasa de pasaje de la fracción sólida del contenido ruminal ha sido
ya descrita anteriormente.
35
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
6.0 RESULTADOS
6.1. Experimento I.
Evaluación del rendimiento de forraje, composición química y digestibilidad in situ
en diferentes partes comestibles del gandul (Cajanus cajan) y en diferentes
edades de crecimiento
6.1.1. Los resultados en el aspecto agronómico, se muestran en el cuadro 1, la
edad al corte afectó la producción de materia seca para el material comestible,
(MC = hojas y tallo) (P<0.05) con un comportamiento cuadrático al observarse que
fué en aumento hasta los 160 días, con 3.43 ton h-1 para después disminuir en los
dos siguientes cortes.
En relación a las hojas, a los 160 días también alcanza la mayor producción, con
2.47 ton h-1 es el corte donde hay mayor proporción de ésta, para luego declinar
apartir del corte de 200 días. En el tallo se observó un aumento hasta los 200 días
con 1.0 ton h-1 y menor a los 240 días al corte. Las vainas mostraron una
producción de 1.0 ton h-1 para el corte de 240 días.
La mejor proporción de hoja:tallo fue la presentada a los 160 días con 1.0:0.38
disminuyendo con el resto de los cortes. Por otra parte, la altura de la planta
mostró una tendencia lineal (P<0.01). La sobrevivencia de las plántulas no se vio
afectada por el tiempo en estudio.
36
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
Cuadro 1. Producción (en un ciclo de 9 meses) de diferentes porciones vegetales en
materia seca de Gandul (Cajanus cajan) en cuatro edades de corte en 1998.
Producción de forraje
Edad de corte (días)
EEM
120
160
200
240
PO
Mes de corte
Agosto
Sep.
Oct.
Dic.
L
-1
Follaje comestible (ton ha )
2.4
3.4
3.0
2.5
0.21 0.87
-1
Hoja (ton ha )
1.5
2.4
2.1
1.0
0.17 0.02
-1
Tallo (ton ha )
0.8
0.9
1.0
0.4
0.07 0.00
-1
Vainas (ton ha )
0
0
0
1.0
Altura de la planta (m)
(del suelo al ápice de la hoja)
Proporción
Hoja:tallo:flor:vaina
No. de plantas/m
2
b
b
a
a
2.05
2.34
2.95
2.97
1: 0.52
1: 0.38
1:0.47:0.10
1: 0.46: 0.10: 0.90
6
5.5
6
5.5
Medias con distinta literal entre fila significan diferencia estadística (P<0.05)
EEM= error estándar de la media
PO= Polinomios ortogonales
L = Lineal
0.01
C
0.01
0.01
0.01
0.39
C= Cuadrático
En el cuadro 2, se muestra la proporción hoja:tallo:vaina de la cosecha
1997, en donde se observa una mejor relación a los 60 días de corte comparada
con el resto de las observaciones.
Cuadro 2. Proporción de las partes de la planta, estudiadas en el material comestible de Cajanus
cajan en el año de 1997.
Días al
corte
60
80
100
120
140
160
Proporción
Hoja:tallo:vaina
1:0.67
1:0.95
1:0.86
1:1.39:7.32
1:1.90:5.95
1:1.39:1.81
37
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
6.1.2. En la evaluación química para 1997 del MC (material comestible) los días
al corte modificaron el contenido de MS, PC, DISMS, FDN, LIG, CEL, Ca y P con
una tendencia lineal y/o cuadrática El contenido de MS del follaje de Cajanus
cajan la tendencia cuadrática se manifiesta de la siguiente manera: se observó
un ligero aumento hasta los 100 días con 31.6% para luego bajar a los 120 días y
luego aumentó a los 140 días con 34.3%. En la PC declinó a partir de los 120 días
mostrando un valor de 12.6%. La DISMS observó una tendencia a disminuir a los
100 días con 58.2% para después aumentar y llegar a 64.9% a los 140 días. La
FDN, FDA, LIG, CEL aumentaron hasta los 120 días para después descender a
partir de los 140 días. (Cuadro 3).
Cuadro 3. Composición química (%) y desaparición in situ (DISMS, %) de follaje de Cajanus cajan
porción comestible en diferentes cortes en el año de 1997 .
Días al
MS
PC
DISMS
FDN
FDA
LIG
CEL
Ca
P
corte
60
30.8
15.4
60.7
53.5
32.3
9.9
24.4
1.03
0.23
80
30.9
19.5
59.3
56.1
31.7
8.3
21.4
1.14
0.27
100
31.6
18.8
58.2
58.7
39.7
9.7
27.1
1.13
0.27
120
29.4
12.6
59.1
62.5
40.9
17.5
34.2
0.97
0.15
140
34.3
11.1
64.9
57.5
33.9
9.6
21.4
0.60
0.14
160
31.7
14.0
62.8
58.8
34.6
10.2
22.3
1.09
0.16
EEM
0.35
0.38
2.08
0.63
1.41
0.30
1.24
0.04
0.027
PO
(L)
0.00
0.00
0.00
0.00
0.05
0.87
0.00
0.00
0.00
(C) 0.01
0.02
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.41
0.09
EEM = error estándar de la media
PO= Polinomios ortogonales
En el caso de hoja (Cuadro 4), la MS
L= Lineal
C= Cuadrático
presentó una tendencia cudrática a
aumentar llegando a 39.0% en los 100 días y disminuir a los 120 días con 36.7%
luego subió a los 140 días con 45.3% y luego vuelve a declinar. La PC estubo en
aumento hasta los 100 días con un valor de 27.0 % y después bajó a apartir de los
120 días. La DISMS se observó que disminuyó hasta los 100 días con 58.1 %
38
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
para después aumentar hasta llegar a 65.4% a los 160 días. Para la FDN fue
ascendente hasta los 100 días con 57.2% a partir de este corte fue declinandóse.
En FDA, LIG y CEL aumentaron hasta los 120 días con valores de 38.1, 15.5, y
22.6% respectivamente . El calcio mostró un efecto lineal con mayor concentración
respecto a la edad. El P disminuyó a mayor edad.
Cuadro 4. Composición química (%) y desaparición in situ (DISMS, %) de hojas de
en diferentes edades de corte en el año de 1997.
