Caracterización bromatológica de especies forrajeras nativas (pastos y arbustos) de la ecoregión del altiplano, esenciales en la alimentación de los camélidos

Genaro Condori Choque¹*

¹Instituto Nacional de Innovación Agropecuaria y Forestal, Departamental Oruro, Calle Santa Cruz N° 345. Oruro, Bolivia.

*e-mail: gencond@hotmail.com

Se ha realizado la caracterización bromatológica de muestras de especies nativas (pastos y arbustos) de cinco regiones del altiplano, cuyas variables analizadas fueron: materia seca (%MS), proteína bruta (%PB), fibra cruda (%FC) extracto etéreo (%EE), energía, Fibra detergente Neutro (%FDN) y Fibra detergente ácido (%FDA). El análisis estadístico se realizó bajo los métodos de Componentes Principales (ACP) y el Análisis de Conglomerados Jerárquico (ACJ). El análisis de correlaciones demostró que las especies que presentan altos valores de %MS, muestran alto %FC, %FDN y %FDA. Las especies que presentan altos valores %PB muestran altos %Cz. Las correlaciones inversamente proporcionales indican que a mayor valor de %PB menor valor de %FC, %FDN y FDA. Las variables de mayor aporte positivo al primer componente principal (CP1) son %FC, %FDA y %FDN y con una contribución opuesta %EE y energía. La variable de mayor aporte al CP2 son %PB y %Cz y de manera opuesta las variables %MS y Energía. El ACJ diferenció 6 Clases, la Clase 1 agrupa a las especies que contienen altos % de EE y energía y son B. incarum, P. lepidophylla, P. quadrangularis y L. Castellani. La Clase 3, agrupa a las especies que presentan un nivel intermedio de fibra, proteína bruta, %FDA y %FDN, y agrupa a A. pinnata, P. tubulosa, O. andina, A. spinosissima y A. melanthes. Las especies con altos %PB son T. pasacana y D. muscoides, y pertenecen a la Clase 5. Las especies más fibrosas pertenecen a la Clase 6 representados por D. vicunarum, Stipa obtusa, F. rigescens, Festuca sp, F. orthophylla y S. ichu. En conclusión las especies que presentan una calidad de nutrientes promisoria para la alimentación de camélidos pertenecen a la Clase 3.

Palabras clave: Caracterización, Bromatológica, Pastos y Arbustos Nativos, Componentes principales, ACJ.

Abstract

Was realized the bromatológical characterization of samples of native species (grasses and shurbs) in five regions of the Altiplane, the variables analyzed were: dry (% MS), crude protein (% PB) crude PB), crude fiber (%FC) ether extract (%EE), energy, detergent fiber neutral (%NDF) and acid detergent fiber (%ADF). The statistical analysis used was principal components analysis (PCA) and the hierarchical cluster analysis (HCA). Correlation analysis showed that the species that have high values of %MS, show high %FC % NDF and %FDA. The species that have high values %PB shows high %Cz. Inversely proportional correlations indicate that higher value %PB lower value %FC, % NDF and %ADF. The biggest positive contribution to the first principal component (PC1) variables are % FC, FDA % and %NDF and with an opposite contribution %EE and energy. The biggest contribution to the CP2 variable are %PB and %Cz and in a way opposite the variable %MS and energy. The HC analysis differed 6 Classes, Class 1 brings together species that contain high %EE and energy and are: B. incarum, P. lepidophylla, P. quadrangularis and L. Castellani. Class 3, gathers the species that have an intermediate level of fiber, crude protein, % FDA and % NDF, and brings together A. pinnata, P. tubulosa, O. andina, A. spinosissima and A. melanthes. Species with high PB %are T. pascana and D. muscoides, and belong to the Class 5. The more fibrous species belong to the Class 6, represented by D. vicunarum, Stipa obtusa, F. rigescens, Festuca sp., F. orthophylla and S. ichu. In conclusion the species that have promising quality of nutrients for feeding camelids belong, to the Class 3.

Keywords: Characterization, Bromatological, Grasses and shrubs natives, Principal components, Hierarchical cluster.

Introducción

La producción animal alcanza su máximo rendimiento biológico cuando el ganado responde de manera positiva a tres factores, la potencialidad genética de la población, el aporte de nutrientes de los recursos alimenticios y el medio ambiente que rodea a la población. En el ganado el proceso fisiológico de ingestión, procesamiento, asimilación, transformación, síntesis de tejido y excreción son factores que están relacionados con la calidad del forraje y el aporte de nutrientes de los alimentos.

