Concentrates for cattle and other commercial species of zootechnical interest include corn and other cereals as energy sources, which availability and prices compromise their use in many countries, since they compete with human food and, generally, their import is required (
The use of animals with high productive potential raises feeding and supplementation levels, which requires greater use of energy sources (
Sweet potato, as an alternative resource for animal feeding, is emerging as a multipurpose crop, since, in addition to being used for human consumption, it is useful for animal feed (foliage and roots) (
Nutritional studies report that ruminal degradability of sweet potato integral silage (tuber and foliage) is from 29.7 to 66.8%, on a dry basis, when incubated between 6 and 72 h, very similar to that of corn silage (
The objective of this study was to determine the dynamics of ruminal
Out of this integral mixture, five plastic microsilos were prepared, approximately 1.0 kg of capacity each, tightly sealed for 45 d. Chemical characterization of each microsilo, as of the other diet ingredients, included dry matter (DM), organic matter (OM), crude protein (CP) (
After the analysis of each microsilo, a compound sample was prepared, which was chemically characterized for the evaluation analyzes of diets. Diets were formulated with ground corn grain (
Swasi:
Diet components
Substitution level of corn grains in the diet, % dry basis
T0
T32
T78
T100
Ground corn
55.12
37.27
12.36
0.00
Swazi hay
33.52
26.82
9.53
3.40
Soy bean cake
10.05
7.87
10.05
9.97
Sweet potato integral silage
0.00
19.49
59.78
73.21
Oil palm cake
0.00
7.43
7.02
12.26
Mineral salt
0.50
0.50
0.50
0.50
Urea
0.81
0.65
0.77
0.74
TOTAL
100.00
100.00
100.00
100.00
Chemical composition of the diet
CP (%)
12.08
11.92
12.30
12.20
ME, MJ kg-1
11.00
10.90
10.70
10.70
NDF (%)
39.54
38.60
37.34
33.34
Starch (%)*
37.18
34.34
36.53
34.55
To study fermentation dynamics,
Ruminal content of two cannulated cows in rumen, fed
The methodology described by
Gas volume (mL) was expressed per gram of incubated organic matter (incOM). To estimate gas producton kinetics, single-phase model of Gompertz was used:
- gas production at time t (mL g-1 incOM)
- potential of gas production (asymptote, when t = ∞; mL g-1 incOM)
- gas production relative rate (mL h-1)
- constant factor of microbial efficiency (h-1)
- incubation time (h)
In addition, the incubation time at which maximum speed (TVmax) of gas production was reached, based on the second derivative of Gompertz model, evaluated at zero (inflection point of this type of sigmoidal model). Maximum gas production rate (Vmax; mL g-1 incOM h-1) was also estimated, by replacing TVmax in the first derivative of the model.
0.72j (2.05)
2.31g (10.04)
3.25e (25.91)
3.90c (49.37)
4.32b (75.03)
0.04 P<0.0001
0.80j (2.21)
2.44g (11.43)
3.39e (29.61)
4.01c (55.20)
4.41b (82.09)
1.30i (3.67)
2.74f (15.48)
3.63d (37.57)
4.24b (69.11)
4.62a (101.98)
1.51h (4.51)
2.83f (16.95)
3.69d (39.89)
4.29b (73.17)
4.68a (108.28)
4.61f (100.07)
4.88d (131.97)
5.07c (159.50)
5.20b (181.91)
0.02 P<0.0001
4.67e (106.86)
4.91d (136.29)
5.08c (161.36)
5.21b (182.41)
4.88d (131.93)
5.09c (162.29)
5.23b (186.26)
5.32a (205.11)
4.92d (137.24)
5.11c (166.42)
5.24b (189.04)
5.33a (207.29)
5.35f (210.74)
5.45e (231.63)
5.52d (248.51)
5.56bcd (260.74)
0.01 P<0.0001
5.36f (213.24)
5.46e (234.88)
5.53cd (252.79)
5.58abc (265.04)
5.45e (233.07)
5.53cd (252.70)
5.59ab (268.28)
5.63a (278.93)
5.45e (232.52)
5.53d (251.50)
5.59ab (266.93)
5.63a (277.30) a, b, c, d, e, f, g, h, i, j: Transformed means with different letters differ at p<0.05; ( ): Original means, mL; p: probability value; SE±: standard error of transformed means
Initial stage
Incubation times (h)
Treatments
2
4
6
8
10
SE± and probability
T0
T32
T78
T100
Intermediate stage
Incubation times (h)
Treatments
12
16
20
24
SE± and probability
T0
T32
T78
T100
Final stage
Incubation times (h)
Treatments
36
48
72
96
SE± and probability
T0
T32
T78
T100
From the beginning of fermentation process (initial stage), treatments with sweet potato integral silage showed greater accumulated gas production, performance that remained until the end of this stage. However, there were no differences (P> 0.05) between T0 and T33, as well as between treatments with high levels of silage (T78 and T100). When comparing the accumulated gas production between hour 2 and 10, an increase of 73.0, 80.0, 98.0 and 103.8 mL g-1 incOM was observed for T0, T32, T78 and T100, respectively.
