Digestión de láminas foliares de Bromus auleticus Trin. ex Nees sometidas a diferentes tiempos de incubación ruminal

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• Conclusión
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ABSTRACT: The decrease in the digestibility of forage is linked with an increase in cell walls and lignification of tissues as they mature. All forages are composed of a heterogeneous group of cell types with particular characteristics that determine the availability of polysaccharides to the rumen’s microorganisms. In the present paper the degradation of Bromus auleticus Trin. ex Nees leaf tissues was studied at different incubation times in the rumen. Samples were taken in two phenological phases: vegetative and pre-flowering, which were submitted to different digestion times in situ on two dry Holando Argentine cows. Simultaneously, leaf blade sections were stained with phloroglucinol acid stain to detect the presence of lignin. Leaf anatomy influenced the degree of tissue digestion, whether due to lignified cell walls or accessibility. After 24 h incubation in the rumen, only the xylem, sclerenchyma and mestome sheath were undigested. The phloem and clorenchyma were digested after 18 h in the pre-flowering phase and 24 h in the vegetative phase. The epidermis was partially digested, and the abaxial epidermis was better digested. The accessibility of carbohydrates in cell walls to the microflora of the rumen is limited by the chemistry of cell walls, and thus, highly organized tissues with secondary lignified walls, such as sclerenchyma and xylem, have a double barrier (physical and chemical) which prevent their digestion.

Key words: leaf anatomy, lignin, xylem, sclerenchyma, digestibility.

RESUMEN: La disminución de la digestibilidad en los forrajes está asociada al incremento de la pared celular y lignificación de los tejidos a medida que maduran. Todos los forrajes están compuestos de un conjunto heterogéneo de tipos celulares con características únicas que determinan la disponibilidad de los polisacáridos a los microorganismos del rumen. Este trabajo estudió la degradación de los tejidos foliares de cebadilla chaqueña (Bromus auleticus Trin. ex Nees) a diferentes tiempos de incubación ruminal. Se tomaron muestras de láminas foliares en dos estados fenológicos: vegetativo y prefloración, las cuales fueron sometidas a diferentes tiempos de digestión in situ en dos vacas Holando Argentino secas. Paralelamente secciones de láminas foliares fueron teñidas con fluoroglucinol para detectar la presencia de lignina. La anatomía foliar influyó en el grado de digestión de los tejidos, ya sea por la lignificación en las paredes celulares como por su accesibilidad. Luego de 24 h de incubación ruminal, solamente permanecieron indigeridos el xilema, el esclerénquima y la vaina mestomática. El floema y el clorénquima fueron digeridos luego de 18 h en prefloración y 24 h en estado vegetativo. La degradación de la epidermis fue parcial y la abaxial fue digerida en mayor grado. La accesibilidad a los carbohidratos de las paredes celulares por la microflora del rumen está limitada por el arreglo estructural de cada tipo de tejido, y por la química de las paredes celulares, así, tejidos altamente ordenados y de paredes secundarias lignificadas como el esclerénquima y el xilema tienen una doble barrera física y química que impide su digestión.

Palabras clave: anatomía foliar, lignina, xilema, esclerénquima, digestibilidad.

INTRODUCCIÓN: Los rumiantes obtienen de los forrajes la energía necesaria para su metabolismo por fermentación microbiana de los tejidos vegetales (Akin, 1982). Altas producciones de leche o elevadas ganancias diarias de peso vivo requieren de un gran consumo de forrajes y alta digestibilidad de las paredes celulares. La organización estructural de los tejidos que integran los órganos de las plantas influyen sobre el consumo a través de su efecto sobre la tasa de pasaje por el rumen, del tamaño y naturaleza de la partícula producida, y además afecta la digestibilidad de la materia seca (MS) por medio de las características de la pared celular, las que determinan la disponibilidad de sus polisacáridos para los microorganismos del rumen (Wilson, 1993; Jung et al., 1996).

Todos los forrajes están compuestos de un conjunto heterogéneo de tipos celulares, cada uno de los cuales tiene una pared celular con características únicas. En las hojas, las células están organizadas en tejidos especializados que definen tres sistemas: el dérmico, que comprende a la epidermis, una envoltura protectora externa que recubre el cuerpo de la planta; el vascular, compuesto por el xilema como conductor de agua y el floema como conductor de savia; y el fundamental, que incluye los tejidos básicos de la planta con distintos grados de especialización como es el caso del clorénquima y el esclerénquima. Este último, junto al xilema son los principales tejidos de sostén, con paredes gruesas y lignificadas (Esau, 1982). La disminución de la digestibilidad en los forrajes está asociada al incremento de pared celular y a la lignificación de los tejidos a medida que maduran (Chesson, 1993; Jung et al., 1996; Wilson y Hatfield, 1997). Las paredes celulares muy delgadas (0,1 a 0,2 m m), primarias y no lignificadas del clorénquima y el floema, no constituyen un problema para su digestión (Wilson, 1993). El xilema y el esclerénquima, tienen paredes celulares secundarias (de 1 a 3 m m de espesor), lignificadas, y representan un obstáculo para su degradación en el rumen (Wilson, 1997).

