Caracterizacion de tres especies de plantas con potencial forrajero para consumo en alimentación animal

RESUMEN

Se realizó una caracterización a tres especies de clima frio una (Rumex crispus) tratada como una maleza debido a su habilidad de invadir y poblar, la segunda (Azolla Anabaena), esta es conocida como una especie invasora de pequeños estanques y por ultimo (Beta Vulgaris) la cual es desaprovechada, ya que sus hojas son desechadas al ser cultivada solamente su raíz. A partir de un diseño muestral se recolectaron hojas de diversos tamaños de cada especie y se clasificaron de la siguiente forma según su tamaño: Zona Alta (fototrópica tamaño grande), zona media (medianamente fototrópica, tamaño medio), zona baja (geotrópica, tamaño bajo) para un total de 18 muestras. Los contenidos de proteína cruda de la Azolla Anabaena (17.43%) son tan altos comparados a las otras dos especies beta Vulgaris y la rumex crispus (15.91% y

16.58% respectivamente); pero se encuentra mayor diferencia entre estas plantas en el contenido de fibra detergente neutra, ya que este fue en la Azolla Anabaena (34.72%) y en la rumex crispus (21.09%) determinado mediante el análisis de van Soest. Posteriormente se evaluaron en cada una de las especies la presencia de factores antinutricionales de forma cualitativa y cuantitativa destacando la alta concentración de taninos hidrolizados en la Azolla Anabaena (21.37%) y la baja presencia de estos taninos en la rumex crispus (13.90%). Se detecto indistintamente la presencia de esteroles, fenoles y alcaloides las especies evaluadas presentaron una aceptable presencia de estos metabolitos secundarios. Estas especies presentaron una buen digestibilidad sobresaliendo la Azolla Anabaena y la rumex crispus (94.76% y

85.98% correspondientemente), sin descartar la beta Vulgaris (76.08%). Estas especies constituyen una buena alternativa como alimento suplementario en los sistemas de producción en clima frio. Palabras Claves: especies, clima frio, especie invasora, caracterización, sistemas de producción

ABSTRACT

A characterization of three species of cold weather one (Rumex crispus) treated as a weed because of its ability to invade and populate the second (Azolla Anabaena), this is known as an invasive species of small ponds and finally (Beta vulgaris) which is wasted, because their leaves are discarded only when grown root. From a sample design leaves were collected from different sizes of each species were classified as follows according to their size: Zona Alta (large phototropic), middle (moderately phototropic, medium size), lower zone (geotropic, size low) for a total of 18 samples. The crude protein content of the Azolla Anabaena (17.43%) are so high compared to the other two species Beta vulgaris and Rumex crispus (15.91% and 16.58% respectively), but is more difference between these plants in the fiber content neutral detergent, as this was in the Azolla Anabaena (34.72%) and Rumex crispus (21.9%) as determined by analysis of van Soest. Subsequently evaluated in each species, the presence of antinutritional factors in a qualitative and quantitative highlighting the high concentration of tannins in the Azolla Anabaena hydrolysates (21.37%) and the low presence of tannins in Rumex crispus (13.90%). Was detected either the presence of sterols, phenols and alkaloids tested species presented an acceptable presence of these secondary metabolites. These species showed a good digestibility overhanging the Azolla Anabaena and Rumex crispus (94.76% and 85.98% correspondingly), without ruling out the Beta vulgaris (76.08%). These species are a good alternative as supplementary food production systems in cold weather.

Keywords: species, cold weather, invasive species, characterization, production systems

INTRODUCCION

Colombia es conocida por ser un país con una rica biodiversidad de climas, animales y plantas. Los recursos forrajeros no podrían ser la excepción, ya que este representa un 90% de importancia en la alimentación animal, la mayor parte de diversidad se encuentra en clima cálido y templado, lo cual nos hace buscar nuevas especies y recursos para cumplir con los requerimientos nutricionales del animal, a raíz de que se encuentra muy poca variedad de especies forrajeras en clima frío, esto hace un poco complicada la labor de elegir una dieta específica para el animal, debido a que tampoco se le debe dar cualquier alimento, por esta razón se vio la necesidad de realizar un estudio a algunas especies que tal vez para algunos agricultores representa una carga y un costo al tratar de eliminarlas por considerarlas malezas otras son desperdiciadas.

