Agricultura Técnica Instituto de Investigaciones Agropecuarias, INIA ISSN: 0365-2807 EISSN: 0717-6333 Vol. 63, Num. 3, 2003, pp. 251-258

Agricultura Técnica, Vol. 63, No. 3, July-Sept, 2003, pp. 251-258

Investigación

USO DE ÁCIDO FÓRMICO MÁS FORMIATO DE AMONIO EN ENSILAJES DE PRADERAS PERMANENTES EN EL SUR DE CHILE¹

Use of formic acid with ammonium formate in permanent pasture silage in the South of Chile.

Enrique Siebald Sch.^{2 *}, Juan Carlos Dumont L.², Humberto Navarro D.², Renato Santana D.²

¹Recepción de originales: 20 de julio de 2000.
²Instituto de Investigaciones Agropecuarias, Centro Regional de Investigación Remehue, Casilla 24-O, Osorno, Chile. E-mail; esiebald@remehue.cl *: Autor para correspondencia.

Code Number: at03028

ABSTRACT

It is possible to obtain high quality silage using short rest periods.  The forage harvested under these conditions is very low in DM and if a direct cut machine is used, an additive is normally necessary. To study this situation, the use of formic acid and ammonium formate was evaluated in an experiment carried out at the Instituto de Investigaciones Agropecuarias, Centro Regional de Investigación Remehue, Osorno, Chile, during 1997 and 1998. A four hectare paddock was closed for 54 days and ensiled on November 13^th and 14^th, 1997, making two silages, one with additive at the rate of 4 L t^-1  of fresh forage and the other as a control with no additive. The animal response was evaluated using 14 steers with an initial weight of 375 kg liveweight in 1998, employing a randomized complete block design with seven animals per treatment.  The pH, DM digestibility, acid detergent fiber-Nitrogen (FDA-N), and DM content was 4.51 and 3.97, 71.1 and 76.1, 15.5 and 12.8, 16.1 and 18.4 for the control silage and additive silage, respectively.  The silage intake was 6.96 and 6.15 kg DM animal^-1  d^-1, the liveweight gain of animals was 0.76 and 0.42 kg d^-1  (P ≤ 0.05) at the day 57 and 0.51 and 0.29 kg d^-1  at the day 99 (P ≤ 0.10) for additive and control respectively.  The results did not indicate a clear economic advantage in using additives.

Key words: grass silage, formic acid, additives.

RESUMEN

Es posible obtener ensilajes de alto valor nutritivo al aplicar rezagos cortos.  Esto significa disponer de un material con baja concentración de MS al cosechar con corte directo, siendo normalmente necesario el uso de un aditivo.  Para enfrentar esta situación se evaluó en un experimento el uso de ácido fórmico más formiato de amonio (4 L t^-1  de pasto fresco), en el Instituto de Investigaciones Agropecuarias, Centro Regional de Investigación Remehue, Osorno, Chile, durante los años 1997 y 1998.  Se usaron 4 hectáreas de praderas permanentes, las que se ensilaron con 54 días de rezago, el 13 y 14 de noviembre de 1997, haciendo dos silos, uno con aditivo y otro testigo sin aditivo, con descarga alternada de carros.  En 1998 se evaluó la respuesta animal, utilizando 14 novillos de 375 kg de peso vivo, empleando un diseño de bloques al azar con dos tratamientos y siete repeticiones. El Ph, la digestibilidad de la MS, el N en fibra detergente ácida (N-FDA) y el contenido de MS, para el ensilaje testigo y para el con aditivo fue de 4,51 y 3,97;  71.1 y 76.1; 15,5 y 12,8; 16,1 y 18,4 respectivamente. Se observó un consumo grupal al usar aditivo de 6,96 vs. 6,15 kg animal^-1  d^-1, siendo las ganancias de peso a los 57 días de evaluación significativamente superiores al usar aditivo 0,767 vs. 0,42 kg animal^-1  d^-1  (P < 0,05), y a los 99 días éstas bajaron a 0,51 vs. 0,29 (P< 0,10).  Los resultados no indicaron ventajas económicas claras al uso de aditivos.

Palabras claves: ensilaje de praderas, ácido fórmico, aditivos.

