RMCP Vol. 11, Núm. 1 (2020): Enero-Marzo [versión en español] by Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias

Edición Bilingüe Bilingual Edition

Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias Rev. Mex. Cienc. Pecu. Vol. 11 Núm. 1, pp. 1-310, ENERO-MARZO-2020

ISSN: 2448-6698

Rev. Mex. Cienc. Pecu. Vol. 11 Núm. 1, pp. 1-310, ENERO-MARZO-2020

REVISTA MEXICANA DE CIENCIAS PECUARIAS Volumen 11 Número 1, EneroMarzo, 2020. Es una publicación trimestral de acceso abierto, revisada por pares y arbitrada, editada por el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP). Avenida Progreso No. 5, Barrio de Santa Catarina, Delegación Coyoacán, C.P. 04010, Cuidad de México, www.inifap.gob.mx Distribuida por el Centro Nacional de Investigación Disciplinaria en Salud Animal e Inocuidad, Km 15.5 Carretera México-Toluca, Colonia Palo Alto, Cuidad de México, C.P. 05110. Editor responsable: Arturo García Fraustro. Reservas de Derechos al Uso Exclusivo número 04-2016-060913393200-203. ISSN: 2448-6698, otorgados por el Instituto Nacional del Derecho de Autor (INDAUTOR). Responsable de la última actualización de este número: Arturo García Fraustro, Centro Nacional de Investigación Disciplinaria en Salud Animal e Inocuidad, Km. 15.5 Carretera México-Toluca, Colonia Palo Alto, Ciudad de México, C.P. 015110. http://cienciaspecuarias. inifap.gob.mx, la presente publicación tuvo su última actualización en marzo de 2020. Alimentaciòn con follaje de Erythrina americana Miller en ovejas Blackbelly x Pelibuey en Tabasco. Fotografía tomada por: Jorge Oliva Hernández

DIRECTORIO FUNDADOR John A. Pino EDITORES ADJUNTOS Oscar L. Rodríguez Rivera Alfonso Arias Medina

EDITOR EN JEFE Arturo García Fraustro

EDITORES POR DISCIPLINA Dra. Yolanda Beatriz Moguel Ordóñez, INIFAP, México Dr. Ramón Molina Barrios, Instituto Tecnológico de Sonora, México Dra. Maria Cristina Schneider, PAHO, Estados Unidos Dra. Elisa Margarita Rubí Chávez, UNAM, México Dr. Feliciano Milian Suazo, Universidad Autónoma de Querétaro, México Dr. Javier F. Enríquez Quiroz, INIFAP, México Dra. Martha Hortencia Martín Rivera, Universidad de Sonora URN, México Dr. Fernando Arturo Ibarra Flores, Universidad de Sonora URN, México Dr. James A. Pfister, USDA, Estados Unidos Dr. Eduardo Daniel Bolaños Aguilar, INIFAP, México Dr. Sergio Iván Román-Ponce, INIFAP, México Dr. Jesús Fernández Martín, INIA, España Dr. Sergio D. Rodríguez Camarillo, INIFAP, México Dr. Martin Talavera Rojas, Universidad Autónoma del Estado de México, México Dra. Maria Salud Rubio Lozano, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, UNAM, México Dra. Elizabeth Loza-Rubio, INIFAP, México Dr. Juan Carlos Saiz Calahorra, Instituto Nacional de Investigaciones Agrícolas, España Dra. Silvia Elena Buntinx Dios, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, UNAM, México Dr. José Armando Partida de la Peña, INIFAP, México Dr. José Luis Romano Muñoz, INIFAP, México. Dr. Alejandro Plascencia Jorquera, Universidad Autónoma de Baja California, México Dr. Juan Ku Vera, Universidad Autónoma de Yucatán, México Dr. Ricardo Basurto Gutiérrez, INIFAP, México. Dr. Luis Corona Gochi, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, UNAM, México Dr. Juan Manuel Pinos Rodríguez, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad Veracruzana, México Dr. Carlos López Coello, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, UNAM, México Dr. Arturo Francisco Castellanos Ruelas, Facultad de Química. UADY Dra. Guillermina Ávila Ramírez, UNAM, México. Dr. Emmanuel Camuus, CIRAD, Francia. Dr. Héctor Jiménez Severiano, INIFAP., México Dr. Juan Hebert Hernández Medrano, UNAM, México. Dr. Adrian Guzmán Sánchez, Universidad Autónoma Metropolitana-Xochimilco, México Dr. Eugenio Villagómez Amezcua Manjarrez, INIFAP, CENID Salud Animal e Inocuidad, México Dr. Fernando Cervantes Escoto, Universidad Autónoma Chapingo, México Dr. Adolfo Guadalupe Álvarez Macías, Universidad Autónoma Metropolitana Xochimilco, México Dr. Alfredo Cesín Vargas, UNAM, México.

TIPOGRAFÍA Y FORMATO Nora del Rocío Alfaro Gómez Indizada en el “Journal Citation Report” Science Edition del ISI . Inscrita en el Sistema de Clasificación de Revistas Científicas y Tecnológicas de CONACyT; en EBSCO Host y la Red de Revistas Científicas de América Latina y el Caribe, España y Portugal (RedALyC) (www.redalyc.org); en la Red Iberoamericana de Revistas Científicas de Veterinaria de Libre Acceso (www.veterinaria.org/revistas/ revivec); en los Índices SCOPUS y EMBASE de Elsevier (www.elsevier. com).

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Se publican en la revista tres categorías de trabajos: Artículos Científicos, Notas de Investigación y Revisiones Bibliográficas (consultar las Notas al autor); la responsabilidad de cada trabajo recae exclusivamente en los autores, los cuales, por la naturaleza misma de los experimentos pueden verse obligados a referirse en algunos casos a los nombres comerciales de ciertos productos, ello sin embargo, no implica preferencia por los productos citados o ignorancia respecto a los omitidos, ni tampoco significa en modo alguno respaldo publicitario hacia los productos mencionados.

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Todas las contribuciones serán cuidadosamente evaluadas por árbitros, considerando su calidad y relevancia académica. Queda entendido que el someter un manuscrito implica que la investigación descrita es única e inédita. La publicación de Rev. Mex. Cienc. Pecu. es trimestral en formato bilingüe Español e Inglés. El costo

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REVISTA MEXICANA DE CIENCIAS PECUARIAS REV. MEX. CIENC. PECU.

VOL. 11 No. 1

ENERO-MARZO-2020

CONTENIDO ARTÍCULOS

Pág. Producción de leche de vacas en pastoreo de alfalfa (Medicago sativa) en el altiplano mexicano Milk production in dairy cows grazing alfalfa (Medicago sativa) in the central Mexican highlands Vicente Lemus Ramírez, Aurelio Guevara Escobar, Juan Antonio García Rodríguez, Delia Gaspar Sánchez, José Guadalupe García Muñiz, David Pacheco Ríos…………………………………………............1

Efecto de la mezcla ensilada de Pennisetum purpureum y Tithonia diversifolia sobre la fermentación ruminal in vitro y su emisión de metano en el sistema RUSITEC Effect of a Pennisetum purpureum and Tithonia diversifolia silage mixture on in vitro ruminal fermentation and methane emission in a RUSITEC system

Vilma A. Holguín, Mario Cuchillo-Hilario, Johanna Mazabel, Steven Quintero, Jairo Mora-Delgado .…19

Growth dynamics and senescence of digit grass as a response to several canopy heights Dinámica de crecimiento y senescencia del pasto pangola como respuesta a diversas alturas de corte José Dantas Gusmão Filho,Daniela Deitos Fries, Braulio Maia de Lana Sousa, Jailson Lara Fagundes, Alfredo Acosta Backes, Daniel Lucas Santos Dias, Sarita Socorro Campos Pinheiro, Fábio Andrade Teixeira ..................................................................................................................................................38

Rendimiento y calidad nutritiva del forraje en un sistema silvopastoril intensivo con Leucaena leucocephala y Megathyrsus maximus cv. Tanzania Forage yield and nutritional quality in Leucaena leucocephala and Megathyrsus maximus cv. Tanzania in an intensive silvopastoral system Manuel Hernández Hernández, Silvia López Ortiz, Jesús Jarillo Rodríguez, Eusebio Ortega Jiménez, Sergio Pérez Elizalde, Pablo Díaz Rivera, María Magdalena Crosby Galván .........................................53

Consumo de follaje de Erythrina americana Miller en ovejas Blackbelly x Pelibuey Erythrina americana Miller foliage intake in Blackbelly x Pelibuey ewes Diana Fabiola Hernández-Espinoza, Jesús Alberto Ramos-Juárez, Roberto González-Garduño, Luz del Carmen Lagunes-Espinoza, María Aurelia López-Herrera, Jorge Oliva-Hernández ..............................70

III

Pasture structure and sheep performance supplemented on different tropical grasses in the dry season Estructura del pasto, y rendimiento de ovejas suplementadas con diferentes pastos tropicales en la estación seca Leonardo Santana Fernandes, Gelson dos Santos Difante, Marcone Geraldo Costa, João Virgínio Emerenciano Neto, Itânia Maria Medeiros de Araújo, Joederson Luiz Santos Dantas, Antonio Leandro Chaves Gurgel ........................................................................................................................................89

In vitro production of porcine embryos with use of chemically semi-defined culture media system Producción in vitro de embriones porcinos con el uso de un sistema de medios de cultivo químicamente semi-definidos

David Urbán Duarte, Horacio Álvarez Gallardo, Sandra Pérez Reynozo, José Fernando De la Torre Sánchez ............................................................................................................................................... 102

Transmission of Anaplasma marginale by unfed Rhipicephalus microplus tick larvae under experimental conditions Transmisión de Anaplasma marginale por larvas no alimentadas de garrapata Rhipicephalus microplus bajo condiciones experimentales Itzel Amaro Estrada, Miguel A. García-Ortiz, Jesús F. Preciado de la Torre, Edmundo E. Rojas-Ramírez, Rubén Hernández-Ortiz, Francisco Alpírez-Mendoza, Sergio D. Rodríguez Camarillo ...................... 116

Inclusion of concentrate and growth promoters’ additives in sheep diets on intake, digestibility, degradability, ruminal variables and nitrogen balance Inclusión de concentrado y de aditivos promotores de crecimiento en las dietas de ovinos sobre el consumo, digestibilidad, degradabilidad, variables ruminales y balance de nitrógeno Marcelo Vedovatto, Camila da Silva Pereira, João Artêmio Marin Beltrame, Ibrahin Miranda Cortada Neto, Anderson Luiz de Lucca Bento, Gabriella de Oliveira Dalla Martha, Maria da Graça Morais, Gumercindo Loriano Franco................................................................................................................ 132

Efecto del propóleo y aceite de orégano sobre parámetros productivos, leucocitos, metabolitos y estabilidad oxidativa de la pechuga de pollo Supplementation of broiler diets with propolis and oregano oil and its effect on production parameters, leukocytes, metabolites and breast meat antioxidant stability José Inés Ibarra-Espain, Carlos Alfredo Carmona-Gasca, Francisco Escalera-Valente, Fidel AvilaRamos ................................................................................................................................................. 153

Relación genética, formación de biopelículas, movilidad y virulencia de Escherichia coli aislada de mastitis bovina Genetic relationships, biofilm formation, motility and virulence of Escherichia coli isolated from bovine mastitis Alejandro Sergio Cruz-Soto, Valentín Toro-Castillo, Cristián Omar Munguía-Magdaleno, José Emmanuel Torres-Flores, Luis Enrique Flores-Pantoja, Pedro Damián Loeza-Lara, Rafael JiménezMejía ................................................................................................................................................... 167

Caracterización técnica y ambiental de fincas de cría pertenecientes a muy pequeños, pequeños, medianos y grandes productores Technical and environmental characterization of very small, small, medium and large cowcalf operations in Colombia Ricardo González–Quintero, María Solange Sánchez–Pinzón, Diana María Bolívar–Vergara, Ngonidzashe Chirinda, Jacobo Arango, Heiber Alexander Pantévez, Guillermo Correa–Londoño, Rolando Barahona–Rosales ................................................................................................................ 183

REVISIONES DE LITERATURA

Impacto del estrés por calor en la producción de ovinos de pelo. Revisión Heat stress impacts in hair sheep production. Review Ricardo Vicente Pérez, Ulises Macías Cruz, Leonel Avendaño Reyes, Abelardo Correa-Calderón, María de los Ángeles López Baca, Ana L. Lara Rivera .................................................................................. 205

Azospirillum spp. en gramíneas y forrajeras. Revisión Azospirillum spp. in grasses and forages. Review Camila Fernandes Domingues Duarte, Ulysses Cecato, Thiago Trento Biserra, Divaney Mamédio, Sandra Galbeiro .................................................................................................................................. 223

NOTAS DE INVESTIGACIÓN

Soil management and planting spacing effects on establishment of mixed swards of purple stargrass (Cynodon nlemfuensis cv. BRS Lua) and forage peanut (Arachis pintoi cv. Belmonte) in an area of degraded Brachiaria brizantha Efecto del manejo del suelo y espaciamiento de siembra en el establecimiento de la mezcla de pasto-estrella-púrpura (Cynodon nlemfuensis cv. BRS Lua) y maní forrajero (Arachis pintoi cv. Belmonte) en área degradada de Brachiaria brizantha Divaney Mamédio, Carlos Maurício Soares de Andrade, Aliedson Ferreira Sampaio, Daniele Rebouças Santana Loures ................................................................................................................................... 241

Dinámica de crecimiento y curvas de extracción de nutrientes de Pennisetum sp. (Maralfalfa) Growth dynamics and nutrient extraction curves of Pennisetum sp. (Maralfalfa) Oscar López-Astilleros, Julio Cesar Vinay Vadillo, Yuri Villegas-Aparicio, Isaías López Guerrero, Salvador Lozano-Trejo ........................................................................................................................ 255

In vitro ruminal degradation of carbohydrate fractions in tropical grasses fertilized with nitrogen Degradación ruminal in vitro de las fracciones de carbohidratos contenidas en pastos tropicales fertilizados con nitrógeno

Erika Andrea Hernández, Francisco Indalecio Juárez Lagunes, Alice N. Pell, Maribel Montero Lagunes, Juan Manuel Pinos Rodríguez, Robert W. Blake ................................................................................ 266

Frecuencia de SNP en genes candidatos para crecimiento y su efecto en caracteres de peso vivo en ganado para carne de Tamaulipas Frequency of SNP located in candidate genes for growth and their effect on live weight variables in beef cattle from Tamaulipas Ana María Sifuentes Rincón, Gaspar Manuel Parra Bracamonte, Williams Arellano Vera, Pascuala Ambriz Morales, Antonio Cantú Covarrubias, Víctor Ricardo Moreno Medina ................................... 283

Comportamiento productivo y valor nutricional de veza común (Vicia sativa l.) durante otoño-invierno en Zacatecas, México Yield and nutritional value of common vetch (Vicia sativa l.) during fall-winter in Zacatecas, Mexico Ricardo A. Sánchez-Gutiérrez, Juan José Figueroa-Gonzáles, José Saúl Rivera Vázquez, Manuel Reveles-Hernández, Héctor Gutiérrez-Bañuelos, Alejandro Espinoza-Canales ................................. 294

“Garrapata Hércules” Eragrostis superba (Peyr), variedad de pasto para zonas áridas y semiáridas “Wilman lovegrass Hercules”, Eragrostis superba (Peyr) a grass variety for arid and semiarid regions Sergio Beltrán López, Carlos Alberto García Díaz, Catarina Loredo Osti, Jorge Urrutia Morales, José Antonio Hernández Alatorre, Héctor Guillermo Gámez Vázquez ....................................................... 304

Actualización: marzo, 2020 NOTAS AL AUTOR La Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias se edita completa en dos idiomas (español e inglés) y publica tres categorías de trabajos: Artículos científicos, Notas de investigación y Revisiones bibliográficas.

bibliográficas una extensión máxima de 30 cuartillas y 5 cuadros. 6.

Los autores interesados en publicar en esta revista deberán ajustarse a los lineamientos que más adelante se indican, los cuales en términos generales, están de acuerdo con los elaborados por el Comité Internacional de Editores de Revistas Médicas (CIERM) Bol Oficina Sanit Panam 1989;107:422-437. 1.

Sólo se aceptarán trabajos inéditos. No se admitirán si están basados en pruebas de rutina, ni datos experimentales sin estudio estadístico cuando éste sea indispensable. Tampoco se aceptarán trabajos que previamente hayan sido publicados condensados o in extenso en Memorias o Simposio de Reuniones o Congresos (a excepción de Resúmenes).

Todos los trabajos estarán sujetos a revisión de un Comité Científico Editorial, conformado por Pares de la Disciplina en cuestión, quienes desconocerán el nombre e Institución de los autores proponentes. El Editor notificará al autor la fecha de recepción de su trabajo.

El manuscrito deberá someterse a través del portal de la Revista en la dirección electrónica: http://cienciaspecuarias.inifap.gob.mx, consultando el “Instructivo para envío de artículos en la página de la Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias”. Para su elaboración se utilizará el procesador de Microsoft Word, con letra Times New Roman a 12 puntos, a doble espacio. Asimismo se deberán llenar los formatos de postulación, carta de originalidad y no duplicidad y disponibles en el propio sitio oficial de la revista.

Por ser una revista con arbitraje, y para facilitar el trabajo de los revisores, todos los renglones de cada página deben estar numerados; asimismo cada página debe estar numerada, inclusive cuadros, ilustraciones y gráficas.

Los artículos tendrán una extensión máxima de 20 cuartillas a doble espacio, sin incluir páginas de Título, y cuadros o figuras (los cuales no deberán exceder de ocho y ser incluidos en el texto). Las Notas de investigación tendrán una extensión máxima de 15 cuartillas y 6 cuadros o figuras. Las Revisiones

Los manuscritos de las tres categorías de trabajos que se publican en la Rev. Mex. Cienc. Pecu. deberán contener los componentes que a continuación se indican, empezando cada uno de ellos en página aparte. Página del título Resumen en español Resumen en inglés Texto Agradecimientos y conflicto de interés Literatura citada

Página del Título. Solamente debe contener el título del trabajo, que debe ser conciso pero informativo; así como el título traducido al idioma inglés. En el manuscrito no es necesaria información como nombres de autores, departamentos, instituciones, direcciones de correspondencia, etc., ya que estos datos tendrán que ser registrados durante el proceso de captura de la solicitud en la plataforma del OJS (http://ciencias pecuarias.inifap.gob.mx).

Resumen en español. En la segunda página se debe incluir un resumen que no pase de 250 palabras. En él se indicarán los propósitos del estudio o investigación; los procedimientos básicos y la metodología empleada; los resultados más importantes encontrados, y de ser posible, su significación estadística y las conclusiones principales. A continuación del resumen, en punto y aparte, agregue debidamente rotuladas, de 3 a 8 palabras o frases cortas clave que ayuden a los indizadores a clasificar el trabajo, las cuales se publicarán junto con el resumen.

Resumen en inglés. Anotar el título del trabajo en inglés y a continuación redactar el “abstract” con las mismas instrucciones que se señalaron para el resumen en español. Al final en punto y aparte, se deberán escribir las correspondientes palabras clave (“key words”).

10. Texto. Las tres categorías de trabajos que se publican en la Rev. Mex. Cienc. Pecu. consisten en lo siguiente: a) Artículos científicos. Deben ser informes de trabajos originales derivados de resultados parciales o finales

VII

de investigaciones. El texto del Artículo científico se divide en secciones que llevan estos encabezamientos:

Procure abstenerse de utilizar los resúmenes como referencias; las “observaciones inéditas” y las “comunicaciones personales” no deben usarse como referencias, aunque pueden insertarse en el texto (entre paréntesis).

Introducción Materiales y Métodos Resultados Discusión Conclusiones e implicaciones Literatura citada

Reglas básicas para la Literatura citada Nombre de los autores, con mayúsculas sólo las iniciales, empezando por el apellido paterno, luego iniciales del materno y nombre(s). En caso de apellidos compuestos se debe poner un guión entre ambos, ejemplo: Elías-Calles E. Entre las iniciales de un autor no se debe poner ningún signo de puntuación, ni separación; después de cada autor sólo se debe poner una coma, incluso después del penúltimo; después del último autor se debe poner un punto.

En los artículos largos puede ser necesario agregar subtítulos dentro de estas divisiones a fin de hacer más claro el contenido, sobre todo en las secciones de Resultados y de Discusión, las cuales también pueden presentarse como una sola sección. b) Notas de investigación. Consisten en modificaciones a técnicas, informes de casos clínicos de interés especial, preliminares de trabajos o investigaciones limitadas, descripción de nuevas variedades de pastos; así como resultados de investigación que a juicio de los editores deban así ser publicados. El texto contendrá la misma información del método experimental señalado en el inciso a), pero su redacción será corrida del principio al final del trabajo; esto no quiere decir que sólo se supriman los subtítulos, sino que se redacte en forma continua y coherente.

El título del trabajo se debe escribir completo (en su idioma original) luego el título abreviado de la revista donde se publicó, sin ningún signo de puntuación; inmediatamente después el año de la publicación, luego el número del volumen, seguido del número (entre paréntesis) de la revista y finalmente el número de páginas (esto en caso de artículo ordinario de revista). Puede incluir en la lista de referencias, los artículos aceptados aunque todavía no se publiquen; indique la revista y agregue “en prensa” (entre corchetes).

c) Revisiones bibliográficas. Consisten en el tratamiento y exposición de un tema o tópico de relevante actualidad e importancia; su finalidad es la de resumir, analizar y discutir, así como poner a disposición del lector información ya publicada sobre un tema específico. El texto se divide en: Introducción, y las secciones que correspondan al desarrollo del tema en cuestión.

En el caso de libros de un solo autor (o más de uno, pero todos responsables del contenido total del libro), después del o los nombres, se debe indicar el título del libro, el número de la edición, el país, la casa editorial y el año. Cuando se trate del capítulo de un libro de varios autores, se debe poner el nombre del autor del capítulo, luego el título del capítulo, después el nombre de los editores y el título del libro, seguido del país, la casa editorial, año y las páginas que abarca el capítulo.

11. Agradecimientos y conflicto de interés. Siempre que corresponda, se deben especificar las colaboraciones que necesitan ser reconocidas, tales como a) la ayuda técnica recibida; b) el agradecimiento por el apoyo financiero y material, especificando la índole del mismo; c) las relaciones financieras que pudieran suscitar un conflicto de intereses. Las personas que colaboraron pueden ser citadas por su nombre, añadiendo su función o tipo de colaboración; por ejemplo: “asesor científico”, “revisión crítica de la propuesta para el estudio”, “recolección de datos”, etc. Siempre que corresponda, los autores deberán mencionar si existe algún conflicto de interés. 12. Literatura citada. Numere las referencias consecutivamente en el orden en que se mencionan por primera vez en el texto. Las referencias en el texto, en los cuadros y en las ilustraciones se deben identificar mediante números arábigos entre paréntesis, sin señalar el año de la referencia. Evite hasta donde sea posible, el tener que mencionar en el texto el nombre de los autores de las referencias.

En el caso de tesis, se debe indicar el nombre del autor, el título del trabajo, luego entre corchetes el grado (licenciatura, maestría, doctorado), luego el nombre de la ciudad, estado y en su caso país, seguidamente el nombre de la Universidad (no el de la escuela), y finalmente el año. Emplee el estilo de los ejemplos que aparecen a continuación, los cuales están parcialmente basados en el formato que la Biblioteca Nacional de Medicina de los Estados Unidos usa en el Index Medicus. Revistas

Artículo ordinario, con volumen y número. (Incluya el nombre de todos los autores cuando sean seis o

VIII

menos; si son siete o más, anote sólo el nombre de los seis primeros y agregue “et al.”). I)

Basurto GR, Garza FJD. Efecto de la inclusión de grasa o proteína de escape ruminal en el comportamiento de toretes Brahman en engorda. Téc Pecu Méx 1998;36(1):35-48.

forestales y agropecuarias del estado de Veracruz. Veracruz. 1990:51-56. XI)

Sólo número sin indicar volumen. II) Stephano HA, Gay GM, Ramírez TC. Encephalomielitis, reproductive failure and corneal opacity (blue eye) in pigs associated with a paramyxovirus infection. Vet Rec 1988;(122):6-10. III) Chupin D, Schuh H. Survey of present status ofthe use of artificial insemination in developing countries. World Anim Rev 1993;(74-75):26-35.

No se indica el autor. IV) Cancer in South Africa [editorial]. S Afr Med J 1994;84:15.

Suplemento de revista. V) Hall JB, Staigmiller RB, Short RE, Bellows RA, Bartlett SE. Body composition at puberty in beef heifers as influenced by nutrition and breed [abstract]. J Anim Sci 1998;71(Suppl 1):205.

Organización, como autor. VI) The Cardiac Society of Australia and New Zealand. Clinical exercise stress testing. Safety and performance guidelines. Med J Aust 1996;(164):282-284.

En proceso de publicación. VII) Scifres CJ, Kothmann MM. Differential grazing use of herbicide treated area by cattle. J Range Manage [in press] 2000.

Libros y otras monografías

Autor total. VIII) Steel RGD, Torrie JH. Principles and procedures of statistics: A biometrical approach. 2nd ed. New York, USA: McGraw-Hill Book Co.; 1980.

Autor de capítulo. IX)

Roberts SJ. Equine abortion. In: Faulkner LLC editor. Abortion diseases of cattle. 1rst ed. Springfield, Illinois, USA: Thomas Books; 1968:158-179.

Memorias de reuniones. X)

Loeza LR, Angeles MAA, Cisneros GF. Alimentación de cerdos. En: Zúñiga GJL, Cruz BJA editores. Tercera reunión anual del centro de investigaciones

Olea PR, Cuarón IJA, Ruiz LFJ, Villagómez AE. Concentración de insulina plasmática en cerdas alimentadas con melaza en la dieta durante la inducción de estro lactacional [resumen]. Reunión nacional de investigación pecuaria. Querétaro, Qro. 1998:13.

XII) Cunningham EP. Genetic diversity in domestic animals: strategies for conservation and development. In: Miller RH et al. editors. Proc XX Beltsville Symposium: Biotechnology’s role in genetic improvement of farm animals. USDA. 1996:13.

Tesis. XIII) Alvarez MJA. Inmunidad humoral en la anaplasmosis y babesiosis bovinas en becerros mantenidos en una zona endémica [tesis maestría]. México, DF: Universidad Nacional Autónoma de México; 1989. XIV) Cairns RB. Infrared spectroscopic studies of solid oxigen [doctoral thesis]. Berkeley, California, USA: University of California; 1965.

Organización como autor. XV) NRC. National Research Council. The nutrient requirements of beef cattle. 6th ed. Washington, DC, USA: National Academy Press; 1984. XVI) SAGAR. Secretaría de Agricultura, Ganadería y Desarrollo Rural. Curso de actualización técnica para la aprobación de médicos veterinarios zootecnistas responsables de establecimientos destinados al sacrificio de animales. México. 1996. XVII) AOAC. Oficial methods of analysis. 15th ed. Arlington, VA, USA: Association of Official Analytical Chemists. 1990. XVIII) SAS. SAS/STAT User’s Guide (Release 6.03). Cary NC, USA: SAS Inst. Inc. 1988. XIX) SAS. SAS User´s Guide: Statistics (version 5 ed.). Cary NC, USA: SAS Inst. Inc. 1985.

Publicaciones electrónicas XX) Jun Y, Ellis M. Effect of group size and feeder type on growth performance and feeding patterns in growing pigs. J Anim Sci 2001;79:803-813. http://jas.fass.org/cgi/reprint/79/4/803.pdf. Accessed Jul 30, 2003. XXI) Villalobos GC, González VE, Ortega SJA. Técnicas para estimar la degradación de proteína y materia orgánica en el rumen y su importancia en rumiantes en pastoreo. Téc Pecu Méx 2000;38(2): 119-134.

http://www.tecnicapecuaria.org/trabajos/20021217 5725.pdf. Consultado 30 Ago, 2003.

g gramo (s) ha hectárea (s) h hora (s) i.m. intramuscular (mente) i.v. intravenosa (mente) J joule (s) kg kilogramo (s) km kilómetro (s) L litro (s) log logaritmo decimal Mcal megacaloría (s) MJ megajoule (s) m metro (s) msnm metros sobre el nivel del mar µg microgramo (s) µl microlitro (s) µm micrómetro (s)(micra(s)) mg miligramo (s) ml mililitro (s) mm milímetro (s) min minuto (s) ng nanogramo (s)Pprobabilidad (estadística) p página PC proteína cruda PCR reacción en cadena de la polimerasa pp páginas ppm partes por millón % por ciento (con número) rpm revoluciones por minuto seg segundo (s) t tonelada (s) TND total de nutrientes digestibles UA unidad animal UI unidades internacionales

XXII) Sanh MV, Wiktorsson H, Ly LV. Effect of feeding level on milk production, body weight change, feed conversion and postpartum oestrus of crossbred lactating cows in tropical conditions. Livest Prod Sci 2002;27(2-3):331-338. http://www.sciencedirect. com/science/journal/03016226. Accessed Sep 12, 2003. 13. Cuadros, Gráficas e Ilustraciones. Es preferible que sean pocos, concisos, contando con los datos necesarios para que sean autosuficientes, que se entiendan por sí mismos sin necesidad de leer el texto. Para las notas al pie se deberán utilizar los símbolos convencionales. 14 Versión final. Es el documento en el cual los autores ya integraron las correcciones y modificaciones indicadas por el Comité Revisor. Los trabajos deberán ser elaborados con Microsoft Word. Las fotografías e imágenes deberán estar en formato jpg (o compatible) con al menos 300 dpi de resolución. Tanto las fotografías, imágenes, gráficas, cuadros o tablas deberán incluirse en el mismo archivo del texto. Los cuadros no deberán contener ninguna línea vertical, y las horizontales solamente las que delimitan los encabezados de columna, y la línea al final del cuadro. 15. Una vez recibida la versión final, ésta se mandará para su traducción al idioma inglés o español, según corresponda. Si los autores lo consideran conveniente podrán enviar su manuscrito final en ambos idiomas. 16. Tesis. Se publicarán como Artículo o Nota de Investigación, siempre y cuando se ajusten a las normas de esta revista. 17. Los trabajos no aceptados para su publicación se regresarán al autor, con un anexo en el que se explicarán los motivos por los que se rechaza o las modificaciones que deberán hacerse para ser reevaluados.

versus

gravedades

Cualquier otra abreviatura se pondrá entre paréntesis inmediatamente después de la(s) palabra(s) completa(s).

18. Abreviaturas de uso frecuente: cal caloría (s) cm centímetro (s) °C grado centígrado (s) DL50 dosis letal 50%

19. Los nombres científicos y otras locuciones latinas se deben escribir en cursivas.

Updated: March, 2020 INSTRUCTIONS FOR AUTHORS Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias is a scientific journal published in a bilingual format (Spanish and English) which carries three types of papers: Research Articles, Technical Notes, and Reviews. Authors interested in publishing in this journal, should follow the belowmentioned directives which are based on those set down by the International Committee of Medical Journal Editors (ICMJE) Bol Oficina Sanit Panam 1989;107:422-437. 7.

All contributions will be peer reviewed by a scientific editorial committee, composed of experts who ignore the name of the authors. The Editor will notify the author the date of manuscript receipt.

Title page. It should only contain the title of the work, which should be concise but informative; as well as the title translated into English language. In the manuscript is not necessary information as names of authors, departments, institutions and correspondence addresses, etc.; as these data will have to be registered during the capture of the application process on the OJS platform (http://cienciaspecuarias.inifap.gob.mx).

Papers will be submitted in the Web site http://cienciaspecuarias.inifap.gob.mx, according the “Guide for submit articles in the Web site of the Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias”. Manuscripts should be prepared, typed in a 12 points font at double space (including the abstract and tables), At the time of submission a signed agreement co-author letter should enclosed as complementary file; coauthors at different institutions can mail this form independently. The corresponding author should be indicated together with his address (a post office box will not be accepted), telephone and Email.

Abstract. On the second page a summary of no more than 250 words should be included. This abstract should start with a clear statement of the objectives and must include basic procedures and methodology. The more significant results and their statistical value and the main conclusions should be elaborated briefly. At the end of the abstract, and on a separate line, a list of up to 10 key words or short phrases that best describe the nature of the research should be stated.

Text. The three categories of articles which are published in Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias are the following:

Only original unpublished works will be accepted. Manuscripts based on routine tests, will not be accepted. All experimental data must be subjected to statistical analysis. Papers previously published condensed or in extenso in a Congress or any other type of Meeting will not be accepted (except for Abstracts).

To facilitate peer review all pages should be numbered consecutively, including tables, illustrations and graphics, and the lines of each page should be numbered as well.

Research articles will not exceed 20 double spaced pages, without including Title page and Tables and Figures (8 maximum and be included in the text). Technical notes will have a maximum extension of 15 pages and 6 Tables and Figures. Reviews should not exceed 30 pages and 5 Tables and Figures.

Title page Abstract Text Acknowledgments and conflict of interest Literature cited

a) Research Articles. They should originate in primary works and may show partial or final results of research. The text of the article must include the following parts: Introduction Materials and Methods Results Discussion Conclusions and implications Literature cited In lengthy articles, it may be necessary to add other sections to make the content clearer. Results and Discussion can be shown as a single section if considered appropriate.

Manuscripts of all three type of articles published in Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias should contain the following sections, and each one should begin on a separate page.

b) Technical Notes. They should be brief and be

evidence for technical changes, reports of clinical cases of special interest, complete description of a

limited investigation, or research results which should be published as a note in the opinion of the editors. The text wi ll contain the same information presented in the sections of the research article but without section titles.

names(s), the number of the edition, the country, the printing house and the year. e. When a reference is made of a chapter of book written by several authors; the name of the author(s) of the chapter should be quoted, followed by the title of the chapter, the editors and the title of the book, the country, the printing house, the year, and the initial and final pages.

c) Reviews. The purpose of these papers is to

summarize, analyze and discuss an outstanding topic. The text of these articles should include the following sections: Introduction, and as many sections as needed that relate to the description of the topic in question.

f. In the case of a thesis, references should be made of the author’s name, the title of the research, the degree obtained, followed by the name of the City, State, and Country, the University (not the school), and finally the year.

10. Acknowledgements. Whenever appropriate, collaborations that need recognition should be specified: a) Acknowledgement of technical support; b) Financial and material support, specifying its nature; and c) Financial relationships that could be the source of a conflict of interest.

Examples The style of the following examples, which are partly based on the format the National Library of Medicine of the United States employs in its Index Medicus, should be taken as a model.

People which collaborated in the article may be named, adding their function or contribution; for example: “scientific advisor”, “critical review”, “data collection”, etc. 11. Literature cited. All references should be quoted in their original language. They should be numbered consecutively in the order in which they are first mentioned in the text. Text, tables and figure references should be identified by means of Arabic numbers. Avoid, whenever possible, mentioning in the text the name of the authors. Abstain from using abstracts as references. Also, “unpublished observations” and “personal communications” should not be used as references, although they can be inserted in the text (inside brackets).

Journals

Standard journal article (List the first six authors followed by et al.) I)

Basurto GR, Garza FJD. Efecto de la inclusión de grasa o proteína de escape ruminal en el comportamiento de toretes Brahman en engorda. Téc Pecu Méx 1998;36(1):35-48.

Issue with no volume II) Stephano HA, Gay GM, Ramírez TC. Encephalomielitis, reproductive failure and corneal opacity (blue eye) in pigs associated with a paramyxovirus infection. Vet Rec 1988;(122):6-10.

Key rules for references a. The names of the authors should be quoted beginning with the last name spelt with initial capitals, followed by the initials of the first and middle name(s). In the presence of compound last names, add a dash between both, i.e. Elias-Calles E. Do not use any punctuation sign, nor separation between the initials of an author; separate each author with a comma, even after the last but one.

III) Chupin D, Schuh H. Survey of present status of the use of artificial insemination in developing countries. World Anim Rev 1993;(74-75):26-35.

No author given IV) Cancer in South Africa [editorial]. S Afr Med J 1994;84:15.

b. The title of the paper should be written in full, followed by the abbreviated title of the journal without any punctuation sign; then the year of the publication, after that the number of the volume, followed by the number (in brackets) of the journal and finally the number of pages (this in the event of ordinary article).

Journal supplement V) Hall JB, Staigmiller RB, Short RE, Bellows RA, Bartlett SE. Body composition at puberty in beef heifers as influenced by nutrition and breed [abstract]. J Anim Sci 1998;71(Suppl 1):205.

c. Accepted articles, even if still not published, can be included in the list of references, as long as the journal is specified and followed by “in press” (in brackets).

Organization, as author

d. In the case of a single author’s book (or more than one, but all responsible for the book’s contents), the title of the book should be indicated after the

VI) The Cardiac Society of Australia and New Zealand. Clinical exercise stress testing. Safety and

XII

performance guidelines. Med J Aust 1996;(164):282284.

In press VII) Scifres CJ, Kothmann MM. Differential grazing use of herbicide-treated area by cattle. J Range Manage [in press] 2000.

Books and other monographs

Author(s) VIII) Steel RGD, Torrie JH. Principles and procedures of statistics: A biometrical approach. 2nd ed. New York, USA: McGraw-Hill Book Co.; 1980.

Chapter in a book IX)

Roberts SJ. Equine abortion. In: Faulkner LLC editor. Abortion diseases of cattle. 1rst ed. Springfield, Illinois, USA: Thomas Books; 1968:158-179.

Conference paper

XVI) SAGAR. Secretaría de Agricultura, Ganadería y Desarrollo Rural. Curso de actualización técnica para la aprobación de médicos veterinarios zootecnistas responsables de establecimientos destinados al sacrificio de animales. México. 1996. XVII) AOAC. Official methods of analysis. 15th ed. Arlington, VA, USA: Association of Official Analytical Chemists. 1990. XVIII) SAS. SAS/STAT User’s Guide (Release 6.03). Cary NC, USA: SAS Inst. Inc. 1988. XIX) SAS. SAS User´s Guide: Statistics (version 5 ed.). Cary NC, USA: SAS Inst. Inc. 1985.

Electronic publications XX) Jun Y, Ellis M. Effect of group size and feeder type on growth performance and feeding patterns in growing pigs. J Anim Sci 2001;79:803-813. http://jas.fass.org/cgi/reprint/79/4/803.pdf. Accesed Jul 30, 2003. XXI) Villalobos GC, González VE, Ortega SJA. Técnicas para estimar la degradación de proteína y materia orgánica en el rumen y su importancia en rumiantes en pastoreo. Téc Pecu Méx 2000;38(2): 119-134. http://www.tecnicapecuaria.org/trabajos/20021217 5725.pdf. Consultado 30 Jul, 2003.

Loeza LR, Angeles MAA, Cisneros GF. Alimentación de cerdos. En: Zúñiga GJL, Cruz BJA editores. Tercera reunión anual del centro de investigaciones forestales y agropecuarias del estado de Veracruz. Veracruz. 1990:51-56.

XI)

12. Tables, Graphics and Illustrations. It is preferable that they should be few, brief and having the necessary data so they could be understood without reading the text. Explanatory material should be placed in footnotes, using conventional symbols.

Thesis

13. Final version. This is the document in which the authors have already integrated the corrections and modifications indicated by the Review Committee. The works will have to be elaborated with Microsoft Word. Photographs and images must be in jpg (or compatible) format with at least 300 dpi resolution. Photographs, images, graphs, charts or tables must be included in the same text file. The boxes should not contain any vertical lines, and the horizontal ones only those that delimit the column headings, and the line at the end of the box.

XIII) Alvarez MJA. Inmunidad humoral en la anaplasmosis y babesiosis bovinas en becerros mantenidos en una zona endémica [tesis maestría]. México, DF: Universidad Nacional Autónoma de México; 1989. XIV) Cairns RB. Infrared spectroscopic studies of solid oxigen [doctoral thesis]. Berkeley, California, USA: University of California; 1965.

Organization as author XV) NRC. National Research Council. The nutrient requirements of beef cattle. 6th ed. Washington, DC, USA: National Academy Press; 1984.

14. Once accepted, the final version will be translated into Spanish or English, although authors should feel free to send the final version in both languages. No charges will be made for style or translation services.

XIII

15. Thesis will be published as a Research Article or as a Technical Note, according to these guidelines.

µm mg ml mm min ng

micro meter (s) milligram (s) milliliter (s) millimeter (s) minute (s) nanogram (s) P probability (statistic) p page CP crude protein PCR polymerase chain reaction pp pages ppm parts per million % percent (with number) rpm revolutions per minute sec second (s) t metric ton (s) TDN total digestible nutrients AU animal unit IU international units

16. Manuscripts not accepted for publication will be returned to the author together with a note explaining the cause for rejection, or suggesting changes which should be made for re-assessment. 17. List of abbreviations: cal calorie (s) cm centimeter (s) °C degree Celsius DL50 lethal dose 50% g gram (s) ha hectare (s) h hour (s) i.m. intramuscular (..ly) i.v. intravenous (..ly) J joule (s) kg kilogram (s) km kilometer (s) L liter (s) log decimal logarithm Mcal mega calorie (s) MJ mega joule (s) m meter (s) µl micro liter (s)

versus

gravidity

The full term for which an abbreviation stands should precede its first use in the text. 18. Scientific names and other Latin terms should be written in italics.

XIV

https://doi.org/10.22319/rmcp.v11i1.4814 Artículo

Producción de leche de vacas en pastoreo de alfalfa (Medicago sativa) en el altiplano mexicano

Vicente Lemus Ramírez a Aurelio Guevara Escobar b* Juan Antonio García Rodríguez a Delia Gaspar Sánchez a José Guadalupe García Muñiz c David Pacheco Ríos d

Universidad Nacional Autónoma de México, Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Centro de Enseñanza, Investigación y Extensión en Producción Animal del Altiplano, Tequisquiapan Qro. México. b

Universidad Autónoma de Querétaro, Facultad de Ciencias Naturales. Qro. México.

Universidad Autónoma Chapingo. Departamento de Zootecnia, 56230. Chapingo, Estado de México. México. d

Grasslands Research Centre. Animal Science Group, Palmerston North 4442, New Zealand.

* Autor de correspondencia: guevara@uaq.mx

Resumen: Se evaluó el efecto de factores ambientales y de manejo del pastoreo sobre la producción de forraje y leche en praderas de alfalfa en el centro de México durante el 2009 al 2011. Se analizaron registros de la composición de sólidos de leche (grasa+proteína+lactosa) y producción de leche; en la pradera, la composición química, la materia seca de forraje (MS) ofrecida (MFO), tasa de acumulación de forraje (TAF), carga animal (CA) y otras variables. 1

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La información ambiental para el sitio se obtuvo de bases de datos por percepción remota. Del 2009 al 2011 el área de pastoreo fue creciente y el nivel de suplementación decreciente, resultando en una producción de: 17.3, 14.7 y 13.5 t MS ha-1año-1, utilización de la pradera de 75, 71 y 73 %, CA de 3.7, 3.1 y 2.7 vacas ha-1, producción de leche de 19,290, 13,419 y 12,563 kg ha-1 año-1 y sólidos de leche de 2,409, 1,638 y 1,554 kg ha-1 año-1. Por regresión múltiple, los días de descanso y la temperatura nocturna explicaron la TAF. La temperatura diurna y la CA explicaron la MFO; la producción de leche dependió de la TAF, temperatura diurna y energía del alimento; los sólidos totales fueron función de la MS desaparecida y de la energía del alimento. La estrategia de suplementación debe apoyar de octubre a abril, donde la TAF está por debajo del promedio, además la masa de forraje residual debe ser de 400 a 500 kg de MS ha-1 para maximizar la TAF en el siguiente ciclo de pastoreo. Palabras clave: Producción de leche, Sólidos de leche, Manejo del pastoreo, Praderas de alfalfa.

Recibido 16/03/2018 Aceptado 22/11/2018

Introducción La producción de ganado en pastoreo tiene ventajas económicas, de sanidad y bienestar animal, en comparación con la crianza en confinamiento total(1,2). La producción en pastoreo en el Altiplano Mexicano se ha propuesto con praderas mixtas de clima templado(3,4). Siendo importante la contribución de leguminosas como tréboles o la alfalfa a la eco-fisiología de la pradera(5,6). El pastoreo de alfalfa se practica en varios países en condiciones de irrigación o secano; siendo la profundidad de sus raíces una ventaja frente a muchos cultivos forrajeros(7,8). La alfalfa es uno de los cultivos preferidos en el clima templado, por su alta calidad nutricional y la flexibilidad en su cosecha para heno o ensilado, entre otros aspectos. Sin embargo, el manejo de la alfalfa se dificulta por: la frecuencia de timpanismo al consumirse fresca o pastorearse(9), su alto contenido de proteína cruda, que aumenta el costo energético por excreción de N urinario(10), el costo de establecimiento del cultivo y su alta necesidad de agua en el riego(11). El pastoreo rotacional es necesario para el manejo de la alfalfa y disminuir la selección del alimento por el ganado, acoplar el sistema de producción animal a la disponibilidad de forraje, equilibrar la competencia entre las especies vegetales y también en la relación con el rumiante, favoreciendo la persistencia de la leguminosa en la pradera(9,12). La tasa de

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acumulación de biomasa de la alfalfa tiene un comportamiento estacional determinado por la temperatura ambiental y la humedad del suelo(9,13). Para obtener una biomasa adecuada para el pastoreo también se necesita ajustar el tiempo entre cosechas, de otra forma se puede reducir el reclutamiento de tallos y hojas(14). El pastoreo de alfalfa con suplementación con forraje y alimento concentrado tiene un efecto positivo en el nivel de producción, ofrece cierta protección contra el timpanismo, un mejor balance de nutrientes y facilita los ajustes necesarios en la presión de pastoreo(8). No obstante, la suplementación causa efectos de sustitución, disminuyendo el consumo de forraje en la pradera(10). Aunque la suplementación ofrece ventajas para el manejo de pastoreo también aumenta la dependencia de recursos externos a la unidad de pastoreo. La eficacia del pastoreo se refleja en la capacidad individual de las vacas para producir sólidos lácteos (grasa, proteína y lactosa) durante una temporada o lactancia, siendo importante expresar el rendimiento por unidad de superficie (kg de sólidos lácteos ha-1). En los modelos de producción lechera en confinamiento total, se enfatiza el desempeño del hato y de cada animal en función de la cantidad producida (L vaca-1 por día o lactancia); en la industrialización se valora la concentración de sólidos de leche. Para contribuir al conocimiento del modelo productivo en pastoreo, nuestro objetivo fue representar las relaciones ambientales, de la pradera y la producción animal considerando un estudio de caso de pastoreo de vacas lecheras en una pradera mixta que derivó en dominancia de alfalfa. Se usaron datos del pastoreo de alfalfa por vacas en el periodo 2009 a 2011 con distinta práctica de manejo en la alimentación. La pregunta de estudio fue: ¿Qué factores influyen en la producción de alfalfa para el pastoreo y en la producción de leche? Al responder al planteamiento se contribuye a entender las relaciones entre el ambiente, la planta, el animal y el producto. Esto es importante porque la combinación de calidad y cantidad del forraje determinan la calidad del producto animal, pero también las fluctuaciones ambientales ocasionan cambios en la producción en pastoreo(15).

Material y métodos Sitio de estudio El Centro de Enseñanza, Investigación y Extensión en Producción Animal en el Altiplano (CEIEPAA), dependiente de la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia (FMVZ) de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM), se ubica en el km 8.5 de la carretera federal Tequisquiapan – Ezequiel Montes, en el municipio de Tequisquiapan, Querétaro. El sitio se localiza a 20° 36´ 13.88” N, 99° 55´ 02.91” W y altitud de 1,913 msnm. El clima es templado, con promedio anual de precipitación de 512 mm ocurriendo en un periodo 3

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promedio de lluvias de 78 días y temperatura diaria de 17.5°C, con 18 días de helada de octubre a febrero, con veranos cálidos e invierno poco extremoso(16). Los vientos dominantes son en dirección Noreste Suroeste.

Condiciones generales de la pradera La pradera se estableció en el año 2005 con los pastos Dactylis glomerata (pasto ovillo), Lolium multiflorum (ballico italiano), Festuca arudinacea (pasto festuca) y Bromus inermis (pasto bromo), y la leguminosa Medicago sativa (alfalfa); pero para el 2009 la alfalfa dominaba la pradera. El manejo consistió en riego por aspersión (side roll) y pastoreo por vacas lecheras usando el método en franjas. En promedio se aplicaron 1.5 riegos por ciclo de pastoreo, pero la lámina de riego no se registró. El control del ganado fue con cerco eléctrico móvil. La pradera se fertilizó con Ca(H2PO4)2 a razón de 50 kg P2O5 ha-1, aplicadas dos veces cada año durante primavera (mayo-junio) y principios de otoño (septiembre-octubre). El área de pastoreo fue de 21, 22 y 27 ha para los años 2009 a 2011, exclusivamente pastoreada por el hato estudiado.

Masa de forraje La estimación de la masa de forraje (MF) en la pradera (kg MS ha-1) fue con la técnica del marco metálico(17), pero con modificación para evaluar la producción por la alfalfa; consistiendo en cortar la MF contenida en un marco metálico de 0.25 m2 a una altura de 10 cm, con el fin de proteger los tallos de rebrote de la alfalfa. Se estimó la MF ofrecida (MFO) como la MF existente en la pradera previa al pastoreo y la MF residual (MFR) como la cantidad de MF post-pastoreo, ambos expresados en kg de MS ha-1. Para estimar la MFO y la MFR se lanzó el marco ocho veces de manera aleatoria y en cada una se cosechó el forraje, el promedio de la MF constituyó una medición. Las muestras de forraje se deshidrataron en una estufa de aire forzado a 95°C durante 48 h para determinar el contenido de materia seca (MS). Por diferencia entre MFO y MFR, se estimó la cantidad de MF desaparecida (MFD kg MS ha-1), considerándose como una estimación del consumo animal en el día de medición. Para cada periodo de pastoreo se registró el tiempo de recuperación o descanso (TD) entre defoliaciones, en días (d). La tasa de acumulación del forraje (TAF) se calculó como la MFO divida entre el TD. En función del programa de pastoreo, algún potrero no se pastoreó y entonces la biomasa se cosechó como heno, registrándose el número de pacas y su peso promedio; este forraje se usó como suplemento. La fenología de la actividad de la vegetación se modeló para la tasa de acumulación de forraje y usando el modelo TIMESAT(18).

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Análisis químicos Cada mes se tomó una muestra de 200 g de MS de forraje de la pradera para ser enviada al laboratorio del Departamento de Bioquímica y Nutrición Animal de la FMVZ-UNAM. La digestibilidad in vitro de la MS se determinó por el método de Tilley y Terry(19). El contenido de energía metabolizable del forraje (MJ kg-1 MS) se estimó a partir de los valores de la digestibilidad in vitro de la MS usando las ecuaciones propuestas por Geenty y Rattray(20). El contenido de sólidos totales, grasa y proteína en la leche se determinaron con un Milkoscan 133 (Foss Electric, Denmark).

Manejo del ganado y el pastoreo El modelo de producción de leche fue con partos y producción durante todo el año. Las praderas en estudio se pastorearon por grupos de vacas de 45, 54 y 61 para 2009, 2010 y 2011 respectivamente; estas cantidades incluyen los grupos de lactantes y secas. Los grupos raciales fueron de Holstein Friesian, Jersey y cruzas de estas razas, en donde la raza predominante fue la Holstein con 58, 54 y 51 %, en cada año. El peso corporal promedio de las vacas durante el periodo de estudio fue de 510 kg ± 66 kg. Las vacas se mantuvieron siempre en pastoreo y consumieron suplementos ofrecidos en corral antes del ordeño. El suplemento fue alimento balanceado comercial y/o grano de maíz rolado a razón de 1.8 kg y heno de pradera 1.6 kg (base seca) por vaca por día. En los tres años estudiados, el promedio de área efectiva destinada al pastoreo fue 12.4, 17.8 y 22.2 ha. El área cosechada como heno fue en promedio 8.5, 3.9 y 4.5 ha al año, durante la época de abundancia de MS. La carga animal fue de 3.63, 3.03 y 2.75 vacas ha-1 año-1. Los animales tuvieron acceso libre a agua y sales minerales. En periodos de riesgo de timpanismo se aplicó polisiloxano por vía oral en dosis de 1 g vaca-1 d-1 antes de entrar a la pradera. En el agua de bebida se aplicó Bloat Tenz (Ecolab, Ltd, Nueva Zelandia) que es una mezcla de alcoholes etoxilados y propoxilados usados como tensoactivos no iónicos el cual se ofreció en proporción 1:1000. El control del pastoreo y la medicación aplicada al ganado para prevenir el timpanismo, permitieron que no se presentara mortalidad ni casos clínicos relacionados a la alimentación basada en alfalfa bajo condiciones de pastoreo intensivo.

Datos ambientales La base de datos del Servicio Meteorológico Nacional no cuenta con datos de estaciones climáticas cerca del sitio de estudio. La caracterización ambiental se efectuó con datos medidos por percepción remota: para precipitación se usó el producto TRMM 3B43 v7 de la Tropical Rainfall Measurement Mission (TRMM). Este producto es mensual y se deriva de 5

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mediciones a intervalos de 3 h y con resolución espacial de 0.25° desde 1998, y hasta la fecha a través de la misión Global Precipitation Measurement (GPM). Para las temperaturas diurna y nocturna se usó el producto MOD11A2 v5 de temperatura de superficie y emisividad del Espectroradiómetro de Imágenes de Media Resolución (MODIS) a bordo de los satélites Terra y Aqua. El producto MOD11A2 tiene escala temporal de 8 días y espacial de 250 m. La evapotranspiración la estima el producto MOD16A2, con escalas de 8 días y 1000 m. Ambos productos son libres de nubes porque son un mosaico de mediciones diarias promediadas sólo cuando tienen la calidad necesaria.

Análisis estadístico Para el estudio de caso se usó un análisis factorial con observaciones repetidas, siendo factores el año con tres niveles y el mes con doce niveles, considerándose un estudio con pseudoreplicación por la falta de aleatorización de los niveles de los factores. La relación entre variables ambientales y del sistema de producción se evaluó por regresión lineal múltiple, la selección de variables en el modelo se efectuó usando el factor de inflación de varianza (VIF) con un valor cercano a 10 y la eliminación progresiva de términos (backward elimination) sin considerar interacciones entre variables. En los modelos se confirmó el cumplimiento de los supuestos de normalidad, varianza homogénea e independencia. El nivel de significancia fue 5% para el ajuste de Bonferroni o para los modelos de regresión. Los procedimientos se efectuaron en SAS University Edition (SAS Institute Inc. Cary NC, USA) y Minitab v 17 (Minitab Inc., State College PA, USA).

Resultados y discusión Condiciones ambientales El tiempo durante el periodo de estudio concordó con la descripción climática del sitio, siendo julio el mes más lluvioso y mayo el más caluroso (Figura 1). De acuerdo con la temperatura diurna, se identificó una temporada con temperatura en ascenso, de febrero a junio y después, de julio a enero, la temperatura se mantuvo estable (Figura 1A); dado por la nubosidad provocada por temporada de lluvias y después por la influencia de las masas de aire polar. El ambiente se consideró extremoso no sólo por la diferencia mayor a 15 °C entre el mes más cálido (42.7°C) y el más frío (6.1°C); sino por la diferencia entre las temperaturas diurna y nocturna promedio diarias en cada mes (Figura 1A). La precipitación anual fue de 489 mm y la evapotranspiración real de 454 mm; sin embargo, los patrones estacionales de estas dos variables no fueron semejantes debido a las contribuciones del agua almacenada en 6

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el suelo y el riego agrícola (no medidas) en el sitio de estudio. Por la escala espacial gruesa de medición estas variables sólo describieron la condición ambiental general y no exactamente las de la parcela de alfalfa.

