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Frutos de leguminosas arbreas: una alternativa nutricional para ganaderas en el trpico

ALBERTO NAVAS CAMACHOCORPOICA, Medelln, Colombia

CLAUDIA RESTREPO SENZUniversidad de La Salle, Bogot, Colombia

IntroduccinLa necesidad de disminuir la presin de los sistemas de pastoreo sobre los ecosistemas donde estn localizadas las zonas ganaderas, pasa necesariamente por la diversificacin de la cobertura vegetal en las praderas y la conservacin de zonas de bosques. La recuperacin de la asociacin natural de especies vegetales en las reas de pastoreo permite, adems de contribuir a la conservacin de la capacidad productiva de los ecosistemas, contar con rboles productores de enormes cantidades de grasas (Ocampo, y Lean, 1999), azcares (Roncallo et al., 1996) y protenas (Botero y Botero, 1996; Cardona y Surez, 1995), nutrientes costosos y altamente restrictivos para el incremento de la productividad de los sistemas de produccin bovina en el trpico.

De particular importancia para las regiones ganaderas ubicadas en zonas de bosque seco tropical resultan varias especies de leguminosas arbreas tales como el rbol de la Lluvia o Samn (Pithecellobium saman,) Trupillo (Prosopis julioflora), Aromo (Acacia farnesiana) y Orejero (Enterolobium cyclocarpum) los cuales, adicional a los servicios ambientales de provisin de sombra, control de vientos y aporte de nutrientes a las plantas asociadas, ofrecen hasta 70 ton de azcar y 24 ton de protena por rbol por ao (Roncallo et al., 1996).

El uso de los frutos maduros de estas leguminosas arbreas para la suplementacin de rumiantes, tanto en pocas de escasez como de abundancia de forrajes, ha sido tradicional en muchas zonas de las Amricas (Duke, 1983). Sin embargo, a pesar de su tradicin de uso (Baquero et al., 1999) y de disponer de informacin experimental de soporte (Baquero et al., 1999; Roncallo, 1999; Navas et al., 1999), la socializacin de estas prcticas es muy reducida en las regiones donde su uso es tradicional por parte de varios productores.

La suplementacin con frutos de leguminosas arbreas mejora la respuesta productiva de los bovinos en las dos fases de mayor importancia zootcnica: primera fase de lactancia y crecimiento temprano. La suplementacin de terneros en pastoreo con vainas de Samn en niveles del 15 por ciento del consumo de materia seca, mejor la tasa de crecimiento en 142 g/d (P < 0,01; Roncallo et al., 1996). Igualmente, vacas en primera fase de lactancia en sistemas doble propsito suplementadas con 0, 2, 4 y 6 kg/d de frutos presentaron producciones de leche de 3,4, 4,3, 4,5 y 5,6 litros/d respectivamente (Baquero et al., 1999).

Resultados experimentales recientes (Navas et al., 1999) sugieren que la respuesta productiva encontrada en los bovinos suplementados con frutos de leguminosas arbrea est asociada principalmente con aumento en el consumo voluntario de MS y energa digestible, mayor flujo de protena microbial al duodeno y un mejor balance entre nutrientes gluco y cetognicos.

Ventajas de suplementacin con frutos en bovinos alimentados con forrajes

Las principales restricciones de orden nutricional en los sistemas de produccin bovina en el trpico estn asociadas con 4 factores: a) reduccin drstica estacional en la disponibilidad de forraje; b) bajo consumo voluntario de MS en pocas de mayor oferta de forraje; c) baja eficiencia de utilizacin de la EM y d) baja retencin de N diettico. La informacin disponible, que se presenta y discute en este documento, indica que la incorporacin de frutos de leguminosas arbreas en los suplementos para bovinos contribuye, en forma importante, a mejorar la productividad de las ganaderas en el trpico a travs de aumentar la oferta, consumo y balance de nutrientes ofrecidos.

Valor nutritivo de frutos

Los frutos de leguminosas arbreas comnmente utilizadas en Colombia presentan las siguientes caractersticas composicionales (Restrepo y Jimenez, 1999; Roncallo et al., 1996): contenido de MS entre 90 y 95 por ciento, niveles de PC entre 14 y 20 por ciento, concentracin de azcares solubles entre 30 y 45 por ciento, FDN entre 16 y 40 por ciento, FDA entre 10 y 30 por ciento y cenizas entre 3 y 4,5 por ciento. Una caracterstica importante de estos frutos es la gran cantidad de protena existente en la semilla (entre 35 y 45 por ciento MS). Debido a que en Colombia la forma tradicional de ofrecimiento del fruto es sin moler, la dureza de la semilla impide que el animal haga uso de la protena y otros nutrientes presentes en esta fraccin del fruto.