INTRODUCCIÓN

A fines de la década de los 80, se inició en el Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA), Centro Regional de Investigación Remehue, Osorno, Chile, una línea de investigación en relación a la obtención de ensilajes de praderas de alta calidad.  Uno de los factores fundamentales que incide en la calidad de estos forrajes conservados es el estado fenológico de los pastos (Elizalde et al.,1992; Siebald, 1994; Siebald et al., 1996; Keady y O'Kiely, 1998). Otros factores reportados son la calidad de la fermentación y el contenido de MS del ensilaje, además del clima en el momento de la cosecha, que afecta directamente la concentración de MS y el contenido de azúcares (Wilkinson, 1990).

Es importante investigar en calidad de ensilajes, ya que existe un gran espacio para incrementar la relación proteína:grasa de las carnes, al mejorar la calidad de la fermentación de los ensilajes (Van Vuuren et al., 1995).

En la X Región, bajo condiciones de clima soleado, es posible obtener ensilajes de excelente calidad mediante corte directo (Siebald et al.,1996), a pesar de su baja concentración de MS. En estos ensilajes, con poca MS, es deseable obtener un pH de 3,9 para detener la actividad microbiana, y evitar así un proceso de degradación del material (Moloney y O'Kiely, 1991).

La disponibilidad de ensilajes de alta calidad permite reducir costos en los sistemas productivos, tanto de leche como de carne bovina, al lograr altos niveles de producción individual, y un ahorro significativo de concentrado, especialmente los de tipo proteico. En producción de carne se ahorra prácticamente el 100% de los suplementos proteicos al usar este tipo de ensilajes (Siebald et al., 1996).

En la Región, al aplicar rezagos de sólo 45 días en praderas mejoradas, los primeros cortes se pueden realizar los últimos días de octubre, lo que permite en la zona sur aumentar la posibilidad de trabajar bajo condiciones adversas de clima, cosechando forrajes con un menor contenido de azúcares y de MS. Esta baja concentración de MS restringe la calidad de la fermentación, ya que se requiere un mayor tiempo para que el material se estabilice, afectándose el contenido celular y las paredes de fácil digestibilidad del forraje (Van Vuuren et al., 1995).

Ensilajes con igual concentración de energía y proteína, pero con diferencias en la elaboración, tales como velocidad de llenado, compactación, tamaño de picado, sellado y uso de aditivo, arrojaron niveles de consumo significativamente diferentes, debido a la presencia de compuestos producto de fermentaciones secundarias, tales como de N-NH_3, ácidos, aminas, etanol y otros (Flynn, 1981, Poole et al., 1992;  Elizalde, 1994). Wilkins (1986, comunicación personal), señaló que cuando los ensilajes tienen bajo nivel de N amoniacal, se logra una relación positiva entre consumo y digestibilidad.

Al ensilar praderas tiernas al estado de bota o de preespiga, con clima desfavorable, se justifica el uso de aditivos, los que aseguran una buena fermentación y por lo tanto, una buena estabilización del material cosechado, al reducir el pH y controlar la multiplicación de bacterias del género Clostridium, las que afectan negativamente el proceso fermentativo (Rotz y Muck, 1994).  

Para ensilar con corte directo praderas con bajas concentraciones de MS, existen fundamentalmente dos tipos de aditivos, los absorbentes y los inhibidores de la fermentación, correspondiendo los acidificantes, al segundo tipo (Gonzalez, 1994).

Se han evaluado aditivos de tipo absorbente, elaborados sobre la base de coseta de remolacha (Beta vulgaris), con buenas respuestas en producción animal, siendo su limitante el costo; puesto equivale a comprar anticipadamente los suplementos concentrados de tipo energético (Siebald et al., 1997) y tienen la ventaja de reducir la pérdida por efluentes.

Entre los inhibidores de la fermentación se ha usado ampliamente el ácido fórmico, el cual es un ácido orgánico, que asegura la preservación del ensilaje mediante los efectos combinados del ácido agregado además del ácido producido durante la fermentación (Wilkins, 1988), y por el efecto bactericida de la molécula sin disociar.  Las levaduras son tolerantes a este ácido, el que también tiene el efecto de inhibir la respiración de la planta, lo que se refleja en temperaturas más bajas en el ensilaje durante el almacenamiento (McDonald, 1981; Castle, 1982, citados por González, 1994).  Los autores anteriores señalaron además que los forrajes tiernos requieren niveles más altos de ácido fórmico para obtener un efecto similar de reducción de pH, debido a que estos forrajes tienen una alta capacidad buffer, al igual que las leguminosas.