Figura 1. Condiciones ambientales para el sitio de estudio en Tequisquiapan, Querétaro registradas por sensores remotos. A) Temperatura diurna (⚫) y nocturna (⚪) de acuerdo al producto MOD11A2 de MODIS, B) precipitación pluvial (⚫) obtenido del TRMM y evapotranspiración (⚪) según el producto MOD16A2 de MODIS

Producción de forraje El promedio de la TAF fue distinto en 2009 y en los siguientes años fue semejante, lo mismo sucedió para los promedios de MFO y la MFD (Cuadro 1). La MFR sólo fue semejante durante los dos primeros años. En general, la producción de forraje fue significativamente menor en 2011, pero la tendencia a disminuir se observó desde 2010. La TAF mostró un comportamiento estacional con mayor acumulación en el verano. Para el periodo de estudio la acumulación de MS fue de 17,343, 14,649 y 13,497 kg ha-1 año-1. Al analizarse los parámetros de fenología de la TAF se identificó una temporada de crecimiento con duración de 173 días, iniciando hacia el día 115 (25 de abril) y terminando hacia el día 288 (15 de octubre) del año. El umbral para definir el inicio y fin de la temporada fue el 50 % de la TAF: así, 192 d se encuentran fuera de la temporada de crecimiento y se esperaría una TAF menor al promedio; en ese periodo se deben enfocar los esfuerzos para mejorar la TAF y la política de suplementación del ganado para reducir el déficit alimentario. El modelo de fenología estimó la TAF máxima de 82.7 kg MS ha-1 día-1 ocurriendo en el día 200 del año. El nivel de utilización de la pradera fue de 75, 71 y 73 %.

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Cuadro 1. Medias de cuadrados mínimos para las variables de producción y manejo de la pradera de alfalfa en pastoreo Masa de forraje Ofrecida

Residual (kg ha-1)

Desaparecida

Tasa de

Periodo de

Acumulación (kg ha-1 d-1)

Descanso (d)

Año 2009 2010 2011 ee

1947 1717 1543 39

a b b

502 496 419 12

a a b

1445 1221 1125 28

a b b

58 50 49 1.3

a b b

36 37 35 0.4

ab a b

Mes Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic ee

1146 1148 1631 1638 1861 2429 2237 2376 1819 1734 1491 1324 77

a a bc bc cd e de e c c abc ab

266 267 412 458 527 686 630 688 506 472 401 357 25

a a bc bc cd e de e cd bc bc ab

880 882 1219 1180 1334 1743 1607 1689 1313 1262 1089 967 57

a a bc abc cd e de e cd c abc ab

23 24 40 46 60 84 78 86 62 59 37 30 2.5

a a bc c d e e e d d bc ab

51 48 41 36 31 29 29 28 29 29 40 44 0.8

e d c b a a a a a a c d

abcde

Las medias con la misma literal son semejantes (P<0.05, ajuste de Bonferroni).

La TAF y la MFO fueron mayores de junio a agosto, pero para la MFO existió una transición gradual a través de los meses, exceptuado de agosto a septiembre y de febrero a marzo (Cuadro 1). El diferente comportamiento de la MFO se debe al efecto del manejo de pastoreo, que buscó empatar la producción animal y la de forraje. Para la MFR existió un periodo donde la masa fue baja, particularmente de diciembre a febrero y otro periodo donde la masa fue alta, en junio a agosto. En septiembre y octubre se mantuvieron rotaciones de 29 días, siendo que la TAF había disminuido, repercutiendo en la producción de forraje invernal. La MFO se explicó en 46% por la masa residual de forraje del mes anterior y en 45% por la TAF en el mes en curso, otras fuentes de variación fueron la temperatura diurna, la carga animal en el mes en curso y los días de descanso en el mes anterior 0.97 (P<0.05). Por otra parte, la MFR del mes anterior, los días de descanso y la temperatura nocturna explicaron 54, 30 y 2.5 % de la variación en la TAF (P<0.05). La menor TAF de noviembre a febrero tuvo una relación proporcional con la temperatura nocturna mensual del mes anterior, como variable explicativa (y= 9.70 + 2.36x, r2= 0.86, F1, 10= 27.4). Por otra parte, un déficit en la humedad 8

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del suelo podría descartarse en ese periodo, ya que la evapotranspiración fue semejante de diciembre a mayo (Figura 1 B). La relación entre la MFR del mes anterior (y) y la MFO (x) fue directamente proporcional (Figura 2), aunque de diferente forma para periodos del año: Noviembre-Febrero (y= 1059.22 + 0.00007 x2.5, F1, 10= 11.23, r2= 0.52), marzo a junio (y= 1386.50 + 0.0000059 x3, F1, 10= 24.14, r2= 0.71) y julio a octubre (y= 2711.01 -228300000/x2, F1, 10= 4.05, r2= 0.31); la agrupación de los meses fue de acuerdo a la similitud en la TAF (Cuadro 1). Sólo en julio fue posible obtener un promedio cercano a 2,500 kg ha-1 de MFO, pero para los meses de julio a octubre la MFO no fue tan alta a pesar de tener una MFR comparativamente mayor que en otros meses (Cuadro 1). La relación para los meses de noviembre a febrero sugirió el potencial para obtener mayor MFO (Figura 2), si la MFR fuera en el rango de 400-600 kg ha-1, siendo que su promedio fue menor a 400 kg ha-1 (Cuadro 1). La carga animal (CA) disminuyó del 2009 al 2011 (3.7, 3.1 y 2.7 vacas ha-1) siendo diferentes únicamente el año 2009 del 2011 (P<0.05).

Figura 2. Relación entre la MFR del mes anterior y la MFO del mes actual durante tres periodos del año en una pradera de alfalfa en pastoreo

El Cuadro 2 presenta la composición química de la pradera y fue concordante con la oferta de forraje más joven en el otoño e invierno. Resaltó la mayor concentración de energía y de proteína cruda (PC) de la pradera en el otoño, extendiéndose para la PC hacia el invierno. La PC fue mayor en noviembre a febrero en comparación con el resto del año (22.4 vs 21.9 %, P<0.05). La digestibilidad (in vitro) de la MS tuvo cambios paulatinos, pero tendió a 9

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aumentar en el otoño. El contenido de MS del forraje de la pradera fue más alto en primavera que en otoño. La única correlación significativa con la MFO ocurrió con la PC (-0.36, P<0.05).

Cuadro 2. Composición química de la pradera de alfalfa

Mes

Energía metabolizable Mcal kg-1 MS

E F M A M J J A S O N D ee

11.0 11.0 10.8 11.0 11.0 10.8 10.8 10.8 11.3 11.3 11.3 11.0 0.1

Proteína cruda %

Digestibilidad in vitro %

ab* ab b b b b b b a a a ab

Materia seca %

Fibra neutro detergente %

22.3 ab 66.7 ab 23.3 bc 47.0 a 22.3 ab 66.7 ab 23.3 bc 47.0 a 21.5 b 65.7 b 25.3 ba 47.7 a 21.8 b 66.3 ab 26.3 a 46.0 a 21.8 b 66.3 ab 26.3 a 46.0 a 21.7 b 67.0 ab 22.7 bc 45.7 a 21.7 b 67.0 ab 22.7 bc 45.7 a 21.7 b 67.0 ab 22.7 bc 45.7 a 22.6 a 68.0 a 22.0 c 44.3 a 22.6 a 68.0 a 22.0 c 44.3 a 22.6 a 68.0 a 22.0 c 44.3 a 22.3 ab 66.7 ab 23.3 bc 47.0 a 0.16 0.46 1.0 abc Las medias con misma letra son semejantes (P<0.05, ajuste de Bonferroni).

Cenizas % 3.1 3.1 3.6 3.6 3.6 3.1 3.1 3.1 3.1 3.1 3.1 3.1 0.9

b b a a a b b b b b b b

La proporción en el aporte de energía por la pradera fue distinta entre todos los años (60, 95 y 84 %, P<0.05) debido a que la complementación fue disminuyendo entre los años. La disminución en la CA se atribuyó no sólo a la menor producción de la pradera, sino también al menor nivel de suplementación. En el primer año de estudio fue posible mantener una mayor CA porque la suplementación fue mayor; pero también a mayores niveles de suplementación la MFR fue menor (Figura 3), no obstante que el área efectiva de pastoreo aumentó a través del tiempo (12.4, 17.8 y 22.2 ha). Estos resultados sugirieron una desvinculación entre la política de suplementación y el manejo de la pradera.

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Figura 3. Relación entre el porcentaje de energía metabolizable (EM) proveniente de la pradera de alfalfa y la MFR para los meses con más de 10% de suplementación de energía.

Producción de leche En los modelos de producción pastoril, la rentabilidad potencial depende de muchos factores, siendo importantes: la alta producción forrajera por hectárea por año, altos niveles de utilización de ese forraje por el hato lechero en pastoreo y por la calidad genética de las vacas para la producción de leche a partir exclusivamente de forraje pastoreado. La producción de leche puede modificarse al añadir en la dieta alimentos concentrados, heno o ensilado para suplementar (o complementar) el aporte de nutrientes. En el presente caso de estudio, la política de suplementación apoyando la productividad animal en el primer año y después, la casi ausencia de suplementos en los años siguientes estableció distintos planos nutricionales. Más aún, dicha política de suplementación no se enfocó a compensar el déficit estacional de nutrientes. Por eso, el comportamiento estacional del modelo productivo tuvo un desfase entre el pico de producción de forraje en la pradera de junio a agosto (Cuadro 1) y el pico de producción de leche en marzo a mayo; sobretodo en 2009 (Figura 4). La producción de leche mensual (kg leche ha-1 mes-1) se explicó linealmente por la CA en el rango de 2.0 a 5.5 vacas ha-1 (y=2.0 + 392.7 x, r2 ajustada = 0.74, P<0.0001). Los cambios en la CA y el aumento de área de pastoreo fueron la estrategia principal para compensar el déficit en la alimentación. Sin embargo, el promedio de producción de leche fue diferente en 2009 y en los otros años fue semejante, ya fuera por unidad animal (17.4, 14.6 y 14.9 kg vaca-1 día-1, P<0.05) o por unidad de área (1,607.5, 1,118.3 y 1,047.0 kg ha-1 mes-1, P<0.05).

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Figura 4. Carga animal (A): de vacas en ordeño (⚫) y secas (⚪), rendimiento de leche (B): por vaca (⚫) y unidad de área (⚪) para un hato de vacas Holstein y Jersey en pastoreo de alfalfa

Las vacas lactantes se incorporaron estacionalmente, con picos en los meses de junio a agosto y disminuyendo sus números en diciembre a enero (Figura 4A). La magnitud en el rendimiento de leche por hectárea siguió al número de vacas lactantes. El rendimiento de leche por vaca fue menor en los meses de septiembre a noviembre (13.1 kg vaca-1 día-1) en comparación con los demás meses del año (16.5 kg vaca-1 día-1), siendo la diferencia consistente entre los años de estudio (P<0.05). Aumentar el número de vacas buscando acoplar la disponibilidad de forraje a la demanda de nutrimentos fue una estrategia, pero con pobre resultado para solucionar el déficit alimentario en los meses de otoño e invierno y ocasionando una caída en la producción de leche, más evidente en la productividad individual (kg leche vaca-1 día-1, Figura 4B). Fue importante la correlación entre el rendimiento (leche, sólidos o grasa) con la concentración de PC (-0.41, -0.39 y -0.37), fibra detergente neutro (FDN) (0.48, 0.49 y 0.41) y la energía (-0.41, -0.45 y -0.39) consumida en la pradera mensualmente. Al analizar el rendimiento de leche con modelos de regresión múltiple por eliminación progresiva, siendo las variables explicativas candidatas las relativas al: ambiente, la pradera y la composición del alimento se observó que la temperatura diurna, el consumo de energía mensual a partir de la pradera y el consumo de energía mensual del alimento concentrado fueron variables explicativas comunes en los modelos para leche, solidos totales y grasa, estos modelos tuvieron una r2 ajustada mayor a 0.9 (P<0.05). Cuando las variables candidatas se limitaron a la composición del alimento entonces el rendimiento (leche, sólidos totales o grasa) se explicó principalmente por el consumo de energía mensual a partir de la pradera o del 12

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alimento concentrado, pero también incluyeron a la concentración de PC y FDN; estos modelos tuvieron una r2 ajustada menor a 0.84 (P<0.05). En presencia de variables ambientales, las concentraciones de PC y FDN de la pradera no fueron significativas. Una relación importante fue entre el nivel de utilización de la pradera y la producción de solidos totales de leche (Figura 5). En el primer año de estudio el nivel de utilización de la pradera no afectó la producción de sólidos, esto fue debido a la buena disponibilidad de alimentos concentrados en ese año. Sin embargo, en los años 2010 y 2011, en ausencia de concentrados suficientes, al aumentar el nivel de utilización se observó un efecto negativo. Aumentando la MFO a niveles superiores a 2,000 kg ha-1 y la MFR a 600 kg ha-1 kg resultaría en un nivel de utilización (70 %), buscando un balance entre la producción animal y la de la pradera.

Figura 5. Relación entre tasa de utilización de la pradera y los sólidos de leche por hectárea en 2009 (⚫), 2010 (⚪) y 2011 (■). Durante 2010 y 2011 la suplementación fue baja

La cantidad de sólidos totales de leche aumentó conforme a la cantidad de grasa en la leche en los años 2010 y 2011, pero para el año 2009 la grasa no sobrepasó 43 g kg-1 independientemente de mayores niveles de sólidos totales (Figura 6A). Los valores más altos de estas variables fueron en los meses de noviembre y diciembre en 2011, cuando el rendimiento de leche fue el más bajo durante el periodo de estudio (Figura 4B). En general, la cantidad de grasa en la leche disminuyó conforme aumentó la producción de leche (Figura 6B), pero la diferencia entre los años no fue clara, posiblemente por efectos estacionales de otras variables. No obstante, la cantidad de sólidos totales de leche producidos por hectárea fue proporcional al número de vacas por hectárea y los niveles de rendimiento más alto fueron en el 2009, debido principalmente al nivel de suplementación ofrecido (Figura 6B). El mayor 13

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nivel de suplementación en 2009 resultó en mayor rendimiento de sólidos de leche por hectárea, aunque con menor proporción de grasa. En 2010 y 2011 el rendimiento de sólidos totales de leche no superó los 200 kg ha-1 mes-1 en la mayoría de los meses; este nivel de rendimiento debe valorarse en función de los costos económicos que implica la suplementación (Figura 5).

Figura 6. Relación entre características de la leche durante los años: 2009 (⚫), 2010 (⚪) y 2011 (■). Grasa y sólidos totales de la leche (A), grasa de la leche y rendimiento de leche (B), producción mensual de sólidos de leche y vacas en ordeño por hectárea (C)

Para los años de estudio el rendimiento de sólidos totales de leche (grasa, proteína y lactosa), fue de 2,409, 1,638 y 1,554 kg ha-1 año-1 y de grasa de leche de 727, 523 y 496 kg ha-1 año-1. En general, el rendimiento en este estudio cae en el rango del potencial de producción de sólidos totales de leche de 1,580 kg ha-1 (ajustados a contenido de lactosa) y grasa de leche de 600 kg ha-1 para praderas altamente productivas de la zona de Waikato en Nueva Zelandia(21), la definición actual de sólidos totales en Nueva Zelandia no incluye a la lactosa(22). El rendimiento de leche anual de 19,290, 13,419 y 12,563 kg ha-1 para los tres años estudiados fue acorde al planteamiento de producción pastoril basados en alfalfa y con suplementación estratégica en el orden de 10,000 L ha-1 año-1, lactancias de 7,000 a 7,500 L y carga animal de 2 vacas ha-1(23). Mejorar el esquema productivo reportado aquí depende del acople entre la producción de forraje y la demanda de alimento y, el apoyo estratégico del uso de suplementos alimenticios para resolver el déficit de MFO de la pradera. En este estudio, la alfalfa mostró un crecimiento estacional, en tanto las pariciones y la producción de leche se mantuvieron durante el año y no existió un periodo planeado sin producción donde las vacas se secan al mismo tiempo; como ocurre en los esquemas estacionales en pastoreo(24). De acuerdo con el modelo de fenología, existieron 173 días con una TAF mayor al promedio, dejando un periodo de 192 14

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días donde la producción forrajera puede mejorarse atendiendo sus limitantes: temperatura, agua y nutrientes. Debido a los efectos del cambio climático, se pronostican inviernos menos fríos y noches más cálidas(25,26); esperándose entonces, un mejor desempeño de la alfalfa de acuerdo con el modelo de regresión respecto a la temperatura ambiental. De noviembre a febrero se encontró la menor TAF y podría apoyarse una mayor TAF al aplicar estratégicamente nitrógeno como fertilizante(27) y, un manejo de riego adecuado para satisfacer la demanda por evaporación. Para apoyar mejor estas decisiones se necesitan datos de la humedad en el suelo y el nitrógeno mineralizable. Sin embargo, también en el periodo noviembre a febrero la concentración de PC en la alfalfa fue alta en relación a la necesidad de nutrimentos y sería necesario balancear la dieta con suplementos o promover el crecimiento de gramíneas en la pradera. Las fluctuaciones en el rendimiento de leche sugieren que hay oportunidad para aumentarlo, dado que el rendimiento por hectárea no sigue precisamente al rendimiento individual, particularmente durante el periodo noviembre a febrero. Una estrategia sería enfocar la suplementación y mejor manejo de la pradera en ese periodo.

Conclusiones e implicaciones De acuerdo con los resultados obtenidos queda clara la importancia de conocer el comportamiento productivo de la producción forrajera en términos de kg de MS acumulados por unidad de tiempo y superficie cosechada. En este estudio, la altura mínima de corte para evaluar el pastoreo fue de 10 cm, con el fin de mantener un margen de seguridad contra el sobrepastoreo y disminuir la defoliación de los rebrotes de alfalfa. A menor masa residual de forraje en la pradera también fue menor la masa disponible para el pastoreo y la tasa de acumulación del mes siguiente. A menor masa residual postpastoreo, disminuyó la energía metabolizable proveniente de la pradera, siendo importante compensarla con la adición de alimento suplementario. Un umbral mínimo para el manejo de la masa residual sería entre 400 y 500 kg de MS ha-1 en función del periodo del año, particularmente de noviembre a febrero. En los meses cuando el porcentaje de utilización de la pradera fue mayor y la suplementación fue baja se observó una disminución en la producción por hectárea de sólidos totales de leche; la suplementación tuvo un efecto compensatorio. La temperatura nocturna tuvo un efecto positivo sobre la tasa de acumulación de forraje y lo mismo sucedió en los casos de la temperatura diurna sobre el rendimiento de leche o sólidos totales. Los desfases en los picos de producción de la pradera y del rendimiento de leche fueron importantes en este estudio. El modelo de producción de leche durante todo el año, la estacionalidad en la producción de la alfalfa y la presencia de ineficiencias en el manejo del pastoreo se pueden atender sobre todo considerando que en un estimado de 192 días se encontraron fuera de la temporada fenológica principal y con tasas de acumulación de MS inferiores al 50% del máximo. Se identificó la relevancia de la suplementación alimenticia para el ganado en 15

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pastoreo de alfalfa y su uso estratégico durante periodos del año y en relación a los niveles de rendimiento de sólidos totales de leche. Finalmente, es necesario un estudio más profundo sobre las interacciones entre el microclima en un modelo pastoril de producción de leche usando alfalfa, sobre todo por el déficit en la precipitación pluvial y la justificación del riego ante otras opciones productivas.

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https://doi.org/10.22319/rmcp.v11i1.4740 Artículo

Efecto de la mezcla ensilada de Pennisetum purpureum y Tithonia diversifolia sobre la fermentación ruminal in vitro y su emisión de metano en el sistema RUSITEC

Vilma A. Holguín a,b* Mario Cuchillo-Hilario c,d Johanna Mazabel c Stiven Quintero c Jairo Mora-Delgado b

Universidad Nacional de Colombia - Palmira. A.A 237, Palmira, Colombia.

Grupo de Investigación Sistemas Agroforestales Pecuarios, Universidad del Tolima, A.A. 546, Ibagué, Colombia. c

International Center for Tropical Agriculture (CIAT), A.A. 6713, Cali, Colombia.

Instituto Nacional de Ciencias Médicas y Nutrición Salvador Zubirán (INCMNSZ), Departamento de Nutrición Animal, Ciudad de México, México.

*Autor de correspondencia: vholguin@ut.edu.co

Resumen: Los ganaderos del trópico tradicionalmente han usado dietas con base en gramíneas con limitaciones nutricionales. Tal deficiencia, exige la suplementación con otras especies forrajeras de alta calidad proteica. El objetivo de este estudio fue evaluar la asociación de Pennisetum purpureum(PP) y Tithonia diversifolia (TD), así como el efecto de la adición de bacterias ácido lácticas (BAL) sobre las variables de la cinética ruminal y la producción de metano en un sistema 19

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de Simulación del Rumen (RUSITEC). Se emplearon cuatro tratamientos: T1) ensilaje de PP al 100% sin inóculo como grupo testigo; T2) mezcla de PP y TD (67:33%) sin inóculo; T3) mezcla de PP y TD (67:33%) adicionada con inóculo de BAL (Lactobacillus paracasei - T735); y T4) mezcla de PP y TD (67:33%) adicionada con inóculo comercial (Sil-all®4x4). Los datos se analizaron mediante un diseño completamente al azar. No hubo efecto de los tratamientos (T2, T3 y T4) versus testigo (T1) en la concentración de NH4-N (P<0.05). En comparación con el control, T4 redujo a los ácidos grasos volátiles un 57 % (P<0.0001). T4 redujo el CH4 liberado, frente al testigo (T1) 1.36 y 2.43 (mmol/g), respectivamente (P<0.05). La reducción de la población de protozoos ciliados no mostró diferencias (P>0.05). La disminución en la emisión de CH4 por gramo de MS en ensilajes (PP/TD), posiblemente se explica por una menor degradación de la fibra y sugiere que habrá menos emisiones de CH4 por unidad de proteína comestible producida. Sin embargo, la cantidad total de metano que se libera no fue diferente estadísticamente. Palabras clave: Defaunación, Fibra, Protozoos, Digestión, Ensilaje.

Recibido: 05/01/2018 Aceptado: 23/11/2018

Introducción En la zona tropical existe la mayor biodiversidad genética de plantas vasculares por unidad de área del mundo, no obstante esta riqueza, los sistemas de alimentación animal se han basado principalmente en el uso de muy pocas especies vegetales, siendo más reducida la gama de árboles y arbustos forrajeros(1). Por ello, ante la enorme demanda de carne y leche proyectada para alimentar a una población humana y ante los altos costos de producción de las materias primas para la alimentación animal, es importante recurrir a esta biodiversidad para buscar otras fuentes alimentarias y aprovechar así la oferta natural local de manera racional(2). Los productores del trópico tradicionalmente han utilizado dietas basadas en la asociación de gramíneas, nativas o introducidas, con significativas limitaciones nutricionales, derivadas de los altos contenidos de pared celular, que se traducen en una baja ingestión y por tanto limitado consumo de nutrientes digeribles. Generalmente, esto se debe a una fermentación microbiana deficiente que se refleja en un flujo y una absorción de nutrientes inferior a la que requieren los rumiantes(3). Tal deficiencia demanda el uso de alimentos suplementarios, así como la introducción

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de leguminosas en pasturas de gramíneas, la suplementación con forraje de leguminosas arbustivas o la suplementación con otras especies leñosas no leguminosas de alta calidad proteica(4). La mezcla de la diversidad de especies en la dieta de los rumiantes ha sido concebida como una alternativa eficiente para mejorar la oferta proteica y energética en el trópico(5). Tal alternativa puede concebirse como la oferta de mezclas de forrajes ofrecidos mediante ramoneo, corte, acarreo o prácticas de conservación de forrajes por procesos de ensilaje(6). Una mezcla apropiada para mantener un balance adecuado de proteína energía lo constituye una proporción de 70:30, entre la fuente de energía y la fuente proteica, así, generalmente la mezcla comúnmente usada se ha conformado entre gramíneas y leguminosas en la proporción señalada(7). No obstante, la fuente proteica puede ser otra planta no leguminosa, entre la gran diversidad de leñosas forrajeras que existen en el trópico(8). Tithonia diversifolia(TD) ha constituido una de las especies predilectas usadas en alimentación animal, por su alto contenido proteico, alta digestibilidad y versatilidad en el manejo. Un estudio de Lezcano et al(9) reporta datos de MS para TD que varían desde 13.5 % hasta 25.0 %, en función de la edad y la frecuencia de corte y los valores de proteína bruta las cuales variaron entre 11.0 y 29.8 %, con diferencias significativas entre las hojas para los 30 y 60 días. Por su parte, Fasuyi y Ibitayo(10) reportan que las hojas de TD poseen un alto contenido de proteína bruta (20.6 %). Por otra parte, el ensilaje constituye una estrategia de conservación de los nutrientes basada en la fermentación anaeróbica gobernada por bacterias del genero Lactobacillus(11). Sin embargo, el conocimiento del proceso de acidificación del medio y la ensilabilidad de TD es limitado; esto obliga a evaluar el potencial acidificador de las cepas nativas de Lactobacillus(6) y la estabilidad del ensilaje y la reducción de las pérdidas de nutrientes bajo condiciones aerobias, una vez que el ensilaje es expuesto a condiciones aerobias(12). Al respecto, existen reportes que indican una optimización del proceso de fermentación anaeróbica inducido por mezclas que pueden mejorar las características del alimento, especialmente con TD(6,10). Las técnicas de simulación de la fermentación ruminal (mediante cultivos continuos como el artificial rumen simulation system - RUSITEC) y de producción de gas, constituyen dos de los procedimientos experimentales in vitro más utilizados en la actualidad para el estudio de los procesos de fermentación ruminal, pues permiten el control de las condiciones bajo las cuales se lleva a cabo la fermentación y de los factores de variación que la afectan(13). Los métodos de simulación se basan en el mantenimiento de pequeñas cantidades de fluido ruminal bajo condiciones ambientales (anaerobias, de temperatura y cinética) controladas, de modo que la biota microbial pueda actuar a discreción sobre la materia prima en prueba(14,15). En este sistema, un equipo debidamente acondicionado permite el mantenimiento de una población normal del fluido ruminal, bajo condiciones estrictamente controladas durante largos períodos de tiempo(16). Este sistema fue desarrollado por Czerkawsky y Breckeridge(17) y modificado por Machmuller et al(18)

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y se usa específicamente, para determinar la fermentación, mediante la simulación de actividades fisiológicas de la digestión ruminal, durante periodos de tiempo relativamente largos. Esta técnica de simulación de rumen permite analizar la fermentación in vitro durante una escala de tiempo suficiente que evidencie la posible adaptación de los microbios en el rumen. El objetivo de este estudio fue evaluar la asociación de Pennisetum purpureum (PP) y Tithonia diversifolia (TD), así como el efecto de la adición de bacterias ácido lácticas (BAL) sobre las variables de la cinética ruminal y la producción de metano en un sistema de simulación del rumen(RUSITEC).

Material y métodos Esta investigación se desarrolló en el Laboratorio de Calidad de Forrajes del Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT), coordenadas geográficas 3°30´09´´ N y 76°21´´18´´O, localizado en el Municipio de Palmira (Valle del Cauca), Colombia.

Forrajes utilizados La biomasa de TD fue obtenida en etapa de prefloración (60 días) a un corte de 40 cm sobre el nivel del suelo incluyendo hojas y tallos en febrero del 2013 en la granja experimental de la Universidad Nacional de Colombia, Sede Palmira (1,000 msnm, 24°C, precipitación anual de 1,020 mm y humedad relativa de 72 %). PP fue recolectado a los 75 días de edad (10 cm sobre el nivel del suelo). Ambos forrajes fueron cortados a un tamaño de partícula de 2-3 cm usando un molino de tres cuchillas, 7.5 HP, 1400 rpm y 4.5 Amperios Marca Gaitán.

Preparación de ensilajes Los forrajes TD y PP se ensilaron con una humedad de 30 y 35 % de materia seca respectivamente. Se emplearon cuatro tratamientos: T1) ensilaje de PP al 100% sin inóculo como grupo testigo; T2) mezcla de PP y TD (67:33%) sin inóculo; T3) mezcla de PP y TD (67:33%) adicionada con inóculo de BAL (Lactobacillus paracasei - T735 previamente aislado de TD); y T4) mezcla de PP y TD (67:33%) adicionada con inóculo comercial Sil-all®4x4 [mezcla de BAL: Streptococcus faecium (CNCM (National Collection of Microorganisms Cultures) I-3236), L. plantarum (CNCM I-3235), Pediococcus acidilactici (CNCM I-3237) y L. salivarius (CNCM I-3238)] como se muestra en el Cuadro 1. Los microsilos fueron hechos en triplicado. Ambos inóculos se aplicaron a una concentración de 104 UFC/g. Las mezclas de los forrajes (1,000 g cada uno) fueron empacadas en

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vacío siguiendo las recomendaciones del modelo Rostock para ensilajes(19) y fueron almacenadas durante 90 días en oscuridad a temperatura ambiente (25 °C). Al día 90, los ensilajes fueron abiertos, liofilizados y molidos (Thomas Wiley Mill 4, con una criba de 1.0 mm). Cuadro 1: Tratamientos analizados en el proceso de digestión en microsilos elaborados a partir de Pennisetum purpureum (PP) y Tithonia diversifolia (TD) Mezcla (%) Inóculo T1 PP (100) Sin inóculo T2 TD /PP (33/67) Sin inóculo T3 TD /PP (33/67) T735 T4 TD /PP (33/67) SIL-ALL®4x4 T1= ensilaje de PP al 100% sin inóculo como grupo control; T2= mezcla de PP y TD (67:33%) sin inóculo; T3= mezcla de PP y TD (67:33%) adicionada con inóculo de bacterias ácido lácticas - BAL(Lactobacillus paracasei T735); y T4= mezcla de PP y TD (67:33%) adicionada con inóculo comercial (Sil-all®4x4).

Fermentación ruminal in vitro en el sistema RUSITEC El sistema RUSITEC consta de ocho tubos fermentadores que permiten la evaluación simultánea de máximo ocho tratamientos. En este estudio, se analizaron cuatro tratamientos con dos repeticiones, el efecto de corrida se usó como repetición. El periodo experimental fue de 10 días, de los cuales los primeros cuatro días corresponderán al período de adaptación de los microorganismos a las dietas experimentales y los siguientes seis días para la recolección de datos y toma de muestras. Se tomaron los ocho tubos fermentadores y se les adicionaron 890 ml de líquido ruminal y 110 ml de solución buffer o saliva artificial(20). El líquido ruminal, previo a su adición se filtró a través de cuatro capas de gasas. El flujo de saliva artificial se dosificó en una bomba que garantizó el suministro continuo de 500 ml por día cada fermentador, equivalente a una tasa de dilución de 0.5 por día. Al inicio de cada período experimental se pusieron a incubar 60 g de contenido ruminal y 16 g de MS de los ensilajes experimentales empacadas por separado para cada tubo fermentador. Las dietas se empacaron en bolsas de nylon con medidas de 13.5 x 6.5 cm (NItex 03-100/32, SEFAR, Heiden, Suiza) y poros de 100 µm. Posteriormente, cada 24 h se remplazó una de las bolsas por una nueva, empezando con la bolsa que tenían contenido ruminal, para tener cada bolsa incubada por 48 h. Posterior al cambio de las bolsas, el aire de los fermentadores se desplazó con N2 para restablecer las condiciones anaeróbicas. Las bolsas se retiraron de los fermentadores y se lavaron con agua fría hasta que el agua fuese clara para ser almacenadas a -20 ºC.

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La alimentación de los fermentadores fue diaria; 4 h antes de hacer esta alimentación se tomaron muestras de líquido ruminal para determinar el potencial redox, el pH, concentración de amonio y el recuento de microorganismos. El gas colectado se almacenó en bolsas SupelTM Inert Foil Gas Sampling Bags, Screw Cap Valve 10 Liter y se cuantificó mediante desplazamiento de agua.

Análisis bromatológico Previo al proceso de digestión en RUSITEC a las muestras de cada tratamiento se les determinó la composición química al igual que después del proceso a los residuos de la incubación. Los análisis bromatológicos de calidad nutricional fueron efectuados siguiendo las normas AOAC(21) 930.15, NFTA Method 2.1.4 para determinación de en horno a 105°C, AOAC(22) 973.18, NFTA Method 4.1 para Fibra detergente Ácida(FDA), Van Soest(23) para fibra detergente Neutra(FDN), Tilley y Terry(24) modificado por Moore(25); para la determinación de Proteína cruda (PC) por Kjeldahl se aplica la norma AOAC 984.13. La digestibilidad estimada de la materia seca (DEMS) fue determinada mediante la ecuación: DEMS = 88.9 – ( 0.779 x FDA). Para hacer la determinación de la concentración de amonio se hizo siguiendo el “Intruction Manual for Ammonia Electrode (NH3)”. Para esto se calibraron 3 puntos 1.10 y 100 mmolar tomando en cada calibración 20 ml de la solución molar se agitó y se le agregó 1 ml de hidróxido de sodio y así sucesivamente con los otros dos puntos (10 y 100 mmolar); una vez calibrado se tomó la muestra la cual a 1 ml de inóculo se le adicionó 18 ml de agua destilada y 1 ml de hidróxido de sodio y se hizo la lectura.

Determinación de pH y potencial redox La determinación de potencial redox y del pH se hizo con un equipo acondicionado para tomar ambas lecturas, modelo SG8, marca Mettler-Toledo serie: B 337764747. Para esto se tomaron 6 ml del líquido ruminal de cada fermentador y se hizo la medición con el electrodo respectivo. Los equipos fueron calibrados antes de iniciar la toma de los datos.

Recuento de protozoarios Para el recuento de protozoarios se tomaron 2,000 µL de solución Hayem (HgCl2, 2.5 g/L; Na2SO4, 25 g/L; NaCl, 5.0 g/L) y 500 µl de líquido ruminal (días 0 y 1) o 100 µl de solución Hayem y 1,000 µl del líquido ruminal (días 2 a 8) en tubos plásticos. Para el recuento se utilizó la Cámara

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NEUBAUER, 0.1 mm Deep HAUSSER SCIENTIFIC. Posteriormente se contaron los protozoarios presentes en el total del área de la cámara siguiendo la metodología de Rojas(26).

Determinación de metano Para la determinación del CH4 se utilizó un cromatógrafo: Shimadzu GC-2014.Columna: Shimadzu; el cual posee una serie de columnas empaquetadas para metano: 4m H-D 80/100, 0.7m S-Q y 1.5 P-N. Temperatura columna: 80 °C. temperatura del detector: FID 25 °C. temperatura del inyector: la inyección en este equipo se maneja directo a un cable, el cual está a temperatura ambiente, pues no se hace por puerto de inyección tradicional como lo manejan otros equipos. Gas de arrastre: Nitrógeno Column Flow: 30.83 ml/min.

Análisis estadístico Los datos se analizaron mediante un diseño completamente al azar (P< 0.05). Para el análisis de las variables evaluadas se usó un procedimiento de modelos lineales generales y mixtos de medidas repetidas usando el software Infostat Versión 2010. En el modelo se incluyeron los efectos fijos de tratamiento, tiempo de medición y su interacción. El tiempo de incubación se consideró un efecto aleatorio. En cada variable evaluada se analizaron diferentes estructuras de covarianza y se estimó el mejor modelo de análisis teniendo como criterio de selección los estadísticos de información Akaike (AIC) y Bayesiano (BIC).

Resultados y discusión En el Cuadro 2 se presenta la composición química de los ensilajes que se sometieron a un proceso de digestión en el sistema RUSITEC. Se observa que en el nivel de PC de los ensilajes no hubo diferencias significativas (P=0.5182). Este resultado es posiblemente debido a que la inclusión de TD no fue lo suficientemente importante para modificar este parámetro; una mayor proporción de TD en los ensilajes podría haber generado diferencia significativa entre los tratamientos. Principalmente, el ensilado preparado con PP/TD y enriquecido con T735 es el que tiene la PC más alta (7.8 %), que es parecida a la proteína de ensilaje obtenido por Roa et al(27), que alcanzó el 8 % y 6 %, a los 30 y 90 días de fermentación, respectivamente.

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Cuadro 2: Composición bromatológica de los ensilajes analizados antes de RUSITEC (valores expresados como porcentaje de la materia seca)

Variable MS PC FDN FDA Cenizas MO DEMS

% % % % % % %

T1 T2 T3 T4 Media DE Media DE Media DE Media DE 92.46 0.01b 92.52 0.04bc 91.77 0.08a 92.74 0.1c 5.55 0.64a 7.20 1.70a 7.80 1.13a 7.50 2.12a 74.05 0.11a 69.1 0.63b 65.09 0.07c 68.56 0.3b 51.02 0.00a 52.15 1.31a 49.92 0.18a 51.21 0.4a 12.51 0.01b 11.96 0.29b 10.91 0.07a 11.71 0.4ab 87.49 0.01a 88.04 0.29a 89.09 0.07ab 88.29 0.4b 49,15 0,00 a 48,28 1,02 a 50,01 0,14 a 49,01 0,34 a

MS= materia seca; PC= proteína cruda; FDN= fibra detergente neutra; FDA= fibra detergente ácida; MO= materia orgánica; DEMS=digestibilidad de la materia seca. ab Valores con distinta literal son diferentes P<0.05.

Por otra parte, también es evidente que el nivel de fibra (FDN) fue mayor en T1 (P<0.0001) con diferencias significativas respecto a los otros tratamientos, siendo T3 el ensilaje en el cual este parámetro fue significativamente menor. A diferencia de proteína cruda, el contenido de fibra en PP en relación a TD en la mezcla, modificó significativamente esta variable y pudo ser la razón de obtener menores valores de FDN. La FDN en los microsilos, tiene una respuesta opuesta al incremento de la proporción de TD en la mezcla, ya que con el incremento del nivel de inclusión de TD, el porcentaje de FDN se reduce. Barahona y Sánchez(28) sugieren que el contenido de FDN en los forrajes oscila entre 30 y 80 % y que entre mayor es la proporción de fibra, disminuye la productividad de los animales que los consumen. Esto se asocia con el consumo de MS, así, mientras mayor sea el contenido de fibra, mayor será el tiempo de retención en el rumen, lo que disminuye el consumo voluntario de forraje. Cabe señalar que la FDN obtenida en los ensilajes que contienen TD fue entre 15 y 19 puntos más alta de los reportados en los ensilajes de esta misma especie(27) que fue de 54.5 %; también la FDA reportada por este autor fue más alta (32%) en 90 días de ensilaje. En el presente estudio, para la variable de FDA, el efecto de tratamiento no presento diferencias significativas, aunque se muestra una tendencia a disminuir en T3. Estas diferencias posiblemente obedecen al estado de madurez de PP, el cual en este ensayo tubo una edad mayor (75 días) que el forraje de TD usado en los microsilos usados por Roa et al(27). Las cenizas mostraron diferencias significativas en T3 respecto a T1 y T2 (P<0.0141). La materia orgánica fue significativamente mayor en T3 respecto a T1 y T2. Para el caso de la digestibilidad de los ensilajes, no se observó diferencias entre los tratamientos (P=0.1311). Mayores contenidos de FDN sugieren una menor digestibilidad de la materia seca, especialmente cuando la proporción de lignina es mayor en tratamientos con especies leñosas -como T2, T3 y T4 que incluyeron hojas y tallos de TD-. Sin embargo, esto no se refleja en este 26

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estudio. Las implicaciones de los altos contenidos de pared celular han sido reportadas como causa de una baja digestibilidad, lo cual puede restringir el uso de los forrajes para el consumo animal(8,16, 28) .

Características del líquido ruminal El proceso de fermentación al interior de RUSITEC después de 8 días, indica que las características del líquido ruminal aislado (Figura 1), durante la evaluación de las dietas presenta un ligero aumento en el pH respecto a la acidez normal del rumen oscilando entre 7.3 y 7.4, sin embargo, entre tratamientos no presentó variación significativa (P>0.05). Es probable que el incremento de pH constituya una respuesta a una dieta básicamente fibrosa, dado que la fibra larga estimula la rumia y la secreción puede incrementar la producción de saliva(29), la cual actúa como lubricante del alimento consumido, con un pH 8.2 en promedio, alto contenido de sodio, potasio, bicarbonato y fosfato(29,30). Estas características que se simulan en la saliva artificial del RUSITEC, podrían tender a subir el pH en el licor ruminal para luego estabilizarse por su capacidad buffer. Además de este efecto de la saliva artificial, la tendencia creciente, desde un pH ácido hacia la basicidad, puede explicarse en la tendencia a la baja, a medida que trascurren los días, de la producción de ácidos orgánicos. Figura 1. Acidez del rumen de ensilajes elaborados a partir de Pennisetum purpureum (PP) y Tithonia diversifolia (TD) en RUSITEC

T1= ensilaje de PP al 100 % sin inóculo como grupo control; T2= mezcla de PP y TD (67:33%) sin inóculo; T3= mezcla de PP y TD (67:33%) adicionada con inóculo de bacterias ácido lácticas – BAL (Lactobacillus paracasei T735); y T4= mezcla de PP y TD (67:33%) adicionada con inóculo comercial (Sil-all®4x4).

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El equilibrio del ambiente ruminal se mantiene gracias a la solución tampón derivada de la secreción salival alcalina, que modula la acidez propia de la fermentación de carbohidratos en el rumen el cual se debe mantener alrededor de 5.8 a 7 por lo que tiende a mantener el pH del rumen cerca de la neutralidad(29). De todos los factores del medio ruminal, el pH es el más susceptible a variación, y la ración es el factor más determinante de los cambios. El mantenimiento del pH ruminal es el resultado de la producción y la neutralización o eliminación de protones en el medio ruminal. Mientras que las fermentaciones de carbohidratos no estructurales (CNE) son energéticamente más eficientes, son altamente acidogénicas, y su aportación debe limitarse o contrarrestarse con carbohidratos estructurales (CE) ya que estos aportan capacidad de tampón al medio ruminal(31). El potencial redox se mantuvo en los niveles adecuados del ambiente ruminal (Figura 2), sin diferencias significativas entre tratamientos (p>0.05); esto sugiere una simulación en el RUSITEC muy aproximada al ambiente anaerobio del rumen. Allí, es posible encontrar algo de oxígeno en ocasiones, producto posiblemente, de su introducción a través del alimento ingerido o el agua(3,15). Así, la baja concentración de oxígeno, según lo indica un potencial negativo de oxidación (Eh) generan un Eh entre -250 y -450 milivoltios (mV), el cual estimula el crecimiento de microorganismos anaerobios(32). Figura 2. Potencial redox de ensilajes elaborados a partir de Pennisetum purpureum (PP) y Tithonia diversifolia (TD) en RUSITEC

T1 ensilaje de PP al 100 % sin inóculo como grupo control; T2= mezcla de PP y TD (67:33%) sin inóculo; T3= mezcla de PP y TD (67:33%) adicionada con inóculo de bacterias ácido lácticas - BAL(Lactobacillus paracasei T735); y T4= mezcla de PP y TD (67:33%) adicionada con inóculo comercial (Sil-all®4x4).

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Degradación de la materia seca La degradación media de la MS en ocho días de digestión en RUSITEC fue significativamente más alta (P<0.0001) en T3 (41.33±5.63) respecto a T1 (37.88 ± 5.76) y T2 (34.61 ± 4.79) (Figura 3) aunque sin diferencias significativas frente a T4 (39.71±5.90). El análisis longitudinal permite apreciar diferencias (P<0.0001) de la degradación después de 8 días respecto al inicio. Las dietas con inclusión de TD en el ensilaje reflejan una mayor degradación de la MS, lo cual es explicado por el menor contenido de fibra de las dicotiledóneas proteicas no leguminosas y una mayor digestibilidad y degradabilidad de los forrajes, inversamente relacionados con su contenido de FDN(28) Figura 3. Degradación de la materia seca de ensilajes elaborados a partir de Pennisetum purpureum (PP) y Tithonia diversifolia (TD) en RUSITEC

T1= ensilaje de PP al 100% sin inóculo como grupo control; T2= mezcla de PP y TD (67:33%) sin inóculo; T3= mezcla de PP y TD (67:33%) adicionada con inóculo de bacterias ácido lácticas - BAL(Lactobacillus paracasei T735); y T4= mezcla de PP y TD(67:33%) adicionada con inóculo comercial (Sil-all®4x4).

Ácidos grasos volátiles (AGV) Como se puede ver en la Cuadro 3, la producción de AGV no fue afectada por los tratamientos, mostrando una producción menor para el T3 frente a los otros tratamientos y el control; sin embargo, no hubo diferencias significativas. Es importante anotar que con una dieta a base de forrajes, los AGV pueden proveer entre el 50 y el 85 % de los requerimientos energéticos del

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animal; también es importante saber que la proporción entre AGV, gases de efecto invernadero (GEI) como CO2, CH4 y H2 libre es en promedio 65, 27 y 0. 2% respectivamente, de los gases presentes en el rumen(33). Cuadro 3. Efecto de diferentes dietas de la mezcla Pennisetum purpureun (PP) y Tithonia diversifolia (TD) sobre la fermentación in vitro en el rumen Testigo Mezcla (33% TD + 67% PP) (100% PP) Sin Inoculo T-735 Silall P valor Variables T1 T2 T3 T4 AGV, mmol/l Acetato, mmol/l Propionato, mmol/l Butirato, mmol/l Acetato/Propionato Metano, mmol/g Amonio, mmol/l Protozoarios(1*105)

50.10±14.2a 27.86±8.5a 13.34±2.9a 8.35±2.6a 2.06±0.2c 2.43±1.1a 0.13±0.07a 0.05±0.00a

40.5A±8.57a 23.45±5.1a 10.83±2.2a 5.87±1.2b 2.16±0.1bc 1.53±0.9ab 0.06±0.00bc 0.1±0.00a

39.87±10.2a 24.34±6.2a 10.86±2.5a 4.22±1.1c 2.23±01ab 1.42±1.6ab 0.05±0.00bc 0.05±0.00a

41.18±11.2a 25.14±6.5a 10.99±2.6a 4.26±1.7c 2.29±0.1a 1.36±1.4b 0.06±0.01bc 0.15±0.00a

0.3247 0.4875 0.3525 <0.0001 0.0009 <0.0001 <0.0001 0.7681

T1= ensilaje de PP al 100% sin inóculo como grupo control; T2= mezcla de PP y TD (67:33%) sin inóculo; T3= mezcla de PP y TD(67:33%) adicionada con inóculo de bacterias ácido lácticas – BAL(Lactobacillus paracasei T735); y T4= mezcla de PP y TD (67:33%) adicionada con inóculo comercial (Sil-all®4x4). ab Letras diferentes significan diferencias significativas (P<0.05).

La composición de estos productos de la fermentación difiere entre las dietas. El efecto entre tratamientos, aunque no fue significativo (P= 0.4875), sugiere que T1 aumentó el drenaje de acetato respecto a los tratamientos que incorporan TD. La misma tendencia se presentó en el drenaje de propionato, aunque sin diferencias estadísticas entre los tratamientos (P=0,3525). En el caso del butirato, sí presentó diferencias significativas entre tratamientos (P<0.0001), siendo notoria la mayor producción de este ácido en el testigo (T1) y más bajo en los tratamientos que incorporan TD, con una menor proporción en los tratamientos T3 y T4 posiblemente, por efecto del inóculo adicionado a estos dos tratamientos. Es sabido que para el rumiante, la formación de propionato es energéticamente más eficiente que la de butirato y que la de acetato, ya que la producción de estos dos últimos lleva al escape de átomos de carbono que no pueden ser quemados, en forma de CH4 (o átomos de H que no se convierten en AGV)(34). Eso significa que las dietas de solo gramíneas conducen a una alta segregación de butirato, perdiendo carbonos en forma de CH4. Similar a lo reportado por GarcíaGonzález et al(35) en una evaluación de aditivos probados en RUSITEC, en este estudio se verifica que, si bien el total de AGV no fue afectado por los tratamientos, su perfil fue notablemente modificado. Esto se confirma en que hubo diferencias significativas en la relación

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acetato/propionato, siendo significativamente mayor en T4 y T3 (P=0.0009), respecto a T1. Según Jarrige et al(36), la proporción molar de los AGV en el rumen es: acético (65 %); propiónico (20 %); butírico (13 %) y otros (2 %). Los perfiles de estos ácidos en el presente estudio están ligeramente alterados, sin embargo, se conserva la tendencia, siendo evidente que es en el T4 donde se encuentran las proporciones más cercanas a las sugeridas por Jarrige: 60.7; 26.7; 9.7 y 2.9 % para los ácidos acetato, propionato, butirato y otros, respectivamente. En dietas totalmente a base de forrajes, la relación acetato:propionato se acerca a 3:1 pero, a medida que se aumenta el porcentaje de concentrados en la dieta, la relación se estrecha a 2:1 o menor(16).

Nitrógeno amoniacal (NH3-N) La producción de NH3-N (como medición del metabolismo del N dietario) fue más baja en los tratamientos que incluyeron TD. Esto podría indicar una más baja degradación de la proteína dietaria en estos tratamientos. El más alto nivel de amonio en el T1 está probablemente relacionado a una mayor proteólisis. La producción diaria de NH3-N cambió a lo largo del tiempo en todos los tratamientos (P<0.0001). En general, los valores se incrementaron el primer día, pero luego decrecieron gradualmente, confirmando el desempeño de este parámetro reportado por Martínez et al(16). En el día 8 NH3-N fue más alto en T1 con diferencias significativas frente a los tratamientos que incorporan TD. Sin embargo, a pesar de lo similar de la digestibilidad de la MS en los tratamientos que contienen TD, NH3-N fue más bajo en T3, pero sin diferencias significativas frente a T4 y T2. Se observó esta respuesta a pesar de la mayor entrada de N en el sistema con T3. Estudios han demostrado que se aumenta la incorporación de N dietético en N microbiano y reduce NH3-N(37, 38) con forrajes de alta calidad proteica. Esto indicaría un ritmo más lento la degradación de proteínas en las dietas que incorporan TD. La concentración de amoniaco que se observó en el líquido ruminal en los diferentes tratamientos fue mucho más baja respecto a lo reportado(39) de 3.26 mmol/l, pero más cercana a lo que encontraron Hess et al(3) (1.76 mmol/l) al incubar un sustrato compuesto por 1/3 de Cratylia argéntea y 2/3 de Brachiaria dictyoneura en un sistema RUSITEC. Estas cifras están por debajo de la concentración sugerida por Satter y Slyter(40) de 3.6 mmol/l para maximizar la síntesis de proteína microbial en el rumen.

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Emisión de metano El análisis de la producción neta de CH4 por g de MS, generado a los ocho días de incubación en RUSITEC (Cuadro 3.), fueron cercanas a las reportadas por Abreu et al(39) de 1.47 y 1.61 mmol/g de MS de una mezcla de heno de Brachiaria dictyoneura y con aditivos. Así, los resultados de este estudio indican que estas emisiones fueron mayores en T1 con diferencias significativas frente a T4 que fue el que menos cantidad de CH4 emitido presentó. El T1 presenta las mayores emisiones dada su condición de ensilaje de gramínea con altos niveles de pared celular. Debe recordarse que en un experimento con la metodología de producción de gases(41) a las 60 h después del inicio de la incubación, se detectó en el punto de inflexión un 80 a 88 % del gas total producido. En el estudio citado, los ensilajes de solo gramínea generaron altos niveles de CH4 emitido, pero disminuye con la inclusión de TD. A su vez, es consistente con los datos reportados por La O(42), que en mezclas de forraje (TD/PP) encontraron una producción descendente de CH4 (33.3; 30.1 y 28.06 ml) a medida que se incrementa la inclusión de TD en 15, 30 y 100 %, respectivamente. Abreu et al(39) sugieren que la disminución en la emisión de CH4 por gramo de MS degradada, es probable que se explique por la menor degradación de la fibra y sugiere que habrá menos CH4 emitido por unidad de proteína animal comestible, a pesar de la cantidad total de CH4 liberado no se reduzca. La diferencia en la producción de CH4 a partir de un ensilaje de PP/TD podría ser debido, en parte, a la acción de taninos condensados (TC), ya que se ha informado que la presencia de estos en forrajes de especies leñosas, reduce las emisiones de CH4(43). El forraje de TD, aunque presenta niveles leves de TC(9), no es despreciable la presencia de estos TC entre un 1.0 y un 1.4 %, respectivamente, en épocas de bajas precipitaciones y estaciones de lluvia(44). Por otra parte, la mayor proporción de pared celular en un forraje está relacionada con una mayor producción de CH4, como es el caso del ensilaje T1. Esto debido a que la baja digestibilidad ruminal de la FDN, significa más FDN sobrepasante del rumen y ser depositada ésta en el intestino grueso, donde puede ser fermentada y producir CH4 por acción de microbios metanogénicos(35, 43). La población de protozoarios, como medida de la biomasa microbiana del rumen constituye un buen indicador, dado su alto peso en la microbiota, pues aunque su número es menor en comparación con las bacterias, estos microorganismos tienen un mayor volumen individual, dando lugar a una masa celular de protozoarios semejante a la masa de las bacterias(16), además estos microrganismos colonizan y degradan los tejidos vegetales en el rumen y producen enzimas capaces de degradar los polisacáridos vegetales y hemicelulosas(29). En este estudio, esta población cambió a lo largo del tiempo en todos los tratamientos. En general, los valores decrecieron

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gradualmente durante los tres primeros días, estabilizándose en valores medios sin diferencias significativas (P>0.05) durante los últimos cuatro días. No se presentaron diferencias significativas (P>0.05) en el recuento de protozoos entre los diferentes tratamientos, sin embargo, entre los tratamientos que contenían TD (T2, T3 y T4) el número de protozoos se redujo en el ensilaje T3 que presento el más alto porcentaje de PC, lo cual coincide con lo afirmado por Abreu et al(39) de que la mayor defaunación se presenta en un sustrato suplementado con una leguminosa de alta calidad. En su estudio, el mismo autor, sugiere que la reducción de la población ciliada (protozoos) está asociada a un potencial de defaunación de los forrajes con altos contenidos de metabolitos secundarios, como taninos y saponinas, que no necesariamente está relacionado con la reducción de la metanogénesis, pero sin duda la utilización de nitrógeno es más eficiente.

Conclusiones e implicaciones Las características del líquido ruminal aislado en el RUSITEC, se mantuvo en los niveles propios del rumen. Tanto el potencial de hidrogeniones como el potencial redox, no presentaron diferencias significativas en sus fluctuaciones tanto en los tratamientos de Pennisetum purpureum (PP) (100 %) y en las mezclas PP/ Tithonia diversifolia (TD), con y sin inoculo en el ensilaje. Los ensilajes que incorporaron TD, presentaron la menor cantidad de CH4 emitido. Se presentó un ligero aumento en el pH respecto a la acidez normal del rumen (7.3 y 7.4). Sin embargo, entre tratamientos no hubo variación significativa. El potencial redox no presentó diferencias significativas entre tratamientos. El nitrógeno amoniacal, fue más bajo en los tratamientos que incluyeron TD. Los ensilajes que incorporaron TD presentaron la menor cantidad de CH4 emitido. Esta reducción, podría traducirse en condiciones prácticas, en una reducción de CH4 emitido por unidad de proteína animal producida que sería útil aun cuando la cantidad total de CH4 emitido no disminuya.

Agradecimientos Se agradece al Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT) y la Universidad del Tolima por el apoyo técnico y financiero. Especialmente, se agradece el apoyo técnico de Patricia Ávila y Orlando Trujillo del Laboratorio de Calidad de Forraje del CIAT.

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https://doi.org/10.22319/rmcp.v11i1.4913 Artículo

Dinámica de crecimiento y senescencia del pasto pangola como respuesta a diversas alturas de corte

José Dantas Gusmão Filho a* Daniela Deitos Fries b Braulio Maia de Lana Sousa c Jailson Lara Fagundes c Alfredo Acosta Backes c Daniel Lucas Santos Dias d Sarita Socorro Campos Pinheiro e Fábio Andrade Teixeira b

Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia de Sergipe - Rodovia Juscelino Kubitschek, s/n - Zona Rural, Nossa Senhora da Glória - SE, 49680-000. b

Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia, Bahia, Brasil.