La proporción de los tejidos foliares, el espesor de las paredes celulares y el grado de lignificación pueden ser modificados por factores ambientales y el manejo agronómico. Se ha observado que el adelanto de las fechas de siembras (Masciángelo et al., 2002), la fertilizaciones nitrogenadas (Van Arendonk et al., 1997; Garnier et al., 1999), y el adecuado suministro de agua (Buxton, 1996), tienen una relación positiva con la cantidad de tejidos no lignificados y la digestibilidad de los forrajes.

La cebadilla chaqueña (Bromus auleticus Trin. ex Nees) es una especie C3, perenne, nativa del centro de Argentina con potencial de ser utilizada como forrajera invernal (Zuloaga et al., 1994) por la calidad y cantidad de forraje producido (Olmos, 1993).

El objetivo de este trabajo fue estudiar la degradación de los tejidos foliares de cebadilla chaqueña en diferentes tiempos de incubación ruminal en dos estados fenológicos: vegetativo y prefloración.

MATERIALES Y MÉTODOS

Se cultivaron plantas de una población de B. auleticus de Lehmann (Departamento Castellanos, Provincia de Santa Fe, Argentina, 31°32’lat. Sur; 61°32’long. Oeste); el ensayo se realizó en 1994, en el Jardín Botánico de la Facultad de Ciencias Agrarias de Esperanza, Universidad Nacional del Litoral (UNL), Departamento Las Colonias, Santa Fe, Argentina.

Se tomaron muestras de láminas foliares de B. auleticus en dos momentos: uno en el mes de mayo, cuando la planta se encontraba en estado vegetativo (vegetativo), y el segundo en octubre sobre un rebrote de 20 días de crecimiento, estando las plantas inducidas para florecer (prefloración).

Pruebas de digestión in situ

El forraje cosechado fresco se cortó con tijeras en fracciones de 1,5 a 2,5 cm (Frecentese y Stritzler, 1985). Posteriormente 5 g de las muestras se colocaron en cada bolsa de poliester de 10 x 20 cm, con poros de 50 ± 15 m m para ser incubadas dentro del rumen de dos vacas Holando Argentino secas provistas de cánulas.

Las vacas se alimentaron con heno de alfalfa (Medicago sativa L.) con 17% de proteína bruta (PB) y 60% de digestibilidad de MS in vitro (DIVMS). Se realizaron dos incubaciones por animal durante 4, 8, 16, 24 h al estado vegetativo, y 6, 12, 18 y 24 h al estado de prefloración.

Observación con microscopio electrónico

Luego del tiempo de incubación, de cada muestra se tomaron secciones de aproximadamente 2 mm cortadas a mano, se montaron sobre platinas y se colocaron en estufa a 65°C, durante 12 h. Posteriormente, las muestras se recubrieron con una película de oro utilizando un evaporador de laboratorio (Veeco Instruments Inc., modelo VE-300, Plainview, Long Island, NY, USA), en atmósfera de argón para su observación y obtención de microfotografías con microscopio electrónico de barrido (Jeol JSM-35C, Tokio, Japón) a 25 kV. Sobre éstas se determinó el grado de degradación de los tejidos según el estado de las paredes celulares. Se establecieron cuatro categorías: D: altamente digerido, el tejido está ausente; AD: digestión avanzada, se observan restos de paredes sin digerir; P: parcialmente digerido, las paredes muestran escasa digestión; I: indigerido, las paredes no presentan signos de digestión y están intactas.

Análisis histoquímico

Las láminas muestreadas que no se incubaron en el rumen, se conservaron refrigeradas a 4° C, luego se prepararon secciones transversales cortadas con micrótomo de congelación (Leitz 1310, Wetzlar, Germany), las que se sometieron al test de fluoroglucina y ácido clorhídrico para detectar lignina (Jensen, 1962). La reacción positiva al test se manifesta por una coloración roja o rosada según sea el proceso de lignificación más o menos intenso, respectivamente. Una reacción negativa con fluoroglucinol, permanecen incoloras, generalmente marca aquellas partes del parénquima que muestran una amplia degradabilidad (Ohlde et al., 1992).