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Zootecnia Trop., 12(1):55-75 . 1994

SUPLEMENTACIÓN DE BOVINOS EN CRECIMIENTO Y ENGORDE CON
CONCENTRADOS NITROGENADOS CON Y SIN TRATAMIENTO CON FORMALDEHÍDO.
II. DINÁMICA Y FERMENTACIÓN RUMINAL.

Godoy Susmira, C. F. Chicco y N.E Obispo 

Centro Nacional de Investigaciones Agropecuarias FONAIAP.
Apdo.4653, Maracay 2101.
 
Recibido:18-01-93



INTRODUCCIÓN

Bajo las condiciones de ganadería venezolana, además de las vacas de alta producción de leche y de las hembras destinadas a la reproducción, la suplementación con fuentes nitrogenadas protegidas se justifica para acelerar la tasa de crecimiento de los animales de reemplazo, destinados a la primera monta y en sistemas de suplementación restringida a pastoreo durante el período de sequía. La principal restricción nutricional de los animales a pastoreo, durante la época seca, es la baja disponibilidad de nitrógeno, por lo que la suplementación estratégica ha de dirigirse fundamentalmente hacia el uso apropiado de suplementos nitrogenados, en conocimiento de los factores que condicionan la eficiencia de su uso (6). 

Aún cuando las necesidades de nitrógeno fermentescible y de proteína sobrepasante han sido cuantificados en años recientes (10), los experimentos en bovinos de Hennessy et al. (5) y de Lindsay y Loxton (8), indican claramente que la suplementación de pasturas naturales con harina de algodón protegida en combinación con urea aumenta el consumo voluntario, promoviendo significativos aumentos de peso. 

El presente estudio, constituye una continuación de los estudios sobre ganancia de peso y tiene por objeto evaluar la digestibilidad in sacco de los suplementos proteicos (harina de ajonjolí) tratados con formaldehido y los efectos de estas fuentes proteicas sobre la concentración ruminal de nitrógeno amoniacal (N-NH3 ), nitrógeno mierobiano (NM) y la dinámica de la fracción proteica de los suplementos. 

MATERIALES Y MÉTODOS

Para medir la digestibilidad ín sacco y la dinámica ruminal de concentrados formulados para animales en crecimiento y engorde, dos bovinos fistulados por tratamiento fueron utilizados a fin de determinar la tasa de degradación de la materia orgánica (M0) y del nitrógeno (N), así como, la concentración ruminal de N-NH3 y NMI y la tasa de flujo de la MO y de la proteína de los concentrados utilizados.

Los suplementos evaluados contenían harina de ajonjolí, usada como tal (Aj) o protegida con formaldehido (AjT), o sustituciones de ésta a razón del 50% de su contenido equivalente nitrogenado por harina de pesado (AjP) y/o urea (AjU), cuya composición fue descrita en un trabajo anterior (3). El tratamiento con formaldehido de la harina de ajonjolí se realizó de acuerdo a lo establecido por Stobbs et al., (11), en la cual la formalina USP al 37% (p/v) fue adicionada a razón de 1 g del químico por cada 100 g de proteína de la harina. En un mezclador horizontal la formalina fue rociada sobre la harina y se mantuvo en movimiento por 20 minutos, y posteriormente ensacado en bolsas de polietileno y almacenado por un período no menor de 7 días, previo mezclado con los demás ingredientes de la ración.

Los animales fistulados fueron alimentados con una dieta a base de forraje (Sorghum vulgare y Pennisetum purpureum) ofrecido a voluntad y los concentrados para crecimiento y engorde a razón de 2,5 y 4 Kg/animal/día, respectivamente.

Para la evaluación de la tasa de degradación ín sacco de las fuentes proteicas se utilizó la técnica de las bolsas de nylon descrita por Mehrez et al. (9), seleccionándose seis tiempos de evaluación posteriores a la oferta de la dieta: 3, 6, 9, 12, 24, y 48 horas) y utilizándose 2 bolsas por fuente y tiempo de incubación, replicadas en dos animales.

Las muestras de licor ruminal para la determinación de la concentración de N-NH3 y NM se realizaron simultáneamente con la remoción de las bolsas de nylon incluyéndose además dos tiempos adicionales, el tiempo cero (antes de la oferta de la dieta) y 1,5 h post-oferta. El material colectado en frascos de 50 ml, que contenían 1 ml de una solución saturada de bicloruro de mercurio, y sellados con un tapón de goma, fueron conservados a 0°C hasta el momento del análisis.

