Animal Science
Performance traits of growing pigs fed on diets of royal palm nut meal
[*] Email: doliva@ica.co.cu
Abstract
This study evaluated the feeding of fattening pigs with variable levels of royal palm nuts, fruit of the Cuban royal palm (Roystonea regia
H.B.K. Cook). The royal palm nuts was ground together with the rest of
the ingredients of the diet, after being dried in the open air. The
royal palm nut meal contained 39.18 and 6.62 % of crude fiber and crude
protein (Nx6.25), respectively. Performance traits were evaluated in 24
commercial crossbred pigs (Yorkshire x Landrace x Duroc), females and
castrated males equal in proportion, with an initial average weight of
26 kg, randomly distributed in four treatments consisting of diets with
0, 10, 20 and 30 % of royal palm nut meal, on dry basis. A completely
randomized design with 2x4 factorial arrangement was used. The factors
were sex and the level of royal palm nut meal in the food. The test
lasted 65 days. There was no effect (P>0.05) on the sex x royal palm
nut level interaction in any of the measurements. Neither effect
(P>0.05) was found in the final weight nor in the daily gain (706,
630, 660 and 680 g/day). It is highly recommended to feed growing pigs
with diets containing up to 30% of royal palm nut meal. It is suggested
to carry out performance tests in which pigs reach a slaughter weight
equal or superior to 100 kg and studies in breeding sows.
Key words:
pigs; royal palm; intake; gain; food conversion.
Royal palm nut is the fruit of the Cuban royal palm tree (Roystonea regia
H.B.K. Cook). Royal palm tree is one of the most numerous trees in
Cuba, with an approximate existence between 12 and 15 million. With a
mean production of 40-60 kg/palm/year, an average production of around
600 thousand tons of palm nuts per year is calculated (Valdivié and Bicudo, 2011).
Palm
nuts are one of the main energy alternative feed available in Cuba due
to their high content of fat or oil, which has the double of digestible
energy of fiber (Arias et al. 2016).
Therefore, although fiber fraction of palm nuts showed a low digestive
use due to its polymeric nature with β-glycosidic links (Bach Knudsen 2011), this is compensated by lipid digestibility, which is practically complete (Ayala and Ly 2017 and Ly et al. 2017).
At the Institute of Animal Science, Díaz et al. (1989)
recommended the inclusion of royal palm nuts in the diets of growing
pigs in a proportion of up to 40 %, for fattening animals at a level of
60 % and for pregnant sows at a level of 30 % in unconventional low
energy density diets, mainly manufactured with food waste (half-cooked
food) and sugar cane molasses. In studies conducted by Abeledo et al. (2004) and Díaz et al. (2010),
royal palm nuts have been used in swine feeding, although certain
factors such as genotype or particle size could have a negative
influence on the data obtained in these circumstances (Ly et al. 2015).
The
objective of this experiment was to determine performance traits in
growing pigs fed diets partially replaced by royal palm nut meal.
Experimental design and animals.
A completely randomized design with 2x4 factorial arrangement was used
to study performance traits in 24 commercial crossbred pigs (Yorkshire x
Landrace x Duroc), females and castrated males in the same proportion
and with an initial mean weight of 26 kg. The animals belonged to the
herd of the Institute of Animal Science. These pigs were randomly
distributed in four treatments consisting of diets with 0, 10, 20 and 30
% of royal palm nut meal, on a dry basis (Table 1). The factors were sex and the level of royal palm nut meal in the food.
Table 1.
Chemical composition of royal palm nut
Table 2.
Composition of experimental diets (percentage under dry basis)
1 Vitamins and trace elements according to NRC (2012)
Preparation of the royal palm nut oil. The royal palm nut, with around 30 % of in natura
DM was obtained in the El Uvero farm, belonging to the enterprise Flora
y Fauna, in Jaruco municipality, Mayabeque province. Drying process of
royal palm nut consisted of manually removing the palm nuts. Later, they
were exposed to the sun by spreading the seeds in a drying plate, for 5
consecutive days, from 8:00 am to 4:30 p.m., picking up the material in
bags before nightfall to avoid the increase of humidity due to the
night dew.