En otros pases se utilizan stas y otras especies de frutos de arbreas, los cuales presentan una composicin nutricional muy similar a los utilizados en Colombia: PC entre 10 y 15 por ciento y carbohidratos solubles entre 40 y 60 por ciento de MS. Entre ellos se encuentran los frutos de: Acacia nilotica, Prosopis chilensis, Prosopis cineraria (Brewbaker, 1987), Acacia pennatula, Ziziphus mexicana, Caesalpinia moraria (Palma y Romn, 1999) y A. Lecophloea (Ravi y Natanam, 1995). Es interesante resaltar el reporte de 16,8 por ciento de almidones encontrados en frutos de Prosopis julifora (Duke, 1983) debido a que los dems autores reportan el contenido de carbohidratos no estructurales como azcares.

De otra parte, anlisis realizados a estos frutos indican la presencia de algunos metabolitos secundarios. La concentracin de taninos condensados reportada vara entre 0,9 y 7 por ciento de la MS. Sin embargo, se encontraron valores cercanos al 15 por ciento en los frutos del Divi-Divi (Libidibia coriaria) (Roncallo, 1996). En los frutos de Samn se encontraron niveles de taninos entre 2 y 4 por ciento (Navas et al., 1999; Kathaperumal et al., 1988). Igualmente se encontr una concentracin de saponinas alrededor del 10% MS (Navas et al., 1999).Contribucin de los frutos a la reduccin de la estacionalidad forrajera

La estacionalidad en la oferta de forrajes (asociada con la estacionalidad de las lluvias) en las ganaderas basadas en pastoreo de praderas con monocultivo o predominancia de gramneas, es la principal limitante nutricional de estos sistemas de produccin. La oferta de leche proveniente de la regin norte de Colombia presenta una reduccin de 50 puntos porcentuales durante los meses de menor precipitacin (i.e. enero a marzo) al compararla con la produccin en los perodos lluviosos La fuerte variacin en la oferta de leche durante el ao afecta sensiblemente la economa de la industria de productos lcteos y, por esta razn, el diseo de alternativas para estabilizar la oferta mensual de leche al mercado, ha sido una de las tareas principales definidas por el sector privado y el gobierno colombiano (Anon., 1999).

La contribucin de sistemas silvopastoriles que incorporen leguminosas arbreas productoras de frutos aparece como una opcin de primer orden para reducir la estacionalidad. La oferta de 4 kg/vaca/d de frutos molidos de Samn permitira cubrir el 65 por ciento del requerimiento de energa de mantenimiento de vacas secas (NRC, 1989). Igualmente, la suplementacin con 4 kg/d cubrira el 24 por ciento del requerimiento de energa digestible de vacas con produccin promedio de 16 litros/d o el 33 por ciento de vacas de 8 litros/da (NRC, 1989). Para suplementar un hato de 40 vacas de ordeo con 4 kg de fruto/vaca/d durante un perodo de 90 d de verano, se requerira de 14 440 kg de frutos los cuales se obtendran con 4 rboles por ha en el rea de pastoreo de esas 40 vacas (i.e. 36 ha). Los beneficios adicionales de la provisin de sombra sobre el bienestar y productividad de los animales estn ampliamente documentados.

Frutos para aumentar el consumo voluntario

Bajo condiciones de adecuada oferta de forraje (en sistemas de pastoreo o de corte y acarreo), el bajo consumo voluntario es la principal limitante para mejorar la productividad de los hatos en las zonas tropicales.

La evaluacin del valor nutricional de los forrajes se basa en la premisa de un consumo voluntario de MS entre 2,0 y 2,5 por ciento del peso vivo en animales en crecimiento y hasta 4,0 - 4,2 por ciento para vacas en lactancia. Diferentes trabajos indican que animales en pastoreo presentan consumos de MS muy por debajo de este valor. El consumo de MS en pastoreo en Australia fue estimado en 1,6 por ciento del peso vivo (AMRC, 1984), mientras que Minson (1990), reporta que el consumo promedio de MS de animales alimentados con forrajes tropicales es de 4,0 por ciento/kg peso metablico 1,5 por ciento del peso vivo).