La tasa de pasaje de la fracción proteica de los suplementos se determinó por una modificación del método de Uden et al. (13), tratándose la harina de ajonjolí, previo tamizado entre 3 y 0,1 mm, con bicromato de sodio. Antes de la oferta del alimento a los animales fistulados y simultáneamente con la colocación de las bolsas de nylon, para el estudio de la degradación in sacco de los suplementos, se colocó en cada animal, vía fístula, 250 g de la harina de ajonjolí marcada. Se tomaron muestreos del contenido ruminal a las 1,5; 3; 6; 9; 12; 24; 36 y 48 horas posteriores a la oferta del suplemento, preservándose bajo congelación hasta las determinaciones analíticas.

El nitrógeno se determino por el método de Kjeldahl (l); el N-NH3 en el licor ruminal por el método de micro difusión (2); el NM por precipitación con ácido tungstico (15) y la determinación del cromo se efectuó por espectrofotometría de absorción atómica (14).

Los datos fueron sometidos al análisis de la variancia, correlación y regresión, ajustándose por el método de mínimos cuadrados (4), utilizándose un nivel de significancia estadística ALFA=0.05%.

RESULTADOS

Los valores promedios de la concentración de N amoniacal a nivel ruminal (Cuadros 1 y 2) para los animales alimentados con dietas para crecimiento y engorde, indican que el procesamiento con formaldehído disminuyó su concentración en los tratamientos de ajonjolí y ajonjolí-pescado tratados en relación a los no tratados, mientras que en el ajonjolí-urea se observó un aumento significativo (P<0,05).  

La concentración de N-NH3 en el licor ruminal resultó globalmente superior en los suplementos no tratados para ajonjolí y ajonjolí-pescado en relación a los correspondientes tratados con formaldehído. En caso del tratamiento con urea la relación fue inversa, registrándose a las tres horas un pico de amoníaco de 17,6 y 31,3 Mg./100 MI para el tratamiento ajonjolí-urea con formaldehído para las dietas de crecimiento y engorde, respectivamente.

En términos generales, las mayores concentraciones de N-NH3 se registraron aproximadamente a las 3 horas postsuministro de los suplementos, con un descenso rápido hasta las 9 horas, a partir de la cual el nivel de fluctuó para todos los tratamientos entre 2 y 4 Mg./100 ml. Se destaca además, un reducido tamaño de los picos postsuministro en los suplementos de AjT y AjTP, así como también las bajas concentraciones registradas después de las 9 horas, las cuales se mantuvieron alrededor de los 2 Mg./100 ml.

Cuadro 1. Concentración (Mg./100 ml) de nitrógeno amoniacal (N-NH3 ) en el rumen de bovinos alimentados con raciones para crecimiento.

Trat. MUESTRE0 (h) Promedio
0 1,5 3 6 9 12
Aj 4,38 5,94 7,80 4,74 3,00 3,36 4,92a
Ajt 1,68 6,54 6,36 5,10 2,16 1,74 3,93b
AjP 7,62 10,80 10,56 7,20 2,10 2,64 6,82cd
AjPt 2,64 5,40 5,88 2,40 1,56 1,74 3,27b
AjU 3,48 7,26 10,62 7,08 4,14 3,36 5,99c
AjUt 2,82 9,54 17,58 4,62 3,42 2,28 6,71d

Aj=Ajonjolí; AjP=Aj + pescado; Aju=Aj + urea; t=tratado con HCOH
a,b,c,d Promedios con distintas letras son significativamente diferentes (P<0,05).

                                                        

Cuadro 2. Concentración (mg/100 ml) de nitrógeno amoniacal (N-NH3) en el rumen de bovinos alimentados con raciones para engorde.

Trat. MUESTRE0 (h) Promedio
0 1,5 3 6 9 12
Aj 3,12 10,08 8,16 5,04 2,28 1,86 5,9b
Ajt 1,80 5,88 3,90 1,56 1,02 1,02 2,53c
AjP 4,20 10,68 9,00 4,26 3,30 2,76 5,70c
AjPt 1,02 4,62 1,32 0,96 0,90 0,54 1,56c
AjU 0,96 9,06 6,00 1,20 1,02 0,90 3,19bc
AjUt 1,14 31,32 20,34 4,44 1,62 1,14 10,00a

Aj=Ajonjolí; AjP=Aj + pescado; Aju=Aj + urea; t=tratado con HCOH
a,b,c Promedios con distintas letras son significativamente diferentes (P<0,05).

También las bajas concentraciones registradas después de las 9 horas, las cuales se mantuvieron alrededor de los 2 Mg./100 ml.

