Zootecnia Tropical Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas Venezuela ISSN: 0798-7269 Vol. 21, Num. 3, 2002, pp. 289-300

Zootecnia Tropical, Vol. 21, No. 3, 2003, pp. 289-300

Effect of molasses, formic acid, and time of fermentation on the crude protein content and ammonia nitrogen in silage of Leucaena leucocephala

Efecto de la melaza, ácido fórmico y tiempo de fermentación sobre el contenido de proteína cruda y nitrógeno amoniacal en silaje de Leucaena leucocephala

María Betancourt^1*, Mirian Martínez de Acurero¹, Jorge Bravo¹, Rosa Razz² y Tyrone Clavero²

¹ Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas. Centro de Investigaciones Agropecuarias del Estado Zulia. Apartado Postal 749. Maracaibo, Zulia. Venezuela. *E-mail: alenabetancourt@hotmail.com
² Postgrado de Producción Animal. Departamento de Zootecnia. Facultad de Agronomía. La Universidad del Zulia. Maracaibo, Zulia. Venezuela.

Recibido: 28/02/02               Aceptado:22/05/03

Code Number: zt03019

SUMMARY

To evaluate the effect of the molasses, formic acid, and time of fermentation on the content of crude protein and ammonia nitrogen in micro silos of Leucaena leucocephala, it was carried out a field experiment at San Francisco County, Zulia state, Venezuela, in an area classified as very dry tropical forest. The experimental design was a complete randomize in a factorial arrangement (3x3x3), with two replications, three levels of molasses (0, 2.5, and 5%), three levels of formic acid (0, 0.25, and 0.5%), and three times of fermentation (10, 41, and 62 days). The content of crude protein was affected significantly (P<0.05) by the interaction molasses x formic acid, the content of ammonia nitrogen by the addition of molasses, and the interaction formic acid x time of fermentation. The highest value of PC (22.2%) was observed at 0% molasses and 0.25% formic acid. The N-NH₃-Nt was reduced with the addition of molasses. According to these results, L. leucocephala can be used in silage processes using preservative agents.

Key words: molasses, formic acid, fermentation time, protein, ammonia nitrogen, Leucaena leucocephala.

RESUMEN

Con el objeto de evaluar el efecto de la melaza, ácido fórmico y tiempo de fermentación sobre el contenido de proteína cruda y nitrógeno amoniacal de microsilos de Leucaena leucocephala, se realizó un ensayo en un campo experimental del Municipio San Francisco (zona de vida: bosque muy seco tropical) del estado Zulia, Venezuela. El diseño experimental fue completamente al azar con arreglo factorial (3x3x3) con dos repeticiones, tres niveles de melaza (0, 2,5 y 5%), tres niveles de ácido fórmico (0, 0,25 y 0,5%) y tres tiempos de fermentación (10, 41 y 62 días). El contenido de proteína cruda fue afectado significativamente (P<0,05) por la interacción melaza x ácido fórmico y el contenido de nitrógeno amoniacal por la adición de melaza y la interacción ácido fórmico x tiempo de fermentación. El mayor valor de proteína cruda (22,17%) fue observado con 0% melaza x 0,25% de ácido fórmico. El (N-NH3 / Nt) disminuyó con la adición de melaza. De acuerdo a estos resultados la L. leucocephala puede ser utilizada en procesos de ensilaje con el uso de conservantes.

Palabras clave: melaza, ácido fórmico, tiempo de fermentación, proteína, nitrógeno amoniacal, Leucaena leucocephala.

INTRODUCCIÓN

Los sistemas de alimentación de rumiantes en los trópicos se basan principalmente en la utilización de pastos, los cuales por fluctuaciones en la cantidad y calidad a lo largo del año, causan períodos de estrés nutricional, y consecuentemente reducción en la productividad animal (Kass et al., 1995).

