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Introducción
En la ganadería tropical la producción y disponibilidad de forraje de calidad es una limitante que repercute en las variables productivas y reproductivas del ganado (Enríquez-Qurioz et al. 2011). El conocimiento de la composición química de forrajes de diferentes edades de corte o rebrote permite comparar las especies forrajeras que puedan ofrecer el mayor valor nutritivo, calidad y la mejor etapa de crecimiento para su utilización, siendo el grado de madurez uno de los factores que más influye sobre la calidad del forraje (Ledea-Rodríguez et al. 2018). Existe una correlación negativa entre valor nutritivo y edad de rebrote, a menor edad de rebrote, la calidad es mayor, pero al rendimiento de forraje es menor; a mayor crecimiento del forraje aumenta el rendimiento, pero la calidad disminuye (Enríquez-Quiroz et al. 2015).
En países tropicales de América varias especies arbóreas son componentes de sistemas agrosilvopastoriles o se utilizan como forraje de corte (Ramírez et al. 2000, López et al. 2004). En México, esas especies son una alternativa para mejorar la producción animal, aunque se requiere de más información acerca de sus características agronómicas, potencial forrajero y su impacto en la nutrición animal (Sosa-Rubio et al. 2004); pues el follaje de árboles y arbustos contiene mayor cantidad de proteína (12 a 30%) en comparación con las gramíneas forrajeras. producen materia seca (MS) a lo largo del año y, de acuerdo con la especie, pueden producir hasta 27 t ha-1 año (Sosa-Rubio et al. 2000, Carranza-Montaño et al. 2003).
La Melina (Gmelina arborea Roxb.) es una especie exótica adaptada a las regiones tropicales de México, que se considera una alternativa para abastecer de materia prima a la industria forestal pues su uso principal es la obtención y aprovechamiento de madera y celulosa (Cruz-Fernández y de la Garza-Núñez 2003, Muñoz-Flores et al. 2009). Es un cultivo de fácil manejo, su costo de establecimiento es menor, tiene crecimiento rápido en sus primeros estadios y la producción de biomasa en ciclos cortos es mayor (Barrantes et al. 2018). Además, las hojas de este árbol funcionan como alimento en rumiantes (Sosa-Rubio et al. 2004), particularmente en bovinos (Kennedy y Lowry 2002), ovinos (Aye, 2016, Omokanye et al. 2001) y caprinos (Moemeka et al. 2014). También se reconocen sus efectos antimicrobianos, antioxidantes y antihelmínticos en rumiantes (Aye y Tawose 2016). En los sistemas semiestabulados las hojas se ofrecen recién cortadas y en los sistemas silvopastoriles los rumiantes se alimentan de las hojas caídas de este árbol (Omokanye et al. 2001). El conocimiento sobre el aprovechamiento, potencial y el uso de hojas de G. arbórea como alternativa en la nutrición de rumiantes en México es reducido y, además, en la literatura consultada no se encontró información acerca de la calidad del forraje de esa especie según las etapas de madurez del follaje. Por lo anterior, el objetivo de la presente investigación fue evaluar los cambios en la composición química de hojas jóvenes, adultas y maduras de G. arbórea para contar con atributos de calidad de este forraje como opción alimenticia en bovinos.
Materiales y métodos
Localidad
Las muestras de hoja de G. arbórea se recolectaron en una plantación forestal de 8 años ubicada en la localidad de Ignacio Muñoz Zapotal, municipio de Gutiérrez Zamora, Veracruz, México entre las coordenadas 20° 22’ y 20° 32‘LN, y 97° 01’ y 97’ LO entre los 10 y 200 msnm. El clima es cálido húmedo con abundantes lluvias en verano. La temperatura promedio es de 26 °C con una precipitación promedio de 1 600 mm (García 2004).
Recolección del material vegetal
Las hojas se recolectaron de acuerdo con su etapa de madurez y teniendo en cuenta características cualitativas de las mismas: edad aproximada, coloración y textura para conformar los tratamientos: T1: jóvenes (HJ), hojas con 10 a 30 días de edad, coloración verde claro y textura “suave”; T2: adultas (HA), 40 a 60 días, coloración verde fuerte y textura suave/rugosa; y T3: maduras (HM), con más de 60 días, color verde/amarillo y textura rugosa (Figura 1). En cada tratamiento se recolectaron 3 kg de material vegetal fresco, procedentes de cinco árboles que se eligieron al azar. Las muestras se conservaron en bolsas de papel, previamente rotuladas para su traslado al laboratorio.
