Caracterización agronómica y nutricional del forraje de variedades de especies anuales en la región norte de México
Forage quality and agronomic characterization of annual forage species in North–Central Mexico
Gregorio Núñez Hernándeza, Jesús Arturo Payán Garcíab, Alfonso Pena Ramosc, Fernando González Castañedac, Oscar Ruiz Barrerad, Claudio Arzola Alvarezd
a Campo experimental La Laguna Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), Boulevard J. Santos Valdez Nº 1200 Matamoros Coahuila. nunez.gregorio@inifap.gob.mx. Correspondencia al primer autor.
]]> b Facultad de Agricultura y Zootecnia. Universidad Juárez del estado de Durango.c Campo Experimental Pabellón, INIFAP.
d Faculta de Zootecnia. Universidad Autónoma de Chihuahua.
Recibido el 20 de enero de 2009
Aceptado para su publicación el 25 de agosto de 2009
RESUMEN
El objetivo del estudio fue generar conocimientos de parámetros de características agronómicas y nutricionales de variedades de maíz, sorgo forrajero y cereales de invierno. Se realizaron tres experimentos para evaluar 21 variedades de maíz a 100,000 plantas ha–1, 200–80–00 de N–P–K y cosecha a 1/3 de línea de leche en el grano, 19 variedades de sorgo sembradas con 12 kg ha–1 de semilla comercial, 200–80–00 de N–P–K y cosecha en lechoso–masoso, y 12 variedades de cereales de invierno con densidad de siembra de 150 kg ha–1 de semilla comercial, 160–00–00 de N–P–K, y cosecha en estado lechoso–masoso. Los diseños experimentales fueron bloques al azar con cuatro repeticiones. Se evaluó producción de materia seca por hectárea (PMS), porcentaje de mazorca (PMZ), panoja (PP), proteína cruda (PC), fibra detergente neutro (FDN), fibra detergente ácido (FDA), lignina, digestibilidad in vitro (DIV), energía neta de lactancia (ENl) y digestibilidad de la fibra detergente neutro (DFDN). Se utilizó análisis de varianza, estadística descriptiva y correlación. En maíz, la PMS fue 18.48±2.12 t ha–1 (P<0.05), DIV 71.50±2.18 % y ENl 1.52±.05 Mcal kg–1 MS. La ENl se correlacionó significativamente con PMZ (r=0.60), FDN (r=–0.64) y DFDN (r=0.92). En sorgo, la PMS fue 18.43±2.19 t ha–1, DIV 64.90±1.99 %, ENl 1.35±.10 Mcal kg–1 MS y DFDN 44.80±8.63 %. La ENl se correlacionó significativamente con la DFDN (=0.84). En cereales, la PMS fue 12.33±1.18 t ha–1, DIV 71.30±1.99 % y ENI de 1.50±0.04 Mcal kg–1 MS. La ENl se correlacionó significativamente con la DFDN (r=0.84).
Palabras clave: Maíz, Sorgo, Cereales de invierno, Variedades, Producción de leche.
]]>ABSTRACT
The objective of this study was to generate knowledge on agronomic and nutritive characteristics of corn, sorghum and winter cereals forage varieties in North–Central Mexico. Three experiments were performed for evaluating: 1) Twenty four (24) corn hybrids planted at 106,000 plants ha–1, fertilized at a 200–80–00 N–P–K rate, and harvested at 1/3 of milk line in grain, 2) Nineteen (19) forage, grain, and brown midrib sorghum varieties seeded at 12 kg ha–1 of commercial seed, fertilized at a 200–60–00 N–P–K rate and harvested at milk grain stage, and 3) Twelve (12) winter cereal varieties seeded at 150 kg ha–1 of commercial seed, fertilized at a 180–80–00 N–P–K rate and harvested at grain dough stage. All three experiments were carried out in a complete randomized block design with four replicates. Variables were: dry matter yield per hectare (DMY), ear percentage (EAR) or panicle percentage (PAN), crude protein (CP), neutral detergent fiber (NDF), acid detergent fiber (ADF), neutral detergent fiber digestibility (NDFD), in vitro dry matter digestibility (DMD), lignin (Lig) and net energy for lactation (NEl). Statistical analyses included variance, descriptive statistics and simple correlation. Corn DMY average and standard deviation were 8.48±2.12 tm ha–1, DMD 71.50±2.18 % and NEl 1.52±0.5 Mcal kg–1 DM. NEl was correlated with ear percentage (r=0.60**), NDF concentration (r=–0.64**) and NDFD (r=0.92**). Sorghum average and standard deviation were DMY 18.43±2.19 t/ha, DMD 64.90±4.07 %) NEl 1.35±.10 Mcal kg–1 DM and DNDF 44.89±8.63. NEL was correlated with NDFD (r=0.84**). Winter cereal yield was 12.33±1.18 tm ha–1, DMD 71.30±1.99 % and NEl 1.50±0.04 Mcal kg–1 DM. NEl was correlated with DNFD (r=0.84).