Dry material was stored in bags, under
roof, in buildings with adequate ventilation and low humidity level. It
was ground together with the rest of the components of the diet of
grains and cereals in the corresponding proportion every 5 days. This
way, it was allowed to extend the useful life of the royal palm nut meal
because it is known (Ly et al. 2005, Santana, 2006, Díaz et al. 2010, Valdivié and Castro (2010) and Caro et al. 2014)
that royal palm nut rapidly becomes rancid, decreasing its biological
quality and palatability by animals. In addition, grinding the nuts,
rich in fat, was facilitated without clogging the mill. A representative
sample of the lot was taken, to know its physical and chemical
characteristics. Table 1 shows the characteristics of the chemical composition of the palm nuts that were used in the test.
Diet preparation.
Diets were produced with grains and formulated to contain variable
levels (0, 10, 20 and 30 % on dry basis) of royal palm nut meal. Table 2 shows the characteristics of diets.
Table 3 shows the nutrient content of
experimental diets. As expected, as more royal palm nut meal was
included in the feed, fiber percentage and fat in the diet increased,
and crude protein content decreased. As a result, the energy: protein
ratio was also modified. No fits were made to establish isoproteic or
isoenergetic diets.
Table 3.
Nutrient content of experimental diets (percentage under dry basis)
Animals and management. All individuals
included in the test were apparently healthy, without clinical symptoms
of any disease, and conveniently dewormed. Animals were housed in
individual pens with cement floors and steel frames, in an open stable.
Each of these pens was provided with a feeding trough and drinking
trough.
Pigs were randomly distributed in the four
treatments, with six repetitions each and a 2x4 factorial arrangement,
consisting of four diets supplied according to the recommended daily
intake scale in Cuba in conventional feeding intensive systems during
growth, according to the Porcine Breeding Manual of the Instituto de
Investigaciones Porcinas (IIP 2008). Table 4
shows the feeding scale used. Drinking water was always available.
Animals were weighed at the beginning of the experiment and every
fifteen days in order to know the evolution of body weight gain curve.
The experiment concluded when animals reached around 70 kg of weight,
about 65 days after having begun, as an approximate average.
Chemical analysis. Most of the nutrients, except NDF, that were measured according to Van Soest et al. (1991), were determined by duplicate in representative samples, regarding known procedures (AOAC 2005). As it is established (Arias et al. 2016),
concentration of organic matter was obtained from subtracting ash
percentage from 100, nitrogen-free extract (NFE) was the consequence of
subtracting concentrations of ash, crude fiber, ether extract and crude
protein (Nx6.25) from 100, while the heat content was estimated from the
chemical composition of royal palm nut through the use of Nehring and Haenlein (1973) equation, as in the other cases (Arias et al. 2016; Ly et al. 2017). All chemical determinations were carried out by duplicate.
Tabla 4.
Feeding scale for growing pigs (humid basis)
Statistical analysis. Data were
processed according to a completely randomized design with 2x4 factorial
arrangement, in which factors were sex and diet (Steel et al. 1997), and the statistical package InfoStat (Balzarini et al. 2001) was used for their manage-ment.
During the test, no animal showed any symptom of discomfort that could indicate any disorder apart from the performance test.
No differences were found (P>0.05) in the interaction sex x diet in any measure. Table 5 shows data of performance test regarding sex.
Final
weight of castrated males showed no differences (P>0.10). In
addition, there was no effect of sex on daily mean gain nor on food
conversion, of DM and protein.
Table 6 shows the effect of including
variable levels of royal palm nut meal in the diets. There was no
significant effect (P>0.05) on final weight nor on daily gain with
the increase of royal palm nut in the food. In the case of protein
conversion, there was no statistical difference among treatments but,
from a biological point of view, there was a tendency (P<0.078) to be
lower with the increase of royal palm nut meal in the diet for pigs.
Table 5.
Performance traits of pigs fed royal palm nut meal. Effect of sex
1 Intake at scale. For details, see full text
Table 6.
Performance traits of pigs fed royal palm nut meal. Effect of inclusion level
1 Intake at scale. For some details, see full text
Data
related to nutrient content of royal palm nuts used in this research
showed similar characteristics to those of the representative samples
from the western part of the country or from other places in Cuba (Ly et al. 2005, Caro et al. 2015 and Arias et al. 2016).
Therefore, it was considered that the experimental results were
representative of royal palm nuts existing in Cuba, or at least from the
western part.