Universidade Federal de Sergipe, São Cristovão, Sergipe, Brasil.

Universidade Estadual de Feira de Santana, Bahia, Brasil.

Instituto Federal de Educação, Ciencia e Tecnologia de Sergipe. São Cristovão, Sergipe, Brasil.

* Autor de correspondencia: dantas.zoot@hotmail.com

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Resumen: El objetivo del estudio fue conocer la dinámica del crecimiento y senescencia del forraje de Digitaria eriantha Steud. cultivar Survenola al alcanzar diferentes alturas de corte (25, 35, 45 y 55 cm), en dos épocas del año (lluvias y seca). El experimento se condujo en la Universidad Federal de Sergipe, en San Cristóbal-Sergipe, entre el 26/03/2015 y el 28/03/2016, con un diseño de bloques completos aleatorizados y cuatro repeticiones. Las unidades experimentales fueron irrigadas, y al alcanzar las plantas las alturas preestablecidas, se cortaron a 10 cm sobre el nivel del suelo. Las dos alturas de rebrote mayores redujeron en la época seca la densidad poblacional de tallos basales y aéreos; sin embargo, independientemente del tipo de tallo y la época del año, la densidad de población de tallos aumentó durante el período de descanso. La intercepción de luz en la época seca se incrementó (P<0.05) en las alturas de corte mayores, y en la época de lluvias su comportamiento fue cuadrático. Las alturas de corte mayores aumentaron (P<0.05) la tasa diaria de senescencia de las hojas y la tasa diaria de crecimiento de los tallos basales y aéreos. Las tasas de acumulación total y acumulación neta de forraje de tallos basales, independientemente de las épocas, tuvieron una relación positiva con el incremento en las alturas de corte. La mayor altura de corte produjo la mayor producción diaria de los tallos; además, la menor altura de corte no permitió a la gramínea expresar su potencial productivo. El intervalo de defoliación entre las alturas de 35 a 45 cm es el más indicado, pues favorece el control en el crecimiento del tallo y la senescencia de las hojas. Palabras clave: Acumulación de forraje, Digitaria eriantha, Intercepción luminosa, Morfogénesis.

Recibido: 24/05/2018 Aceptado 10/12/2018

Introducción Digitaria eriantha Steud cv. Survenola, nombrada recientemente por la estandarización de la escritura científica (1), una vez fue conocida como Digitaria umfolozi y se le identifica popularmente en Brasil como "faixa-branca" o "pangolão". Es una planta híbrida de baja fertilidad obtenida del cruce entre D. setivalva Stent y D. valida Stent que tiene una forma de crecimiento de mata y se propaga a través de estolones. Es algo tolerante a los períodos de baja precipitación debido a su capacidad de capturar rocío, que se condensa y forma gotas de agua. La planta tiene una alta capacidad de rebrote, lo que favorece su uso para pastoreo y cosecha (2). También es la especie de pasto más utilizada en el noreste de Brasil,

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especialmente en los estados de Sergipe y Bahía, principalmente debido a su persistencia en el suelo y las condiciones climáticas de esa región, lo que ha despertado el interés de los productores; sin embargo, la información sobre la producción de esta planta forrajera aún es incipiente, y los resultados existentes a menudo se originan en regiones con diferentes condiciones ambientales(3). La acumulación neta de hierba en una pastura es el resultado del equilibrio entre el crecimiento, la senescencia y la muerte de los tejidos, que son una consecuencia del crecimiento de nuevas estructuras(4) como las hojas y los tallos en los macollos individuales, y del número de macollos existentes (densidad), asociada con patrones de macollaje (apariencia, mortalidad y supervivencia)(5). Sin embargo, otros factores como la cantidad y calidad de luz, temperatura, agua y nutrientes disponibles en el medio ambiente local y la estrategia de manejo adoptada, interfieren con la fotosíntesis y con la dinámica de crecimiento y senescencia de un pasto(6). Los incrementos en la masa del forraje influyen en el índice de área foliar (LAI) y, en consecuencia, en la ligera intercepción. La altura de la cubierta se puede utilizar como un indicador del momento adecuado para la defoliación, ya que los LAI por encima del "límite crítico", cuando la cubierta vegetal intercepta el 95% de la luz incidente, favorecen la acumulación de tallos y material senescente(7). Sin embargo, adoptar un período de descanso fijo o predeterminado para una especie de pasto no es una estrategia de manejo efectiva para monitorear el crecimiento y la estructura del pasto, dadas las alteraciones físicas y estructurales que sufre la planta durante todo el año. En vista de las consideraciones anteriores, el presente estudio fue propuesto para evaluar la dinámica de acumulación de forraje de Digitaria eriantha cv. Survenola sometida a diferentes alturas de la cubierta vegetal en dos estaciones del año (de lluvias y de secas).

Material y métodos El estudio se llevó a cabo en la Sección de Plantas Forrajeras de la Universidad Federal de Sergipe (UFS), ubicada en el municipio São Cristóvão - SE, Brasil (10 ° 55'53.7 "S, longitud 37 ° 06'18.8" O, 5 msnm). Según la clasificación de Köppen, el clima en la región es de tipo tropical Awa. La precipitación anual promedio, la temperatura y la humedad relativa del aire en São Cristóvão son 1,200 mm, 25.5 ºC y 75%, respectivamente(8).

El Instituto Nacional de Meteorología entregó los datos climáticos registrados durante este estudio. En las Figuras 1 y 2 se muestran las estaciones lluviosa y seca.

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Figura 1. Precipitación, evapotranspiración potencial y temperaturas promedio máximas y mínimas durante el periodo experimental(9)

Precipitación y Evapotranspiración (mm)

35 30 25 20 15 10 5 0

Precipitación (mm) Temperaturas Máximas Temperaturas Mínimas

Temperatura (ºC)

Seca

Lluviosa 300 250 200 150 100 50 0

Evapotranspiración Potencial (mm) Temperaturas Promedio

1800

1600

Seca

Lluviosa

80.0 75.0

1400

70.0

1200

65.0

1000

60.0

800 600

55.0

400

50.0

Radiación global (KJ/M²)

Humedad relativa (%)

Radiación global (Kj m²)

Figura 2. Radiación global (Kj m2) y humedad relativa del aire durante el periodo experimental (9)

Humedad relativa (%)

El suelo en el área experimental se clasificó como un Quartzipsamment de textura arcillosa(10) con un relieve plano. Antes del establecimiento del experimento se extrajeron con una barrena muestras de suelo de una profundidad de 0-20 cm de tres áreas de cada parcela, y se mezclaron para generar una muestra compuesta. Posteriormente, se enviaron al Instituto Tecnológico y de Investigación del Estado de Sergipe (ITPS) para un análisis de las propiedades químicas y del tamaño de las partículas que revelaron la siguiente composición: materia orgánica= 10.6 g.dm‒3; pH en H2O= 6,15; P= 45,4 mg.dm‾3; Na= 0.053 cmolc.dm⁻ 3; Ca= 3,78 cmolc.dm‒ 3; Mg= 1.925 cmolc.dm‒ 3; Al= 0.08 cmolc.dm⁻ 3; H + Al= 0,67 41

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cmolc.dm‒3; suma de bases= 5,77 cmolc.dm⁻ 3; CEC= 6.44 cmolc.dm ‒3; saturación de bases= 89.60 %, y contenido de arcilla 9.97 %. De acuerdo con los resultados del análisis del suelo y de conformidad con las recomendaciones del Comité de Fertilidad del Suelo del Estado de Minas Gerais (Comissão de Fertilidade do Solo do Estado de Minas Gerais), no se requirió encalado, ya que el contenido de saturación base del suelo era 89.6 %. Sin embargo, fue necesaria la fertilización de mantenimiento, por lo que se aplicaron 200 kg ha‒ 1 K2O en forma de cloruro de potasio, dividido en tres fracciones(11). Durante el período experimental, la fertilización se realizó con 300 kg de N ha‒ 1 año‒ 1 en forma de sulfato de amonio. Debido a que los intervalos de cosecha dependían del tiempo en el que las plantas alcanzaron las alturas de corte objetivo impuestas como tratamientos, se aplicaron diferentes cantidades de fertilizante nitrogenado después de cada cosecha. El pasto se estableció en un área total de 90 m2 en junio de 2014. El área se dividió en 16 parcelas experimentales de 5.2 m-2. En marzo de 2015, se hizo un corte de uniformidad en todas las parcelas con rastrojo de 10 cm para comenzar el estudio. Las evaluaciones comenzaron el 26/03/2015 y finalizaron el 28/03/2016, totalizando 368 días de período experimental. Las parcelas se regaron con 5 mm de agua durante los períodos de estrés hídrico cada dos días debido a la baja capacidad de retención de agua del suelo y la necesidad de mejorar la utilización de fertilizantes y maximizar el crecimiento de la hierba. Los tratamientos consistieron en cuatro alturas de corte (25, 35, 45 y 55 cm) de cosecha evaluadas en dos momentos del año: lluvias (26 de marzo a 20 de septiembre de 2015) y estaciones secas (21 de septiembre a 20 de marzo de 2016). Una vez finalizada cada evaluación, se recortaron las plantas en todas las parcelas experimentales a 10 cm de hierba residual. Se adoptó un diseño experimental de bloques completos al azar, con cuatro repeticiones, con 16 unidades experimentales. La altura de la cubierta se midió dos veces por semana, en cinco puntos por unidad experimental, usando una regla graduada en centímetros(12). Cada vez que las cubiertas alcanzaban las alturas preestablecidas, se supervisaba el período de descanso (PD) (tiempo requerido para que la cubierta alcanzara las alturas establecidas), su índice de área foliar y la intercepción de luz utilizando un analizador de cubierta SunScan® (Delta Devices Ltd., Cambridge, Reino Unido) en tres puntos aleatorios por unidad experimental (parcelas). Las evaluaciones correspondieron a una lectura realizada sobre la cubierta y otra a nivel del suelo (debajo de la cubierta). La dinámica de acumulación de forraje se evaluó semanalmente en cinco macollos basales y cinco aéreos seleccionados al azar y marcados (a partir del momento en que surgen) por unidad experimental en la que se mide el alargamiento de las hojas y tallos, y la senescencia de las hojas. En el último día de cada evaluación, todos los materiales marcados se cortaron 42

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al nivel del suelo (timones basales) o en el punto de inserción (timones aéreos), se envolvieron en una bolsa de plástico y se transportaron inmediatamente a una habitación fría para minimizar las pérdidas de humedad. Con estos datos, se estimaron las tasas de alargamiento de la hoja y el tallo y la tasa de senescencia de la hoja (cm macollos‒ 1 día‒ 1), que se utilizaron para calcular la tasa de acumulación de forraje(13). Posteriormente, se secaron los macollos basales y aéreos en un horno de aire forzado a 65 ºC durante 72 h y se pesaron. Se calculó un factor de conversión de longitud-masa dividiendo la masa de cada componente entre su crecimiento respectivo, que se utilizó para convertir todas las lecturas de campo de macollos cm‒1 d‒ 1 a macollos mg‒ 1 d‒ 1. Finalmente, se multiplicaron estos valores por la respectiva densidad de macollos en cada unidad experimental para calcular la materia seca forrajera (MS) en kg ha‒1 d‒1 Se evaluó la densidad de los macollos vivos utilizando un marco de metal de 0.25 m2 colocado al azar por unidad experimental, siempre antes de la cosecha. Por lo tanto, los valores para las tasas de alargamiento de la hoja y el tallo y la tasa de senescencia de la hoja se transformaron en tasas de crecimiento de la hoja y el tallo, y la tasa de senescencia de la hoja (kg ha‒1 d‒1 materia seca), respectivamente, para los macollos basales y aéreos. La suma del crecimiento de la hoja y el crecimiento del tallo dio como resultado la tasa de crecimiento total, mientras que la tasa de acumulación de forraje se calculó como la diferencia entre la tasa de crecimiento total y la tasa de senescencia de la hoja (14). Los análisis de varianza se realizaron, considerando un diseño de bloques al azar con cuatro repeticiones, y la descomposición ortogonal de la suma de los cuadrados de tratamiento en efectos lineales, cuadráticos y cúbicos para sondear el mejor ajuste del modelo. La importancia de los efectos se analizó mediante la prueba F, a α = 0.05, utilizando el Sistema de Análisis Estadístico de Paquete Computacional (SAS), versión 9.0.

Resultados y discusión

La densidad de macollos (TD) disminuyó linealmente (P<0.05) para los macollos basales (Figura 3A) y aéreos (Figura 3B) en la estación seca a medida que aumentaron las alturas de la cubierta vegetal. Lo mismo no fue influenciado (P>0.05) durante la temporada de lluvias.

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750 500 Ŷ(○) = 5,5647+0,7832*D R2 = 0,99 Ȳ () = 540

250

0 25

35 45 Altura de corte (cm)

0 25

35 45 55 Altura de corte (cm)

Ŷ() = 55,109+1,556*D-0,015*D2 R2 = 0,99

Ŷ(○) = 900,2-7,5357*D R² = 0,72

LI (%)

RP (días)

250

100

Ŷ(○) = 277,44-1,8892*D R² = 0,80 Ȳ () = 144

500

90 85

Ŷ() = 2,1426+0,7798*D R2 = 0,96

0 25

750

TD (macollos m-2)

TD (macollos m -2)

Figura 3. Densidad del macollo (TD, A y B), periodo de descanso (RP; C) e intercepción de luz (LI; D) de macollos basales (A) y aéreos (B) de pasto pangola como una función de la altura de corte durante las temporadas de lluvia () y de secas (○)

Ŷ(○) = 75,063+0,3136*D R2 = 0,88

35 45 55 Altura de corte (cm)

25 D

Altura de corte (cm) Temporadas de secas

Temporadas de lluvia

El período de descanso (Figura 3C) de los macollos basales, en las dos estaciones; y la intercepción de luz (LI) (Figura 3D) en la estación seca aumentó linealmente (P<0.05) con las alturas de la cubierta. En la temporada de lluvias, esta última variable respondió cuadráticamente (P<0.05) con un valor máximo de LI del 95.5 % a la altura de la cubierta de 55 cm (Figura 3D). La reducción en la densidad de los macollos basales (Figura 3A) y aéreos (Figura 3B) en la estación seca, a medida que aumenta la altura de la cubierta puede explicarse por el período de descanso más largo (Figura 3C); es decir, durante el tiempo para alcanzar las alturas de la cubierta objetivo, la producción de hojas y el alargamiento del tallo aumentaron, lo que inicialmente contribuyó a aumentar la intercepción de la luz (Figura 3D), pero finalmente redujo la incidencia de luz debajo de la cubierta. La reducción de la incidencia de luz en la base de la cubierta causó la disminución de la densidad del macollo, debido a que se inhibió la activación de las yemas basales y axilares para la producción de nuevos macollos (15), ya que el tiempo de descanso fue mayor para las alturas superiores de la cubierta. En un experimento con Marandu Palisade grass, los intervalos de cosecha más largos afectaron negativamente las densidades del macollo, posiblemente debido a la cantidad y calidad de la

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luz que llega a la cubierta(16). La reducción de la luz en la base del pasto con el aumento de la altura del mismo, influye en la reducción de la densidad de población de los macollos (17). En el período seco, los intervalos entre cosechas para que la cubierta alcanzara las alturas predefinidas fueron en promedio 11.5 % más largos que en el período lluvioso. Aunque las parcelas fueron irrigadas, la evapotranspiración (Figura 1) y la capacidad limitada de retención de agua en el suelo pueden explicar estos resultados; es decir, la cantidad de agua no fue suficiente para proporcionar las condiciones ideales para el crecimiento de las plantas. En la temporada de lluvias, las condiciones climáticas (p. ej., mayor precipitación) (Figura 1) y radiación solar de 1197.3 kj m2 (Figura 2) influyeron positivamente en el crecimiento de las plantas. Estos resultados probablemente se deban a las mayores tasas de fotosíntesis, que pueden culminar en una producción elevada de foto asimilables, proporcionando así mejores condiciones para el crecimiento de las plantas. En una evaluación de los rasgos estructurales de la hierba de Tanzania, se tuvieron que producir más hojas para que la cubierta vegetal alcanzara el 95 o 97 % de LI, por lo que las plantas de hierba podían interceptar más luz y requerir períodos de descanso más largos(15). Cuanto más tiempo necesite la cobertura vegetal para alcanzar una altura preestablecida, mayor será la acumulación de forraje, especialmente en condiciones favorables, como mayor precipitación, temperatura y luz. Sin embargo, esta mayor masa de forraje puede resultado del crecimiento del tallo y del material muerto, ya que el aumento de la producción de hojas se estabiliza y el crecimiento del tallo y los procesos de senescencia se aceleran(7). La tasa de crecimiento de la hoja (LGR) en los macollos basales (Figura 4A) y aéreos (Figura 4B) no fue influenciada (P>0.05) por el aumento de las alturas de la cubierta durante las estaciones lluviosas y secas. Sin embargo, la tasa de senescencia foliar de los macollos basales (Figura 4C) y aéreos (Figura 4D), y la tasa de crecimiento del tallo (SGR) de los macollos basales (Figura 4E) y aéreos (Figura 4F) en ambas estaciones aumentaron linealmente (P<0.05), ya que las alturas de la cubierta eran mayores Como resultado, debido a su período de descanso más largo (Figura 3C), la altura más alta de la cubierta vegetal (55 cm) reduciría la productividad del pasto, ya que no se registran tasas de crecimiento diarias más altas bajo este tratamiento. Los resultados para la tasa de senescencia de las hojas (Figuras 4C y D) pueden ser una consecuencia de los períodos de descanso más largos (Figura 3C), lo que llevó a las hojas a alcanzar su vida útil máxima y aumentar la tasa de senescencia. Las alturas máximas de la cubierta vegetal otorgaron un mayor desarrollo de la planta, como consecuencia, más hojas completaron su vida útil y el tejido senescente se acumuló(18). Las tasas de senescencia de los macollos basales (Figura 4C) y aéreas (Figura 4D) durante la temporada de lluvia fueron 43 y 26 % más altas, en promedio que en la estación seca, respectivamente. Esto se explica por la mayor precipitación (Figura 1) en el período húmedo. La radiación solar y la temperatura en esta última temporada (Figura 2) promediaron 1197.3

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kj m2 y 27.8 ºC, en ese orden. A pesar del riego durante los meses con precipitaciones más escasas, la evapotranspiración (Figura 1) podría haber influido en estos resultados.

Figura 4. Tasas de crecimiento foliar (LGR, A and B), senescencia foliar (LSR, C y D) y crecimiento del tallo (SGR, E y F) de los macollos basales (A, C y E) y aéreos (B, D y F) del pasto pangola como una función de la altura de corte durante las temporadas de lluvia () y de secas (○)

50 40 30 20

Ȳ () = 48,07 Ȳ(○) = 44,05

LGR (kg ha-1 dia-1)

50 40

Ȳ () = 5,63

Ȳ(○) = 6,14

20 10 0

0 25

30 Ŷ() = -5,0635+0,9572*D R2 = 0,83 Ŷ(○) = -4,1136+0,7602*D R2 = 0,94

20 10 0 25

SGR (kg ha-1 dia-1)

35 45 Altura de corte (cm)

Ŷ() = -22,047+1,4237*D R2 = 0,98

0 25

35 45 Altura de corte (cm)

Ŷ() = -2,5623+0,1272*D R2 = 0,99

30 20

Ŷ(○) = -1,9077+0,0919*D R2 = 0,97

10 0 25

35 45 Altura de corte (cm)

40 20

Ŷ(○) = -29,014 +1,9077*D R2 = 0,96

LSR (kg ha-1 dia-1)

35 45 Altura de corte (cm)

SGR (kg ha-1 dia-1)

LSR (kg ha-1 dia-1)

35 45 Altura de corte (cm)

Ŷ(○) = -0,0635+0,2111*D R2= 0,95

60 40

Ŷ() = 2,6293+ 0,1935*D R2 = 0,96

20 0

35 45 Altura de corte(cm)

Temporadas de secas

Temporadas de lluvia

El aumento de la altura de la cubierta proporcionó un período de descanso más largo (Figura 3C) y favoreció la acumulación del tallo y el material muerto, lo que probablemente se debió al sombreado de las hojas basales. En las máximas alturas de la cubierta, el alargamiento del tallo puede ocurrir como un intento de elevar las hojas más jóvenes al estrato superior del

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pasto, donde la cubierta recibe más radiación fotosintéticamente activa. El aumento de las tasas de alargamiento y crecimiento del tallo debería reducir la calidad del pasto, ya que los tallos son la fracción más fibrosa del forraje, lo que restringe su digestibilidad(15). El sombreado de las hojas en la base de la cubierta vegetal puede reducir su eficiencia fotosintética y la densidad de los macollos en un mecanismo conocido como compensación del tamaño / densidad de la población, además de elevar la acumulación de macollos viejos, que tienen una apariencia de hoja y tasas de alargamiento reducidas y una tasa de senescencia aumentada(19). La tasa de crecimiento total (TGR) (Figura 5A) de los macollos basales aumentó linealmente (P<0.05) en ambas estaciones, pero la tasa neta de acumulación de forraje (NHAR) (Figura 5C) simplemente lo hizo durante la estación seca (P <0.05) ya que las alturas de la cubierta eran mayores. Con respecto a los macollos aéreos, la TGR (Figura 5B) mejoró durante la estación seca, pero permaneció sin cambios durante la estación lluviosa.

NHAR (kg ha-1 dia-1)

Ŷ() = 14,145+1,7367*D R2 = 0,96

Ŷ(○) = 14,888+1,9227*D R2 = 0,99

100 80 60 40 20 0

35 45 55 Altura de corte (cm) Ŷ() = 19,208+0,7795*D R2 = 0,55

Ŷ(○) = 19,002+ 1,1625*D R2 = 0,99

35 45 Altura de corte (cm)

TGR (kg ha-1 dia-1)

140 120 100 80 60 40 20 0

Ȳ () = 14,01 Ŷ(○) = 4,9763+0,2882*D R2 = 0,99

B NHAR (kg ha-1 dia-1)

TGR (kg ha-1 dia-1)

Figura 5. Tasa de crecimiento total (TGR; A y B) y tasa neta de acumulación de forraje (NHAR; C y D) en macollos basales (A y C) y aéreos (B y D) de pasto pangola en función de la altura de corte durante las temporadas de lluvia () y seca (○)

100 80 60 40 20 0

Temporadas de lluvia

Ȳ () = 11,49 Ȳ (○) = 14,73 25

35 45 Altura de corte (cm)

Temporadas de secas

NHAR (Figura 5D) no cambió en las dos estaciones (P>0.05) debido a las alturas de la cubierta La densidad de población de los macollos basales y aéreos (Figuras 3A y 3B), la tasa de senescencia de las hojas (Figuras 4C y 4D) y la tasa de crecimiento del tallo (Figuras

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4E y 4F) influyeron, en diferentes magnitudes, en la TGR y la NHAR de los macollos basales y aéreas durante las estaciones secas y lluviosas. Debido a que las alturas de la cubierta no influyeron en la tasa de crecimiento de la hoja (Figuras 4A y 4B), entonces, la tasa de crecimiento del tallo (Figura 4E y 4F) y, por lo tanto, posiblemente el tamaño de la macolla: la relación de densidad(17) puede explicar la tasa de crecimiento total más alta (Figuras 5A y B) y, en consecuencia, de la NHAR (Figura 5C) a medida que aumentaron las alturas de la cubierta. Los resultados probaron que la densidad de los macollos basales (Figura 4A) y aéreos (Figura 4B) en la estación seca disminuyó, ya que las alturas de la cubierta fueron mayores; mientras que no se encontró ninguna influencia en la temporada de lluvias. Sin embargo, el aumento de la altura de la cubierta puede requerir macollos más pesados para soportar su estructura, lo cual influyó en el crecimiento del tallo (Figuras 4E y 4F) y en las tasas de senescencia (Figuras 4C y 4D). Otros autores encontraron que las estaciones del año y las alturas de la cubierta vegetal también modificaron el tamaño de los macollos: relación de densidad: la disminución de las densidades de la macolla se compensa con un aumento en el peso de los macollos, que resulta de mayores tasas de alargamiento del tallo y la hoja(20). Observaron que las variaciones estacionales influían en los resultados. En un estudio con pasto de Tanzania sometido a tres intervalos de pastoreo (90, 95 y 100 % LI) y dos intensidades de defoliación (25 y 50 cm de altura), los largos períodos de descanso causaron cambios en la estructura de la cubierta vegetal, con una mayor aportación del tallo y de los materiales muertos(21). En nuestro experimento, el aumento de altura de la cubierta vegetal provocó respuestas similares a las reportadas en este último estudio, con mayores proporciones de tallo y mayor senescencia. A la altura más baja de la cubierta (25 cm), los resultados indicaron un aumento en la densidad de los macollos basales (Figura 3A) y aéreos (Figura 3B) durante la estación seca. Sin embargo, para los macollos basales y aéreos en ambas estaciones, hubo una disminución en el período de descanso (Figura 3C), el porcentaje de intercepción de luz (Figura 3D), la tasa de senescencia de las hojas (Figuras 4C y 4D) y la tasa de crecimiento del tallo (Figuras 4E y 4F). Por otro lado, la TGR (Figuras 5A y 5B) para los macollos basales en las dos estaciones y los macollos aéreos en la estación seca fue menor a la altura de la cubierta de 25 cm. Lo mismo ocurrió con la NHAR (Figura 5C) de los macollos basales en ambas estaciones. Con base en estos resultados, se sugiere que, a la altura más baja, la senescencia y el alargamiento del tallo disminuyeron, lo que implica una mejor calidad nutricional del forraje. Sin embargo, las frecuencias de las defoliaciones más altas, con períodos de descanso más cortos, pueden agotar la reserva de energía de las plantas de hierba para el crecimiento de la cubierta y, al final, reducir la persistencia de esta hierba con el tiempo. La mayor altura de defoliación (55 cm) redujo la densidad (Figuras 3A y 3B) de los macollos basales y aéreos en la estación seca; y la tasa de senescencia foliar más alta (Figuras 4C y 4D) y la tasa de crecimiento del tallo (Figuras 4E y 4F) para los macollos basales y aéreos en los dos períodos, lo que puede influir negativamente en la digestibilidad del forraje. Un período de descanso

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más largo puede generar un aumento en las tasas de crecimiento del tallo y del material senescente, lo que puede reducir la calidad del pasto(15). Por lo tanto, dejar que la cubierta vegetal alcance entre 35 y 45 cm puede beneficiar la acumulación de hierba, así como proporcionar una mejor calidad al pasto pangola y, en última instancia, mejorar su productividad. Dependiendo de la época del año y las condiciones de crecimiento, un período de descanso más corto con alturas de defoliación más bajas puede conducir a pérdidas de rendimiento, mientras que los períodos de descanso más largos pueden provocar pérdidas nutricionales y de cantidad. Además, ambos casos pueden provocar una degradación de los pastos (7). Como se dijo anteriormente, la proporción del tamaño de la densidad del macollo influyó en los resultados; el alargamiento del tallo fue mayor posiblemente porque el período de descanso para alcanzar las mayores alturas de la cubierta fue más largo. Otra investigación probó que el peso de los macollos en la etapa vegetativa fue menor que en la etapa reproductiva para Brachiaria decumbens, que también tenía inflorescencias(22). Los mismos autores reportaron que las plantas más altas tenían macollos vegetativos más pesados, pero una menor densidad de macollos. Estos hallazgos pueden explicar los resultados actuales, donde el aumento de altura de la cubierta proporcionó un aumento en la TGR y la NHAR. En la estación seca, los macollos vegetativos cambiaron a una etapa reproductiva que redundó en mayores tasas de crecimiento del tallo. En una evaluación del valor nutricional de los macollos de las plantas Brachiaria decumbens cv. Basilisk, los investigadores encontraron una mayor tasa de alargamiento del tallo cuando los macollos pasaron del estado vegetativo al reproductivo, lo que contribuyó a una menor relación hoja: tallo(23).

Conclusiones e implicaciones El pasto pangola debe manejarse en un intervalo de altura de defoliación de 35 a 45 cm, porque cuando se defolia por encima de este rango, alcanza una mayor acumulación de forraje, en detrimento de una mayor acumulación de tallo y material muerto. Se deben realizar más estudios centrados en la altura residual tomando en cuenta a los animales en los procedimientos de evaluación, bajo diferentes condiciones ambientales.

Agradecimientos Se agradece al Departamento de Ciencia Animal de la Universidade Federal de Sergipe, al Programa de Posgrado en Ciencia Animal de la Universidade Estadual do Sudoeste da Bahia, y al Instituto Federal de Educación, Ciencia y Técnica de Sergipe, Brasil, por el apoyo brindado para el desarrollo de esta investigación. Este estudio fue parcialmente financiado por la Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - Brasil (CAPES) -

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Código de Finanzas 001, y también por el Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) y Fundação de Apoio à Pesquisa e à Inovação Tecnológica do Estado de Sergipe (FAPITEC).

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Manuel Hernández Hernández a Silvia López Ortiz a* Jesús Jarillo Rodríguez b Eusebio Ortega Jiménez a Sergio Pérez Elizalde a Pablo Díaz Rivera a María Magdalena Crosby Galván a

Colegio de Postgraduados. Campus Veracruz. Km. 88.5 Carr. Fed. Xalapa−Veracruz, Predio Tepetates, Mpio. Manlio F. Altamirano, 91690, Veracruz, México. a

Universidad Nacional Autónoma de México. Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Centro de Enseñanza, Investigación y Extensión en Ganadería Tropical, Veracruz, México.

*Autor de correspondencia: silvialopez@colpos.mx

Resumen: Se determinó el rendimiento y calidad del forraje en un sistema silvopastoril con Leucaena leucocephala cv. Cunningham (5,000 árboles ha-1) asociado con Megathyrsus maximus cv. Tanzania, en cuatro intervalos de descanso (20, 30, 40 y 50 días), en dos épocas (lluvias y seca) en clima cálido subhúmedo. Los tratamientos se distribuyeron aleatoriamente a las unidades experimentales (12 parcelas, 24 m2 c/u) y se evaluó el rendimiento y calidad nutritiva del forraje en la época húmeda (agosto-octubre, 2014) y seca (marzo-abril, 2015). La gramínea aportó la mayor proporción de forraje a la biomasa disponible (80 vs 20 %) y se produjo más biomasa total 53

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a 50 días en lluvias (5,300 kg MS ha-1) y seca (1,620 kg MS ha-1); en lluvias, la proteína cruda (PC) de los arboles aumentó gradualmente a 22 % (P<0.05) hasta 50 días, y en seca fue similar entre intervalos (28 %) (P>0.05); fibra detergente neutro (FDN) se mantuvo (44 %) (P>0.05) y fibra detergente ácido (FDA) aumentó (25 %) (P<0.05) a 50 días, mientras digestibilidad in vitro de la materia seca (DIVMS) disminuyó (49 %) (P<0.05). En la gramínea, la PC (10 %) (P<0.001) y DIVMS (58 %) se mantuvieron hasta 40 días y después declinaron (P<0.03), aunque FDN y FDA aumentaron significativamente a 50 días, en ambas épocas. la asociación L. leucocephala y M. maximus, alcanza su mayor producción entre 40-50 días, con mejor calidad nutritiva de la gramínea a 40 días, que se puede compensar con el valor nutritivo del follaje de los árboles hasta los 50 días de descanso, independientemente de la época. Palabras clave: Asociación árbol-gramínea, Sistema silvopastoril, Calidad nutritiva.

Recibido: 30/07/2017 Acepado:07/01/2019

Introducción Las condiciones climáticas de las regiones tropicales de México favorecen la producción de forrajes. No obstante, la temperatura y la precipitación que en una época favorecen el crecimiento vegetal, también pueden ser limitantes en invierno y primavera y afectar el crecimiento de los pastos(1). Las bajas temperaturas y alta nubosidad pueden disminuir el crecimiento durante la transición de lluvias a seca, y la ausencia de precipitación en primavera frena el crecimiento de las gramíneas, ocasionando escasez y baja calidad del forraje(2,3). La asociación de gramíneas y árboles forrajeros en sistemas silvopastoriles es una posibilidad para mejorar la disponibilidad de forraje durante el año y al mismo tiempo mejorar su calidad químiconutricional(4,5). Se ha demostrado que distintas asociaciones de gramíneas y árboles forrajeros pueden ser más productivas que las pasturas de gramíneas(6,7), que la disponibilidad de forraje a través del año puede extenderse durante mayor tiempo aún en condiciones de precipitación estacional(8), y que la calidad nutritiva del forraje ofrecido (follaje de árboles y gramíneas) es mejor que en gramíneas en monocultivos(5,9). Por tanto, la asociación de gramíneas y arboles forrajeros incrementa la producción de forraje total y mejora la calidad de la dieta de los animales en pastoreo(10,11). Aun con las ventajas y beneficios que los sistemas silvopastoriles pueden brindar, es importante evaluar posibles combinaciones de especies árboreas y gramíneas, para asegurar que la 54

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combinación y el manejo promuevan un rendimiento y calidad del forraje disponible óptimos. Megathyrsus maximus cv. Tanzania es una de las gramíneas con mayor aceptación por los ganaderos debido a su alta capacidad de producción, con un contenido de proteína de 10 a 14 % y digestibilidad aceptable (hasta 60-70 %) y buena aceptación del ganado; además, se adapta a condiciones edáficas y climáticas diversas(12,13). En el estado de Veracruz, este cultivar tiene gran capacidad de producción de forraje (hasta 8,317 kg MS ha-1 a los 42 días de rebrote en lluvias y 1,027 kg MS ha-1 a los 35 días de rebrote en el estiaje)(14). El potencial productivo de esta gramínea puede complementarse con las ventajas que brindan los árboles forrajeros cultivados en hileras y en altas densidades(15). Leucaena leucocephala es la especie arbórea más utilizada en los sistemas silvopastoriles; contribuye a mejorar la calidad de la dieta del ganado(16) y a aumentar la cantidad de forraje disponible en los sistemas silvopastoriles. Bajo un manejo adecuado conserva sus hojas verdes en la época seca (marzo-junio) y se convierte en la fuente más importante de forraje, con mejor calidad nutritiva que las gramíneas durante esta época, cuando la disponibilidad de forraje es más baja y con menor contenido de proteína cruda(17,18). También se ha demostrado que tiene un efecto positivo en la capacidad de producción de biomasa y en la composición química de las gramíneas con que se asocia(9,16). En los sistemas silvopastoriles, las gramíneas y árboles tienen diferentes hábitos de crecimiento(19), que determinan diferentes capacidades de rebrote y producción de forraje a través del tiempo(20) y esta diferencia debe considerarse en los planes de manejo(21). En la asociación de Leucaena y Tanzania se recomiendan intervalos de descansos que permitan la recuperación de los árboles sin detrimento de las gramíneas. Es decir, no dejar el sistema demasiado tiempo en descanso porque la gramínea alcanza la madurez más rápido y su calidad nutritiva cambia rápidamente(13). En el manejo de este tipo de asociación deberá considerarse que el periodo de descanso será más largo en comparación con los sistemas de monocultivo a base de gramíneas, debido a que las plantas de Leucaena tardan más tiempo en recuperarse(22), considerando también un posible efecto de la época del año en el crecimiento de cada componente. Por ello, el objetivo de esta investigación fue determinar el intervalo de descanso que permita obtener la mayor producción de forraje con la mejor calidad nutritiva del forraje de un sistema silvopastoril con L. leucocephala y M. maximus, en dos épocas del año, en condiciones de clima cálido y precipitación estacional.

Material y métodos Localización y características del sitio experimental El experimento se realizó en el municipio Juan Rodríguez Clara, Veracruz, México (18° 00′ 11″ 17° 59′ 5″ N, y 95° 16′ 29″ - 95° 16′ 30″ O), a 107 msnm, el clima AW2, que corresponde a cálido subhúmedo con lluvias en verano(23) con la mayor temperatura media en abril (28 oC) y la menor (20 oC) en enero. Durante el periodo de la investigación, la mayor precipitación sucedió entre los 55

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meses de agosto a octubre (235 mm por mes), y las menores (28 mm por mes) de diciembre a abril(24) (Figura 1).

350

300

250

200

Precipitación

150

Temperatura

15 10

100 50

Temperatura (oC)

Precipitación (mm)

Figura 1: Precipitación (mm mensuales) y temperatura (media mensual) de la región donde se realizó el experimento, durante el periodo 2014-2015

Ene Feb Mar Abr May Jun Jul Ago Sep Oct Nov Dic Meses

Sitio y parcelas experimentales Se utilizó un potrero de 0.5 ha con una asociación de la gramínea M. maximus cv. Tanzania y el árbol L. leucocephala cv. Cunningham, establecido en el año 2011. La gramínea se propagó con material vegetativo y los árboles por semilla, los árboles se establecieron a una densidad de 5,000 plantas ha-1 en un arreglo espacial de hileras a 2.0 m de distancia y 1.0 m entre plantas. Previo al experimento, este sistema silvopastoril estuvo sujeto al pastoreo-ramoneo desde los 12 meses después de establecido, bajo el manejo tradicional realizado por el productor, que consistía en pastoreo por periodos de 3 a 4 h diarias después de la ordeña, durante aproximadamente 7 días continuos, con periodos de descanso irregulares (>25 días) y carga animal entre 20 y 27 UA. Dentro del potrero se delimitó un área experimental de 288 m2 donde se trazaron 12 parcelas de 24 m2 (6 x 4 m), y cada parcela funcionó como unidad experimental.

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Composición físico-química del suelo Se realizó un análisis del suelo del sitio experimental. Se tomaron ocho muestras de suelo en zigzag a 30 cm de profundidad y con éstas se formó una muestra compuesta que se utilizó para determinar su composición física y química en el laboratorio(25). Los análisis se realizaron en el Laboratorio de Suelo, Agua y Planta del Campus Veracruz, del Colegio de Postgraduados siguiendo los métodos de la Norma Oficial Mexicana. Se determinó que el suelo es de textura franco arenosa con 64 % de arena, 17 % de arcilla, 19 % de limo (método de Bouyoucos, AS-09), el pH es 6.6, ligeramente ácido (método electrométrico, AS-02); tiene un contenido bajo de materia orgánica (0.15 %) que se cuantificó con el método de Walkley y Black (AS-07), contenía 100 mg L-1 de nitratos (método por Cadmio), 70 mg L-1 de amonio (método Nessler), 108 mg L-1 de potasio (método Turbidímetro) y 27 mg L-1 de fosforo (método de amino ácido). La conductividad eléctrica en el sitio fue 45 dS m-1 estimada con el método de extracto de saturación(26).

Tratamientos y diseño experimental Los tratamientos fueron cuatro intervalos de descanso (20, 30, 40 y 50 días) después del corte, y se asignaron aleatoriamente a cada una de las 12 parcelas experimentales, con tres repeticiones por tratamiento. Se realizaron dos evaluaciones de la biomasa, la primera se realizó del 22 de agosto al 21 de septiembre de 2014 (en lluvias) y la segunda del 23 de mayo al 22 de abril de 2015 (en época seca).

Procedimiento experimental El experimentó se realizó de agosto de 2014 a abril del 2015. En ambas épocas se realizó un corte inicial de la biomasa aérea para uniformizar la altura; la gramínea se cortó a 20 cm de altura y los árboles se podaron a 1.0 m de altura, se hizo una poda parcial que consistió en cortar las ramas principales o más leñosas del árbol(27). Después del corte inicial transcurrieron los tiempos de descanso definidos como tratamientos.

Variables Se determinó la biomasa total disponible de árbol y gramínea y la calidad nutritiva del forraje en cada intervalo de corte. En cada muestreo (época de lluvias y seca), se eligieron aleatoriamente cuatro puntos de muestreo (rectángulos de 2 x 1 m), en cada una de las tres parcelas (repeticiones) de cada tratamiento; dentro de cada rectángulo se cosechó todo el follaje de los árboles que constituía crecimiento nuevo (hojas y tallos tiernos), simulando el ramoneo que realizan los animales, simultáneamente se cosechó la materia verde total del pasto a 20 cm de altura(12,28). De cada punto de muestreo se tomaron dos sub-muestras de biomasa verde, la primera para determinar 57

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la materia seca y la segunda para realizar los análisis de calidad nutritiva. Las muestras de la gramínea y de árbol se secaron en una estufa de aire forzado a 60 oC durante 48 h. Se avaluó la calidad nutritiva de la gramínea y de árbol por separado y se determinó el contenido de proteína cruda (PC) mediante el método de Microkjeldahl(29), fibra detergente neutro (FDN) y ácido (FDA) con la técnica de la bolsa de filtro (ANKOM2000; Ankom Technology, NY, USA) y la digestibilidad in vitro de la materia seca (DIVMS) con la incubadora Daisy de ANKOM y bolsas Modelo F57 (ANKOM Technologies, Macedon, NY, USA)(30,31). Los análisis se realizaron en el Laboratorio de Nutrición Animal del Campus Montecillo,del Colegio de Postgraduados.

Análisis estadísticos Todas las variables de biomasa (total, gramínea y árbol) y calidad nutritiva (PC, FDN, FDA y DIVMS), se analizaron bajo un diseño completamente al azar con arreglo factorial 4 x 2, con cuatro niveles de descanso de la pastura y dos épocas del año. El modelo incluyó los efectos de tratamiento (intervalos 20, 30 40 y 50 días), época (húmeda y seca) y la interacción época*tratamiento. Los análisis se realizaron con el procedimiento GLM (Generalized Linear Model) del paquete estadístico SAS(32). Cuando hubo diferencia estadística (P<0.05) entre tratamientos se realizaron pruebas de comparación de medias de la biomasa y calidad nutritiva del pasto y del árbol con el método LSMeans (Least Square Mean).

Resultados Biomasa forrajera La biomasa forrajera total (gramínea y árboles) difirió de manera significativa (P<0.001) por el efecto de la interacción entre los intervalos de descanso y la época (Cuadro 1). En época de lluvias, la mayor producción se observó a 50 días (P<0.05), la menor a 20 días (P<0.05) y similar en los descansos de 30 y 40 días (P>0.05). En época seca, los rendimientos más altos ocurrieron a los 50 y 40 días que fueron similares entre sí (P>0.05), la producción intermedia a 30 días que fue similar a 40 días (P>0.05), la menor a 20 días y fue similar a 30 días (P>0.05).

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Cuadro 1: Biomasa forrajera de gramínea, árbol y biomasa total (árbol + gramínea; kg MS ha-1) en un sistema silvopastoril con Megathyrsus maximus cv. Tanzania y Leucaena leucocephala cv. Cunningham, a 20, 30, 40 y 50 días de descanso, en dos épocas del año Lluvias

Secas

Intervalos Gramínea

Árbol

Total

Gramínea

Árbol

Total

60 ± 20c

1140 ± 240c

1200 ± 24c

330 ± 250c

40 ± 20a

370 ± 240c

2270 ± 240b 100 ± 20c 2370 ± 24b

680 ± 240bc

20 ± 20a

700 ± 240bc

2330 ± 260b 300 ± 20a 2630 ± 26b

1090 ± 240ab 30 ± 20a

1120 ± 230ab

5110 ± 240a 190 ± 20b 5300 ± 24a

1580 ± 240a

1610 ± 230a

abc

30 ± 20a

Medias con distinta literal en la misma columna indica diferencia estadística (P< 0.05).

El forraje que la gramínea y los árboles aportaron individualmente también difirió por la interacción de intervalo de descanso y época (P<0.001), en los dos casos, la cantidad de forraje aumentó conforme se extendió el periodo de descanso durante las lluvias; la biomasa de la gramínea aumentó de 1,140 a 5,110 kg MS ha-1 y la del árbol de 60 a 190 kg MS ha-1, del intervalos de 20 al de 50 días, sin embargo, durante la época seca mientras la disponibilidad de la gramínea aumentó de 330 a 1,580 kg de los 20 a los 50 días, la biomasa de los árboles se mantuvo baja (alrededor de 30 kg en todos los tratamientos (P>0.05) (Cuadro 1). La gramínea aportó una mayor cantidad de forraje a la biomasa total que los árboles, en ambas épocas (88.6 a 96.3 % de forraje en lluvias y 88.0 a 97.7 % de forraje en seca).

Calidad químico-nutricional de la biomasa Los contenidos de proteína cruda en el follaje de los árboles difirieron de manera significativa por el efecto de la interacción entre el intervalo de descanso y la época (P<0.05). En lluvias, los árboles mantuvieron entre 22 y 29 % PC y se encontró un mayor contenido en el follaje del intervalo más corto (P<0.05) (Cuadro 2); mientras en la época seca, el contenido se mantuvo igual en todos los intervalos de descanso (P>0.05), y en general, superaron a las concentraciones observadas en la época de lluvias. Esta interacción no afectó ninguna otra variable de calidad nutritiva de los árboles (P>0.05).

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Cuadro 2: Proteína cruda (%) de Leucaena leucocephala cv. Cunningham en un sistema silvopastoril con Megathyrsus maximus cv. Tanzania, a 20, 30, 40 y 50 días de descanso Intervalos

Lluvias

Secas

29 ± 1.2a

23 ± 1.2b

26 ± 1.2a

23 ± 1.2b

30 ± 1.2a

22 ± 1.2b

28 ± 1.2a

Medias con distinta literal en la misma columna indica diferencia estadística (P<0.05).

La FDN en el follaje de los árboles se mantuvo estable y no difirió entre los intervalos de descanso (P>0.91), mientras que la FDA varió entre intervalos (P<0.03), y fue similar entre los intervalos 30, 40 y 50 días (P>0.05), que superaron la concentración observada en el intervalo de 20 días (P< 0.05) (Cuadro 3). La digestibilidad del follaje se mantuvo más alta (P<0.03) en los intervalos más cortos (20, 30 y 40 días) y se mantuvieron únicamente de 2 a 3 puntos porcentuales superiores a lo encontrado con el intervalo de 50 días (P<0.05). Cuadro 3: Fibra detergente neutro, fibra detergente acido, y digestibilidad in vitro de la materia seca de Leucaena leucocephala cv. Cunningham en un sistema silvopastoril con Megathyrsus maximus cv. Tanzania, a 20, 30, 40 y 50 días de descanso Intervalos

FDN (%)

FDA (%)

DIVMS (%)

45 ± 1.0a

21 ± 0.8b

52 ± 0.7a

44 ± 1.0a

24 ± 0.8a

52 ± 0.7a

45 ± 1.0a

23 ± 0.8ab

51 ± 0.7ab

45 ± 1.0a

25 ± 0.8a

49 ± 0.7b

FDN= fibra detergente neutro; FDA= fibra detergente acido; DIVMS= digestibilidad in vitro de la materia seca. ab Medias con distinta literal en la misma columna indica diferencia estadística (P< 0.05).

En la gramínea, la PC (P<0.01) y DIVMS (P<0.03) variaron significativamente entre los intervalos de descanso del sistema silvopastoril. En el intervalo de 20 días, la concentración de PC (12 %) superó significativamente (P<0.05) al contenido encontrado a los 30 y 40 días que fueron similares en concentración (10 % de PC) (P>0.05); el intervalo de 50 días tuvo el valor más bajo de proteína (7 %) (Cuadro 4). La DIVMS mostró una tendencia similar a la PC, porque el forraje se mantuvo más digestible en los primeros intervalos, disminuyendo de 4 a 8 puntos porcentuales a los 50 días 60

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(P<0.05). En general, la PC y DIVMS en la gramínea disminuyó conforme aumentó el intervalo de descanso de la pastura. Cuadro 4: Proteína cruda (PC) y digestibilidad in vitro de la materia seca (DIVMS) de Megathyrsus maximus cv. Tanzania en un sistema silvopastoril con Leucaena leucocephala cv. Cunningham, a 20, 30, 40 y 50 días de descanso Intervalos

PC (%)

DIVMS (%)

12 ± 0.5a

60 ± 1.3 a

10 ± 0.5b

58 ± 1.3 a

10 ± 0.5b

58 ± 1.3 a

7 ± 0.5c

54 ± 1.3 b

abc

Medias con distinta literal en la misma columna indica diferencia estadística (P< 0.05).

La FDN (P<0.002) y FDA (P<0.001) en la gramínea difirieron por efecto de la interacción entre el intervalo de descanso y la época. En lluvias, la acumulación de FDN fue similar entre los intervalos de 20, 30 y 40 días, y en su conjunto fueron inferiores (P<0.05) al contenido a los 50 días, coincidiendo con el valor más alto en FDA para ese intervalo (Cuadro 5), y los intervalos de 20, 30 y 40 días fueron similares (P>0.05); mientras que, en época seca, FDN en la biomasa fue similar entre los intervalos de 40 y 50 d, que a su vez fueron significativamente superiores (P<0.05) al contenido encontrado a los 20 y 30 días. Los mayores contenidos de FDA también se encontraron a los 40 y 50 días sin diferencias significativas entre ellos (P>0.05) y los valores más bajos se observaron a los 20 y 30 días (P<0.05). Cuadro 5: Fibra detergente neutro (FDN) y fibra detergente acido (FDA) de Megathyrsus maximus cv. Tanzania en un sistema silvopastoril con Leucaena leucocephala cv. Cunningham, a 20, 30, 40 y 50 días de descanso, en dos épocas del año Lluvias

Secas

Intervalos

FDN (%)

FDA (%)

FDN (%)

FDA (%)

69 ± 0.8b

37 ± 0.7b

62 ± 0.8c

28 ± 0.7c

68 ± 0.8b

38 ± 0.7b

66 ± 0.8b

32 ± 0.7b

69 ± 0.8b

39 ± 0.7b

70 ± 0.8a

36 ± 0.7a

74 ± 0.8a

44 ± 0.7a

71 ± 0.8a

36 ± 0.7a

abc

Medias con distinta literal en la misma columna indica diferencia estadística (P<0.05).

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Discusión La biomasa total se mantuvo más alta con el intervalo de corte más largo (50 días) durante ambas épocas, este aumento se puede asociar a un mayor tiempo de recuperación de las plantas (tanto árbol como gramínea) que les permite acumular más reservas en raíz y tallo(33,34) y por lo tanto tener un rebrote vigoroso. Sin embargo, el aporte de biomasa de árbol fue inferior al aporte de la gramínea debido a la baja densidad de árboles (5,000 plantas ha-1) en el sistema silvopastoril(6), otros autores han encontrado mayor aporte de forraje de esta especie en densidades altas hasta de 35,000 árboles ha-1(7). El rendimiento tanto de los árboles como de la gramínea dependió de la interacción del intervalo de descanso con época. Esto se debe a que las condiciones para el crecimiento de las plantas son diferentes entre las épocas. Al igual que en otros estudios realizados en condiciones de precipitación estacional(12), las condiciones climáticas en la época húmeda (temperatura y precipitación) que prevalecieron durante esta investigación, favorecieron la producción de forraje de ambas especies(35,36). En época de lluvias, el corte de 50 días se realizó a una temperatura de 25 oC y 287 mm de precipitación acumulada, que favorecieron el crecimiento de ambas especies. Por el contrario, durante la época seca, la escasa precipitación (21 mm) con temperaturas más altas (28 oC) no permitieron que las plantas expresaran su potencial de producción. También, cuando se depende de la humedad por precipitación, algunos intervalos de descanso coinciden con periodos más homogéneos de disponibilidad de humedad que otros, y eso se observó en el intervalo de 40 días cuya producción fue similar a la de 30 días en ambas épocas(37,38). Por otro lado, los árboles en la época seca muestran un comportamiento similar entre intervalos porque las condiciones de humedad limitadas son más homogéneas a través del tiempo sin variar la disponibilidad de humedad; su respuesta se diferencia de las gramíneas (que si varían aun en la época seca), posiblemente por ser plantas con hábitos de crecimiento y estrategias de sobrevivencia distintas(39,40) que les permiten explorar capas más profundas del suelo para usar recursos como el agua. Debido a que las condiciones agroecológicas (tipo de suelo y clima) varían entre las regiones y el manejo también puede variar, es difícil comparar los resultados con los obtenidos por otros autores(1,41), la biomasa forrajera total en el presente estudio a los 50 días (5,300 kg MS ha-1), es comparable a los 4,350 kg con 42 días de descanso reportados de la asociación Cynodon nlemfuensis y L. leucocephala, también en la época de lluvias(42). Comparado a lo reportado por otros(22) quienes en una asociación de L. leucocephala y las gramíneas Brachiaria ruziziensis y Pennisetum (Dawar napier y Taiwan A25) encontraron 7,080 kg MS ha-1 a 40 días de reposo, durante la época de lluvias. Sin embargo, también se han reportado 2,690 kg(7) a los 45 días de 62

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descanso en la asociación de L. leucocephala y M. maximus en la época seca, bajo condiciones de riego; cantidades mayores (3,221 kg) fueron observadas(43) en una asociación Cenchrus ciliaris-L. leucocephala a los 42 días, durante la época seca y sin riego. La biomasa forrajera del sistema silvopastoril mantuvo la calidad nutritiva más alta entre los 40 y 50 días de descanso. Mientras la gramínea tendió a disminuir su calidad después de los 40 días (más fracciones de fibra y menos PC y DIVMS), los árboles mantuvieron su follaje con mejores concentraciones de PC y DIVMS sin variar las cantidades de fracciones de fibra (FDN y FDA). Es sabido que los árboles de L. leucocephala mantienen su contenido de proteína hasta los 70 días (24 %) durante las lluvias(44) y que las gramíneas, independientemente de la especie, disminuyen su concentración de nutrientes más rápido que los árboles, debido a que sus ciclos de crecimiento son más cortos(20) y alcanzan la madurez más rápido, disminuyendo su calidad químico-nutricional. Por ejemplo, se ha reportado que C. nlemfuensis disminuye su calidad a partir del intervalo de 42 días en época de lluvias(45), así sucede también después de 40 días de descanso en las gramíneas B. ruziziensis y Pennisetum (Dawar napier y Taiwan A25)(22). La época definió la calidad nutritiva de la biomasa; en el follaje de los árboles se observó un efecto marcado en los niveles de proteína que fueron más altos (hasta 8 puntos porcentuales) en la época seca. En la gramínea, el mayor efecto de la época se manifestó en menores cantidades de FDN y FDA en la época seca; también en que, durante las lluvias, las fracciones de fibra se mantuvieron estables durante los primeros 40 días y aumentaron significativamente hasta los 50 días, en cambio, en la época seca el contenido de las fracciones de fibras aumentó gradualmente a través del tiempo (de los intervalos). Una mayor calidad nutritiva de la biomasa en la época seca puede atribuirse a que el déficit de agua limita el crecimiento de las plantas retardando la madurez de las plantas, y al haber menor crecimiento hay menor demanda de metabolitos del contenido celular para formar tejido estructural, de ahí que las fracciones FDN y FDA resultan más estable en la época seca(46). La gramínea tuvo menor proporción de tallos en su biomasa en la época seca que en época húmeda. Otros autores han reportado un aumento en la concentración de proteína y disminución de las fracciones de fibra en el follaje de L. leucocephala(44,47,48) y de las gramíneas(49,50) en la época seca. Aun cuando no se comparó la calidad nutritiva de los árboles con la calidad de la gramínea, se observó la tendencia a una menor digestibilidad del follaje de los árboles, esto también se ha observado en otros trabajos(51,52) y se ha atribuido a una mayor lignificación en los árboles. Aunque a los 50 días de descanso los tallos nuevos de L. leucocephala no mostraron signos de lignificación, se sabe que las ramas de árboles y arbustos se lignifican para mantener su estructura(45) y que el contenido de lignina limita la digestibilidad de la materia(53), esto podría explicar parcialmente una menor digestibilidad del follaje de los árboles. Sin embargo, también puede relacionarse a la presencia de taninos condensados en esta especie(54) que pueden disminuir la digestibilidad de la materia seca, porque los taninos condensados tienen la particularidad de ligar la proteína y hacerla disponible en el intestino delgado(55). No obstante, la forma de crecimiento y las estrategias de 63

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obtención de recursos de los árboles les permite mantener mayor calidad nutritiva durante periodos más prolongados que las gramíneas(56). Esto hace que en un sistema silvopastoril estos componentes se complementen para ofertar forraje de mayor calidad nutritiva. La calidad nutritiva en los árboles es similar a lo que se ha reportado (29 % PC, 49 % FDN, 23 % FDA y 59 % DISMS) para la misma especie a los 42 días de descanso(44), y también a la calidad que se ha encontrado (30 % PC, 38 % FDN y 20 % FDA) a 30 días en la época seca(48). La calidad nutritiva que se determinó en la gramínea en esta investigación es comparable a la de C. ciliaris a los 42 días de descanso (11 % PC y 48 % DIVMS)(48, 56). De la misma manera, también es comparable a la calidad de M. maximus (11% PC, 62% FDN y 59% DIVMS) manejada a intervalos fijos de 45 días, en la época de nortes(16).

