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Revista MVZ Córdoba

Print version ISSN 0122-0268On-line version ISSN 1909-0544

Rev.MVZ Cordoba vol.24 no.2 Córdoba May/Aug. 2019

https://doi.org/10.21897/rmvz.1229 

Artículo institucional

Efecto de bloques con propionato de calcio sobre respuestas productivas en corderos y GEI in vitro

Nallely Sánchez L1 

Germán Mendoza M1 

José Martinez G2 

Pedro Hernández G3 

Luis Miranda R4 

Oscar Villarreal EB5  * 

1Universidad Autónoma Metropolitana Xochimilco, Departamento de Producción Agrícola y Animal, Doctorado en Ciencias Agropecuarias, CDMX., 04960, México.

2Universidad Autónoma Metropolitana Xochimilco, Departamento de Producción Agrícola y Animal, CDMX, México, 04960.

3Universidad del Estado de México, Centro Universitario Amecameca, 56900, México.

4Universidad Autónoma Chapingo, Departamento de Zootecnia, México, Edo. Mex., 56230, México.

5Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia. Km. 7.5 Carretera Tecamachalco, Canada Morelos, El Salado Tecamachalco, Puebla, México 75480.


RESUMEN

Objetivo.

Evaluar bloques multinutricionales con y sin propionato de calcio (Pr-Ca) en la digestibilidad y cambios de peso de corderos y en la emisión de gases in vitro.

Materiales y métodos.

Se utilizaron doce borregos (20.17 ± 2.35 Katahdin x criollo) en tres tratamientos: Dieta basal (DB 70% paja de avena; 30% concentrado), DB+ Bloque sin Pr-Ca y DB + Bloque con 1.5% de Pr-Ca, por 50 días. Se midió producción de gas (PG) in vitro y parâmetros de cinética (Vmax, S, Lag). Se estimó la digestibilidad, CH4 y CO2 in vitro e in vivo.

Resultados.

El consumo de materia seca fue menor (p<0.0001) en borregos sin bloque (753 g/d) en comparación con bloque sin (839 g) o con Pr-Ca (828 g) al incluir bloques aumentó metano (16.16 y 16.18 g/d; 0 y 1.5% Pr-Ca respectivamente) que con DB (13.93 g/d). La PG in vitro fue mayor (p=0.0001) con la DB (380.76 ml) sin diferencias entre bloques (335.76 y 341.13 ml, 0 y 1.5% Pr-Ca respectivamente), y la DB tuvo mayor (p=0.0001) producción de CH4 (47.16 mol) y CO2 (200.04 mol) que con bloques (42.25 y 41.58 mol CH4; 179.21 y 176.39 moles CO2; 0 y 1.5% Ca-Pr respectivamente).

Conclusiones.

La suplementación con bloques mejora el consumo de materia seca. Los bloques disminuyeron la producción de gas in vitro e incrementaron la digestibilidad reduciendo CH4 y CO2.

Palabras clave: Aditivo; gas efecto invernadero; rumiante; suplemento. (Fuente:CAB)

ABSTRACT

Objective.

Evaluate multinutritional blocks with and without calcium propionate (Ca-Pr) on digestibility and live weight changes of lambs and in the green house emission in vitro.

Materials and methods.

Twelve lambs were used (20.17±2.35 Katahdin x criollo) in three treatments: Basal diet (BD 70% oat straw, 30% concentrate), BD+ Block without Ca-Pr and BD+ Block with 1.5% Ca-Pr in 50 days assay. In vitro gas production (GP) and kinetic parameters were estimated (Vmax, S, Lag). In vitro and in vivo, CH4, CO2 and digestibility were estimated.

Results.

The dry matter intake was the lowest (p<0.0001) in lambs without block (753 g/d) compared lambs supplemented with block without (839 g) or with Ca-Pr (828 g); including blocks increased methane (16.16 and 16.18 g/d; 0 and 1.5% Ca-Pr respectively) than BD (13.93 g/d). The GP in vitro was higher (p=0.0001) with BD (380.76, ml) than with blocks without differences among blocks (335.76 and 341.13 ml, 0 and 1.5% Ca-Pr respectively), and the BD had higher (p=0.0001) production of CH4 (47.16 mol) and CO2 (200.04 mol) than with blocks (42.25 and 41.58 mol CH4; 179.21 and 176.39 mol CO2; 0 and 1.5% Ca-Pr respectively).

Conclusions.

Block supplementation improved dry matter intake. Blocks reduced in vitro gas production and increased digestibility by reducing CH4 and CO2.