La calidad de los forrajes varía en función a la especie época y nutrientes del suelo, Baldelomar et al. (2010), establecen que desde el punto de vista práctico, el valor nutritivo de una especie forrajera depende básicamente de los porcentajes de proteína y de carbohidratos, o bien de la disponibilidad de ambos nutrientes en términos de digestibilidad, Swift y Sullivan (1970) citado por Baldelomar et al. (2010).

Existen otras especies vegetales forrajeras que son muy fibrosas y por tanto su digestibilidad estará en función de la cantidad y calidad de fibra que posee. Por tanto a mayor contenido de fibra y a menor calidad de la misma, menor será la digestibilidad del forraje (Bassi 2008). Según el mismo autor establece que cuanto mayor sea el contenido de Fibra Detergente Neutro (FDN) de un forraje menor será su digestibilidad. Sin embargo también dependerá del grado de lignificación de la pared celular de la planta forrajera. De manera que la digestibilidad estará determinada por la cantidad de Lignina en Detergente Acido (LDA) y Fibra Detergente Acido (FDA).

De la amplia diversidad de especies vegetales, algunas tienen la particularidad de fijar nitrógeno atmosférico, entre estas existen arbustos forrajeros que han sido escasamente investigados, pese a la urgente necesidad de proteína para los animales domésticos. Es importante este grupo de especies vegetales pues han desarrollado distintos mecanismos biológicos para la captación del nitrógeno atmosférico que circula en los poros del suelo y de otros minerales, los cuales después del proceso de asimilación están disponibles en las partes aéreas de la planta como proteína vegetal que puede ser consumido por los animales y estos sintetizar sus propias proteínas a partir de estas especies vegetales.

Todas las especies animales buscan en la cadena trófica las fuentes aminadas como algo insustituible para la supervivencia del individuo y del grupo genético que representan. Por lo tanto, los herbívoros perseguirán preferiblemente a las plantas que mayor oferta de sustancias nitrogenadas tengan en sus tejidos (Nuñez et al. 2013).

Se puede considerar entonces que las especies vegetales forrajeras pueden clasificarse en grupos de alta y baja calidad, la diferencia entre ambas están determinadas por el contenido de proteína en el tejido consumible (Lascano et al. 2002, citado por Canchila et al. 2009).

El análisis bromatológico de las especies permite conocer la calidad de cada una de las mismas como forraje y su oferta potencial en función a sus propiedades y calidad de nutrientes. Por tanto el objetivo del presente estudio es caracterizar especies de pastos y arbustos nativos, de cinco regiones del altiplano (5 Unidades Productivas de Conservación), en función a la calidad nutritiva de sus componentes presentes determinado a través de un análisis bromatológico, asimismo determinar especies promisorias y potenciales para la alimentación de los camélidos.

Materiales y métodos

Localización

Metodología de análisis de laboratorio

La recolección de muestras se realizó en época húmeda entre los meses de diciembre 2013 a febrero del 2014. Se ha recolectado partes apicales de ramas y hojas terminales de cada especie, tratando de simular al ramoneo y consumo de los camélidos adultos, en el caso de la especie Trichocereus pasacana, se ha colectado la parte floral pues resulta ser muy palatable para las llamas de la región.

Posteriormente para el análisis bromatológico las muestras fueron trasladadas a los laboratorios de nutrición animal de la Facultad de Ciencias Agrícolas, Pecuarias, Forestales y Veterinarias de la Universidad Mayor de San Simón.

Variables analizadas

Se ha realizado el análisis bromatológico en veintiséis muestras de especies vegetales para determinar la composición química nutricional de las especies, para lo cual se han empleado los siguientes métodos:

• Análisis proximal o sistema de Weende, para determinar materia seca, extracto etéreo, proteína bruta, ceniza y fibra cruda.

]]> •  Van Soest, para determinar la Fibra detergente neutro(FND) y la Fibra detergente acida (FDA)

•  Bomba calorimétrica para determinación de la energía.

Las variables cuantitativas consideradas en el presente estudio son las siguientes: porcentaje de materia seca (%MS), porcentaje de proteína bruta (%PB), porcentaje de fibra cruda (%FC) porcentaje de extracto etéreo (%EE), energía en Kcal/100g (Energía), porcentaje de Fibra detergente Neutro (%FDN) y porcentaje de Fibra detergente ácido (%FDA). Las muestras fueron colectadas de las UPC's y regiones que se observan en el Cuadro 2.