Key words: Corn, Sorghum, Small grain cereals, Varieties, Milk production.
INTRODUCCIÓN
El valor nutritivo de los forrajes está fuertemente relacionado con su composición química y digestibilidad, las cuales varían ampliamente entre forrajes(1). Entre los factores que causan esta variabilidad están la especie, fertilización y estado de madurez(2).
Investigaciones indican que la producción de leche de vacas con raciones de ensilados de maíz, sorgo y avena es menor que con raciones de heno de alfalfa debido a su menor valor nutritivo(3). Alternativas para mejorar el valor nutritivo de ensilados de maíz son: selección de variedades de alta calidad nutricional(4) y manejo de la altura de corte, procesamiento a cosecha(5) y estado de madurez(6). En sorgo se ha reportado la selección de variedades(7) y en avena, corte en estado adecuado de madurez(8,9).
En relación al valor nutritivo entre variedades de forrajes anuales, se han indicado diferencias entre híbridos de maíz en contenidos de proteína, fibra y digestibilidad de la materia seca y fibra(10). Majewski et al(11) mostraron valores de 41.7 a 51.2 % en FDN, de 66.3 a 77.1 % en digestibilidad de la materia seca y 27.0 a 48.4 % en digestibilidad de la fibra detergente neutro entre híbridos de maíz. Otros investigadores reportaron valores de 32 a 63 % en fibra detergente neutro, de 73 a 85 % en digestibilidad de la materia seca y de 43 a 61 % de digestibilidad de la fibra detergente neutro(10,12).
Bolsen(13) resumió las características del ensilaje de sorgo de grano y ensilaje de sorgo forrajero durante 25 años de investigación. Algunos autores(14,15) señalaron que la variabilidad reportada para estas variedades fue de 4.9 a 10.1 % en proteína cruda, 44.0 a 71.9 % en fibra detergente neutro y de 24.3 a 27.3 % en fibra detergente ácido.
]]> En relación a los sorgos de nervadura café, genotipos que contienen un gen mutante asociado a la presencia de nervadura de color café en el reverso de las hojas y a concentraciones menores de fibra detergente neutro, fibra detergente ácido, lignina y mayor digestibilidad que las variedades de sorgos normales, Miller y Stroup(16) indican variabilidad de 6.9 a 10.5 % en proteína cruda, 40.7 a 60.1 % en fibra detergente neutro, 24.3 a 35.0 % en fibra detergente ácido y de 75.1 a 84.2 % en digestibilidad in vitro(16).En cereales de grano pequeño, se mencionan diferencias en producción y valor nutritivo del forraje de variedades de avena(17). Los valores de proteína cruda variaron de 13.3 a 17.7 % a 50 % de espigamiento y de 9.2 a 14.3 % en grano masoso. Los valores de digestibilidad fueron de 57.6 a 72.8 % y 49.5 a 58.2 % para los dos estados de madurez, respectivamente. Estudios posteriores con otros cereales de grano pequeño, también indicaron diferencias entre variedades de cebada, trigo, triticale, centeno y avena en digestibilidad de la materia seca(18,19). Otros autores reportan diferencias entre variedades de cebada en digestibilidad de 60 a 68 %(20), y de 61 a 66 % entre triticales de hábito primaveral e invernal, y se menciona que estas diferencias están relacionadas con los porcentajes de hoja, tallo y espiga(21).