El objetivo de este estudio fue evaluar la mezcla de ácido fórmico y formiato de amonio como un aditivo inhibidor de la fermentación en ensilajes de praderas de corte directo, determinando los efectos en el ensilaje y en la ganancia de peso de bovinos.

MATERIALES Y MÉTODOS

El experimento se realizó durante la temporada 1997/98, en el Instituto de Investigaciones Agropecuarias (INIA), Centro Regional de Investigación  (CRI) Remehue, ubicado en la provincia de Osorno, Chile (40° 35' lat. Sur, 73°08' long. Oeste, 73 m.s.n.m.).  Se trabajó en una superficie de 4 ha de praderas permanentes antiguas polifíticas, las cuales fueron fertilizadas en otoño con 40 unidades de N (supernitro), 90 unidades de  P₂O₅  (superfosfato triple) y 40 unidades de K₂O (muriato de potasio). El período de rezago de la pradera fue de 54 días; se inició el 21 de septiembre y se cosechó entre el 13 y 14 de noviembre de 1997.
  
Al ensilar se realizaron dos tratamientos, ensilaje testigo sin aditivo (T1) y ensilaje con ácido fórmico más formiato de amonio, en dosis de producto comercial de 4 L t^-1 de pasto verde de praderas de corte directo (T2) (Nuevo Supersil m.r. Oxiquim S.A., Viña del Mar, Chile). Los dos silos se hicieron con descargas alternadas de carros forrajeros para obtener una alta uniformidad del forraje usado en ambos.  Se cosechó mediante chopper con repicador, con el clima nublado, registrándose 10 mm de precipitación durante el período de cosecha.  Los silos fueron tipo parva, tapados con polietileno y tierra.  El aditivo fue aplicado mediante un dosificador que inyectaba el producto en el sinfín de la máquina cosechadora.

La evaluación se hizo sobre los efectos en el ensilaje y en la ganancia de peso de bovinos en confinamiento, alimentados exclusivamente con ensilajes.  En los animales se realizó esta evaluación durante el invierno de 1998, entre el 25 de mayo y el 1 de septiembre.  Se aplicó un diseño de bloques al azar, según el peso vivo (PV) de los animales al inicio del estudio para el análisis estadístico y se uso el método de Tukey, con dos tratamientos y siete repeticiones.  El período pre-experimental fue de 12 días y el experimental de 99 días.  Se utilizaron 14 novillos Holando Europeo, de 350-400 kg de PV al ingresar al experimento. No se usó suplemento, para evaluar con mayor claridad el efecto directo del aditivo.  Los animales se manejaron en un galpón semitechado de 72 m², con cama caliente, alimentados en comederos con una disponibilidad de 0,86 m por animal.

En las praderas se evaluó por separación manual la composición botánica al momento del corte, y se calculó el rendimiento sobre la base de MS, mediante muestreo al azar con 8 marcos de 0,5 m²  por hectárea.

En ambos ensilajes se tomaron seis muestras compuestas, en la medida que se iban utilizando.  Cada muestra estaba formada por 12 sub-muestras ubicadas a tres alturas del silo en cada cuarto de perfil de corte. Las muestras fueron enviadas al Laboratorio de Bromatología del CRI Remehue, analizándose el contenido de MS (AOAC, 1970), digestibilidad de la MS, digestibilidad de la materia orgánica (valor D), contenido de materia orgánica digestible (MOD) dentro de la MS, determinada in vitro (Goering y Van Soest, 1970), energía metabolizable (EM) (Garrido y Mann, 1981), proteína total, proteína verdadera (Bateman, 1970), N amoniacal (% N total) (Schmidt-Hebel, 1981), pH (Bateman, 1970), fibra detergente neutro, fibra detergente ácido, proteína ligada a fibra detergente ácido (Goering y Van Soest, 1970), carbohidratos solubles (Thomas, 1977), y los minerales P (Jackson, 1964), Ca y Mg (Sadsawka, 1990).