Except data of Batista (2015),
who studied feeding of castrated male and female pigs in groups with
royal palm nut meal, there were no antecedents of this research
belonging to the effect of sex on pigs fed royal palm nuts (Ly et al. 2015).
Results found in the present study with animals individually housed,
are in accordance with the generally accepted fact that castrated male
pigs show better performance traits that females (Tribble 1991). About this matter, Batista (2015)
also found better performance traits in castrated males regarding
females. This information may be valuable for the design of feeding
systems of developing female pigs for being used as reproducers fed with
royal palm nut meal, from which there are no references either (Wahlstrom 1991).
The
inclusion of royal palm nut meal for replacing from 0 up to 30 % of the
diet was due to the well-known fact that pig fattening by agreement,
the pig state enterprise provides 70 % of food needs and pig farmers
supply the remaining 30 % (Batista 2015 and Arias 2016).
In the substitution range designed in the present experiment, it could
be logical to expect that an increase of royal palm nut meal in the food
should have negative consequences in the performance traits due to the
growing inclusion of fiber fraction in the food (Wenk 2001, Bach Knudsen 2011, Kerr and Shurson 2013, Lindberg 2014 and Jha and Berrocoso 2015).
Such thing did not happen and there could be many causes for these
results. First of all, royal palm nut meal was obtained here when
grinding this food resource with the rest of ingredients of the diet
formula, which assured a very efficient grinding of food, with an
evident reduction of particle size. It is well known that a decrease of
particle size contributes to a better digestive use of food (Kim et al. 2005 and Ly 2008). Consequently, it determines better performance traits (Mavromichalis et al. 2000; Ngoc et al. 2011). On the other hand, rectal digestibility indexes found with the same diets in another parallel experiment (Oliva et al. 2017), are in agreement with this hypothesis.
It
should also be considered the important contribution of lipid
substances within royal palm nuts to the diet, and that they have
demonstrated a high digestive use (Ayala and Ly 2017).
This way, even though fiber fraction of royal palm nuts determines a
decrease of the energy density of diet, ether extract, mainly
constituted by medium chain fatty acids or long chain unsaturated acids,
usually shows a very efficient digestive use (Ly 2008),
and, without doubts, this tends to counteract this negative effect of
fiber fraction. The high contribution of fats to increase energy density
of food is well-known (Nehring and Haenlein 1973).
Another
cause could be that guaranteeing a constant and homogeneous feeding,
such as the one carried out in this research, could contribute the good
results. In previous experiments, together with the supply of royal palm
nuts without grinding to the animals, mixing it with sugar cane
molasses, could contribute to worsening performance traits of economic
interest, like those reported in other researches (García et al. 2001 and Abeledo et al. 2004).
Finally, the use a feeding at scale like the one suggested under Cuban conditions of commercial fattening (IIP 2008) could contribute to an improvement of performance traits because it is also very well-known that, under ad libitum feeding conditions, food conversion has a remarkable deterioration (Tribble 1991 and Patience et al. 2015). This subject requires more research.
It
is advisable to feed growing pigs with diets that contain up to 30 % of
royal palm nut meal. It is suggested to conduct performance traits in
other categories, like reproducer sows.
Acknowledgements
This
research was financed by the Project “Use of palm products in the
production of pigs and rabbits” (PY P131-LH002.24). This evaluation
would not be posible without the collaboration of workers of ¨El Uvero¨
farm, belonging to the enterprise Flora y Fauna, Mayabeque, who provided
the royal palm nuts without cost. Thanks also to workers from plant of
concentrated feed of the Institute of Animal Science due to their
special care for grinding the royal palm nuts used in this experiment.
In addition, thanks to technicians, mainly Ms. Olga Martínez, from the
Instituto de Investigaciones Porcinas, Punta Brava, where chemical
analysis of food for this experiment were carried out.
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H.B.K. Cook). La palma real es uno de los árboles más numerosos de
Cuba, existen aproximadamente entre 12 y 15 millones. Con una producción
promedio de 40-60 kg/palma/año, se calcula un aproximado de 600 mil
toneladas de palmiche al año (Valdivié y Bicudo 2011).