La información anterior muestra variación genética en el valor nutritivo de maíz, sorgo y cereales de invierno para forraje; sin embargo, la magnitud de esta variación depende de la población de variedades en cada región. En la región norte de México se desconoce la magnitud de esta variabilidad en el valor nutritivo de estos forrajes. El objetivo fue generar conocimientos sobre parámetros de características agronómicas y nutricionales de variedades de maíz, sorgo forrajero y cereales de invierno.
MATERIALES Y METODOS
Se efectuaron tres experimentos en el Campo Experimental La Laguna en Matamoros Coah., localizado a 103º 14' O y 25º 17' N con clima árido semicálido. El suelo es de textura migajón arcilloso con pH de 7.5 sin problemas de sales o sodio.
El Exp 1 se estableció en suelo húmedo el 8 de abril del 2002 con el objeto de evaluar el forraje de maíz considerando las siguientes variedades: G8285, ABT–7087Y, ABT–7015Y, ABT–6002Y, ABT–7820Y, 8958M, NC 7117, GH–800, AS–911, AS900, G–8342, G–8277W, Z–806, Z–21, 3099, 33J56, 9802, ABT–7722Y, NC 7237, SBA–200 y NC 7304. La dosis de fertilización de N–P–K fue 200–80–00, la densidad de población de 100,000 plantas ha–1 y el calendario de riegos de auxilio que se aplicó fue a los 28, 52, 67 y 80 días después de la siembra. La cosecha se efectuó cuando la línea de leche presentó un avance de 1/3 en el grano. La parcela experimental fue cuatro surcos de 0.76 x 8.0 m con una parcela útil compuesta por los dos surcos centrales y 6 m de largo.
El Exp 2 se estableció en suelo húmedo el 5 de abril del 2003 con el propósito de evaluar el forraje de sorgo considerando las siguientes variedades: Beef Builder (forrajera), Fame (doble propósito), 700–B (doble propósito), 500–B (forrajera), Elsa verde (forrajera), Superdan BMR (nervadura café), WM–770 (forrajera), Superdan (forrajera), Superdan Plus (forrajera), Green Chow (forrajera), Gigante verde BMR–300 (nervadura café), Great + Plus (forrajera), Dual BMR (nervadura café), 627–G (forrajera), 597–G (forrajera), Mega silo (forrajera), HF–895 (forrajera) y Fertigraze BMR–201 (forrajera). La dosis de fertilización de N–P–K fue de 200–8000, la densidad de siembra de 12 kg ha–1 de semilla comercial y el calendario de riegos de auxilio se aplicó a los 34, 56, 76, y 85 días después de la siembra. La cosecha se realizó cuando el grano se encontraba en estado lechoso–masoso. La parcela experimental fue de cuatro surcos de 0.76 x 8.0 m con una parcela útil compuesta por los dos surcos centrales y 6 m de largo.
El Exp 3, se estableció en suelo seco el 3 de diciembre del 2003 con la finalidad de evaluar el forraje de cereales de grano pequeño considerando las siguientes variedades de cereales de invierno (avena, triticale, trigo y cebada); avena Cuauhtémoc, avena Chihuahua, avena Cevamex, Triticale Eronga, triticale AN–31, triticale Pollmer, trigo Temporalero, trigo Náhuatl F–200, trigo Anáhuac, cebada San Marcos, cebada Cántabra y una cebada experimental denominada línea 1. La fertilización fue 160–00–00 para N–P–K, respectivamente, la densidad de siembra de 150 kg ha–1 de semilla comercial y se aplicaron tres riegos de auxilio a los 8, 35, y 77 días después de siembra. La cosecha se efectuó en grano lechoso masoso. La parcela experimental fue 4 x 3 m y la parcela útil 3 x 2 m.
En todos los experimentos se determinó la producción de materia seca por hectárea (PMS), altura de planta (AP), porcentaje de mazorca en maíz (PMZ) y porcentaje de panoja en sorgo (PP). Las muestras representativas de forraje de cada repetición en cada experimento se secaron en una estufa de aire forzado a temperatura de 60 ºC hasta peso constante. En el laboratorio se analizó proteína cruda (PC)(22), contenido de fibra detergente neutro (FDN), fibra detergente ácido (FDA), digestibilidad in vitro (Div) y concentración de lignina(23). La concentración de energía neta de lactancia (ENl) se determinó a partir de la digestibilidad verdadera in vitro,(24) Todas las variables de valor nutritivo se expresaron en materia seca a 100 °C (MS).