En los animales se midió el incremento de peso cada 14 días, utilizando una pesa mecánica de 1500 kg, pesaje sin destare, a las 08:30 h del día correspondiente. Además se evaluó el consumo grupal de ensilaje durante el período experimental, controlándose tres días por semana. Para evaluar la respuesta en ganancia de peso se aplicó la prueba  de Tukey.

Para la evaluación económica se aplicó el método de presupuesto parcial propuesto por Amaral (1971), para estimar costos por kilogramo de MS y beneficios según la respuesta de los animales, en pesos de noviembre de 2000 (1 US$ = 577 $Ch.  y 1 UF = 15.643 $Ch).

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

Producción de forraje y composición botánica de la pradera
La cosecha se realizó con 8 a 10 días de retraso en relación al momento óptimo de corte, debido al mal tiempo; a pesar de esta espera se ensiló con clima nublado y lluvioso.

El rendimiento en MS fue de 4,8 t ha^-1, cantidad superior a la cosechada en cortes con  en este tipo de praderas con 45 días de rezago, donde se lograron producciones de 2,8 a 4,4 t ha^-1, pero con una mejor digestibilidad (Siebald et al., 1996; Keady y O'Kiely, 1998).

Se utilizó una pradera permanente, fertilizada, con un alto porcentaje de gramíneas (83%), lo que permitió su ensilaje sin problemas bajo condiciones desfavorables de clima, observándose al momento del corte un bajo porcentaje de trébol (3%).  La composición botánica se indica en el Cuadro 1.

Evaluación de los ensilajes.
Con el uso del aditivo se observó una disminución del pH del ensilaje. Los indicadores de calidad de los ensilajes y contenido de nutrientes se presentan en el Cuadro 2.  Al trabajar con bajos contenidos de MS en el forraje a ensilar, se restringe la calidad de la fermentación, debido a que se limita el proceso de fermentación (Van Vuuren et al., 1995). Cabe destacar que se cosechó bajo condiciones de clima desfavorables, con días nublados y lluviosos.

Por efecto de la lluvia y la condición de la pradera, que estaba en  estado de bota e inicio de espiga, la concentración de MS en el forraje cosechado fue muy baja. Al usar aditivo sobre la base de ácido fórmico y formiato de amonio, en los ensilajes evaluados se presentó un porcentaje más alto de MS, en comparación al testigo y a la pradera original, lo que refleja mayores pérdidas de MS por efluentes.

Haig (1999) señaló que el ácido fórmico aumenta el flujo de pérdida durante los dos primeros días de realizado el ensilaje, teniendo un pequeño efecto en la producción de efluentes, reduciendo significativamente el contenido de  N y ácido láctico del mismo.

El contenido de proteína total observado fue alto en comparación a los requerimientos del ganado de producción de carne. La proteína verdadera se determinó indirectamente, midiendo el N insoluble (Bateman, 1970).

En este trabajo se evaluó el porcentaje de N fijado a la fibra (paredes celulares), que es un indicador de la fracción de la proteína que se pierde, que no es aprovechable por el animal, observándose menores valores en el ensilaje con aditivo.

Al ensilar, la digestibilidad de la MS, la digestibilidad de la materia orgánica (valor D) y la EM, disminuyeron en relación a la pradera cosechada, presentándose una tendencia a una menor disminución en el ensilaje en que se usó ácido fórmico más formiato de amonio, debido a que con este aditivo se logra un ensilaje mejor fermentado (Haig, 1999).

Se observó un contenido de N amoniacal sobre 10% en ambos ensilajes, lo cual señala una mediana calidad de fermentación (Thomas y Fisher, 1991). Esto está relacionado con la baja concentración de MS de los ensilajes, situación que restringe, en general, la calidad de la fermentación (Van Vuuren et al., 1995).

Al usar aditivo se logró un pH 3,97, que es  adecuado para lograr una buena preservación y estabilidad del material cosechado (Moloney y O'Kiely, 1991; Keady y Murphy, 1998). Al respecto, Haig y Chapple (1998) señalaron que al usar como aditivos el ácido fórmico, sales de ácido fórmico o una mezcla de ácido fórmico más formalina, se observa una significativa disminución del pH, una menor presencia de los ácidos acético y butírico, de ácidos grasos totales de cadena corta y del contenido total de ácidos; o sea, se produce una restricción de la fermentación.  Por otro lado, aumenta el contenido de carbohidratos solubles en relación al ensilaje testigo.

