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

Effect of blocks with calcium propionate on lamb productive performance and in vitro GHG

Nallely Sánchez L md.nallelysanchez@gmail.com

Universidad Autónoma Metropolitana Xochimilco, México

Germán Mendoza M gmendoza@correo.xoc.uam.mx

Universidad Autónoma Metropolitana Xochimilco, México

José Martínez G jamgar@correo.xoc.uam.mx

Universidad Autónoma Metropolitana Xochimilco, México

Pedro Hernández G pedro_abel@yahoo.com

Universidad del Estado de México, México

Luis Miranda R microbiología.pecuaria@gmail.com

Universidad Autónoma Chapingo, México

Oscar Villarreal EB dr.oscarvillarreal@gmail.com

Benemérita Universidad Autónoma de Puebla, México

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 años 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.

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 Diseño 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.

El alimento y los bloques fueron ofrecidos ad libitum. La dieta basal fue diseñada 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 orgánica (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.

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 CO₂in 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 vitro (21). 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 CO₂in 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 vitro (23).

Diseño experimental. Los datos de cada experimento se analizaron de acuerdo a un Diseño 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.

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.

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 CO₂in 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.

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 energía 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 CO₂in 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 vivo (28). 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 CH₄ (29). 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 días 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.

Conflicto de intereses

Los autores no declaramos ningún conflicto de intereses.

¿Cómo citar?: Sánchez López, N., Mendoza Martínez, G., Martínez García, J., Hernández García, P., Miranda Romero, L., & Villareal Espino Barros, O. (2019). Efecto de bloques con propionato de calcio sobre respuestas productivas en corderos y GEI in vitro. Revista MVZ Córdoba, 24(2), 7188-7192. https://doi.org/10.21897/rmvz.1229

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.