Días al corte MS
PC
DISMS
FDN
FDA
LIG
CEL
60
34.9
18.8
62.7
51.1
23.6
8.9
17.1
80
37.2
25.2
59.2
54.0
24.6
7.4
17.1
100
39.0
27.0
58.1
57.2
27.5
6.4
18.5
120
36.7
15.4
59.3
52.7
38.1
15.5
22.6
140
45.3
16.2
60.7
51.0
26.5
10.4
16.9
160
39.3
19.4
65.4
48.8
25.2
9.6
14.9
EEM
0.73
1.49
1.87
0.27
0.80
0.69
0.89
PO
(L)
0.00
0.00
0.57
0.00
0.00
0.00
0.16
(C )
0.03
0.02
0.00
0.00
0.00
0.01
0.00
EEM = error estándar de la media
PO= Polinomios ortogonales
L= Lineal
Cajanus cajan
Ca
1.11
1.20
1.32
1.59
1.67
1.74
0.033
0.00
0.65
P
0.22
0.24
0.26
0.17
0.15
0.18
0.01
0.00
0.08
C= Cuadrático
El cuadro 5 muestra los resultados del tallo. La MS presentó un efecto lineal,
aunque no muestra una tendencia clara los análisis así lo manifestaron. La PC
llegó a alcanzar 11.4% a los 100 días y menores en los demás. La DISMS se
observó que disminuyó hasta los 120 días con 33.1% luego empezó a aumentar.
La FDN aumentó hasta los 79.8% a los 140 días. Para FDA y LIG llegaron a 59.5 y
22.0% para los cortes de 120 días respectivamente. Sin embargo la celulosa llegó
hasta 41.3% a los 140 días, para los 160 días fue menor. En Ca y P se presenta
una tendencia lineal pero los resultados no muestran una tendencia definida.
39
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
Cuadro 5. Composición química ( % ) y desaparición in situ (DISMS, %) del tallo de Cajanus cajan
en diferentes edades de corte en el año 1997.
Días al
MS
PC
DISMS FDN
FDA
LIG
CEL
Ca
P
corte
60
31.4
10.7
52.9
67.8
45.2
12.1
32.8
1.04
0.22
80
34.4
9.4
50.4
71.5
48.0
10.4
38.4
0.96
0.18
100
26.6
11.4
44.8
63.3
48.9
12.9
32.6
1.08
0.21
120
27.9
5.3
33.1
79.2
59.5
22.0
37.6
0.81
0.06
140
32.3
5.0
38.3
79.8
56.4
14.2
41.3
0.98
0.44
160
33.5
8.8
48.4
70.0
46.7
15.3
31.3
1.04
0.11
EEM
0.70
0.184
1.27
0.772
0.714
0.543
0.670
0.02
0.02
PO
(L) 0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.58
0.23
0.00
(C) 0.19
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
0.00
EEM = error estándar de la media
P O= Polinomios ortogonales
L= Lineal
C= Cuadrático
En la vaina la MS y DISMS fue mayor en los cortes de 140 días con 47.2% y
88.0% respectivamente y menores para 120 y 160 días. La PC alcanzó 14.9% a
los 160 días. La FDN, FDA, LIG y CEL fueron más altos en los cortes de 120 días
con valores de 60.9, 33.9, 10.1 y 23.6% respectivamente y más pequeños en los
otros dos. El Ca y P mantuvieron valores parecidos en los cortes de 120 y 140
días pero más elevado en el corte a los 160 días con 0.64 y 0.23%
respectivamente (Cuadro 6).
Cuadro 6. Composición química (%) y desaparición in situ (DISMS, %) de la vaina de Cajanus
cajan en diferentes edades de corte en el año de 1997.
Días al corte MS
PC
DISMS FDN
FDA
LIG
CEL
Ca
P
120
140
160
EEM
PO
27.9
47.2
24.7
1.83
(L) 0.10
(C ) 0.00
12.3
12.6
14.9
0.456
0.00
0.12
EEM = error estándar de la media
79.9
88.0
81.3
1.04
0.00
0.00
60.9
54.7
59.9
0.772
0.00
0.00
33.9
27.5
31.7
0.557
0.00
0.00
P O = Polinomios ortogonales
40
10.1
7.7
9.8
0.692
0.01
0.00
L = Lineal
23.6
20.2
22.4
0.712
0.01
0.00
0.43
0.42
0.64
0.01
0.00
0.00
C = Cuadrático
0.17
0.14
0.23
0.004
0.00
0.00
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
Para 1998 el comportamiento general observado para las variables en estudio en
las diferentes fracciones de la planta no mostró las mismas tendencias que las
indicadas para el año 1997. El follaje en el año 1998. La MS y PC muestran un
efecto lineal logrando alcanzar 34.3% a los 200 días y la proteína disminuye
respecto aumenta la edad, observandóse 23.4% a los 120 días. La DISMS va
disminuyendo hasta los 200 días con 64.6% y luego aumenta a los 240 días. Para
FDN, FDA, LIG fueron en aumento hasta los 200 días con valores de 54.5, 40.7 y
20.2% respectivamente y en el siguiente corte los valores fueron menores. Para la
CEL alcanzó 23.9% a los 160 días en los dos siguientes cortes casi resultados
iguales.
En el Ca y P resultó una tendencia a disminiur respecto a la edad
(Cuadro 7).
Cuadro 7. Composición química (%) y desaparición in situ (DISMS, %) de follaje de Cajanus cajan
porción comestible, en diferentes cortes en el año de 1998.
Días al corte
MS
PC
DISMS FDN
FDA
LIG
CEL
Ca
P
120
28.2
23.4
67.0
52.0
33.1
15.1
20.4
0.95
0.36
160
29.0
22.9
65.4
53.2
39.5
15.4
23.9
0.69
0.36
200
34.3
21.6
64.6
54.5
40.7
20.2
21.5
0.87
0.32
240
33.7
20.8
69.2
50.0
34.9
13.2
21.6
0.87
0.35
EEM
1.37
0.85
0.47
1.27
1.25
0.85
1.35
0.08
0.01
PO
(L) 0.00
0.01
0.01
0.26
0.41
0.84
0.82
0.90
0.00
(C ) 0.60
0.89
0.00
0.08
0.00
0.02
0.21
0.12
0.27
EEM = error estándar de la media
P O = Polinomios ortogonales
L = Lineal
C = Cuadrático
Cuadro 8. La MS de las hojas tuvo un efecto lineal aumentando respecto la edad
llegando a 42.6% a los 240 días, tanto en la PC y DISMS se mostró el efecto
contrario y su mayor valor fue a los 160 días con 28.3% en PC y 71.1% a los 120
días para DISMS. En la FDN, FDA, y LIG los resultados obtenidos mostraron
aumento hasta el corte de 200 días con 54.2, 36.2, 15.6% respectivamente para
41
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
luego disminuir a los 240 días. La celulosa no mostró patrón definido. El calcio
mostró una concentracion sobresaliente en el corte de 240 días de 1.24% . El
fósforo observó una tendencia a disminuir respecto a la edad.