Análisis de laboratorio
Las hojas colectadas fueron secadas en un horno de aire forzado a 55 °C hasta obtener un peso constante y trituradas en un molino tipo Thomas Willey (Model 4, Arthur H. Thomas Co. Philadelphia, PA) con una criba de 1 mm. Las muestras procesadas se conservaron en bolsas de plástico, previamente identificadas, para su análisis en el laboratorio de Nutrición Animal del Colegio de Postgraduados. Se determinó el contenido de Proteína Cruda (PC) (Método 968.06, AOAC 2005), Cenizas (Cen) (Método 942.05, AOAC 2005), Extracto Etéreo (EE) (Método 920.85; AOAC 2005), Fibra Detergente Neutro (FDN), Fibra Detergente Ácido (FDA) y Lignina (Lig) (Van Soest et al. 1991), celulosa (Cel), la cual se tomó como la diferencia entre FDA y Lig, y Hemicelulosa (Hem), se calculó como la diferencia entre FND y FDA.
Diseño experimental y análisis estadístico
Se utilizó un diseño experimental completamente al azar con tres tratamientos y cinco repeticiones. El análisis de varianza se realizó a través del procedimiento GLM y la comparación de medias mediante la prueba de Tukey (α = 0.05). Para los análisis estadísticos se empleó el paquete estadístico SAS versión 9.3.
Resultados
En la Tabla 1 se observan los resultados de la composición química en los tres estados de madurez de las hojas de Gmelina arborea. En las HJ el contenido de PC y Cen fue bajo con 11.32 y 7.35% respectivamente, mientras que el de EE fue mayor con 2.62% (p < 0.05) (Tabla 1). Los contenidos de FDN y Lig fueron altos en comparación con el estado de madurez de los tratamientos 2 y 3. Se observó que FDA y hem presentaron valores bajos respecto a los tratamientos 2 y 3.
Tabla 1 Composición química en base seca (%), de hojas de Gmelina arborea Roxb; en tres etapas de madurez del Estado de Veracruz, México.
| Variables % | Estado de madurez | ||
|---|---|---|---|
| Hojas Jóvenes | Hojas Adultas HA | Hojas Maduras HM | |
| HJ | |||
| Proteína Cruda | 11.32c ± 0.4 | 15.10a ± 0.2 | 12.16b ± 0.2 |
| Cenizas | 7.35c ± 0.7 | 8.22b ± 0.9 | 9.30a ± 1.6 |
| Extracto Etéreo | 2.62a ± 0.2 | 2.39b ± 0.3 | 1.67c ± 0.1 |
| Fibra Detergente Neutro | 39.04b ± 0.4 | 34.60c ± 0.8 | 42.09a ± 0.8 |
| Fibra Detergente Ácido | 27.85b ± 0.7 | 24.99c ± 0.8 | 31.38a ± 0.4 |
| Celulosa | 10.73b ± 1.4 | 12.01a ± 0.7 | 12.71a ± 0.6 |
| Hemicelulosa | 11.19a ± 0.8 | 9.60c ± 1.3 | 10.64b ± 0.3 |
| Lignina | 17.11b ± 0.7 | 12.98c ± 1.0 | 18.67a ± 0.3 |
a,b,c Medias con distinta literal en la misma hilera son estadísticamente diferentes (Tukey, ɑ = 0.05). Promedio ± desviación estándar.
Las HA mostraron en promedio (p < 0.05) los valores más altos de PC con 15.10% y valores intermedios a altos para Cen y EE con 8.22 y 2.39%, respectivamente. Respecto a FDA, Lig y Hem se observaron valores promedios bajo para estas tres variables en comparación con los tratamientos 1 y 3. FDN presento un valor medio respecto a los otros dos tratamientos, mientras que Cel fue similar al tratamiento 3.