Por lo tanto se buscaron tres especies de clima frio que no se hubieran analizado anteriormente, seleccionando la lengua de vaca o romaza (Rumex Crispus) que es conocida como una maleza debido a su habilidad de invadir y poblar, aunque estas plantas son utilizadas en la alimentación de conejos con excelentes resultados y a veces consumido por el rumiante; otra de estas especies es el helecho de agua (Azolla Anabaena), la cual es conocida como una especies invasora de pequeños estanques y utilizada en los cultivos de arroz para mejorar la actividad de nitrógeno en el agua, también es utilizada para consumo a voluntad de algunos peces, la ultima de esta selección es la remolacha o mejor las hojas de remolacha (Beta Vulgaris), esta es desaprovechada, ya que sus hojas son desechadas utilizando solo la raíz de la planta porque no se tiene un conocimiento de los nutrientes que posee y solo se han presentado estudios acerca de la remolacha azucarera para la alimentación de rumiantes.

La finalidad de esta selección fue realizar una caracterización para reconocer los nutrientes que estas poseen y a su vez conocer los beneficios que aportan a la alimentación animal, ya sea mediante análisis fisicoquímicos para establecer área foliar, pH y su contenido de clorofilas; como el análisis proximal con el que se puede establecer la materia seca, materia orgánica, las cenizas entre otros, y también el método de van Soest para hallar los porcentajes de fibra y proteína de la Rumex Crispus, Beta Vulgaris y Azolla Anabaena.

Otro de los métodos utilizados que es importante valorar es el análisis de metabolitos secundarios, ya sea para establecer el contenido apropiado para el animal o los efectos que puede ocasionar el riesgo de alguno de estos por su contenido antinutricional.

El ultimo pero no menos importante es el análisis de digestibilidad, el cual simula la digestión de un poligástrico en el laboratorio o in vitro, para lograr establecer el comportamiento de estas especies en el rumen del animal y para determinar otra alternativa no solo para los animales que normalmente estas abastecen, sino también para tomar la posibilidad de utilizarlos en rumiantes.

Estos análisis fueron hechos con la finalidad de reconocer los nutrientes que poseen los alimentos que se le da a los animales o en algunos casos que ellos comen a voluntad, para que a su vez se abran puertas a una mayor investigación acerca de la utilidad o de como la Azolla Anabaena, la Rumex Crispus y la Beta Vulgaris pueden ser parte de una dieta para cualquier tipo de especie y se conviertan en unos forrajes potenciales para la alimentación animal.

1.3.1. Romaza (Rumex crispus)

Esta es conocida como lengua de vaca o romaza, su nombre científico es rumex crispus se ubica desde los 0 hasta los 3500 msnm, presentan inflorescencia, estrechas, alargadas, ascendentes, de 10 a 50 cm de largo, pedicelos florales de 5 a 10 mm de largo, articulados cerca de la base. Segmentos periánticos de fruto acorazonado, entero, con tres (raramente una) protuberancias. Florece en verano, son plantas gramíneas angiospermas monocotiledóneas, flores muy sencillas dispuestas en espigas regular, de alrededor de 3 mm (0,1 pulg.) de ancho. Generalmente bisexual, hay una articulación en el pedúnculo de la flor cerca de la base; las estrechas y lanceoladas, normalmente de margen ondulado de 10 a 30 cm de largo, (figura 1.) borde frecuentemente ondulado, con la venación manifiesta, las hojas superiores más reducidas Guardiola (1990).

Se utiliza para el tratamiento de estreñimiento crónico, anemia, en individuos con defensas escasas y también por tratamiento de diarrea. Es antianémico, remineralizante, cicatrizante, vitamínico, expectorante, estimulante de las defensas orgánicas, y también se puede atribuir la acción de diurético. Por su contenido en derivados antraquinónicos debería presentar acción laxante suave, en cambio por su contenido en taninos también puede ser utilizado como astringente (antidiarreico) y de hecho, esta es su principal aplicación popular, además de hemostático local.