]]> En los tres experimentos, el diseño experimental fue bloques al azar con cuatro repeticiones. Las variables medidas se por medio de estadística descriptiva y análisis de varianza, la separación de medias por el método de la diferencia mínima significativa y las relaciones entre características agronómicas y composición química se evaluaron mediante análisis de correlación(25).
RESULTADOS
En maíz, el promedio y desviación estándar de la producción de materia seca por hectárea de las variedades evaluadas fueron 18.48±2.12 t ha–1 y para el porcentaje de mazorca 53.17±3.9 % (Cuadro 1) (P<0.05). Las variedades superiores tuvieron producciones de materia seca mayores de 19 t ha–1 y porcentajes de mazorca de 55.79 % (P<0.05) como se observa en el Cuadro 2.
En relación a las características nutricionales en maíz, el promedio y desviación estándar fueron: porcentaje de PC 7.37±0.59 y de 63.37±2.36 y 37.11±1.82 %, para las concentraciones de FDN y FDA, respectivamente. La concentración de lignina fue 6.13±0.47 %, la digestibilidad in vitro 71.50±2.18 %, la digestibilidad de la fibra detergente neutro 55.06±2.48 % y la concentración de ENL 1.52±.05 Mcal kg–1 MS. Las variedades maíz forrajero sobresalientes (P<0.05) tuvieron valores para proteína cruda mayores de 7.37 %, 0.72 %, digestibilidad in vitro superior a 72.6 %, energía neta de lactancia mayor de 1.54 Mcal kg–1 MS y digestibilidad de la fibra detergente neutro mayor de 54.74 %.
El análisis de correlación entre características agronómicas y nutricionales de las variedades de maíz indicó correlaciones positivas significativas entre días a cosecha y forraje seco (r=0.70) como se observa en el Cuadro 3. La altura de la planta se correlacionó con las concentraciones de PC (r= –0.52), FDA (r=0.48), FDN (r=0.60), lignina (r=0.59), con DIV (r=–0.62) y ENL (r=–0.60). Respecto al porcentaje de mazorca, se correlacionó con la DIV (r=0.58), la ENL (r=0.60) y digestibilidad de la FDN (r=0.60). La energía neta de lactancia se correlacionó con la DIV (r=0.99) y con la concentración de FDN (r=–0.64).
En sorgo forrajero (Cuadro 1), el promedio y desviación estándar de las variedades evaluadas fueron: en producción de forraje seco 18.43±2.19 t ha–1 y en porcentaje de panoja de 19.94± 13.22 %. Los valores entre variedades fueron diferentes (P<0.05) con rendimientos de materia seca mayores de 17 t ha–1 y porcentajes de panoja superiores a 36.87 % para las variedades sobresalientes (Cuadro 4).
En valor nutritivo del forraje de sorgo, el promedio y desviación estándar fueron: en porcentaje de PC 6.07±0.72 %, FDN 64.43±6.11 %, FDA 39.20± 2.2 %, concentración de lignina 7.98±0.4 %, digestibilidad de la fibra detergente neutro 44.80± 8.63 %, digestibilidad in vitro 64.90±4.07 % y en energía neta de lactancia 1.35±0.10 kg–1 MS de materia seca. Con excepción de la fibra ácido detergente y lignina, los valores entre variedades de las demás variables fueron significativas (P<0.05). Las variedades sobresalientes en valor nutritivo (P<0.05) presentaron porcentajes de proteína cruda mayores de 6.9 %, digestibilidad in vitro mayor de 66.15 %, energía neta de lactancia superior a 1.54 Mcal kg–1 MS de MS y digestibilidad de la fibra mayor de 48.24 %.