Conclusiones e implicaciones Bajo las condiciones en que se realizó esta investigación, la asociación de L. leucocephala y M. maximus alcanza su mayor producción en la época húmeda, y en el intervalo de 50 días. Al mismo tiempo, la calidad nutritiva de la gramínea decae después de los 40 días, mientras que la calidad del forraje de los árboles se mantiene aún en los 50 días, independientemente de la época. Para definir el punto óptimo de pastoreo de un sistema silvopastoril como éste, es necesario tomar en cuenta tanto la cantidad de biomasa disponible como la calidad nutritiva de ambos componentes. A los 40 días la gramínea está en su punto más nutritivo, sin embargo, la biomasa forrajera total en el sistema es 50 % menor a la que se produce a los 50 días, por tanto, el pastoreo puede hacerse entre los 40 y 50 días buscando una mayor producción de forraje, sabiendo que la calidad nutritiva de la gramínea en este momento es menor, pero que puede compensarse con la calidad que mantiene el follaje de los árboles. La biomasa que aportan 5,000 árboles ha-1 en un sistema silvopastoril es baja, pero esto es posible cambiarlo aumentando la densidad de plantas.

Agradecimientos Se agradece al Sr. José Barrera Morfin por proporcionar acceso a su sistema silvopastoril y por su apoyo incondicional durante la fase de campo de esta investigación.

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https://doi.org/10.22319/rmcp.v11i1.5226 Artículo

Consumo de follaje de Erythrina americana Miller en ovejas Blackbelly x Pelibuey

Diana Fabiola Hernández-Espinoza a Jesús Alberto Ramos-Juárez a Roberto González-Garduño b Luz del Carmen Lagunes-Espinoza a María Aurelia López-Herrera c Jorge Oliva-Hernández d*

Colegio de Postgraduados, Campus Tabasco. Tabasco, México.

Universidad Autónoma Chapingo, Unidad Regional Universitaria Sursureste. Tabasco, México. c

Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias, Campo Experimental Mocochá. Yucatán, México. d

Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias, Campo Experimental Huimanguillo. Km 1 Carretera Huimanguillo-Cárdenas, 86400. Tabasco, México.

*Autor de correspondencia: olivajh20@yahoo.com.mx

Resumen: El objetivo fue determinar la influencia de la categoría de peso vivo (CPV) de ovejas Blackbelly x Pelibuey sobre el consumo voluntario y digestibilidad del follaje de Erythrina americana, comportamiento productivo, cambios en variables hemáticas y en el número de huevos de nematodos gastrointestinales por gramo de heces (HPG). El diseño utilizado fue

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completamente al azar. Los factores fueron CPV (ligeras: 22.2 kg y pesadas: 34.4 kg) y periodo de evaluación (PE). Se evaluó peso vivo (PV), ganancia diaria de peso (GDP), índice de consumo de materia seca, consumo diario de materia seca (g kg-1 PV), proteína cruda (PC; g kg-1 PV), carbohidratos estructurales (CE, %), energía metabolizable (Mcal kg-1 PV), taninos condensados (TC; g kg-1 PV) y HPG. La CPV y PE afectaron (P<0.01) el consumo de todos los nutrientes estudiados. La CPV ligeras tuvo mayor consumo de nutrientes y TC con relación al de pesadas (P<0.01), sin incremento en su GDP. Las variables hemáticas y HPG no fueron afectados (P>0.05) por los factores estudiados y su interacción. El contenido de PC, CE y TC de E. americana, sugiere que su follaje puede utilizarse como alimento único durante periodos cortos (menor a 28 días). En ambas categorías de ovejas, el consumo de E. americana permitió un cambio positivo en GDP y no se afectó su estado de salud. Palabras clave: Árboles agroforestales, Consumo, Moté, Ovino de pelo, Trópico húmedo. Recibido: 18/01/2019 Aceptado: 28/05/2019

Introducción El follaje de leguminosas arbóreas contiene una mayor concentración de proteína cruda (PC) con respecto a las gramíneas tropicales de tipo rastrero y amacollado(1), por lo que se ha sugerido su incorporación como fuente complementaria de PC para ovinos en pastoreo(2). Sin embargo, el uso del follaje de estas leguminosas como alimento para pequeños rumiantes, no es frecuente, debido a múltiples causas, entre las que destacan, el desconocimiento de la presencia y concentración de compuestos secundarios y del nivel en que se pueden incorporar en la dieta sin afectar la eficiencia productiva y estado de salud de los animales(3). Entre las leguminosas arbóreas, el género Erythrina es importante debido a que se encuentra presente en la región tropical y subtropical, situación que facilita la adquisición de material vegetativo para su establecimiento y propagación(4,5). Particularmente, E. americana se utiliza como cerco vivo en las unidades de producción ganadera de la región tropical, facilitando con ello su uso como proveedor de follaje para alimentar pequeños rumiantes(6,7). En la ganadería bovina localizada en la región tropical, el follaje de Erythrina se utiliza como complemento alimenticio, principalmente en vacas en lactación y becerros, durante la época de sequía. El follaje proviene de árboles dispersos en los potreros, cerco vivo y en menor proporción de bancos de proteína. La forma de suministrarlo a los animales incluye el corte de ramas para que los animales lo consuman libremente y corte de follaje para ofrecerlo en pesebre(8).

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Si bien hay estudios en los que se ha incluido la Erythrina en la alimentación de ovinos, la información no es concluyente, ya que algunos estudios indican que este tipo de follaje es consumido con facilidad cuando éste se incluye como parte de la dieta hasta en un 30 %(9,10), en otros estudios se indica una ganancia diaria de peso (GDP) negativa (-20 g animal-1) cuando se incluye 50 % de Erytrhina en la dieta y una GDP positiva (74 g animal-1) cuando el follaje de Erythrina es el único alimento que se ofrece a los ovinos(11,12). Sin embargo, existe limitada información sobre el comportamiento productivo y estado de salud que tienen los ovinos cuando estos son alimentados con follaje de E. americana como única fuente de alimento(11), la cual pudiera ser una opción en periodos cortos de contingencia ambiental. Estudios previos en E. goldmanii indican que su follaje contiene taninos condensados (TC)(9). Sin embargo, se desconoce la concentración de TC en follaje proveniente de árboles de E. americana que no han sido podados (los cuales son abundantes en los cercos vivos), así como el nivel de consumo de TC que pueden tolerar los ovinos cuando este tipo de follaje es su única fuente de alimento(13). La importancia de conocer el nivel de consumo de TC se debe a que este tipo de metabolito secundario de las plantas, tiene capacidad de unirse y precipitar proteínas solubles y carbohidratos que pueden afectar la degradabilidad de la materia seca (MS) cuando excede los 50 g kg-1 de MS(14). Por otro lado, el consumo de follaje con TC puede contribuir a controlar a los nematodos gastrointestinales(15). Con base en estos antecedentes, el objetivo de este estudio fue determinar la influencia de la categoría de peso vivo (CPV) de las ovejas Blackbelly x Pelibuey sobre el consumo voluntario y digestibilidad del follaje de E. americana, comportamiento productivo, cambios en variables hemáticas y en el número de huevos de nematodos gastrointestinales en heces.

Material y métodos Lugar de estudio y alojamiento El estudio se realizó en la unidad experimental ovina del Instituto Nacional de Investigaciones, Forestales Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), ubicada en Huimanguillo, Tabasco, México (17° 50’N, 93° 23’ O). El clima es cálido húmedo con lluvias todo el año Af (m) y temperatura ambiente media anual de 27.8 °C(16). Durante el estudio se midió diariamente la temperatura ambiente al abrigo mínima y máxima (ocurrida en 24 h) con un termómetro tipo Six. La lectura se efectuó a las 0800 h. Con los datos se calcularon los promedios generales y los promedios en periodos de siete días. Los promedios generales en la temperatura mínima y máxima fueron 23.0 ± 1.1 y 35.5 ± 2.1 °C. Se utilizaron corrales individuales para proporcionar el follaje. Cada corral tenía una superficie útil de 2.4 m2 y provisto con piso de concreto, bebedero, comedero de canoa y techo de lámina de asbesto. 72

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Manejo de los animales Se utilizaron nueve ovejas Blackbelly x Pelibuey sin gestar y sin lactar y se distribuyeron en dos categorías de ovejas de acuerdo a su peso vivo (PV) y edad, ligeras y pesadas. En la categoría de PV (CPV) ligeras se incluyeron cuatro ovejas con 22.2 ± 1.2 kg de PV y dos años de edad. La CPV pesadas se formó con cinco animales con 34.4 ± 1.1 kg de PV y tres años de edad. Previo al inicio del estudio, se aplicó a cada oveja 1 ml de vitaminas ADE (Vigantol Bayer ®) por vía intramuscular (500,000 UI vitamina A, 75,000 UI vitamina D, 50 mg vitamina E por ml). El manejo de las ovejas se realizó de acuerdo al Reglamento para el uso y cuidado de animales destinados a la investigación en el Colegio de Postgraduados (CP-02.11.16). La duración del estudio fue de 42 días, 14 días de adaptación a la dieta y 28 días de fase experimental. Al inicio todas las ovejas salían a pastorear en praderas con Cynodon plectostachyus a las 0800 h y se encerraban a las 1300 h en un corral cada grupo, en donde permanecían el resto del día con E. americana (300 g oveja-1 día-1), agua y sales minerales a voluntad. Gradualmente se fue reduciendo el periodo de pastoreo (una hora cada dos días) hasta llegar a una estabulación total con follaje de E. americana, el cual se fue incrementando 100 g oveja-1 día-1 hasta lograr que fuera su única fuente de alimento. Durante la fase experimental, los animales se alojaron en corraletas individuales, donde se les proporcionaba agua y follaje de E. americana a voluntad de 0800 a 1800 h, procurando mantener al menos un 10 % de follaje rechazado. Posteriormente todas las ovejas de la categoría ligeras se alojaron en un solo corral y las de la categoría pesadas en otro corral en donde permanecieron toda la noche para su seguridad, con agua y sales minerales (Magnophoscal®, fósforo 17.5 g; calcio 6.5 g; sodio 10.5 g; magnesio 4.5 g; azufre 2.0 g) a voluntad.

Colecta y características químicas del follaje de E. americana La colecta de follaje se realizó durante la parte final de la época de nortes y al inicio de la sequía (febrero-marzo 2017) y se obtuvo de árboles sin antecedentes de poda que forman parte de los cercos vivos que delimitan las praderas utilizadas para el pastoreo de ovinos. La poda de los árboles se realizó con pinzas de podar y machete. Una vez cortadas las ramas se procedió a separar el follaje de las mismas. El follaje incluyó hojas y peciolos. El follaje recolectado se extendió en piso de concreto bajo techo para su secado a temperatura ambiente (28.2 ± 1.3 °C) en capas no mayores a 3 cm de altura, durante 72 h. Para un mejor secado, el follaje se movió diariamente (dos veces al día).

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Variables evaluadas Composición química y metabolitos secundarios en el follaje de E. americana. Cada semana se recolectó una muestra de follaje de E. americana y se le determinó por duplicado: el contenido de materia seca (MS), cenizas, materia orgánica (MO) y proteína cruda (PC) según la AOAC(17); fracciones de fibra detergente neutro (FDN) y fibra detergente ácido (FDA) con las técnicas de Van Soest(18); degradación in situ de la MS (DIMS)(19), energía metabolizable (EM, Mcal kg-1MS)(20), polifenoles totales (g kg-1 MS), fenoles no taninos (g kg-1 MS)(21), taninos condensados (TC; g kg-1 MS), hidrolizables (g kg-1 MS) y totales (g kg-1 MS)(22,23,24). Para determinar la DIMS del follaje, se utilizó la técnica de la bolsa de nylon(19). Se utilizaron tres bovinos cruzados (Bos indicus x Bos taurus), castrados y provistos con cánula en el rumen, con un PV promedio de 500 ± 20 kg, pastoreando en un potrero donde predominaba el pasto camalote (Paspalum fasciculatum) con 22.04, 6.73, 78.55 y 53.8 % de MS, PC, FDN y FDA, respectivamente, y suplementados con 2 kg de un alimento elaborado con 70 % de pollinaza, 20 % de pulido de arroz y 10 % de melaza (83.87, 20.80, 28.43 y 7.42 % de MS, PC, FDN y FDA, respectivamente). Se incubó en el rumen de cada animal, 5 g de follaje de E. americana, seca y molida (molino Thomas-Willey, model 4 Laboratory Mill) con criba de 2 mm, en bolsas de poliseda (10 x 20 cm, porosidad 45µm), por duplicado durante 24 h. Posteriormente, las bolsas se extrajeron y se lavaron con agua corriente, para después secarlas en estufa de aire forzado a 105 C durante 72 h. La degradación se calculó con la fórmula: (g MS inicial – g MS residual) / (g MS inicial) X 100. Cambios de peso vivo. Las ovejas se pesaron dos días consecutivos a intervalos de 14 días durante cuatro periodos. Se utilizó una báscula de plataforma (Oken ®), con una precisión de 200 g. La GDP se calculó por la diferencia del peso final menos el peso inicial dividido entre el número de días. Consumo de follaje. En cada semana, se pesó durante tres días consecutivos la cantidad ofrecida y rechazada de follaje en las corraletas individuales. El consumo se obtuvo por diferencia. El índice de consumo del follaje (%). Se calculó a intervalos de siete días durante cuatro periodos multiplicando el consumo total de MS por 100 y dividido entre el PV del animal. Consumo de sal mineral. En cada semana, se pesó durante tres días consecutivos la cantidad ofrecida y rechazada de sales minerales en cada grupo. El consumo se obtuvo por diferencia. Consumo de proteína cruda (PC), energía metabolizable (EM) y taninos condensados (TC). El consumo de PC, EM y TC, se determinó multiplicando el consumo total de MS por el contenido del nutriente dividido entre 100.

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Condición corporal (CC). La CC se determinó a intervalos de 14 días en cuatro periodos y se evaluó utilizando la escala de uno a cinco(25). Monitoreo FAMACHA©. Se comparó el color de la mucosa ocular con el de una escala de colores de cinco puntos (carta FAMACHA©)(26), en la cual el valor mínimo (1) se corresponde con la mucosa ocular rojo intenso y el máximo (5) con un color pálido. Este procedimiento se realizó por una sola persona al iniciar y finalizar el estudio. Componentes hematológicos. Se tomaron muestras de sangre en tubos vacutainer de 4 ml que contenían EDTA mediante la técnica de venopunción de la vena yugular. La colecta de sangre se realizó a las 0800 h en los días 1 (inicio) 14 y 28 del estudio. Las muestras sanguíneas se trasladaron al laboratorio para su análisis en un equipo automatizado de hematología (Medonic CA 620/530). Los componentes analizados fueron: glóbulos rojos (x1012 L), hemoglobina (g dl-1), hematocrito (%), volumen corpuscular medio de los glóbulos rojos (x 1015 L), glóbulos blancos (x 109 L), linfocitos (x 109 L) y granulocitos (x 109 L). Huevos de nematodos gastrointestinales. Se tomaron muestras fecales de cada oveja por la mañana (0700 horas) a intervalos de 14 días durante todo el periodo experimental. Cada muestra se obtuvo directamente del recto de cada animal con ayuda de una bolsa plástica y se procesó con la técnica de Mc Master para determinar el número de huevos por gramo de heces (HPG) usando 2 g de heces(27).

Diseño experimental y análisis estadístico Durante la fase experimental (28 días) se realizaron mediciones repetidas en los mismos animales a intervalos de 7 y 14 días, por lo que se consideró como variable independiente el periodo de evaluación. Se utilizó un diseño experimental de dos factores con medidas repetidas en un factor(28). El primer factor fue la CPV de las ovejas (ligeras y pesadas). El segundo factor fue el periodo de evaluación (PE: dos periodos de 14 días para evaluar cambios de PV y cuatro de siete días para evaluar cambios en el consumo de nutrientes). La unidad experimental fue la oveja. Los análisis se efectuaron con apoyo del paquete estadístico SAS(29). Se utilizaron estadísticos descriptivos (media ± desviación estándar) para describir los valores de composición química, DIMS, EM, fenoles y sus fracciones en el follaje de E. americana, así como el consumo diario de sal mineral. Al resto de los datos se les aplicó la prueba de Shapiro-Wilk’s para comprobar una distribución normal y la prueba de Levene para probar la homogeneidad de las varianzas. La variable HPG se transformó aplicándole el logaritmo natural (Log HPG +1) para que los datos tuvieran una distribución normal. La unidad experimental fue la oveja. Los análisis estadísticos para el PV y GDP total se realizaron con el PROC GLM. Para establecer la influencia del número de periodo, tratamiento y la 75

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interacción entre las variables anteriores sobre la GDP, ICMS y los consumos de MS, PC, EM, TC, HPG y variables hemáticas se utilizó el PROC MIXED(30). Las medias se compararon con la prueba de “t” con las medias de cuadrados mínimos usando la opción pdiff de SAS. Las variables condición corporal y FAMACHA se analizaron con el test de la suma de rangos de Wilcoxon para datos no pareados(31).

Resultados y discusión En el Cuadro 1 se indica la composición química, DIMS, EM, fenoles y sus fracciones en follaje de E. americana. En otros estudios efectuados con follaje de E. americana en la región tropical húmeda de Tabasco se indica que el contenido de la PC se encuentra entre 14.5 y 25.6 %(2,32), en el presente estudio el valor promedio fue de 18.9 %, que se encuentra en el rango de PC observado en esta especie en la región. Sin embargo, el contenido de carbohidratos estructurales (FDN: 71.6 % y FDA: 56.7 %) fue mayor al indicado en follaje de E. americana (FDN: 52.4 % y FDA: 40.1 %) en otro estudio(2), y la DIMS (42.7 %) fue similar a la degradabilidad in vitro de la MS de E. americana (43.5 %) cosechada durante la época de sequía(32). Un incremento en el contenido de carbohidratos estructurales se asocia con un aumento en la edad de madurez de la planta. El follaje utilizado en el estudio se cosechó al inicio de la primavera, periodo en el cual los árboles de E. americana florecen en la región y una proporción importante de las hojas se encuentran en etapa madura(4), lo que pudiera explicar el alto contenido de carbohidratos estructurales, la baja DIMS y el valor de EM.

Cuadro 1: Composición química, degradabilidad in situ de la materia seca (DIMS), energía metabolizable (EM), fenoles y sus fracciones en follaje de Erythrina americana Componente

Número de componentes

Media ± DE

Materia seca (MS), %

84.9 ± 7.3

Materia orgánica, %

90.2 ± 0.3

Proteína cruda, %

18.9 ± 1.8

Fibra detergente neutro, %

71.6 ± 3.2

Fibra detergente ácido, %

56.7 ± 9.7

Cenizas, %

9.8 ± 0.3

DIMS, %

42.7 ± 3.1

EM, Mcal kg-1 MS

1.45 ± 0.11

Polifenoles totales, g kg-1 de MS

17.27 ± 3.85

Fenoles no taninos, g kg-1 de MS

0.80 ± 0.08

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Taninos condensados, g kg-1 de MS

5.77 ± 0.36

Taninos hidrolizables, g kg-1 de MS

10.71 ± 3.84

Taninos totales, g kg-1 de MS

16.48 ± 3.80

Estudios previos indican que el follaje de Erythrina contiene compuestos fenólicos, dentro de los cuales destaca la presencia de TC cuyo consumo puede reducir la DIMS y mitigar el problema de los nematodos gastrointestinales en ovinos(33). Sin embargo, el contenido de TC en E. americana (5.77 g kg-1 de MS de follaje) fue menor al reportado en E. goldmanii (16.3 g kg-1 de MS de follaje)(9). Algunos autores(9,34) señalan que la diferencia en el contenido de TC entre estudios puede atribuirse a la época del año, edad del follaje, especie de Erythrina y método de secado del follaje. Específicamente, la baja concentración de TC en el follaje en estudio puede atribuirse, en parte, al proceso de secado al que fue expuesto el follaje, ya que un retraso en el proceso de secado puede favorecer que las enzimas presentes en la planta reaccionen con los compuestos fenólicos(34). En el tejido vegetal intacto los compuestos fenólicos se encuentran en las vacuolas en forma libre o unidos a carbohidratos. Sin embargo, cuando el follaje es cosechado y secado al aire da inicio el proceso de deshidratación del tejido vegetal, lo que conduce a daño de la membrana celular y de los orgánulos, liberándose enzimas que pueden descomponer a los compuestos fenólicos. Al respecto, se sabe que las enzimas peroxidasa y polifenol oxidasa se localizan en los cloroplastos y cuando estos se dañan son liberadas y producen hidroxilación y oxidación de los compuestos fenólicos, formando quinonas y subsecuentemente pigmentos obscuros denominados melaninas(35,36).

Consumo de materia seca y nutrientes No se encontró interacción (P>0.05) entre los factores estudiados. La categoría de ovejas ligeras registró mayor consumo de MS, PC, EM y TC con respecto a la categoría de ovejas pesadas (Cuadro 2). La diferencia en el consumo de nutrientes a favor de las ovejas ligeras puede atribuirse a que este tipo de ovejas aún no han alcanzado su peso maduro(37,38). Una concentración de TC mayor al 5 % en la MS de la dieta y una alta efectividad de los TC para formar complejos con las proteínas de la saliva pueden reducir el consumo de MS en los ovinos(33). Sin embargo, en las ovejas ligeras no se detectó una reducción en el consumo de MS probablemente por la baja concentración de TC en el heno de E. americana.

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Cuadro 2: Indicadores de consumo de materia seca, proteína cruda, energía y taninos condensados en ovejas Blackbelly x Pelibuey con diferente categoría de peso vivo (CPV) y alimentadas con follaje de Erythrina americana (Medias ± errores estándar) Factor

CPV

Variable CPV

CPV x P

Ligeras¥

Pesadasφ

2.5a ± 0.1

1.9b ± 0.1

materia **

24.7a ± 0.9

19.2b ± 0.8

Consumo de proteína ** cruda, g kg-1 PV

4.6a ± 0.2

3.6b ± 0.2

Consumo de EM, Mcal ** kg-1 PV

0.036a ± 0.001

0.028b ± 0.001

Consumo de TC, g kg-1 ** PV

0.142a ± 0.005

0.111b ± 0.005

Índice de consumo, % Consumo de seca, g kg-1 PV

, cada valor es el promedio cuatro ovejas; φ, cada valor es el promedio cinco ovejas; P= período de evaluación; PV= peso vivo; EM= energía metabolizable; TC= taninos condensados. ** Significativo (P<0.01); ns= no significativo. a, b, literales distintas en la misma línea, indican diferencia (P<0.01). ¥

Conforme avanzaron las semanas de estudio se incrementó (P<0.01) el ICMS, consumo de MS, nutrientes y TC (Figura 1) hasta la tercera semana. Posteriormente, se mantuvieron constantes los consumos de nutrientes. En corderos machos Blackbelly alimentados con follaje de E. poeppigiana se indica un IC de 3.5 % el cual es mayor al detectado en este estudio(11). Las diferencias en el ICMS entre estudios pueden atribuirse a diferencias en la calidad química de la especie de Erythrina, sexo y raza de los ovinos(11,39). Cuando los ovinos son alimentados con dietas con TC puede presentarse una reducción en el consumo de alimento debido a la astringencia del alimento asociada con la formación de los complejos TC-proteína y a la reducción de la DIMS(33), lo que pudiera explicar, en parte, el menor consumo de MS que presentaron las ovejas durante las primeras dos semanas del estudio. Este tipo de respuesta sugiere que las ovejas y microbios de la unidad rumen retículo requirieron un periodo de dos semanas para adaptarse al tipo de dieta que se les ofreció. Cuando las ovejas reciben una dieta con TC, sus glándulas salivales producen proteínas que pueden unirse tanto a los TC como a los hidrolizables y con ello hacer más tolerable su presencia en la dieta(33,40). Además, los rumiantes expuestos a dietas con TC pueden desarrollar poblaciones de microbios que tienen la capacidad de alterar y degradar los TC, 78

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evitando con ello que el animal presente una reducción del consumo de MS o de la degradabilidad de la MS(33,41).

Figura 1: Efecto del número de periodo de estudio sobre el consumo de follaje de Erythrina americana (g MS kg-1 PV) en ovejas Blackbelly x Pelibuey

▲ Cada valor es la media de cuadrados mínimos (± errores estándar) de nueve ovejas. abc letras desiguales en la misma línea, indican diferencia estadística (P<0.05).

Las medias (± EE) en el consumo diario de sal mineral fueron 23.7 ± 1.1 g animal-1 en las ovejas ligeras y 17.6 ± 2.1 g animal-1 en las pesadas. El consumo de sal mineral se estabilizó en ambos grupos de ovejas entre la segunda y cuarta semana del estudio (Figura 2). El contenido de cenizas en el follaje de E. americana en estudio (Cuadro 1) se encuentra entre los valores reportados en follaje de E. americana con diferentes edades de rebrote(2,13,32), y su contenido de cenizas no es mayor al 10 %. Este tipo de follaje contiene menor cantidad de cenizas con relación a algunas gramíneas tropicales, como C. nlemfuensis y Panicum maximum(42,43). Por lo que es importante ofrecer una suplementación mineral a los ovinos alimentados con este tipo de leguminosa arbórea. Además, los TC presentes en leguminosas pueden formar complejos con algunos minerales reduciendo su disponibilidad(33). Por otra parte, no existen estudios que documenten los requerimientos de minerales en ovinos de pelo bajo diferentes escenarios de alimentación (pastoreo, estabulación)(44), pero ovejas alimentadas con E. americana han mostrado un consumo de sal mineral mayor al indicado en ovejas de pelo en pastoreo con diferente nivel de complementación alimenticia(38,45,46). Las diferencias entre estudios pueden atribuirse, en parte, a distinto PV de las ovejas, nivel y composición del complemento alimenticio, composición de la sal mineral y época del año.

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Figura 2: Consumo de sal mineral (g d-1 ovino-1) en ovejas Blackbelly x Pelibuey alimentadas con follaje de Erythrina americana con diferente categoría de peso vivo durante el estudio

▲ cada valor es la media (± errores estándar) de cuatro ovejas; ● cada valor es la media (± errores estándar) de cinco ovejas

Cambio de peso vivo La CPV de las ovejas y la interacción CPV con PE no afectaron (P>0.05) la GDP. Sin embargo, el PE afectó (P<0.01) la GDP. La GDP durante los primeros 14 días fue menor con relación a la detectada en los siguientes 14 días (Figura 3). La GDP negativa que tuvieron las ovejas en los primeros 14 días puede explicarse por el menor consumo de nutrientes (Figura 1). Posteriormente, la GDP se incrementó sustancialmente con relación a lo detectado en el primer periodo, este tipo de respuesta puede atribuirse a un mayor consumo de nutrientes que resultó en un crecimiento compensatorio(47,48).

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Figura 3: Efecto del periodo de estudio sobre la ganancia diaria de peso en ovejas Blackbelly x Pelibuey alimentadas con follaje de Erythrina americana

▲ cada valor es la media de cuadrados mínimos (± errores estándar) de nueve ovejas. letras desiguales en la misma línea, indican diferencia estadística (prueba de “t”), P<0.01.

La GDP total, CC y el color de la mucosa ocular no fueron afectadas por el GPV (Cuadro 3). La GDP total de las ovejas alimentadas con follaje de E. americana fue positiva y mayor a la registrada en corderos Pelibuey machos alimentados con Pennisetum purpureum y E. poeppigiana(12) y menor al indicado en corderos machos Blackbelly en crecimiento que recibieron como único alimento follaje de E. poeppigiana, la diferencia en la GDP entre estudios puede atribuirse a la edad, sexo y raza de los corderos(11).

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Cuadro 3: Cambio de peso vivo, condición corporal y FAMACHA en ovejas Blackbelly x Pelibuey con diferente categoría de peso vivo y alimentadas con follaje de Erythrina americana (media ± error estándar) Categoría de peso vivo Variable Ligeras¥

Pesadasφ

Peso inicial, kg

24.1b, ± 1.1

34.8a, ± 1.0

Peso final, kg

25.2b ± 1.0

36.1a ± 0.9

GDP total, g

40.5 ± 21.6

47.3 ± 19.3

Condición corporal inicial

2.8 ± 0.3

3.0 ± 0.0

Condición corporal final

2.8 ± 0.3

3.0 ± 0.0

FAMACHA inicial

3.2 ± 0.5

3.0 ± 0.0

FAMACHA final

3.2 ± 0.5

3.0 ± 0.0

, cada valor es el promedio cuatro ovejas; φ, cada valor es el promedio cinco ovejas; a, b, literales distintas en la misma línea, indican diferencias (P<0.01).

Componentes hematológicos No se encontró interacción (P>0.05) entre los factores estudiados en los componentes hematológicos. Con excepción de la hemoglobina y del hematocrito (P<0.05), el número de día no afectó al resto de los componentes hematológicos (P>0.05). Las medias generales ± DE para glóbulos rojos, hemoglobina, hematocrito, volumen corpuscular medio de los glóbulos rojos, glóbulos blancos, linfocitos y granulocitos fueron: 8.1 ± 1.5 (x 1012 L), 10.2 ± 1.6 (g dl-1), 25.1 ± 4.1 (%), 31.2 ± 1.9 (x 1015 L), 10.2 ± 2.8 (x 109 L), 7.3 ± 2.2 (x 109 L) y 1.0 ± 0.3 (x 109 L). Mientras que las medias de cuadrados mínimos ± EE para hemoglobina (g dl-1) y hematocrito en los días 1, 14 y 28 fueron: 11.2a ± 0.5, 10.1b± 0.5 y 9.4b± 0.5, respectivamente y, 22.5b± 1.3, 26.6a ± 1.3 y 26.9a ± 1.3, respectivamente. Los valores en las variables hemáticas estudiadas se encuentran dentro de los límites indicados para ovinos de pelo en pastoreo en la región tropical(49). Los niveles de consumo de follaje de E. americana que tuvieron las ovejas durante las cuatro semanas del estudio permitieron que las variables hematológicas estudiadas se mantuvieran dentro de los límites indicados para ovejas que no se encuentran en fase de gestación y lactación.

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Huevos de nematodos gastrointestinales No se encontró interacción (P>0.05) entre los factores estudiados en el HPG. La media general (± DE; datos sin transformar) para HPG fue de 264 ± 670. En pequeños rumiantes, el consumo de dietas con TC (15 % de TC proveniente de Acasia molissima, con base a MS) puede reducir el HPG(15,33). Sin embargo, el nivel de consumo de TC que lograron las ovejas durante cuatro semanas no fue suficiente para detectar un cambio en el HPG atribuido a la CPV o al PE. Además, las ovejas recibieron E. americana en condiciones de estabulación y con ello se evitó que mantuvieran una infección natural sostenida, lo que explica, en parte, el bajo HPG detectado.

Conclusiones e implicaciones El contenido de PC, carbohidratos estructurales y TC en el follaje de E. americana, así como, el nivel de consumo voluntario que tuvieron las ovejas indica que este tipo de follaje se puede utilizar como alimento único durante periodos cortos. La CPV de las ovejas y el número de periodo afectaron el nivel de consumo de nutrientes y TC. Las ovejas con menor peso tuvieron mayor consumo de nutrientes y TC por kg de PV con relación a las de mayor peso. Sin embargo, un mayor consumo de nutrientes durante un periodo de 28 días no permitió incrementar la GDP de las ovejas ligeras con respecto a las pesadas. En ambas categorías de ovejas, el consumo de E. americana no generó cambios negativos en su comportamiento productivo y estado de salud medido a través de la GDP, variables hemáticas y en el HPG. Se recomienda usar la E. americana como único alimento en periodos cortos de contingencias ambientales.

Agradecimientos La autora principal agradece al Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACYT) por el financiamiento para los estudios de Maestría en el Programa de Producción Agroalimentaria en el Trópico (CPOS-PROPAT-CT-078/2016).

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https://doi.org/10.22319/rmcp.v11i1.5083 Artículo

Estructura del pasto, y rendimiento de ovejas suplementadas con diferentes pastos tropicales en la estación seca

Leonardo Santana Fernandes a Gelson dos Santos Difante b Marcone Geraldo Costa a João Virgínio Emerenciano Neto c Itânia Maria Medeiros de Araújo b Joederson Luiz Santos Dantas a Antonio Leandro Chaves Gurgel b*

Federal University of Rio Grande do Norte. Academic unit specializing in agricultural science. Rodovia RN106 - km 03, District of Jundiaí- 59280000. Macaíba, Rio Grande do Norte, Brazil. b

Federal University of Mato Grosso do Sul. Faculty of Veterinary Medicine and Animal Science. Campo Grande, Mato Grosso do Sul, Brazil. c

Federal University of Vale do São Francisco. Campus of Agricultural Sciences. Petrolina, Pernabuco, Brazil.

* Autor de correspondencia: antonioleandro09@gmail.com

Resumen: El objetivo fue evaluar las características productivas y estructurales de los pastos tropicales y el rendimiento de las ovejas suplementadas durante la estación seca. Los tratamientos consistieron en las variedades Marandú, Piatã, Massai y Aruana manejadas bajo una media intermitente con siete días de ocupación y 35 días de descanso, con una carga variable. Las variables evaluadas fueron producción de forraje, los componentes morfológicos, la composición química, de los pastos y la productividad de las ovejas. La producción de forraje fue similar entre las diversas variedades, mientras que la producción y el porcentaje de hojas fueron mayores en el la variedad Massai. Hubo diferencias entre los cultivos para los contenidos 89

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de FDN, FDA, LDA y cenizas en los dos ciclos de pastoreo. Las ganancias más bajas por animal y por área se observaron en los pastizales de Aruana, mientras que no hubo diferencias para estas variables entre los otros cultivos. Las variedades Massai, Marandú y Piatã se pueden utilizar como una opción de forraje para la época seca cuando están asociados con la suplementación proteica para ovejas criadas para carne. Palabras clave: Brachiaria, Gramíneas, Panicum, Pastoreo, Producción ganadera.

Recibido: 28/09/2018 Aceptado: 28/01/2019

Introducción La cría de ovejas puede ser una alternativa prometedora para la producción ganadera en pastizales, ya que el uso completo de pastos cultivados no es una práctica común; no existe cultivo de pastos en la mayoría de las propiedades, y la principal fuente de forraje es el pasto nativo prácticamente sin manejo de pastizales(1). La introducción de sistemas de producción en pastos cultivados puede aumentar la capacidad productiva de las propiedades y dar como resultado, un aumento sustancial en la rentabilidad de las actividades agrícolas y favorecerá la permanencia y la mejora de la calidad de vida de los agricultores. Los pastos del género Brachiaria y Panicum se encuentran entre los forrajes más utilizados en los sistemas de producción animal en países de clima tropical debido a su adaptación a climas tropicales y subtropicales y a su alta productividad(2). A pesar de esto, el envejecimiento masivo del forraje en la estación seca puede reducir el suministro de hojas y el contenido de proteína cruda y aumentar el contenido de fibra, comprometiendo el rendimiento animal(3,4). Los estudios sobre el suministro de forraje y sus efectos sobre la intensidad de la defoliación son escasos en las gramíneas forrajeras tropicales en tiempos de escasez de recursos hídricos(5). La dinámica de la defoliación puede ayudar a comprender la interacción entre plantas y animales; existe una base conceptual para las relaciones causales entre las características estructurales del pasto y el consumo de forraje(6), las cuales se caracterizan en términos de frecuencia, la severidad de la defoliación de las plantas en el ecosistema del pastizal(7,8), relacionada con la distribución espacial de la biomasa entre las áreas de pastoreo. En vista de esto, el rendimiento de los animales en la pastura no es uniforme durante el año, lo que justifica la búsqueda de gramíneas tropicales adaptadas que puedan minimizar los efectos adversos de la estación seca en la producción animal de los consumidores de pastos cuando se asocian con suplementos. Por lo tanto, identificar e implementar plantas forrajeras con mayor

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capacidad de soporte y que permitan un mayor aumento de peso, puede dar como resultado una mayor eficiencia en el sistema de producción animal en los pastos. Con base en lo anterior, el objetivo fue evaluar las características productivas y estructurales de los forrajes tropicales de los géneros Brachiaria y Panicum bajo pastoreo y el rendimiento de las ovejas suplementadas durante la estación seca.

Material y métodos Sitio, tratamientos y diseño experimental El experimento se llevó a cabo en el Área Experimental del Grupo de Investigación de Forraje (GEFOR) de la Universidad Federal de Rio Grande do Norte - UFRN, en Macaíba / RN, ubicada a 5 ° 53 '34' 'S y 35 ° 21' 50 '' O y a 50 m de altitud. El período experimental fue de 84 días (24/10/2011 al 16/01/2012), caracterizado como el período seco del año. Según la clasificación climática de Thornthwaite(9), el clima de la región es seco y subhúmedo con exceso de agua de mayo a agosto. La precipitación histórica promedio anual es de 1,048 mm y la evapotranspiración acumulativa anual potencial de 1,472 mm. La precipitación durante el experimento fue de 33 mm. Los datos de lluvia se obtuvieron usando un pluviómetro de acero inoxidable Ville de Paris instalado en el sitio. La fertilidad del área se estimó mediante análisis de suelo, luego se aplicaron 80 kg ha -1 de P2O5 y 50 kg / ha de K2O para aumentar la saturación de bases en alrededor del 60 %, con un contenido de fósforo de entre 8 y 12 mg dm3 (P-Mehlich1) y un contenido de potasio de entre 80 y 100 mg / dm3; que también se suministraron100 kg / ha de N como sulfato de amonio en dos aplicaciones posteriores al pastoreo entre abril y junio de 2011. Las pasturas se implantaron en junio de 2010. Se llevó a cabo la siembra, y para la densidad de siembra se tomó en cuenta la recomendación para cada variedad y el VC% (valor cultural) de las semillas utilizadas. Se evaluaron cuatro gramíneas forrajeras tropicales: Marandú y Piatã (Brachiaria brizantha cv.) Y Aruana y Massai (Panicum maximum cv.). El área experimental de 2.88 ha se dividió en dos bloques de 1.44 ha, con cuatro módulos de 0.36 ha para cada variedad, que se subdividió en seis picos de la misma área (0.06 ha). En la temporada de lluvias que precedió al experimento (01/01/2011 al 30/09/2011), los pastos fueron pastoreados por ovejas manejadas con una carga intermitente(10) y con una meta de altura de pre-pastoreo de 50 cm y post-pastoreo de 25 cm, de modo que se eliminó aproximadamente el 50% de la masa disponible(11). En el período seco, los pastos fueron manejados bajo siembra rotacional con siete días de ocupación y 35 días de descanso, con una tasa de siembra variable. El ajuste de la tasa de almacenamiento se realizó semanalmente de acuerdo con la masa de forraje, manteniendo al menos seis animales de prueba por parcela experimental.

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Masa de forraje Todas las evaluaciones en los pastos se realizaron inmediatamente antes de que los animales ingresaran al pastizal (antes del pastoreo) y en el período posterior al pastoreo después de que los animales salieron del potrero. La altura del pasto se midió usando una regla de un metro graduada en centímetros, en 40 puntos representativos del potrero. La altura de la cubierta vegetal o dosel en cada punto correspondió a la altura promedio de la curvatura de las hojas alrededor de la regla. La masa de forraje (FM) se obtuvo cortando la producción al suelo forrajero contenido en cuatro áreas representativas en cuatro potreros de cada módulo, un marco de metal de 1 m de largo por 0.5 m de ancho (0.5 m² de área). Las muestras recolectadas fueron identificadas y pesadas para obtener el peso verde. Para evaluar la masa de forraje seco, aproximadamente el 50 % de la masa verde recolectada de cada muestra se empaquetó en bolsa de papel y se secó en un horno de ventilación de aire forzado a 55 ºC durante 72 h, y luego se volvió a pesar.

Composición morfológica Para evaluar los componentes morfológicos del pasto en el pre-pastoreo, las cuatro muestras recolectadas (después de la extracción de las submuestras para determinar la masa seca) constituyeron dos muestras compuestas. Las muestras compuestas se separaron manualmente en hojas, tallo (tallo + vaina) y material muerto para determinar las masas y los porcentajes de participación de cada componente en la estructura del pasto. Se calculó el cociente de la masa de la lámina de la hoja entre la masa del tallo para determinar la relación hoja: tallo. La cosecha de forraje después del pastoreo y las evaluaciones respectivas de los componentes morfológicos, las relaciones hoja: tallo y verde: material muerto ocurrieron de manera similar al pre-pastoreo.

Valor nutricional Se usaron submuestras de plantas enteras para evaluar la composición química, las cuales se molieron en un molino Wiley con una pantalla de malla 20 y luego se analizaron para determinar la proteína bruta (PB), la fibra detergente neutra (FDN), la fibra detergente ácida (FDA), la lignina detergente ácida (LDA) y cenizas (CEN), utilizando las metodologías descritas por la AOAC (1995)(12).

Aumento de peso vivo de animales y carga animal Se utilizaron treinta y dos (32) ovejas de raza Santa Inés macho con un peso vivo medio inicial de 26.57 ± 4.05 kg, con cuatro animales distribuidos por módulo. Pasaron por un período de 7 días de adaptación al concentrado y al manejo. Los animales se mantuvieron en el pasto durante

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el período diurno (07:30 a 16:30 h) y se recogieron de un redil cubierto para suplementarlos y mantenerlos durante la noche. La suplementación de proteínas (39.1 % de maíz en grano molido, 30.0 % de pastel de algodón, 25.1 % de harina de soya, 3.0 % de suplemento mineral y 2.8 % de urea del ganado) se formuló de acuerdo con las recomendaciones de la NRC (1985)(8) para obtener ganancias de 150 g/día, con la cantidad ofrecida a los animales ajustada semanalmente según el peso obtenido en cada pesaje, se les suministró una cantidad de 1.38% de concentrado PV (con base de MS). Las bahías tenían una superficie de 9 m 2 y estaban equipadas con un alimentador, una fuente de agua y una capa de sal. El aumento de peso diario promedio (g día-1) se controló semanalmente y se calculó por la diferencia en el peso de los animales al comienzo y al final del experimento, dividido entre el número de días de pastoreo. La carga animal o ganadera (animales 30 kg ha-1) se calculó dividiendo los valores medios de carga animal del período de pastoreo entre 30 para expresar en unidades animales de la categoría utilizada por hectárea. La ganancia de peso promedio por área (kg día ha-1) se obtuvo multiplicando la ganancia diaria promedio de los animales de prueba por el número de animales mantenidos en cada hectárea durante el período experimental.

Análisis estadístico El diseño experimental fue un bloque completamente aleatorio (BCA), los datos se sometieron a análisis de varianza y las medias se compararon mediante la prueba de Tukey, adoptando un nivel de significación del 5%. Se utilizó el siguiente modelo para las variables forrajeras: Yijk=μ+Fi+Ij+FIij+Ck+eijk Donde: Yijk = valor observado del cultivo i y ciclo j en el bloque k; μ = constante general (media poblacional); Fi = efecto del cultivo i, i= 1, 2, 3, 4; Ij= efecto del ciclo j, j= 1, 2; FIij = interacción del cultivo i y el ciclo j; Ck = efecto del bloque k, k= 1, 2; eijk = error aleatorio asociado a cada observación Yijk(13). Para las variables evaluadas en los animales, el modelo: Yijk=μ+Fi+Cj+eijk Donde: Yijk = valor observado de la variedad i en el bloque j en la repetición k; μ = constante general (media poblacional); Fi = efecto del cultivo i, i= 1, 2, 3, 4; Cj = efecto del bloque j, k = 1, 2; eijk = error aleatorio asociado a cada observación Yijk(13).

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Resultados y discusión Hubo interacción entre la variedad y el ciclo para todas las variables estructurales del pasto en el pre-pastoreo (P<0.05), excepto la masa del tallo. Las alturas más altas en el primer ciclo se observaron en la variedad Massai, y la altura más alta de pasto en el segundo ciclo de pastoreo se observó en la variedad Marandú (Cuadro 1). Cuadro 1: Estructura del pasto en pastizales de Brachiaria brizantha y Panicum maximum en el pre-pastoreo Marandú Piatã Aruana Massai EEM Variables Ciclo 1 1.6 Altura de la cubierta vegetal, cm 30.3Bb 31.6Ab 32.2Ab 39.5Aa Masa de forraje total, kg/ha DM 4689.2Aab 3728.1Aab 2775.5Ab 5706.8Aa 549.6 Masa de la lámina de la hoja, kg/ha DM 376.0Abc 535.4Ab 79.8Ac 1170.1Aa 80.4 Masa del tallo, kg/ha DM 821.0Aa 931. 0Aa 1024.4Aa 552.0Aa 162.9 Masa de material muerto, kg/ha DM 3492.2Aab 2022.2Aab 1671.3Ab 3984.8Aa 447.6 Relación de la masa de la lámina/tallo 0.5Ab 0.6Ab 0.1Ab 2.4Aa 0.2 Ciclo 2 Altura de la cubierta vegetal, cm 37.1Aa 34.5Aab 30.0Ab 32.2Bb 1.6 Aa Aa Aa Aa Masa de forraje total, kg/ha DM 3584.4 3288.0 2005.3 4569.5 549.6 Ab Bb Masa de la lámina de la hoja, kg/ha DM 222.4 154.9 0.0Ab 611.1Ba 80.4 Masa del tallo, kg/ha DM 576.0Aa 737.2Aa 829.8Aa 504.2Aa 162.9 Masa de material muerto, kg/ha DM 2786.0Aab 2396.0Aab 1775.4Ab 3454.2Aa 447.6 Relación de la lámina/tallo 0.4Aab 0.2Aab 0.0Ab 1.2Ba 0.2 EEM= error estándar de la media. Las medias seguidas por minúsculas en la fila (variedades) y mayúsculas en las columnas (ciclos) difieren por la prueba de Tukey (P<0.05).

La mayor masa de forraje se observó en el cultivar Massai y la más baja en el Aruana, sin diferir de las variedades Marandú y Piatã; Este resultado puede explicarse por la alta densidad de población de brotes del cultivar Massai(14), dado que el cultivar Massai produjo una mayor masa de forraje durante la temporada de lluvias en comparación con los otros(15), y las características estructurales de la cubierta vegetal en la estación seca reflejan las respuestas observadas en la temporada de mayor producción de forraje(16). Al evaluar el pasto Mombasa y los pastos Massai consumidos por el ganado, Euclides et al(17) observaron una masa total de forraje total más alta en el cultivo Massai en relación con el pasto Guinea Mombasa en condiciones de pre-pastoreo. Esto muestra el alto potencial productivo de esta variedad incluso en condiciones de estrés hídrico. Fernandes et al(18) señalan que este cultivar es una excelente alternativa para los sistemas de producción ovina suplementados con pastos durante la estación seca. La masa forrajera más baja y los componentes morfológicos del cv. Aruana probablemente puede explicarse por el mayor requerimiento de fertilidad y agua que los otros cultivos, característica de una menor tolerancia a la sequía(19).

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La mayor masa de la lámina foliar (MLF) se observó en el cultivar Massai, (P<0.05). siendo 67, 54 y 93 % más alta que la de los cultivares Marandú, Piatã y Aruana, respectivamente, en el primer ciclo de pastoreo. Incluso con una MLF más baja en el segundo ciclo en comparación con el primero (P<0.05), este cultivar fue más alto en 63, 74 y 100 % en relación con los cultivos Marandú, Piatã y Aruana, respectivamente, lo que indica una condición más favorable para el pastoreo del cultivar Massai, dado que la lámina de la hoja es el componente con mayor valor nutricional en detrimento de los demás (Cuadro 1). La masa del tallo (MT) no difirió entre los cultivares (P<0.05), con una media de 746.9 kg / ha MS. La ausencia de efecto para la MT es un reflejo de la baja tasa de alargamiento de este componente en los pastos de las especies Brachiaria brizantha y Panicum maximum durante la estación seca(20). La masa de material muerto (MMM) fue similar entre los cultivares de Massai, Marandú y Piatã, pero en comparación con el cv. Aruana, la variedad Massai presentó 88% más de MMM en el primer ciclo de pastoreo. La elevada MMM en el cv. Massai puede haber sido el resultado de una mayor producción de forraje de del cv. Massai durante la estación lluviosa que precedió al experimento(9), el cual maduró y envejeció durante el período seco, dando como resultado una MMM más alta. Para Gurgel et al(16), la cantidad de material muerto en el período seco está influida por la masa de forraje producida durante el período lluvioso. La relación de la lámina foliar: tallo (LF/T) fue mayor (P<0.05) en el cultivar Massai en el primer ciclo de pastoreo, debido a que el cultivar Massai presentó la MLF más alta, y no hubo diferencia entre los cultivos para SM. No hubo diferencias entre los cultivares Brachiaria y Massai en el segundo ciclo; sólo el cultivar Aruana mostró un valor más bajo ya que este cultivar no tenía láminas foliares en su composición morfológica en el segundo ciclo de pastoreo. La relación hoja / tallo es una variable de gran importancia para el manejo de plantas forrajeras debido al hecho de que está asociada con la facilidad con la que los animales consumen el forraje (hojas) preferido. Los valores encontrados fueron superiores a 1.0 para el cv. Massai (Cuadro 2), que caracteriza las condiciones favorables para el pastoreo en este cultivo, incluso en la estación seca del año. Los valores inferiores a 1.0 implican una caída en la calidad del forraje ofrecido (19). La altura del dosel después del pastoreo no difirió entre forrajes o entre ciclos (P>0.05), con un valor medio de 30.3 cm (Tabla 3). No hubo diferencias significativas (P>0.05) en post-pastoreo para MTF, la MT y la MMM, lo que indica que independientemente del cultivar, la MT y la MMM pueden haber sido una barrera física para reducir la altura de la cubierta vegetal(3), ya que solo hubo una reducción del 10% en la altura de la cubierta vegetal antes del pastoreo (Cuadro 2) a la del post-pastoreo.

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Cuadro 2: Estructura del pasto en pastizales de Brachiaria brizantha y Panicum maximum en el post-pastoreo Marandú Piatã Aruana Massai EEM Variables Ciclo 1 1.5 Altura de la cubierta vegetal, cm 29.6Aa 29.3Aa 30. 9Aa 30.6Aa Masa de forraje total, kg/ha MS 4676.4Aa 2650.5Aa 3104.7Aa 4645.5Aa 633.2 Masa de la lámina foliar, kg/ha MS 175.4Ab 96.8Ab 33.0Ab 547.7Aa 52.5 Masa del tallo, kg/ha MS 790.9Aa 554.3Aa 1453.7Aa 513.4Aa 217.5 Masa de material muerto, kg/ha MS 3710.2Aa 1866.5Aa 1617.9Aa 3584.3Aa 473.0 0.2Ab Ciclo 2 Altura de la cubierta vegetal, cm 29.8Aa Masa de forraje total, kg/ha MS 3454.1Aa Masa de la lámina de la hoja, kg/ha MS 23.5Ab Masa del tallo, kg/ha MS 636.1Aa Masa de material muerto, kg/ha MS 2794.6Aa Relación de la lámina/tallo 0.0Ab Relación de la lámina/tallo

0.2Ab

0.0Ab

1.1Aa

0.3

31.5Aa 30.7Aa 30.1Aa 1.7 Aa Aa Aa 2194.0 2294.9 4032.3 708.0 0.0Ab 0.0Ab 458.7Aa 58.7 425.9Aa 1031.4Aa 570.9Aa 243.2 1768.1Aa 1263.5Aa 3002.6Aa 528.8 0.0Ab 0.0Ab 0.9Aa 0.1

EEM= error estándar de la media. Las medias seguidas por minúsculas en la fila (cultivares) y mayúsculas en las columnas (ciclos) difieren por la prueba de Tukey (P<0.05).

La variedad Massai obtuvo la MLF más alta en el post-pastoreo en relación con los demás cultivares en los dos ciclos de pastoreo, los cuales a su vez no mostraron diferencias entre ellos. Esto puede explicarse por el hecho de que hubo una mayor cantidad de MLF en el cultivar Massai en el período previo al pastoreo (Cuadro 1), y la densidad inicial no fue suficiente para promover la cosecha de este componente en la misma proporción que en los cultivos de Marandú, Aruana y Piatã (Cuadro 2). Las relaciones LF/T más altas se observaron en el cultivar Massai debido a la mayor MLF en comparación con los otros cultivos, ya que no hubo diferencia en la MT, pero los valores de la relación LF/T fueron extremadamente bajos, con excepción de los del cultivar Massai, en el primer ciclo. No hubo diferencias entre los cultivares para el contenido de proteína bruta (PB) en el primer ciclo de pastoreo, pero sí hubo un efecto significativo (P<0.05) entre los cultivos en el segundo ciclo. Este resultado está asociado a la participación reducida de la lámina foliar en la masa de forraje de este ciclo, ya que este componente es el que tiene el mayor contenido de PC. Todos los valores observados estuvieron por debajo del valor de 7 % considerado crítico(21).

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Tabla 3: Composición química de los pastos de Brachiaria brizantha y Panicum maximum en el pre-pastoreo (%) EEM Marandú Piatã Aruana Massai Variables (%) Ciclo 1 0.3 Proteína bruta 3.3Aa 3.6Aa 4.7Aa 3.8Aa 1.0 Fibra detergente neutra 76.9Aab 73.2Abc 71.8Ac 79.3Aa 0.8 Fibra detergente ácida 44.5Aab 40.7Ab 46.3Aa 46.3Ba 0.5 Lignina detergente ácida 8.0Aab 7.5Ab 10.4Aa 8.5Aab 0.3 Ceniza 4.4Ab 5.0Ab 7.2Aa 5.8Ab Ciclo 2 Proteína bruta Fibra detergente neutra Fibra detergente ácida Lignina detergente ácida Ceniza

3.3Aab 77.5Aab 45.9Abc 8.8Ab 4.1Ab

3.0Ab 72.6Ac 43.6Ac 9.0Ab 4.8Ab

4.6Aa 74.1Abc 49.0Aab 11.7Aa 6.7Aa

3.1Ab 79.6Aa 50.8Aa 10.5Aab 4.8Ab

0.3 1.0 0.8 0.5 0.3

EEM= error estándar de la media Las medias seguidas por minúsculas en la fila (cultivos) y mayúsculas en las columnas (ciclos) difieren por la prueba de Tukey (P<0.05).