In diets with silage, sugars and carbohydrate complexes of sweet potato that did not fermented during silage process were responsible for this increased fermentative performance. Sweet potato tuber, main component of this silage, contains high sugar levels, between 8.26 and 31.65% (
In studies including potatoes (
During the initial stage of this study, treatments with high corn levels (T0 and T32) had the lowest gas productions, which could be related to their low sugar content (1.0 to 2.0), according to
In this research, estimated starch levels (
In the intermediate stage, accumulated gas production increased as silage level and incubation times increased, with higher levels of gas production in high silage treatments. However, increase in gas production between 12 and 24 h decreased as silage level increased in the diet, with values of 82.0, 75.5, 73.2 and 70.5 mL g-1 incOM for T0, T32, T78 and T100 respectively. In relation to the initial stage, gas production increased in the control diet with corn (T0), but decreased in diets with silage. This decrease could be related to the appreciable reduction of sugars and fermentable starches. The highest gas productions in T0 can be attributed to the penetration of amylases in the protein matrix that surrounds and protects corn grain starch, which favored its fermentation, as described by
The variables under study, in the final fermentation stage, had a similar effect on the accumulated gas production. Gas production, between 36 and 96 h, decreased significantly, with values of 50.0, 51.8, 45.2 and 44.8 mL g-1 incOM for T0, T32, T78 and T100, respectively. This is attributed to the limited availability of fermentable substrates, but also to microbial recycling, especially at the end of fermentation (
The sweet potato integral silage treatments contained oil palm cake, cataloged by
244.16 (±1.85)
3.83 (±0.14)
0.10 (±0.003)
248.01 (±2.11)
3.57 (±0.14)
0.11 (±0.003)
260.34 (±2.13)
3.63 (±0.15)
0.13 (±0.004)
258.00 (±2.21)
3.62 (±0.16)
0.13 (±0.004) (1)Standard error of the parameter; (2) Standard error of the curve; Parameter A: mL g-1 incOM; Parameter B: mL h-1; Parameter C: h-1; Vmax: mL g-1 incOMh-1; TVmax: mL h-1
Treatment
Parameter A (±SE)(1)
Parameter B (±SE)
Parameter C(±SE)
SE(2)
R2
Vmáx
TVmáx
T0
12.98
0.98
8.98
13.43
T32
14.67
0.97
10.04
11.57
T78
15.78
0.97
12.45
9.92
T100
16.61
0.97
12.34
9.90
The curvilinear performance of gas production speeds is presented in
It is concluded that diets with the highest levels of sweet potato integral silage achieved higher accumulated gas productions. In the first 18 h of incubation, silage diets showed greater fermentative activity, while in high corn levels, this performance occurred after this time. Diets with this type of silage showed greater nutrient availability for ruminal microorganisms, which favors energy contribution for different metabolic processes in the rumen.