En cuanto a minerales (P, Ca y Mg), en el experimento se observaron concentraciones adecuadas, salvo en Mg que estaba en el límite de los requerimientos del tipo de animal utilizado (Anrique el al., 1995).

Respuesta animal
El efecto del aditivo sobre la calidad del ensilaje se tradujo en una mejor respuesta animal, pues los incrementos diarios de PV fueron significativamente (P ≤ 0,05) superiores en ambos períodos con el uso de este producto (Cuadro 3).

En relación al consumo en vacas lecheras, se ha determinado una mejor palatabilidad y preferencia al usar ácido fórmico como aditivo, con relación a un aditivo biológico y a un testigo (Keady y Murphy, 1998). Lo cual concuerda con los resultados de este trabajo.

El consumo de MS fue estable en el tiempo, siendo bajo en ambos tratamientos (menos de 2% del PV);  esto explica las menores ganancias de peso, especialmente en el testigo, a pesar de presentar una digestibilidad de la MS por sobre 70%.  Con estos valores se deberían alcanzar ganancias diarias por sobre 500 g (Wilkinson, 1985).

La diferencia en ganancia diaria de peso se redujo desde 341 g d^-1 a los 57 días, a 217 g d^-1 a los 99 días;  es importante destacar que en los 100 días de ensayo estas diferencias se mantuvieron.

En cuanto al ensilaje con aditivo, con 76% de digestibilidad de la MS, la respuesta animal también estuvo levemente por debajo de lo esperado, que es del orden de 800 a 820 g de ganancia de peso (Wilkinson, 1985; Siebald  et al., 1997).

Las menores ganancias de peso en el último tercio del experimento pueden estar relacionadas con la deficiencia de algún nutriente, de hecho el Mg se presentó en un nivel bajo en ambos ensilajes y no se usó suplementación mineral. Los animales salieron del experimento como novillos para engorda, siendo finalizados posteriormente con concentrados.

Análisis económico
En el análisis económico se obtuvieron costos mayores para el ensilaje con aditivo,  dado que se usaron 4 L t^-1 de material a ensilar, lo que significó utilizar 119,3 L ha^-1  de forraje cosechado (29.814 kg de materia verde).  El costo del aditivo fue $500 L^-1, lo que dio un costo de $59.627 adicionales por hectárea, en donde se obtuvieron 4 800 kg de MS.  El costo por kilogramo de MS del forraje ensilado con aditivo, fue superior en $12,5 respecto al costo del ensilaje sin aditivo (Cuadro 4).

Durante los primeros 57 días de la evaluación con animales, se produjo una ganancia significativamente  mayor en el tratamiento con aditivo, lo que originó un ingreso marginal diario de $164 por animal, generando en esta etapa una ganancia neta de $56 animal día^-1.  Sin embargo, al evaluar la respuesta económica durante los 99 días de la engorda, el incremento en el costo diario por el uso del ensilaje con aditivo se mantuvo,  lo que se explica por el mayor costo de la MS de este ensilaje y por el mayor consumo por parte del animal.  A pesar de generarse un aumento en el ingreso respecto del testigo, esta diferencia sólo alcanzó a $105 más por animal por día, produciendo una pérdida neta final de -$2 animal^-1 d^-1; al compararlo con el testigo.

De acuerdo a los cálculos, el uso de esta tecnología se justifica con ganancias diarias promedio superiores a 0,515 kg de PV por animal, o cuando el precio de venta esperado supera $510 por kg^-1 de PV.

Por otro lado se debe señalar que, debido a lo poco generalizado del uso de esta tecnología para ensilajes, los insumos requeridos aún son caros para la mayoría de los productores, superando en este caso al costo que significa la fertilización, lo que finalmente restringe su uso.

CONCLUSIONES

• La adición de ácido fórmico más formiato de amonio en ensilajes de praderas permanentes, asegura una buena preservación del material, así como una tendencia a mayor consumo por parte de los animales.
• Se determinó una mayor ganancia de peso especialmente en los primeros 57 días de control al usar este aditivo.  Económicamente no se justifica su uso con incrementos de peso diarios inferiores a 515 g, considerando ganancias de 292 g. para el testigo.

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