Keywords: Additive; greenhouse gas; ruminant; supplement (Source: CAB)

INTRODUCCIÓN

Se han realizado estudios para evaluar la contribución de los rumiantes a las emisiones de gases con efecto invernadero (GEI) y las alternativas para mitigar el problema 1, los cuales representan arriba del 12% de la energía consumida 2. Para reducir estas pérdidas y hacer que la producción sea más eficiente se ha evaluado la utilización de aditivos 3,4 los cuales en ocasiones no mejoran el rendimiento 5 o no impactan en la fermentación 6 y los más eficientes como los ionóforos han sido prohibidos porque son antibióticos.

El propionato de calcio (Pr-Ca) como una fuente de alimentación no convencional ha sido utilizado en corderos para reducir el uso de granos, incrementando el propionato ruminal 7. Su potencial para reducir el metano se explica porque durante su disociación captura el ion de hidrógeno reduciendo su disponibilidad para formar metano 8. Las emisiones de GEI pueden reducirse si se mejora la digestibilidad, lo cual se alcanza cubriendo las necesidades nutricionales, particularmente en rumiantes alimentados con dietas con forrajes de baja calidad 9. Una opción para cubrir limitantes en la alimentación es suplementando con bloques multinutricionales (BM) que han sido evaluados en todo el mundo 10, sin embargo, la respuesta no ha sido constante porque durante muchos anos la FAO promovió una fórmula de bloque para todas las condiciones 11 cuando los requerimientos de nutrientes son diferentes por cada etapa fisiológica y con diversidad de dietas basales. Por lo tanto, el objetivo de este experimento fue evaluar bloques multinutricionales formulados con el fin de mejorar el crecimiento de los corderos alimentados con una dieta basal de bajo valor nutritivo, con o sin Pr-Ca, evaluando el impacto en el crecimiento del cordero, digestibilidad y en las emisiones de GEI in vivo e in vitro.

MATERIALES Y MÉTODOS

Ubicación. Este trabajo se realizó en las instalaciones del Centro Universitario UAEM en la Posta Zootécnica de la Universidad Autónoma del Estado de México, Amecameca, Estado de México ubicada en la zona sur del oriente del Estado de México.

Condiciones climáticas. Clima templado subhúmedo con temperatura media anual de 14.7°C.

Animales. Se usaron doce corderos Katahdin x criollo (20.17 ± 2.35 peso inicial) alojados en jaulas individuales con acceso al alimento y agua limpia ad libitum. Este trabajo se realizó bajo lineamientos del Comité Académico del Departamento de Ciencia Animal, de acuerdo con las regulaciones establecidas por la Ley de Protección Animal del Estado de México, México.

Tratamientos. El experimento duró 50 días, los corderos fueron distribuidos en un Diseno Completamente al Azar (n=4 corderos) en tres tratamientos: dieta basal sin suplementar (DB: 70% rastrojo de maíz, 30% concentrado, Tabla 1), DB con acceso a bloque multinutricional con o sin 1.5% de Pr-Ca (Alimentaria Mexicana Bekarem, Ciudad de México) (Tabla 2).

Tabla 1 Composición de la dieta basal (materia seca) forraje concentrado (70:30) 

Tabla 2 Formulación de bloques multinutricionales. 

a Vitasal Engorda Ovinos Plus contenía: Ca 270 g, P 30 g, Mg 7.5 g, Na 65.6 g, Cl 100 g, K 0.5 g, S 42 mg, Fe 978 mg, Zn 3000 mg, Se 20 mg, Co 15 mg, vitamina A 35000 UI, vitamina D 1500000 IU y vitamina E 150 UI.

b Ovy ways 3 contenía: Selenio 590 mg, Cromo 990 mg, Cobre 1500 mg, Hierro 3000 mg, Zinc 3000 mg, Manganeso 3000 mg, Células de levadura vivas.

El alimento y los bloques fueron ofrecidos ad libitum. La dieta basal fue disenada para simular a las que se ofrecen en unidades de producción de tipo familiar (11% proteína; 2.7 Mcal/kg MS EM). Los bloques multinutricionales (Bm) fueron formulados para que al suplementarse cumplieran los requerimientos nutricionales para corderos de acuerdo con el NRC (12) para una ganancia de peso de 150 g/d estimando un consumo de 100 g/d bloque. La dieta basal y bloques fueron analizados para determinar: materia seca (MS), materia orgânica (MO), proteína cruda (PC) (13), fibra detergente neutra (FDN) y fibra detergente ácida (FDA) (14) (Tabla 3).

Tabla 3 Composición química de la dieta basal y bloques multinutricionales. 

Pr-Ca: Propionato de calcio en bloque; MS: materia seca; MO: materia orgánica; PC: proteína cruda; FDN: fibra detergente neutra; FDA: fibra detergente ácida; EE: extracto etéreo

Los corderos fueron pesados con 12 horas de ayuno. En el día 24 las muestras fecales fueron recolectadas por cuatro días consecutivos para determinar la digestibilidad del tracto total de la MS usando ceniza de ácido insoluble como marcador interno 15.