Se determinó la dinámica de fermentación ruminal
Los concentrados para bovinos y otras especies comerciales de interés zootécnico incluyen maíz y otros cereales como fuentes energéticas, cuyas disponibilidades y precios comprometen su uso en muchos países, ya que compiten con la alimentación humana y, generalmente, se requiere de su importación (
La utilización de animales de alto potencial productivo eleva los niveles de alimentación y suplementación, lo que requiere mayor uso de fuentes energéticas (
El camote, como recurso alternativo en la alimentación animal, se perfila como un cultivo multipropósito, ya que además de ser utilizado para el consumo humano, es útil en la alimentación animal (follajes y raíces) (
Estudios nutricionales refieren que la degradabilidad ruminal del ensilado integral de camote (tubérculo y follaje) es de 29.7 a 66.8 %, en base seca, al incubarlo entre 6 y 72 h, muy similar a la del ensilaje de maíz (
El objetivo de este trabajo fue determinar la dinámica de fermentación ruminal
De esta mezcla integral, se confeccionaron cinco microsilos plásticos, de aproximadamente 1.0 kg de capacidad, sellados herméticamente durante 45 d. La caracterización química de cada microsilo, como de los otros ingredientes de las dietas, comprendió la materia seca (MS), materia orgánica (MO), proteína bruta (PB) (
Luego del análisis individual de cada microsilo, se preparó una muestra compuesta, caracterizada químicamente para los análisis de evaluación de las dietas. Las dietas se formularon con grano de maíz molido (
Swasi:
Componentes de la dieta
Nivel de reemplazo del grano de maíz en la dieta, % base seca
T0
T32
T78
T100
Maíz molido
55.12
37.27
12.36
0.00
Heno de Swazi
33.52
26.82
9.53
3.40
Torta de soya
10.05
7.87
10.05
9.97
Ensilaje integral de camote
0.00
19.49
59.78
73.21
Torta de coquito
0.00
7.43
7.02
12.26
Sal mineral
0.50
0.50
0.50
0.50
Urea
0.81
0.65
0.77
0.74
TOTAL
100.00
100.00
100.00
100.00
Composición química de la dieta
PB (%)
12.08
11.92
12.30
12.20
EM, MJ kg-1
11.00
10.90
10.70
10.70
FDN (%)
39.54
38.60
37.34
33.34
Almidón (%)*
37.18
34.34
36.53
34.55
Para estudiar la dinámica de la fermentación, se empleó la técnica
Se utilizó como inóculo el contenido ruminal de dos vacas canuladas en rumen, alimentadas
Se utilizó la metodología descrita por
El volumen de gas (mL) se expresó por gramo de materia orgánica incubada (MOinc). Para estimar la cinética de producción de gas, se utilizó el modelo monofásico de Gompertz:
- producción de gas al tiempo t (mL g-1 MOinc)
- potencial de producción de gas (asíntota, cuando t= ∞; mL g-1 MOinc)
- tasa relativa de producción de gas (mL h-1)
- factor constante de la eficiencia microbiana (h-1)
- tiempo de incubación (h)
Se estimó además, el tiempo de incubación al que se alcanzó la velocidad máxima (TVmáx) de producción de gas, a partir de la segunda derivada del modelo de Gompertz, evaluada en cero (punto de inflexión de este tipo de modelo sigmoidal). También se estimó la velocidad máxima de producción de gas (Vmáx; mL g-1 MOinc h-1), al sustituir TVmáx en la primera derivada del modelo.
0.72j (2.05)
2.31g (10.04)
3.25e (25.91)
3.90c (49.37)
4.32b (75.03)
0.04 P<0.0001
0.80j (2.21)
2.44g (11.43)
3.39e (29.61)
4.01c (55.20)
4.41b (82.09)
1.30i (3.67)
2.74f (15.48)
3.63d (37.57)
4.24b (69.11)
4.62a (101.98)
1.51h (4.51)
2.83f (16.95)
3.69d (39.89)
4.29b (73.17)
4.68a (108.28)
4.61f (100.07)
4.88d (131.97)
5.07c (159.50)
5.20b (181.91)
0.02 P<0.0001
4.67e (106.86)
4.91d (136.29)
5.08c (161.36)
5.21b (182.41)
4.88d (131.93)
5.09c (162.29)
5.23b (186.26)
5.32a (205.11)
4.92d (137.24)
5.11c (166.42)
5.24b (189.04)
5.33a (207.29)
5.35f (210.74)
5.45e (231.63)
5.52d (248.51)
5.56bcd (260.74)
0.01 P<0.0001
5.36f (213.24)
5.46e (234.88)
5.53cd (252.79)
5.58abc (265.04)
5.45e (233.07)
5.53cd (252.70)
5.59ab (268.28)
5.63a (278.93)
5.45e (232.52)
5.53d (251.50)
5.59ab (266.93)
5.63a (277.30) a, b, c, d, e, f, g, h, i, j: Medias transformadas con letras distintas difieren a p<0.05; ( ): Medias originales, mL; p: valor de probabilidad; EE±: Error estándar de las medias transformadas.