En cuanto a las hojas adultas (HM) mostraron en promedio (p < 0.05) los valores más bajos de PC y EE con 12.6 y 1.67%, respectivamente, y valores promedio intermedios a altos de Cen con 9.30%. Para las variables de FDA y Lig se observó que los valores promedios fueron altos en comparación con el tratamiento 1 y 2, mientras que FDN presento el valor más alto de los tres tratamientos y Cel y Hem presentaron valores similares con HM y HJ, respectivamente.
Discusión
El contenido de proteína en las gramíneas forrajeras es mayor durante los primeros días de crecimiento y, a medida que transcurre el tiempo, la proteína disminuye (Avellaneda-Ceballos et al. 2008, Garay et al. 2017). Sin embargo, los resultados del presente estudio contrastan con el comportamiento mencionado, observándose mayor contenido de proteína en hojas adultas vs hojas jóvenes. El contenido de PC osciló entre 11.32 y 15.10% (Tabla 1), presentando el valor más alto las HA lo cual tiene similitud con lo reportado en arbóreas forrajeras por Aye (2016) y Burgos-Ayala et al. (2006) con valores de 15.32 y 15.90%, respectivamente. Sin embargo, Abiola-Olagunju et al. (2017) presentaron valores más altos a los encontrados en este estudio con 25.6%. El alto contenido de proteína cruda indica que las hojas de esta especie arbórea al tener un buen perfil de aminoácidos son una buena fuente de proteína para los rumiantes (Amata y Lebari 2011). El color amarillo de las hojas maduras indica un estatus cercano a la senescencia, por lo que el contenido celular y su actividad metabólica disminuye, lo mismo que el contenido de proteína (Ramírez-Orduña et al. 2002). Ahmaefule et al. (2006) mencionan que los forrajes y alimentos que contienen menos del 7% de proteína son mal digeridos por los rumiantes debido a la insuficiencia de nitrógeno para el crecimiento de la microbiota ruminal; sin embargo, el nivel de PC en esta especie arbórea es superior al valor recomendado del 8% para el funcionamiento normal de los microorganismos del rumen (Van Soest 1994). Los resultados de PC para HJ y HM fueron ligeramente inferiores a los reportados por Augustine et al. (2018) en hojas de Gmelina arborea con 13.20%, pero superiores a los observados por Amata y Lebari (2011) con 14.60%. El menor contenido de proteína en las hojas jóvenes se puede atribuir a que la concentración de nitrógeno entre las hojas verdes es diferente debido su ubicación a diferentes alturas, lo que determina que algunas estén más expuestas a luz y otras, más a la sombra (Muñoz-Flores et al. 2009). Además, estas hojas pueden desarrollarse bajo diferente suministro de nitrógeno por parte del suelo, lo que determinaría que el contenido de nitrógeno no sea distribuido uniformemente (Gastal y Lemaire 2002). Los valores de PC observados en esta investigación sugieren que su inclusión en la dieta puede promover cambios benéficos en la nutrición de rumiantes, mejorando la ingesta voluntaria, la digestibilidad y el rendimiento de la producción de leche, en especial de aquellos que basan su alimentación en el pastoreo donde el follaje de esta arbustiva podría ser una alternativa para complementar los requerimientos de proteína que no logran cubrir los pastos (Kakengi et al. 2001).
El contenido de EE y Cen presentó diferencias (P < 0.05) entre los tres estados de madurez de las hojas evaluadas. Los resultados de las HA presentan relación con lo reportado por Jiwuba et al. (2020) donde reportan 2.36 y 8.2 % para esas dos variables, respectivamente. Para las HJ y HM los valores promedios encontrados fueron inferiores para EE y levemente superiores para Cen según lo reportado por Augustine et al. (2018) con 4.50 y 6.0% y Aye (2016) con 3.75 y 8.42%, respectivamente. Estas diferencias podrían atribuirse a variaciones en las condiciones climáticas, época y edad en que se cosecharon las hojas y métodos de procesamiento utilizados (Jiwuba et al. 2020). Mientras que Moemeka et al. (2014) mencionan que los altos contenidos de Cen y EE en las hojas de G. arborea junto con su alto porcentaje de proteína cruda, contribuyen a que este forraje se considere de buena calidad para la alimentación del ganado.