Cuadro 8. Composición química (%) y desaparición in situ (DISMS, %) de hojas de
en diferentes edades de corte en el año de 1998.
Días al corte MS
PC
DISMS FDN
FDA
LIG
CEL
120
31.7
27.3
71.1
49.5
33.7
13.3
16.3
160
35.5
28.3
68.4
50.5
34.8
14.6
19.8
200
40.1
26.3
65.0
54.2
36.2
15.6
14.7
240
42.6
25.1
60.1
49.5
31.4
12.0
16.1
EEM
0.756
0.681
1.33
0.657
0.650
0.69
1.22
PO
(L)
0.00
0.02
0.00
0.19
0.07
0.16
0.37
( C ) 0.27
0.16
0.43
0.00
0.00
0.00
0.41
EEM = error estándar de la media
P O = Polinomios ortogonales
L = lineal
Cajanus cajan
Ca
0.91
0.69
0.85
1.24
0.33
0.00
0.00
P
0.25
0.35
0.30
0.30
0.005
0.00
0.57
C= Cuádratico
En el tallo de Cajanus cajan la MS y a
l PC aumentaron hasta llegar a 33.2 y
14.9% a los 240 días respectivamente. La DISMS no se identificó tendencia
alguna. Para FDN, FDA, LIG y CEL los cortes a 160 días fueron mayores al resto
de los otros con valores de 67.2, 58.7, 20.5, 41.0% respectivamente, mostrandóse
inferiores a los 240 días, de acuerdo al análisis estadístico la FDN no mostró
patrón de respuesta definido. En el Ca la tendencia cuadrática se observa de la
siguiente manera; el corte a los 120 días es mayor que el de 160 y a su vez menor
al de 200 y 240 días a esta edad muestra un valor de 1.27%. Para el Fósforo el
corte de los 120 días es menor que el de 160 y 200 días, y a la vez al de 240 días
éste último de 0.34% (Cuadro 9).
42
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
Cuadro 9. Composición química (%) y digestibilidad in situ (DISMS, %) del tallo comestible de
Cajanus cajan en diferente edades de corte en 1998.
Días al corte MS
PC
DISMS FDN
FDA
LIG
CEL
Ca
P
120
160
200
240
EEM
PO
(L)
( C)
24.6
26.8
30.0
33.2
0.69
0.00
0.48
10.7
12.8
12.5
14.9
0.30
0.00
0.64
EEM = error estándar de la media
52.8
51.7
52.0
54.5
2.00
0.56
0.39
65.3
67.2
64.9
64.0
1.13
0.26
0.27
55.0
58.7
52.6
47.8
0.68
0.00
0.00
P O= Polinomios ortogonales
16.6
20.5
19.5
16.1
0.66
0.68
0.00
L = lineal
38.8
41.0
31.8
31.7
0.72
0.00
0.04
0.80
0.71
0.92
1.27
0.04
0.00
0.00
0.28
0.30
0.30
0.34
0.01
0.03
0.02
C= Cuadrático
En el cuadro 10, se muestra los valores de composición química y DISMS
de la vaina obtenidos en el año1998 a los 240 días de corte. Esta información
refleja el alto potencial en su valor nutritivo, con niveles de PC del 22.10 % y de
DISMS del 88.36%, y un excelente balance Ca:P.
Cuadro 10. Composición química (%) y digestibilidad in situ (DISMS, %)de la vaina
de Cajanus cajan en el año de 1998.
Concepto
%
MS
PC
DISMS
FDN
FDA
LIGNINA
CELULOSA
Ca
P
25.5
22.1
88.3
47.6
30.7
8.8
21.3
0.51
0.37
43
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
6.2.
RESULTADOS Experimento II
Comparación de la cinética in situ de la desaparición ruminal del forraje del gandul
y leucaena en diferentes tiempos de incubación, así como de vainas de gandul
(Cajanus cajan), leucaena (Leucaena leucocephala) y mezquite (Prosopis spp).
.
6.2.1. Resultados de la degradación in situ del forraje de Cajanus cajan y
Leucaena leucocephala. En el cuadro 11, se observa la composición del
material comestible de materia seca (MS), proteína cruda (PC), materia
orgánica (MO), y fibra neutro detergente (FDN) de los forrajes trabajados en
éste experimento.
Cuadro 11. Composición del forraje empleado en la cinética in situ de degradación
ruminal de gandul (Cajanus cajan) y leucaena (Leucaena leucocephala)
Forraje (días al
corte)
% de MS % PC
% MO
% FDN
Gandul 120 (Agosto)
160 (Septiembre)
200 (Octubre)
28.2
29.0
34.3
23.4
22.9
21.6
90.8
91.7
94.1
52.0
53.2
54.5
240 (Diciembre)
EEM
PO (Lineal)
(Cuadrático)
33.7
1.40
*
NS
20.8
0.85
NS
NS
92.6
0.99
*
*
50.0
1.35
NS
NS
Días de rebrote
Leucaena 50 (Agosto)
90 (Septiembre)
120 (Octubre)
160 (Diciembre)
EEM
PO (Lineal)
(Cuadrático)
29.7
31.4
29.6
32.5
1.10
*
NS
20.2
24.5
27.3
23.1
1.01
*
*
94.0
92.5
91.9
87.8
1.50
NS
*
37.3
35.4
29.6
35.1
1.99
*
*
EEM = Error Estándar de la media
PO = Polinomios ortogonales L= Lineal C= Cuadrático
NS = No significativo (P>0.05)
* = Significativo (P<0.05)
44
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
Los valores de degradabilidad in situ de la fracción “a” en rumen de la
materia seca a través de la edad, fueron más elevados para el gandul a los 200 y
240 días con 22.5 y 22.7% respectivamente y los menores en la leucaena a los
130, y 170 días con 13.7 y 12.9% respectivamente. En la fracción parcialmente
degradable en rumen “b”, los valores más altos se presentaron en la leucaena, y
similares
(P>0.05) a los 90, 130 y 170 días con 68.2, 73.6, 69.7%
respectivamente. El menor valor para el gandul a los 200 días con 42.8%. Para
la degradación potencial “a+b”, los mejores resultados fueron en leucaena a los
90, 130 y 170 días y sin diferencia estadística significativa entre ellas (P>0.05)
con 85.6, 87.2 y 82.7% respectivamente y los de menor nivel para el gandul y
estadísticamente iguales entre sí (P>0.05) a los 120, 160 y 200 días con 69.5,
65.0 y 65.4% respectivamente. La mayor tasa de degradación “c” se registró en el
gandul a los 120 días fue mayor (0.133 h-1), y la menor fue en la leucaena a los
90 días (0.032 h-1), y estadísticamente iguales a los 130 y 170 días. La tasa de
degradación de la leucaena a los 50 días resultó igual estadísticamente con
gandul a los 240 días ( Cuadro 12).
