Análisis químico

Se determinó el peso neto del forraje de cada silo en el momento de su confección e inmediatamente antes de su apertura a los 60 días, así como el peso del efluente producido utilizando una balanza de precisión 0.1 g (AND, modelo HR-202). De cada muestra tomada al momento del llenado de cada silo, se determinó el contenido en materia seca (MS) secándolas en una estufa de aire forzado a 80 ºC durante 16 h. Utilizando un espectrofotómetro monocromador Foss NIRSystem 6500 (Foss NIRSystem Silver Spring, Washington, USA), se obtuvieron los espectros de las muestras secas y molidas a 1 mm y se estimó su composición en materia orgánica (MO), proteína bruta (PB), fibra ácido detergente (FAD), fibra neutro detergente (FND), carbohidratos solubles en agua (CSA), digestibilidad in vitro de la materia orgánica (DMOIV) y extracto etéreo (EE) utilizando para ello las calibraciones desarrolladas en el Centro de Investigaciones Agrarias de Mabegondo (CIAM)¹⁹. La capacidad tampón (CTNaOH) se determinó por métodos de referencia²¹, siendo expresada como meq de NaOH kg-¹ MS. El coeficiente de fermentabilidad del forraje se estimó²² según la ecuación CF= (MS + 80 x CSA) / (CTNaOH x 0.127 - 0.3), donde MS representa el % de contenido de MS, CSA representa la concentración de CHO solubles en agua expresados como % de la MS y CTNaOH es la capacidad tampón expresada en miliequivalentes de álcali por 100 g de MS. Valores de CF superiores a 45 indican facilidad para ensilar, mientras que valores inferiores a 35 son indicativos de una alta probabilidad de mala fermentación.

Análisis fermentativo

Los silos se abrieron a los 60 días. En muestra fresca de ensilado se determinó el contenido en MS que fue posteriormente corregido por pérdida de volátiles para los productos de fermentación durante el secado²³. Utilizando calibraciones NIRS desarrolladas en el CIAM, se determinaron los valores de MO, PB, FAD, FND, DMOIV y EE de las muestras secas y molidas a 1 mm. La concentración en energía neta leche (ENL) del ensilado se calculó²⁴ según la expresión ENL (Mcal kg^-1 MS) =(178 x DMOIV x MO + 0.008 x DMOIV² x MO²) x 10^-6, donde DMOIV se expresa en % y MO en %MS. A este valor se le adicionó la energía neta correspondiente al aceite de las muestras considerando un valor medio de 4.9 Mcal de ENL kg^-1 de aceite²⁵ para los valores de EE en exceso de 4 %MS, ya que, la obtención de las calibraciones NIRS para estimación de la digestibilidad in vitro con líquido ruminal²⁰ se realizó con muestras desengrasadas cuando se superaba dicho valor de EE, a fin de evitar el efecto depresor del aceite de las muestras sobre la actividad de los microorganismos ruminales²⁶. Una segunda alícuota de ensilado se congeló a -18ºC hasta su análisis fermentativo, determinándose el pH mediante un pHmetro provisto de electrodo combinado, el nitrógeno amoniacal (N-NH3) con un electrodo selectivo (Orion) y el nitrógeno soluble (N-Soluble) mediante digestión macro Kjeldahl. Los ácidos de fermentación (láctico, acético, propiónico, butírico, valérico, caproico, isobutírico e isovalérico) y los alcoholes (etanol, butanol, propanol) se determinaron por cromatografía de gases²⁷. El valor de ácidos grasos volátiles totales (AGV) se calculó como la suma, expresada en mmoles kg^-1 MS de las concentraciones de los ácidos de fermentación, con exclusión del láctico.

Los valores de pérdidas totales, producción de efluente, parámetros de composición química y de calidad fermentativa se analizaron mediante análisis de varianza (ANOVA) utilizando el procedimiento GLM de SAS (SAS Institute 2009 v. 9.2) según el modelo:

Donde la fecha de corte (F, i=3) y el aditivo (A, j=3) se consideraron factores fijos y la repetición (R, k=5) un factor aleatorio y FxA representan la interacción. La separación de medias de las variables cuando el test F en el ANOVA era significativo se realizó mediante el test HSD de Duncan (α=0.05).