Los análisis de correlación entre las características agronómicas y nutricionales en sorgo se muestran en el Cuadro 5. La producción de forraje seco no se correlacionó significativamente con ninguna característica agronómica o nutricional (P>0.05). La altura de planta se correlacionó negativamente con la concentración de PC (r=–0.67) y positivamente con las concentraciones de FDN (r=0.76) y FDA (r=0.69). Por otra parte, el porcentaje de panoja se correlacionó con el porcentaje de PC (r=0.57) y las concentraciones de FDA (r=–0.68) y FDN (r=–0.53). La ENL se correlacionó con la DIV (r=0.98) y la digestibilidad de la FDN (r=0.84).
En cereales de invierno, el promedio y la desviación estándar de la producción de forraje seco de las variedades evaluadas fue 12.33±1.18 t ha–1 (Cuadro 1). No hubo diferencias significativas en producción de materia seca por hectárea entre las variedades de las diferentes especies (P>0.05) como se aprecia en el Cuadro 6.
]]> En relación a las características nutricionales, el promedio y desviación estándar fue en proteína cruda 10.59±0.55 % (Cuadro 1). La concentración de FDN fue 61.04±2.83, la de FDA 40.33±2.55 %, la de lignina 7.21±0.80 %, la DIV fue 71.30± 1.99 % y la ENL de 1.50±0.04 Mcal kg–1 MS (P<0.05). Con excepción de la PC, las demás variables fueron diferentes (P<0.05). Las variedades con mayor valor nutritivo (P<0.05) tuvieron valores para digestibilidad in vitro mayor de 70.65 %, ENL mayor de 1.49 Mcal kg–1 MS y digestibilidad de la FDN mayor de 51.42 % (Cuadro 6).Los análisis de correlación entre las características agronómicas y nutricionales en cereales anuales de invierno se muestran en el Cuadro 7. La producción de forraje seco no se correlacionó significativamente con ninguna característica agronómica o nutricional (P>0.05). La altura de planta se correlacionó significativamente sólo con la digestibilidad de la FDN (r=–0.59). La energía neta de lactancia se correlacionó con la DIV (r=0.98) y la digestibilidad de la FND (r=0.84).
DISCUSIÓN
Shaver(26) señala para forrajes de alta calidad nutricional, valores altos de más de 18 % en PC, mayores de 70 % en DIV, de más de 1.5 Mcal kg–1 MS de materia seca en ENL y de más de 60 % en digestibilidad de la FDN. Para forrajes de buena calidad, valores de 15 a 18 % en PC, 70 a 80 % de digestibilidad in vitro, de 1.3–1.5 Mcal kg–1 MS de materia seca en ENL y de 50 a 60 % en digestibilidad de la FDN. Los forrajes de regular calidad nutricional tienen valores de 12 a 15 % en PC, 65 a 70 % en DIV, de 1.1–1.3 Mcal kg–1 MS de materia seca en ENL y de 40 a 50 % en digestibilidad de la FDN. En el caso de forrajes de baja calidad nutricional, tienen valores de 8–12 % en PC, menos de 65 % en DIV, menos de 1.1 Mcal kg–1 MS de materia seca en ENL y de menos de 50 % en digestibilidad de la FDN. El forraje de maíz se caracterizó por contenido bajos de proteína cruda, y valores regulares a altos en digestibilidad in vitro, energía neta de lactancia y digestibilidad de la fibra detergente neutro.
En el presente estudio, se observaron variaciones significativas en el forraje de maíz asociadas en parte a las diferencias entre híbridos en porcentaje de mazorca, que es una de las características más importantes que determinan el valor energético de los ensilados de maíz(27). Estas variaciones pueden tener efectos importantes en la producción de vacas lecheras; se reportan diferencias de 2.6 kg d–1 de leche entre raciones con diferentes variedades de maíz ofrecidos a 32.7 % de la ración(28). En ese estudio se observaron diferencias en la digestibilidad de la materia seca de las raciones y en la relación de ácidos acético y propiónico producidos en la fermentación ruminal. Otros investigadores observaron diferencias de 2.3 kg d–1 de leche para raciones con diferentes variedades de maíz con 75.1 y 79.2 % de digestibilidad in vitro de la materia seca, aunque ofrecidos a un mayor porcentaje de la ración (79.3 %)(29). Otros autores indican diferencias de 1.3 kg d–1 de leche entre híbridos de maíz con digestibilidades in vitro de la materia seca de 78.2 y 83.3 % y de la fibra detergente neutro de 46.5 y 55.9 % ofrecidos a 35.8 % de la ración y de 3.2 kg d–1 en raciones con 50.5 % de la ración(30).