El
palmiche es uno de los principales alimentos alternativos energéticos
disponibles en Cuba, debido a su alto contenido en grasa o aceite, que
tiene el doble de energía digestible de la fibra (Arias et al. 2016).
Por eso, aunque la fracción fibrosa del palmiche presente bajo
aprovechamiento digestivo por su naturaleza polimérica con β-enlaces
glucosídicos (Bach Knudsen 2011), esto se compensa con la digestibilidad de los lípidos, que es prácticamente completa (Ayala y Ly 2017 y Ly et al. 2017).
En el Instituto de Ciencia Animal, Díaz et al. (1989)
recomendaron la inclusión del palmiche en las dietas para cerdos en
crecimiento en proporción de hasta 40 %, en las destinadas a animales en
ceba 60 % y para las cerdas gestantes 30 %. Se trata de dietas no
convencionales, de baja densidad energética, fabricadas fundamentalmente
con desperdicios de alimento (sancocho) y mieles de caña. En estudios
realizados por Abeledo et al. (2004) y Díaz et al. (2010)
se ha utilizado el palmiche en la alimentación porcina, aunque ciertos
factores, como el genotipo o el tamaño de partícula, pudieron influir
negativamente en los datos obtenidos en esas circunstancias (Ly et al. 2015).
El
objetivo de este experimento fue determinar rasgos de comportamiento en
cerdos en crecimiento, alimentados con dietas parcialmente sustituidas
por harina de palmiche.
Diseño experimental y animales.
Se utilizó un diseño completamente aleatorizado, con arreglo factorial 2
x 4, para estudiar rasgos de comportamiento en 24 cerdos de cruce
comercial (Yorkshire x Landrace x Duroc), machos castrados y hembras en
la misma proporción, con peso promedio inicial de 26 kg. Los individuos
pertenecían a la piara del Instituto de Ciencia Animal. Se distribuyeron
aleatoriamente en cuatro tratamientos, que consistieron en dietas con
0, 10, 20 y 30% de harina de palmiche, en base seca (Tabla 1). Los factores fueron el sexo y el nivel de harina de palmiche en el alimento.
Preparación de la harina de palmiche. El palmiche, con aproximadamente 30 % de MS in natura,
se obtuvo en la finca El Uvero, perteneciente a la empresa Flora y
Fauna, en el municipio Jaruco, de la provincia Mayabeque. El proceso de
secado consistió en desprender las semillas de palmiche de forma manual.
Más tarde, se procedió a la exposición al sol mediante la extensión de
las semillas en un plato de secado, durante cinco días consecutivos,
desde 8:00 a.m. hasta 4:30 p.m. El material se recogió antes del
anochecer para evitar el incremento de la humedad a causa del rocío
nocturno.
El material seco se almacenó
en sacos, bajo techo, en naves con adecuada ventilación y bajo nivel de
humedad. Se molió, cada cinco días, con el resto de los componentes de
la dieta de granos y cereales, en la proporción correspondiente. Se
alargó así la vida útil de la harina de palmiche, pues se sabe (Ly et al. 2005, Santana 2006, Díaz et al. 2010, Valdivié y Castro (2010) y Caro et al. 2014)
que el palmiche se enrancia con rapidez, lo que disminuye su calidad
biológica y palatabilidad por parte de los animales. Además, se facilitó
la molienda de los granos de palmiche ricos en grasa, sin atascar el
molino. Posteriormente, se tomó una muestra representativa del lote para
conocer sus características físicas y químicas. En la tabla 1 aparecen las características de la composición química del palmiche utilizado en la prueba.
Preparación de las dietas.
Las dietas se confeccionaron con granos y se formularon para contener
niveles variables de harina de palmiche (0, 10, 20 y 30 % en base seca).
Las características de las dietas se muestran en la tabla 2.
Table 1.
Chemical composition of royal palm nut
Table 2.
Composition of experimental diets (percentage under dry basis)
1 Vitamins and trace elements according to NRC (2012)
En la tabla 3
se presenta el contenido de nutrientes de las dietas experimentales.
Como era de esperar, en la medida que se incluyó más harina de palmiche
en el alimento, aumentó el porcentaje de fibra y grasa en la dieta, y
decreció el contenido de proteína bruta. Como resultado, también se
modificó la relación energía:proteína. No se hicieron ajustes para
establecer dietas isoproteicas o isoenergéticas.