Estimación CH4 y CO2 in vivo. Las ecuaciones de IPCC fueron usadas 16 para estimar el CH4 ruminal utilizando el factor de emisión anual (FE) por cordero, donde el Ym o fracción de la energía bruta del alimento transformado a CH4 fue calculado utilizando la digestibilidad de cada tratamiento con ecuaciones para cordero 17. Las emisiones de dióxido de carbono fueron estimadas del consumo de carbohidratos digestibles 18, que se usaron para estimar los moles de hexosa fermentados en el rumen usando el peso molecular de glucosa anhidra 19. El patrón de fermentación fue de la relación forraje: concentrado y por las ecuaciones estequiométricas de Wolin 20 fueron calculados los moles de CO2 producidos.

Cinética de gas in vitro. La producción de gas derivada de la fermentación ruminal fue determinada por la técnica de gas in vitro21. La DB se utilizó como sustrato incubado con cada BM en una proporción del 5% de la dieta basal. Antes de la incubación, los sustratos se secaron a 55°C por 48 h en un horno y molido (<2 mm). En botellas ámbar de 125 ml de capacidad se colocaron 500 mg de cada tratamiento. Después se incubaron en condiciones anaeróbicas con 90 ml de un inóculo diluido (1:10) de bacterias del rumen obtenidas de dos corderos en ayuno. Los frascos fueron herméticamente sellados e incubados a 39°C por 72 h en baño maría. El volumen de gas producido se registró a las 2, 4, 6, 8, 12, 16, 20, 24, 30, 36, 42, 48, 60 y 72 h y los valores de presión transformados a volumen de gas con la ecuación de regresión lineal, usada para estimar los parámetros de la cinética de producción de gas: volumen máximo de gas (Vm; mL g-1 MS del sustrato), tasa de producción de gas (S; h-1) y el tiempo lag de la fermentación (L; h), con el modelo: Vo=Vm/(1+ e(2-4*s*(t-L))) 21. Al final de la fermentación se obtuvo la materia seca residual (MS) para calcular la digestibilidad in vitro de la materia seca (DIVMS) a las 72 h de incubación, cada tratamiento incubado por triplicado.

Estimación CH4 y CO2 in vitro. Se estimaron a partir del volumen máximo de gas, los ácidos grasos de cadenas cortas fueron calculados con la ecuación de Getachew 22 y la proporción de CH4 y dióxido de carbono los factores estequiométricos utilizados fueron 0.538 mmol para CO2 y 0.348 mmol CH4 que se han descrito en otros estudios in vitro23.

Diseno experimental. Los datos de cada experimento se analizaron de acuerdo a un Diseno Completamente al Azar con un modelo lineal generalizado usando cada borrego como unidad experimental en el experimento in vivo o los parámetros del ensayo obtenidos de las incubaciones in vitro, considerando los tratamientos como efectos fijos y los errores aleatorios asociados con cada observación. Las medias de los tratamientos se compararon mediante la prueba de Tukey (p=0.05). Para el experimento in vivo el peso inicial fue analizado como covariable utilizando el software JMP 24. Los parámetros de cinética de gas in vitro fueron estimados para Vo=Vm/(1+ e(2-4*s*(t-L))) usando modelos no lineales del JMP. Se estimó la correlación simple entre los resultados de GEI in vivo e in vitro.

RESULTADOS

La suplementación con BM incrementó el consumo de materia seca (p<0.01) en 10%, sin embargo, no se encontraron diferencias en otras variables (Tabla 4). La suplementación con bloques no redujo las emisiones diarias de metano y CO2 debido al mayor consumo de alimento. Los corderos que consumieron bloques con Pr-Ca no redujeron el consumo ni tuvieron efecto sobre las emisiones estimadas de GEI.

Tabla 4 Rendimiento productivo emisión de metano y dióxido de carbono de corderos suplementados con bloques con o sin propionato de calcio. 

Pr-Ca: Propionato de calcio en bloque; EEM: error estándar de la media; CMS: consumo de materia seca; GDP: ganancia diaria de peso; CA: conversión alimenticia, MS: materia seca; CH4: metano; CO2: dióxido de carbono.

ab Medias con diferentes superíndices son diferentes (p<0.05)

En la Tabla 5 se muestran los parámetros de gas in vitro. La dieta basal resultó con un alto volumen de gas (p<0.001) y como consecuencia, se produjeron más moles de CH4 y CO2 (p<0.0001). No hubo diferencias entre los bloques por la inclusión de Pr-Ca. La digestibilidad in vitro no fue afectada por la suplementación con bloque. Los valores de digestibilidad in vitro fueron correlacionados con los observados in vivo (r= 0.996, p=0.054), y la digestibilidad in vivo está asociada con la ganancia diaria de peso (r=0.997, p=0.0434). Las emisiones de CH4 y CO2 fueron positivamente correlacionadas con el consumo de materia seca (r= 0.992, p=0.07; r=0.992, p=0.08). El CH4 y CO2 in vivo e in vitro mostraron una alta correlación negativa (r= -0.99, p=0.07; r=-0.99, p=0.07).