Los valores más altos (P<0,05) en la concentración de NM correspondientes a las raciones de crecimiento (Cuadro 3), se observaron en los suplementos sin tratamiento con formaldehído, particularmente AjP (105,6 Mg./ 100 ml) . En el caso de las dietas de engorde (Cuadro 4), con excepción de los suplementos con urea, donde no se observaron efectos debido al tratamiento con el químico, la protección con formaldehído incremento (P<0,05) la concentración del NM.

Las tasas de desaparición más lentas de la materia orgánica de los suplementos en ambas raciones (Gráficos 1 y 2) se registraron para los suplementos tratados con formaldehído, correspondiendo los valores extremos al suplemento AJTP y Aj, siendo las diferencias significativas (P<0,05) para los demás suplementos. Además de las tendencias ya indicadas, los valores correspondientes a las respectivas pendientes fueron iguales.

Las tasas más altas de desaparición del N (Gráficos 3 y 4) se registraron en los tratamientos que contenían urea, mientras que las más lentas correspondieron a los suplementos AjT y AjTP. Las diferencias entre ambas tendencias, calculadas en base a las pendientes, correspondientes a las ecuaciones exponenciales, fueron diferentes entre si (P<0,05) . Valores intermedios de degradación se presentaron en los suplementos Aj y AjP, siendo éstos similares a los reseñados para los otros tratamientos.

Cuadro 3. Concentración (Mg./100 ml) de nitrógeno microbiano en el rumen de bovinos alimentados con raciones para crecimiento.

Trat. MUESTRE0 (h) Promedio
0 1,5 3 6 9 12
Aj 59,72 84,64 44,68 88,48 99,72 116,20 87,30c
Ajt 57,84 74,58 57,16 87,86 66,09 97,62 72,70d
AjP 103,30 95,14 121,92 84,07 115,50 115,67 105,60d
AjPt 53,32 69,90 81,85 63,85 74,80 118,05 76,90d
AjU 49,90 66,90 90,80 91,10 128,30 134,75 94,55b
AjUt 71,10 66,20 69,45 90,90 119,50 91,10 86,40c

Aj=Ajonjolí; AjP=Aj + pescado; Aju=Aj + urea; t=tratado con HCOH
a,b,c,d Promedios con distintas letras son significativamente diferentes (P<0,05).

                                                

Cuadro 4. Concentración (Mg./100 ml) de nitrógeno microbiano en el rumen de bovinos alimentados con raciones para engorde.

Trat. MUESTRE0 (h) Promedio
0 1,5 3 6 9 12
Aj 132,11 115,25 124,90 118,60 137,45 121,45 106,26b
Ajt 145,30 135,25 126,75 127,00 94,75 114,00 123,80a
AjP 108,50 98,05 82,15 81,85 69,05 96,00 89,30b
AjPt 148,00 125,55 96,50 113,65 125,70 137,25 124,40a
AjU 122,35 98,70 96,50 96,00 81,35 99,20 99,02b
AjUt 114,90 103,50 96,50 100,40 85,10 106,85 101,21b

Aj=Ajonjolí; AjP=Aj + pescado; Aju=Aj + urea; t=tratado con HCOH
a,b,c Promedios con distintas letras son significativamente diferentes (P<0,05).

                                               

Gráfico 1. Tasa de desaparición de la materia orgánica de los diferentes suplementos para bovinos en crecimiento. 

Gráfico 1. Tasa de desaparición de la materia orgánica de los diferentes suplementos para bovinos en crecimiento. 

La tasa de remoción ruminal del componente proteico (Gráficos 5 y 6), basado en las determinaciones de la concentraciones del cromo, resultaron ser más lentas para los suplementos que contentan harina de pescado, no detectándose patrones definidos para el tratamiento con formaldehído.

Gráfico 2. Tasa de desaparición de la materia orgánica de los diferentes suplementos para bovinos en engorde.

Gráfico 2. Tasa de desaparición de la materia orgánica de los diferentes suplementos para bovinos en engorde.

En los Cuadros 5 y 6 se presentan los valores correspondientes a digestibilidad in sacco de la materia orgánica  en los Cuadros 7 y 8 la del nitrógeno de los suplementos de las raciones de crecimiento y engorde, respectivamente. Las constantes a, b, y c para las tasas de degradación a tiempo cero, potencial y fraccional respectivamente, la tasa de flujo del cromo (k) y el porcentaje de MO y N de los suplementos degradarles a nivel ruminal.

Gráfico 3. Tasa de desaparición in situ del nitrógeno de los diferentes suplementos para bovinos en crecimiento.

Gráfico 3. Tasa de desaparición in situ del nitrógeno de los diferentes suplementos para bovinos en crecimiento.