Análisis estadístico

La información primaria obtenida fue analizada a través del método multivariante de Componentes Principales (ACP) y la clasificación de los individuos mediante el Análisis de Conglomerados Jerárquico (ACJ) empleando como medida de disimilitud la distancia euclidiana y el método de Ward como algoritmo de ligamiento.

Las variables cuantitativas que se utilizaron para el ACP fueron aquellas que presentaron un coeficiente de variación superior al 20%. Debido a que esta medida de dispersión relativa define más intrínsecamente la magnitud de la variabilidad de los caracteres y facilita la comparación de la variabilidad de una misma característica en los grupos de accesiones o de caracteres medidos (Hidalgo 2003).

Resultados y Discusión

Existen correlaciones negativas significativas entre %MS y %PB, significa que las especies que presentan altos porcentajes de MS presentaran bajas concentraciones de %PB y % Cz. Por otro lado a mayor %FC menor es la proporción de %EE y de Energía y por tanto a menor %EE mayores son los valores de %FDA y %FDN lo que significa que las especies con bastante fibra tienen menor grasa y por tanto baja energía siendo una relación inversamente proporcional (Cuadro 3).

El Análisis de Componentes Principales (ACP) permitió establecer un total de tres factores que explican el 86.7% de la variabilidad total entre las diferentes especies nativas (Cuadro 4) destacándose el primer y segundo componente que aportan con un 47% y 31% respectivamente.

La Componente Principal 1 (CP1), explica la variabilidad existente entre las especies nativas según el contenido de fibra y energía analizadas en sus partes consumibles, así las variables %FC, %FDA y %FDN contribuyen en mayor medida a la CP1 porque presentan una alta correlación con la misma, también contribuyen aunque en sentido opuesto, las variables %EE y Energía (Cuadro 5). La CP2 explica la variabilidad que se presenta entre especies de acuerdo al contenido de proteína, materia seca, cenizas totales y energía, las variables %PB y %Cz contribuyen de manera significativa a la CP2, por la alta correlación con la misma, asimismo las variables %MS y Energía aportan a la CP2 pero de manera contraria (Cuadro 5).

Las especies que pertenecen a la Clase 1, están estrechamente relacionados con la variable energía (Figura 1) y a la comparación de valores medios estos se caracterizan por presentar el valor más alto de energía desprendida (520.1 Kcal/100g). Asimismo este grupo presenta 5.1% de EE y 16.3% de FC. (Cuadro 6). En esta Clase se encuentran las especies denominadas t'olas B. incarum, P. lepidophylla (con sus dos ecotipos: Rosario y Sajama), P. quadrangularis (con sus dos ecotipos: Llica y Quetena) y L. Castellani (Figuras 1 y 2).

De acuerdo al Cuadro 7, se determina un valor de 521.2 Kcal/100g para la B. incarum ecotipo Llica, este valor es superior a 400 Kcal/100g reportado por Ayangma y Herve (1995) para la misma especie. Para laP. lepidophylla ecotipos Sajama y Rosario se ha determinado un valor de energía bruta de 525.3 y 521.8 Kcal/100g respectivamente (Cuadro 7), los cuales son levemente superiores al reporte de Ayangma y Herve (1995) que indican un valor de 506.3 Kcal/100g para esta especie de la comunidad de Pumani, situada en la provincia Aroma, del departamento de La Paz.

Con referencia a las astereaceas para la P. quadrangularis ecotipo de Llica y Quetena se han obtenido valores de 6.8 y 6.0 de %EE, respectivamente (Cuadro 7), estos valores son superiores a 3.5% de EE, reportado por Genin et al. (1995) e inferior a 14.9% de EE reportado por Paca et al. (2003). Para la P. lepidophylla ecotipos Sajama y Rosario se ha obtenido 3.1 y 5.6 %EE respectivamente (Cuadro 7), estos son valores superiores a 2.7% de EE reportado por Genin et al. (1995) y Abasto (1993) referido por Alzerreca et al. (2002) e inferior a 18.9 %EE reportado por Paca et al. (2003). Asimismo para la especies B. incarum ecotipo de Llica se ha obtenido un valor de 4.3 %EE (Cuadro 7), el cual es inferior a 20.8%EE, valor reportado por Paca et al. (2003) y superior al valor promedio de 3.6 %EE reportado por Genin et al. (1995). El reporte de los últimos autores refiere un muestreo de las tres especies en la región de Turco, Oruro para la época húmeda. Las diferencias bien marcadas con Paca et al. (2003) se deben probablemente al método de determinación del %EE o grasa, a la época de recolección de la muestra y al medio ambiente que influye en los componentes de las especies.