Table 3.
Nutrient content of experimental diets (percentage under dry basis)
Animales y manejo. Todos los
animales incluidos en la prueba estaban aparentemente sanos, sin
síntomas clínicos de padecimiento de alguna enfermedad, y
convenientemente desparasitados. Se alojaron en corrales individuales,
con piso de cemento y armazón de acero, en un establo abierto. Cada uno
de estos corrales estaba provisto de un comedero y bebedero.
Los
cerdos se distribuyeron al azar en los cuatro tratamientos, con seis
repeticiones cada uno, con arreglo factorial 2 x 4. Las dietas
establecidas fueron cuatro, suministradas de acuerdo con la escala de
consumo diario recomendada en Cuba en sistemas intensivos de
alimentación convencional durante el crecimiento, según el Manual de
Crianza Porcina del Instituto de Investigaciones Porcinas (IIP 2008). En la tabla 4
se presenta la escala de alimentación utilizada. El agua de bebida
siempre estuvo disponible. Los animales se pesaron al inicio del
experimento y cada quince días para conocer la evolución de la curva de
aumento de peso corporal. El experimento concluyó cuando alcanzaron un
peso de aproximadamente 70 kg, cerca de 65 d después de haber comenzado.
Análisis químico. La mayoría de los nutrientes, con excepción de la FDN, que se midieron de acuerdo con van Soest et al. (1991) se determinaron por duplicado en muestras representativas, según los procedimientos reconocidos (AOAC 2005). Como está establecido (Arias et al. 2016),
la concentración de materia orgánica resultó de restar de 100 el
porcentaje de cenizas. El extracto libre de nitrógeno (ELN) fue la
consecuencia de restar de cien la suma de las concentraciones de ceniza,
fibra cruda, extracto etéreo y proteína bruta (Nx6.25). El contenido
calorífico se estimó a partir de la composición química del palmiche,
mediante el uso de la ecuación de Nehring y Haenlein (1973), como se ha hecho en otros estudios (Arias et al. 2016, Ly et al. 2017). Todas las determinaciones químicas se hicieron por duplicado.
Tabla 4.
Feeding scale for growing pigs (humid basis)
Análisis estadístico. Los
datos se procesaron de acuerdo con un diseño completamente aleatorizado,
con arreglo factorial 2x4. Los factores fueron el sexo y la dieta (Steel et al. 1997) y la manipulación se realizó mediante el uso del paquete estadístico de InfoStat (Balzarini et al. 2001).
Durante
el transcurso de la prueba ningún animal mostró síntoma de malestar,
que pudiera indicar algún trastorno de naturaleza ajena a la prueba de
comportamiento.
No se encontraron
diferencias (P>0.05) en la interacción sexo x dieta en ninguna
medida. Los datos de la prueba de comportamiento, en cuanto al efecto de
sexo se muestran en la tabla 5.
El
peso final de los machos castrados no presentó diferencias (P>0.10).
Tampoco hubo efecto del sexo en la ganancia media diaria ni en la
conversión alimentaria, de MS como de proteína.
El efecto de incluir niveles variables de harina de palmiche en la dieta se muestra en la tabla 6.
No hubo efecto significativo (P>0.05) en el peso final ni en la
ganancia diaria con el aumento del contenido de harina de palmiche en la
dieta, aunque la conversión alimentaria de MS aumentó ligeramente con
el incremento de palmiche en el alimento. En el caso de la conversión de
proteína, no hubo diferencia estadística entre los tratamientos, pero
desde el punto de vista biológico la tendencia fue a ser menor
(P<0.078) con el aumento de la harina de palmiche en la dieta de los
cerdos.
Table 5.
Performance traits of pigs fed royal palm nut meal. Effect of sex
1 Intake at scale. For details, see full text
Table 6.
Performance traits of pigs fed royal palm nut meal. Effect of inclusion level
1 Intake at scale. For some details, see full text
Los
datos relativos al contenido de nutrientes del palmiche mostraron
características similares a las de las muestras representativas del
occidente de Cuba o de otros lugares del país (Ly et al. 2005, Caro et al. 2015 y Arias et al. 2016).
Por consiguiente, se consideró que los resultados experimentales fueron
característicos de un palmiche representativo del que existe en Cuba o,
al menos, en su parte oeste.