Cuadro 12. Degradación in situ de la materia seca del Cajanus cajan (gandul) y de
Leucaena leucocephala (leucaena) en diferentes tiempos de incubación ruminal+ en
cuatro edades de corte.
Forraje (días al
corte)
Gandul 120
Gandul 160
Gandul 200
Gandul 240
Leucaena 50
Leucaena 90
Leucaena 130
Leucaena 170
EEM
Fracción “a”
%
17.9 cd
14.4 de
22.5 ab
22.7 a
19.0 bc
17.4 cd
13.7 e
12.9 e
0.766
Fracción “b”
%
51.5 c
50.5 c
42.8 d
53.2 bc
57.5 b
68.2 a
73.6 a
69.7 a
1.171
(a+b)
%
69.5 d
65.0 d
65.4 d
76.0 c
78.6 bc
85.6 a
87.2 a
82.7 a
1.082
Literales diferentes entre columnas significan diferencia estadística (P<0.05), prueba de Tukey
+
Ecuación exponencial p= a+b (1-e-ct)
EEM= Error estándar de la media
45
“c” h -1
0.133a
0.071b
0.072b
0.059bc
0.045cd
0.032d
0.038d
0.045d
0.013
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
Para la degradación in situ de la materia orgánica, los mejores resultados
en “a” se observaron en el gandul a los 200 y 240 días y en la leucaena a los 50
días sin diferencia estadística entre ellos (P>0.05) con 21.8, 23.9 y 20.9%
respectivamente. Para “b” los valores más altos fueron para leucaena a los 90,
130 y 170 días de rebrote con 70.2, 72.0 y 71.8% respectivamente y
estadísticamente similares (P>0.05),
mientras que el menor valor fue para el
gandul a los 200 días con 43.1%. En “a+b” los valores mas elevados fueron en la
leucaena a los 90, 130 y 170 días con 84.1, 84.6 y 81.6% respectivamente y
estadísticamente iguales entre sí (P>0.05) y los de menor va lor para el gandul a
los 120, 160 y 200 días sin diferencia estadística significativa (P>0.05) con 68.7,
63.3 y 64.9% respectivamente. La mayor tasa de desaparición “c” se observó en
el gandul a los 120 días con 0.125 h-1 y diferente estadísticamente al resto de las
observaciones (Cuadro 13).
Cuadro 13. Degradación in situ de la materia orgánica del Cajanus cajan (gandul) y de
Leucaena leucocephala (leucaena)en diferentes tiempos de incubación ruminal + en cuatro
edades de corte
Forraje (días al
corte
Gandul 120
Gandul 160
Gandul 200
Gandul 240
Leucaena 50
Leucaena 90
Leucaena 130
Leucaena 170
EEM
Facción “a”
%
b
15.0
c
9.9
a
21.8
a
23.9
a
20.9
b
13.8
bc
12.5
c
10.0
0.685
Fracción “b”
%
b
53.7
b
53.4
c
43.1
b
51.4
b
54.9
a
70.2
a
72.0
a
71.8
1.351
c
(a+b)
%
68.7
c
63.3
c
64.9
b
75.7
b
75.9
a
84.1
a
84.6
a
81.6
1.062
-1
“c” h
a
0.125
bc
0.067
b
0.070
bcd
0.056
cd
0.045
d
0.033
bcd
0.047
cd
0.045
0.004
Literales diferentes entre columnas significan diferencia estadística (P<0.05) Prueba de Tukey
Ecuación exponencial p= a+b (1-e-ct)
EEM= Error estándar de la media
+
46
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
Los valores observados en el Cuadro 14, muestran la degradación de la
proteína cruda en la fracción “a”, la cuál fue mayor para el gandul a los 240 días
con 33.8% y la menor fue para la e
l ucaena a los 170 días con 16.6%. Para la
fracción “b” los mejores resultados fueron para leucaena a los 90, 130 y 170 días
con 69.8, 70.7 y 72.5% respectivamente y sin diferencia significativa (P>0.05)
entre ellos, y los menores fueron para el gandul a los 200 y 240 días con 52.2 y
49.0% respectivamente. La mayor degradación “a+b” se observó en la leucaena a
los 90 y 130 días con 93.2 y 94.9% respectivamente y la menor en el gandul a los
200 días con 79.43%. La tasa de degradación “c” de la proteína más elevado
fue en el gandul a los 120, con 0.139 h-1 y la menor se presentaron en la leucaena
(P<0.05).
Cuadro 14. Degradación in situ de la proteína cruda del Cajanus cajan (gandul) y de
Leucaena leucocephala (leucaena) en diferentes tiempos de incubación ruminal+ en
cuatro edades de corte.