Estudios recientes en los Llanos Orientales en Colombia (Hess y Lascano, 1994), sealan nuevamente bajo consumo voluntario en animales en pastoreo. Toretes en praderas de Braquiaria decumbens asociado con Araquis pintoi tuvieron un consumo (g MS/kg PV) de 15,7g y 16,4g en cargas de 2 y 4 animales /ha respectivamente. En las cuencas lecheras de zonas fras en Colombia, la produccin de leche de vacas Holstein en pastoreo sin suplementacin es menor o igual a 14 kg/d. Asumiendo una energa neta de lactancia de 1,1 Mcal/kg para los pastos de estas zonas, el consumo de materia seca de estos animales debe entonces ser menor o igual al 3% del peso vivo. Si el consumo de materia seca no estuviera restringido por imbalances nutricionales, la produccin esperada sera de aproximadamente 22 litros.

La importancia de disear sistemas de suplementacin y establecer prcticas de manejo que incrementen el consumo voluntario, es sealada con nfasis en el trabajo de Kolver y Muller (1998) con vacas de alta produccin en pastoreo. Dos grupos de vacas Holstein fueron alimentadas con base en dieta completa o en pastoreo. La concentracin de EN para lactancia fue similar en ambas dietas, pero con diferencias importantes en la concentracin de carbohidratos no-estructurales y protena cruda. La produccin diaria de leche fue de 43 y 27,6 litros/d para las vacas en dieta completa y pastoreo respectivamente. Los autores encontraron que las diferencias en produccin entre los dos grupos estuvieron explicadas as: consumo voluntario: 61,4 por ciento; energa en pastoreo: 24,1 por ciento; excrecin de urea: 11,8 por ciento y composicin de leche: 7,2 por ciento. La restriccin principal para la produccin de leche de los animales en pastoreo fue el bajo consumo de MS.

Como fue sealado, el estmulo del consumo de MS y de EM, es una de las principales ventajas obtenidas de la suplementacin con frutos molidos de leguminosas arbreas (Navas et al., 1999). La suplementacin con frutos molidos de Samn no afecta el consumo de forraje teniendo como resultado un incremento en el consumo total de MS (79. 7 g MS/kg PV0,75 vs 67,6 g MS/kg PV0,75) y de energa digestible (128,9 Kcal vs 80,5 Kcal ED/Kg PV0,75) para animales con y sin suplementacin respectivamente (P < 0,08).

El incremento en el consumo de MS y materia digestible es particularmente importante desde el punto de vista del balance protena - energa en los nutrientes absorbidos (Ludden y Kerley, 1997). Con base en las ecuaciones de flujo de protena microbial en consumo de MS reportados por Clark (1993) y Robinson et al., (1995), estimamos que por cada kg de aumento en el consumo de MS, el flujo de N-microbial al duodeno se incrementa en 17g/d (i.e. aproximadamente 106,3 g protena/d).

Con base en los datos del presente trabajo se puede inferir que bovinos de 350 kg suplementados con frutos molidos de Samn (en cantidades entre 10 y 30 por ciento del consumo de MS), tienen un flujo adicional de protena microbial de 207 g/d. Este volumen representara, en trminos de protena en duodeno, la suplementacin de aproximadamente 1 kg/d de torta de algodn con 42 por ciento de PC y 50% de protena protegida (US$ 0,25/kg).

Efecto de suplementar con frutos sobre degradabilidad del forraje

La suplementacin con bajos niveles de carbohidratos solubles tiene un efecto positivo sobre la degradacin de la fibra, mientras niveles altos causan reducciones drsticas en su digestin (AMRC, 1984). Estudios in vitro como in vivo han mostrado fuertes reducciones en el grado de degradacin de la fraccin fibrosa cuando se han incorporado altas dosis de azcar en la dieta (30 y 45 por ciento del consumo de MS; Piwonka y Firkins, 1993; Navas y Leng, 1991). Estas reducciones estn en parte explicadas por la disminucin del pH por debajo de 6,2, nivel en el cual la actividad celuloltica puede reducirse hasta un 40 por ciento (Mould et al., 1982).

Navas et al., (1999) encontraron que la suplementacin con frutos de Samn en niveles del 30 por ciento del consumo de MS caus reducciones tanto en la digestibilidad efectiva como en la digestibilidad potencial de la MS del forraje (heno de gramneas) de 35,8 a 31,9 por ciento y de 59,7 a 54,3 por ciento con respecto a los animales que no consumieron fruto (P < 0,05). Esta reduccin estuvo asociada principalmente con el grado y momento de reduccin de pH, el cual estuvo por debajo de 6,2 entre las 2 y 6 h post-alimentacin.

La reduccin en el pH ruminal durante las primeras horas post alimentacin, a diferencia de lo encontrado en los animales sin suplementacin en los cuales el menor pH se encuentra entre las 8 y 12 h post alimentacin, puede resultar crtico, debido a que coincide con el perodo de adhesin de las bacterias a la partcula (Mould et al., 1982). Estas reducciones, tpicas en suplementacin con almidones y azcares, podran ser corregidas al ofrecer fuentes altas en fibra junto con los frutos con el propsito de estimular la salivacin (Snchez y Preston, 1980).