En todos estos parámetros señalados, para la MO se registraron tendencias constantes de valores menores para los suplementos con la harina de ajonjolí tratada con formaldehído, lo que determinó que la MO realmente degradable, a nivel ruminal, haya sido superior en todos los casos para los suplementos sin el tratamiento químico (P<0,05). Entre los suplementos, independientemente del tratamiento químico, no se registraron diferencias entre las harinas de ajonjolí y pescado y la urea. En forma global, el tratamiento con formaldehído incremento el flujo de MO de los suplementos a los segmentos inferiores del tracto digestivo en un 14% y para el engorde de 12,2%.

Gráfico 4. Tasa de desaparición ín situ del nitrógeno de los diferentes suplementos para bovinos en engorde.

Gráfico 4. Tasa de desaparición ín situ del nitrógeno de los diferentes suplementos para bovinos en engorde.

En el caso del N, con excepción de los suplementos con urea, en los cuales la protección de la harina de ajonjolí determinó un incremento numérico de todas las fracciones bajo análisis, el tratamiento con formaldehído disminuyó (P<0,05) todos los parámetros en consideración, de tal forma que el N realmente degradable a nivel ruminal fue menor apenas en un 17% para el ajonjolí y el 22.47% para el ajonjolí-pescado, siendo estos valores inferiores (P<0,05) a los equivalentes sin tratamiento químico. Considerando en forma global el efecto de la protección química de la fracción proteica del suplemento, se observó una disminución de la tasa de fermentación del N a nivel ruminal en un 31,2% en las raciones de crecimiento y de 78% para las de engorde.

Cuadro 5. Degradación ruminal de la Materia Orgánica (M0) de los suplementos proteicos para bovinos en crecimiento.

 

Cuadro 6. Degradación ruminal de la Materia Orgánica (M0) de los suplementos proteicos para bovinos en engorde.

DISCUSIÓN

La concentración de amoníaco en el rumen, mostró patrones relativamente similares para todos los suplementos no tratados, independientemente de los componentes nitrogenados presentes. Desde el punto de vista de la solubilidad natural de las fuentes proteicas, se hubiera esperado una menor concentración de N-NH3 en el suplemento AjP y mayor en el de AjU; sin embargo, al analizar los valores de concentración de amoníaco a las 24 h post-consumo, se observa que estos, en ambos tratamientos, fueron más elevados con el suplemento de AjP. Por lo tanto, la concentración máxima (pico de amoníaco) pudiera considerarse como la resultante de los valores aditivos de las concentraciones pre y post-suministro del concentrado. La explicación de niveles más elevados de amoníaco ruminal postconsumo posiblemente se deba a mayor recíclale de urea, proveniente de la desaminación de los aminoácidos absorbidos (10,12). 

En el caso de los suplementos AjT y AJTP, la baja concentración de N-NH3 en el licor ruminal probablemente se deba a la baja tasa de fermentación de la proteína tratada en el rumen, así como a los bajos niveles de amoníaco previos a la ingestión de los suplementos. Los datos reseñados parecen sugerir que los máximos niveles de N-NH3 están influenciados por las concentraciones iniciales pre-ingestión del suplemento.

En el caso de los suplementos Aj y AjP las mayores concentraciones de N-NH3 previa a la ingestión del suplemento, posiblemente sean una resultante del mayor reciclaje de urea al rumen. La revisión de Kennedy y Milligan (7) correlaciona éstos con la concentración de úrea en el plasma y esta a su vez, con un intercambio mayor de N amoniacal hacia el rumen.

En ambas raciones, se destaca el elevado pico de N-NH3 registrado en el suplemento tratado con urea lo cual se debió al rápido proceso de hidrólisis de la urea del suplemento, posiblemente asociado a una baja actividad de la masa microbiana. Esto último podría explicarse por una limitada disponibilidad de N de la dieta basal de forraje y el alto grado de protección del ajonjolí, presente en los suplementos. Al no existir condiciones óptimas de fermentación para el eficiente uso del nitrógeno no proteico, éste es rápidamente convertido en amoníaco y absorbido a través de la pared ruminal. Apoya este análisis la mayor digestibilidad aparente del N así como también las elevadas pérdidas de N urinario observadas en este tratamiento.  

El análisis de los datos sobre concentración de NM indica que hay efectos contrastantes entre los concentrados para crecimiento y engorde, tanto en los valores globales de concentración como por efecto del tratamiento químico. La concentración de NM fue inferior en los suplementos para crecimiento, aun cuando los valores de N-NH3 ruminal, como sustrato fundamental para el proceso de síntesis bacteriana, no fue esencialmente diferente entre ambas concentrados. Por lo tanto, la diferencia puede explicarse por un mayor consumo de suplemento (4 vs. 2 Kg) y a un acción directa de los microorganismos sobre el sustrato nitrogenado del concentrado.