1.3.1.1. La Rumex crispus en la alimentación de los conejos

La rumex crispus es planta que en los sistemas artesanales de producción de conejos es muy utilizada debido a su gran palatabilidad y a la ganancia de peso del animal que junto con un concentrado llegan a lograr grandes pesos en poco tiempo, aunque en la mayor parte de estas sistemas artesanales se utiliza con un forraje como ray grass o kikuyo para disminuir los costos. No se conoce aun estudios a cerca de esta en sistemas intensivos debido a la poca información que hay a cerca de la nutrición en conejos.

1.3.2. Helecho de agua (Azolla Anabaena)

Esta planta es conocida como alimento en las producciones piscícola, se conoce por ser de clima frio y estar mayormente en estanques es la asociación simbiótica entre Azolla sp. y la cianobacteria o bacteria filamentosa Anabaena sp. por su alta capacidad fijadora de nitrógeno ha adquirido en los últimos tiempos mucha importancia para la agricultura, especialmente para el cultivo de arroz Azolla es un helecho acuático que alberga en las cavidades de la base de la fronda una cianobacteria del género Anabaena. Ecológicamente la Azolla es responsable del aumento sustancial de nitrógeno del medio ambiente, debido a que durante su vida fija nitrógeno y cuando muere este nitrógeno fijado puede ser utilizado por las plantas a su alrededor.

Mide aproximadamente 1,5 mm de longitud, presentan una pequeña estructura de color verde, lenticular o con forma de lenteja y con abundante tejido aerífero para poder flotar. De éste surgen, aunque no siempre, pequeñas raicillas o pelos radicales que no tienen función fijadora. Las flores son unisexuales, muy pequeñas o inconspicuas agrupadas en diminutas espatas, originando un fruto en utrículo. Proliferan mediante yemas o estolones en aguas tranquilas más o menos eutrofizadas, pudiendo ocasionar verdaderas plagas bajo determinadas circunstancias, aunque también poseen un importante papel como fuente de alimento para peces y aves acuáticas. Azolla puede reproducirse asexualmente por gajos (Cada rama rota formará una nueva planta) y puede reproducirse sexualmente.

Como todos los helechos, Azolla produce esporas y al contrario de la mayoría de los helechos, Azolla presenta dos tipos de esporas: durante los meses veraniegos, numerosas estructuras esféricas llamadas esporocarpos se forman en los enveces de las ramas. El esporocarpo macho, verdoso o rojizo, luce como una masa de huevos de un insecto. Tienen 2 mm de diámetro, (figura. 2) y dentro hay numerosos esporangios macho. Las esporas macho (microesporas) son extremadamente diminutas y producen dentro de cada microesporangio. Un detalle curioso de las microesporas es que tienden a pegarse juntas en pequeñas islas o masas llamadas másulas. Los esporocarpos femeninos son mucho más pequeños, y solo contienen un esporangio y una espora funcional. Desde que una espora individual femenina es considerablemente más grande que la espora masculina, se la llama megaespora.

Azolla tiene microscópicos gametocitos machos y hembras que se desarrollan dentro de los esporos macho y hembra.

El gametocito femenino protrude del megaespora y sostiene de uno a varios arquegonios, cada uno conteniendo un solo huevo. El microesporo forma un gametofito masculino con un solo anteridio que producirá ocho espermios nadantes (Scagel et. 1966). El gloquidio barbado en los clusters de esporos masculinos presumiblemente les causa que se fijen a las megaesporas femeninas, facilitando así la fertilización.

La Azolla Anabaena tiene un alto potencial como abono verde en el cultivo de arroz en zonas tropicales, fijando aproximadamente 600 kg de nitrógeno por hectárea por año en condiciones óptimas de temperatura, luz y composición química del sustrato. En la actualidad la Azolla se cultiva comercialmente en China y Vietnam, en donde se ha utilizado por centurias como abono verde en sembríos de arroz por inundación. En China su uso se remonta al menos a la época de la dinastía Ming mientras que los registros de Vietnam datan del siglo 11.