El forraje de sorgo tuvo niveles bajos de PC y valores bajos a regulares de DIV, ENL y digestibilidad de la FDN. En esta especie se observaron las mayores variaciones entre variedades en DIV, ENL y digestibilidad de la FDN. Esto se atribuye a que se incluyeron variedades forrajeras, de grano y nervadura café y son consistentes con otros resultados reportados(14,15,16). Respecto a la respuesta en producción de leche con diferentes ensilados de sorgo, algunos investigadores observaron diferencias de 5.7 kg d–1 de leche entre un sorgo normal y un sorgo de nervadura café ofrecidos a 65 % de la ración que fueron diferentes en contenido de lignina (7.5 y 10.3 %), tasa de digestión de la fibra (4.4 y 4.1 %/h) y fibra potencialmente digestible (60.8 y 65.3 %)(31). En este estudio se observaron diferencias en el consumo de materia seca y en la relación de ácidos acético y propónico producidos en la fermentación ruminal. Otros autores reportaron diferencias hasta de 2.8 kg d–1 de leche entre una variedad de sorgo normal y una variedad de sorgo de nervadura café ofrecidos a 65 % de la ración y diferentes en digestibilidad de la fibra detergente neutro de 40.1 y 49.2(32). En este estudio se observaron efectos en el consumo de materia seca, pero no hubo efectos en la producción de ácidos grasos volátiles en el rumen. Se han establecido diferencias en producción de leche de 1.2 a 3.1 kg d–1 entre variedades de sorgo normal y dos variedades de nervadura café con diferentes en concentraciones de fibra detergente neutro (58.1, 50.2 y 48.2 %), fibra detergente ácido (37.7, 33.6 y 28.5 %), digestibilidad de la fibra (56.4, 62.4 y 61.0 %) y ofrecidos a un menor porcentaje de la ración (40 %)(33) .
En el forraje de cereales de invierno se observaron valores bajos de PC, y regulares a altos de digestibilidad in vitro de la materia seca, ENL y especies evaluadas. Estos resultados son consistentes a los reportadas en otros estudios(17). En relación al efecto en producción de leche, algunos trabajos indican diferencias no significativas de 1 kg d–1 de leche con raciones conteniendo 60 % de ensilados de avena y trigo(34). Khoranasi et al(35) también indican diferencias no significativas en producción de leche de 1.5 kg d–1 en raciones con ensilados de cebada, avena y triticale ofrecidos a un 25 % de la ración. Estos ensilados de cereales de grano pequeño tenían de 11.5 a 12.7 % de proteína cruda, entre 50 a 60 % de FDN, 28.5 a 35.7 % de FDA y 3.2 a 3.7 % de lignina.
CONCLUSIONES E IMPLICACIONES
]]> El forraje de maíz tuvo variaciones en la mayoría de las variables agronómicas y de valor nutritivo. Las variedades superiores de maíz forrajero tuvieron producciones de materia seca mayores de 19 t ha–1 , digestibilidad in vitro superior a 72.6 %, energía neta de lactancia mayor de 1.54 Mcal kg–1 MS y digestibilidad de la fibra detergente neutro mayor de 54.74 %. En el forraje del sorgo se observaron diferencias significativas entre variedades en la mayoría de las variables agronómicas y de valor nutritivo con excepción de la fibra detergente ácido y lignina. Las variedades de sorgo sobresalientes tuvieron rendimientos de materia seca mayores de 17 t ha–1, digestibilidad in vitro mayor de 66.15 %, energía neta de lactancia superior a 1.54 Mcal kg–1 MS de MS y digestibilidad de la fibra mayor de 48.24 %. En forraje de cereales de invierno hubo diferencias significativas en la mayoría de las variables agronómicas y de valor nutritivo con excepción del forraje seco y proteína cruda. Las variedades de cereales de invierno con mayor valor nutritivo tuvieron valores para digestibilidad in vitro mayor de 70.65 %, energía neta de lactancia mayor de 1.49 Mcal kg–1 MS y digestibilidad de la fibra detergente neutro mayor de 51.42 %.
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