Los valores más altos de FDN se observaron en la variedad Massai en los dos ciclos de pastoreo (Cuadro 3), los valores más bajos en el cv. Aruana y valores intermedios en los otros cultivares restantes en los dos ciclos de pastoreo. Según Batistotti et al(21), la epidermis del cultivar Massai está firmemente unida al resto de la hoja mediante un soporte celular de paredes gruesas formado por el esclerénquima y un haz vascular de células de la vaina (estructura de revestimiento), punto en el que la estructura de revestimiento es más frecuente en el pasto Massai, siendo una de las causas probables para la mayor participación de la fracción de FND. Los valores más altos de FDA se observaron en el cultivo Massai en el segundo ciclo de pastoreo, pero no hubo diferencia en el primer ciclo entre los cultivares Massai y Aruana, mientras que los valores intermedios de FDA se observaron en el pasto Marandú. La FDA está dentro de la fracción de NDF, y dado que el pasto Massai presentó un mayor contenido de NDF, se esperaban mayores valores de FDA. Por otro lado, se observó una mayor masa de tallo y material muerto en el cultivar Aruana; estos componentes son desechados, lo que da como resultado una disminución en el contenido celular y un aumento en la pared celular(22). Se observaron los niveles más altos de lignina en la variedad Aruana en los dos ciclos de pastoreo, y valores intermedios en el cultivar Massai. Esto puede estar relacionado con el hecho de que el análisis químico se realizó en toda la planta, y los pastizales de hierba Aruana presentaron mayores cantidades de tallo, siendo el componente con mayor engrosamiento de la pared celular, lo cual eleva el contenido de forraje de lignina. Aunque el cultivar Massai obtuvo valores de fracción estructural más altos y estas fracciones podrían conducir a limitaciones en el consumo y el rendimiento de los animales(3,4) en el período

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seco del año, lo que más determina el rendimiento de los animales es la cantidad de forraje disponible para pastoreo, y el pasto se usa principalmente para satisfacer los requisitos de fibra base. No hubo diferencia entre los cultivares para el peso final de los animales, con una media de 32.4 kg (Cuadro 4). La ganancia diaria promedio (GDP) más baja se observó en las ovejas mantenidas en pastos de Aruana. No se observaron diferencias entre los animales mantenidos en los cultivos Marandú y Piatã, y se observaron valores intermedios de GDP en los animales mantenidos en el pasto Massai. El menor rendimiento observado en el cultivar Aruana puede explicarse por la menor masa de la lámina foliar en el primer ciclo de pastoreo y la ausencia de láminas de la hoja en el segundo ciclo, siendo el componente de mayor preferencia entre los animales y el que tiene mayor valor nutricional. Cuadro 4: Rendimiento de ovejas en pastos Brachiaria brizantha y Panicum maximum Variables Marandú Piatã Aruana Massai EEM Peso final, kg

34.7a

31.9a a

29.5a a

34.0a

3.8 ab

Ganancia de peso diaria promedio, g/d 133.7

142.0

82.1

122.4

Carga ganadera, UA/ha

8.9ab

5.4b

6.4b

9.6a

1.0

Ganancia por área, g/ha/d

1189.9a

766.8ab

525.4b

1175.0a

73.4

1.9

EEM= error estándar de la media. Las medias seguidas de letras distintas difieren entre ellas por la prueba de Tukey (P<0.05).

Las densidades en los cultivares Massai y Marandú fueron más altas que en el cultivar de Aruana (P <0.05). Este resultado puede atribuirse a la mayor masa de forraje y la masa de la lámina foliar de estas variedades en el pre-pastoreo (Cuadro 3). Además, no hubo suficiente forraje para mantener a los animales en el cultivar Aruana durante los últimos 35 días del experimento, por lo que se utilizó una carga de ganado cero en este período. Esto lleva a confirmar la falta de idoneidad de este cultivar para la producción ganadera en pastos en el período seco sin uso de riego. El aumento de peso vivo por hectárea fue menor en los pastos Aruana en comparación con los cultivares Marandú y Massai, y éstos no difirieron del Piatã. Este resultado puede atribuirse a una menor GDP y a la menor densidad o carga animal observada en el cultivo de Aruana, ya que la productividad del pasto es el resultado de la combinación del rendimiento individual y la carga de ganado para cada situación(3,4). Piatã presentó una carga de ganado más baja que la de los pastizales de Massai y Marandú; sin embargo, la ganancia individual compensó esta diferencia, con un reflejo observado en la ganancia por área, ya que el aumento de peso por área es el producto de la densidad de población ganadera por el aumento individual.

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Conclusiones e implicaciones Se recomiendan los cultivares de pasto Massai, Marandú y Piatã porque se pueden usar como una opción de forraje asociada con la suplementación de proteínas para producir ovejas criadas para carne en el período seco del año, ya que presentan estructuras más adecuadas para el pastoreo de ovejas, lo que se refleja en una mayor productividad animal.

Conflicto de interés y agradecimientos Los autores certifican que no tienen afiliación a ninguna organización o entidad con algún interés financiero o no financiero en el tema o los materiales discutidos en este manuscrito. Esta investigación fue financiada por la Coordinación para la Mejora del Personal de Educación Superior - Brasil (CAPES) - Código de Financiación 001 y el Consejo Nacional para el Desarrollo Científico y Tecnológico (CNPq) y con el apoyo de la Universidad Federal de Río Grande del Norte y la Universidad Federal de Mato Grosso do Sul.

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https://doi.org/10.22319/rmcp.v11i1.4757 Artículo

Producción in vitro de embriones porcinos con el uso de un sistema de medios de cultivo químicamente semi-definidos

David Urbán Duarte a Horacio Álvarez Gallardo a Sandra Pérez Reynozo a José Fernando De la Torre Sánchez b*

Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), Centro Nacional de Recursos Genéticos. Blvd. de la Biodiversidad Nº 400, Tepatitlán de Morelos, Jalisco. CP 47600, México. b

INIFAP, oficinas centrales. Ciudad de México, México.

* Autor de correspondencia: delatorre.fernando@inifap.gob.mx

Resumen: El objetivo del estudio fue determinar el efecto de un sistema de medios de cultivo desarrollado en laboratorio, denominado Sistema de Medios para Cerdo (PMS por sus siglas en inglés), sobre la producción in vitro de embriones porcinos. En el primer ensayo, los complejos ovocito-células del cúmulo (COCs) fueron madurados, fertilizados y cultivados en PMS suplementado con albúmina sérica bovina (en inglés, BSA), y en un medio desarrollado por la Universidad de Carolina del Norte-23 (NCSU-23 por sus siglas en inglés) suplementado con fluido folicular hasta la evaluación de blastocisto. En el segundo ensayo, la maduración y cultivo fueron realizadas en PMS con BSA o alcohol polivinil (PVA en inglés) en un arreglo factorial 2x2 (PMS-BSA/BSA, PMS-BSA/PVA, PMS-PVA/PVA, PMS-PVA/BSA). El PMS tuvo un efecto positivo sobre el número de células totales (58.04) y la disminución de lípidos totales (49.4 %) con respecto al medio NCSU-23 (37.98 y 59.2% respectivamente; P<0.05). el porcentaje de fertilización monoespérmica fue significativamente más baja (42.3 %; P<0.05) cuando los ovocitos fueron madurados en PMS-BSA comparado con PMS-PVA (52.6 %). La suplementación de BSA en el PMS para cultivo embrionario, incrementó el desarrollo hasta blastocisto y el número de células del blastocisto, y 102

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disminuyó los lípidos totales (36.8 %, 46.9 y 49.6 % respectivamente; P<0.05), en comparación con la suplementación de PVA en el PMS para cultivo embrionario. Estos resultados sugieren que el sistema de medios de cultivo desarrollados por el Centro Nacional de Recursos Genéticos (CNRG), tienen un efecto favorable sobre el número de células totales y disminuyen los lípidos totales de blastocistos porcinos producidos in vitro. Palabras clave: Medios de cultivo, Cerdos, Embriones, Producción in vitro.

Recibido: 26/01/2018 Aceptado: 08/08/2018

Introducción Durante muchos años, la producción in vitro de embriones porcinos ha sido objeto de estudio de múltiples investigaciones, y si bien actualmente varios grupos de investigadores están trabajando en esta técnica, la tasa de éxito sigue siendo baja, especialmente en comparación con otras especies(1). Ello dificulta los avances en la implementación de esta técnica en las unidades de producción, lo cual limita su uso a los fines de investigación. La baja tasa de desarrollo de embriones porcinos producidos in vitro puede deberse a condiciones de cultivo inadecuadas y a la elevada incidencia de la poliespermia(1,2,3). Actualmente, el medio estándar para producir embriones in vitro es el de la Universidad de Carolina del Norte (NCSU)23 o el NCSU-27, suplementado con líquido folicular para la maduración (medio químicamente indefinido)(4). Un medio de cultivo definido o semi-definido elimina los factores desconocidos presentes en los materiales biológicos, tales como el líquido folicular, el suero bovino fetal o la albúmina sérica, y el uso de estos medios para la producción in vitro de embriones han logrado avances importantes. Además, el uso de medios definidos y semi-definidos facilita la evaluación fisiológica de sustancias en la maduración, la fertilización y el desarrollo embrionario; incrementa la confiabilidad de los medios y permite una alta repetibilidad y reproducibilidad de los resultados(5). Algunos sustratos pueden remplazar los materiales biológicos en los medios de cultivo; ejemplos de estos son el alcohol polivinil (PVA), el ácido hialurónico, la albúmina sérica bovina (BSA) libre de ácidos grasos, la albúmina recombinante y el suero sintético. El objetivo de este estudio fue determinar el efecto de un sistema de medios de cultivo semidefinidos desarrollado en el Centro Nacional de Recursos Genéticos (CNRG), denominado Sistema de Medios para Cerdos (PMS), en la producción in vitro de embriones porcinos. 103

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Material y métodos El estudio se llevó a cabo en el CNRG, en el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) ubicado en Tepatitlán de Morelos, Jalisco, México. Se desarrolló un sistema de medios de cultivo semi-definidos llamado PMS para la producción in vitro de embriones porcinos que consiste en las siguientes soluciones: medio de lavado pre-maduración de ovocitos (H-PMS-M), medio de maduración (PMS-M), medio de lavado pre-fertilización de ovocitos (H-PMS-F), medio de fertilización (PMS-F), medio de pre-cultivo embrionario 1 para lavado de cigotos (H-PMS-E1), medio de cultivo embrionario 1 (PMS-E1), medio de pre-cultivo embrionario 2 para lavado de (H-PMS-E2) y medio de cultivo embrionario 2 (PMS-E2) (Cuadro 1). El PMS se suplementó con 0.4% de BSA libre de ácidos grasos. Todas las sustancias químicas utilizadas en este estudio se adquirieron en la compañía Sigma-Aldrich (St. Louis, MO, USA). Los medios de cultivo se prepararon utilizando agua ultra-pura. La osmolaridad de los medios fue de entre 270 y 290 miliosmoles (mOsm), y el pH se ajustó a 7.4.

Cuadro 1: Composición de los medios de cultivo PMS para la producción in vitro de embriones porcinos Componente H-PMSH-PMSPMSPMS-M H-PMS-F PMS-F PMS-E1 H-PMS-E2 (mM) M E1 E2 NaCl 100 94 97 94 100 94 100 94 KCl 10 10 10 10 10 10 10 10 KH2PO4 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 1.2 MgSO4 7H2O 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 0.5 Glucosa 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 5.6 Alanina1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 1.9 Glutamina Arginina 0.104 0.104 0.104 0.104 0.104 0.104 0.104 0.104 NaHCO3 5 25 5 25 5 25 5 25 HEPES 20 20 20 20 Piruvato de Na 2 2 0.33 0.33 Lactato de Na 4.5 4.5 Melatonina (µM) 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 CaCl2 2H2O 1.7 1.7 7 7 1.7 1.7 1.7 1.7 Cafeína 2 2 Taurina 7 7 7 7 7 7 Hipotaurina 5 5 5 5 5 5 AANE* ml/L 10 10 10 10 10 10 10 10 AAE* ml/L 20 20 20 β-mercaptoetanol 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 Cisteína 0.6 EGF* (ng/ml) 10 Osmolaridad 287 286 283 287 291 289 288 286 * AANE= aminoácidos no esenciales; AAE= aminoácidos esenciales; BSA= albúmina de suero bovino; FCE= Factor de crecimiento epidérmico.

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Recolección de ovocitos y su maduración in vitro Se obtuvieron ovocitos de ovarios recolectados de cerdas nulíparas en el rastro local y se les transportó en una solución salina al 0.9%, a una temperatura de 35 °C. Folículos ováricos de entre 3 y 6 mm fueron recolectados y aspirados con una aguja de calibre 18 y una jeringa de 10 ml. Se seleccionaron los COCs con una masa compacta de células del cúmulo y un citoplasma uniformemente granulado y oscuro, los cuales se lavaron en H-PSM-M. Los COCs se cultivaron en 1 ml de medio de maduración en una placa de Petri de cuatro depósitos (Nunc, Roskilde, Dinamarca) durante 22 h con 0.5 μg/ml de LH, 0.5 μg/ml de FSH y 1 milimol (mM) de dibutirilcAmp, y posteriormente, durante 22 h en el mismo medio, pero sin hormonas ni dibutiril-cAmp, a una temperatura de 38.5 °C con 5% de CO2 en el aire.

Fertilización in vitro Después de la maduración, 30 COCs fueron colocados en 90 μl de medio de fertilización y cubiertos con aceite mineral hasta la fertilización. Se descongeló semen congelado durante 30 seg en agua a 37 °C y se centrifugó (700 ×g por 20 min) en gradiente de Percoll 45/90. El paquete celular de espermatozoides fue resuspendido y lavado por centrifugación (400 ×g por 5 min) con un medio de fertilización. Los COCs se cultivaron durante 3 h con los espermatozoides a una concentración final de 5×105 células/ml a una temperatura de 38.5 °C con 5% de CO2 en el aire.

Cultivo embrionario Los presuntos cigotos fueron retirados del medio de fertilización y lavados, y 10 cigotos se colocaron en 90 μl de un medio de cultivo temprano y cultivados durante 48 h a una temperatura de 38.5 °C con 5% de CO2, 5% de O2 y 90 % de N2. Posteriormente se transfirieron los embriones a un medio de cultivo tardío, donde permanecieron durante 120 h bajo las condiciones anteriores.

Evaluación de la maduración nuclear, activación y fertilización Después de la maduración algunos ovocitos fueron retirados de las células del cúmulo y fijados con 25% (v/v) de ácido acético y etanol durante 48 a 72 h. Las muestras se tiñeron con acetoorceína al 1% (w/v) y el porcentaje de ovocitos maduros (ovocitos en metafase II y primer cuerpo polar formado) se evaluó con un microscopio de campo claro. Diez horas después de la fertilización algunos presuntos cigotos fueron retirados de las células del cúmulo, fijados, teñidos y evaluados, como se mencionó. Las variables medidas fueron: porcentaje de ovocitos penetrados (la proporción del total de ovocitos que tienen el pronúcleo femenino y uno o varios núcleos espermáticos 105

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penetrados o pronúcleos masculinos; se consideró a los pronúcleos con cola espermática como masculinos); monoespermia (la proporción de ovocitos con penetración monoespermática que tenían un pronúcleo femenino y un masculino); poliespermia (la proporción de ovocitos con un solo pronúcleo femenino y múltiples núcleos espermáticos penetrados o pronúcleos masculinos), y formación de pronúcleos masculinos (la proporción de ovocitos con formación de pronúcleos masculinos).

Evaluación del desarrollo embrionario Se evaluaron las siguientes variables del desarrollo embrionario: porcentaje de embriones divididos a las 48 h y desarrollo de blastocistos a las 120 h por observación bajo microscopio invertido (200X); se contó el número total de células de blastocistos utilizando la tinción Hoechst-33342 en un microscopio Eclipse 200 equipado con fluorescencia a una longitud de onda de entre 330 y 380 nm (Nikon Corp., Tokio, Japón).

Cuantificación de lípidos Los lípidos en el citoplasma de los blastocistos se cuantificaron utilizando el colorante SudanBlack B . Los embriones fueron fijados en una solución de formalina al 70% (v/v) durante al menos 2 h. Posteriormente los embriones se lavaron en agua ultra-pura durante 1 min y, después, en una solución de etanol al 50% (v/v) durante 2 min. Los embriones se tiñeron con Sudan-Black B al 1% (w/v) en etanol al 70% durante 30 seg a 1 min, lavados tres veces en una solución de etanol al 50% (v/v) durante 5 min, y montados en una lámina con glicerol. Se fotografió cada embrión con un microscopio invertido (Leica, DM IL-LED; cámara Leica, DFC295; se enfocó la parte ecuatorial del embrión). Las imágenes se digitalizaron y analizaron con el software ImageJ ®. El porcentaje de lípidos se expresó como valores relativos con respecto al área ocupada por los lípidos teñidos del área total del embrión. Como unidad experimental se consideró cada embrión teñido, y el espacio ocupado por los lípidos se expresó en porcentajes.

Diseño experimental Ensayo 1. Efecto del PMS en la producción in vitro de embriones porcinos. Los COCs fueron lavados con los medios H-PMS-M o NCSU-23 (a los que se añadió líquido folicular)(4) y madurados en los medios PMS-M o NCSU-23. Los ovocitos maduros se lavaron en H-PMS-F o en solución tampón Tris (TBMm)(6) y cultivados con esperma en PMS-F o TBMm. Los presuntos cigotos se lavaron en H-PMS-E1 o NCSU-23 y cultivaron durante 48 h, los embriones se lavaron con H-PMS-E2 o NCSU-23 y se cultivaron en PMS-E2 o NCSU-23 durante 120 h, como ya se describió. Se definieron dos grupos: el grupo 1, lavado con PMS, y el grupo 2, lavado con NCSU23.

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Ensayo 2: Efecto del PMS con distintas macromoléculas sobre la maduración, fertilización y producción in-vitro de embriones porcinos. Los COCs se lavaron con el medio H-PMS-M y se maduraron en PMS-M suplementado con 0.4% de BSA o 0.01% de PVA. Después de la maduración, los ovocitos se lavaron con el medio H-PMS-F y se cultivaron con los espermatozoides en PMS-F. Posteriormente los cigotos se lavaron en H-PMS-E1 y se cultivaron en PMS-E1 suplementado con 0.4% de BSA o 0.01% de PVA durante 48 h. Después de este paso, los embriones se lavaron en H-PMS-E2 y se cultivaron en PMS-E2 suplementado con 0.4% de BSA o 0.01% de PVA durante 120 h, como se describió anteriormente. La maduración y el cultivo se realizaron en PMS utilizando BSA o PVA en un arreglo factorial de 2 × 2. se definieron cuatro grupos: PMS-BSA/BSA, PMS-BSA/PVA, PMS-PVA/PVA y PMS-PVA/BSA.

Análisis estadístico Los datos se sometieron a un análisis de varianza para un diseño completamente al azar (en el experimento 2 se utilizó un arreglo factorial de 2 × 2, en el cual los factores fueron BSA o PVA en la maduración, y BSA o PVA en el cultivo), se usó el procedimiento GLM (con SAS versión 9.3, 2012; Instituto SAS, Cary, NC, EEUUA). Antes de realizar el análisis, los datos expresados como proporciones (p) fueron sometidos a una prueba de homogeneidad de varianza; en los casos en que fue necesario, se los convirtió al valor de su arco seno para el análisis con GLM y posteriormente se los reconvirtió a valores reales, y en los resultados se los expresa como porcentajes.

Resultados Ensayo 1 No hubo diferencias significativas para la maduración y fertilización de los ovocitos entre el grupo de PMS (88.6 ± 0.8 %) y el grupo de NCSU-23 (87.5 ± 3.4 %) (Figura 1; Cuadro 2). El uso de PMS incrementó significativamente el número total de células en los blastocistos y redujo el porcentaje total de lípidos (58.04 ± 1.8 y 49.4 ± 5.6 %; P<0.05), en comparación con el grupo NCSU-23 (37.9 ± 1 y 59.2 ± 2.2 %) (Cuadro 3). Sin embargo, no hubo diferencias significativas en los porcentajes de división embrionaria ni en el desarrollo de los blastocistos entre los dos grupos.

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Figura 1: Maduración in vitro de ovocitos porcinos con diferentes medios. La gráfica muestra las medias mínimo cuadradas ± SEM. Datos de cinco réplicas 100 88.6

87.5

PMS

NCSU-23

% Maduración

Ensayo 2 Cuadro 2: Fertilización in vitro de ovocitos porcinos madurados in vitro con diferentes medios Ovocitos Medio Porcentaje de ovocitos examinados Formación de Penetrados Monoespermia* Poliespermia* PNM * PMS

109

82.6 ± 1.2

45.4 ± 1.6

46.6 ± 0.6

92.1 ± 1.3

NCSU-23

84.9 ± 1.4

41.5 ± 2.7

43.7 ± 4.5

85.1 ± 6.0

Datos de cinco réplicas. Los porcentajes están expresados como medias de mínimos cuadrados ± EEM. *Calculados como un porcentaje de los ovocitos penetrados.

Cuadro 3: Desarrollo in vitro de ovocitos porcinos madurados in vitro con diferentes medios después de la fertilización in vitro Medio

Presuntos cigotos cultivados

Divididos en el blastocisto día 2 (%) día 7 (%)

Número total de células en los blastocistos

Lípidos totales (%)

PMS

236

72.0 ± 3.3

25.4 ± 7.1

58.0a ± 1.8

49.4a ± 5.6

NCSU-23

253

77.6 ± 5.7

23.7 ± 2.6

37.9b ± 1.0

59.2b ± 2.2

Datos de cinco réplicas. Los porcentajes están expresados como medias de mínimos cuadrados ± EEM. ab Los valores con distinto superíndice dentro de cada columna son diferentes (P<0.05).

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No hubo diferencias significativas en la maduración de ovocitos entre el grupo PMS-BSA (92.8 ± 0.9 %) y el grupo PMS-PVA (91.5 ± 1.3 %) (Figura 2). Sin embargo, el porcentaje de fertilización monoespérmica fue significativamente menor (42.3 ± 3.1 %; P<0.05) cuando los ovocitos se maduraron con PMS-BSA que en los madurados con PMS-PVA (52.6 ± 3.3 %) (Cuadro 4). Figura 2: Maduración in vitro de ovocitos porcinos en un medio PMS-M con diferente macromolécula. La gráfica muestra las Medias de los Cuadrados Mínimos ± SEM. Datos de cinco replicas 100

92.8

91.5

PMS-BSA

PMS-PVA

% Maduración

Cuadro 4: Fertilización in vitro de ovocitos porcinos madurados in vitro utilizando diferentes medios Ovocitos Medio Porcentaje de ovocitos examinados Formación Penetrados Monoespermia* Poliespermia* de PNM * PMS-BSA

100

94.9 ± 2.5

42.3a ± 3.1

43.3a ± 2.0

85.6 ± 4.0

PMS-PVA

103

88.7 ± 2.1

52.6b ± 3.3

34.2b ± 2.8

86.8 ± 4.0

Datos de cinco replicas. Los porcentajes están expresados como medias de mínimos cuadrados ± EEM. Los valores con distinto superíndice dentro de cada columna son significativamente diferentes (P<0.05). *Calculados como porcentajes de los ovocitos penetrados.

La interacción con uso de BSA o PVA en el sistema de medios PMS de maduración y cultivo no fue significativa para ninguna de las variables evaluadas. Sin embargo, el porcentaje de desarrollo de blastocistos fue significativamente superior en el grupo PMS-BSA/BSA (36.8 ± 6.0 %; P<0.05), en comparación con los grupos PMS-BSA/PVA y PMS-PVA/PVA (23.5 ± 3.2 y 23.9 ± 4.1 %, respectivamente), mientras que el del grupo PMS-PVA/BSA (30.5 ± 5.1 %) fue intermedio. El número de células en el blastocisto fue significativamente superior para el grupo PMS-PVA/BSA 109

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(46.9 ± 2.5; P<0.05) comparado a los grupos PMS-BSA/PVA y PMS-PVA/PVA (38.0 ± 2.3 y 32.8 ± 1.3 respectivamente), mientras que el del grupo PMS-BSA/BSA (44.9 ± 3.0) fue intermedio. El grupo PMS-BSA/BSA (49.6 ± 3.0 %; P<0.05) tuvo un contenido significativamente menor de lípidos totales al de los grupos PMS-BSA/PVA y PMS-PVA/PVA (62.4 ± 3.2 % y 61.3 ± 2.0 %), mientras que el grupo PMS-PVA/BSA (51.2 ± 5.6 %) tuvo un contenido intermedio (Cuadro 5). Cuadro 5: Desarrollo in vitro de ovocitos porcinos madurados in vitro con diferentes medios después de la fertilización in vitro Presuntos No. total de Divididos al Blastocisto Lípidos Medio cigotos células en los día 2 (%) al día 7 (%) totales (%) cultivados blastocistos PMS-BSA/BSA

160

80.2 ± 2.3

36.8a ± 6.0

44.9ab ± 3.0

49.6a ± 2.9

PMS-BSA/PVA

155

76.8 ± 5.4

23.5b ± 3.2

38.0bc ± 2.3

62.4b ± 3.2

PMS-PVA/PVA

147

79.3 ± 3.9

23.9b ± 4.1

32.8c ± 1.3

61.3b ± 2.0

PMS-PVA/BSA

148

79.4 ± 3.2

30.5ab ± 5.1 46.9a ± 2.5

51.2ab ± 5.6

Discusión Los resultados obtenidos en el primer experimento demostraron que los ovocitos porcinos pueden ser madurados, fertilizados y desarrollados in vitro hasta el estadio de blastocisto utilizando PMS semi-definido. No hubo diferencias significativas para la maduración de los ovocitos entre los medios PMS (88.6 %) y (87.5 %) suplementados con líquido folicular durante este estudio. Los resultados son similares a los de otros estudios en los que se utilizó el medio NCSU-23 suplementado con líquido folicular y un medio definido suplementado con PVA(5,7). Se obtuvieron datos similares para la tasa de penetración y de fertilización monoespérmica (87.6 % y 44.8 %) en ovocitos madurados en medios suplementados con líquido folicular y posteriormente fertilizados, en comparación con este estudio (82.6 % y 45.4 %). Se reportaron porcentajes de embriones divididos y de producción de blastocistos (79.4 % y 28.8 %) en un medio definido(8). En este trabajo se obtuvo 25.4 % y 23.7 % de blastocistos para PMS y NCSU-23 respectivamente. Otros estudios reportaron datos similares para la producción de blastocistos con un medio definido y con el medio NCSU-23 suplementado con líquido folicular(5,7,9). En los cerdos, la suplementación del líquido folicular en el medio de maduración tiene un efecto benéfico en la maduración nuclear de los ovocitos, la fertilización y el desarrollo embrionario in vitro(10,11,12). Sin embargo, se puede remplazar el líquido folicular con otras macromoléculas como el PVA o BSA libre de ácidos grasos(5,13). El medio PMS contiene BSA, un total de 22 aminoácidos, suplemento de arginina, melatonina y β-mercaptoetanol, mientras que el 110

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medio NCSU-23 no; posiblemente esto favorezca la maduración, fertilización, desarrollo y calidad embrionaria en este estudio. Se ha demostrado que los aminoácidos en un medio de cultivo desempeñan un papel importante como osmorreguladores(14), tampones intracelulares(15) y quelantes de metales pesados(16) y sustratos de energía(17). Se han reportado efectos benéficos de los aminoácidos esenciales y no esenciales en un medio NCSU23 químicamente definido en la maduración de ovocitos porcinos(13). La melatonina y sus metabolitos son antioxidantes efectivos que atrapan las especies reactivas de oxígeno (ROS) y regulan varias enzimas antioxidantes(18,19). Se ha observado que la melatonina regula la maduración de los ovocitos en la carpa(20) y mejora el desarrollo embrionario in vitro y el número total de células en el blastocisto porcino(21). PMS demostró tener un porcentaje menor de lípidos (49.4 %), comparados con el medio NCSU-23 (59.2 %). También se ha demostrado que la melatonina tiene grandes propiedades lipolíticas(22). En los ovocitos porcinos se ha encontrado melatonina, que promueve el metabolismo de los lípidos y proporciona una fuente esencial de energía para la maduración de los ovocitos y el posterior desarrollo embrionario(23). Se ha demostrado que la reducción de los lípidos intracitoplasmáticos en los embriones incrementa su criotolerancia debido a la menor peroxidación de lípidos y por ende al menor daño celular(24,25). La arginina es un aminoácido vital para muchos procesos metabólicos en la célula, tales como la síntesis de proteínas, producción de creatina, la síntesis de poliaminas y la generación de óxido nítrico(26). La arginina tiene un efecto positivo en la maduración de ovocitos(27) y mejora el desarrollo in vitro de embriones de cerdo(28). La adición de arginina en el medio de cultivo embrionario incrementa el porcentaje de los embriones que se desarrollan hasta la etapa de blastocisto y el número total de células del blastocisto(29). El PMS exhibió un número total significativamente mayor de células (58.04) en comparación con el medio de NCSU-23 (37.9). Un indicador de la calidad embrionaria es el número total de células del blastocisto(29). La implementación de un sistema de medios de cultivo semi-definidos o definidos para la producción in vitro se considera importante para observar los efectos de ciertos suplementos de interés en el medio de maduración, fertilización y desarrollo embrionario eliminando estos factores desconocidos que el líquido folicular provee al medio(30). En el segundo ensayo, los resultados mostraron un porcentaje de fertilización monoespérmica significativamente menor (42.3 ± 3.1 %; P<0.05) cuando los ovocitos se maduraron con PMS-BSA que con PMS-PVA (52.6 ± 3.3 %). Se ha demostrado que la adición de PVA al medio de maduración mejora el porcentaje de embriones monoespérmicos durante la fertilización in vitro de los ovocitos porcinos(5,8). Cuando el medio de maduración se suplementa con PVA, la fertilización monoespérmica puede llegar entre 70 y 80 % de éxito(5,7). Sin embargo, se ha observado una reducción de la tasa de penetración de ovocitos madurados cuando se remplaza el líquido folicular con PVA en el medio NSCU-37; quizá debido a esto, el número de ovocitos que alcanzan la etapa de la metafase II durante la fertilización disminuye(5). Durante este estudio se observó que la 111

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penetración del esperma no decrece cuando se remplaza la BSA con PVA en el medio de maduración, probablemente debido al hecho de que el PMS tiene un contenido más alto de aminoácidos y factores que pueden contribuir a mejorar las condiciones que los que proporciona la BSA. Se requiere de futuros análisis histológicos y bioquímicos de los ovocitos madurados y fertilizados para comprender el mecanismo de la fertilización poliespérmica en el sistema de producción in vitro de embriones porcinos con adición de diferentes macromoléculas. La adición de BSA durante el cultivo del embrión mejora el desarrollo de éste, incrementa el número de células en el blastocisto y reduce los lípidos totales, probablemente debido a los nutrientes que aporta la BSA. La BSA desempeña un papel en el desarrollo embrionario(31) y en la formación y la eclosión del blastocisto(32). Sin embargo, no se encontraron diferencias en el porcentaje de embriones bovinos que alcanzaron la etapa del blastocisto en un medio suplementado con PVA, BSA o suero fetal bovino(33). Sin embargo, los blastocistos producidos en PVA tuvieron un número menor de células. Se requieren estudios futuros para determinar si existe una relación entre el número total de células y los lípidos en el blastocisto porcino.

Conclusiones e implicaciones Los resultados sugieren que el PMS semi-definido tiene efectos favorables en el número total de células y en la disminución de los lípidos totales del blastocisto en los cerdos; por ello se pueden utilizar estos medios en la producción in vitro de embriones porcinos. El uso de PVA en lugar de BSA durante la maduración tiene un efecto positivo en la tasa de fertilización monoespérmica in vitro de los ovocitos porcinos. Se requiere de futuros análisis histológicos y bioquímicos de la maduración y la fertilización de los ovocitos, así como del desarrollo embrionario, para comprender los mecanismos de acción de las macromoléculas durante la producción in vitro de los embriones porcinos. El PMS desarrollado por el CNRG se podría utilizar para favorecer la criopreservación de los embriones porcinos producidos in vitro.

Agradecimientos Se agradece a PIGAMEX y a Efrén Altamirano, de “Posta el Cuatro”, por haber proporcionado el material biológico.

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https://doi.org/10.22319/rmcp.v11i1.5018 Artículo

Transmisión de Anaplasma marginale por larvas no alimentadas de garrapata Rhipicephalus microplus bajo condiciones experimentales

Itzel Amaro Estrada a Miguel A. García-Ortiz b Jesús F. Preciado de la Torre a Edmundo E. Rojas-Ramírez a Rubén Hernández-Ortiz a Francisco Alpírez-Mendoza c† Sergio D. Rodríguez Camarillo a*

Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias (INIFAP). Centro Nacional de Investigación Disciplinaria en Salud Animal e Inocuidad. Tel: +52 777 3192860 ext. 125, Fax: +52 777 3192850 ext. 129. Carr. Cuernavaca - Cuautla No 8534, Col. Progreso, Jiutepec, Mor. 62550, México. b

Científico independiente. México.

INIFAP. Campo Experimental La Posta, Paso del Toro, Veracruz, México.

†

Este trabajo está dedicado al Dr. Francisco Alpírez Mendoza, quien falleció por causas naturales durante el desarrollo del trabajo.

*Autor de correspondencia: rodriguez.sergio@inifap.gob.mx; sergeiyevsky@yahoo.com

Resumen: La descripción actual de la transmisión biológica de Anaplasma marginale por garrapatas Rhipicephalus microplus incluye la transmisión intrastadial y transestadial. Tanto la transmisión transovárica de Anaplasma de las garrapatas ingurgitadas a su progenie como la 116alimentadas al huésped mamífero son temas transmisión de las larvas infectadas no

116

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controvertidos. Para demostrar la transmisión vertical de A. marginale por las garrapatas de R. microplus en condiciones experimentales, hembras ingurgitadas infectadas se incubaron a 18 °C o, 28 °C durante la oviposición. Las larvas eclosionadas de estas garrapatas se usaron para infestar a dos novillos por cada temperatura de incubación. Sólo los novillos infestados con larvas ovipositadas a 28 ºC desarrollaron infección por A. marginale. ADN de larvas utilizadas para la infestación del donador de garrapatas portadoras, ADN de larvas ovipositadas a 28 ºC y ADN de sangre de novillos que desarrollaron la infección, fueron positivos para la amplificación de la región variable de los genes msp5 y msp1α por PCR. Todas las demás muestras de ADN incluyendo el estabilizado original, la sangre del bovino donante, las larvas de garrapatas incubadas a 28 °C y los novillos infestados con estas mismas larvas fueron positivos tanto para msp5 como para msp1α por PCR. Las secuencias de msp1α de todos los productos de PCR fueron las mismas y coincidieron con la secuencia de la cepa Tlapacoyan-2 usada para la infección del bovino donante. La evidencia que se presenta indica que R. microplus es capaz de transmitir A. marginale a su progenie y que estas larvas infectadas pueden transmitir la infección a huéspedes susceptibles. Palabras clave: Anaplasma Rhipicephalus microplus.

marginale,

Transmisión

transovárica,

Garrapatas,

Recibido: 15/08/2018 Aceptado: 30/01/2019

Introducción Las garrapatas son ectoparásitos ampliamente extendidos en todo el mundo, y su ecoepidemiología depende de las condiciones ambientales regionales(1). Las garrapatas son artrópodos con una gran capacidad de transmisión de patógenos humanos y animales y se considera que son los vectores más importantes de patógenos que ocasionan enfermedades a animales domésticos y salvajes, después de los mosquitos(1,2). Hay muchas especies de garrapatas presentes en México(3), pero la de mayor importancia económica en la industria ganadera es Rhipicephalus microplus, tanto en México como en el resto de América Latina. R. microplus es responsable de daños directos y de la transmisión de la babesiosis y la anaplasmosis bovinas(3,4). Si bien se ha establecido claramente la transmisión transovárica de babesiosis bovina(5), la transmisión transovárica de la anaplasmosis bovina sigue siendo objeto de controversias. La anaplasmosis bovina es una rickettsiosis transmitida por la garrapata y distribuida en todo el mundo(6). Anaplasma marginale, el agente causal, infecta los eritrocitos maduros de 117

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diversas especies de rumiantes, pero tiene un mayor impacto en el ganado bovino adulto; el síndrome clínico incluye fiebre, anemia, pérdida de peso y de producción, y muerte si no se aplica un tratamiento oportuno(7,8). En el ganado, A. marginale infecta los eritrocitos maduros las células endoteliales(9,10), y pese a la aplicación de un tratamiento específico, los bovinos pueden seguir siendo portadores asintomáticos por el resto de sus vidas(11,12). También se ha demostrado que el surgimiento de variantes antigénicas de ciertas proteínas de la membrana de las rickettsias en el huésped mamífero también es fundamental para su permanencia y su transmisión a huéspedes no infectados(13). La transmisión de A. marginale entre el ganado ocurre a nivel mecánico tanto como biológico. La transmisión mecánica se da mediante artrópodos de sangre y procedimientos veterinarios que transfieren sangre infectada de los portadores a huéspedes no infectados(14,15). La transmisión biológica ocurre principalmente a través de garrapatas Rhipicephalus y Dermacentor infectadas(8); sin embargo, en América Latina, la garrapata del ganado Rhipicephalus microplus es el principal vector biológico(4). Las garrapatas pueden transmitir la rickettsia biológicamente en una misma fase (transimsión intraestadial), así como entre una fase y otra (transimsión transestadial). En Rhipicephalus microplus, las larvas, ninfas y garrapatas adultas adquieren la rickettsia al alimentarse en ganado infectado, misma que se replica en las células del intestino(16,17,18). Después de un ciclo inicial de replicación, las cepas de Anaplasma transmisibles por la garrapata emigran del estómago medio, a través de la hemolinfa, a otros tejidos, incluyendo las células acinares de las glándulas salivales, donde por último la rickettsia pasa por varios ciclos de replicación logarítmica(19). En una segunda ronda de alimentación, y por lo general después de la muda (transmisión transestadial), las garrapatas secretan formas infecciosas de la rickettsia en su saliva mientras se alimentan, y de ese modo la transmiten(18). Evidencias anteriores han demostrado que los machos adultos de R. microplus transferidos manualmente transmiten A. marginale(4,20). Las ninfas y adultos jóvenes de R. microplus infectadas con A. marginale (larvas y ninfas incubadas en el laboratorio, a las que se permite la muda a la siguiente etapa) y transferidas manualmente a animales susceptibles fueron capaces de transmitir las cepas mexicanas de A. marginale de Aguascalientes y Yucatán, de alta y baja virulencia, respectivamente, en el laboratorio de la presente investigación(21). R. microplus es una garrapata de un solo huésped que pasa toda su vida parasítica en el mismo animal hasta que las hembras ingurgitadas se desprenden para poner sus huevos. Las garrapatas adultas machos pueden migrar de un huésped a otro, a través del contacto físico(22,23). Su importancia como vectores de A. marginale entre diferentes animales no ha sido evaluada plenamente. Esta aparente ineficiencia de las garrapatas macho como transmisoras y la presencia de brotes de anaplasmosis al inicio de la temporada de las garrapatas ha llevado a proponer que las larvas de las garrapatas infectadas pueden adquirir 118

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la infección a través del ovario (transmisión transovárica). Así, cuando las larvas eclosionan, ya están infectadas y se convierten en vectores potenciales de A. marginale(24). Otros esfuerzos experimentales para probar la transmisión transovárica en las garrapatas Dermacentor no han sido concluyentes(25). En un esfuerzo por clarificar la transmisión transovárica en R. microplus, Shimada y sus colaboradores(26) recolectaron larvas de R. microplus de potreros infectados durante los primeros cinco meses del año en Brasil y descubrieron que 7/50 muestras eran positivas cuando realizaron pruebas de detección de msp5 por PCR anidada (nPCR). En este mismo estudio, las garrapatas hembra ingurgitadas en un portador de A. marginale se incubaron a 18 ºC ó 28 ºC para la oviposición; 11 por ciento de las larvas de las garraptas ingurgitadas incubadas a 18 ºC y ninguna de las incubadas a 28 ºC resultaron positivas cuando se les realizó la prueba de detección de msp5 mediante nPCR. Sin embargo, estos autores no hacen referencia a una infestación de ganado susceptible con larvas con msp5 de ninguno de estos grupos para confirmar la transmisión a través de la alimentación(26). A la luz de estos hallazgos, se planteó la hipótesis de que las larvas de R. microplus pueden adquirir A. marginale de su progenitora ingurgitada con A. marginale (transmisión transovárica) cuando se la incuba a 18 ºC y, al alimentarse, transmiten la infección al ganado no infectado en condiciones de laboratorio.

Material y métodos Declaración de ética Este estudio fue aprobado por la rama del CENID-PAVET del Comité de Ética de Experimentación Animal del INIFAP y fue realizado tomando en cuenta los aspectos éticos y metodológicos de acuerdo con las normas mexicanas sobre el uso, alojamiento y transporte de animales para experimentación NOM-062-ZOO-1999.

Cepas de patógenos y de vectores La cepa Anaplasma marginale Tlapacoyan-2 utilizada en este estudio fue recolectada originalmente en el Municipio de Tlapacoyan, en el estado mexicano de Veracruz, a partir de un brote natural, y se la ha caracterizado en relación con la región variable del gen msp1 y con el gen msp4(27). Se demostró que esta cepa es transmisible por machos adultos de R. microplus en el laboratorio del CENID-PAVET.. La colonia “Media Joya” de R. microplus se recolectó originalmente en el Municipio de Tapalpa, en el estado de Jalisco, México(28,29), y se la mantiene rutinariamente a través de pases en novillos libres de enfermedades transmitidas por garrapatas en el CENID-PAVET. La colonia transmite eficientemente múltiples cepas de A. marginale, incluyendo la cepa 119

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Tlapacoyan-2(21). A fin de asegurarse de que la cepa esté libre de A. marginale, por rutina se somete a las garrapatas de cada generación a una prueba para verificar la ausencia de A. marginale mediante nPCR para detección del gen msp5 (véase abajo). Se adquirieron cinco novillos de la cruza Bos Taurus de 12 meses de edad de un ganadero local del Municipio de Cuauhtémoc, en la parte oeste-centro del estado de Chihuahua, México, que está clasificada como libre de garrapata por el Servicio Nacional de Sanidad, Inocuidad y Calidad Agroalimentaria de México (http://www.gob.mx/senasica/documentos/34495). Estos novillos fueron certificados como libres de tuberculosis y brucelosis por laboratorios certificados a nivel federal. Los animales estaban libres de garrapatas, así como de A. marginale según se certificó mediante una prueba de detección del gen msp5 por nPCR final. El novillo 027 fue el primero en ser adquirido, y los cuatro novillos restantes (1756, 1776, 6963 and 6964) fueron adquiridos posteriormente del mismo ganadero, para garantizar que todos ellos satisficieran las normas sanitarias establecidas por las autoridades mexicanas y las propias de esta investigación en relación con la edad y la ausencia de garrapatas y de enfermedades infecciosas transmitidas o no por las garrapatas. Los laboratorios y los establos del CENID-PAVET se localizan en las afueras de la pequeña área urbana de Progreso, en el municipio de Jiutepec, Morelos, en el centro de México, dentro de los límites urbanos. Estas instalaciones están libres de garrapatas. Cuando los animales entran en las instalaciones, se exige la aplicación de tratamiento contra garrapatas, y todos los animales albergados en establos al aire libre son rociados periódicamente para controlar las moscas. Todos los animales utilizados en estos experimentos fueron albergados en la Unidad de Aislamiento de Ganado del CENID-PAVET, un establo de confinamiento libre de garrapatas y de moscas.

Infección del animal portador Se inoculó al novillo 027, por vía intravenosa, una dosis de 8.2 x 109 de eritrocitos infectados con la cepa Tlapacoyan-2 de A. marginale preservada bajo nitrógeno líquido. La infección fue monitoreada, y el animal no requirió tratamiento. El novillo 027 permaneció como portador asintomático según las pruebas realizadas mediante examen al microscopio de láminas con sangre teñida con Giemsa y de detección del gen msp5 por nPCR, durante los 15 meses anteriores a la infestación con R. microplus para este estudio. El novillo 027 fue infestado con (aproximadamente 10,000) larvas maduras de R. microplus Media-Joya eclosionadas de 0.5 g para adquirir la infección mediante la alimentación. Veintiún (21) días después, hembras maduras ingurgitadas fueron recolectadas directamente del novillo 027, enjuagadas con agua destilada para eliminar el detritus, colocadas en cajas de Petri en grupos de diez e incubadas a un 80 % de humedad. 120

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Incubación para la oviposición Las hembras ingurgitadas fueron divididas en dos lotes diferentes para completar la oviposición como sigue: el primer lote se incubó a 18 ºC para la oviposición en un cuarto climatizada con variaciones máximas de 2 ºC. A fin de evitar las variaciones de temperatura por el uso regular del cuarto, las garrapatas se conservaron dentro de una pequeña hielera portátil, y se proporcionó una humedad del 80% mediante el uso de toallas húmedas controladas por medio de un hidrómetro Traceable (Fisher Scientific). Se colocaron varias cajas de Petri a 28 ºC para la oviposición en una incubadora marca Nor-Lake Scientific (NorLake LRF201WWW-0). La humedad se mantuvo con una saturación de 80 % como se describe. Una vez que se completó la oviposición, se juntaron masas de huevos de cada temperatura, se pesaron y se dividieron en lotes de 0.25 g y se mantuvieron en viales de vidrio de 5 ml cerrados con tapones de algodón. Ambos lotes de huevos se incubaron a una temperatura de 28 ºC y al 80% de humedad durante dos semanas hasta que las larvas eclosionaron. Se utilizaron (aproximadamente 5,000) larvas maduras de los lotes de huevos de 0.25 g para la transmisión a novillos intactos mediante la alimentación. Otras larvas maduras de los lotes de 0.25 g de las hembras mantenidas a temperaturas de 18 ºC y 28 ºC fueron congeladas para la posterior determinación e identificación del ADN de A. marginale mediante la amplificación de la región variable de los genes msp5 y msp1.

Infección de novillos no infectados por transmisión durante la alimentación, monitoreo clínico y recolección de muestras Cuatro novillos a los que no se extirpó el bazo fueron infestados con larvas maduras de lotes de huevos de 0.25 g; los novillos 1756 y 1776 fueron infestados con larvas de hembras ingurgitadas incubadas a una temperatura de 18 ºC, mientras que los novillos 6963 y 6964 fueron infestados con larvas ingurgitadas incubadas a 28 ºC.

Monitoreo clínico El monitoreo clínico de los animales para experimentación incluyó un registro diario de la temperatura rectal (entre las 8 y las 9 de la mañana), recolección diaria de sangre con anticoagulante mediante venipunción de la vena caudal para el examen de laminillas de sangre teñida con Giemsa y evaluación del volumen de las células concentradas sedimentadas mediante el método microhematocrito y la amplificación del gen msp5 por nPCR y de la región variable del gen por PCR y secuenciación(27).

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Extracción de ADN, PCR, clonación y secuenciación Se utilizaron larvas de hembras ingurgitadas incubadas a temperaturas de 18 ºC y 28 ºC para extraer el ADN genómico (ADNg). Se extrajeron larvas de masas de huevos de 100 mg de la manera siguiente: se pulverizaron larvas congeladas (a –70 ºC) utilizando un mortero congelado a –70 ºC. Las larvas pulverizadas fueron solubilizadas en 1M Tris-HCl, 0.5 M EDTA, solución de proteinasa K (1 mg/7 ml) y centrifugadas a 10,000 xg; se separó el sobrenadante del ADN con dos ciclos de alcohol fenol-cloroformo-isoamil y cloroformo. Los sobrenadantes se lavaron por etapas, primero con etanol absoluto y después con etanol al 70%. El ADN se hidrató en agua esterilizada destilada dos veces y desionizada y se mantuvo congelado a –20 ºC hasta su utilización. Se centrifugaron muestras de sangre de los novillos infectados por transmisión alimentaria a 2,250 xg durante 15 min a 4 °C: se desechó el plasma y la capa leuco-plaquetaria. El ADNg se extrajo por medio de un kit comercial (Kit UltraClean® BloodSpin® para aislamiento de ADN, Laboratorios MO-BIO), siguiendo las instrucciones del fabricante. Se mantuvo el ADNg a –20 ºC hasta su utilización. Se analizaron muestras de ADN de la sangre y larvas para detector el gen msp5 como un indicador universal de A. marginale mediante PCR anidada utilizando el iniciador directo 5’-GCATAGCCTCCGCGTCTTTC-3’y el iniciador reverso 5’-TCCTCGCCTTGCCCTCAGA-3’ en la primera ronda de amplificación, y el iniciador directo 5’-TACACGTGCCCTACCGACTTA-3’ y el iniciador reverso (30) 5’-TCCTCGCCTTGCCCTCAGA-3’ en la segunda ronda, como se describe . Se corrió la prueba por nPCR en dos rondas en un volumen final de 25 µl con un kit comercial (muestra maestra de PCR, sistema Promega, Madison, WI, EEUUA) en un Termociclador TProfesional (Biometra, Alemania), 0.1 – 1 ng de ADN y cebadores (10 pM). Las condiciones de ciclaje para el gen msp5 fueron una etapa de precalentamiento a 95 °C durante 3 min y 35 ciclos de 95 °C durante 30 s, 65 °C durante 58 s, y 72 °C durante 30 s con una última etapa de extensión a 72 °C durante 10 min. Se analizaron muestras en las que se comprobó la presencia de msp5 en la nPCR para la región variable del gen por PCR (cebador directo: 5’ –GTGCTTATGGCAGACATTTCC-3’ y cebador reverso 5’-CTCAACACTCGCAACCTTGG-3’)(27,31) para la verificación de cepas. Para la región variable del gen msp1α las condiciones de ciclaje fueron una etapa de precalentamiento a 95 ºC durante 3 min y 35 ciclos de 60 s, 58 ºC 60 s, 72 ºC 60 s, y una extensión final a 72 ºC durante 10 min. Los productos de la nPCR y la PCR se separaron en gel de agarosa al 2% después de una electroforesis en tampón 1x TAE y tinción con bromuro de etidio al 0.015% a 100 voltios. Se clonaron productos de la PCR de la región variable del gen msp1α en el plásmido pJet1.2 utilizando un kit CloneJet para clonación de PCR (Thermo 122

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Fisher Scientific), y se transformaron células competentes TOP10 E. coli con construcciones según las instrucciones del fabricante. Se cultivaron colonias positivas en LB+ampicilina (100 mg/ml) y se aisló el plásmido ADN utilizando el kit Wizard® Plus SV Minipreps (Promega, Madison WI, EEUUA). Se secuenció el plásmido de ADN de al menos tres colonias aisladas para determinar la secuencia consenso. Las secuencias de ADN derivadas de la secuenciación Sanger se analizaron con el editor de plásmido ApE v2.0.47. Las secuencias de consenso se alinearon con ClustalW (http://www.clustal.org/).

Resultados Infección inicial con Anaplasma marginale y su adquisición mediante la alimentación La inoculación intravenosa del novillo 027 con la cepa Tlapacoyan-2 de A. marginale dio como resultado frotis sanguíneos positivos y signos clínicos leves de anaplasmosis (temperatura rectal de 39 ºC, depresión, pérdida de apetito y anemia), llegando a una rickettsemia máxima del 3.2 % y a una pérdida del 50 % del volumen celular aglomerado para el día 25. No se requirió quimioterapia, y el novillo 027 regresó a los valores clínicos normales dentro de un periodo de 2 semanas después del inicio de la infección. El novillo 027 permaneció como un portador subclínico durante los 15 meses siguientes, como se corroboró mediante pruebas periódicas de la amplificación del gen msp5 mediante nPCR. El novillo 027 fue infestado con larvas maduras de R. microplus negativas a A. marginale según se ha determinado mediante la PCR para detectar el gen msp5, para fines de infección por adquisición mediante la alimentación. Las hembras ingurgitadas recolectadas en el día 21 e incubadas en a 28 ºC completaron la oviposición para el día 15 periodo que se considera normal. En cambio, las hembras ingurgitadas recolectadas al mismo tiempo, pero incubadas a 18 ºC tardaron más de 30 días en completar la oviposición. Independientemente de la temperatura a la que se incubaron las madres, las larvas de ambos lotes terminaron de eclosionar dentro de un periodo de 15 días después de la oviposición.

Transmisión mediante la alimentación Los novillos fueron infestados con larvas de R. microplus de hembras ingurgitadas incubadas a 18 ºC (novillos 1756 y 1776) y a 28 ºC (novillos 6963 y 6964), respectivamente. Se permitió a las larvas maduras no alimentadas alimentarse de los novillos designados y alcanzar así la etapa adulta. Ninguno de los cuatro novillos desarrolló signos clínicos de anaplasmosis ni exhibió eritrocitos infectados en la evaluación microscópica de los frotis sanguíneos durante este periodo. Ocho semanas después de la infestación, los cuatro animales fueron sometidos a una esplenectomía experimental para ocasionar la inmunosupresión e inducir una rickettsemia. El novillo 6964 (larvas ovipositadas a 28 ºC) desarrolló un 7.5 % de 123

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ricketssemia detectable mediante microscopía registrada 2 días después de la realización de la esplenectomía, momento en el que el animal recibió un tratamiento específico (oxitetraciclina 20 mg/kg durante 10 días consecutivos). A pesar de la esplenectomía, ninguno de los otros tres novillos desarrolló una ricketssemia detectable mediante el microscopio. Amplificación del gen msp5 por nPCR corroboró la presencia A. marginale en los novillos 6964 y 6963, pero no lo amplificó en la sangre de los novillos 1756 y 1776 (Figura 1). Figura 1: Detección del gen msp5 de Anaplasma marginale msp5 por nPCR. Los productos de la nPCR fueron separados mediante electroforesis en gel de agarosa al 1%

M. Indicador del peso molecular; 1, Cepa original Tlapacoyan-2 congelado; 2, novillo 027; 3, novillo 1756; 4, novillo 1776; 5, novillo 6963; 6, novillo 6964

A fin de corroborar que la cepa Tlapacoyan-2 era el mismo patógeno que infectó a los novillos 027, 6964 y 6963, se analizaron muestras de sangre de éstos, una muestra de la cepa original criopreservada y larvas de garrapatas incubadas a 28 °C para detectar la región variable del gen msp1. La Figura 2 muestra un producto de PCR amplificado de 750 bp (carril 2) para el estabilato de la cepa Tlapacoyan-2 criopreservado, de acuerdo con la secuencia reportada(27); (GenBank, número JN564641.1). Una banda con el mismo peso molecular aparente estuvo presente en todas las demás muestras sometidas a pruebas de detección de la región variable del gen msp1 en las muestras de sangre de los novillos 027 (carril 3, 6964 (carril 5) y 6963 (carril 6) y en las larvas de R. microplus de las garrapatas ingurgitadas incubadas a 28 ºC (carril 4).

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Figura 2: PCR específica para la región variable del gen msp1

Panel A; M, indicador del peso molecular; carril 1, (–) testigo; carril 2(+) sangre infectada con la cepa testigo Mex-31; carril 3, sangre infectada con la cepa Tlapacoyan-1; carril 4, sangre infectada con la cepa Tlapacoyan-2. Panel B: carril 1, estabilato criopreservado de la cepa Tlapacoyan-2; carril 2, muestra de sangre del novillo 027; carril 3, muestra de sangre del novillo 6963 a la semana 9; larvas de garrapatas R. microplus ingurgitadas incubadas a 28º C, y carril 5, muestra de sangre del novillo 6964 a la semana 9.

Todas las secuencias derivadas de la sangre o de larvas fueron idénticas para la región variable del gen msp1 de la cepa Tlapacoyan-2 según se informó(27). Este hallazgo es congruente con la hipótesis de que las larvas de garrapatas ingurgitadas adquieren la infección de sus madres y son capaces de transmitirla a huéspedes no infectados. No se demostró (mediante PCR o frotis sanguíneo) la presencia de A. marginale en las larvas de las garrapatas R. microplus ingurgitadas incubadas a 18 ºC ni en los novillos infestados con éstas.