El contenido de FDN y FDA en las HJ y HM (Tabla 1) presentan similitud con lo reportado por Burgos-Ayala et al. (2006) en un estudio realizado en G. arborea en zona tropical donde obtuvieron valores promedios de 36.80 y 19.70%, respectivamente, y con Sosa-Rubio et al. (2004) los cuales reportan promedios de 36.85% para FDN y de 19.76% para FDA. El contenido en las HA presentó similitud con lo reportado por Ahmaefule et al. (2006) los cuales observaron un valor para FDN de 45.0 y de 34.77% para FDA. Sin embargo, los resultados obtenidos en este estudio, en los tres estados de madurez evaluados, están por debajo de lo reportado por Moemeka et al. (2014) y Omokanye et al. (2014) los cuales observaron valores de 59.72 y 57.90% para FDN y 41.28 y 39.40% para FDA, respectivamente. Aunque se presentaron valores por debajo de 60% lo cual es lo recomendado para no afectar el consumo en rumiantes (Van Soest et al. 1991), se considera que especies arbóreas con contenidos de 20 a 35% de FDN presentan valores altos de digestibilidad (Norton 1994). Estas variaciones en los contenidos de FDN y FDA en los tres estados de madurez en hojas de G. arborea pueden ser atribuidas principalmente a las características morfológicas de la planta, sitio, edad del árbol, tipo de suelo (Pérez-Soto et al. 2023) y a la edad de rebrote, por la posición de la fracción en la rama y por el componente de la rama (Camero 1995). Para Cel y Hem las HJ y HA presentaron valores levemente inferiores y las HM inferiores (Tabla 1) a los reportados por Ojo et al. (2012), los cuales observaron promedios de 13.60 a 17.61% y de 13.22 a 18.06%, respectivamente. Por otra parte, en estudios realizados por Burte et al. (2005) y Omokanye et al. (2014) en hojas de G. arborea observaron valores de 24.14 y 7.17% y 25.00 y 18.50% para Cel y Hem, respectivamente. Estos resultados están por encima de los obtenidos en esta investigación para los tres estados de madurez; sin embargo, los valores de Hem fueron ligeramente superiores a los reportados por Burte et al. (2005).
Referente al contenido de Lig se presentaron variaciones en los tres estados de madurez de la hoja (Tabla 1). Los resultados de las HA presentan similitud con lo reportado por Ojo et al. (2012) reportan un promedio de 9.50 a 12. 30%. Mientras que las HJ y HM presentan valores superiores a los reportados por Omokanye et al. (2014) con 17% y Burte et al. (2005) con 7.17%. La concentración de lignina en las leguminosas a menudo parece comparable a la de las gramíneas cuando se expresa como proporción de materia seca. Sin embargo, cuando se expresan como proporción de fibra, las leguminosas demuestran un rango más amplio de concentraciones de Lig que generalmente son más altas que las de las gramíneas (Jung et al. 1997). Esta diferencia puede ser el resultado de problemas analíticos relacionados con la medición de la lignina la cual es estimada generalmente como ADL la cual subestima la concentración de lignina más severamente en los pastos que en las leguminosas (Moore y Jung 2001).
La calidad nutritiva de los forrajes depende del nivel de consumo, de la digestibilidad, el contenido de nutrientes y la eficiencia en que se metabolizan y utilizan por los rumiantes (Giraldo et al. 2007). Así, las hojas de G. arborea son una alternativa en la nutrición de rumiantes debido a sus adecuados niveles de proteína. Esto es importante para ayudar a controlar el problema de pérdida de peso del rumiante, común durante la estación seca, cuando la calidad de los pastos disponibles disminuye drásticamente.
Conclusiones
Las diferentes etapas de madurez de las hojas de Gmelina arborea Roxb demuestran que esta especie arbórea podría ser un complemento alimenticio alternativo para rumiantes, especialmente por su alto contenido de proteína cruda observado entre los 40 a 60 días de rebrote representando una opción para mejorar la producción animal en las regiones tropicales de México, especialmente durante la época seca. Además, el bajo contenido de FDN (60%) garantiza un forraje con alta digestibilidad y que no afecta el consumo en rumiantes.