Desarrollo del cultivo y producción de materia seca

En la primera fecha de corte (F+1) el estado era R5.5 (50% de las flores tubuladas en antesis o post-antesis), alcanzando en F+3 el estado R6 (floración completa, con las semillas formadas y las flores liguladas marchitas) y en F+5 el estado R7 (parte inferior del capítulo de color amarillo-pálido, con las semillas engrosadas, en estado lechoso-pastoso). El rendimiento en estas tres fechas fue estimado²⁸, en 9.1, 10.1 y 11.5 t MS ha^-1 respectivamente. La mayor producción unitaria obtenida en la fecha de corte más tardía coincide con lo observado con otros trabajos realizados en el CIAM con la misma variedad forrajera²⁹, así como en informes previos con diversos genotipos^8,30, en los cuales señalan como estado más adecuado para ensilar el momento en que las plantas presenten capítulos con coloración verde-amarillenta en la base y las semillas estén bien formadas.

La composición química, capacidad tampón, coeficiente de fermentabilidad y estimación de energía neta para lactación del girasol en estado fresco, se presentan en el Cuadro 1. El momento de corte afectó significativamente (P<0.001) al contenido en MS, composición química (a excepción del contenido en FAD), así como a los valores de digestibilidad in vitro y de energía neta leche del girasol al momento de ensilar. La MS del cultivo promedió 16 % en todos los cortes y aumentó con la edad de la planta desde un valor de 12.1 % en F+1 hasta el 18.6 % en F+5, a razón de 1.53 unidades porcentuales por semana. El contenido en MO mostró una tendencia cuadrática con un valor en F+3 (95.5 %MS) superior al de las otras dos fechas de corte (90.9 y 90.5 %MS). La madurez del girasol disminuyó los contenidos de proteína, pared celular, azúcares y digestibilidad, con valores de 9.4, 9.2 y 8.6 para PB, 41.8, 40.5 y 36.8 para FND, 16.9, 15.3 y 10.6 para CSA y 67.0, 65.7 y 58.4 para DMOIV en F+1, F+3 y F+5, respectivamente, contrastando con los valores de MS. Mientras que la concentración de EE aumentó de 2.7 a 17.6 % con el avance de la madurez como consecuencia de la conversión de carbohidratos no estructurales en aceite en las semillas, lo cual se hizo notar especialmente en la última fecha del ensilado. De la misma forma se comportó la concentración energética, la cual aumentó de ENL de 1.38, 1.57 y 1.83 Mcal kg^-1 MS en las fechas F+1, F+3 y F+5 respectivamente. La capacidad tampón y el coeficiente de fermentabilidad no se vieron afectados (P≥0.05) por la fecha de corte, oscilando los valores de CTNaOH entre 320 y 346 meq NaOH kg^-1 MS y de CF entre 45.7 y 38.6, aunque en este último cabe indicar una tendencia (P=0.10) que indica una mayor ensilabilidad de la planta en etapas más tempranas de desarrollo, debido al mayor contenido en azúcares, comparada con fechas más tardías.

Diversos estudios realizados en Brasil y Argentina con la variedad forrajera Rumbosol-91 muestran la variación de composición química con la madurez de la planta. En el primer país, en una cosecha realizada entre las 4 y las 7 semanas tras la floración, se obtuvieron valores de PB entre 9.9 y 7.0 base seca³¹, mientras que, en otro trabajo con cortes entre los 97 y 112 días después de la siembra (Estados R7 a R9) se obtuvieron valores de PB entre 10.0 y 9.3 y de EE de 9.9 a 14.3 base seca, respectivamente³². En otro estudio, con fecha de corte de 97 DDS, se obtuvo un amplio rango de variación en los contenidos en PB (de 9.4 a 14.5 %MS) y en FND (de 40.6 a 48.7 %MS)³³. Para la misma variedad Rumbosol-91, sembrada en primavera y cosechada en los estados R7 e R9 se obtuvieron valores de 9.6 y 8.3 %MS para PB, de 37.9 y 40.1 %MS para FND y de 15.1 y 13. 4 %MS para EE³⁴.