Discusión La transmisión intraestadial y transestadial de A. marginale durante las etapas parasíticas del vector han sido ampliamente documentadas en las garrapatas Dermacentor y Rhipicephalus(4,32,33). También se ha documentado el papel de las garrapatas R. microplus como el vector biológico más importante de Anaplasma marginale en aquellas áreas en que 125

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las garrapatas Dermacentor no están presentes(4). Sin embargo, los esfuerzos para documentar la transmisión transovárica no han sido exitosos o concluyentes. En Madagascar se realizaron infestaciones escalonadas en becerros esplenectomizados con larvas no alimentadas de garrapatas ingurgitadas alimentadas con la sangre de ganado infectado con Babesia bovis, B. bigemina, A. marginale y otros patógenos transmitidos a través de la sangre(34) . En estos becerros esplenectomizados se demostró una infección patente con B. bovis y B. bigemina, pero no con A. marginale. En dos estudios diferentes realizados en Australia, se utilizaron larvas de garrapatas ingurgitadas infectadas mediante la alimentación solamente durante cuatro días, o a los días cuatro y 15, respectivamente, después de haber eclosionado(23,35); en ambos casos, las hembras ingurgitadas fueron incubadas a una temperatura de 28 ºC hasta completar la oviposición. No se corroboró infección con A. marginale en ninguno de estos trabajos. Un estudio realizado en Colombia(36) reportó la transmisión de anaplasmosis a becerros no infectados de 6 meses de edad por larvas de garrapatas que adquirieron experimentalmente la infección al alimentarse. Estos autores reportaron que la transmisión también ocurrió cuando se infestó a un novillo no esplenectomizado con larvas de segunda generación. Sin embargo, no se describieron las condiciones de alojamiento del ganado para este estudio. Recientemente se documentó en el Brasil(26) la presencia de ADN de A. marginale en la progenie larval de garrapatas ingurgitadas recolectadas de potreros con anaplasmosis endémica y larvas no alimentadas de hembras alimentadas experimentalmente con sangre de becerros infectados de Anaplasma. No obstante, los autores de ese estudio no mostraron evidencias de la infestación de ganado susceptible con larvas con presencia del gen msp5 verificada mediante la PCR. A fin de determinar la transmisión transovárica de A. marginale se han reportado una serie de condiciones de oviposición, tiempo de maduración de las “larvas infectadas”, valores variables de rickettsemia observable en donadores natural o experimentalmente infectados, uso de receptores intactos y esplenectomizados de larvas no alimentadas e incluso ubicaciones donde se llevaron a cabo los estudios. Para garantizar que los animales experimentales estuvieran libres de A. marginale, fueron adquiridos de un área libre de garrapatas y fueron sometidos a pruebas de PCR y serológicas en el momento de la compra y justo antes de infectarlos o infestarlos. Las condiciones de alojamiento de los novillos experimentales en este estudio impidieron la transmisión de rickettsia entre ellos o del novillo portador (027) a través de moscas o de garrapatas. En un intento de replicar las condiciones naturales, se alimentó a garrapatas de un portador bovino sin rickettsemia detectable en el momento de la adquisición del patógeno por las garrapatas progenitoras. Se eligieron las temperaturas convencionales de 18 ºC y 28 ºC para la oviposición, dado que según los reportes la transmisión podía darse a cualquiera de estas temperaturas(26). 126

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La hipótesis original postulaba que la incubación de garrapatas ingurgitadas a 18 ºC prolongaba el periodo de oviposición de tal manera que permitía al A. marginale alcanzar e infectar el ovario y por ende a la progenie. Como en los resultados anteriores, la incubación a 18 ºC prolongó dos veces el periodo de oviposición en comparación con la incubación a la temperatura convencional de 28º C(37). También se confirmó la presencia de ADN de A. marginale en la progenie de garrapatas infectadas mediante la alimentación incubadas a 28 ºC, pero no en las larvas de garrapatas incubadas a 18 ºC. Como corresponde a la presencia de ADN de A. marginale en estas larvas, se encontró que uno de los dos novillos infestados con larvas de garrapatas incubadas a 28 ºC desarrolló una rickettsemia observable en frotis sanguíneos (6964) dos días después de la esplenectomía. El novillo 6963, también infestado con las mismas larvas, dio positivo en la nPCR para la detección del gen msp5. Se planteó la hipótesis de que la infestación con larvas de las garrapatas incubadas a 18 ºC transmitiría la rickettsia; sin embargo, estos resultados muestran que estas larvas no indujeron una rickettsemia patente, mientras que las larvas de las garrapatas incubadas a 28 ºC sí lo hicieron. No obstante, los resultados concuerdan con los de otros que utilizaron larvas de garrapatas hembras ingurgitadas alimentadas de la sangre de ganado infectado, las cuales lograron infectar a becerros susceptibles de 6 meses de edad(36). No se sabe por qué la transmisión se logró sólo con las larvas de hembras incubadas a 28 y no de las de las madres incubadas a 18 ; sin embargo, la evidencia de nuestro estudio y de otros en los que no hubo transmisión o se logró infección parecen señalar hacia un fenómeno que puede darse bajo la influencia de muchas variables, incluyendo la cepa de las garrapatas, la cepa de la rickettsia y, muy probablemente, la conformación genética del huésped y no sólo con base en la temperatura a la que las garrapatas ingurgitadas depositan sus huevos. Este es el primer estudio en el cual se caracterizó la presencia de ADN de A. marginale en las larvas y en el ganado no infectado infestado como lo mismo, lo que indica que ocurrió la transmisión de las larvas no alimentadas al ganado susceptible. La posibilidad de utilizar una cepa 73 β β β γ msp1α facilitó el seguimiento de la infección a lo largo del experimento. Nuestros resultados confirmaron que la cepa Tlapacoyan-2 era el mismo organismo que se encontró en el portador, las larvas y los novillos de este experimento. A la luz de evidencias anteriores, se considera que estos resultados apoyan el argumento de que el Anaplama marginale se transmite transováricamente a través de las garrapatas R. microplus y que estas larvas fueron capaces de transmitir la rickettsia a un huésped mamífero. Aún hay muchas preguntas que contestar; se tendrán que realizar muchos más estudios para responderlas. Mientras tanto, y según estos resultados, es importante que se considere la transmisión transovárica de Anaplasma marginale dentro del ciclo de vida de este patógeno. 127

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Agradecimientos Este estudio fue financiado por el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP), bajo el acuerdo SIGI 1128119998, y por el Consejo Nacional de Ciencia y Tecnología (CONACyT), bajo el acuerdo No. 168167. Las fuentes de financiamiento dieron apoyo financiero para la realización de la investigación y la preparación del manuscrito. Sin embargo, hacemos constar que el contenido de este manuscrito es responsabilidad exclusivamente de los autores. Deseamos expresar nuestro agradecimiento al Dr. Enrique Reynaud Garza, del Instituto de Biotecnología de la Universidad Nacional Autónoma de México, por el uso de su sala climatizada.

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https://doi.org/10.22319/rmcp.v11i1.4981 Artículo

Inclusión de concentrado y de aditivos promotores de crecimiento en las dietas de ovinos sobre el consumo, digestibilidad, degradabilidad, variables ruminales y balance de nitrógeno

Marcelo Vedovatto a Camila da Silva Pereira a João Artêmio Marin Beltrame a Ibrahin Miranda Cortada Neto a Anderson Luiz de Lucca Bento a Gabriella de Oliveira Dalla Martha a Maria da Graça Morais a Gumercindo Loriano Franco a*

Universidade Federal de Mato Grosso do Sul, Faculdade de Medicina Veterinária e Zootecnia. Campo Grande/MS, Brazil.

* Autor de correspondencia: gumercindo.franco@ufms.br

Resumen: El presente estudio evaluó la inclusión de concentrado con monensina, salinomicina y flavomicina en dietas para ovinos, evaluando consumo, digestibilidad, degradabilidad in situ, variables ruminales y balance de nitrógeno. Cinco ovejas, bajo un diseño de cuadrado latino, recibieron cada uno de los tratamientos: HENO (solo heno como tratamiento control), CONT (heno + concentrado), MON (heno + concentrado + monensina), SALI (heno + concentrado + salinomicina) y FLAV (heno + concentrado + flavomicina). HENO fue suministrado ad libitum, mientras que el concentrado fue a 20 g kg-1 de peso corporal (PC) y los aditivos a 0.5 mg kg-1 de PC. Los tratamientos con el concentrado (CONT, MON, SALI y FLAV) mostraron un aumento (P≤0.05) en consumo, digestibilidad, AGV totales, proporciones de propionato y butirato, N-NH3 y balance de nitrógeno, y disminuyeron (P≤0.05) degradabilidad de materia seca y fibra en detergente 132

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neutro, proporción de acetato, relación acetato: propionato y pH del rumen comparado con el tratamiento control. La comparación entre los efectos dados por los aditivos con el CONT mostraron que la proporción de acetato y la relación acetato:propionato solo se redujeron en MON (P≤0.05). MON y SALI aumentaron (P≤0.05) el propionato, mientras que el butirato incrementó con la inclusión de FLAV, reduciéndose con MON y SALI. Únicamente MON disminuyó la producción de N-NH3 (P≤0.05). Otras variables no mostraron efectos de los aditivos (P>0.05) en relación con CONT. La inclusión del concentrado en las dietas para ovejas causó alteraciones en el consumo, digestibilidad, variables ruminales (AGV, pH y N-NH3) y balance de nitrógeno, sin embargo, los aditivos solo alteraron las variables ruminales (AGV y N-NH3), observando los mayores efectos con el MON. Palabras clave: Bambermicina, Flavomicina, Monensina, Rumiantes, Salinomicina.

Recibido: 11/07/2018 Aceptdo: 06/02/2019

Introducción La evolución del conocimiento de los requisitos nutricionales de las ovejas para lograr un alto rendimiento productivo ha llevado al uso de dietas de engorda formuladas con altos niveles de concentrado y niveles bajos de ingredientes con fibra(1). El suministro de concentrados afecta la fermentación ruminal(2), y se han asociado los niveles altos de inclusión con la presencia de trastornos nutricionales, sobre todo acidosis(3). Los aditivos que promueven el crecimiento han demostrado tener el potencial de modular la fermentación ruminal, lo cual se refleja en un alto rendimiento productivo, además de reducir el riesgo de trastornos nutricionales. El uso más común de los ionóforos es como promotores del crecimiento en los animales de interés zootécnico. Si bien más de 120 antibióticos pertenecen a esta clase, la monensina es probablemente el aditivo más ampliamente estudiado y utilizado en las dietas de los rumiantes(4). De manera similar, la salinomicina pertenece también a la clase de los ionóforos y se la investiga y utiliza ampliamente. Según Edwards et al.(5), otros antibióticos no ionóforos, como la flavomicina, han demostrado ser benéficos por alterar la fermentación ruminal y han sido utilizados como aditivos. La alteración benéfica que los ionóferos causan en el rumen se debe a que actúan sobre as bacterias Gram-positivas, los hongos y los protozoarios, y así permiten mejores condiciones para el desarrollo de las bacterias Gram-negativas(6). Estas alteraciones de la microbiología del rumen se reflejan en una menor producción de metano, amoniaco y ácidos acético y butírico. Se incrementa la producción de ácido propiónico, de modo que aumenta la eficiencia

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energética, y esto se refleja en el aumento de peso o de la eficiencia alimentaria de los rumiantes(7). La flavomicina tiene un mecanismo de acción diferente de los ionóforos, y su selectividad de microorganismos es diferente. No actúa sobre todas las especies de bacterias Grampositivas, y no tiene efecto en los hongos ni en los protozoarios(5). Se ha demostrado que este aditivo es eficiente para incrementar el aumento de peso o la eficiencia alimentaria en los rumiantes(8,9); sin embargo no se tiene una comprensión total de su efecto en la fermentación ruminal. Así, este estudio evaluó los efectos de la inclusión del concentrado y comparó los efectos de adicionar monensina, salinomicina y flavomicina a las dietas de las ovejas sobre la ingesta, la digestibilidad, la degradabilidad in situ, las variables ruminales (pH, N-NH3 y AGV) y el equilibrio de nitrógeno.

Material y métodos Sitio experimental y cuidado animal El experimento fue realizado en el Laboratorio de Metabolismo Animal de la Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la Universidad Federal de Mato Grosso del Sur (Campo Grande, Mato Grosso do Sul, Brasil). El experimento se realizó de acuerdo con el Comité de Ética de Uso de los Animales de la institución, bajo el caso No. 577/2013.

Animales, manejo y tratamientos En el estudio se utilizaron cinco ovejas machos (½ Suffolk + ½ Santa Inés) con una cánula permanente insertada en el rumen y con un peso corporal (PC) medio inicial de 46.50 ± 5.45 kg. Las ovejas estaban albergadas en jaulas especiales para estudios metabólicos, adecuadas para ensayos in vivo de digestibilidad. Estas jaulas tenían piso de madera laminada y contenían un comedero, una fuente para beber, y un recipiente de acero galvanizado para la recolección de orina. Las jaulas estaban albergadas en un cobertizo techado con buena ventilación. Los animales se alimentaron con heno de bermuda cruza-1 (Cynodon dactyon (L.) Pers) picado y con concentrado (Cuadro 1). La fórmula del concentrado contenía maíz finamente molido (700 g kg-1), harina de soya (260 g kg-1) y premezcla de minerales (40 g kg-1). Los tratamientos experimentales incluyeron los aditivos promotores del crecimiento en el concentrado: HENO (heno solo); CONT (heno + concentrado); MON (heno + concentrado + monensina), SALI (heno + concentrado + salinomicina) y FLAV (heno + concentrado + flavomicina) A las ovejas se les ofreció heno a su antojo, concentrado en la cantidad de 20 g kg-1 del PC, y aditivos en una proporción de 0.75 mg kg-1 of BW. 134

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Cuadro 1: Composición química del concentrado y del heno de bermuda cruza-1 (Cynodon dactylon (L.) Pers.) MS (g kg-1)

Ítem Concentrado Heno

870 875

Composición química (g kg-1 de MS)1 MO PB aFNDmo EE CNE 904 188 214 24 479 936 69 732 15 119

Cenizas 96 64

MS= materia seca; MO= materia orgánica; PB= proteína bruta, aFDNmo= fibra detergente neutra con amilasa y corregida para cenizas; EE= extracto etéreo; CNE= carbohidratos no estructurales (100(Cenizas + PB + aFNDmo + EE; Sniffen et al.(10). 2 La formulación contenía maíz molido fino (700 g kg-1), harina de soya (260 g kg-1) y premezcla de minerales (40 g kg-1).

Los aditivos fueron pesados en una báscula analítica y almacenados en microtubos hasta el momento de utilizarlos. El heno y el concentrado se proporcionaron en comederos separados. Se suministró a las ovejas heno y concentrado en dos comidas al día, a las 0007 y a las 1700 h. La ingesta de heno se ajustó para incluir en el alimento avena forrajera en una proporción de 150 g kg-1. Se suministraron aditivos únicamente en la comida de la mañana, mezclados con el concentrado. La cantidad de heno y de concentrado cumplió con los requisitos nutricionales de las ovejas en crecimiento con un aumento diario de 250 g d-1(1). El diseño experimental fue un cuadrado latino de 5 x 5. Cinco periodos experimentales de 21 días cada uno constaron de 10 días de adaptación a los tratamientos y 11 días de recolección de datos. En cada periodo experimental se pesó a los animales después de 16 horas de ayuno de alimento sólido para ajustar las cantidades de concentrado y aditivo.

Control de la ingesta y recolección de heces y de orina El control de la ingesta diaria de pienso y agua se llevó a cabo entre el día 11 y el día 15 de cada periodo experimental pesando las cantidades de pienso y avena forrajera ofrecidos. En el mismo periodo se recolectaron heces y orina. La ingesta de agua se controló midiendo la cantidad proporcionada en la mañana y en la tarde. El agua de avena forrajera se midió en los bebederos únicamente en las mañanas. Un bebedero de control (sin acceso de los animales) también se utilizó para medir la evaporación durante el día para evaluar la ingesta real de agua en los experimentos. Se adaptó a los animales una bolsa de recolección de heces para permitir una recolección total de las mismas. Estas bolsas fueron vaciadas diariamente a la misma hora por la mañana y por la tarde. Las heces fueron pesadas y homogeneizadas, y se almacenaron (a -20 ºC) muestras equivalentes a 100 g kg-1 para un análisis posterior. Con base en esta información, se evaluaron los siguientes parámetros: ingesta (avena forrajera ofrecida), coeficientes de digestibilidad aparente (ingesta de nutrientes - nutriente excretado/ingesta de nutrientes) de MS, MO, PB, fibra detergente neutra corregida para cenizas con el uso de amilasa (aFDNmo), extracto etéreo (EE) y CNE. Los NDT se calcularon mediante la fórmula

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propuesta por Sniffen et al(10): NDT= PB digestible + aFDNmo digestible + EE digestible x 2.25 + CNE digestible. Además de las heces, se recolectó orina para evaluar el equilibrio de nitrógeno. Se recolectó orina en cubetas con 100 mL de ácido sulfúrico (100 ml L-1) colocada en la parte inferior de recolectores de orina en las jaulas metabólicas. Estas cubetas se vaciaron diariamente a la misma hora en la mañana y en la tarde. Se recolectaron y almacenaron (a -20 °C) muestras de 100 ml L-1. Para el análisis de equilibrio de nitrógeno (N) se calculó el N absorbido mediante la diferencia entre la ingesta de N y el N excretado en las heces, mientras que el N retenido se calculó mediante la diferencia entre la ingesta de N y el N excretado en las heces y en la orina.

Medición de la degradabilidad in situ La degradabilidad ruminal de la MS y la FDN se determinó desde el día 16 hasta el día 19 de cada periodo, utilizando bolsas de nylon de 5 x 5 con una porosidad de 50 μm, selladas en los bordes y adecuadamente identificadas. Las bolsas se pesaron vacías, se llenaron con 2.5 g de heno (molido y pasado por un cedazo con poros de 2 mm) y atadas con una liga de hule a un aro de metal para mantenerlas cerradas. Estas bolsas fueron remojadas primero en agua durante una hora, y después fueron sujetadas a una cadena y un ancla de metal con un peso aproximado de 100 g. Posteriormente, las bolsas se infundieron en el rumen mediante una cánula a las 0007 h (antes de alimentar a las ovejas) y fueron retiradas después de los tiempos de incubación (a las 3, 8, 16, 24, 48, 72 y 96 h). Se sumergieron las bolsas en agua helada inmediatamente después de ser retiradas del rumen y lavadas en una lavadora durante cinco minutos en tres ciclos, cambiando el agua en cada ciclo. Luego fueron colocadas en un horno de ventilación forzada a 55 ºC durante 72 h y pesadas después de este periodo. La fracción soluble de MS del heno se determinó con bolsas de nylon, utilizando muestras sin incubación en el rumen. Estas bolsas fueron mantenidas en agua (a 38 °C) durante una hora, lavadas en una lavadora, secadas al horno y pesadas. La diferencia entre el peso inicial y final se consideró como la fracción soluble para cada periodo experimental, que corresponde al valor a las 0 horas en la curva de degradación de la MS. La fracción soluble “a”, la fracción insoluble “b”, la tasa de degradación “c”, y la degradabilidad efectiva (DE) se calcularon de acuerdo con Ørskov y McDonald(11) utilizando la ecuación DE = a + (bxc) / (c + k), donde “k” es la tasa estimada de paso de sólidos ruminales, estimada en 0.l02, 0.05 y 0.08 h-1 en el presente estudio.

Recolección de muestras de líquido ruminal y pH Se recolectaron muestras de líquido ruminal para determinar los AGV, el pH y el N-NH3 desde el día 20 hasta el día 21 en cada periodo experimental. Las muestras se recolectaron al final del periodo experimental después de retirar las bolsas de nylon. En el momento 136

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de la recolección se tomaron muestras a las cero horas (antes de la suplementación) y a las 2, 4, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22 y 24 h después del suministro de alimento en la mañana, siempre siguiendo la misma secuencia entre los animales. El líquido ruminal se recolectó con ayuda de una concha de metal insertada en un pañal de tela. Se recolectó una proporción alícuota de aproximadamente 100 ml de líquido ruminal. El pH se midió inmediatamente después de la recolección del líquido ruminal utilizando un potenciómetro digital (474; Micronal, São Paulo, SP, Brasil). El análisis de los AGV utilizó 4 ml de líquido ruminal acidificado con 1 ml de ácido metafosfórico (25 %) y almacenado a -20 °C. El análisis de N-NH3 usó 50 ml de líquido ruminal acidificado con H2SO4 (50 %) y almacenado a -20 °C.

Análisis químico El análisis de la composición química de los piensos, avenas forrajeras y heces se realizó de acuerdo con los lineamientos de la Asociación de Químicos Agrícolas Oficiales (AOAC)(12) como sigue: MS - método 967,03; PB -método 981,10; Cenizas - método 942,05, y EE - método 920,29. El contenido de FDN fue analizado en un analizador de fibra Tecnal TE-149® (Tecnal, Piracicaba, SP, Brasil) utilizando bolsas de tela no tejida (Tnt) de 5 X 5 cm con porosidad de 100 μm. A estos se añadieron 0.5 g de muestra (de pienso o de heces) y luego fueron sometidos a un análisis de detergente neutro según la metodología de Van Soest et al(13) sin sulfito de sodio y utilizando amilasa termoestable (Termamyl 120 L Novozymes A/S, Bagsvaerd, Dinamarca). Posteriormente se corrigió la FDN para las cenizas, y se calculó el contenido de aFDNmo. El mismo procedimiento se utilizó en la FDN para analizar el material resultante de la degradación ruminal in situ, pero sin el uso de amilasa ni corrección para las cenizas. Se calculó el contenido de CNE como lo proponen Sniffen et al(10) con la ecuación: CNE= 100 - (PB + cenizas + aFDNmo + EE). El análisis del contenido de N-NH3 utilizó el sobrenadante de las muestras de líquido ruminal descongeladas a 4 ºC y la destilación con 2N KOH de acuerdo con Ribeiro et al(14). La concentración de AGV se determinó mediante cromatografía de gas (Shimadzu GC-2010, Kioto, Japón) según la metodología descrita por Erwin et al(15).

Análisis estadístico Se llevaron a cabo análisis estadísticos utilizando el programa estadístico SAS (SAS Inst., Inc., Cary, NC). Los datos de la ingesta, la aparente digestibilidad y el equilibrio de nitrógeno fueron analizados mediante un ANOVA con un diseño de cuadrado latino de 5 x 5. El modelo estadístico utilizado fue: Yijk = μ + Ti + Pj + Ak + eijk

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Donde: Yijk= observación del efecto del tratamiento i en el periodo j, en el animal k, donde μ es la media general, Ti= efecto del tratamiento i, donde i= 1 (HENO), 2 (CONT), 3 (MON), 4 (SALI), y 5 (FLAV); Pj= efecto del periodo j (j= 5 periodos); Ak= efecto del animal k (k= 5 animales), y eijk= error aleatorio asociado con cada observación. El modelo para la calcular la tasa de degradación in situ incluía el tratamiento experimental, el tiempo de incubación, el animal, el periodo y el tratamiento × tiempo. El diseño experimental fue el cuadrado latino con casillas subdivididas para los datos de las variables ruminales (AGV, pH y N-NH3), en el cual las casillas fueron para los tratamientos, y las subcasillas, para las muestras de líquido ruminal. El modelo estadístico incluyó los efectos del tratamiento, los tiempos de muestreo, el animal, el periodo y tratamiento × tiempo. El modelo estadístico utilizado fue: Yijk = μ+ Ti + Hj + Ak + Pj + (TH)ij + eijkl Donde: Yijkl= observación del efecto del tratamiento i por horas de incubación (tasa de degradación) o tiempo de la recolección (parámetros ruminales) j en el animal k; μ= media general; Ti= efecto del tratamiento (i = 1 (Heno), 2 (CONT), 3 (MON), 4 (SALI), y 5 (FLAV); Hj= efecto de las horas de incubación en la degradabilidad (j= 1,....., 7), o de los tiempos de la recolección en los parámetros ruminales (j = 1, ....., 13); Ak= efecto del animal (k= 1, ..., 5), Pj= efecto del periodo (j= 1, ....., 5); THij= interacción entre el tratamiento i y el tiempo j; y eijkl= error aleatorio asociado con cada observación. Cuando se observaron estadísticas F significativas (P≤0.05), las medias fueron separadas utilizando una prueba de comparación múltiple (método de Tukey) y se consideraron las diferencias de P≤0.05 como significativas.

Resultados El suministro de concentrado con o sin aditivos (CONT, MON, SALI y FLAV) afectó la ingesta (P≤0.05) de MS, MO y nutrientes en kg día-1 o g kg-1 de PC en comparación con el tratamiento HENO (Cuadro 2). Los animales del tratamiento de HENO exhibieron una MS más alta (P≤0.05) y una mayor ingesta de nutrientes del heno; sin embargo, su ingesta total de MS y su ingesta total de nutrientes fue inferior (P≤0.05) a la de los animales que recibieron los tratamientos con el concentrado. La inclusión del concentrado no presentó una diferencia significativa (P>0.05) en la aFNDmo y el EE (g kg-1 del PC). No se observaron efectos de la inclusión de MON, SAL y FLAV en la dieta (P>0.05) sobre la 138

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ingesta de MS de heno, MS total o nutrientes en kg d-1 ni g kg-1 de PC. La ingesta de agua se incrementó (P≤0.05) con la adición de concentrado en las dietas; sin embargo, no se observó ningún efecto del uso de aditivos. Cuadro 2: Efecto de la inclusión de concentrado y de aditivos antimicrobianos promotores del crecimiento en la dieta de las ovejas sobre la ingesta de MS, MO, PB, aFDNmo, EE, CNE y cenizas de heno, y en la dieta total (heno + concentrado) Tratamientos2 Valor de Ingesta de1 SEM P HENO CONT MON SALI FLAV -1 Kg día MS del heno 1.01a 0.68b 0.65b 0.73b 0.65b 0.050 0.0018 MS total 1.01a 1.56b 1.57b 1.62b 1.54b 0.070 0.0004 a b b b b MO del heno 0.95 0.64 0.61 0.68 0.62 0.047 0.0021 a b b b b MO total 0.95 1.43 1.44 1.49 1.42 0.065 0.0005 a b b b b PB del heno 0.08 0.05 0.05 0.05 0.05 0.004 0.0006 a b b b b PB total 0.08 0.22 0.22 0.22 0.22 0.008 ≤0.0001 a b b b b 0.49 0.47 0.53 0.48 0.037 0.0023 aFDNmo del heno 0.74 aFDNmo total 0.74 0.68 0.67 0.72 0.67 0.042 0.7163 EE del heno 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.002 0.5565 b a a a a EE total 0.01 0.03 0.03 0.03 0.03 0.002 ≤0.0001 a b b b b CNE del heno 0.12 0.08 0.08 0.09 0.08 0.006 0.0053 a b b b b CNE total 0.12 0.50 0.52 0.51 0.51 0.019 ≤0.0001 a b b b b Cenizas de Heno 0.06 0.04 0.04 0.05 0.04 0.003 0.0002 a b b b b Cenizas totales 0.06 0.13 0.13 0.13 0.13 0.005 ≤0.0001 -1 a b b b b Agua (L día ) 2.44 3.74 4.03 4.06 3.86 0.192 0.0003 -1 g kg de PC MS del heno 19.23a 13.44b 12.45b 14.69b 12.93b 1.209 0.0150 a b b b b MS Total 19.23 30.80 29.83 32.10 30.33 1.223 ≤0.0001 a b b b b MO del heno 18.02 12.62 11.68 13.76 12.13 1.150 0.0168 a b b b b MO total 18.02 28.30 27.38 29.49 27.85 1.155 0.0001 a b b b b PB del heno 1.42 1.07 0.93 1.10 0.99 0.073 0.0056 a b b b b PB total 1.42 4.33 4.2 4.37 4.27 0.073 ≤0.0001 a b b b b 9.75 9.08 10.65 9.37 0.905 0.0161 aFDNmo del heno 14.07 aFDNmo total 14.07 13.46 12.79 14.37 13.05 0.915 0.7349 EE del heno 0.30 0.21 0.21 0.25 0.18 0.024 0.0533 a b b b b EE total 0.30 0.61 0.62 0.66 0.59 0.028 ≤0.0001 a b b b b CNE del heno 2.23 1.59 1.45 1.76 1.58 0.164 0.0450 a b b b b CNE total 2.23 9.89 9.77 10.08 9.94 0.165 ≤0.0001 a b b b b 0.83 0.78 0.94 0.80 0.063 0.0028 Cenizas del heno 1.22 a b b b b Cenizas totales 1.22 2.49 2.45 2.61 2.48 0.070 ≤0.0001 -1 Agua (ml kg de PC) 45.35a 74.77b 76.11b 80.06b 76.37b 3.166 ≤0.001

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MS= materia seca; MO= materia orgánica; PB= proteína bruta; aFDNmo= fibra detergente neutra con amilasa y corregida para las cenizas; EE= extracto etéreo; CNE= carbohidratos no estructurales (100(Cenizas + PB + aFDNmo + EE; Sniffen et al(10)). 2 Tratamientos: HENO (heno solo), CONT (heno + concentrado), MON (heno + concentrado + monensina), SALI (heno + concentrado + salinomicina), FLAV (heno + concentrado + flavomicina). ab Las medias seguidas de letras diferentes en la misma fila son significativamente diferentes (Tukey, P≤0.05) .

Los tratamientos con concentrado exhibieron una mayor digestibilidad (P≤0.05) de MS, MO, PB, EE y CNE comparadas con el tratamiento HENO (Cuadro 3). No se observó ninguna diferencia (P>0.05) en la digestibilidad de la aFDNmo que diera como resultado un incremento de los nutrientes digestibles totales (NDT). La inclusión de aditivos (MON, SALI y FLAV) no afectó la digestibilidad de la MS, MO, EE, aFDNmo, CNE, EE, o NDT en comparación con el grupo CONT (P>0.05) Cuadro 3: Efecto de la inclusión de concentrado y de aditivos antimicrobianos promotores del crecimiento en la dieta de las ovejas sobre los coeficientes aparentes de digestibilidad de MS, MO, PB, EE, aFDNmo y CNE. Tratamientos2 Digeribilidad de1 SEM Valor de P HENO CONT MON SALI FLAV MS (fracción 0-1) 0.54a 0.67b 0.67b 0.64b 0.66b 0.028 0.0305 -1 Cantidad digestible (g kg MS ) MO 563.69a 685.58b 700.04b 664.79b 700.15b 24.418 0.0142 PB 636.25a 819.29b 803.30b 756.69b 852.49b 29.610 0.0036 EE 498.05a 723.88b 782.96b 786.39b 674.80b 41.600 0.0027 aFNDmo 530.03 420.43 416.17 438.04 427.30 49.845 0.2004 CNE 507.27a 883.04b 877.02b 871.69b 888.30b 23.749 ≤0.0001 NDT 519.70a 618.92b 616.82b 610.36b 628.44b 24.335 0.0197 1MS= materia seca; MO= materia orgánica; PB= proteína bruta; aFDNmo= fibra detergente neutra con amilasa y corregida para cenizas; EE= extracto etéreo; CNE= carbohidratos no estructuales (100(Cenizas + CP + aFDNmo + EE; Sniffen et al(10)). 2 Tratamientos: HENO (heno solo), CONT (heno + concentrado), MON (heno + concentrado + monensina), SALI (heno + concentrado + salinomicina), FLAV (heno + concentrado + flavomicina). ab Las medias seguidas de letras diferentes en la misma fila son significativamente diferentes (Tukey, P≤0.05) .

Las tasas de desaparición in situ de la MS (Figura 1A) y de FDN (Figura 1B) del heno se vieron influidas por los tratamientos experimentales y los tiempos de incubación (P≤0.05). Las tasas de desaparición in situ de MS y FDN a las 3, 8 y 96 h de incubación no mostraron diferencias significativas entre tratamientos. Sin embargo, el tratamiento HENO a sólo 16, 24, 48 y 72 h de incubación mostró tasas de desaparición superiores a las de los tratamientos con el concentrado. Al comparar la influencia de los aditivos en relación con el grupo CONT, no se observaron diferencias en la tasa de desaparición de MS y FDN (P>0.05). El tratamiento HENO presentó una degradación potencial de MS y FDN a las 48 h de incubación. En cambio, ésta se observó a las 72 h en los tratamientos con el concentrado. 140

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Figura 1: Desaparición de materia seca (MS) (figura A) y de fibra detergente neutra (FDN) (figura B) del heno (expresadas como una fracción de 0-1) en el rumen de las ovejas 1 2

Horas 16, 24, 48 y 72: HENO , CONT , MON , SALI , FLAV (P ≤ 0.05). Deg. potencial: HENO: 48 h (P ≤ 0.05). Deg. potencial: CONT, MON, SALI y FLAV: 72 h (P ≤ 0.05).

HENO

CONT

MON

SALI

FLAV

4 5 HENO (heno solo), CONT (heno + concentrado), MON (heno + concentrado + monensina), SALI (heno + concentrado + salinomicina), FLAV (heno + concentrado + flavomicina). Las barras verticales representan la desviación estándar; la Degradación potencial (Deg. potencial.) representa el tiempo de incubación del heno que se requiere para lograr una degradación potencial.

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En el caso de las variables ruminales de la degradación de la MS del heno, la inclusión de concentrado en la dieta redujo (P≤0.05) la fracción “b” y la DE calculada en 0.02 y 0.05 h-1, y no modificó (P>0.05) la fracción “c” ni la DE calculada a las 0.08 h-1 (Tabla 4). La inclusión del concentrado redujo (P≤0.05) la fracción “c” y la DE (calculada a las 0.02, 0.05 8 horas; P≤0.05) y no modificó la fracción “b” en las variables ruminales de la degradación de la FDN del heno. Los aditivos no modificaron estas variables. Cuadro 4: Efecto de la inclusión de concentrado y de aditivos antimicrobianos promotores del crecimiento en la dieta de las ovejas sobre la estimación de los parámetros ruminales MS y degradación de la FDN del heno (los valores se expresan como la fracción de 0-1) Valor Tratamientos2 1 Parámetros SEM de HENO CONT MON SALI FLAV P MS (a=0.210) b

0.482a 0.445ab

0.426b

0.452ab

0.454ab

0.009

0.0112

0.055

0.050

0.035

0.034

0.039

0.008

0.2723

DE (0.02 h-1)

0.709a 0.659ab

0.613b

0.625b

0.653ab

0.019

0.0146

DE (0.05 h-1)

0.565a 0.521ab

0.471b

0.477b

0.505ab

0.020

0.0456

DE (0.08 h-1)

0.486

0.450

0.402

0.406

0.430

0.020

0.0679

0.573

0.555

0.533

0.557

0.584

0.013

0.1810

0.048a 0.033ab

0.032ab 0.028b

0.032ab

0.004

0.0289

DE (0.02 h-1)

0.401a 0.347ab

0.324b

0.320b

0.363ab

0.017

0.0359

DE (0.05 h-1)

0.277a 0.223ab

0.205b

0.198b

0.231ab

0.015

0.0277

DE (0.08 h-1)

0.212a 0.164ab

0.150b

0.143b

0.169ab

0.013

0.0252

FDN

MS= materia seca; a= fracción soluble; b= fracción insoluble potencialmente degradable; c= tasa de degradación (/h); DE= degradación efectiva (considerando una tasa de degradación de 0.02, 0.05 y 0.08 h 1 ), FDN= fibra detergente neutra. 2 Tratamientos: HENO (heno solo), CONT (heno + concentrado), MON (heno + concentrado + monensina), SALI (heno + concentrado + salinomicina), FLAV (heno + concentrado + flavomicina). ab Las medias seguidas de letras diferentes en la misma fila son significativamente diferentes (Tukey, P≤0.05) .

El Cuadro 5 muestra que el tratamiento HENO exhibió una menor producción (P≤0.05) en mmol L-1 de acetato, propionato, butirato y AGV totales y una relación acetato:propionato más alta que los tratamientos con el concentrado (CONT, MON, SAL y FLAV). El tratamiento HENO presentó una proporción más alta (P≤0.05) de acetato y más baja (P≤0.05) de propionato y butirato, evaluadas en 100 mmol -1 que los tratamientos con el concentrado.

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Cuadro 5: Efecto de la inclusión de concentrado y aditivos antimicrobianos promotores del crecimiento en la dieta de las ovejas sobre la producción de ácidos grasos de cadena corta en el rumen Valor de P Tratamientos1 Ítem SEM Trat h Trat×h HENO CONT MON SALI FLAV Ácido graso (mmol L-1) Acetato Propionato Butirato AGV total

78.30b

90.15a

84.80a

90.90a

89.93a

2.083

21.37

24.98

21.43

0.759

10.64

12.08

0.333

12.25 4.09

94.64

Razón acetato/propionato 6.39 Ácido graso (mmol 100 mmol-1) Acetato Propionato

122.16 4.21

9.15 a

9.49

118.93 3.39

24.14

bc a

124.53 123.44 3.77

4.19

2.776

≤0.001 0.0262 0.9840 ≤0.001 ≤0.001 0.6340

0.120

≤0.001 0.6263 0.9993 ≤0.001 0.9540 0.9992 ≤0.001 0.6102 1.0000

82.61a

73.94b

71.26c

73.15b

73.02bc

0.478

0.422

13.06

17.35

21.01

19.14

17.36

≤0.001 ≤0.001 0.4278 ≤0.001 0.0002 0.9995

Butirato 4.32 8.7 7.73 7.71 9.62 0.264 ≤0.001 0.6895 0.9996 1 Tratamientos: HENO (heno solo), CONT (heno + concentrado), MON (heno + concentrado + monensina), SALI (heno + concentrado + salinomicina), FLAV (heno + concentrado + flavomicina). 2 Trat= tratamiento. ab Las medias seguidas de letras diferentes en la misma fila son significativamente diferentes (Tukey, P≤0.05) . d

Al analizar los efectos de los aditivos (MON, SALI y FLAV) en relación con el tratamiento CONT en mmol L-1, no se alteró la producción de acetato (P>0.05). Los tratamientos MON y SALI incrementaron (P≤0.05) la producción de propionato en relación con la obtenida con CONT, y el tratamiento FLAV no difirió de éstos. El tratamiento FLAV indujo la producción más alta (P≤0.05) de butirato; el MON, la más baja (P≤0.05), y el SALI no difirió del CONT ni del MON. La producción total de la AGV del tratamiento con aditivos no difirió de la obtenida con el CONT. La razón acetato/propionato fue la más baja (P≤0.05) con el tratamiento MON, en comparación con los demás tratamientos. El tratamiento MON presentó una producción de acetato menor (P≤0.05), en mmol 100 mmol-1, que los tratamientos CONT y SALI, pero no que el tratamiento FLAV. Los grupos CONT, SALI y FLAV no difirieron. La proporción más alta (P≤0.05) de propionato se produjo con el tratamiento MON, seguido de SALI, FLAV y CONT. Los últimos dos no difirieron entre sí. La proporción más alta (P≤0.05) de butirato se observó con el tratamiento FLAV, seguido de CONT, MON y SALI. Los últimos dos no difirieron entre sí. La inclusión de concentrado en las dietas redujo (P≤0.05) el pH ruminal en relación con el tratamiento HENO (Figura 2A) en todos los puntos temporales evaluados. No se observaron diferencias en el pH como resultado de los aditivos. El uso del concentrado provocó una elevada variación del pH a lo largo del día, con valores máximos de 6.46 y mínimos de 5.68. Los valores más bajos se observaron de 2 a 4 h después del suministro de alimento.

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La inclusión de concentrado en la dieta incrementó la producción de N-NH3 en relación con el tratamiento HENO en todos los puntos temporales evaluados (Figura 2B). MON fue el único aditivo que presentó algún efecto (P≤0.05) comparado con el tratamiento CONT al reducir la concentración de N-NH3 apenas cuatro horas después de la alimentación matutina. No se observaron efectos de los demás aditivos para esta variable. Figura 2: Valores promedio del pH (Figura A) y nitrógeno amoniacal (NH3-N; Figura B) en el rumen de las ovejas en diferentes momentos de recolección Todas las horas: HENOa, CONTb, MONb, SALIb, FLAVb (P ≤ 0.05).

1 Horas 0, 2, 6, 8, 10, 12, 14, 16, 18, 20, 22 y 24: HENO b, CONTa, MONa, SALIa, FLAVa (P ≤ 0.05). Hora 4: HENOc, CONTa, MONb, SALIa, FLAVa (P ≤ 0.05).

HENO

CONT

MON

SALI

FLAV

HENO (heno solo), CONT (heno + concentrado), MON (heno + concentrado + monensina), SALI (heno + concentrado + salinomicina), FLAV (heno + concentrado + flavomicina). Las barras verticales representan a la desviación estándar

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El uso del concentrado incrementó (P≤0.05) la ingesta de nitrógeno (Cuadro 6) pese a las pérdidas en heces y orina, y la cantidad absorbida y retenida fue más elevada (P≤0.05) que la observada en el tratamiento HENO. No se observaron diferencias significativas en la ingesta de nitrógeno con el uso de aditivos.

Cuadro 6: Efecto de la inclusión de concentrado y de aditivos antimicrobianos promotores del crecimiento en la dieta de las ovejas sobre el equilibrio del nitrógeno Tratamientos1 Ingesta de SEM Valor de P HENO CONT MON SALI FLAV g día-1 Ingesta de N - heno 12.18a 8.67b 7.72b 8.79b 7.98b 0.458 0.0001 26.57b 27.76b 26.73b 27.32b 1.153 ≤0.0001 Ingesta de N - concentrado 0.00a Ingesta de N - total 12.18a 35.24b 35.48b 35.51b 35.30b 1.193 ≤0.0001 N fecal 3.50a 6.34b 5.92b 7.01b 6.41b 0.550 0.0072 N absorbido 8.68a 28.91b 29.56b 28.50b 29.22b 0.838 ≤0.0001 N urinario 3.04a 11.11b 14.42b 12.13b 12.51b 1.181 ≤0.0001 N fecal + urinario 6.54a 17.45b 20.34b 19.15b 18.59b 1.459 0.0001 N retenido 5.65a 17.80b 15.14b 16.37b 16.70b 1.444 ≤0.0001 g kg-1 de ingesta de N N absorbido 706.22a 818.70b 833.60b 803.72b 825.92b 20.967 0.0060 N retenido 454.82 501.56 428.58 468.36 471.22 52.691 0.7101 -1 g kg de PC Ingesta de N - heno 0.23a 0.17b 0.15b 0.18b 0.16b 0.011 0.0200 0.52b 0.52b 0.52b 0.52b 0.002 ≤0.0001 Ingesta de N - concentrado 0.00a Ingesta de N - total 0.23a 0.69b 0.67b 0.70b 0.68b 0.011 ≤0.0001 N fecal 0.07a 0.13b 0.11b 0.14b 0.12b 0.009 0.0012 N absorbido 0.16a 0.57b 0.56b 0.56b 0.56b 0.010 ≤0.0001 N urinario 0.06a 0.22b 0.27b 0.23b 0.24b 0.016 ≤0.0001 N fecal + urinario 0.13a 0.35b 0.38b 0.37b 0.36b 0.019 ≤0.0001 N retenido 0.10a 0.35b 0.29b 0.33b 0.32b 0.020 ≤0.0001 1

Tratamientos: HENO (heno solo), CONT (heno + concentrado), MON (heno + concentrado + monensina), SALI (heno + concentrado + salinomicina), FLAV (heno + concentrado + flavomicina). ab Las medias seguidas de letras diferentes en la misma fila son significativamente diferentes (Tukey, P≤0.05) .

Discusión Efecto del concentrado La inclusión de concentrado en la dieta incrementó la ingesta de MS y nutrientes (Cuadro 2). La menor ingesta observada en el tratamiento HENO puede haber sido resultado de una limitación ruminal física en las ovejas. La ingesta de heno puede haber causado una 145

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mayor saciedad y distensión ruminal, las cuales, según Grovum(16), provocan un estímulo neural inhibidor desde el centro del hambre que reduce la ingesta de alimento. Se sabe que la adición de concentrado incrementa la tasa de pasaje, proporcionando nutrientes limitantes como nitrógeno y azufre a los microorganismos ruminales y generando un elevado índice de multiplicación de los microorganismos(17), lo cual se refleja en un incremento de la ingesta. La inclusión de concentrado en la dieta incrementó la digestibilidad de la MS y de otros nutrientes (con la excepción de aFDNmo). Según Hagos y Melaku(18), la concentración más baja de PB y el nivel más alto de aFDNmo en el tratamiento HENO pueden haberse reflejado en una baja eficiencia microbiana, lo cual provocó un bajo nivel de fermentación de los nutrientes y, por ende, una baja digestibilidad. La ausencia de mejora en la digestibilidad de la aFDNmo y la reducción de la degradabilidad de la MS y la FDN debido a la inclusión de concentrado puede haberse debido al hecho de que la inclusión de carbohidratos de fermentación rápida conduce a un descenso del pH ruminal, a un mayor desarrollo de bacterias amilolíticas y a una disminución de desarrollo de las bacterias celulolíticas(19,20). Estas alteraciones microbianas reducen la producción de enzimas fibrolíticas y por ende afectan negativamente la degradabilidad y la digestibilidad de la fibra. La inclusión de concentrado en la dieta aumentó la producción total de AGV y las proporciones de propionato y butirato, y produjo una reducción en la proporción de acetato y de la relación acetato:propionato. La alteración en la producción de AGV en la dieta fue probablemente el resultado de cambios en la población microbiana del rumen, la cual se altera según el tipo de sustrato disponible. De acuerdo con Wanapat y Khampa(20), la inclusión de concentrado en la dieta incrementa el número de protozoarios y de bacterias amilolíticas y proteolíticas, y reduce el número de hongos y bacterias celulolíticas. Las alteraciones causan cambios en el tipo y la cantidad de AGV producidos. El pH ruminal más bajo se observó en los tratamientos que contenían concentrado. Los microorganimsos del rumen fermentan carbohidratos, produciendo AGV y lactato, los cuales tienen un efecto acidogénico. Por ello, la inclusión de carbohidratos de fermentación rápida en la dieta aumenta la tasa de fermentación y la producción de estos compuestos, con lo cual se reduce el pH(3,17). Además, la inclusión del concentrado suele asociarse con una menor rumia y masticación, con la consiguiente reducción de la producción de saliva y de la capacidad de tampón de la dieta(19,21). El tratamiento HENO presentó una baja variación diaria del pH porque los animales tuvieron una ingesta gradual a lo largo del día. En cambio, los tratamientos con concentrado presentaron una elevada variación del pH durante el día porque el concentrado proporcionado se consumió rápidamente, y esto se reflejó luego en un descenso de los valores del pH, los más bajos de los cuales se observaron unas 2 a 4 horas después del alimento. Los valores más bajos de pH observados en los tratamientos con el concentrado y con el heno fueron 5.68 y 6.27, respectivamente. Según Hover y Stokes(22), estos valores se encuentran dentro de 146

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un rango adecuado para un máximo crecimiento microbiano y una máxima digestión ruminal de las fibras (entre 5.5 y 7), y el amplio rango de pH para la digestión de fibra va de 6.7 a 7.1. La mayor concentración de N-NH3 ruminal se observó con la inclusión de concentrado. Según Van Soest(19), la degradación de la proteína en el rumen ocurre a través de la acción de las enzimas secretadas por los microorganismos del rumen. Estas bacterias digieren parte de la proteína, y otros microorganismos del rumen utilizan aminoácidos, péptidos y amoniaco para la multiplicación de las células. Cuando la tasa de producción de amoniaco es mayor que la de su uso, el animal lo absorbe a través de la pared del rumen, pasando al torrente sanguíneo y convirtiéndose en urea en el hígado. La urea puede reciclarse o perderse a través de la orina. Se alcanzan valores excesivos mediante una elevada inclusión de concentrado en las dietas, lo cual no es deseable. El tratamiento HENO presentó una baja variación diaria de N-NH3 (Figura 2B) porque los animales consumieron el alimento gradualmente a lo largo del día. Por otra parte, como se observó en el análisis del pH, los tratamientos con concentrado mostraron una alta variación debido a la rápida ingesta de concentrado que provoca picos de producción de amoniaco entre 2 y 4 horas después de suministrado el alimento. Los niveles incrementados se presentaron como resultado de las elevadas cantidades de PB del concentrado, lo que incrementó la tasa de degradación y produjo picos de N-NH3. Hubo un incremento de la cantidad de N absorbido y retenido (g d1 o g kg-1 de PB) con la inclusión del concentrado en la dieta. Probablemente esto sucedió debido a la elevada ingesta de N y a la elevada digestibilidad de N contenido en el concentrado en comparación con los del tratamiento con HENO. Sin embargo, cuando se analizó la cantidad de N retenido en g kg-1 del N ingerido, se percibió la ausencia de una mayor eficiencia en el uso del N ingerido con la inclusión del concentrado, misma que probablemente sea resultado de la baja tasa de flujo desplegado en el tratamiento HENO, que mejoró la eficiencia en el uso de N y produjo resultados similares a los de los tratamientos con concentrado. La inclusión de concentrado dio como resultado pérdidas considerables de N, principalmente a través de la orina. Esto puede deberse a una baja eficiencia del ciclo de la urea, la cual es un reflejo de los picos de producción de N-NH3 y la reducción de la producción de saliva con la inclusión del concentrado(19). La inclusión de concentrado se refleja en un tiempo menor de masticación y rumia(21), por lo que se produce menos saliva y se recicla menos nitrógeno, el cual termina siendo eliminado en la orina.

Efecto de los aditivos La inclusión de aditivos no alteró la ingesta de MS y nutrientes. Sin embargo, se sabe que los ionóforos tienen un efecto en la MS que conduce a una menor ingesta cuando se los utiliza en dietas con una elevada proporción de concentrado(23,24). Este efecto puede 147

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presentarse como consecuencia de un incremento en la concentración de ácido propiónico ruminal, que se refleja en un incremento de eficiencia energética, lo que permite satisfacer los requisitos nutricionales con una menor ingesta de pienso(7). Esta ingesta también se ve afectada por aspectos patofisiológicos como el pH ruminal. Así, una dieta que induce la acidosis ruminal, con la adición de ionóforos, puede conducir a un menor descenso del pH, con lo cual aumenta la ingesta(25). Sin embargo, pese a que en este experimento la ingesta de heno fue elevada (de aproximadamente 430 g kg-1 de la dieta), todas las dietas fueron catiónicas, lo que produjo un efecto alcalinizante que puede haber ocasionado que los aditivos no tuvieran efecto en la ingesta. La inclusión de aditivos no alteró la digestibilidad de la dieta. No obstante, los ionóforos pueden incrementar la digestibilidad dietaria al aumentar el tiempo de retención de la MS en el rumen como resultado de una menor ingesta voluntaria, estimulando la rumia y mejorando así el ambiente ruminal y permitiendo una mayor digestibilidad(26). Pero en este estudio no se observó este efecto porque los aditivos no alteraron la ingesta. Los aditivos no influyeron en la degradabilidad del heno. Se sabe que los ionóforos alteran la población microbiana del rumen y actúan sobre las bacterias celulolíticas, lo que puede reducir la degradabilidad de la fibra(27). Sin embargo, probablemente sea más fácil observar estos efectos en las dietas con mayores proporciones de fibra. Edward et al(5) reportan en un experimento in vitro que las bacterias celulolíticas Gram-negativas del género Fibrobacter se cuentan entre las más sensibles a la acción de la flavomicina. Según los mismos autores, normalmente la flavomicina no disminuye la degradación de la fibra en los estudios in vitro e in vivo. Por ello es probable que las actividades celulolíticas de las bacterias del género Ruminococcus, hongos y protozoarios que no se ven afectados por este antibiótico y que pertenecen a la población de microorganismos ruminales compensen la disminución del número de bacterias Fibrobacter que pudiera afectar a degradación de la fibra. Los aditivos alteraron la producción de AGV. Los ionóforos provocan estas alteraciones al modificar las poblaciones bacterianas del rumen. Las bacterias Gram-positivas que producen acetato, butirato y H2 se ven inhibidas por los ionóforos, y las bacterias Gramnegativas que producen propionato encuentran mejores condiciones para reproducirse(28). La producción de butirato se incrementó en el tratamiento FLAV. Así, la respuesta al efecto de la flavomicina en la proporción de AGV difiere de la de los ionóforos, que promueve un incremento de la proporción de propionato. La acción de la flavomicina, que no se da en exactamente los mismos microorganismos, puede reflejarse en estas alteraciones. Los aditivos no alteraron el pH ruminal. Esto puede haberse debido a la elevada proporción de heno en la dieta (aproximadamente 430 g kg-1 de la dieta), la cual induce un mayor tiempo de ingesta, regurgitación y producción de saliva que produce un pequeño descenso en el pH ruminal y no permite la demostración de estos efectos de los antibióticos. 148

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La reducción de la concentración de N-NH3 durante el primer pico de producción (apenas 4 h después de la alimentación matutina) no se detectó en la dieta adicionada con MON. Esta respuesta se ve asociada a la reducción del número de bacterias que utilizan aminoácidos y péptidos como fuente de energía para su crecimiento, y por ende liberan amoniaco en el ambiente ruminal. La reducción del uso de aminoácidos y péptidos favorece su paso al intestino delgado y su absorción, lo que aumenta la eficiencia en el uso de nitrógeno(29). No se observó ningún efecto de los aditivos en el equlibrio de nitrógeno. Sin embargo, los ionóforos pueden promover una mejor utilización del nitrógeno dietario, como resultado de una menor ingesta de MS, y por ende una reducción de la ingesta de nitrógeno y de la desaminación del rumen(30). En este estudio, el uso de aditivos no alteró la ingesta de MS, y la salinomicina y la flavomicina no alteraron la concentración de NNH3. De ahí que fuera de esperar la ausencia de efecto en el equilibrio total de nitrógeno. Si bien la MON redujo la producción pico de amoniaco después de la alimentación matutina, no fue suficiente para alterar el equilibrio de nitrógeno.

Conclusiones e implicaciones La adición de concentrado a la dieta de las ovejas ocasionó alteraciones en la ingesta, la digestibilidad, las variables ruminales (AGV, pH y N-NH3) y el balance de nitrógeno. Los aditivos MON, SALI y FLAV alteraron la producción de AGV; sin embargo, sólo MON redujo la producción de N-NH3. Entre los aditivos probados, la monensina produjo los cambios más benéficos en el metabolismo ruminal de las ovejas.

Agradecimientos Los autores desean expresar su agradecimiento a la compañía Nutract Agrisolutions (Chapecó, SC, Brasil) por haber financiado parcialmente esta investigación, y también a la Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (Capes) por la beca otorgada al primer autor.

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https://doi.org/10.22319/rmcp.v11i1.4882 Artículo

Efecto del propóleo y aceite de orégano sobre parámetros productivos, leucocitos, metabolitos y estabilidad oxidativa de la pechuga de pollo

José Inés Ibarra-Espain a Carlos Alfredo Carmona-Gasca a Francisco Escalera-Valente a Fidel Avila-Ramos b*

Universidad Autónoma de Nayarit. Unidad Académica de Medicina Veterinaria y Zootecnia. km 3.5 Carretera Chapalilla-Compostela. 63700, Compostela, Nayarit. México. b

Universidad de Guanajuato, Departamento de Veterinaria y Zootecnia. Irapuato, Guanajuato. México.

* Autor de correspondencia: ledifar@hotmail.com

Resumen: Se estudió el efecto de propóleo (P) y aceite de orégano (A) sobre parámetros productivos, leucocitos, compuestos químicos en sangre y la estabilidad oxidativa de la carne de pechuga. Los pollos (n= 480) fueron distribuidos en cuatro tratamientos con cuatro repeticiones de 30 pollos. Se probaron cuatro niveles de aditivos: TES= 0, P= 100 mg de propóleos, A= 100 mg de aceite de orégano y AP= 50 mg de A + 50 mg de P por kilo de alimento. A los 42 días dos aves por repetición se sacrificaron y su pechuga se colectó para determinar su estabilidad oxidativa midiendo el malondialdehído (MDA). El aceite de orégano contenía 43.47 % de timol y 29.16 % de carvacrol, los propóleos 5.6 mg de flavonoides, 840 µg de fenoles y 138 µg equivalentes de Trolox® por gramo de propóleo. El consumo de alimento, ganancia de peso, conversión alimenticia y mortalidad no aumentaron por efecto de los aditivos. En aves de tres semanas incrementaron los eosinófilos con AP (P≤0.05), en aves de seis semanas aumentaron los triglicéridos con A (P≤0.05) y la oxidación de las grasas fue mayor en carne de aves que recibieron AP (P≤0.05). En conclusión, el aceite de orégano y propóleos no 153

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aumentaron los parámetros productivos, pueden estimular la respuesta inmune, en dietas bajas en grasa aumentan los triglicéridos en sangre y su combinación afecta la estabilidad oxidativa de la carne de pechuga. Palabras clave: Aceites esenciales, Aditivos naturales, Pollo de engorda, Estabilidad oxidativa.