En gran parte de Venezuela, y en el caso específico del estado Zulia, estas fluctuaciones son originadas básicamente por la distribución de las lluvias, debido a que se presentan dos épocas de sequía a lo largo del año (diciembre-abril y julio-agosto). Esta distribución de las lluvias provoca un suministro irregular de forraje durante el año, observándose períodos donde se presenta una abundancia de forrajes y otros donde se presenta deficiencia.

Dicha situación ha ocasionado en los sistemas de producción ganadera, una alta dependencia del alimento concentrado para la alimentación animal durante el período de escasez de forraje. El alimento es cada día más costoso y en muchos casos, es una práctica no rentable por los niveles de producción alcanzados. Esto plantea la necesidad de generar alternativas de alimentación que disminuyan los costos de producción e incrementen la producción animal. Una de estas alternativas es el ensilaje, cuyo propósito consiste en aprovechar el excedente de forraje disponible en las épocas de mayor producción de biomasa, para ser utilizado en la época de escasez, conservando los forrajes verdes con un mínimo de pérdidas nutritivas. Hay que considerar el inconveniente que muestran los pastos tropicales, debido a sus bajos contenidos de proteína cruda (menos de 7%) (Esperance, 1982), los cuales se reflejan en los ensilajes.

En este sentido el uso de conservantes o aditivos para mejorar o preservar la calidad del ensilaje se hace necesario, tal como es el caso de la melaza y el ácido fórmico. La melaza utilizada como aditivo desde hace mucho tiempo, se agrega a los forrajes tropicales a niveles entre 5 y 8% (Salsbury et al., 1949), mientras que en los climas templados es suficiente para promover el desarrollo de niveles adecuados de ácido láctico entre 0,7 y 2%. Pezo (1981) indicó que la importancia de utilizar una mayor cantidad de melaza en el trópico es debido a la necesidad de compensar el bajo contenido de azúcares en los forrajes, aunado a mayores pérdidas de carbohidratos por respiración y fermentación aeróbica producto de las altas temperaturas. El ácido fórmico es el conservante con mayores perspectivas para incrementar la calidad de los ensilajes tropicales, debido a su acción protectora sobre las proteínas del forraje inicial, además contribuye a disminuir el pH, aumenta la concentración de ácido láctico y disminuye el porcentaje de nitrógeno amoniacal (Ojeda y Cáceres, 1984).

El alto contenido de proteína cruda, factor nutricional más importante a conservar, puede actuar como limitante de una buena conservación, si no se crean las condiciones apropiadas para evitar una alta solubilización de los compuestos nitrogenados, la producción de elevados porcentajes de amoniaco y la descomposición de los aminoácidos en aminas (Ojeda et al., 1991)

Clavero (1996) señaló el uso de leguminosas arbóreas con alto potencial productivo y elevado valor nutritivo, como una solución económicamente viable y aceptada para incrementar la productividad animal en las regiones tropicales. Dentro del género de las leguminosas arbóreas, una de las especies más promisorias desde el punto de vista forrajero es Leucaena leucocephala.

El objetivo general de esta investigación fue determinar el efecto de la melaza, ácido fórmico y tiempo de fermentación sobre el contenido de proteína cruda y nitrógeno amoniacal en microsilos de Leucaena leucocephala.

MATERIALES Y MÉTODOS

Para la elaboración de los microsilos se utilizó material fino (hojas y tallos jóvenes de 5 mm de diámetro) de Leucaena leucocephala, ecotipo CIAT 7984, con seis semanas de rebrote, cosechado en la granja "Ana María Campos", propiedad de la Facultad de Agronomía de la Universidad del Zulia. El área experimental se encuentra ubicada en el Municipio San Francisco del Estado Zulia, zona clasificada como bosque muy seco tropical, caracterizada por una temperatura promedio anual de 29°C, humedad relativa alrededor del 75% y una precipitación entre 400 y 500 mm/año, con una distribución bimodal. La altura sobre el nivel del mar es de 30 m. El pH del suelo es de 5 a 5,6 y la vegetación es predominantemente xerófita (COPLANARH, 1975)