Forraje (días al
corte)
Gandul 120
Gandul 160
Gandul 200
Gandul 240
Leucaena 50
Leucaena 90
Leucaena 130
Leucaena 170
EEM
Fracción “a”
%
22.9 bc
20.3 cd
27.1 b
33.8 a
26.4 b
23.3 bc
24.1 bc
16.6 d
1.152
Fracción “b”
%
63.8 bc
62.9 c
52.2 de
49.0e
58.1 cd
69.8 ab
70.7 a
72.5 a
1.336
(a+b)
%
86.7 bc
83.3 d
79.4 e
82.8 d
84.5 cd
93.2 a
94.9 a
89.2 b
0.679
Literales diferentes entre columnas significan diferencia estadística (P<0.05) Prueba de Tukey
+
Ecuación exponencial p= a+b (1-e-ct)
EEM= Error estándar de la media
47
“c” h -1
0.139a
0.081b
0.080b
0.075b
0.049c
0.036c
0.044c
0.041c
0.003
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
En la degradación in situ de la fibra neutro detergente (paredes celulares),
se observó en el gandul a los 200 días la mayor solubilidad “a” con 14.5% y los
menores fueron en los cuatro cortes de leucaena (P<0.05). Para “b” los valores
mayores se obtuvieron en todos los cortes de leucaena y fueron similares
estadísticamente con gandul a los 240 días al corte (P<0.05) y los menores se
obtuvieron en el gandul a los 160 y 200 días (P<0.05). En “a+b” los cortes de
leucaena resultaron estadísticamente diferentes (P<0.05) con respecto al gandul a
los 160 y 200 días al corte, el resto de los tratamientos entre sí fueron similares.
La mejor tasa de pasaje “c” se obtuvo en gandul a los 120 días de 0.098h-1.
diferente al resto de los cortes. (Cuadro 15).
Cuadro 15. Degradación in situ de la fibra neutro detergente del Cajanus cajan (gandul) y
de Leucaena leucocephala Leucaena) en diferentes tiempos de incubación ruminal + en
cuatro edades de corte.
Forraje (días al
corte)
Gandul 120
Gandul 160
Gandul 200
Gandul 240
Leucaena 50
Leucaena 90
Leucaena 130
Leucaena 170
EEM
Fracción “a”
%
8.0 c
11.4 b
14.5 a
5.2 d
0.0 e
0.0 e
0.9 e
0.0 e
0.527
Fracción “b”
%
54.5 bc
45.2 c
44.0 c
61.0 ab
62.9 ab
74.7 a
69.5 a
74.1 a
2.875
(a+b)
%
62.6 ab
56.6 b
58.6 b
66.3 ab
62.9 ab
74.7 a
70.4 ab
74.1 ab
2.885
“c” h -1
0.098a
0.063b
0.050bc
0.052bc
0.027d
0.023d
0.034cd
0.037cd
0.004
Literales diferentes entre columnas s ignifican diferencia estadística (P<0.05) Prueba de Tukey
+
Ecuación exponencial p= a+b (1-e-ct)
EEM= Error estándar de la media
6.2.2. Resultados de la degradación in situ de las vainas de gandul, leucaena y
mezquite .
La composición química considerada de las vainas de gandul, leucaena y
mezquite empleadas en los estudios de cinética ruminal se muestran en el Cuadro
16.
48
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
Cuadro 16. Composición de las vainas empleadas en la degradación in situ de cinética ruminal.
Porcentaje
Vaina
MS
PC
MO
FDN
Gandul (Cajanus cajan)
Leucaena (Leucaena leucocephala)
Mezquite (Prosopis spp)
25.5
26.4
38.3
22.1
18.8
12.3
94.5
94.8
95.6
47.6
43.8
53.0
EEM
EEM = Error estándar de la media
2.01
1.56
0.56
1.09
En la degradación in situ de la MS de las tres vainas forrajeras, (Cuadro 17) se
observó la mejor solubilidad “a” para el mezquite con 30.0% diferente
estadísticamente a la de leucaena y gandul (P<0.05). Para las constantes de “b” y
“a+b”, los resultados más elevados fueron para la vaina de gandul con 78.6 y
95.7% respectivamente.
La tasa de degradación “c”
fue estadísticamente
diferente (P<0.05) la de leucaena (0.046 h-1) y mezquite (0.029 h-1), pero a la vez
la de gand ul fue similar (P>0.05) a las dos vainas con 0.034 h-1.
Cuadro 17. Desaparición in situ de la materia seca de tres vainas forrajeras Cajanus cajan
(gandul) Leucaena leucocephala (leucaena) y Prosopis spp (mezquite) en diferentes tiempos de
+
incubación ruminal .
Fracción
Vaina
EEM
“a” (%)
“b” (%)
“a+b” (%)
-1
“c” (%h )
Gandul
c
17.1
a
78.6
a
95.7
ab
0.034
+
Leucaena
b
24.3
b
45.9
b
70.3
a
0.046
Mezquite
a
30.0
c
32.4
c
63.0
b
0.029
0.577
1.222
1.498
0.103
Ecuación exponencial p=a+b(1-e-ct)
Literales diferentes entre línea significa diferencia estadística (P<0.05), Prueba de Tukey
EEM = Error estándar de la media
49
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
Para la degradación de la materia orgánica de las vainas (Cuadro 18) en lo
referente a solubilidad “a”
fueron estadísticamente diferentes (P<0.05) la de
gandul y la de mezquite, la de leucaena fue semejante (P>0.05) a ambas con
22.6%. La degradación “b” de la materia orgánica del gandul fue superior con
77.4% (P<0.05) a las otras dos leguminosas estudiadas. Para “a+b” también la de
gandul sobresalió con 97.1%. En “c”
las tres vainas fueron estadísticamente
iguales (P>0.05).
Cuadro 18. Desaparición in situ de la materia orgánica de tres vainas forrajeras Cajanus cajan
(gandul) Leucaena leucocephala (leucaena) y Prosopis spp (mezquite) en diferentes tiempos de
+
incubación ruminal .
Fracción
Vaina
EEM
“a” (%)
“b” (%)
“a+b” (%)
-1
“c” (%h )
Gandul
b
19.6
a
77.4
a
97.1
a
0.029
Leucaena
ab
22.6
b
48.5
b
71.2
a
0.034
Mezquite
a
29.3
c
30.8
c
60.2
a
0.036
2.044
2.235
1.567
0.004
+
Ecuación exponencial p=a+b(1-e-ct)
Literales diferentes entre línea significa diferencia estadística (P<0.05), Prueba de Tukey
EEM = Error estándar de la media
Para la degradación de la fracción “a” de la proteína rápidamente soluble de
las vainas las tres fueron estadísticamente diferentes (P<0.05), la de mezquite
mostró el valor más alto con 56.5%. Para fracción “b” de la proteína fue
estadísticamente igual (P>0.05) para gandul y leucaena, pero diferente (P<0.05) la
de mezquite.En “a+b” la de gand ul superó a la de leucaena y mezquite (P<0.05)
con 96.0%. En “c” el de mayor resultado (P<0.05) fue para la de mezquite con
0.086 h-1 y semejantes fueron la de gandul y leucaena. (P>0.05) Cuadro 19.