1.3.2.1. La Azolla en la alimentación animal

La especie acuática que han sido utilizadas en alimentación porcina con mayor impacto, es Azolla debido principalmente a su tasa de crecimiento, a su relativo manejo y a su fácil incorporación en sistemas de alimentación para cerdos. Entre sus ventajas específicas tenemos: Alta tasa de conversión de nitrógeno en proteína (hasta 9 t/ha/año) gracias a su asociación con el alga Anabaena Azolla y la composición de aminoácidos muy parecida al de la proteína ideal. Otra especie acuática, con un crecimiento rápido y altos contenidos de proteína (hasta 40%) es Lemna minor, esta ha sido utilizada en dietas para lechones reemplazando parte de la proteína suministrada (ESTEVEZ, 2002).

1.3.3. Remolacha (Beta Vulgaris)

Más conocida por su raíz que por la calidad de sus hojas, es proveniente del sur de Europa existe dos tipos la remolacha azucarera y la de mesa (figura. 3), siendo esta ultima la analizada en este trabajo, la variedad de mesa es de raíces gruesas, rojas y carnosas, que se consumen principalmente cocidas; el color se debe a dos pigmentos, la betacianina y labetaxantina, que resultan indigeribles, tiñen el bolo alimenticio, los excrementos y la orina de ese color. Sin embargo, por su atoxicidad se usa frecuentemente como colorante en productos alimentarios.

La Beta Vulgaris puede durar dos años en el terreno, pero que se recolecta al año escaso de ser plantada para evitar que espigue. Hay distintas variedades de remolacha de mesa como la redonda, intermedia y la larga. La remolacha más común es la que tiene color rojo. Otra variedad es blanca, rosada, etc.

1.3.3.1. Las principales variedades de Beta Vulgaris son:

– Plana de Egipto, Detroit (raíz redondeada), Rojo globo (raíz globosa), Rubidus (color rojo por fuera y por dentro), Globo negra redonda (roja muy oscura), Cilindra (raíz alargada que se corta en rodajas), Crosby (semiaplanada, forma de trompo.

1.3.3.2. La Beta Vulgaris en la alimentación animal

Es normal encontrar en la literatura estudios acerca de la remolacha azucarera, la cual presenta una gran cantidad de azúcar lo que la hace un alimento energético ideal para los rumiantes, también es apreciada por su cantidad de materia seca producida por unidad de superficie y resistencia en climas muy fríos sin ser dañada la remolacha es un alimento reconocido por tener el poder de estimular la producción de leche.

2. MATERIALES Y MÉTODOS

Se recolectaron hojas de diversos tamaños que se colocarán en bolsas negras y se clasificaron de la siguiente forma según su tamaño y especie: Zona Alta (fototrópica tamaño grande), zona media (medianamente fototrópica, tamaño medio), zona baja (geotrópica, tamaño bajo) de las cuales se tomaron 200 gramos de cada replica, en cada especie, marcadas y selladas para su transporte al laboratorio.

Las muestras de las especies rumex crispus y Azolla Anabaena fueron tomadas de las instalaciones del SENA del municipio de Mosquera en el departamento de Cundinamarca, ubicado a 2516 msnm con una temperatura aproximada de 14ºc. Por otro lado las muestras de la especie beta Vulgaris fueron tomadas de la finca El retiro en el municipio de guasca Cundinamarca, ubicado a 2710 msnm y a un temperatura aproximadamente de 13ºc.

2.1. Técnicas para Medir las Variables

Todas las técnicas analíticas se desarrollarán con base en los protocolos indicados por la AOAC (2003) y ASTM (2001) y algunos adaptados y estandarizados por el Profesor Jairo Granados (2009).

2.2. Procedimiento

Se ha hecho esta investigación para conocer el potencial forrajero de las especies Rumex Crispus, Azolla Anabaena y Beta Vulgaris, con el fin de encontrar un buen balance en las dietas y no desperdiciar ningún nutriente. A continuación se describe cada uno de los análisis utilizados para su caracterización.