Fase inicial
Tiempos de incubación (h)
Tratamientos
2
4
6
8
10
EE± y probabilidad
T0
T32
T78
T100
Fase intermedia
Tiempos de incubación (h)
Tratamientos
12
16
20
24
EE± y probabilidad
T0
T32
T78
T100
Fase final
Tiempos de incubación (h)
Tratamientos
36
48
72
96
EE± y probabilidad
T0
T32
T78
T100
Desde el inicio del proceso de fermentación (fase inicial), los tratamientos con ensilado integral de camote mostraron mayor producción acumulada de gas, comportamiento que se mantuvo hasta el final de esta fase. Sin embargo, no hubo diferencias (P > 0.05) entre T0 y T33, al igual que entre los tratamientos con altos niveles de ensilado (T78 y T100). Al comparar la producción acumulada de gas entre la hora 2 y 10, se observó incremento de 73.0, 80.0, 98.0 y 103.8 mL g-1 MOinc para T0, T32, T78 y T100, respectivamente.
En las dietas con ensilado, los azúcares y carbohidratos complejos del camote que no se fermentaron durante el proceso de ensilaje fueron los responsables de este mayor comportamiento fermentativo. El tubérculo de camote, componente principal de este ensilado, contiene niveles altos de azúcares, entre 8.26 y 31.65 % (
En trabajos con inclusión de papa (
Durante la fase inicial de este estudio, los tratamientos con los niveles altos de maíz (T0 y T32) presentaron las menores producciones de gas, lo que pudo estar relacionado con su bajo contenido de azúcares (1.0 a 2.0), según refiere
En esta investigación, los niveles estimados de almidón (
En la fase intermedia, la producción acumulada de gas aumentó en la medida que se incrementó el nivel de ensilado y los tiempos de incubación, con mayores niveles de producción de gas en los tratamientos altos en ensilado. Sin embargo, el incremento en la producción de gas entre las 12 y 24 h disminuyó al aumentar el nivel de ensilado en la dieta, con valores de 82.0, 75.5, 73.2 y 70.5 mL g-1 MOinc para T0, T32, T78 y T100, respectivamente. En relación con la fase inicial, la producción de gas aumentó en la dieta principal con maíz (T0), pero disminuyó en las dietas con ensilado. Esta disminución se podría relacionar con la reducción apreciable de azúcares y almidones fermentables. Las mayores producciones de gas en T0 se pueden atribuir a la penetración de las amilasas en la matriz proteica que envuelve y protege el almidón del grano de maíz, lo que facilitó su fermentación, como describen
Las variables en estudio, en la fase final de la fermentación, presentaron efecto similar en la producción acumulada de gas. El incremento en la producción de gas, entre las 36 y 96 h, disminuyó apreciablemente, con valores de 50.0, 51.8, 45.2 y 44.8 mL g-1 MOinc para T0, T32, T78 y T100, respectivamente. Esto se atribuye a la limitada disponibilidad de sustratos fermentables, pero también al reciclaje microbiano, especialmente al final de la fermentación (
Los tratamientos con ensilado integral de camote contenían torta de coquito
En la
244.16 (±1.85)
3.83 (±0.14)
0.10 (±0.003)
248.01 (±2.11)
3.57 (±0.14)
0.11 (±0.003)
260.34 (±2.13)
3.63 (±0.15)
0.13 (±0.004)
258.00 (±2.21)
3.62 (±0.16)
0.13 (±0.004) (1) Error estándar del parámetro; (2) Error estándar de la curva; Parámetro A: mL g-1 MOinc; Parámetro B: mL h-1; Parámetro C: h-1; Vmáx: mL g-1 MOinc h-1; TVmáx: mL h-1
Tratamiento
Parámetro A (±EE)(1)
Parámetro B (±EE)
Parámetro C (±EE)
EE(2)
R2
Vmáx
TVmáx
T0
12.98
0.98
8.98
13.43
T32
14.67
0.97
10.04
11.57
T78
15.78
0.97
12.45
9.92
T100
16.61
0.97
12.34
9.90
El comportamiento curvilíneo de las velocidades de producción de gas se presenta en la
Se concluye que las dietas con los niveles más altos de ensilado integral de camote lograron mayores producciones acumuladas de gas. En las primeras 18 h de incubación, las dietas con ensilado presentaron mayor actividad fermentativa, mientras que en los niveles altos de maíz este comportamiento se dio después de este tiempo. Las dietas con este tipo de ensilado mostraron mayor disponibilidad de nutrientes para los microorganismos ruminales lo que favorece el aporte de energía para los diferentes procesos metabólicos en el rumen.