Para la P. quadrangularis ecotipo de Llica se ha obtenido un valor de 18.5% de FC (Cuadro 7) el cual es inferior al reportado por Genin et al. (1995) que indican un valor promedio de 21.9 para esta especie sin embargo es similar a la P. quadrangularis ecotipo de Quetena (22,1 %FC) (Cuadro 7). Los valores hallados para los ecotipos de Llica y Quetena (P. quadrangularis ecotipo) son inferiores al reporte de Paca et al. (2003) quienes indican un valor promedio de 27.7 %FC. Para la P. lepidophylla, ecotipos Sajama y Rosario se han obtenido valores de 16.4 y 18.2 %FC respectivamente (Cuadro 7), los cuales son inferiores a los reportados por Genin et al. (1995) y Abasto (1993) citado por Alzerreca et al. (2002), que indican un valor de 19.1%FC así como el reporte de Paca et al. (2003) cuyo valor es 32.8 %FC.

Para la especie B. incarum ecotipo Llica se ha obtenido un valor de 12.2 %FC el cual es inferior a 22.3 %FC según Paca et al. (2003) y 15.3 % de FC reportado por Genin etal. (1995). Los valores indicados por los últimos autores se basan en un muestreo de las tres especies en la región de Turco, Oruro para la época húmeda. Las diferencias observadas entre los componentes químico - nutricionales son atribuibles al efecto del medio ambiente que influye de manera directa en los componentes de cada ecotipo.

La Clase 2, está estrechamente relacionado con la variable %EE, pues presentan los valores más altos (16.8%) (Cuadro 6), en esta Clase se encuentran las especies P. lúcida y F. densa. Estas dos primeras clases presentan como propiedad intrínseca de las especies el potencial en cuanto a ser considerados como fuentes energéticas en la alimentación por el alto valor de %EE (Figuras 1 y 2).

La Clase 3, es un grupo que presenta cierta relación con las variables de %PB y %Cz.

Agrupa a especies que se caracterizan por presentar un promedio de 10.6% de PB, 25.7% de FC y 2.5% de EE, dentro de esta Clase se encuentran las especies A. pinnata, P. tubulosa, O. andina, A. spinosissima y A. melanthes (Figuras 1 y 2).

Al respecto de las especies de la familia fabáceas, se ha determinado un valor de 10.0 %PB para la A. spinosissima (Cuadro 7) el cual es levemente inferior al reporte de Genin et al. (1995) que indican un promedio de 11.4 %PB. Respecto al %FC para la misma especie se ha obtenido un valor de 32.5% el cual es superior a 29.6 de %FC reportado por Genin et al. (1995). Para la misma especie se ha obtenido un valor de 2.1% de EE el cual es similar a 2.2% EE valor reportado por Genin etal. (1995).

Para la especie A. pinnata ecotipo Calientes se ha obtenido un %PB de 15.3 (Cuadro 7), este valor es levemente superior a 14.7% de PB según Villarroel (1997) citado por Siguayro (2008), para la misma especie se ha obtenido un 20.0% de FC que es superior al reportado por el autor anterior, que indica 18.4% de FC. Para la especie P. tubulosa ecotipo de Calientes, Cochabamba se ha obtenido un valor de 9.2% de PB este valor es inferior a 17.7, valor reportado por Apaza (2006). Para la misma especie se ha obtenido un %FC de 17.6, este valor es inferior al reporte de Apaza (2006) quien indica 20.8% de FC. De acuerdo a los valores obtenidos y comparados se deduce que las especies que presentan altos valores de %PB asimismo no son fibrosas de acuerdo a los valores reportados, por tanto las especies de la Clase 3 son un grupo que se encuentran en una escala intermedia en cuanto a los valores extremos hallados en las especies consideradas.

La Clase 5, comprende a especies que están relacionados estrechamente con la variable %PB (Figura 1), este grupo que presentó el promedio más alto de %PB (12.3) y un valor moderado de FC de 22.3%, agrupa a la D. muscoides y T. pasacana. Para la D. muscoides se ha obtenido un valor promedio de %PB de 12.6 el cual es superior al reportado por Mayta (2009), que indica un valor de 8.6 %PB para la época húmeda.