50
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
Cuadro 19. Cinética de desaparición in situ de la proteína cruda de tres vainas forrajeras Cajanus
cajan (gandul) Leucaena leucocephala (leucaena) y Prosopis spp. (mezquite) en diferentes tiempos
+
de incubación ruminal .
Fracción
Vaina
EEM
Fracción “a” (%)
Fracción “b” (%)
“a+b” (%)
-1
“c” (% h )
Gandul
b
48.6
a
47.3
a
96.0
b
0.055
Leucaena
c
40.1
a
46.0
b
86.1
b
0.052
Mezquite
a
56.5
b
31.0
b
87.6
a
0.086
0.375
0.939
1.018
0.002
+
Ecuación exponencial p=a+b(1-e-ct)
Literales diferentes entre línea significa diferencia estadística (P<0.05), Prueba de Tukey
EEM = Error estándar de la media
Para la FDN rápidamente soluble “a” en las vainas, mostraron diferencia
(P<0.05) entre cada una siendo mayor la del mezquite con 12.7%. Pero en el
potencial de degradación “a+b”
la de gandul fue mayor con 91.6% y la de
leucaena y mezquite fueron estadísticamente iguales (P>0.05) con resultados de
50.6 y 55.1% respectivamente. En “c” las vainas de gandul y leucaena fueron
semejantes (P>0.05) y diferentes a la de mezquite con un valor menor (Cuadro
20).
Cuadro 20. Cinética de desaparición in situ de la fibra neutro detergente de tres vainas forrajeras
Cajanus cajan (gandul) Leucaena leucocephala (leucaena) y Prosopis spp. (mezquite) en
+
diferentes tiempos de incubación ruminal .
Fracción
Vaina
EEM
“a” (%)
“b” (%)
“a+b” (%)
-1
“c” (%h )
Gandul
b
7.8
a
83.8
a
91.6
a
0.031
Leucaena
c
0.7
b
49.9
b
50.6
a
0.039
+
Mezquite
a
12.7
c
42.3
b
55.1
b
0.015
0.482
1.117
1.457
0.002
Ecuación exponencial p=a+b(1-e-ct)
Literales diferentes entre línea significa diferencia estadística (P<0.05). Tukey
EEM = Error estándar de la media
51
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
6.3 RESULTADOS EXPERIMENTO III
Determinar la digestibilidad aparente y tasa de pasaje ruminal de la porción
comestible del gandul (Cajanus cajan) y compararlo con determinaciones similares
conducidas en heno de alfalfa (Medicago sativa) .
El cuadro 21, representa la composición de materia seca, materia orgánica,
proteína cruda, y fibra neutro detergente en porciento del forraje ofrecido durante
el experimento de las dos evaluaciones.
Cuadro 21. Composición del alimento ofrecido durante el experimento III
MS
Porcentaje
MO
PC
FDN
88.7
86.3
87.5
0.84
92.9
89.7
93.0
0.35
14.1
17.3
23.1
1.59
57.3
45.6
13.3
2.16
Gandul 240 días
Heno de Alfalfa
Concentrado
89.5
87.5
89.7
94.1
88.5
92.0
11.8
20.6
20.1
55.4
36.7
24.2
EEM
0.68
0.20
1.04
1.20
Alimento
Primer Evaluación
Gandul 160 días
Heno de Alfalfa
Concentrado
EEM
Segunda evaluación
MS= materia seca MO= materia orgánica PC= proteína cruda FDN = fibra neutro
detergente
EEM = error estándar de la media
En el cuadro 22 se muestra el forraje consumido por becerras Holstein,
observándose que el Cajanus cajan (gandul) fue el de menor consumo comparado
con el heno de Alfalfa durante el desarrollo del experimento.
52
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
Cuadro 22. Consumo de forraje y concentrado durante el experimento kg/cab/día de
materia seca.
1ª Evaluación
Gandul 160 Heno
días
Alfalfa
b
a
Período de dosificación con 8.4
9.4
cromo
b
a
2ª Evaluación
de Gandul 240 Heno
días
Alfalfa
b
a
4.1
4.6
b
de
a
Período de suspensión en 8.6
9.1
4.1
4.7
la dosificación de cromo
Diferente literal entre hilera significa diferencia estadística (P<0.05) Prueba de Tukey
6.3.1 Digestibilidad aparente
El gandul fue estadísticamente diferente (P<0.05) al heno de alfalfa en cada
una de las variables, con valores menores para el gandul, similar tendencia se
obtuvo con gandul a los 240 días (Cuadro 23).
Cuadro 23. Digestibilidad aparente ( %) de Cajanus cajan (gandul) en dos edades de corte y
Medicago sativa ( alfalfa).
1ª Evaluación
2ª. Evaluación
Concepto
Gandul a 160 días
Materia seca
Materia orgánica
Proteína cruda
Fibra neutro detergente
b
73.2
b
75.2
b
76.7
b
52.1
Alfalfa
a
85.8
a
86.7
a
86.1
a
76.8
Gandul a 240 días
Digestibilidad aparente %
b
60.5
b
60.7
b
58.8
b
41.3
Alfalfa
a
70.4
a
72.1
a
73.0
a
60.8
EEM
0.89
1.97
2.02
2.03
EEM = Error estándar de la media
a, b
Medias con diferente literal entre hilera significa diferencia estadística (P<0.05) Prueba de Tukey dentro de la evaluación
53
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
6.3.2 Tasa de pasaje de la fracción sólida del contenido ruminal.
En la Gráfica 1, Se representa las concentraciones de cromo obtenidas en
muestras de heces después que se suspendió la dosificación. En los resultados
obtenidos no mostraron
diferencia estadística significativa (P>0.05) entre
leguminosas. El gandul a los 160 días observó una tasa de pasaje de la fracción
sólida del contenido ruminal de 0.051/h y la alfalfa de 0.059/h.
Un
comportamiento similar con 0.053/h y 0.063/h respectivamente para gandul a los
240 días y alfalfa (Gráfica 2).