Recibido: 03/05/2018 Aceptado: 13/12/2018

Introducción En la actualidad, las sustancias naturales son evaluadas en producción animal como estimulantes de crecimiento debido a las restricciones para usar sustancias sintéticas(1,2). Los aditivos naturales pueden aumentar el nivel productivo, la respuesta inmune, el estado de salud y disminuir la oxidación de las grasas en la carne de pollo(3,4). El aceite de orégano es un conservador en la industria de los alimentos debido a que evita el crecimiento de microorganismos(5-7). Sus compuestos principales son el timol y el carvacrol que puede representar hasta el 80 % de su contenido, y son los responsables de su actividad biológica(8,9). El propóleo es una goma producida por las abejas a partir de las resinas colectadas en árboles, arbustos y plantas; para estos insectos es un antiséptico, evita el crecimiento de microorganismos en su nido. En los propóleos se han identificado más de 300 sustancias, sobresalen los ácidos aromáticos, diterpenos, los fenoles y los flavonoides(10-13). Compuestos bioactivos con capacidad anticancerígena, antiinflamatoria, bactericida, viricida, inmunoestimuladora y antioxidante in vivo e in vitro(14-16). En la actualidad, el aceite de orégano y los propóleos son una alternativa para la industria avícola debido a su precio, facilidad para usarlos y beneficios, pero los resultados varían debido al origen de los aditivos(17-19). Es posible que los compuestos naturales puedan combinarse para favorecer su efecto biológico e incrementar la respuesta en las aves. Por lo tanto, el objetivo de la investigación fue determinar si el aceite de orégano sólo o combinado con propóleos pueden tener efecto sobre las variables productivas, leucocitos, linfocitos, elementos químicos en sangre y la estabilidad oxidativa de la carne en la pechuga.

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Material y métodos Todos los procedimientos presentados en el estudio están dentro de los lineamientos para el bienestar de los animales y fueron aprobados por el comité Institucional de cuidado y uso de animales de la Universidad de Nayarit (Tepic, México).

Composición del aceite esencial de orégano Los compuestos del aceite de orégano se identificaron con un cromatógrafo de gases (CG; Hewlett Packard P-6890, California, EUA) acoplado a un espectrómetro de masas (EM; Hewlett Packard 7953, California, EUA). La temperatura del puerto de inyección fue de 240 °C; se utilizó una columna capilar Hewlett Packard 5ms® (30 m de longitud, 0.25 mm de diámetro interno y 0.25 µm de espesor de la película, California, EUA). La temperatura inicial del horno fue de 50 °C, por 5 min, después incrementó 10 °C por minuto hasta llegar a 260 °C; se utilizó helio como gas acarreador. El EM se operó en modo scan (rango m/z: 30-550) con ionización electrónica (70 eV) y flujo de 1.0 ml/min.

Cantidad de flavonoides, fenoles y capacidad antioxidante de los propóleos El contenido de flavonoides se realizó con el método cloruro de aluminio, el de fenoles totales con el método de folin-ciocalteu y la capacidad antioxidante se realizó con el radical 2,2Difenyl-1-picrilhidrazil (DPPH)(20).

Ubicación del experimento a investigación se realizó en la granja avícola de la Unidad Académica de Medicina Veterinaria y Zootecnia de la Universidad Autónoma de Nayarit ubicada en el km. 3.5 de la carretera Compostela – Chapalilla, Municipio de Compostela, Estado de Nayarit, México.

Aves y dietas experimentales Se utilizaron 480 pollos de la línea Ross de un día de edad distribuidos aleatoriamente en cuatro tratamientos con cuatro repeticiones de 30 pollos (TES= testigo, P= 100 mg de propóleos, A= 100 mg de aceite de orégano y PA= 50 mg de propóleos más 50 mg de aceite de orégano por kilo de alimento). La dieta se elaboró a base de maíz - pasta de soya en harina para iniciación y finalización (Cuadro 1) proporcionada ad libitum a las aves durante los 42 días; los dos aditivos se adicionaron a la fuente concentrada de energía durante la elaboración del alimento. 155

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Cuadro 1: Composición de la dieta en porcentaje Ingrediente Iniciación Crecimiento y finalización Maíz 65.41 72.16 Pasta de soya 29.22 22.11 Aceite de soya crudo 1.00 1.86 Bicarbonato de calcio (38%) 1.64 1.52 Fosfato dicálcico (18/21) 1.49 1.30 Sal 0.30 0.30 1 Pre mezcla minerales y vitaminas 0.30 0.30 DL-Metionina 0.30 0.18 HCL-Lisina 0.29 0.19 2 Xantofilas 0.00 0.03 Coccidiostato 0.05 0.05 100.00 100.00 Composición nutrimental: Mcal/kg Proteína cruda Calcio Lisina Metionina + Cistina Metionina Fósforo disponible Histidina Triptófano Treonina Arginina Ácido linoleico

3.00 20.06 1.00 1.30 0.95 0.50 0.45 0.51 0.27 0.84 1.31 1.90

3.10 17.00 0.90 1.00 0.75 0.40 0.45 0.43 0.23 0.73 1.08 2.46

Cantidad en mg por kg de alimento: vitamina A, 10,000 UI; vitamina D 3, 2,500 UI; vitamina K3, 2 mg; tiamina, 2 mg; rivoflavina, 7 mg; ácido pantoténico, 10 mg; piridoxina, 4 mg; ácido fólico, 1 mg; vitamina B12, 0.015 mg; y biotina, 0.010 mg (Vipresa®), Tepatitlán de Morelos, México. Cantidad en mg por kg de alimento: Se, 0.20; I, 0.30; Cu, 7; Fe, 65; Zn, 75; Mn, 65; y Co, 0.4 (Vipresa®), Tepatitlán de Morelos, México. 2 Cantidad en mg por kg de alimento: 90 ppm de Tagetes erecta (Florafil-93 Powder, Industrias Vepinsa S.A. de C.V. Los Mochis Sinaloa, México.

Parámetros productivos y muestras de sangre Los parámetros productivos se midieron cada siete días y la mortalidad cuando sucedió, además, se tomó una muestra de sangre en la vena braquial a dos aves por repetición a los 21 156

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y los 42 días (1.8 mg de ácido etilendiaminotetraácetico por mililitro) para hacer las extensiones de sangre, teñirlas con tinción Wright y medir los metabolitos de la sangre (EasyVet, Desego).

Sacrificio de aves y colecta de carne A dos aves por repetición se les retiró el alimento para tener un ayuno de 6 h antes de sacrificarlas seccionando su vena yugular y arteria carótida, cumpliendo con la Norma Oficial Mexicana NOM-033-SAG/ZOO-2014(21); se desangraron durante 2 min y se colocaron en agua (60 °C) durante 120 seg para retirar sus plumas manualmente. La canal se enfrió en agua con hielo durante una hora (0 °C), a la pechuga se le quitó la piel y grasa visible para envasarla en alto vacío y mantenerla congelada (-20 °C) durante ~1 mes.

Estabilidad oxidativa de la carne A una muestra de 30 g de carne se le adicionan 30 ml de agua destilada y 0.2 ml de BHT al 7% (2,6-di-ter-butyl-4-methyl-phenol, Sigma-Aldrich, Toluca, México) diluido en alcohol metílico al 96% (CH3CH2OH). La muestra se trituró durante 30 seg (Licuadora Oster, M4655-813/465-42) y filtró a través de una malla plástica de 0.84 mm para reposar 30 min a 25 ºC en la oscuridad. Se tomó 1 ml de la capa superior de la muestra y se adicionan 2 ml de ácido tiobarbitúrico 0.02 M (Sigma-Aldrich, Toluca, México) combinado con ácido tricloroacético (TCA) al 15% en agua destilada. La solución se agitó 10 seg, se mantuvo en agua a 80 °C durante 10 min, finalmente se colocó a 0 °C (10 min). Se mide la absorbancia de la muestra a 532 nm (Biotek, Epoch, EUA), los valores obtenidos se multiplicaron por 7.8 para expresar mg de malondialdehído por kilo de carne(22).

Análisis estadístico Los datos obtenidos se analizaron con un diseño experimental completamente al azar usando el Procedimiento Lineal Generalizado (GLM) de SAS; las medias se compararon con la prueba Tukey y los efectos se consideraron significativos a una P≤0.05. Los datos de mortalidad se transformaron usando la función arco seno y se presentaron en porcentaje. El modelo estadístico usado fue: Yij = µ + Ƭi + εij Donde: Yij consumo de alimento, ganancia de peso, conversión alimenticia, mortalidad de las aves, leucocitos, variables químicas y malondialdehído (MDA) por kilo de carne; 157

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µ es la media general; Ƭi es el efecto del aceite de orégano, de propóleos, aceite de orégano más propóleos; Εij es el error aleatorio.

Resultados y discusión Aceite de orégano Los compuestos más abundantes en el aceite de orégano fueron timol (43.47 %), carvacrol (29.16 %), eucaliptol (6.96 %), cariofileno (5.38 %) y tetrametil (2.96 %). El aceite de orégano disminuye el crecimiento de bacterias debido al timol y carvacrol contenido, compuestos variables de acuerdo a su lugar de origen, época de corte y madurez de la planta. Sin embargo, en todas las etapas fenológicas de la planta de orégano son los compuestos más abundantes; el aceite de orégano puede contener hasta el 80 % de ambos compuestos(23,24). La cantidad de timol y carvacrol en el aceite fue del 72 %, aceite de orégano de buena calidad comparado con otros que sólo contienen el 30 % de ambos compuestos(25,26).

Propóleos En los propóleos el contenido de flavonoides fue de 5.6 mg equivalentes de quercetina, de fenoles 840 µg equivalentes de ácido cafeínico y 138 µg equivalentes de Trolox® determinados por el radical DPPH• (2,2-difenil-1-picrilhidrazilo) por gramo de propóleo. Los compuestos de los propóleos varían de acuerdo a su región de origen, existen reportes de China, India, Macedonia e Irán indicando contenidos de 8 a 188 mg de flavonoides y de 42.9 a 329.0 mg de fenoles por gramo of propóleos(10,24,25). En México se han reportado propóleos con 379.2 mg de flavonoides, 500.9 mg de fenoles y 54.4 mg equivalentes de Trolox por gramo de propóleo(20). Usando estos valores como referencia, el propóleo usado en la investigación contenía una limitada cantidad de compuestos activos comparado con propóleos de otras regiones de México y el mundo.

Parámetros productivos En parámetros productivos no hubo efecto de los tratamientos sobre consumo de alimento, ganancia de peso, conversión alimenticia y mortalidad (Cuadro 2). Los resultados al adicionar aceite de orégano o propóleos en las dietas de aves son variables. Existen reportes que adicionan 25, 50, 300 y 600 ppm de propóleos por kilo de alimento sin tener efectos en las aves(27,28). Sólo adicionando 15,000 y 20,000 ppm de aceite de orégano las aves aumentaron sus rendimientos productivos(29). Las aves no aumentaron sus parámetros productivos debido a las dosis de propóleos que no aportaron suficientes compuestos activos para estimular secreciones de enzimas digestivas. Sólo dosis altas o cantidades mayores de 158

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compuestos activos pueden estimular las secreciones digestivas, por lo tanto, las aves pueden aprovechar los nutrientes y aumentar su rendimiento(30). Generalmente las investigaciones no reportan la cantidad de compuestos activos contenidos en los propóleos o aceites usados y esta información es esencial para comparar los resultados obtenidos en otras investigaciones. Cuadro 2: Parámetros productivos (kg) en aves de tres y seis semanas de edad Consumo de Conversión Mortalidad Tratamientos alimento Ganancia de peso alimenticia (%) Aves de 3 semanas TES 0.68  0.03 0.43  0.02 1.58 4.20 0.66  0.01 0.42  0.02 A 1.59 7.50 0.67  0.01 0.43  0.01 P 1.58 10.00 0.69  0.01 0.43  0.01 AP 1.59 9.20 EEM 0.004 0.003 0.011 0.453 Aves de 6 semanas 3.99  0.16 2.01  0.02 TES 1.99 3.30 3.74  0.14 1.89  0.12 A 1.98 1.70 P 3.65  0.24 1.80  0.14 2.03 1.70 AP 3.79  0.09 1.89  0.09 2.01 5.00 EEM 0.049 0.030 0.017 0.181 TES= testigo; A= aceite de orégano 100 mg kg-1 de alimento; P= propóleos 100 mg kg-1 de alimento; AP= aceite de orégano 50 mg + propóleos 50 mg kg-1 de alimento. EEM= Error estándar de la media.

Leucocitos En aves de tres semanas disminuyó la cantidad de linfocitos con el tratamiento P comparado con el TES (P≤0.05), aumentaron los eosinófilos con el tratamiento combinado AP (P≤0.05), seguido por el tratamiento P (P≤0.05), los tratamientos TES y A fueron similares (Cuadro 3). Los linfocitos mantienen la respuesta inmune al enfrentarse a microorganismos invasores del cuerpo. Reportes de investigación indican menos linfocitos en aves cuando adicionaron propóleos a la dieta(31,32) como sucedió en nuestro experimento, los compuestos activos de los propóleos inhiben el desarrollo de los linfocitos T. En una investigación indican que 5 µg de propóleos por mililitro tienen efectos negativos in vitro y los flavonoides son los compuestos responsables(33). Los eosinófilos son células vinculadas con el desarrollo de linfocitos T, sus poblaciones disminuyen cuando la edad de las aves incrementa(34). Sin embargo, cuando mejora el desarrollo del aparato digestivo la cantidad de eosinófilos aumenta; aves alimentadas con 159

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aceite de orégano o propóleos mejoran su flora intestinal y estimulan citosinas que inducen la proliferación de los eosinófilos(35).

Cuadro 3: Porcentaje de leucocitos en sangre de aves de tres y seis semanas de edad Tratamiento Linfocitos Heterófilos Eosinófilos Basófilos Monocitos TES A P AP EEM

68.8 ± 3.1 a 61.8 ± 2.9 ab 55.2 ± 3.3 b 57.9 ± 8.9 ab 1.65

TES A P AP EEM

42.0 ± 10.2 38.4 ± 12.4 45.3 ± 10.1 51.6 ± 9.4 1.869

Aves de tres semanas 29.8 ± 2.4 0.0 ± 0.0 c 0.5 ± 0.5 36.9 ± 13.3 0.0 ± 0.0 c 0.0 ± 0.0 43.2 ± 3.1 1.5 ± 1.4 b 0.3 ± 0.5 38.5 ± 10.1 3.6 ± 1.3 a 0.4 ± 0.5 1.67 0.313 0.083 Aves de 6 semanas 19.6 ± 4.4 27.3 ± 8.0 2.8 ± 2.6 18.1 ± 7.8 31.0 ± 11.3 3.6 ± 2.9 14.8 ± 3.0 3.5 ± 2.3 3.5 ± 2.3 17.5 ± 10.2 43.9 ± 63.0 2.4 ± 2.6 1.154 5.558 0.730

0.3 ± 0.5 0.0 ± 0.0 0.0 ± 0.0 0.0 ± 0.0 0.043 8.4 ± 7.7 12.0 ± 6.1 12.9 ± 3.9 6.4 ± 4.6 1.504

TES= testigo; A= aceite de orégano 100 mg kg-1 de alimento; P= propóleos 100 mg kg-1 de alimento; AP= aceite de orégano 50 mg + propóleos 50 mg kg-1 de alimento. EEM= Error estándar de la media. abc Superíndices diferentes entre filas indican diferencias (P<0.05).

Metabolitos en sangre En aves de seis semanas de edad aumentó la cantidad de triglicéridos con el tratamiento A (P≤0.05) comparado con AP, los tratamientos TES y P fueron iguales (Cuadro 4). Los componentes químicos en sangre indican el estado general de salud. Existen reportes indicando niveles bajos de colesterol y triglicéridos cuando adicionan 300 ppm de propóleos a la dieta(36), sin embargo, no siempre se obtienen los mismos resultados(37). Por ejemplo, cuando los animales consumen dietas con niveles de grasa del 6 % y se adicionan propóleos a la dieta, se reportan bajos niveles de colesterol y triglicéridos(38) . En ensayos con niveles de energía menores no es posible observar hipocolesterolemia e hipolipidemía adicionando propóleos o aceite de orégano a la dieta como sucedió en este experimento.

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Metabolito Glucosa Urea Ácido úrico Creatinina Colesterol Triglicéridos Glucosa Urea Ácido úrico Creatinina Colesterol Triglicéridos

Cuadro 4: Metabolitos en sangre de aves TES A P AP

EEM

Aves de tres semanas 137.8 ± 41.3 111.8 ± 58.4 106.3 ± 38.6 105.1 ± 49.5 8.00 6.2 ± 2.7 5.9 ± 1.5 4.8 ± 2.1 3.9 ± 0.9 0.00 5.6 ± 1.3 4.1 ± 1.4 5.6 ± 2.4 5.3 ± 2.2 0.00 0.5 ± 0.2 0.3 ± 0.1 0.4 ± 0.1 0.4 ± 0.0 0.00 234.6 ± 22.5 229.9 ± 41.6 237.3 ± 36.0 263.3 ± 35.6 6.00 96.9 ±23.4 84.5 ± 21.0 84.3 ± 12.9 78.4 ± 9.4 3.00 Aves de 6 semanas 284.8 ± 55.6 265.9 ± 58.8 313.8 ± 84.0 279.6 ± 27.4 10.478 3.1 ± 1.8 3.1 ± 3.1 2.9 ± 1.9 2.9 ± 1.4 0.356 7.4 ± 3.2 11.0 ± 7.3 7.7 ± 5.4 7.6 ± 2.2 1.000 0.2 ± 0.1 0.3 ± 0.1 0.3 ± 0.0 0.3 ± 0.0 0.200 170.4 ± 26.3 189.0 ± 51.4 186.5 ± 37.5 167.8 ± 30.6 0.516 55.1 ± 10.0 ab 68.8 ± 22.9 a 50.3 ± 6.4 ab 45.0 ± 11.5 b 2.836

TES= testigo; A= aceite de orégano 100 mg kg-1 de alimento; P= propóleos 100 mg kg-1 de alimento; AP= aceite de orégano 50 mg + propóleos 50 mg kg-1 de alimento. EEM= Error estándar de la media. ab Superíndices diferentes entre columnas indican diferencias (P<0.05).

Estabilidad oxidativa de la carne de pechuga La oxidación de la carne de pechuga aumentó al combinar los aditivos AP (P≤0.05) comparado con los tratamientos A, P y TES (Cuadro 5). Los propóleos y el aceite de orégano tienen capacidad antioxidante in vitro e in vivo(16,39). Sin embargo, su efecto puede variar al mezclarse con otros ingredientes de la dieta; por ejemplo, el aceite de orégano combinado con aceite de soya acidulado no tiene efecto antioxidante(39). Existen reportes indicando que 200 ppm de propóleos disminuyen la cantidad de MDA en la carne de pollo(40). Los propóleos al ingerirse a través de los alimentos se distribuyen en el cuerpo y se acumulan en las membranas celulares para protegerlas de la oxidación(33,36). Efecto no observado debido a que el aceite de orégano y propóleos no son compatibles, su combinación acelera el proceso oxidativo en la carne, al administrarse de forma independiente no presentaron niveles altos de MDA.

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Cuadro 5: Estabilidad oxidativa de la pechuga de pollo malondialdehído por kilogramo de carne) Tratamiento Media ± desviación estándar TES 0.849 ± 0.34 b A 1.116 ± 0.41 b P 0.670 ± 0.39 b AP 1.864 ± 0.58 a EEM 0.262 TES= testigo; A= aceite de orégano 100 mg kg-1 de alimento; P= propóleos 100 mg kg-1 de alimento; AP= aceite de orégano 50 mg + propóleos 50 mg kg-1 de alimento. EEM= Error estándar de la media. ab Superíndices diferentes entre filas indican diferencias estadísticas (P<0.05).

Conclusiones e implicaciones El aceite de orégano con 43.47 % de timol y 29.16 % de carvacrol o propóleos con 840 µg de fenoles, 5.6 mg de flavonoides y 138 µg equivalentes de trolox® sólo o combinados en la dieta no aumentan el rendimiento productivo de las aves. En pollo de tres semanas disminuyen la cantidad de leucocitos, pero aumentan las poblaciones de eosinófilos, en pollo de finalización aumentan la cantidad de triglicéridos en dietas bajas en grasas y la combinación aceite de orégano y propóleos aumenta la oxidación de la carne de pechuga. Es necesario continuar investigando la dosis o la combinación de compuestos naturales que permitan mejores resultados sobre la productividad y salud de las aves.

Agradecimientos Se agradece a la Secretaria de Educación Pública el apoyo económico recibido a través del proyecto PRODEP (DSA/103.5/15/7007) para realizar la investigación.

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https://doi.org/10.22319/rmcp.v11i1.4998 Artículo

Relación genética, formación de biopelículas, movilidad y virulencia de Escherichia coli aislada de mastitis bovina

Alejandro Sergio Cruz-Soto a Valentín Toro-Castillo a Cristián Omar Munguía-Magdaleno a José Emmanuel Torres-Flores a Luis Enrique Flores-Pantoja a Pedro Damián Loeza-Lara a Rafael Jiménez-Mejía a*

Universidad de La Ciénega del Estado de Michoacán de Ocampo. Genómica Alimentaria. Avenida Universidad No. 3000. Col. Lomas de la Universidad, 59103, Sahuayo, Michoacán, México.

*Autor de correspondencia: rjimenez@ucienegam.edu.mx

Resumen: Escherichia coli es una de las bacterias ambientales que frecuentemente se ha visto implicada en infecciones de la glándula mamaria bovina. Aunque se desconocen los factores de virulencia específicos involucrados en dicho proceso, se ha observado que las bacterias formadoras de biopelículas se asocian con infecciones persistentes. De igual forma se ha planteado que las bacterias móviles pueden ser más patógenas. El propósito del trabajo fue analizar la relación genética, capacidad de formación de biopelículas y movilidad de E. coli aislada de casos de mastitis bovina, así como la virulencia in vivo de aislados representativos. El 67.7 % de las bacterias pertenece al grupo filogenético A, el 17.6 % al grupo B1 y el 14.7 % al D. El estudio de la relación genética mediante (GTG)5 reveló que solo dos bacterias son idénticas genéticamente, el resto se organizaron en siete grupos distintos con 70 % de 167

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similitud. El 76.5 % de las bacterias fue capaz de formar biopelículas de forma fuerte, moderada o débil. Además, los genes csgA y fimA se detectaron en el 52.9 % de las bacterias formadoras de biopelículas. El análisis de movilidad mostró que el 70.6 % fue móvil. Mientras que, el análisis de patogenicidad en larvas de Galleria mellonella reveló que bacterias formadoras de películas y móviles fueron capaces de matar un mayor número de larvas a las 24 h que las no formadoras. Los resultados indican que las E. coli causantes de mastitis bovina son muy diversas y pertenecen principalmente al grupo filogenético A y que las formadoras de biopelículas y móviles son más patógenas. Palabras clave: E. coli, Mastitis bovina, Diversidad, Biopelículas, Virulencia.

Recibido: 24/07/2018 Aceptado: 16/01/2019

Introducción La mastitis bovina es la principal causa de pérdidas económicas a nivel mundial debido a la disminución en la producción de leche, costos de tratamiento, descarte temprano de ganado, entre otros(1). Uno de los principales patógenos ambientales causante de mastitis bovina es E. coli, cuyas infecciones pueden ser desde moderadas hasta severas(2,3). Aunque a la fecha no se han logrado determinar los factores de virulencia específicos de las E. coli asociadas a mastitis bovina, se ha propuesto que éstas pueden formar parte de un nuevo patotipo denominado Mammary Pathogenic E. coli (MPEC)(4). De acuerdo con esto último, estudios más recientes a nivel genómico han revelado la presencia de grupos de genes que codifican para sistemas se secreción tipo VI, biosíntesis de lipopolisacáridos, formación de biopelículas y sistemas de captación de hierro, característicos de las E. coli asociadas a mastitis bovina(58) . Sin embargo, otros autores sugieren que no hay evidencia suficiente de que las E. coli causantes de mastitis pertenecen a un patotipo particular(9). Diversos análisis filogenéticos de E. coli han permitido clasificarlas en cuatro grupos principales A, B1, B2 y D, en donde las bacterias comensales no patógenas pertenecen principalmente a los grupos A y B1, aunque estos filogrupos también incluyen patógenos importantes. Mientras al grupo B2 y en menor proporción al D, pertenecen las bacterias asociadas con infecciones extra-intestinales(9,10). Para el caso de E. coli causantes de mastitis bovina se ha observado que pertenecen principalmente a los grupos filogenéticos A y B1(11,12,13). Además, análisis genéticos y genómicos han revelado que las E. coli asociadas a mastitis bovina son muy diversas. En este sentido se ha reportado que las E. coli asociadas a mastitis bovina tanto persistente como transitoria, muestran diversidad fenotípica y 168

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genotípica(14). Asimismo, el análisis a nivel genómico de diversos aislados de E. coli, causantes de mastitis bovina y comensales, ha mostrado en ninguno de los casos las bacterias pueden clasificarse en un grupo filogenético en particular, sino que al parecer en ambos casos se han originado de diferentes linajes(9). La habilidad para colonizar e invadir el epitelio mamario bovino ayuda a las bacterias a evadir la respuesta inmune e infectar de forma persistente. En este sentido, se ha demostrado que E. coli causante de mastitis persistente invade células epiteliales mamarias en forma eficiente, aunque los mecanismos empleados para tal fin no se conocen con precisión, pero se observó que las bacterias que muestran mayor movilidad tienen mayor virulencia(15). De igual forma, la matriz polimérica extracelular de las bacterias formadoras de biopelículas las hace más resistentes a diversas sustancias químicas con actividad antimicrobiana producidas por las células, además de que las protege del sistema inmune innato(16,17). Generalmente, para el estudio de la virulencia bacteriana se utilizan diversos modelos animales; sin embargo, muchos de esos modelos son costosos y presentan algunos problemas éticos. Por lo cual, en épocas recientes, uno de los modelos que ha tomado importancia son las larvas del insecto Galleria mellonella, en las que se ha analizado la virulencia de bacterias patógenas, tanto Gram positivas como negativas, así como hongos(18,19). Por ejemplo, se ha observado que G. mellonella es un modelo adecuado para el estudio de variantes patógenas de E. coli tanto intestinales como extraintestinales(20,21,22). El objetivo del presente trabajo fue estudiar la diversidad genética, determinar los grupos filogenéticos, la capacidad de formación de biopelículas y movilidad de E. coli aisladas de casos de mastitis bovina subclínica, así como evaluar la virulencia de aislados representativos in vivo usando como modelo de estudio larvas de G. mellonella.

Material y métodos Preparación de extractos de ADN y determinación del grupo filogenético Se estudiaron 34 E. coli resistentes a antibióticos, que fueron aisladas de casos de mastitis bovina subclínica en el occidente del estado de Michoacán, México, y las cuales fueron descritas previamente(23). A partir de estos aislados se prepararon extractos totales de ADN de acuerdo a lo descrito en la literatura(24). Para la determinación del grupo filogenético al que pertenecen las E. coli se siguió el esquema descrito en la literatura(10). Los primers utilizados para la amplificación de los fragmentos fueron: ChuA.1 (5’GACGAACCAACGGTCAGGAT-3’) y ChuA.2 (5’-TGCCGCCAGTACCAAAGACA-3’), YjaA.1 (5’-TGAAGTGTCAGGAGACGCTG-3’) y YjaA.2 (5’ATGGAGAATGCGTTCCTCAAC-3’) y TspE4C2.1 (5’GAGTAATGTCGGGGCATTCA-3’) y TspE4C2.2 (5’-CGCGCCAACAAAGTATTACG169

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3’). Las reacciones de PCR se realizaron en un volumen de 25 µl conteniendo: 1X PCR Master mix (Promega, Madison, WI, USA), 1 µM de cada primer y 2 µl de extracto de ADN bacteriano (50 ng). La amplificación de los fragmentos se llevó a cabo en un termociclador C1000 (Bio-Rad, México, DF, México) en las siguientes condiciones: un ciclo inicial de desnaturalización inicial a 94 °C por 5 min, seguido de 30 ciclos en las siguientes condiciones; desnaturalización a 94 °C por 30 s, alineamiento a 55 °C por 30 s y extensión a 72 °C por 30 s. La amplificación se terminó con un ciclo de extensión a 72 °C durante 5 min. Los productos amplificados se separaron en geles de agarosa al 1.5 % y se visualizaron en un fotodocumentador Universal Hood II (Bio-Rad).

Producción de biopelículas La producción de biopelículas se realizó de acuerdo a la literatura(25) con algunas modificaciones como se describe a continuación. Las bacterias se sembraron en cajas Petri con agar soya tripticasa (AST, BD, México, DF, México), a partir de dichos cultivos se inocularon tubos con 2 ml de caldo soya tripticasa (CST) adicionado de 0.25 % de glucosa, se incubaron toda la noche a 37 °C con agitación constante. Al día siguiente los cultivos se diluyeron hasta igualar con el tubo 0.5 de la escala de MacFarland en TSB con 0.25 % de glucosa. De la dilución bacteriana se depositaron 200 μl por triplicado en placas de Elisa de 96 pozos y se crecieron por 24 h a 37 °C sin agitación. Como control negativo se usó medio de cultivo sin inocular y como control positivo se utilizó la bacteria formadora de biopelículas Pseudomonas aeruginosa ATCC 27853. Se descartó el cultivo bacteriano y los pozos de la placa se lavaron tres veces con solución salina estéril, para la fijación de las células la placa se dejó secar a 60 °C por 1 h. Posteriormente, se adicionaron 200 μl de cristal violeta al 1% y se dejó a temperatura ambiente por 20 min, se lavó la placa con agua corriente hasta que no se observó desprendimiento de color y se dejó secar a temperatura ambiente. A cada pozo de la placa se le adicionaron 200 μl de etanol al 96%, se agitó para solubilizar el cristal violeta, el sobrenadante se transfirió a un tubo de microcentrífuga y se repitió el proceso, el volumen del tubo se llevó a 1 ml y se midió la densidad óptica a 570 nm (D.O.) en un espectrofotómetro SmartSpec Plus (Bio-Rad). El ensayo se repitió cuatro veces por triplicado y con los datos obtenidos se calculó el promedio de la D.O. De igual forma se calculó la densidad óptica de corte (D.O.c.), para lo cual se tomó como base el promedio de la D.O. del control negativo más tres veces su desviación estándar, obteniéndose un valor de 0.22. La clasificación de las bacterias formadoras de biopelículas se realizó como sigue: formadoras fuertes D.O>4xD.O.c., moderadas 2xD.O.c.<D.O≤4xD.O.c., débiles D.O.c.<D.O.≤2xD.O.c. y negativas D.O.≤D.O.c.(25).

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Detección de genes asociados a la formación de biopelículas Se analizó mediante PCR la presencia de dos genes asociados con la formación de biopelículas, fimA (subunidad principal de la fimbria tipo I) y csgA (subunidad principal de la fimbria curli). Para lo cual se amplificó un fragmento de 119 pb de fimA con fimA-F (5’CTCTGGCAATCGTTGTTCTGTCG-3’) y fimA-R (5’GCAAGCGGCGTTAACAACTTCC-3’) y de 178 pb de csgA con csgA-F (5’GATCTGACCCAACGTGGCTTCG-3’) y csgA-R (5’-GATGAGCGGTCGCGTTGTTA CC-3’)(26). Las reacciones se realizaron en 25 µl conteniendo 1X PCR Master mix (Promega), 1 µM de cada primer, 2 µl de extracto total de ADN. Las condiciones utilizadas fueron las siguientes: un ciclo inicial de desnaturalización a 95 °C por 5 min, seguido de 30 ciclos a 94 °C por 30 s, 55 °C por 30 s y 72 °C por 30 s, las reacciones se terminaron con un ciclo de extensión a 72 °C por 10 min. Los productos amplificados se separaron en geles de agarosa al 2% y se visualizaron como se describió anteriormente.

Determinación de la movilidad tipo “swarming” El análisis de movilidad bacteriana se realizó siguiendo el protocolo ya descrito(15). Para la movilidad tipo swarming los cultivos se crecieron toda la noche en caldo LB (Lysogeny Broth). Posteriormente se depositaron 5 µl en placas con agar swarming (LB con agar al 0.5%) adicionado con 0.5 % de glucosa. Las bacterias se incubaron por 12 h a 37 °C. Posteriormente se midió el diámetro del desplazamiento bacteriano, las determinaciones se repitieron al menos tres veces y con los datos obtenidos se calculó el promedio.

Rep-PCR de E. coli causante de mastitis bovina Para el análisis de la diversidad genética se purificó ADN genómico de acuerdo a protocolos estándar(27), con el DNA purificado se realizaron amplificaciones por PCR en 25 µl de mezcla de reacción con los siguientes componentes: 12.5 µl de 2X Master mix (Promega), 3 mM de MgCl2, 5% de DMSO, 0.16 µg/µl de albumina de suero bovino, 100 ng de ADN y 2 µM del primer (GTG)5 (5’-GTGGTGGTGGTGGTG-3’). La amplificación se realizó en un termociclador C-1000 (Bio-Rad) en las siguientes condiciones: un ciclo de desnaturalización inicial a 95 °C durante 2 min, seguido de 30 ciclos a las siguientes condiciones; desnaturalización (94 °C/3 s y 92 °C/30 s), alineamiento (40 °C/1 min), extensión (65 °C/8 min) y se finalizó con un ciclo de extensión a 65 °C durante 8 min(28). Los productos amplificados se separaron en geles de agarosa al 1.5% y se visualizaron en un fotodocumentador Universal Hood II (Bio-Rad). Para el análisis de los patrones de bandas obtenidos se usó el software GelJ versión 2(29). El tamaño de las bandas fue normalizado usando como estándar de referencia el marcador 1 kb 171

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DNA ladder (Promega), que tiene fragmentos entre 250 y 10,000 pb. Los coeficientes de similitud fueron generados por el método de Dice con 2 % de tolerancia entre los carriles y el dendrograma se construyó usando el método UPGMA.

Virulencia en Galleria mellonella Se analizó la virulencia in vivo de bacterias representativas que mostraron los mayores índices de formación de biopelículas, así como no formadoras en larvas de G. mellonella; para lo cual, se utilizaron larvas de 150 a 200 mg, libres de daño aparente y sin melanización (manchas necróticas) (Petmmal, Cuautitlán Izcalli, México). Las larvas se almacenaron en a 30 °C en obscuridad hasta su uso. Para los ensayos de infección se utilizaron cultivos bacterianos crecidos en caldo LB hasta la fase exponencial media de crecimiento (D.O. 600 nm= 0.5), se centrifugaron a 12,000 rpm/min, se lavaron dos veces con 1 ml de MgSO4 10 mM, al final las bacterias se re-suspendieron en 1 ml de MgSO4 10 mM. A partir de esta suspensión celular, se realizaron diluciones seriales hasta obtener una concentración bacteriana de aproximadamente 1x105 UFC/ml, lo cual fue confirmado mediante el conteo de UFC en agar LB. Para cada una de las bacterias a estudiar se utilizaron 10 larvas de G. mellonella, a las cuales se les inyectaron 10 μl de la suspensión bacteriana (1 x 105 UFC/ml) en la última pro-pierna, con una jeringa de insulina con aguja calibre 29G. Como controles negativos se inyectaron 10 larvas con MgSO4 10 mM sin bacterias y 10 más sin inocular. Las larvas, tanto inoculadas como no inoculadas se colocaron en cajas Petri estériles y se incubaron a 30 °C en obscuridad por 96 h. Se determinó el porcentaje de sobrevivencia a las 24, 48, 72 y 96 h, se registraron como muertas aquellas larvas que no respondieron al tacto(21). Los ensayos de infección con cada bacteria se repitieron al menos dos veces de forma independiente.

Resultados Grupos filogenéticos y relación genética de E. coli asociada a mastitis bovina De acuerdo a los resultados obtenidos de la amplificación de los fragmentos chuA (279 pb), yjaA (211 pb) y TspE4.C2 (152 pb) (Figura 1), las 34 E. coli asociadas a mastitis bovina se clasificaron en tres grupos filogenéticos. El 67.7 % (23 aislados) pertenece al grupo A, el 17.6 % corresponde al grupo B1 (6 aislado) y el restante 14.7 % (5 aislados) corresponde al D (Figura 2B).

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Figura 1: Geles de agarosa de los resultados positivos y negativos representativos de la amplificación por PCR de: A) chuA (279 pb), B) yjaA (211 pb) y, C) TspE.C2 (152 pb)

El análisis de relación genética mediante rep-PCR con el oligonucleótido (GTG)5 arrojó 32 patrones distintos de entre 7 y 21 bandas, con tamaños que oscilaron de 250 a 5,000 pb (Figura 2). El dendrograma generado a partir de los patrones de bandas usando el coeficiente de similitud de Dice por el método de UPGMA, indica que la similitud más baja entre los aislados fue de 58 %, mientras que la mayor similitud observada fue del 100 % en dos aislados. También se puede apreciar que considerando una similitud genética del 70 % (línea punteada) se identificaron 7 grupos de bacterias, de los cuales el grupo VII fue el más grande con 22 (64.7 %) aislados, el grupo III con 4 (11.8 %), el grupo VI con 3 (8.8 %) bacterias, el grupo I con 2 (5.8 %) y los grupos II, IV y V con un solo aislado (2.9 %), respectivamente (Figura 3). Figura 2: Gel de agarosa de la separación de los productos amplificados por (GTG)5-PCR, se indica el tamaño en pares de bases de algunas bandas del marcador de 1 kb

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Figura 3: Agrupamiento de los patrones de bandas obtenidos en 34 E. coli asociadas a mastitis bovina, basado en el coeficiente de similitud de Dice generado mediante UPGMA

Movilidad, formación de biopelículas y detección de genes asociados El análisis de la movilidad de las 34 E. coli, reveló que 10 no fueron móviles (-) y 24 mostraron movilidad. De éstas últimas de acuerdo al diámetro del desplazamiento 12 se consideraron poco móviles (+), 6 con movimiento moderado (++) y 6 fueron muy móviles (+++) (Figura 4 y Cuadro 1). Figura 4: Resultados representativos de movilidad tipo ”swarming”. A) No móvil, B) Poco móvil, C) Moderadamente móvil, D) Muy móvil

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Cuadro 1: Movilidad, formación de biopelículas y frecuencia de genes asociados a la formación de biopelículas de 34 aislados de E. coli provenientes de casos de mastitis bovina subclínica a

E. coli

Movilidad

Biopelícula

MC75 MC80 MC81 MC83 MC13 MC14 MC72 MC19 MC40 MC41 MC59 MC73 MC66 MC2 MC6 MC35 MC36 MC84 MC24 MC56 MC67 MC74 MC77 MC55 MC60 MC54 MC18 MC23 MC57 MC53 MC20 MC70 MC61 MC63

+++ + + + +++ ++ +++ + + + ++ + + ++ ++ ++ + + +++ + +++ + +++ ++ -

D N D N F D M F D N D M D F F F F D D D N M N F D M D M M N N D N M

Genotipo csgA/fimA +/+ +/+ +/+ +/+ -/+/+ +/+ -/+ +/+ +/+ -/-/+/+ -/-/-/+ -/+ -/+/+ +/+ +/+ -/-/-/-/+/+ +/+ -/+ -/+/+ +/+ +/+ +/+ -/-

(-) no móvil, (+) poco móvil, (++) moderadamente móvil, (+++) muy móvil. b N, negativo; D, débil; M, moderado; F, fuerte.

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Para la formación de biopelículas 26 aislados (76.5 %) formaron biopelículas en algún grado (D.O. >0.22) y las restantes 8 (23.5 %) no fueron formadoras (D.O. ≤0.22). Para el caso de las formadoras, siete se clasificaron como formadoras fuertes (D.O. >0.88) y moderadas (D.O. 0.45-0.88), mientras que 12 mostraron capacidad de formación débil (D.O. 0.23-0.44) (Cuadro 1). En 22 (64.7 %) de las 34 E. coli se detectó la presencia de alguno de los dos genes csgA/fimA, mientras que de las 26 formadoras en 15 se detectó uno o los dos genes. También los genes csgA y fimA se observaron en siete aislados no formadores de biopelículas.

Virulencia de E. coli en G. mellonella Con el propósito de analizar si hay diferencias en la patogénesis de los aislados de E. coli asociadas a mastitis bovina se realizaron ensayos de infección en larvas de G. mellonella con siete aislados representativos, cinco formadores fuertes de biopelículas y dos no formadores. Como se observa en la Figura 5, las bacterias formadoras de biopelículas mataron el 100 % de las G. mellonella a las 24 h después de la infección; mientras que, con los dos aislados no formadores de biopelículas se observó una mortalidad de entre 0 y 20 % a las 24 h y de 10 y 50 % a las 96 h. Para el caso del control no se observaron decesos durante las 96 h que duró el experimento. Figura 5: Virulencia en G. mellonella de siete aislados representativos de E. coli, los formadores de biopelículas fueron MC2, 6, 13, 19 y 35. MC41 y MC80 no fueron formadores de biopelículas. También se muestra el control negativo (C) MC2 MC35

MC6 MC41

MC13 MC80

MC19 C

100

% Sobrevivencia

80 60 40

20 0 0

48 Horas postinfección 176

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Discusión La mastitis bovina causada por E. coli es una infección que puede ser desde leve hasta severa, aunque a la fecha no se han asociado factores de virulencia específicos a dichas bacterias causantes de la enfermedad(11,30), incluso se ha sugerido que la severidad de la infección está determinada por las características del ganado más que por los microorganismos(31). Además, una línea de evidencia ha sugerido que las infecciones mamarias pueden ser producidas por cualquier cepa de E. coli(11), mientras que otra ha mostrado que no todos los aislados de E. coli son capaces de producir mastitis en modelos animales(5). Por otro lado, se ha observado que las E. coli causantes de mastitis bovina pertenecen principalmente al grupo filogenético A, B1 y en menor proporción al grupo D(7). De acuerdo con los reportes previos, en este trabajo se encontró que el 67.6 % de las E. coli analizadas pertenecen al grupo filogenéticos A, 17.6 % al B1 y 14.7 % al grupo D. En este mismo sentido, en un estudio se observó que el 50 % de las E. coli asociadas tanto a mastitis persistente como transitoria pertenecen al filogrupo A, 28.6 % al B1 y 7.1 % al grupo B2 y D, respectivamente(14). Otros autores han descrito que el 44.88 % de las E. coli asociadas a mastitis pertenecen al filogrupo A, 38.58 % al B1 y 16.53 % al D(32). Resultados similares también han sido reportados en otros trabajos(13,33). Además, se ha observado que las E. coli aisladas de mastitis bovina presentan gran diversidad en serotipos, tipo de enfermedad (transitoria o persistente) y genotipo, incluso aunque pertenezcan a un mismo grupo filogenético determinado(3,34). En este sentido, las 34 E. coli analizadas en este trabajo presentaron gran diversidad genética, solo dos de ellas mostraron patrones de bandas idénticos, las restantes presentaron similitud entre el 92 y 58 %. Los resultados obtenidos también indican que no hay una separación clara entre los diferentes filogrupos, lo cual indica una gran heterogeneidad entre las E. coli causantes de mastitis bovina en nuestra área de estudio. Otros autores también han observado gran diversidad genética en E. coli causantes de mastitis bovina(3,30,34,35). La habilidad de formar biopelículas en bacterias patógenas les confiere protección contra el sistema inmune del hospedero y resistencia a antibióticos, además de ser importante para la virulencia(26). En este sentido, se ha observado que las bacterias asociadas a mastitis bovina muestran un patrón variable en la formación de biopelículas(36). Aunque en las infecciones recurrentes se ha asociado a aquellas bacterias con la capacidad de formación de biopelículas(16). Los resultados descritos en este trabajo muestran que 20.6 % de los aislados pueden formar biopelículas de forma fuerte y moderada, mientras que 35.3 % lo hace de forma débil. De forma similar en otros estudios se ha observado que E. coli asociadas a mastitis bovina son capaces de formar biopelículas de forma variable, donde 18.5 % lo hace de forma fuerte, 40.7 % moderada y débil(36). En otro estudio se describió que 40 % de las E.

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coli asociadas a mastitis bovina fue formador fuerte de biopelículas, 12 y 4 % lo hicieron de forma moderada y débil, respectivamente(33). De las 34 E. coli analizadas, en el 52.9 % se detectó la presencia de los genes csgA y fimA, en el 11.8 % solo se detectó fimA y en el restante 35.3 % no se detectó ninguno de los dos. En 15 de las 26 E. coli formadoras de biopelículas se detectó la presencia de al menos uno de los genes, mientras que en siete no formadores se detectó al menos uno de los dos genes. En este sentido, ambos genes se han asociado a la formación de biopelículas, al igual que otra variedad de genes y condiciones ambientales(37). Por lo cual, se requieren más estudios para caracterizar con más detalle los factores que afectan o promueven la formación de biopelículas en nuestra colección bacteriana. Por otro lado, se ha descrito que la formación de biopelículas varía dependiendo de la cepa, medio de cultivo, metodología y método de cuantificación. En este estudio solo se probó un medio de cultivo y una temperatura, por lo que pudiera ser que en otras condiciones las bacterias no formadoras de biopelículas y positivas para los genes csgA y fimA sean capaces de formar biopelículas(38). Otro factor importante para que las bacterias se diseminen y produzcan infecciones persistentes en el ganado es la movilidad(15). De acuerdo con lo anterior se encontró que 70.6 % de las E. coli estudiadas fueron móviles, esto sugiere que en nuestra colección tenemos bacterias tanto de mastitis persistente como transitoria. Además, los resultados obtenidos in vivo indican que las bacterias formadoras de biopelículas mostraron mayor virulencia contra las larvas de G. mellonella en comparación con las no formadoras. Aunque se requiere más trabajo para establecer la correlación entre la patogénesis in vivo en G. mellonella con la severidad de la enfermedad causada por E. coli. Los resultados presentados en este trabajo sugieren que este organismo puede ser un modelo adecuado para analizar la patogénesis de las E. coli causantes de mastitis.

Conclusiones e implicaciones Los resultados presentados en este trabajo indican que las E. coli asociadas a mastitis bovina en nuestra área de estudio son muy diversas tanto a nivel genético como fisiológico. Y que las bacterias que tienen la habilidad para formar biopelículas de forma fuerte son más patógenas que las no formadoras. La diversidad genética y fenotípica de las bacterias estudiadas indica que no hay cepa, genotipo o factor de virulencia específico asociado a la enfermedad. Sin embargo, debido a que las bacterias formadoras de biopelículas se han asociado con infecciones mamarias recurrentes y persistentes, es importante estudiar mejores estrategias para el control de las infecciones causadas por esas bacterias. Lo cual podría disminuir las pérdidas económicas asociadas con la reducción en la producción y calidad de la leche.

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Agradecimientos Este trabajo fue apoyado por PRODEP (IDCA-11106) y por la UCEMICH (proyectos UCEMICH-2016-006 y UCEMICH-2017-004). Los autores agradecen al Dr. Iván Medina y al Dr. José Antonio Aguilar por su valiosa ayuda en la revisión del manuscrito.

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https://doi.org/10.22319/rmcp.v11i1.4902 Artículo

Caracterización técnica y ambiental de fincas de cría pertenecientes a muy pequeños, pequeños, medianos y grandes productores

Ricardo González–Quintero ab* María Solange Sánchez–Pinzón c Diana María Bolívar–Vergara d Ngonidzashe Chirinda a Jacobo Arango a Heiber Alexander Pantévez e Guillermo Correa–Londoño d Rolando Barahona–Rosales d Centro Internacional de Agricultura Tropical (CIAT), Km 17 recta Cali – Palmira, Valle del Cauca, Colombia, (0574) 4450000. a

Universidad de Antioquia, Medellín, Colombia.

Compañía Nacional de Chocolates, Rionegro, Antioquia, Colombia.

Universidad Nacional de Colombia. Facultad de Ciencias Agrarias– Sede Medellín.

Federación Colombiana de Ganaderos, Fedegán, Bogotá D.C, Colombia.

Autor de correspondencia: ricardo.gonzalezq@udea.edu.co

Resumen: En Colombia, la cría bovina representa 18.5 % del inventario ganadero y es un eslabón importante en la cadena de producción de carne. La carencia de estudios de caracterización de sistemas de cría limita la planificación técnica y ambiental de esta actividad productiva. El objetivo de este estudio fue caracterizar los parámetros técnicos y ambientales de fincas de cría, pertenecientes a muy pequeños (MPG), pequeños (PG), medianos (MG) y grandes productores (GG). La información se obtuvo de los proyectos Ganadería Colombiana Sostenible y LivestockPlus, cuya muestra total fueron 2,618 fincas, clasificadas de acuerdo con su orientación productiva. De ésas, se

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estratificaron 251 fincas con orientación de cría en MPG (1 a 30 bovinos), PG (31 a 50), MG (51 a 250) y GG (más de 251). Se consideraron variables numéricas y categóricas distribuidas en cinco componentes: (1) información general, (2) composición y manejo del hato, (3) manejo de potreros, (4) información productiva y reproductiva e (5) información ambiental. Cada componente se analizó mediante un Análisis Factorial para Datos Mixtos (AFDM). De acuerdo con el AFDM de los primeros cuatro componentes, la distribución de las variables condujo a una separación espacial del centroide de cada categoría de ganaderos. Los MG y GG contaron con mejor infraestructura, maquinaria y equipos, y mejores prácticas y parámetros reproductivos y productivos. No existieron diferencias entre categorías en el desarrollo de prácticas ambientales. Las características identificadas pueden servir para el establecimiento de políticas públicas de desarrollo tecnológico y gestión ambiental. Palabras clave: AFDM, Ganadería colombiana, Impactos ambientales, Políticas públicas, Producción ganadera.

Recibido: 17/05/2018 Aceptado: 01/10/2018

Introducción Colombia ocupa el cuarto lugar en Latinoamérica en inventario bovino(1), en 2018 el hato colombiano alcanzó 26’413,227 animales(2), con 45.7 % de este inventario dedicado a la producción de carne, 39.3 % al doble propósito y 15.0 %, a la lechería(3). Esta actividad se desarrolla en 514,794 predios, de los cuales 412,829 (80.2 %) poseen menos de 50 cabezas(2) y sus productos principales son leche y carne. En el periodo 2014-2018, la producción nacional de leche promedió 6,816 millones de litros año-1 y la producción promedio de carne en canal para el mismo periodo fue de 926,858 toneladas año-1(4). La cadena de producción de carne colombiana está constituida por la cría y crecimiento, ceba y ciclo completo. La cría y crecimiento cuentan con 18.5 % del inventario ganadero nacional y con 40.5 % del inventario total de la cadena cárnica(3). En su orden, los departamentos de Casanare, Meta, Antioquia, Santander, Córdoba y Tolima son los que cuentan con mayor número de animales en esta orientación(3). La ganadería de carne colombiana puede considerarse como una actividad

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de producción extensiva, con bajos niveles de productividad ganadera y un inventario nacional estancado en años recientes(2). Debido a la importancia de los sistemas de cría para la producción de carne, es necesario identificar soluciones a sus limitantes productivas. Las caracterizaciones permiten conocer las fortalezas y debilidades de las fincas en sus componentes técnicos, productivos, reproductivos y ambientales(5). Esto, posibilitaría el establecimiento de buenas prácticas ganaderas y desarrollar estrategias tecnológicas en pro del aumento de la productividad y disminución de los impactos ambientales negativos en las fincas. El conocimiento de las características de estos sistemas de producción podría servir para el establecimiento de políticas de fomento y desarrollo en el sector ganadero colombiano. Además, puede orientar la implementación de la Acción Nacional Apropiada de Mitigación (NAMA por sus siglas en inglés) ganadera del país. La NAMA conlleva a alcanzar las metas de mitigación para el sector establecidas en la “Contribución Determinada a Nivel Nacional” (NDC por sus siglas en inglés), y presentada en 2015 ante la Comisión Marco de las Naciones Unidas sobre el Cambio Climático(6). En Colombia, las caracterizaciones han sido desarrolladas en pocos departamentos y orientadas a sistemas de doble propósito y lechería(7). En contraste, solamente existe un estudio de caracterización para sistemas de producción de cría, por lo que no se cuenta con información suficiente para planificar esta actividad. En consecuencia, el presente artículo tiene como objetivo caracterizar los parámetros técnicos y ambientales de fincas de cría, pertenecientes a muy pequeños, pequeños, medianos y grandes productores, distribuidos en 13 departamentos de Colombia.

Material y métodos Población muestreada

La información se obtuvo de los proyectos Ganadería Colombiana Sostenible (GCS) y Livestock Plus (L+). En el proyecto GCS, se realizaron 2,011 encuestas en fincas ganaderas, con diferente orientación productiva: cría, ceba, doble propósito, lechería especializada y ciclo completo. La selección de las zonas encuestadas se basó en la priorización de las regiones ganaderas más

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importantes en Colombia en cuanto a atributos ambientales, la existencia de ecosistemas de importancia global y la cercanía con áreas protegidas en la que coincidían áreas importantes para la producción ganadera. Las fincas ganaderas encuestadas pertenecen a los departamentos (entre paréntesis, el número de municipios): Atlántico (13), Bolívar (4), Boyacá (12), Caldas (2), Cesar (10), La Guajira (5), Meta (10), Quindío (9), Risaralda (2), Santander (4), Tolima (6) y Valle del Cauca (7). Los criterios que sirvieron para seleccionar las fincas incluidas en este muestreo fueron: estar ubicadas en regiones priorizadas por el proyecto GCS, poseer un área mayor a 2 ha y ser de propietarios colombianos. En cada finca se aplicó un cuestionario de diez componentes: (1) información general de la finca, (2) composición y manejo de la ganadería, (3) prácticas de manejo a potreros, (4) información productiva y reproductiva de la ganadería, (5) sanidad animal, (6) información ambiental, (7) información social, (8) información organizacional y relación con el medio externo, (9) ingresos de la ganadería e (10) información financiera.

Dentro del proyecto L+, se aplicaron encuestas a fincas ganaderas ubicadas en los municipios del Piedemonte (Cumaral y Restrepo) y la Altillanura (Puerto Gaitán y Puerto López), en Meta, y en el valle seco del Patía (El Bordo y Mercaderes), en Cauca. Se realizaron encuestas en 607 fincas ganaderas, así: Piedemonte (150), Altillanura (147) y valle seco del Patía (310). El cuestionario utilizado comprendió ocho componentes: (1) información general de la finca, (2) características administrativas de la finca, (3) características del uso del suelo en la finca, (4) asistencia técnica, (5) características productivas y reproductivas de la finca (6) asociación a cooperativas o gremios (7) información comercial y financiera y (8) eventos climáticos y prácticas ambientales.

A partir de la muestra total de 2,618 fincas ganaderas encuestadas, se identificaron 251 fincas de cría, de las cuales 165 (65.7 %) correspondieron a cría sin ordeño y 86 (34.3 %) a cría con doble utilización de la vaca. Las 251 fincas de cría se estratificaron de acuerdo a su inventario ganadero(8): muy pequeños (MPG: 1 a 30 bovinos), pequeños (PG: 31 a 50 bovinos), medianos (MG: 51 a 250 bovinos) y grandes (GG: más de 251 bovinos). Se consideraron variables numéricas y categóricas extraídas de los cuestionarios realizados en cada proyecto, las cuales fueron clasificadas en cinco componentes (Cuadro 1).