2.2.1. Análisis Fisicoquímico

Este tipo de análisis busca el área foliar, clorofilas y pH, en el primer procedimiento se midió y peso la hoja, mediante la siguiente formula se encontró el área foliar:

Otro de estos procedimientos es la clorofila la cual se hizo mediante el método espectrofotométrico en donde añadiremos 4 cm3 de éter y agitaremos suavemente durante 30 segundos. A continuación añadiremos 4 cm3 de agua destilada volviendo a agitar con suavidad, se dejo reposar en la gradilla durante 10 min, en el tubo B añadiremos 4 cm3 de éter y agitaremos suavemente durante 30 segundos, seguido se añade 2 cm3 de NaOH al 20 % y agita suavemente. Se dejo reposar en la gradilla durante 10 min. El NaOH reaccionará con el grupo fitol de las clorofilas saponificándolo y provocando la precipitación de estos pigmentos después de haber pasado por un proceso de calentamiento, se leyó en el espectrofotómetro. El último de estos análisis fue para obtener el pH de las muestras estas se obtienen al mezclar agua con el forraje y medir con el potenciómetro.

2.2.2. Análisis Químico Proximal o de Wendee

Este estudio se hace con la intención de conocer el contenido básico de las especies, contempla las técnicas analíticas de secado en la muffla a temperatura de 105ºc (materia seca), la calcinación con temperaturas de 550ºC en la muffla como es el caso de las cenizas. También el método utilizado para obtener el porcentaje de proteína cruda (PC) y la fibra cruda mediante el método analítico de Kjendhal en donde la muestra se coloca en un balón de Kjendhal de 500 ml, posteriormente se agrego 10 gr de K2SO4 , 1 g de CuSO4 y entre 15 y 20 ml de H2SO4 conc. Calentar la mezcla suavemente hasta que cese el desprendimiento de espuma; luego calentar enérgicamente hasta completar la digestión de la materia orgánica (no se observan partículas carbonosas sin oxidar y el líquido queda translúcido y de color débilmente verdoso o azul-verdoso). La digestión demanda entre 1 y 2 hs. Enfriar y agregar aproximadamente 200 ml de agua. Colocar el erlenmeyer con 50 ml de H3BO3 4 % (sobre el cual se va a recoger el NH3 destilado) y simultáneamente se comienza el calentamiento a ebullición del contenido del balón. Se destila hasta llegar a aproximadamente 150 ml en el erlenmeyer colector (los primeros 120 ml de destilado contienen generalmente la totalidad del NH3).

2.2.3 Análisis de Van Soest

Este análisis se fundamenta en la extracción de la pared celular de los forrajes por medio de algunos compuestos ácidos así como se muestra en la siguiente figura:

En la figura 4. se describen los fundamentos del análisis de van Soest, para determinar fibra detergente neutra (FDN), mediante el sulfato lauril-sodico y acido etilen-di-amino-tetra-acético (EDTA), con el fin de cuantificar el contenido de la pared celular de los forrajes, al igual que la fibra detergente ácida(FDA) se utilizó una solución de ácido sulfúrico y bromurodecetiltrimetilamonio (BCTA), con el propósito de extraer celulosa y lignina y dejar latente la hemicelulosa, para luego someter este residuo a una solución de ácido sulfúrico y poder encontrar así el porcentaje de lignina detergente acida (LDA), contenida en las especies seleccionadas.

2.2.4. Digestibilidad

La digestibilidad hace referencia a lo que ocurre con el alimento en todo el tubo digestivo, mientras que la degradabilidad se refiere solamente a lo que ocurre en el rumen, midiendo la cantidad de material que desaparece del mismo en un tiempo dado, por efecto de la digestión microbiana.

Las muestras se secan y se muelen a un tamaño de partícula de 2 mm de la cual se pesa aproximadamente 0.2 g de alimento a esta solución se agrego 30 mL de la solución pepsina se incubo a 39ºc durante 24 horas se filtra la solución y se procede por el método de Kjeldhal en donde se preparo la digestión, destilación y titulación.

2.2.5. Factores Antinutricionales

Uno de los factores influyentes en la elaboración de las dietas es la palatabilidad, que es generado en algunos casos por los factores antinutricionales en exceso de este puede ocasionar efectos negativos en el animal para poder determinar esta variable en los alimentos se hace por métodos cualitativos como es el caso de las saponinas y alcaloides los cuales están dados por su color o por su reacción ante ciertos químicos en las saponinas se hacen por medio del método de la espuma y los alcaloides por el color que presenta ante ciertos químicos. El otro método es el cuantitativo el cual se logra por medio de espectrofotómetro después de haberse combinado con otros químicos.

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