Gráfica 1. Tasa de pasaje de la fracción sólida de dos leguminosas
Cajanus cajan a los 160 días al corte y Medicago sativa
1
Logaritmo Natural de mg de Cr/g de
heces
0.5
0
Gandul=0.8506+0.051 X
-0.5
-1
-1.5
-2
Alfalfa = 0.9612+0.059X
-2.5
-3
-3.5
-4
Horas después de suspender la adición de cromo (6,12,18,24,30,36,42,48,54,60,66,72)
Gandul160 días
54
Alfalfa
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
Gráfica 2. Tasa de pasaje de la fracción sólida dos leguminosas
Cajanus cajan a los 240 días al corte y Medicago sativa
0
Logaritmo Natural de mg de Cr/g de
heces
-0.5
-1
Gandul
= 0.2756+0.055X
Gandul=
0.2756+0.053X
-1.5
-2
-2.5
-3
Alfalfa=0.2594+0.063
Alfalfa = 0.2594+0.063X
-3.5
-4
-4.5
-5
Horas después de que se suspendió la adición de cromo (6,12,18,24,30,36,42,48,54,60,66,72)
Gandul 240 días al corte
55
Alfalfa
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
7.0. DISCUSIÓN
7.1.Experimento I.
Kay (1979) y González y Eguiarte (1996), encontraron rendimientos de
forraje seco de gandul de 2.0 y 1.2 ton h-1 respectivamente, producciones
inferiores a los resultados obtenidos en el presente trabajo. Esta mayor producción
registrada en las condiciones en las que se llevó a cabo el presente estudio,
puede ser atribuida al uso de riego, a la época de siembra, así como a la
diferencia en la edad al corte de la planta y el posible efecto del año, tal como se
observó para la composición química en este estudio.
Wallis et al (1975), mostraron que después de un lento inicio, la
acumulación de materia seca y velocidad de crecimiento aumenta con la edad,
tendencia que no se registró en el presente trabajo. Asimismo Sinha (1978),
mencionó que las plantas acumulan dos tercios o más del peso seco total cuando
empieza la floración, afirmación que coincide con este trabajo. Por otra parte,
Skerman et al (1991), encontraron del 40 al 50% de materia seca en ramas con
bastante hojas y todas sus vainas, valores superiores a los observados tanto para
1997 como para 1998, los cuales estuvieron en un rango de 29 a 34% de materia
seca del follaje. En el caso de la proteína (Aykoyd y Doughty, 1964; Sinha, 1978),
encontraron 20.9 y 25.0% en la porción comestible de Cajanus cajan,
comportamiento similar para 1998 con un rango de 20.9 a 23.5%, aunque
diferente para 1997 en donde el aumento del tallo y de la vaina produjo un
decremento en el contenido de proteína.
Los valores indicados por Summerfield y Bunting (1978), para la
digestibilidad en hojas + tallos fue de 59.1%. Este resultado fue menor hasta con
56
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
10 unidades porcentuales de diferencia a los encontrados para el año 1998. La
inclusión de vaina para los cortes de 240 días podría ser una explicación a esta
aparente diferencia. A este respecto Van Soest (1987;1996) considera que el
contenido de FDN se relaciona con el consumo de los nutrientes que con la
digestibilidad de los forrajes por otra parte Undersander et al (1993), señala que
la concentración de FDA se relaciona con la digestibilidad de los forrajes.
Jung
(1997) considera a la lignificación de las paredes celulares de las plantas como
el principal factor que limita la digestibilidad de los forrajes, mencionando
correlaciones negativas entre digestibilidad de los forrajes y la concentración de
lignina; sin embargo, estas relaciones fueron diferentes para gramíneas y
leguminosas.
La edad en la hoja afectó los cambios en la composición de las paredes
celulares. En este sentido (García y Peña, 1995), señalaron una modificación de
carbohidratos durante el desarrollo de la planta, lo que explicaría esa tendencia
cuadrática en los diferentes años en estudio. Además estos mismos autores
señalaron para la celulosa un contenido variable entre los tejidos, entre los
órganos y entre las células. Varios estudios han demostrado un menor contenido
de paredes celulares en las hojas comparada con las vainas y los tallos ( Bailey,
1973), este fenómeno se pudo comprobar en el presente trabajo.
El criterio de material comestible modifica los resultados en cuanto su
contenido de FDN, en ese sentido Sandoval et al
(1987) indican un valor de
47.8% de FDN en muestras constituidas por hoja y
vaina de 1998, valores
inferiores a los registrados en nuestro experimento de 50 a 54.5% en 1998. Esta
57
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
diferencia puede ser a la inclusión de tallos menores o iguales a 4 mm de nuestra
clasificación de material comestible.
7.2. DISCUSIÓN Experimento II
En la degradación in situ de la materia seca en “a”, la cuál Huntington y
Givens (1995), señalaron como el tiempo necesario del alimento para hidratarse y
sufrir alteraciones físicas y químicas. Los resultados altos observados en gandul
en los 200 y 240 días
pudo deberse a
la
formación de la semilla, la cuál
contribuye a la solubilidad del contenido de materia seca del contenido total de la
planta (Smith et al., 1972), quizá debido a una modificación en la concentración de
carbohidratos para posteriormente formarse la vaina (García y Peña, 1995), en el
caso del corte a los 200 días, el contenido de carbohidratos solubles es 18.9% y
un 22.5% de almidón en el gandul (hojas + tallos) Aykryd y Doughty, (1982). A
los 240 días la planta presentó vaina la cuál estaba presente en un 45.8% del total
de la planta considerando que la vaina contiene 54.2% de carbohidratos solubles
además de 72.7% de almidón considerado como nutriente digestible (Aykryd y
Doughty, 1982). La proteína rápidamente soluble “a” en rumen en el gandul a los
240 días fue él más alto respecto a los otros tres cortes se pudo deber a la
presencia de vaina, debido a su mayor proporción por lo tanto hay mayor proteína
soluble, la cuál se fermenta a AGV y amoníaco (Preston, 1995) y es absorbido a
través de la pared intestinal, convertido a urea en el hígado y posiblemente
excretado en la orina. Sin embargo la proteína de mayor degradación en rumen
“a+b” se manifestó en la leucaena, esta degradación puede deberse a que las
58
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
hojas son la estructura de la planta que contiene mayor cantidad de proteína, que
a su vez son los principales materiales de proteína en los forrajes y en esta prueba
se encontraba en una proporción superior al tallo (70% de hoja y 30% de tallo) por
otra parte esta el efecto de
la sensibilidad y accesibilidad de las enzimas
microbianas, así como a la intensidad y duración de éstas acciones enzimáticas,
la solubilidad, a las bacterias y a los protozoarios (Nolan, 1993). Por lo que pudiera
parecer que esta acción
enzimatica tuvo preferencia por la leucaena. En lo
referente a las paredes celulares (FDN), el gandul mostró mayor solubilidad “a”
comparando con la leucaena, quizá esto se deba a que el gandul tiene muy poco
contenido de taninos (0.5 mg/100 g, Sinha, 1978) y la leucaena contiene 10.1
mg/g (D’mello y Fraser, 1981) lo que afecta la solubilidad al formar moléculas
complejas estables en el pH del rumen, así como a la degradación de la fibra en el
rumen. Es decir los altos contenidos de taninos reducen la digestibilidad de la
fibra al inhibir la actividad bacteriana (Chesson et al., 1982) y de los hongos (Akin
y Rigsby, 1985). Afirmación que no coincide en este trabajo el caso de la
degradación de la leucaena. Pero en el grado de degradación”a+b” se presentaron
valores igual de altos tanto en gandul como leucaena, esto puede atribuirse en el
gandul presentó mayor contenido de paredes celulares (FDN) y en el caso de la
leucaena a la mayor cantidad de hoja.
