Efecto del ambiente ruminal y la fuente de fibra sobre la dinámica de desaparición de la materia orgánica y sus componentes en bovinos en confinamiento.

Abstract

Se evaluó la degradabilidad de la fracción fibrosa de diferentes forrajes en ambientes ruminales con presencia creciente de grano y el efecto del agregado de bicarbonato de sodio como buffer ruminal. Para ello se plantearon dos experimentos. En el Experimento 1 se evaluó la degradabilidad de las fracciones fibrosas (tallo + hoja, sin grano) de ensilajes de maíz (SPM), de sorgo granífero (SSG) y de sorgo forrajero (SSF), forraje de pasto llorón (PLL) y celulosa (CEL), en ambientes ruminales generados por la incorporación de: 0, 30 y 60 % de grano de maíz (GM) en la dieta (0GM, 30GM y 60GM, respectivamente). Se utilizaron tres vacas con fístula ruminal, en un diseño Cuadrado Latino 3 x 3. En el Experimento 2 se evaluó la degradabilidad de las fracciones fibrosas (sin grano) de plantas de maíz (PM), sorgo granífero (PSG) y sorgo forrajero (PSF), forraje de pasto llorón (PLL) y celulosa pureza 98% (CEL), en cuatro ambientes ruminales resultantes de la combinación de dos niveles de grano de maíz y dos niveles de bicarbonato de sodio (BS) (0GM; 0GM+BS; 60GM; 60GM+BS). Se utilizaron cuatro vacas con fístula ruminal en un diseño Cuadrado Latino 4 x 4. En ambos experimentos se caracterizaron los ambientes ruminales mediante la determinación del pH ruminal y el contenido de amoníaco (N-NH3). Se determinó in situ la degradabilidad de la MS (DgMS) de los distintos materiales fibrosos. Los contenidos de fibra detergente neutro (FDN), fibra detergente ácido (FDA) y proteína bruta (PB) en los materiales evaluados antes y después de su degradación ruminal se determinaron utilizando técnicas convencionales de química húmeda y tecnología NIRS con calibraciones desarrolladas para tal fin. En el Experimento 1, el efecto de la adición de GM a la dieta provocó la disminución del pH y del N-NH3 ruminal en relación inversa a la proporción de grano en la dieta. La inclusión de grano de maíz en la dieta provocó una disminución de DgMS. La degradabilidad de las fracciones de FDN y FDA se vería afectada negativamente con la adición de GM. Dietas 0GM favorecen un ambiente ruminal capaz de aprovechar la degradación de carbohidratos estructurales, lo cual se traduciría en una mayor DFDN y DFDA, en contraste con lo que sucedería con dietas 60GM. El aprovechamiento de carbohidratos estructurales (Celulosa y hemicelulosa, principalmente) de las fracciones fibrosas provenientes de ensilajes de maíz y sorgo (sin grano) sería siempre mayor que en aquellas provenientes de pasto llorón. Cuando la celulosa se presentó totalmente disponible para su degradación (CEL) no se vió afectada por inclusiones del 30% de GM a la dieta, mientras que el agregado del 60% de GM sí afectó la degradación del polisacárido, en especial en el horario de las 48 horas de incubación. En el caso de los materiales fibrosos evaluados la estructura de la pared celular afecta el comportamiento de la degradación de la celulosa inserta en matrices más complejas. Un mayor contenido de celulosa lignificada de difícil degradación se podría presentar en PLL, comparada con la celulosa que podría encontrarse en SPM, SSG y SSF o totalmente disponible en CEL. También es posible que el ambiente de rumen que limita la degradabilidad de la fibra no sea el mismo para cada tipo de forraje, es decir que la microflora podría adaptarse a las condiciones que impone la dieta y modificar así los límites de pH que provocan efectos negativos. En cuanto a la fracción proteica, la adición de maíz no afectó su degradación ruminal (DPB) en ninguno de los materiales estudiados. En el Experimento 2 la adición de BS como buffer dietario no afectó el pH ruminal ni la concentración de N-NH3. Tampoco se observó un efecto sobre la DgMS, ni en la degradabilidad ruminal de las fracciones FDN, FDA y PB. Sin embargo en el horario de las 48 horas de incubación el agregado del BS provocó que la degradabilidad de CEL en la dieta 60GM+BS, presentara valores similares a los encontrados en dietas 0GM y 0GM+BS. Esto refuerza la idea de que para mejorar la utilización de la fracción fibrosa en dietas de alta densidad energética habría que aumentar la disponibilidad de la fracción potencialmente digestible (celulosa y hemicelulosa), los estudios deben estar orientados a encontrar la forma de aumentar de la disponibilidad de la fracción de carbohidratos potencialmente digestibles, como la celulosa. Esto puede lograrse mediante la utilización de fuentes de fibra de mayor calidad o a través del tratamiento (químico o enzimático) de las fibras, más que al hecho de recurrir al uso de buffers dietarios. Por lo observado en este experimento podría hipotetizarse que la adición de BS podría ser más efectiva cuando la proporción de concentrado fuera mayor a la utilizada en el presente estudio, o también cuando el concentrado de la dieta fuera un almidón más rápidamente fermentecible, o fuera suministrado por períodos de tiempo más largos. También se observa que la adición de BS sería más efectiva cuanto más disponible se encuentren los carbohidratos estructurales en las matrices fibrosas. Por último, la tecnología NIRS mostró un gran potencial para la predicción de la composición química de residuos degradados a nivel ruminal de los materiales fibrosos estudiados en los Experimentos 1 y 2 y podrían ser empleadas en análisis rutinario. De todos modos, para FDN y FDA la inclusión de un mayor número de muestras con variabilidad espectral en los conjuntos de calibración, podría mejorar sensiblemente los modelos.