Dos trabajos realizados en la finca experimental del CIAM, en variedad Rumbosol-91, en diferentes años y fechas de cortes^29,30, permitieron comparar los cortes de las semanas 2ª a la 6ª tras la floración siendo observado que en este intervalo se incrementaban los contenidos del forraje fresco en MS (de 15.6 a 22. 4 %), en MO (de 89.9 a 85.8 %MS), en EE (de 2.3 a 17.0 %MS) y en ENL (de 1.34 a 1.61 Mcal kg^-1 MS), descendiendo los de carbohidratos solubles (de 22.4 a 8.4 %MS) y la digestibilidad (de 66.4 a 52.7 %MS). Estudios realizados en Francia a comienzos del último tercio del siglo pasado³², indican valores de digestibilidad del 70 a 75 % al inicio de la floración y del 60 al 75 % para la planta en estado de grano pastoso. Sin embargo, trabajos más recientes de autores italianos realizados en secanos del valle del Po³⁵, reportan valores de DMOIV cercanos al 60 % para la planta en plena floración, más acordes con los resultados obtenidos en este trabajo.

De acuerdo con, los coeficientes estimados en F1, F2 y F3, la ensilabilidad de los tres estados de desarrollo del girasol puede calificarse de buena a media. A pesar de que trabajos realizados en Alemania¹⁰ asignan bajos valores para esta especie, una amplia revisión efectuada por otros autores³⁶ señala que el girasol en estado fresco presenta habitualmente un contenido en azúcares y una capacidad tampón que pueden ser considerados como medios, en el entorno de 120 -200 g kg^-1 MS y 350-550 meq NaOH kg^-1 MS, al mismo nivel que el raigrás italiano o los guisantes forrajeros, lo cual coincide con los resultados obtenidos en el presente trabajo.

Las pérdidas de materia seca, producción de efluente y composición nutricional de los ensilados, se presentan en el Cuadro 2. La fecha de corte ejerció un fuerte efecto significativo (P<0.001) sobre la producción de efluente, la cual fue muy elevada sobre todo en los dos primeros cortes (28.2 % del peso fresco inicialmente ensilado en F+1 y 17.4 % en F+3) como consecuencia del alto contenido en humedad del forraje, descendiendo posteriormente al 9.6 % en el último aprovechamiento. En consecuencia, las pérdidas totales de MS en los dos primeros cortes (13.4 % en el primero y 12.5 % en el segundo) fueron significativamente superiores (P<0.001) a las de la última fecha (8.7 %). Estudios que evaluaron el efecto del contenido en MS de la cosecha sobre las pérdidas del ensilado indican que con contenidos de MS del 30 % y superiores, las pérdidas por respiración y fermentación no deberían superar el 5 al 8 % de la MS ensilada, mientras que, en caso de cultivos cosechados con alta humedad (MS <25 %) las pérdidas suelen ser más elevadas debido a una mayor intensidad de la fermentación y, sobre todo, por las pérdidas causadas por el efluente^13,37.

Comparando los valores medios del girasol en estado fresco y del ensilado resultante se destaca un aumento del contenido en MS (+1.4 %) y de la concentración (en %MS) de PB (+1.6 ud), FAD (+3.0 ud), FND (+1.4 ud) y EE (+0.4 ud) unido a un fuerte descenso en el valor de IVDMO (-12.6 %) y de ENL (-0.31 Mcal kg^-1MS), lo cual se atribuye a la elevada producción de efluente en todos los cortes.

Como indican diversos estudios, es de esperar un incremento en la MS del ensilaje cuando el contenido en MS del forraje verde puesto en el silo es inferior al 23-25 %³⁸, así como escasas variaciones en el contenido de cenizas y nitrógeno total cuando los correspondientes valores del ensilaje resultante se expresan sobre la base de la materia seca corregida por las pérdidas de volátiles que tienen lugar durante el proceso de secado en estufa²², mientras que, el contenido en fibra suele verse afectado significativamente por el ensilado, debido al incremento pasivo provocado por pérdidas de materia seca no celulósica en el efluente o como gas durante la fermentación³⁹. Por otra parte, aunque en general se asume que la digestibilidad del ensilado es igual o ligeramente inferior a la del forraje original⁴⁰, existen evidencias de una importante disminución de la digestibilidad en el caso de forrajes ensilados con bajo contenido en materia seca, en razón a que el efluente contiene nutrientes altamente digestibles⁴¹, habiéndose señalado para ensilados con contenidos en materia seca próximos al 16 % un descenso medio de 7.0 unidades porcentuales en los valores de digestibilidad de la MS⁴², valor que fue superado ampliamente en nuestro estudio, debido probablemente a un mayor contenido en humedad.