Tabla 5 Parámetros de producción de gas in vitro, metano y dióxido de carbono, de la dieta basal incubada con bloques con o sin propionato de calcio. 

Ca-Pr: Propionato de calcio en bloque; EEM, error estándar de la media; Vmax: volumen máximo, S: tasa de producción de gas, Lag: tiempo de retraso, DIVMS: digestibilidad in vitro de la materia seca.

ab Medias con diferentes superíndices difieren (p<0.05).

DISCUSIÓN

Como se observó en este experimento, se ha reportado que los BM estimulan el consumo 25 pero hay estudios donde no tuvieron efecto 26. La composición de los bloques puede modificar el consumo 10, existiendo interacciones entre contenido de nutrientes en el bloque y en la dieta basal. En esos estudios, cuando mejora el consumo, generalmente se han observado mayores ganancias diarias o peso final y en algunos casos, esto se asocia con una mayor digestibilidad 9 y consumo de nutrientes. En este estudio la ganancia fue mejorada en un 35% pero el bajo número de repeticiones y la variación no permitieron detectar diferencias. El tipo de bloque puede tener diferentes efectos en el consumo y la digestibilidad. Al modificar la fuente de energia afectó el consumo de bloque sin afectar la digestibilidad 25.

La incorporación de Pr-Ca en el BM no mejoró el rendimiento del cordero ni las emisiones de dióxido de carbono. Si los valores de CH4 y CO2 in vivo fueran expresados por kg de MS consumida resultarían valores similares (DB 1.84, 1.95 y 1.92 por BM con 0 ó 1.5% Pr-Ca) lo que indica que el consumo de bloques y sus aditivos fueron insuficientes para modificar la fermentación ruminal. En otras evaluaciones, el Pr-Ca no afectó el consumo ni el rendimiento del cordero, 1% MS 7 y arriba de 5.5% MS 27 la cantidad consumida en el BM estuvo por debajo de esos estudios. Los resultados de gas in vitro indican que los BM reducirían el CH4, pero los valores in vivo contradicen esto ya que aumentan el consumo. Se debe tener precaución al extrapolar los resultados de los estudios de gas in vitro donde no se presentan datos in vivo28. Con respecto a otros parámetros de gas in vitro, se ha reportado que el 1% Pr-Ca aumenta la fase Lag pero no afecta el patrón de fermentación o pérdidas de CH429. En otro estudio in vitro con 10% de Pr-Ca, el volumen de gas aumentó el cual fue atribuido a los efectos sobre pH y a la presión osmótica 8. En una evaluación in vivo con toros recibieron 20 g/d de Pr-Ca, no afectaron la fermentación ni la población microbiana 30, pero la dosis fue muy baja.

El uso de BM podría reducir el tiempo de los corderos para alcanzar el peso final de 44 a 60 dias suplementando sin o con Pr-Ca respectivamente, reduciendo emisiones diarias, y podría ser una alternativa para reducir las emisiones globales de GEI. La mayoría de los estudios se centran en datos diarios, pero es importante considerar los efectos y su impacto sobre el calentamiento global en términos de tiempo 21.

En conclusión, la suplementación con bloques multinutricionales en dietas de baja calidad mejoró el consumo. In vitro los bloques redujeron la producción de gas y aumentaron la digestibilidad, por lo que potencialmente podrían reducir las emisiones de metano y dióxido de carbono.

Agradecimientos

Al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT México). Esta investigación fue parcialmente respaldada por PROFIDES SEP México y el Programa para el Desarrollo Profesional Docente, para el Tipo Superior (PRODEP). Los autores agradecen a Grupo Biotecap S.A. de C.V. por la donación de minerales orgánicos.

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Como citar (Vancouver). Sánchez LN, Mendoza MG, Martinez GJ, Hernández GP, Miranda RL, Villarreal EBO. Efecto de bloques con propionato de calcio sobre respuestas productivas en corderos y GEI in vitro. Rev MVZ Cordoba. 2019; 24(2):7188-7192. DOI: https://doi.org/10.21897/rmvz.1229

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Recibido: 01 de Junio de 2018; Aprobado: 01 de Noviembre de 2018; Publicado: 01 de Abril de 2019

* Correspondence: dr.oscarvillarreal@gmail.com

Conflicto de intereses

Los autores no declaramos ningún conflicto de intereses.

Creative Commons License Este es un artículo publicado en acceso abierto bajo una licencia Creative Commons