The objective of this research was to study the degradability kinetics of the fibrous fraction of different forages in ruminal environments with increasing corn grain diet content, and the impact of addition sodium bicarbonate as a ruminal buffer. Two experiments were carried out. Experiment 1 explored the degradability of the fibrous fractions (all grain removed) of three types of silage : corn silage (CS), grain sorghum silage (SSG), and forage sorghum silage (SSF), weeping love grass forage (WL) and 98%-purity cellulose (CEL). Ruminal environments were generated by adding 0, 30 and 60 % of corn grain (CG) to the diet (0CG, 30CG and 60CG, respectively). Three ruminal fistulated cows were used in this experiment. Treatments were tested in a 5x3 factorial (5 materials x 3 ruminal environments), on a latin square design (3x3). Experiment 2 explored the degradability of the fibrous fractions (without grain) of corn plant (CP), grain sorghum plant (SG) and forage sorghum plant (SF), weeping love grass forage (WL) and 98% pure cellulose (CEL). Ruminal environments were the result of the combination of corn grain (CG) and sodium bicarbonate (SB) addition to the diets. Four treatments were generated: T1 = 0CG, T2 = 0CG+SB, T3 = 60CG and T4 = 60CG+SB. Four ruminal fistulated cows were used in this experiment. Treatments were tested in a 5x4 factorial (5 materials x 4 ruminal environments), on a latin square design (4x4). In both experiments, the ruminal environment was described by ruminal pH and the ammonia content (N-NH3). The in-situ DM degradability (DgDM) of the different fibrous materials was determined. Contents of NDF, ADF and CP from the fiberous materials degradation were determined before and after ruminal through wet chemistry and NIRS. Specific NIRS calibrations were previously developed for this purpose. In Experiment 1, the addition of corn grain (CG) to the diet decreased pH and ammonia concentration, and this effect was greater as the proportion of GM in the diet increased. This increased decreased DgMS. In contrast to 60CG diets, the 0CG and 30CG diets were able to provide a ruminal environment well fitted for degrading structural carbohydrates, which resulted in greater ruminal degradability of the NDF and ADF fractions. The use of structural carbohydrates (cellulose and hemicellulose, mainly) from the fibrous fractions from corn and sorghum silages (without grain) would always be greater than those from weeping grass. When cellulose was fully available for degradation (CEL), it was not affected by inclusions of 30% of GM in the diet, while the addition of 60% of GM did affect the degradation of the polysaccharide, especially in the hours of 48 hours of incubation. The cell wall structure of the fibrous materials evaluated, affects the degradation of cellulose because a higher content of lignified cellulose could be presented in PLL, compared to cellulose that could be found in SPM, SSG and SSF or totally available in CEL. It is also possible that the rumen environment that limits fiber degradability is not the same for each type of forage, that is, the microflora could adapt to the conditions imposed by the diet and thus modify the pH limits that cause negative effects. In Experiment 2, the addition of sodium bicarbonate (SB) did not affect the ruminal pH or ammonia concentration. No differences were detected for DgMS, or on the ruminal degradability of the NDF (DNDF), ADF (DADF) or CP (DCP) fractions. However, in the 48-hour incubation, the addition of BS caused the degradability of CEL in the 60GM + BS diet to present values similar to those of 0GM and 0GM+BS diets. This strengthen the idea that in order to improve the use of the fibrous fraction in high energy density diets, the availability of the potentially digestible fraction (cellulose and hemicellulose) should be increased. This can be achieved through the use of higher quality fiber sources or chemical or enzymatic treatment on the fibers. The addition of SB could be more effective when the proportion of concentrate was higher than that used in the present study, or also when the concentrate of the diet was a more rapidly fermentable starch, or was supplied for longer periods of time. It is also observed that the addition of SB would be more effective the more available the structural carbohydrates are in the fibrous matrices. Finally, NIRS technology showed great potential for predicting the chemical composition of degraded residues at the ruminal level of the fibrous materials studied in Experiments 1 and 2 and could be used in routine analysis. However, for FDN and FDA, the inclusion of a greater number of samples with spectral variability in the calibration sets could significantly improve the models.