Con excepción de los datos de Batista (2015),
quien estudió la alimentación de cerdos machos castrados y hembras,
alimentados en grupo con harina de palmiche, no existían antecedentes de
esta investigación, en cuanto al efecto de sexo en los cerdos
alimentados con palmiche (Ly et al. 2015).
Los resultados que aquí se informan, con animales alojados
individualmente, están en concordancia con lo generalmente aceptado.
Esto es, los cerdos machos castrados exhiben mejores rasgos de
comportamiento que las hembras (Tribble 1991). Sobre este particular, Batista (2015)
también refirió mejores rasgos de comportamiento en cerdos machos
castrados con respecto a hembras. Esta información pudiera ser valiosa
para el diseño de sistemas de alimentación de cerdas en desarrollo, con
vistas a ser reproductoras alimentadas con harina de palmiche, de lo que
tampoco hay referencias (Wahlstrom 1991).
La
inclusión de harina de palmiche en sustitución, desde 0 hasta 30% de la
dieta, obedeció a que en la ceba de cerdos por convenio, la empresa
estatal porcina acuerda suministrar 70 % de las necesidades de alimento
para el engorde de los animales, mientras que el porcicultor debe suplir
30 % (Batista 2015 y Arias 2016).
En el rango de sustitución que se diseñó en este experimento, en
principio, se pudiera esperar que el incremento de la harina de palmiche
en el alimento debiera tener consecuencias adversas en los rasgos de
comportamiento, debido a la incorporación creciente de la fracción
fibrosa en la comida (Wenk 2001, Bach Knudsen 2011, Kerr y Shurson 2013, Lindberg 2014 y Jha y Berrocoso 2015).
Esto no sucedió, y varias pudieran ser las causas. En primer lugar, la
harina de palmiche se obtuvo al moler este recurso alimentario con el
resto de los ingredientes de la fórmula dietética, lo que aseguró una
molida muy eficiente, con reducción evidente del tamaño de partícula. Es
conocido que la disminución del tamaño de partícula contribuye a un
mejor aprovechamiento digestivo del alimento (Kim et al. 2005 y Ly 2008) y, en consecuencia, determina mejores rasgos de comportamiento (Mavromichalis et al. 2000; Ngoc et al. 2011).
Por otra parte, los índices de digestibilidad rectal, hallados con
estas mismas dietas en otro experimento hecho en paralelo (Oliva et al. 2017), están en concordancia con esta hipótesis.
También
se pudiera considerar el aporte importante a la dieta de sustancias
lipídicas presentes en el palmiche, que han mostrado alto
aprovechamiento digestivo (Ayala y Ly 2017).
De esta manera, si bien la fracción fibrosa del palmiche determina una
disminución en la densidad energética de la dieta, el extracto etéreo,
constituido fundamentalmente por ácidos grasos de cadena media, o
insaturados de cadena larga, suele mostrar un aprovechamiento digestivo
muy eficiente (Ly 2008). Indudablemente,
ello tiende a contrarrestar ese efecto negativo de la fracción fibrosa.
Se sabe además, la alta contribución de las grasas a elevar la densidad
energética del alimento (Nehring y Haenlein 1973).
En
tercer lugar, el garantizar una alimentación constante y homogénea,
como la que se refiere en esta investigación, pudo contribuir a los
buenos resultados. En experimentos anteriores, unido al suministro de
palmiche a los animales, sin que estuviese molido, el hecho de mezclarlo
con melaza de caña de azúcar pudo contribuir a empeorar los rasgos de
comportamiento que son de interés económico, como los informados por García et al. (2001) y Abeledo et al. (2004).
Por último, el seguir una alimentación a escala, como la sugerida en condiciones cubanas de ceba comercial (IIP 2008), pudo contribuir a mejorar los rasgos de comportamiento, ya que en condiciones de alimentación ad libitum, la conversión alimentaria experimenta un deterioro notable (Tribble 1991 y Patience et al. 2015). Este tema requiere de investigaciones futuras.
Es
recomendable alimentar cerdos en crecimiento con dietas que contengan
hasta 30 % de harina de palmiche. Se sugiere realizar pruebas de
comportamiento en otras categorías, como son las cerdas reproductoras.