La fecha de corte afectó significativamente el contenido en MS, la composición química, la digestibilidad y la concentración energética del ensilado. En líneas generales, la variación observada en los distintos cortes en la calidad del ensilaje fue semejante a la observada para el forraje fresco original. Los valores de pérdidas totales de MS, contenido en MS y en PB no fueron afectados por el uso de aditivo (P>0.05), cuyo efecto sobre las características de los ensilajes fue comparativamente inferior al ejercido por la fecha de corte. Se destaca el efecto del ácido fórmico, que aumentó significativamente la producción de efluente (P<0.001) y el nivel de pérdidas totales de MS (P<0.01) con relación al inoculante y al control sin aditivo, con valores del 20.9 vs 17.2 y 16.8 % del peso fresco ensilado para el efluente y de 14.8 vs 10.9 y 8.8 % para el nivel de pérdidas, respectivamente. Adicionalmente, los ensilajes tratados con fórmico mostraron concentraciones significativamente inferiores de MO (88.5 vs 90.1 y 90.1 %MS) y superiores de FND (43.5 vs 42.6 y 42.1 %MS), FAD (36.4 vs. 34.8 y 34.3 %MS) y sobre todo de IVDMO (54.2 vs 49.6 y 49.5 %MS) y ENL (1.34 vs 1.25 y 1.23 Mcal kg-¹ MS). Los resultados obtenidos coinciden con las observaciones de otros autores que apuntan al incremento de la producción de efluente y de pérdidas cuando se aplica ácido fórmico a forrajes de alta humedad³⁹ y a una mejora de la digestibilidad debido al menor gasto de carbohidratos no estructurales durante la fermentación¹⁵. La respuesta del uso de inoculantes sobre el nivel de pérdidas de MS en el ensilado es variable, ya que existen informes que muestran un efecto negativo, con valores de recuperación de MS inferiores a un control sin aditivo⁴³, pero por lo general su efecto en condiciones de alta humedad es escaso⁴⁴, tal como se observó en este estudio.

Calidad fermentativa de los ensilajes

La fecha de cosecha y el uso de aditivo afectaron significativamente a los principales parámetros que definen la calidad fermetativa (Cuadro 3). Los valores de pH aumentaron con la fecha de corte, siendo diferentes entre sí en los tres aprovechamientos (F+1: 3.77, F+3: 3.94 y F+5: 4.04, P<0.001). Los contenidos en acético, AGV, N soluble y N-NH3 fueron inferiores (P<0.001) en la primera fecha de corte comparado con las dos fechas posteriores, que no se diferenciaron entre sí (acético: 1.71 vs 2.54 y 2.41 %MS; AGV: 289 vs 426 y 405 mmoles kg^-1 MS; N soluble: 32.8 vs 45.2 y 46.7 % N total; N-NH3: 3.87 vs 7.03 y 7.68 % N total). Los contenidos en láctico y etanol evolucionaron de forma contraria, siendo más elevados en los cortes más precoces en comparación con los más tardíos (láctico: 9.06, 7.66 y 6.36 %MS; etanol: 4.17, 4.92 y 3.39 %MS; F+1, F+3 y F+5 respectivamente). Los contenidos en butírico, propiónico y AGV de cadena más larga, así como de butanol y propanol fueron muy bajos en todas las fechas de corte.

Una buena calidad de fermentación de ensilajes de alta humedad se define, según criterios del INRA francés o DLG alemán⁴⁵, por valores de pH(4.0, ausencia o trazas de butírico y propiónico, contenidos de acético <2-3 %MS, de N-NH3 ( 5-8 % N total y de N soluble ( 50 % N total, acompañados con un contenido de AGV por debajo de 600 mmoles kg^-1 MS. En relación a estos criterios, los resultados obtenidos en el presente trabajo reflejan una calidad de fermentación del girasol aceptable o buena en todo el ciclo de crecimiento considerado y sugiere que la mayor disponibilidad de azúcares en las fechas más precoces favorece, a pesar del mayor contenido en humedad, una mejor calidad de fermentación en comparación con el aprovechamiento más tardío, confirmando las indicaciones de los coeficientes de fermentabilidad obtenidos en estado fresco.