La disminución de la concentración de NM en los tratamientos con formaldehído, en los concentrados para crecimiento, parece estar directamente relacionada con la menor disponibilidad de amoníaco en el licor ruminal, mientras que la mayor concentración microbiana en los mismos tratamientos de las de engorde, parecerían responder, más bien, a una relación-proteína: energía más favorable por la mayor suplementación.

Los valores correspondientes a MO realmente degradable, comparativamente más elevados en los suplementos de crecimiento, corresponden a un proceso fermentativo más activo por la mayor proporción de forraje en la dieta. En ambos casos, la disminución de la MO y del N realmente degradable, a nivel ruminal, responde al efecto de la protección del formaldehído sobre las fracciones proteicas de los suplementos, que disminuyen su fermentescibilidad y aumentan su flujo a los segmentos posteriores del tracto digestivo.

CONCLUSIONES

Las evaluaciones realizadas sobre dinámica y fermentación ruminal de concentrados proteicos constituidos por fuentes nitrogenadas de diferente degradabilidad natural o por tratamiento químico (formaldehído), demuestran efectos cuantitativos y significativos para las de menor solubilidad ruminal, evidenciado por las concentraciones de amoníaco, proteína microbiana y de la fracción nitrogenada realmente degradable a nivel ruminal. Consecuentemente, el flujo de nutrientes hacia los compartimientos de digestión enzimática del tracto digestivo será mayor, estrategia importante para aumentar los beneficios de la suplementación.

RESUMEN

Para evaluar la dinámica y fermentación ruminal de dos tipos de concentrados nitrogenados, uno para bovinos en crecimiento y otro para engorde, se utilizo el método de suspensión ín situ de bolsas de nylon en novillos provistos de fístula permanente. Los concentrados estaban constituidos por las harinas de sorgo y ajonjolí tratada y no tratada con formaldehído (1 g del químico/100 g PC), sustituida por el 50% del equivalente nitrogenado por harina de pescado y urea. Los animales fueron alimentados con una dieta a base de forraje (Sorghum vulgare y Pennisetum purpureum) ofrecido a voluntad y los concentrados para crecimiento y engorde a razón de 2,5 y 4 kg/anima/día, respectivamente. En cada animal se colocaron 2 bolsas por fuente y tiempo (3;6;9;12;24 y 48 horas) de incubación, replicadas en dos animales, para las mediciones de degradabilidad de las fuentes proteicas. A los mismos intervalos, se tomaran muestras de licor ruminal para las determinaciones de concentración amoniacal y de nitrógeno microbiano. Para las mediciones de tasa de pasaje de la fracción proteica, los suplementos fueron marcados con bicromato de sodio. La concentración de amoníaco ruminal, mostró patrones relativamente similares para todos los suplementos no tratados, independientemente de los componentes nitrogenados presentes, siendo menor (P<0,05) para los tratados con formaldehído. La concentración de nitrógeno microbiano fue inferior (P<0,05) en los suplementos para crecimiento. Los valores correspondientes a materia orgánica y nitrógeno realmente degradable fueron menores (P<0,05) en los suplementos tratados, por menor fermentescibilidad a nivel ruminal.

SUMMARY

To evaluate the ef f ect of two types of nitrogen-supplement on dynamic and ruminal fermentation of growing and fattening cattle, an experiment was carried out on rumen-fistulated steers using the nylon bag methodology. The supplement was based on grounded sorghum grain and sesame meal, treated or not with formaldehyde (1 g HCOH/100 g PC), and replacements of 50% of its nitrogen content by fishmeal and urea were done. The animals were fed with forage (Sorghum vulgare and Pennisetum purpureum) ad libítum plus 2.5 or 4 kg/a/d for the growing or fattening treatment, respectively. Two bags per supplement and sampling time (3,6,9,12,24 and 48 h post feeding) and two animals per treatment were use to measure degradabilities of the protein sources. Simultaneously, samples of ruminal contents were collected for N-NH3 and microbial nitrogen. The flow rate of the protein fraction in each supplement was estimated by means of marking the protein fraction with bichromate sodium. Independently of nitrogen type present on the supplement, ammonium concentration patterns were similar for all supplements no treated with formaldehyde. -There was a lower concentration (P<0.05) of ammonium in the formaldehyde treated supplements. Microbial nitrogen was lower (P<0.05) in the growing diets. Organic matter degradation and truly degradable nitrogen was lower (P<0.05) for formaldehyde treated supplements.

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