La Clase 6 está conformado por las especies más fibrosas, con un valor de 41.6% de FC en promedio así como valores promedios de 47.5% de FDA y 80.3% de FDN, con un promedio de %PB bajo (6.5) (Cuadro 6), esta Clase agrupa a las especies D. vicunarum en su ecotipo de Calientes - Cbba, Stipa obtusa, F. rigescens, Festuca sp, F. orthophylla y S. ichu (Figuras 1 y 2).

Al respecto de especies fibrosas para la F. orthophylla se ha obtenido 46.3% de FC (Cuadro 7) este valor es superior contrastado con el reporte de Genin et al. (1995), cuyo valor promedio para la época húmeda es 42.4% de FC. Según los mismos autores para la S. ichu reportan 37.2 % de FC. Alzérreca y Cardozo (1991) citado por Espinoza (2008) reporta valores de 38.9% de FC ambos valores son inferiores al obtenido en el presente estudio, 43.0 % de FC (Cuadro 7). Para la especie F. orthophylla ecotipo de Sajama se han obtenido un valor de 6.2 %PB el cual es superior al reportado por Genin et al. (1995) cuyo valor es 4.5 %PB para la época húmeda de Turco, Oruro. Para la S. ichu se ha obtenido un valor de 2.6 %PB el mismo que es inferior al reporte de Genin et al. (1995) cuyo valor es 7.5 %PB. Pero es similar al reporte de Alzérreca y Cardozo (1991) citado por Espinoza (2008) que indican 2.8 %PB para esta especie.

La FDN es la pared total de la célula comprendida por la celulosa, hemicelulosa y lignina. En cuanto al FDA refiere a las porciones de pared de las células del forraje constituidos por celulosa y lignina (Bassi 2008). Estos valores son importantes porque están relacionados con la habilidad del animal para digerir el forraje. A medida que aumenta el FDA la digestibilidad del forraje disminuye. Para la F. orthophylla ecotipo de Sajama se ha determinado un valor de 51.2% de FDA (Cuadro 7) el cual es superior a 32.8%FDA, valor reportado por Prieto y Yazman (1995). Para la misma especie se ha determinado el %FDN cuyo valor es 90.6 (Cuadro 7), el mismo que es muy superior a 52.6%FDN, reportado por Prieto y Yazman (1995) para la F. orthophylla, para época húmeda.

En la Figura 4, se observa la distribución espacial en tres dimensiones de cada uno de las especies nativas que se agrupan en 6 Clases.

Conclusiones

Por las correlaciones existentes las especies que presentan altos valores de %MS asimismo presentan altos valores de %FC, %FDN y %FDA. Así como las especies que presentan altos valores %PB presentan también altos valores de %Cz. Las correlaciones inversamente proporcionales indican que a mayor valor de %PB menor es el valor de %FC, %FDN y %FDA.

El análisis de conglomerados jerárquico diferenció 6 Clases, La Clase 1 agrupa a las especies que contienen altos % de EE y energía cuyas especies son B. incarum, P. lepidophylla (con sus dos ecotipos: Sajama y Quetena), P. quadrangularis (con sus dos ecotipos: Llica y Quetena) y L. Castellani. La Clase 3, agrupa a las especies que se encuentran en un nivel intermedio en cuanto a la calidad de los nutrientes no son tan fibrosas y tienen un nivel de proteína bruta regular, así como niveles intermedios de %FDA y %FDN respecto a las otras Clases, agrupa a las especies A. pinnata, P. tubulosa, O. andina, A. spinosissima y A. melanthes.

Las especies con altos %PB son flor de T. pasacana y D. muscoides, pertenecientes a la Clase 5. Las especies más fibrosas pertenecen a la Clase 6 que agrupa a las especies D. vicunarum en su ecotipo de Calientes, Stipa obtusa, F. rigescens, Festuca sp, F. orthophylla y S. ichu. Por el alto valor de %FC y bajo %PB estas especies son consideradas como de baja calidad nutritiva.

El análisis bromatológico para T. pasacana ha sido realizado en la parte floral, muy palatable para los camélidos, sin embargo es muy escaso en los campos de pastoreo. Por otro lado la D. muscoides, es una especie dura y es consumida por los animales como último caso es decir no hay preferencia por esta especie. Por tanto si bien estas dos especies tienen altos porcentajes de PB no son consideradas como promisorias para el consumo de los camélidos. Entonces las especies que presentan una calidad de nutrientes promisorias para la alimentación de camélidos pertenecen a la Clase 3.

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