Los hongos ruminales son los primeros microorganismos que atacan la fibra por medio de su sistema rizoidal, para que luego suceda la digestin enzimtica de las bacterias celulolticas (Varga y Kolver, 1997). Se ha encontrado que los hongos degradan hasta el 50 por ciento de la fibra (Joblin, 1981), por lo cual variaciones en el tamao de su poblacin pueden afectar la digestin de la fibra. Al suplementar animales con frutos de Samn se encontr que la concentracin de zoosporas tendi a aumentar (NS) con niveles bajos de suplementacin (10 por ciento de fruto molido; Navas et al., 1999), lo cual sugiere la existencia de un efecto positivo de los azcares sobre la zooesporognesis, similar al reportado para los almidones (Orpin, 1977). De esta forma, el efecto positivo de la inclusin de niveles medios de azcar sobre la digestibilidad y el consumo voluntario de forrajes podra estar parcialmente asociado con una mayor actividad de la poblacin de hongos.

Protena microbial en rumiantes recibiendo frutos

Es frecuente que las respuestas positivas en produccin de leche encontradas al suplementar las vacas con fuentes de azcares o almidones, se expliquen bsicamente por la mayor concentracin de EM en la racin. Sin embargo, los incrementos en produccin de leche y en protena en leche, encontrados cuando los animales se suplementan con carbohidratos solubles, estn explicados en parte por el incremento en el flujo de protena bacterial al duodeno (Petitclerk et al., 2000). Igualmente, los resultados obtenidos por mayor consumo voluntario se asocian bsicamente con mayor consumo de ED, sin evaluarse detenidamente el efecto del mayor flujo de protena microbial asociado con incrementos en el consumo.

La suplementacin con frutos molidos incrementa el consumo voluntario de materia seca y el tamao de la poblacin de las bacterias celulolticas ruminales (Navas et al., 1999). En animales suplementados con frutos molidos de Samn, la concentracin de bacterias celulolticas fue casi dos veces superior (4,4 vs 8,25 Unidades Formadoras de Colonia/ml; P = 0,06) con respecto a los animales sin frutos.

Debido a que el consumo voluntario y tamao de poblacin bacterial ruminal estn asociados con un mayor flujo de protena microbial al duodeno (Ludden y Kerley, 1997; Clark, 1993), se sugiere que la suplementacin con frutos incrementa el flujo de protena microbial al duodeno. Es posible que tambin exista un mayor flujo de protena diettica, debido a que la semilla del fruto posee un nivel medio de degradacin de la protena (degradabilidad efectiva del 70,5 y 60,4 por ciento al 5 y 4 por ciento de tasa de pasaje respectivamente; Navas et al., 1999).

La poblacin de protozoarios ciliados fue modificada por la inclusin de frutos molidos de Samn, mostrando una tendencia cuadrtica, en la cual disminuyeron los protozoarios en los niveles superiores de suplementacin de frutos (>20% consumo de MS; Navas et al., 1999). Varios trabajos reportan que consumo de saponinas disminuye la cantidad de ciliados en rumen (Navas et al., 1997; Wallace et al., 1994; Klita et al., 1996). Es posible que la presencia de saponinas en los frutos de Samn (10 por ciento MS) explique la reduccin de protozoarios en los niveles altos de suplementacin. Las ventajas sobre la economa del N por efecto de la defaunacin (Leng, 1990; Navas, 1991) o reduccin drstica de la poblacin de ciliados (Navas et al., 1997) demuestran las ventajas del control de la poblacin de protozoarios ciliados, particularmente en dietas con base en forrajes. El efecto positivo de la inclusin de azcares sobre el patrn de fermentacin ruminal y el comportamiento animal sera aun superior si la poblacin de ciliados es controlada (Navas, 1991).

Mejora del balance nutritivo por suplementacin con frutos

El balance entre cidos grasos voltiles (AGV) glucognicos (propinico y valrico) y cetognicos (actico y butrico) resulta de particular importancia en el trpico ya que, en animales en pastoreo, entre el 90 y 100 por ciento de la tasa de entrada de glucosa est explicado por proceso de neognesis a partir, principalmente, de cido propinico y amino cidos glucognicos. Los AGV representan el 70 por ciento de la EM (Van Soest, 1982) mientras los cidos actico y butrico constituyen el 85 por ciento de los AGV producidos en el rumen. De esta forma, el 60 por ciento de la EM est representado por la posibilidad de la neosntesis de cidos grasos de cadena larga a partir de Acetil-CoA y de la oxidacin de este metabolito. Estos dos procesos requieren de glucosa como precursor de NADPH u oxalactico, respectivamente. Igualmente, la glucosa es precursor de lactosa, razn por la cual la tasa de entrada de glucosa en vacas en lactancia se incrementa hasta ca. 2,5 veces mientras que su utilizacin para produccin de ATP se reduce sustancialmente (Annison y Lindsay, 1964).