Se evaluaron tres niveles de melaza (0, 2,5 y 5%), tres niveles de ácido fórmico (0, 0,25 y 0,5%) y tres tiempos de fermentación (10, 41 y 62 días). El follaje fue cosechado en horas de la mañana y repicado en trozos de 2 cm. El material picado se dividió en porciones y se mezcló con ácido fórmico y melaza, de acuerdo a los tratamientos correspondientes. Luego de mezclar el forraje y los aditivos se almacenaron en bolsas de polietileno negras de 1 kg de peso, cada una de las cuales se compactó manualmente para extraerle todo el aire. Posteriormente, se le hizo un nudo tipo torniquete y se colocó dentro de otra bolsa de polietileno negra con su respectiva identificación.

Los microsilos se dejaron en reposo en un lugar fresco. A los 10, 14 y 62 días de su elaboración se procedió a romper la fermentación de la masa ensilada. Se determinó el contenido de proteína cruda (PC) y se estimó la relación nitrógeno amoniacal en relación al nitrógeno total (N-NH3/Nt).

El diseño experimental utilizado fue un completamente al azar evaluando 3 niveles de melaza, ácido fórmico y tiempos de fermentación, con arreglo de tratamientos factorial (3x3x3), con 2 repeticiones por tratamiento y 3 submuestras dentro de repetición.

Los datos fueron analizados utilizando el procedimiento de Modelos Lineales Generales (GLM) del paquete Statistical Analisys System (SAS, Inst. ,1985) y las comparaciones de medias a través de pruebas de t

Las determinaciones de PC y el cálculo de N-NH3/Nt se realizaron en el Laboratorio de Nutrición Animal de la Facultad de Agronomía de la Universidad del Zulia, utilizando el método de la AOAC (1984). La extracción de nitrógeno amoniacal se realizó con una solución de H₂SO₄ 1N, para lo cual se emplearon 5 g de muestra en 20 ml de solución. Esta mezcla se dejó reposar por 24 horas, posteriormente se filtró en una muselina y el líquido fue utilizado inmediatamente para determinar N-NH3/Nt por el método de destilación en un Micro-Kjeldahl.

RESULTADOS Y DISCUSIÓN

El porcentaje de proteína cruda mostró diferencias significativas (P<0,05) para la interacción de los diferentes niveles de melaza y ácido (Cuadro 1), observándose que el valor más alto fue obtenido con el tratamiento 0% de melaza y 0,25% de ácido fórmico y el más bajo con los niveles más altos de melaza y ácido. Esta respuesta puede deberse a que al incrementarse el nivel de melaza ocurre una disminución importante de la MS, lo cual diluye el valor de la proteína.

Resultados similares obtuvo Vallejo (1995) al evaluar el efecto de la adición de melaza sobre la calidad del ensilaje de diferentes árboles y arbustos tropicales, encontrando como promedio de todas las especies evaluadas una disminución general del contenido de PC (17,7 a 17,1%) al adicionar melaza.

Ojeda y Cáceres (1984) al evaluar el uso de la melaza y de varios aditivos químicos entre los cuales estaba presente el ácido fórmico, encontraron que el % de PC disminuyó en todos los tratamientos excepto en el de melaza, en el que los valores encontrados fueron los más altos.

Sin embargo, investigaciones realizadas por Esperance et al. (1981) señalaron que existe un incremento en los contenidos de proteína cruda en la pangola ensilada cuando se utiliza ácido fórmico. Mencionaron que en la evaluación de las características fermentativas y valor nutritivo de este forraje ensilado, con ácido fórmico y melaza, el mayor efecto del ácido fue la reducción de las pérdidas de proteína, las cuales fueron mínimas y explican que esto se debe a la acción de este ácido en la fermentación, inhibiendo el desarrollo de algunos clostridios causantes de la ruptura de las proteínas. Consideraciones similares fueron realizadas por Moreno (1977).