Singh et al (1991) encontraron tasas de degradación en las paredes
celulares (FDN) en las leguminosas D. uncinatum, N. wightii, T. alexandrinum, T.
resupinatum de 0.034, 0.044, 0.069, 0.077 y 0.0584 h-1, valores más altos se
encontraron en el caso del gandul a los 120 días con 0.0984 h-1 , pero en la
59
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
leucaena se observaron valores iguales o menores a los mencionados por estos
autores.
En relación a las vainas la de gandul fue de mejor degradación ruminal en las
variables de estudio por razonamientos ya comentados en la vaina de leucaena
contiene una resina viscosa llamada galactomana (Febles et al., 1987)
que
pudiera afectar la degradación en rumen, la de mezquite presentó alta solubilidad
esto se puede atribuir a su contenido de glucosa (30.25%) Kinglosover et al, 1997
la cuál es altamente soluble.
7.3 DISCUSIÓN EXPERIMENTO III
7.3.1 Digestibilidad aparente
La menor digestibilidad aparente la mostró el gandul, esto puedo deberse
al menor consumo (cuadro 22), debido a la reducción de la gustocidad en ovinos
(Sanginés, 2000), por otra parte, Welch (1982) señala que las partículas pequeñas
permanecen menos tiempo en el rumen al moverse con la fracción líquida del
líquido ruminal y por ende se digieren en menor proporción.
Hay
factores como la trituración del forraje, la estructura anatómica y la rumia
(Sakurai, 1963) que afectan la digestibilidad. Así también Welch y Smith (1970)
investigaron que las paredes celulares de los alimentos estuvieron altamente
correlacionados con la rumia.
La comparación entre periodos son muy discutibles por haberse utilizado
dos animales en diferente estado de desarrollo, por lo tanto la discusión se limita a
60
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
los forrajes dentro del mismo periodo. Okine et al.,
(1989), encontraron una
digestibilidad aparente en una mezcla 50:50 de alfalfa y Bromus inermis de MS
47.8; MO 48.5; y PC 45.4% valores más bajos a los encontrados en este trabajo
para alfalfa.
La tasa de pasaje fue semejante en ambas leguminosas, lo que significa
que tuvieron la misma concentración de digesta al pasar por el rumen, sin
embargo el gandul mostró menor digestibilidad, esto puede explicarse con lo
comentado
anteriormente.
Por
otra
parte
aunque
la
tasa
de
pasaje
estadísticamente no hubo diferencia, pero se observó que las becerras
alimentadas con alfalfa tuvieron mayor consumo y Allen y Mertens (1988),
mencionan que a mayor tasa de pasaje es mayor el consumo en este caso no
corresponde a este trabajo.
Church (1979) en alfalfa encontró una tasa de pasaje de 0.062/h valor
semejante al encontrado en este trabajo.
En otra investigación, Okine et al., 1989 encontraron una tasa de pasaje de
0.057/h en una mezcla de 50:50 de alfalfa y Bromus inermis que contenía 91% de
MO, 57:30% de FDN, 43.6% de FDA y 11.5% de PC en bovinos. En otro
experimento conducido por Coblentz et al., 1999 encontraron una tasa de pasaje
para nitrógeno insoluble en neutro detergente de 0.06%h-1. Sanguinés (2001)
señaló una tasa de pasaje de 0.062 h-1 en una ración de follaje de Buddlelia
skutchii y de Pasto Kikuyo (P. Clandestinum) de en ovinos en una mezcla 60:40.
Thornton y Minson (1961) señalan que la tasa de pasaje del alimento a través del
rumen, esta grandemente determinada por las características de la dieta que por
factores fisiológicos del animal.
61
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
Hay otros factores que influyen en la tasa de pasaje,
como lo es la
utilización del forraje, el consumo, el tamaño de partícula y la composición del
alimento (Baile y Pfander, 1967; Balch and Kelly, 1950) así como la densidad de
las partículas ( Ehle, 1984) otro factor es el punto de muestreo (rumen o recto) o
modelo de ajuste utilizado (Hartnell, y Satter, 1979). Por otra parte, Pond et al.,
(1988) en una investigación encontraron que el pasaje de las partículas varió de
acuerdo al momento que se consumió el alimento.
62
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
8.1 CONCLUSIONES Experimento I
Los días al corte modificaron la producción del material comestible, hojas y
tallo, con las mayores producciones entre los 160 y 200 días de edad.
La composición química del Cajanus cajan se modificó por la edad al corte
y por la relación del material comestible, hojas, tallos y vaina presentes en la
planta.
La recomendación de utilización de gandul bajo corte con base a los
resultados obtenidos en este trabajo es que el forraje a diferentes edades de corte
es de que se puede utilizar como forraje con niveles de cualquier leguminosa.
8.2 CONCLUSIÓN EXPERIMENTO II
El forraje de gandul presentó menor degradación en rumen tanto en materia
seca, materia orgánica, proteína cruda y fibra neutro comparado con la leucaena.
La degradación ruminal de la vaina del gandul fue mayor en MS, MO, PC y
FDN a las vainas de leucaena y mezquite.
8.3 CONCLUSION EXPERIMENTO III
El gandul presentó menor digestibilidad aparente comparado con la alfalfa,
con un tiempo de pasaje similar entre ambas leguminosas.
63
Caracterización nutricional de Cajanus cajan
9.0 LITERATURA C ITADA
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