El ensilado testigo mostró valores de pH (3.80), AGV (513 mmoles kg^-1 MS), N soluble (45.2 % N total) y N-NH3 (8.1 % N total), lo que es indicativo de una calidad fermentativa aceptable, aunque tuvo una concentración de acético algo elevada (3.05 %MS). Comparado con el grupo testigo, el inoculante, con relación al control, redujo significativamente (P<0.001) el pH (3.77) y los contenidos de acético (2.61 %MS), AGV (437 mmoles kg^-1 MS) y N-NH3 (6.84 % N total), mejorando ligeramente la fermentación. Los resultados obtenidos con la aplicación de inoculante al girasol concuerdan con los de los trabajos que muestran un efecto positivo de su uso sobre la calidad de fermentación^43,46, siendo de especial interés su efectividad aún en condiciones de alta humedad del forraje, como es el caso del presente estudio, consistentemente dicho efecto se suele observar con forrajes ensilados donde el contenido en MS es cercano al 30 % o superior⁴⁷.

La adición de ácido fórmico redujo la intensidad de la fermentación en el ensilado, evidenciada por un valor medio de pH más elevado (4.18) y menores contenidos medios en láctico (0.35 %MS), acético (1.0 %MS), AGV (169 mmoles kg-¹ MS), N soluble (36.2 % N total) y N-NH3 (3.5 % N total) significativamente diferentes (P<0.001) a los de los otros dos tratamientos de aditivo. Otro rasgo típico de la actividad del fórmico es la elevación del contenido en etanol, comparado con el inoculante y el testigo (8.68 vs. 1.85 y 1.95 %MS), lo que se atribuye a una mayor actividad de las levaduras, particularmente tolerantes a la acción del ácido fórmico⁴⁸, ligada a la mayor disponibilidad de azúcares en una fermentación menos intensa. Coincidiendo con estas observaciones, diversos estudios han mostrado que la aplicación de ácido fórmico produce ensilajes con bajos valores de ácidos láctico y acético, y una menor proporción láctico:acético así como una menor proporción de N amoniacal sobre el N total como consecuencia de la reducción de la intensidad de los procesos proteolíticos causada por el aditivo^{(15, 49)}.

El efecto de los diferentes aditivos sobre los parámetros fermentativos fue relativamente homogéneo en las tres fechas de corte, como se evidencia por la escasa importancia cuantitativa de las interacciones con efecto significativo sobre el pH y los contenidos de acético, etanol, AGV y N-NH3. Mientras el efecto del ácido fórmico fue semejante en las tres fechas de corte del girasol, el efecto positivo del inoculante en la mejora de la fermentación se pone de manifiesto con mayor intensidad cuando la planta se cosecha en las proximidades de la floración probablemente debido a la mayor disponibilidad de sustrato azucarado a disposición de las bacterias lácticas añadidas al forraje, que se muestran efectivas a pesar de la mayor humedad en este momento, coincidiendo con lo anticipado por el coeficiente de fermentabilidad calculado para el forraje fresco.

Frente a la evidente mejora de la fermentación inducida por el uso de ácido fórmico se debe contraponer, por una parte, la dificultad de su aplicación por su carácter de ácido fuerte, potencialmente corrosivo y, por otra, el incremento de la producción de efluente, ya de por sí alta en el tratamiento testigo, causada por su aplicación. Desde este punto de vista y teniendo en cuenta el alto poder contaminante del efluente⁵⁰, no sería aconsejable la utilización del ácido fórmico frente al inoculante y al control sin aditivo. Por otra parte, dada la buena calidad fermentativa del ensilaje de girasol sin conservante, la justificación del gasto en la adición de inoculante está sujeta a controversia y a pesar de la mejora en la calidad fermentativa esperada, su uso debería confrontarse, en términos económicos, con la mejora de la productividad de los animales alimentados con los distintos tipos de ensilajes, aspecto que se sitúa fuera del objeto.