Con respecto al tiempo de fermentación se encontró que el mayor valor de proteína cruda se obtuvo a los 41 días y que dicho tenor disminuyó significativamente a los 62 días de fermentación (Cuadro 2), lo cual puede relacionarse con un efecto del Nt el cual también se incrementó para la segunda fecha de muestreo (41 días). Sin embargo, la disminución de los valores de PC no fueron tan drásticos entre las diferentes edades de fermentación. Esto pudo deberse al alto contenido de PC que presenta la Leucaena leucocephala, la cual varía poco a través del tiempo, aunado a las condiciones favorables suministradas durante la realización de los silos para evitar la solubilización de las proteínas, tal como el troceado fino, con lo cual se acelera la plasmólisis de las hojas ya que el proceso respiratorio es más largo en estas plantas (Ojeda et al., 1991).

El contenido de nitrógeno amoniacal en relación al nitrógeno total mostró diferencias significativas (P<0,05) con la adición de la melaza y la combinación ácido fórmico x tiempo de fermentación, observándose que con todos los niveles de melaza (Cuadro 3) los tenores de N-NH₃ / Nt estuvieron alrededor del 7% y dicha tendencia se mantuvo a pesar de apreciarse diferencias entre 0 y 5% de melaza. En los ensilajes bien conservados se considera como óptima una concentración menor de 7% de nitrógeno amoniacal como porcentaje del nitrógeno total (Ojeda et al., 1991). Una elevada concentración de N-NH₃/Nt está asociada con una elevada proteólisis enzimática y microbial, por bacterias clostrídicas (Papadopoulos y McKersie, 1983).

Esta respuesta pudo deberse a que durante el ensilaje hubo poca degradación de las proteínas, lo cual indica una fermentación adecuada. Esto ocurre por el estímulo de la fermentación láctica que permite la melaza y la reducción de la actividad hídrica del ensilaje que disminuye la actividad de los clostridios (Carpintero et al., 1969).

López (1989), De la Fuente (1990) y Vallejo (1995) reportaron que la adición de melaza redujo sustancialmente la producción de amoníaco, en silos de P. purpureum, Gliricidia sepium y especies leñosas, respectivamente.

Ojeda (1994) en silaje de guinea evaluó tres niveles de melaza (0, 10 y 20 y reportó que a pesar de presentar siempre tenores altos de N-NH₃/Nt, obtuvo el valor más bajo (13% N-NH₃ / Nt), con 10 kg/t de melaza y el valor más alto (18% N-NH₃/Nt) lo obtuvo en los ensilajes sin miel y con el otro nivel de melaza evaluado. Mientras que, Aguilera (1980) observó que al adicionar 4% de melaza al ensilaje de pasto bermuda obtuvo 1,6% de N-NH₃/Nt, mientras que sin el aditivo este nivel fue de 2,2%. Domínguez y Hardy (1981) encontraron que el nitrógeno amoniacal en relación al nitrógeno total fue significativamente más alto en los tratamientos con 1% de melaza y control, que en los tratamientos con 2% de melaza.

En el Cuadro 4, se aprecia que el N-NH₃ / Nt, estuvo influenciado por el efecto de la adición de ácido y el tiempo de fermentación, apreciándose que a medida que se incrementó el nivel de ácido y el tiempo de fermentación, menor fue el contenido de nitrógeno amoniacal.

Estos resultados coinciden con resultados obtenidos por Ojeda et al., (1990) quienes reportaron que la adición de ácido fórmico mejoró la calidad fermentativa del ensilaje al disminuir el contenido N-NH₃/Nt.

CONCLUSIONES

Los resultados obtenidos en este estudio indicaron que el proceso de conservación fue adecuado como lo demuestra el bajo contenido de nitrógeno amoniacal en relación al nitrógeno total alcanzado en el ensilaje de L. leucocephala.

Los niveles de melaza para obtener tenores de N-NH₃-Nt dentro del rango óptimo (<7%) fueron 0% y 2,5%, y disminuyeron con la adición del ácido fórmico y la edad de fermentación.

El nivel de 0,25% de ácido fórmico actuó como el mejor controlador de las pérdidas de proteína, al obtener los valores más altos de PC.

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