La suplementacin con frutos de Samn incrementa la produccin y la proporcin de propinico en el total de AGV, mejorando el balance entre cidos grasos gluco y cetgenicos (Navas et al., 1999). Navas et al. (1999) encontraron que la concentracin de propinico en el rumen se increment en relacin cuadrtica (P < 0,05) con el nivel de suplementacin con frutos molidos de Samn. La proporcin de propinico en los animales que recibieron 0, 10, 20 y 30 por ciento fue de 16,6, 18,3, 21,0 y 19,5 por ciento, respectivamente. Igualmente, la concentracin total de cidos grasos voltiles pas de 101 mmol/litro de lquido ruminal a 131,5, 122,1 y 116,6 mmol/litro en animales con suplementacin con frutos de 10, 20 y 30 por ciento de la MS (tendencia cuadrtica, P = 0,12).

La fuente de azcar ms comn y ms utilizada en pases tropicales es la melaza, la cual tiene alrededor de 65 por ciento MS de azcar (Feedstuffs, 2000). En relacin con la melaza, la suplementacin con frutos de leguminosas como fuente de azcar presenta la ventaja de no incrementar la proporcin de butrico en el total de AGV (Navas et al., 1990) como ocurre cuando los animales son suplementados con melaza (Clark et al, 1972; Prez et al., 1981; Preston, 1972). En animales suplementados con frutos la relacin entre nutrientes gluco y cetognicos sera entonces superior que en aquellos suplementados con melaza.

De otra parte, la mayor disponibilidad de propinico en los animales suplementados con frutos u otras fuentes de azcar, permite igualmente mejorar la relacin protena energa en los nutrientes absorbidos, debido a que se reduce la presin sobre los amino cidos para la produccin de glucosa (Preston y Leng, 1989).

Frutos en suplementos industriales para ganadera

Las fuentes de protena protegida y de almidones son los ingredientes ms restrictivos en el diseo de frmulas de mnimo costo para animales en crecimiento temprano y lactancia. En el trpico disponemos de fuentes de azcares que pueden cubrir parcialmente los requerimientos de carbohidratos no-estructurales en la formulacin del alimento balanceado, siendo la melaza el ingrediente de mayor frecuencia de uso.

Las caractersticas nutritivas de los frutos hacen de estos una alternativa para sustituir fuentes de azcar en regiones de bosque seco tropical distantes de los ingenios azucareros. Igualmente los frutos al precio actual (aprox. US$ 90,0 - US$ 126,0/ton) son una fuente interesante de protena para sustituir parcialmente harina de arroz, granos de destilera y torta de palmiste, subproductos utilizados en la formulacin de raciones para rumiantes como fuentes de protena protegida. A este precio, la inclusin de frutos en productos con 7 por ciento de protena protegida y 1,6 Mcal de EN de Lactancia, permite la reduccin en el costo de formulacin en US$ $2,70 (ca. 2 por ciento) por ton. Su inclusin es igualmente viable y econmicamente atractiva en suplementos de 1,8 Mcal/kg y 9,0 por ciento de protena protegida, en lo cuales sustituye la melaza y parcialmente la harina de arroz.

La tasa de sustitucin es, sin embargo, muy sensible al precio de los frutos a partir de un punto dado. En el caso colombiano, en productos con 1,6 Mcal y 7 por ciento de protena protegida, el aumento en el precio de los frutos en un 5 por ciento, a partir de US$ 0,14, disminuye el nivel de inclusin de 300 kg por ton de producto a 40 kg/ton.

La inclusin de frutos en la formulacin industrial de suplementos balanceados para rumiantes es una alternativa tcnicamente atractiva, dependiendo su nivel de inclusin de la distancia y los costos locales para transportarse a los centros de produccin de alimentos balanceados. Sin embargo, su utilizacin en las zonas donde estos rboles hacen parte del paisaje, o pueden ser reintroducidos, aparece como una tarea importante que requiere de la identificacin de factores culturales que han impedido la socializacin de estas alternativas, ya que tcnicamente ha demostrado sus amplias ventajas.

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