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Cuadro 1: Componentes y variables utilizadas para la caracterización de las fincas de cría Componente

Variables numéricas Variables Categóricas Animales por finca; carga animal (Unidad Gran Ganado – UGG – Instalaciones (establo, corral de manejo, brete, bodega); ha -1 ), área (ha): total de la finca, dedicada a la ganadería, cultivos maquinaria y equipos (tractor, motosierra, guadañadora, (1) Información agroforestales, cultivos perennes, cultivos transitorios, motobomba, cerca eléctrica, electrobomba, báscula electrónica); general plantaciones forestales en monocultivo, pasturas mejoradas; grandes especies (caballares, mulares y búfalos); medianas topografía (%): plana, ondulada y quebrada; inventario de: especies (cerdos, caprinos y ovinos); pequeñas especies (gallinas caballares, mulares, cerdos, caprinos, ovinos, gallinas y pollos. y pollos). Inventario estratificado: vacas enproducción, vacas paridas, vacas horras, terneras (0-1 año), terneros (0-1 año), hembras de Utilización de registros (si, no); utilización de: sal mineralizada (2) Composición y levante, machos de levante, novillas de vientre, novillos de ceba, (si, no); sal blanca (si, no); suplementos (si, no) y concentrados manejo del hato toros y toretes; tasa de suministro (kg año-1 UGG-1 ) de: sales (si, no). mineralizadas, suplementos y concentrados. Pasturas mejoradas (si, no); rotación de potreros (si, no); división de potreros (si, no; alambre de púa, cerca eléctrica, mixto); (3) Manejo de Área de pasturas mejoradas, ha; Área fertilizada, ha; tasa de cambio de área de potreros (si, no); método para desmalezar potreros (manual, mecánico, químico, mixto); fertilización (si, no); aplicación (kg ha -1 año-1 ) de: fertilizantes y enmiendas. enmiendas (cal agrícola, cal dolomita, otra); renovación de potreros (si, no) Tipo de ordeño (manual, mecánico), pesaje de animales (cinta métrica, báscula); pesaje al nacimiento (si, no); pesaje al destete (si, no); sistema de reproducción (monta natural libre, monta -1 -1 Producción de leche, L animal día ; peso (kg) de: nacimiento, (4) Información natural controlada, inseminación artificial, transferencia de destete; peso final de engorde, (kg); edad al destete, meses; edad productiva y a -1 embriones); chequeo reproductivo a vacas y toros (si, no); pesaje final de engorde, meses; ganancia diaria de peso (kg día ): reproductiva de novillas de vientre para el primer servicio (si, no); inseminador predesteteb, ceba c; tasa de mortalidad, %. (si, no); equipo de inseminación artificial (si, no); separación del lote horro (si, no); potrero de paridero (si, no); determinación del intervalo entre partos (si, no).

(5) Información ambiental

Bosque (si, no); fuente de suministro de agua (superficial, subterránea, acueducto); nacimientos de agua (si, no); disponibilidad de agua en verano para uso pecuario (si, no); sistema de riego (si, no); sistema de tratamiento de aguas residuales (si, no); manejo de residuos sólidos (incinera, entierra, entrega a terceros).

---

Ganancia diaria de peso (kg día-1): fue estimado basado en el peso al inicio y al final de las etapas de destete y ceba, y en el tiempo de duración de cada una de estas dos etapas; b Etapa correspondiente desde el nacimiento hasta el destete; c Etapa correspondiente desde el destete hasta el sacrificio

Análisis estadísticos

La evaluación integral de cada uno de los cinco componentes descritos se realizó mediante la técnica multivariante Análisis Factorial para Datos Mixtos (AFDM), usando la función FAMD del paquete FactoMineR para R(9). AFDM es un método factorial utilizado para analizar un conjunto de datos donde un grupo de individuos se describen mediante variables cuantitativas y cualitativas. El término “mixto” se refiere a la presencia simultánea, como elementos activos, de variables cualitativas y cuantitativas en unidades de muestreo. El AFDM permite la exploración simultánea de dichas variables mediante la combinación de análisis de componentes principales (ACP) y análisis de correspondencias múltiples (ACM)(10). Las variables cuantitativas fueron centradas y normadas a valores Z, mientras que las cualitativas fueron desagregadas en una matriz disyuntiva

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normalizada. Partiendo de muestras mixtas, este método permite estudiar gráficamente las similitudes/disimilitudes entre unidades productivas (distancias) y las correlaciones entre las variables continuas(10). Previamente a la aplicación del AFDM, se realizó una imputación de los datos perdidos, mediante el algoritmo implementado en la función imputeFAMD, que forma parte del paquete missMDA(11). Las variables categoría de productor y número de animales fueron incluidas en el AFDM como suplementarias para evitar su participación en la construcción del modelo.

Resultados y discusión El Cuadro 2 presenta las características generales de las fincas. El 74.5% de las fincas correspondió a MPG y PG, y 25.4% a MG y GG. Este comportamiento muestra similitudes con la distribución porcentual de las explotaciones ganaderas en Colombia establecida por Fedegán(8) y el Instituto Colombiano Agropecuario(2), donde el 81 % de las fincas con presencia de bovinos cuentan con menos de 50 animales y 18 % albergan entre 51 y 500 cabezas de ganado. Por su parte, Ríos-Núñez y Benítez-Jiménez(12) reportaron que en sistemas de cría en la Amazonía ecuatoriana las fincas con rebaños entre 1 y 30 cabezas de ganado fueron 64.5 % del total. Esto sugiere que, las futuras políticas públicas agropecuarias encaminadas al mejoramiento productivo y reproductivo podrían estar focalizadas en este tipo de ganaderos. Cuadro 2: Características biofísicas y de usos del suelo de las fincas de cría por grupo de ganaderos (promedio ± desviación estándar) Variable MPG PG MG GG Número total de productores Animales por finca, número Área total de la finca, ha Área dedicada a la ganadería Número de Unidad Gran Ganado (UGG) por finca Carga animal, UGG ha-1 Fincas que cuentan con cultivos agroforestales, % Área de la finca con cultivos agroforestales, % del área total* Fincas que cuentan con cultivos perennes, % Área de la finca con cultivos perennes, % del área total* Fincas que cuentan con cultivos transitorios, %

162 (64.5%) 13.4 ± 7.7 16.3 ± 26.3 16.2 ± 26.4

25 (10.0%) 39.4 ± 6.9 40.6 ± 39.6 40.4 ± 39.6

59 (23.5%) 108.8 ± 56.6 93.8 ± 76.9 93.4 ± 77.0

5 (2.0%) 329.2 ± 57.1 135.3 ± 43.3 134.9 ± 43.3

10.0 ± 5.9

30.8 ± 7.3

80.1 ± 43.2

253.5 ± 32.6

1.2 ± 0.9

1.5 ± 1.1

1.3 ± 0.9

2.1 ± 0.7

8.5

1.9

13.3 ± 11.8

---

15.0

---

10.2

20.0

9.3

20.0

11.1 ± 15.0

2.3 ± 0.9

2.9 ± 4.9

0.6

7.0

10.0

5.6

20.0

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Área de la finca con cultivos transitorios, % 12.9 ± 14.2 16.8 ± 0.2 10.2 ± 9.7 3.00 del área total* Fincas que cuentan con pasturas mejoradas, 47.5 30.0 33.3 40.0 % Área de la finca con pasturas mejoradas, % 25.7 ± 34.0 21.4 ± 35.5 20.0 ± 30.7 24.8 ± 42.9 del área total* Área plana de la finca, % del área total 48.2 ± 38.3 50.5 ± 37.6 54.5 ± 39.5 62.0 ± 52.2 MPG: muy pequeños ganaderos, PG: pequeños ganaderos, MG: medianos ganaderos, GG: grandes ganaderos *Promedio calculado con las fincas que contaban con este tipo de cultivo.

Las Figuras 1, 2, 3, 4 y 5 representan los AFDM para cada uno de los cinco componentes evaluados e incluyen: (a) la relación espacial entre los centroides de las variables cualitativas, con categoría de productor como variable suplementaria y (b) la proyección de las variables continuas sobre el plano de las primeras dos dimensiones factoriales, con número de animales como variable suplementaria. Las dos primeras dimensiones capturaron 39.5, 24.8, 29.7, 47.2 y 37.9 % de la variabilidad presente en los componentes Información General de la Finca (Figura 1), Composición y Manejo del Hato (Figura 2), Manejo de Potreros (Figura 3), Información Productiva y Reproductiva (Figura 4) e Información Ambiental (Figura 5), respectivamente. Las variables suplementarias no participaron en la construcción del modelo. Hubo una clara separación del centroide de los diferentes grupos (MPG, PG, MG y GG) en los primeros cuatro componentes evaluados. Para el componente ambiental no existió separación del centroide, lo que sugiere que, no existen marcadas diferencias en el desarrollo e implementación de prácticas ambientales asociadas con el tamaño del productor.

Información general de la finca

La configuración de las variables categóricas que caracterizan la información general da lugar a un alineamiento ordenado de las categorías de productor sobre la primera dimensión de la representación del AFDM (Figura 1 a). Existió una estrecha asociación entre las variables relacionadas con la existencia de maquinaria y equipos (báscula electrónica, tractor, motosierra, motobomba, electrobomba, corral de manejo, establo, brete y bodega) y las categorías GG y MG. Por el contrario, las variables relacionadas con el no uso de estas tecnologías se ubicaron hacia el lado izquierdo de la dimensión 1, donde también se ubicaron la existencia de cultivos agroforestales y plantaciones forestales en monocultivo, asociadas con las categorías MPG y PG. En la dimensión 2, la existencia de pequeñas, medianas y grandes especies, el uso de guadañadora y cerca eléctrica se aglomeraron en la parte inferior, mientras que la no presencia y/o uso de las anteriores variables se localizaron en la parte superior, sin que se sugiera alguna relación entre tales factores y la categoría de productor.

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Figura 1: Proyección espacial de las categorías de variables categóricas (a) y numéricas (b)

Proyección espacial (a) de las categorías de variables categóricas (GG: grandes ganaderos, MG: medianos ganaderos, PG: pequeños ganaderos, MPG: muy pequeños ganaderos, 1: no establo, 2: si establo, 3: no corral de manejo, 4: si corral de manejo, 5: no brete, 6: si brete, 7: no bodega, 8: si bodega, 9: no cerca eléctrica, 10: si cerca eléctrica, 11: no electrobomba, 12: si electrobomba, 13: no báscula electrónica, 14: si báscula electrónica, 15: no tractor, 16: si tractor, 17: no motosierra, 18: si motosierra, 19: no guadañadora, 20: si guadañadora, 21: no motobomba, 22: si motobomba, 23: no cultivos agroforestales, 24: si cultivos agroforestales, 25: no cultivos perennes, 26: si cultivos perennes, 27: no cultivos transitorios, 28: si cultivos transitorios, 29: no plantaciones forestales en monocultivo, 30: si plantaciones forestales en monocultivo, 31: no pasturas mejoradas, 32: si pasturas mejoradas, 33: no grandes especies, 34: si grandes especies, 35: no medianas especies, 36: si medianas especies, 37: no pequeñas especies, 38: si pequeñas especies) y (b) numéricas (Área Finca: área total de la finca, % Plano: área de la finca plana, % Ondulado: área de la finca ondulada, % Quebrado: área de la finca quebrada, Agroforestales: área de cultivos agroforestales, Perennes: área de cultivos perennes, Transitorios: área de cultivos transitorios, Forestales Monocultivo: área de plantaciones forestales en monocultivo, Pasturas Mejoradas: área de pasturas mejoradas , Área Ganadería: área dedicada a la ganadería, Búfalos: número de búfalos, Caballares: número de caballares, Mulares: número de mulares, Cerdos: número de cerdos, Caprinos: número de caprinos, Ovinos: número de ovinos, Gallinas: número de gallinas, Pollos: número de pollos, Número de Animales: número de bovinos) en la primera y segunda dimensión del componente Información General de la Finca. MPG: muy pequeños ganaderos, PG: pequeños ganaderos, MG: medianos ganaderos, GG: grandes ganaderos.

En relación con las variables numéricas, el área total de la finca, área dedicada a la ganadería, área de pasturas mejoradas, área de cultivos agroforestales, área de plantaciones forestales en monocultivo y área de cultivos transitorios, estuvieron relacionadas positivamente con la primera dimensión, la cual representa el tamaño de las fincas (Figura 1 (b)). Adicionalmente, estas variables mostraron alta relación con el número de animales. El número de búfalos y el porcentaje del área de la finca ondulada se relacionaron negativamente con la dimensión 1, lo que significa que tales condiciones son más propias de las fincas pequeñas. Con respecto a la segunda dimensión, las variables número de cerdos y porcentaje del área de la finca quebrada se relacionaron positivamente con esta dimensión, mientras que el número de gallinas, de caprinos y el porcentaje de áreas planas, negativamente.

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Los MG y GG al estar asociados con la existencia de infraestructura (maquinaria, equipos e instalaciones), reflejan una mayor capacidad económica. Similarmente, Holmann et al(7) reportaron que los ganaderos con mayor número de bovinos obtienen mayores ingresos y ganancias que los ganaderos pequeños, lo que les permite obtener instalaciones, equipos y maquinaria en mayor cantidad y mejores condiciones, dado que estos son un rubro costoso en la producción ganadera. Adicionalmente, Chalate-Molina et al(13) reportaron observaciones similares en México, al determinar que, en las fincas más grandes la disponibilidad de maquinaria y equipo fue mayor y más adecuada para el desarrollo de las actividades ganaderas. Las fincas más grandes se relacionaron de forma negativa con el porcentaje del área de la finca ondulada y positivamente con la presencia de mulares y caballares (grandes especies). Es importante destacar que, la presencia y explotación de otras especies animales es una medida que podría favorecer la (i) disponibilidad, (ii) estabilidad, (iii) acceso y (iv) consumo de alimentos, garantizando así las cuatro dimensiones de la seguridad alimentaria, lo cual podría beneficiar la sostenibilidad de los ganaderos(14). Se considera que terrenos con pendiente pronunciada (mayor que 30 %) no son aptos para pastoreo(12). Los porcentajes del área de la finca con topografía quebrada (pendiente mayor que 60 %) de los MPG (25.5 %) y PG (22.0 %) fueron mayores que los presentados por los MG (14.2 %) y GG (10.5 %). La ganadería desarrollada en terrenos con pendientes altas podría ocasionar degradación de tierras debido al aumento de la erosión asociada con el pisoteo del ganado(15). Esto conlleva a la disminución de la capacidad de infiltración y el aumento de la escorrentía superficial en épocas de AUvia(16), traduciéndose en menor producción de biomasa y productividad ganadera. Cabe destacar que a medida que las pasturas se degradan, las emisiones anuales netas de GEI en las fincas tienden a aumentar(17). Por tanto, es importante estimar este tipo de emisiones en las fincas, para identificar el aporte a las emisiones globales de GEI del sistema y proponer acciones de mitigación adecuadas. El número de fincas que realizaron actividades agrícolas o contaron con algún tipo de cultivo es bajo en las categorías evaluadas (Cuadro 2). Esto contrasta con lo encontrado al caracterizar fincas de pequeños ganaderos en Veracruz, México(18), donde el 85 % de los pequeños ganaderos combinaron la actividad pecuaria con agricultura. El área de la finca dedicada a cultivos es igualmente baja¡Error! No se encuentra el origen de la referencia.. Así, dado que los sistemas de cría en Colombia corresponden a sistemas extensivos en un alto porcentaje(19), los actuales resultados son similares a los reportados para sistemas ganaderos extensivos y semi-extensivos en México(20), donde el área de la finca dedicada a cultivos fue menor que 20 %. El desarrollo de actividades agrícolas y pecuarias conjuntamente es una estrategia que permite garantizar las dimensiones de la seguridad alimentaria. Además, podría contribuir en la adaptación y mitigación

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al cambio climático, por ejemplo, mediante la incorporación de cultivos de ciclo corto o transitorios a los sistemas de pastoreo(21).

Componente técnico Composición y manejo del hato El Cuadro 3 presenta la composición del hato, las tasas de suministro de alimentación complementaria y los parámetros productivos y reproductivos para cada categoría de ganaderos. Cuadro 3: Composición del hato, parámetros productivos, reproductivos, y tasas de suministro de alimentación complementaria por categoría de ganadero de fincas dedicadas a la cría (promedio ± desviación estándar) Variable Composición del hato: Vacas en producción, UGG Vacas paridas, UGG Vacas horras, UGG Terneras de 0 a 1 año, UGG Terneros de 0 a 1 año, UGG Hembras de 1 a 2 años, UGG Machos de 1 a 2 años, UGG Novillas de vientre de 2 a 3 años, UGG Novillos de ceba de 2 a 3 años, UGG Toros, UGG Alimentación complementaria: Tasa de concentrados, kg año-1 UGG-1* Tasa de suplementos, kg año-1 UGG-1* Tasa de sales mineralizadas, kg año-1 UGG-1* Parámetros productivos y reproductivos: Peso al nacimiento, kg Peso al destete, kg Edad al destete, meses Ganancia diaria de peso predestete, kg día-1 Porcentaje de mortalidad, % Producción de leche, L animal-1 día-1

MPG

1.1 ± 2.3 2.5 ± 3.3 2.1 ± 2.7 0.5 ± 0.6 0.4 ± 0.4 1.0 ± 1.9 0.9 ± 1.9 1.2 ± 2.5 0.3 ± 1.3 0.5 ± 0.7

2.0 ± 4.0 8.9 ± 6.4 9.4 ± 10.1 1.3 ± 1.1 1.1 ± 0.9 2.3 ± 3.0 1.0 ± 1.8 4.4 ± 5.8 0.4 ± 1.2 1.0 ± 1.1

3.7 ± 9.8 25.5 ± 26.6 18.1 ± 19.8 4.5 ± 3.9 3.9 ± 3.3 6.2 ± 7.1 3.5 ± 6.9 7.7 ± 11.6 4.9 ± 12.7 3.7 ± 5.7

19.0 ± 42.5 58.4 ± 42.2 83.4 ± 33.6 11.6 ± 3.2 8.9 ± 4.7 20.5 ± 22.4 9.4 ± 18.3 13.0 ± 15.8 23.8 ± 53.3 5.5 ± 3.5

53.6 ± 25.3 16.5 ± 22.5

55.8 ± 30.1 15.9 ± 15.5

60.6 ± 45.5 33.8 ± 22.2

85.4 ± 75.9 34.3 ± 30.6

32.3 ± 5.7

30.7 ± 3.4

32.4 ± 3.2

31.6 ± 1.4

31.5 ± 4.4 32.3 ± 4.4 34.1 ± 4.0 34.3 ± 4.0 149.4 ± 34.8 175.0 ± 46.2 179.2 ± 42.3 176.7 ± 5.8 7.3 ± 1.1 7.8 ± 1.4 8.0 ± 0.9 8.0 ± 1.7 0.60 ± 0.22

0.59 ± 0.17

0.61 ± 0.18

0.63 ± 0.15

14.6 ± 10.9 3.4 ± 1.4

6.1 ± 3.4 3.5 ± 1.3

3.8 ± 3.0 2.8 ± 1.7

3.0 ± 2.9 2.9 ± 1.5

MPG: muy pequeños ganaderos, PG: pequeños ganaderos, MG: medianos ganaderos, GG: grandes ganaderos *Promedio calculado con las fincas que realizaron esta práctica.

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Con respecto a las variables categóricas (Figura 2 (a)), aquellas relacionadas con el suministro de suplementos, concentrados y sal mineralizada se concentraron hacia la izquierda de la dimensión 1, y las variables afines con el no suministro de dichos insumos y el uso de sal blanca se localizaron hacia la derecha. En la dimensión 2, la variable uso de registros de la ganadería se ubicó en la parte superior del gráfico, mientras que la carencia de registros se localizó en la parte inferior. Por tanto, los PG, MG y GG llevaron registros de la ganadería y suministraron en mayor proporción alimentación complementaria, mientras que los MPG se caracterizaron principalmente por el suministro de sal blanca, el no uso de registros de la ganadería y el no suministro de concentrados ni suplementos. En relación con las variables numéricas, la tasa de suministro de sal mineralizada (kg año-1 Unidad Gran Ganado (UGG-1) se relacionó positivamente con la dimensión 1, mientras que la tasa de suministro de concentrados y suplementos (kg año-1 UGG-1) se relacionaron negativamente (Figura 2 (b)). Así, los MG y GG presentaron mayores tasas de suministro de concentrados y suplementos (Cuadro 3). Por su parte, las variables vacas por toro, porcentaje de terneros, porcentaje de terneras, porcentaje de vacas paridas y porcentaje de vacas en ordeño se relacionaron positivamente con la dimensión 2. Adicionalmente, estas variables tuvieron relación con la variable número de animales. Por otra parte, el porcentaje de machos de levante, porcentaje de toros y porcentaje de novillos de ceba se relacionaron negativamente con esta dimensión. Figura 2: Proyección espacial de las categorías de variables categóricas (a) y numéricas (b)

Proyección espacial de las categorías de variables categóricas (GG: grandes ganaderos, MG: medianos ganaderos, PG: pequeños ganaderos, MPG: muy pequeños ganaderos, 39: no registros de la ganadería, 40: si registros de la ganadería, 41: no uso de sal mineralizada, 42: si uso de sal mineralizada, 43: no uso de sal blanca, 44: si uso de sal blanca, 45: no uso de suplementos, 46: si uso de suplementos, 47: no uso de concentrado, 48: si uso de concentrado) y (b) numéricas (Vacas por toro: número de vacas por toro, % Vacas en ordeño: % de vacas en ordeño, % Vacas paridas: % de vacas paridas, % Vacas horras: % de vacas horras, % Terneras: % de terneras de 0 a 1 año, %

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Rev Mex Cienc Pecu 2020;11(1):183-204 Terneros: % de terneros de 0 a 1 año, % Hembras de levante: % de hembras de levante, % Machos de levante: % de machos de levante, % Novillas de vientre: % de novillas de vientres, % Novillos de Ceba: % de novillos de ceba, % Toros: % de toros, Concentrado (Kg UGG-1 año -1): tasa de suministro de concentrados, Suplementos (Kg UGG-1 año-1 ): tasa de suministro de suplementos, Sal (Kg UGG-1 año-1): tasa de suministro de sales, Número de animales: número de bovinos) en la primera y segunda dimensión del componente Composición y Manejo del Hato. MPG: muy pequeños ganaderos, PG: pequeños ganaderos, MG: medianos ganaderos, GG: grandes ganaderos.

La mayoría de los pastos cultivados en el trópico son deficientes en minerales y las fincas de cría corresponden en su mayoría a sistemas de pastoreo extensivos que cuentan con altos porcentajes de pasturas naturales. Por tanto, la suplementación con minerales es necesaria con el fin de minimizar los efectos negativos del déficit de macro y micronutrientes(22). El uso de sal mineralizada estuvo asociado a los MG y GG, mientras que el uso de sal blanca se asoció con los MPG. De acuerdo con esto, los MG y GG suministran una gama mayor de minerales, lo cual podría garantizar un mejor comportamiento reproductivo y productivo en comparación con los MPG, quienes no realizan este tipo de suplementación posiblemente por elevados costos de adquisición o aspectos culturales. El uso de alimentos concentrados estuvo más asociado a los GG. Las fincas más grandes tienden a tener mayores porcentajes de vacas en ordeño y presentaron tasas de suplementación más altas (Cuadro 3). En diferentes estudios de caracterización de sistemas extensivos, los GG se han mostrado como los que perciben mayores ingresos económicos. Esto, les posibilita la adquisición de suplementos alimenticios, uno de los gastos de mayor cuantía en los hatos(12) y que se podría traducir en mayor productividad. Por su parte, en sistemas de cría con ordeño en Cundinamarca, Colombia, los pequeños y medianos productores no suministraron suplementos ni concentrados y la alimentación de los animales consistió principalmente en el pastoreo de praderas naturales(23). Los MPG, PG y MG al basar la alimentación de sus animales en pasturas naturales y/o degradadas y en menor medida en concentrados y pastos mejorados, podrían tener menores rendimientos productivos. El bajo uso de registros y control de las actividades productivas y reproductivas asociado con los MPG, coincide con lo reportado para pequeños productores de cría en Cundinamarca, Colombia(23). El fomento de la tenencia de registros y controles técnicos podría ayudar a realizar un adecuado seguimiento de los parámetros productivos y reproductivos de las fincas. Esta es una herramienta importante para la toma de decisiones por parte de los ganaderos con el fin de incrementar la productividad.

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Manejo de potreros Con respecto a las variables categóricas (Figura 3 (a)), hacia el lado derecho de la dimensión 1 se observa una clara tendencia de aglomeración de las variables relacionadas con la implementación de fertilización química, prácticas de renovación, rotación y cambio de área de potreros, aplicación de enmiendas y uso de cercado eléctrico. Por el contrario, las variables relacionadas con la no implementación de dichas prácticas y/o actividades tienden a orientarse hacia el lado izquierdo de esta dimensión. Con referencia a la dimensión 2, las variables división de potreros mixta (alambre y cerca eléctrica) y el control de malezas mediante los métodos químico y mixto se aglomeraron en la parte superior, mientras que las variables de no adopción de estas prácticas se localizaron en la parte inferior. Los MG, GG y PG tienden a desarrollar en mayor medida prácticas de mejoramiento y conservación de potreros. La rotación y división de potreros mediante el método mixto se relacionaron con los MG y GG (Figura 3 (a)). En estas fincas se desarrolló pastoreo alterno y rotacional. Un adecuado sistema de rotación contribuye a aumentar la cantidad y calidad de biomasa, e incrementar la productividad del sistema ganadero(24, 25). Adicionalmente, la utilización de cercas eléctricas permite cambiar el área de los potreros, lo cual favorece el manejo adecuado de pastizales y el incremento de la productividad. Por tanto, en las fincas con mayor número de animales, la rotación de potreros y la utilización de cercas eléctricas podrían beneficiar el comportamiento productivo. Figura 3: Proyección espacial de las categorías de variables categóricas (a) y numéricas (b)

Proyección espacial (a) de las categorías de variables categóricas (GG: grandes ganaderos, MG: medianos ganaderos, PG: pequeños ganaderos, MPG: muy pequeños ganaderos, 49: no pasturas mejoradas, 50: si pasturas mejoradas, 51: no rotación de potreros, 52: si rotación de potreros, 53: no división de potreros con alambre de púas, 54: si división de potreros con alambre de púas, 55: no división de potreros con cerca eléctrica, 56: si división de potreros con cerca eléctrica, 57: no división de potreros mixta - incluye cerca eléctrica y alambre púa -, 58: si división de potreros mixta - incluye cerca eléctrica y alambre púa -, 59: no cambia el área de potreros, 60: si cambia el área de potreros, 61: no

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Rev Mex Cienc Pecu 2020;11(1):183-204 realiza control manual de malezas, 62: si realiza control manual de malezas, 63: no realiza control mecánico de malezas, 64: si realiza control mecánico de malezas, 65: no realiza control químico de malezas, 66: si realiza control químico de malezas, 67: no realiza control mixto de malezas, 68: si realiza control mixto de malezas, 69: no realiza fertilización química, 70: si realiza fertilización química, 71: no usa cal agrícola, 72: si usa cal agrícola, 73: no usa cal dolomita, 74: si usa cal dolomita, 75: no usa otro tipo de enmienda, 76: si usa otro tipo de enmienda, 77: no hace renovación de potreros, 78: si hace renovación de potreros) y (b) numéricas (Área pasturas mejoradas: área de pasturas mejoradas, Fertilización química (Kg ha-1 año-1): tasa de fertilización química, Área fertilizada (ha): área de la finca fertilizada, Enmiendas (Kg ha-1 año-1): tasa de aplicación de enmiendas, Número de animales: número de bovinos) en la primera y segunda dimensión del componente manejo de potreros.

El control manual de malezas está asociado con los MPG, es un método de baja carga ambiental, pero de elevada utilización de mano de obra. Es importante destacar que, la combinación de diferentes métodos de desmalezado (método mixto) estuvo relacionado principalmente con los MG y GG, lo cual podría indicar que estos productores se preocupan por la presencia de arvenses en las praderas. Similarmente, en sistemas de cría en Cundinamarca, Colombia, un alto número de productores combinaron diferentes métodos de desmalezado en sus fincas, entre los que se destacan el mecánico, manual y químico(23). Las variables numéricas, área de pasturas mejoradas, área fertilizada, tasa de fertilización y número de animales se relacionaron positivamente con la primera dimensión (Figura 3 (b)). La variable fertilización química estuvo vinculada a las fincas con más animales, sin embargo, menos del 28 % de los ganaderos en todas las categorías implementaron esta práctica. Lo anterior se asemeja a lo reportado para sistemas de cría en Colombia, donde solo 14 % de las explotaciones caracterizadas fertilizaron las pasturas(23). En la mayoría de las fincas, la fertilización química se hace al momento del establecimiento de la pastura y no realizan fertilización de mantenimiento. Las tasas de aplicación oscilaron entre 40 kg N ha-1 año-1 y 104 kg N ha-1 año-1, y las tasas más bajas correspondieron a los MPG y PG. Se han recomendado tasas entre 100 y 200 kg N ha-1 año-1 para praderas permanentes(26), por lo tanto es posible que las dosis utilizadas no permitan que las pasturas alcancen sus rendimientos óptimos. Sin embargo, la dosis a utilizar depende del nivel de fertilidad, de las características físicas del suelo, variables ambientales, y tipo de cultivo establecido, entre otras.

Información productiva y reproductiva Con respecto a las variables categóricas (Figura 4 (a)), hubo una clara tendencia de aglomeración de las variables relacionadas con el desarrollo de prácticas productivas y reproductivas hacia el lado derecho de la dimensión 1: pesaje al nacimiento y destete, monta controlada, inseminación artificial, transferencia de embriones, palpación a vacas, chequeo reproductivo a toros, pesaje de novillas de vientre para el primer servicio y separación del lote horro, además de la existencia de potrero de paridero, equipo de inseminación artificial e inseminador. Por el contrario, las variables

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relacionadas con el no desarrollo de las anteriores prácticas o actividades y la no existencia de dichas instalaciones o equipos se situaron hacia el lado izquierdo de dicha dimensión. Figura 4: Proyección espacial (a) de las categorías de variables categóricas (a) y numéricas (b)

Proyección espacial (a) de las categorías de variables categóricas (GG: grandes ganaderos, MG: medianos ganaderos, PG: pequeños ganaderos, MPG: muy pequeños ganaderos, 79: no pesa animales con cinta métrica, 80: si pesa animales con cinta métrica, 81: no pesa animales con báscula, 82: si pesa animales con báscula, 83: no pesa al nacimiento, 84: si pesa al nacimiento, 85: no pesa al destete, 86: si pesa al destete, 87: no cría al ternero macho, 88: si cría al ternero macho, 89: no ceba animales, 90: si ceba animales, 91: no practica la monta natural, 92: si practica la monta natural, 93: no practica la monta controlada, 94: si practica la monta controlada, 95: no practica la inseminación artificial, 96: si practica la inseminación artificial, 97: no realiza transferencia de embriones, 98: si realiza transferencia de embriones, 99: no realiza palpación a vacas, 100: si realiza palpación a vacas, 101: no realiza chequeo reproductivo a toros, 102: si realiza chequeo reproductivo a toros, 103: no pesa novillas de vientre para primer servicio, 104: si pesa novillas de vientre para primer servicio, 105: no tiene inseminador, 106: si tiene inseminador, 107: no tiene equipo de inseminación, 108: si tiene equipo de inseminación, 109: no separa el lote horro, 110: si separa el lote horro, 111: no tiene potrero de paridero, 112: si tiene potrero de paridero, 113: no determina el intervalo entre partos, 114: si determina el intervalo entre partos) y (b) numéricas (Carga animal (UGG/ha): carga animal, Vacas ordeñadas: número de vacas en ordeño, Producción leche(L Finca-1 día-1), Producción leche(L Vaca-1 día-1), Peso nacimiento (kg): peso al nacimiento, Peso destete (kg): peso al destete, Edad destete: edad al destete, Edad final engorde: edad final de engorde, Peso final engorde: peso final de engorde, GDP etapa destete(Kg día-1): ganancia diaria de peso etapa de destete, GDP etapa ceba (Kg día-1): ganancia diaria de peso etapa de ceba, Número de nacimientos, % Mortalidad: % de mortalidad, Número de animales: número de bovinos) en la primera y segunda dimensión del componente información productiva y reproductiva de la ganadería.

En la dimensión 2, las variables relacionadas con el desarrollo de prácticas como pesaje de animales mediante cinta métrica, crianza del ternero macho y ceba de animales se aglomeraron en la parte inferior. El no desarrollo de las anteriores actividades se localizaron en la parte superior, además de la determinación del intervalo entre partos y pesaje de animales con báscula. Por tanto, los MG y GG desarrollaron mejores prácticas productivas y reproductivas que los MPG y PG.

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Las mejores prácticas reproductivas realizadas por MG y GG podrían traducirse en mayor productividad. También se ha mencionado que actividades como determinación del peso de las novillas de vientre para el primer servicio, chequeos reproductivos, uso de la inseminación artificial, disponibilidad de potreros para pariciones, separación del lote horro y determinación del intervalo entre partos no son habitualmente realizadas en fincas de pequeños ganaderos(23). Las anteriores prácticas reproductivas en mayor medida se realizan en los sistemas ganaderos más especializados, con mayor capacidad económica, lo cual se traduce en altos índices de productividad(7). Determinar el peso de los bovinos es importante para evaluar el crecimiento, planificar la alimentación y aprovechar los recursos alimenticios disponibles, manejar adecuadamente los registros de orden técnico y económicos, y desarrollar labores de observación, medicación, mejoramiento genético y manejo reproductivo(27). El porcentaje de fincas que pesan los animales es más alto en MG y GG, lo que podría estar relacionado con la mayor disponibilidad de básculas. La barimetría posibilita estimar el peso vivo aproximado de un animal mediante medidas corporales y la aplicación de ciertas fórmulas(27), por tanto, podría ser útil difundir y fomentar su uso en explotaciones de MPG y PG, donde la disponibilidad de básculas es baja. De esta manera, los ganaderos podrían tener mayor control de los índices productivos y aumentar la productividad de sus fincas. En relación con edad al destete, número de vacas ordeñadas, número de nacimientos y producción total de leche (L finca-1 día-1) se relacionaron positivamente entre sí y con la dimensión 2 (Figura 4 (b)). Una medida que podría mejorar el comportamiento reproductivo del hato es el destete temprano, el cual reduce los requerimientos energéticos de la vaca, lo que se traduce en el aumento de peso, mejora en la condición corporal e incremento de los porcentajes de preñez y mejor comportamiento reproductivo(28). Sin embargo, aplicar esta medida requiere realizar un adecuado manejo nutricional a los terneros destetos, asegurándoles una oferta adecuada en cantidad y calidad de energía y proteína, lo que podría incurrir en gastos adicionales para los productores(29). El número de animales se relacionó negativamente con el porcentaje de mortalidad total (Figura 4 (b)). Lo contrario fue reportado por Holmann et al(30) para sistemas ganaderos en Costa Rica, al observar que los índices de mortalidad tienden a ser menores en las fincas pequeñas (menos de 30 animales). Es importante indicar que en fincas pequeñas la muerte de un animal es proporcionalmente mayor que la muerte de un animal en fincas más grandes. Un menor índice de mortalidad podría traducirse en mayor rentabilidad y competitividad para la explotación ganadera e influenciar positivamente la obtención de ingresos económicos por los ganaderos. La ganancia diaria de peso (GDP) predestete, y pesos al nacimiento y destete fueron más altos en los MG y GG. Madrid-Bury et al(31) reportaron que crías con mayor peso al nacimiento presentaron

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un crecimiento más rápido y menor mortalidad. Estos mismos autores también indicaron una correlación positiva entre los pesos al nacimiento y al destete en bovinos de carne. Sin embargo, algunos estudios han indicado que crías con mayor peso al nacimiento no necesariamente serán las que alcancen mayor peso al destete(32,33). Una mayor GDP predestete conlleva a la obtención de un mayor peso al destete, lo cual podría incidir en una mayor rentabilidad económica para la empresa ganadera, al vender animales más pesados para la ceba(32).

Información ambiental En este componente no existió separación del centroide (Figura 5), sugiriendo que no existieron patrones en el desarrollo e implementación de prácticas ambientales diferenciadas por categoría de productor. Con el fin de aumentar la implementación de buenas prácticas ambientales en las fincas, es importante involucrar estrategias que además de generar beneficios productivos y económicos a los productores, conlleven a beneficios ambientales como la mitigación y adaptación al cambio climático. Por ejemplo, la conservación de árboles y arbustos en potreros y los sistemas silvopastoriles son estrategias de producción que se han adoptado en sistemas ganaderos del trópico latinoamericano y que contribuyen a la reducción de las temperaturas extremas, conservación de la flora y fauna silvestre, regulación y calidad hídrica en cuencas hidrográficas, captura de carbono atmosférico, mitigación del cambio climático, además de mejorar la producción de leche y carne y la rentabilidad ganadera(34). Figura 5: Proyección espacial de las categorías de variables categóricas (a) y numéricas (b)

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Rev Mex Cienc Pecu 2020;11(1):183-204 Proyección espacial de las categorías de variables categóricas (GG: grandes ganaderos, MG: medianos ganaderos, PG: pequeños ganaderos, MPG: muy pequeños ganaderos, 115: no tiene bosque, 116: si tiene bosque, 117: no usa agua superficial, 118: si usa agua superficial, 119: no usa agua subterránea, 120: si usa agua subterránea, 121: no usa agua de acueducto, 122: si usa agua de acueducto, 123: no tiene nacimientos de agua, 124: si tiene nacimientos de agua, 125: no tiene disponibilidad de agua en verano para uso pecuario, 126: si tiene disponibilidad de agua en verano para uso pecuario, 127: no tiene sistema de riego, 128: si tiene sistema de riego, 129: no tiene sistema de tratamiento de aguas residuales, 130: si tiene sistema de tratamiento de aguas residuales, 131: no incinera residuos sólidos, 132: si incinera residuos sólidos, 133: no entierra los residuos sólidos, 134: si entierra los residuos sólidos, 135: no entrega los residuos a terceros, 136: si entrega los residuos a terceros) en la primera y segunda dimensión del componente información ambiental.

Las aguas residuales generadas en los sistemas ganaderos provienen usualmente de la vivienda de la finca y el lavado de establos. Debido a la baja implementación de sistemas de tratamiento de aguas residuales en las fincas (<40 %), los vertimientos, de generarse, se hacen directamente a las fuentes hídricas y suelo. Los principales tipos de tratamiento implementados en las fincas son los pozos sépticos y biodigestores, que corresponden a procesos primarios y secundarios de baja remoción de nutrientes. Por lo tanto, las descargas directas y los efluentes de los sistemas de depuración podrían generar problemas de eutrofización en los cuerpos de agua debido a la presencia de nitrógeno (N) y fósforo (P) procedentes de las excretas del ganado. Resulta entonces importante implementar sistemas de tratamiento terciarios, que permitan aumentar la remoción de nutrientes en el vertimiento y disminuir su potencial de eutrofización. Los residuos sólidos no biodegradables se han catalogado como de los principales impactos ambientales de la cadena bovina en Colombia, sin embargo, la falta de estudios cuantitativos no permite estimar de manera precisa su magnitud(35). La incineración y el enterramiento son las principales formas de manejo de residuos sólidos y se desarrollan en más del 70 % de las fincas. La incineración genera emisiones de GEI que incrementan el potencial de calentamiento global, mientras que el enterramiento sin ningún control sanitario podría contribuir a la contaminación de acuíferos. Por tanto, realizar la caracterización y aforo de los residuos sólidos en las fincas, es una medida importante que permite evaluar de forma cuantitativa la magnitud de los impactos negativos que se podrían generar y establecer estrategias de manejo para minimizarlos.

Conclusiones e implicaciones En los componentes información general de la finca, composición y manejo del hato, manejo de potreros, e información productiva y reproductiva, las variables incluidas conllevaron a una separación espacial del centroide de cada categoría de ganadero. Como comportamiento general, los medianos y grandes ganaderos estuvieron asociados con variables que indican la existencia de mejor infraestructura, maquinaria y equipo, mejores prácticas de manejo de pasturas y mejores parámetros reproductivos y productivos. A su vez, estas categorías podrían estar asociadas con mayor capacidad económica. El componente ambiental fue el único que no mostró separación del

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centroide de los grupos de fincas, lo que sugiere que no existen marcadas diferencias en el desarrollo e implementación de prácticas ambientales de acuerdo con el tamaño de la unidad de producción. Es necesario definir los aspectos ambientales más relevantes de los sistemas ganaderos para incluirlos en futuros estudios de caracterización, y de este modo aumentar el acervo de conocimiento de los impactos ambientales asociados a la ganadería. Las principales características identificadas para cada categoría de ganadero pueden servir de base para la orientación y establecimiento de políticas y programas de desarrollo tecnológico. De acuerdo con la distribución porcentual de las fincas y las características de los muy pequeños y pequeños ganaderos, estas categorías podrían ser consideradas, en mayor medida, para la implementación de algunas de las acciones de mitigación establecidas en la NDC de Colombia como: pastoreo racional, rehabilitación de pasturas y sistemas silvopastoriles intensivos.

Agradecimientos Este estudio hace parte del proyecto LivestockPlus financiado por el Programa de Investigación del CGIAR (CPR por sus siglas en inglés) en Cambio Climático, Agricultura y Seguridad Alimentaria (CCAFS por sus siglas en inglés). Adicionalmente, este trabajo fue desarrollado como parte del CPR en Ganadería. Agradecemos a todos los donantes que globalmente apoyan el trabajo de todos los CPR mediante sus contribuciones al sistema CGIAR. Estamos igualmente agradecidos con el Proyecto Ganadería Colombiana Sostenible implementado por la Federación Colombiana de Ganaderos (FEDEGAN-FNG), la Fundación para la Investigación en Sistemas Sostenibles de Producción Agropecuaria (CIPAV), Fondo Acción, y The Nature Conservancy (TNC). Este trabajo fue apoyado por el Global Environmental Fund (GEF), donantes del Fondo CGIAR y mediante acuerdos de financiación bilaterales (para más detalles por favor visite https://ccafs.cgiar.org/donors), y Colciencias (convocatoria 727 de 2015).

Literatura citada: 1. FAO. FAOSTAT. Agricultural Production. Rome; 2013. http://www.fao.org/faostat/en/#home 2. ICA. Censo Pecuario Nacional 2018. Bogotá DC. 2018. https://www.ica.gov.co/areas/pecuaria/servicios/epidemiologia-veterinaria/censos2016/censo-2018 3. DANE. Encuesta Nacional Agropecuaria 2016. Bogotá DC. 2017. https://www.dane.gov.co/index.php/estadisticas-por-tema/agropecuario/encuesta-nacionalagropecuaria-ena 4. Fedegán. Estadísticas. 2019. http://www.fedegan.org.co/estadisticas/produccion-0

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https://doi.org/10.22319/rmcp.v11i1.4923 Revisión bibliográfica

Impacto del estrés por calor en la producción de ovinos de pelo. Revisión

Ricardo Vicente Pérez a Ulises Macías Cruz b* Leonel Avendaño Reyes b Abelardo Correa-Calderón b María de los Ángeles López Baca c Ana L. Lara Rivera b

Universidad de Guadalajara, Centro Universitario de la Costa Sur, Departamento de Producción Agrícola, Autlán de Navarro, Jal., México. b

Universidad Autónoma de Baja California, Instituto de Ciencias Agrícolas, Valle de Mexicali, B.C., México. c

Centro de Investigación en Alimentación y Desarrollo A.C., Hermosillo, Sonora, México.

*Autor de correspondencia: ulisesmacias1988@hotmail.com

Resumen: Frente al problema del calentamiento global y cambio climático, los pequeños rumiantes serán clave para mantener la producción de proteína de origen animal, ya que presentan superioridad para la tolerancia al calor en comparación con otros animales domésticos. Los ovinos de pelo han demostrado ampliamente su habilidad para crecer y reproducirse en escenarios naturales caracterizados por altas temperaturas y baja disponibilidad de nutrientes. La adaptación que presentan estos ovinos al estrés por calor está dada por una compleja interacción entre los mecanismos de termorregulación y la presencia de factores genéticos, lo cual les confiere plasticidad fisiológica para tolerar climas calientes sin afectar drásticamente su productividad. En México, los ovinos de pelo se encuentran distribuidos en

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los diferentes climas debido a que no presentan estacionalidad reproductiva, y esta característica permite a la industria ovina mantener una producción de carne constante a través del año; sin embargo, poca atención se ha puesto a su habilidad para producir en condiciones de estrés por calor. En este sentido, la presente revisión tiene como objetivo describir los efectos del estrés por calor sobre comportamiento reproductivo, crecimiento y termorregulación de ovinos de pelo. Palabras clave: Borregos adaptados, Hipertermia, Homeotermos, Fertilidad de ovinos.

Recibido: 03/06/2018 Aceptado: 10/12/2018

Introducción El principal fenómeno que amenaza la producción de alimentos de origen animal, y por consiguiente la seguridad alimentaria, es el cambio climático derivado de las emisiones de los gases con efecto invernadero(1). El cambio climático está aumentando la temperatura ambiental y cambiando los patrones circanuales de lluvias en las diferentes regiones agroecológicas del mundo. Así, el problema de calentamiento global favorece la presencia de condiciones climáticas de estrés por calor (EC) para los animales domésticos en regiones donde no existían, y donde de manera natural existían temperaturas altas, el EC se ha agravado a tal grado que aumentó la tasa de mortalidad de los animales(2). Esto como una respuesta a la incapacidad del cuerpo para mantener normotermia. En regiones áridas, semiáridas y desérticas del mundo predomina la producción de pequeños rumiantes, porque son capaces de sobrevivir en condiciones de baja disponibilidad de alimento y tienen superior tolerancia a EC comparados con los bovinos(1,3). En ovinos, las temperaturas elevadas afectan negativamente su desarrollo y productividad, ya que disminuyen el consumo de alimento e incrementan las demandas de energía por la activación de los mecanismos de termorregulación. Los ovinos bajo EC presentan baja fertilidad, desarrollo y crecimiento fetal, así como escasa ganancia de peso y eficiencia alimenticia en la etapa de engorda(4,5,6). Las características de la canal y calidad de la carne de ellos también son afectadas negativamente por temperaturas altas(3,5). Cabe mencionar que el grado de los efectos del EC sobre la productividad de los ovinos depende del nivel de adaptación de cada raza, siendo las razas de pelo menos susceptibles a EC(7,8). Los ovinos de razas de pelo existentes en México fueron desarrollados en climas cálidos, mayormente en el continente Africano, por lo que cuentan con capacidad genética para 206

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tolerar y adaptarse fácilmente a climas cálidos(9). En algunos estudios realizados en la región árida y seca del noroeste de México durante la época de verano, se ha documentado que la capacidad productiva y reproductiva de los ovinos de razas de pelo (Pelibuey, Katahdín, Dorper y sus cruzas) no se merma drásticamente durante los meses calientes de verano(10,11). La activación de mecanismos termorregulatorios específicos de tipo fisiológico, metabólico y endocrinológico, son responsables parcialmente de la habilidad que tienen estas razas para evitar hipertermia(11,12,13). Además, cuentan con características fenotípicas y genotípicas que les permiten ser más tolerantes al EC(8). En este sentido, el objetivo de esta revisión fue describir los efectos del EC sobre comportamiento reproductivo, crecimiento de corderos y termorregulación de ovinos de pelo.

Cambio climático y la producción ovina Las regiones calientes del mundo ocupan actualmente alrededor del 50 % de la superficie terrestre, proyectándose a futuro un aumento como consecuencia del calentamiento global. Además, este problema ha provocado variaciones impredecibles en la época y la cantidad de lluvia, así como disminución en la cobertura vegetal y aumento en la cantidad de áreas desérticas en el mundo, lo cual ha generado menor disponibilidad y calidad de forraje para la alimentación del ganado(1). Los pequeños rumiantes, como los ovinos, presentan buena adaptación a condiciones climáticas extremas comparados con otras especies domésticas, convirtiéndose en una opción de producción de alimento en regiones áridas y semi-áridas con baja disponibilidad de recursos forrajeros(14). Los ovinos tienen la habilidad de convertir alimentos fibrosos y de mala calidad en productos para el consumo humano (carne, leche y lana) bajo condiciones de producción precaria, donde otros animales domésticos diferentes de las cabras difícilmente podrían subsistir. Cabe mencionar que los ovinos de razas nativas de las regiones áridas y semi-áridas son los que mejor adaptación han mostrado al EC y a sobrevivir en condiciones extensivas precarias(3,14); por consiguiente, la selección de razas apropiadas es una estrategia efectiva para mantener la producción de carne ante el escenario del cambio climático(1). En México, los ovinos de raza de pelo han mostrado tolerar adecuadamente condiciones climáticas de EC en regiones agroecológicas calientes. Las temperaturas altas en estas regiones no han sido un factor que contribuya drásticamente a disminuir la capacidad reproductiva(12,15,16) y el crecimiento de las crías(5). Así que los ovinos de pelo son razas adaptadas a climas cálidos, con una plasticidad fisiológica y metabólica que les permite tolerar este tipo de ambientes sin comprometer su productividad(13).

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Estrés por calor en ovinos de pelo La disminución en el consumo de alimento y la activación del eje hipotálamo-hipófisisadrenal como consecuencia del EC, produce en los ovinos una disminución en el comportamiento productivo y reproductivo, y por ende, en la productividad del rebaño(4,17). Sin embargo, estas alteraciones no son tan marcadas en los ovinos de pelo como pudieran presentarse en razas de lana(5,12).

Efectos en la reproducción La fertilidad en las ovejas de pelo parece ser más afectada por el fotoperiodo y otras señales nutricionales que por las mismas temperaturas ambientales elevadas. Algunos estudios reportan que la conducta de estro y la ovulación no es alterada por el EC de verano(12,15,16). No obstante, la funcionalidad del cuerpo lúteo (en base a niveles de progesterona sanguínea) mostró ser disminuida por efecto del EC agudo(18) y crónico(12,15). Es posible que esta disminución de progesterona se deba a la regresión prematura de los cuerpos lúteos, tal como Tabárez-Rojas et al(18) lo observaron en ovejas Pelibuey después de estar sujetas a 37 ± 2.5 ºC en una cámara termo-ambiental. Cabe mencionar que en ese estudio el desarrollo embrionario temprano fue inalterado por el EC inducido(18). Hasta el momento no se ha determinado el mecanismo por el cual las ovejas de pelo mantienen su actividad reproductiva y fertilidad en condiciones de hipertermia. El EC reduce la función reproductiva debido a la activación del eje hipotálamo-hipófisis-adrenal (eje del estrés), el cual suprime la función del eje hipotálamo-hipófisis-gonadal (eje reproductivo)(1). El eje del estrés promueve la síntesis y liberación de cortisol en las glándulas adrenales, y esta hormona inhibe a nivel de hipotálamo la producción de la hormona liberadora de gonadotropinas (GnRH)(17). La GnRH es necesaria para estimular la síntesis y liberación de la hormona folículo estimulante (FSH) y la hormona luteinizante (LH) en la hipófisis, y ambas hormonas hipofisiarias son necesarias para producir y liberar óvulos fértiles(19). Dado que cortisol también se incrementa en ovinos de pelo en respuesta al EC(7), se podrían plantear dos posibles hipótesis que explican la ausencia del efecto del EC sobre la fertilidad de ovejas de pelo: 1) una menor sensibilidad del eje reproductivo en reflejo al aumento del cortisol, y 2) el aumento en los niveles de cortisol debido a EC no son suficientes para afectar negativamente la funcionalidad del eje reproductivo. Por otra parte, el EC parece alterar negativamente el desarrollo pre- y post-natal de las crías en ovinos de pelo. La hipertermia gestacional puede reducir el desarrollo y crecimiento placental, promoviendo una disminución en la transferencia de nutrientes feto-maternal(11). Esto genera un problema de retardo en el crecimiento fetal y, consecuentemente, el nacimiento de corderos con peso ligero, débiles y con altas posibilidad de muerte perinatal(20). 208

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Vicente-Pérez et al(6) también reportaron que el EC durante el último tercio de gestación no afectó el peso al nacimiento de los corderos, pero sí redujo la prolificidad y el peso de la camada al nacimiento en ovinos de pelo, comparado con condiciones termoneutrales de invierno. Dado que sincronizaron con progestágenos y gonadotropina coriónica equina para aumentar el porcentaje de partos dobles en ese estudio, la menor prolificidad en verano pudo ser un reflejo de una reabsorción fetal a consecuencia de las temperaturas altas. En este sentido, no se recomienda programar partos durante los meses más calientes en regiones cálidas.

Efectos en el crecimiento de los corderos Bajo condiciones de México, la información disponible en relación al impacto que tiene el EC en el crecimiento y desarrollo de los corderos de raza de pelo es escasa. La temperatura ambiental es un factor que tiene cierto control sobre la capacidad de los animales para consumir alimento(4), y el EC conduce a una reducción en el consumo de materia seca, un aumento en el consumo de agua y a una necesidad extra de energía metabolizable para la activación de los mecanismos de termorregulación en los corderos(1,4). Lo anterior contribuye a que los requerimientos de energía de mantenimiento aumenten bajo un escenario corporal donde la entrada de energía a través de la ingesta de alimento se reduce(1,14), de esta manera, los corderos de engorda detienen la tasa de crecimiento y reducen su eficiencia alimenticia. En casos extremos, principalmente observado en razas no adaptadas, el balance energético se vuelve negativo siendo incosteable esta actividad en climas calientes(2). En un estudio hecho en corderas Dorper x Pelibuey, se encontró que las condiciones de EC redujeron la tasa de crecimiento y la eficiencia alimenticia en 28 y 20 %, respectivamente(5). Comparando dos trabajos realizados en corderos Dorper x Pelibuey en un mismo sitio de estudio, uno en EC(21) y el otro en condiciones termoneutrales(22), se observó menor ganancia diaria de peso (230 vs 280 g/día) y consumo de materia seca (1.0 vs 1.3 kg/d)ía, sin aparente diferencia en la eficiencia alimenticia (216 vs. 220 g/kg de materia seca), en el estudio realizado en EC. Este efecto negativo del EC en el comportamiento productivo de ovinos de engorda se asoció con un aumento en el gasto energético en el proceso de termorregulación. Condiciones de hipertermia en ovinos pueden aumentar los requerimientos nutricionales de mantenimiento entre 10 y 20 %(23).

Termorregulación en ovinos de pelo La activación de mecanismos compensatorios y adaptativos permiten a los ovinos de pelo ser eficientes para tolerar temperaturas mayores al límite superior de su zona termoneutral, esto sin comprometer drásticamente su productividad. Cabe mencionar que la zona termoneutral para ovinos en general ha sido ubicada entre 12 y 27 ºC(1,4), Neves et al(24) sugieren que el 209

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límite superior de esta zona puede ser considerada de 30 ºC en el caso específico de las razas de pelo. Esto último evidencia que los ovinos de razas de pelo, a diferencia de las razas de lana, toleran de manera natural temperaturas más elevadas. El tipo de EC al cual se exponen los ovinos se evalúa generalmente en base al índice temperatura-humedad (ITH). En general, un ovino puede comenzar a experimentar EC a ITH > 72 unidades(25), no obstante, en una revisión publicada por Marai et al(4) se señala que el EC se presenta a partir de las 82 unidades, pudiéndose clasificar basándose en el ITH como moderado (82 a <84), severo (≥84 a <86) y muy severo (≥86). Sin embargo, esta información debe tomarse con precaución, ya que Neves et al(24) encontraron que las ovejas de pelo comienzan a presentar signos de EC cuando el ITH alcanza entre 78 y 79 unidades. Los ovinos de pelo toleran temperaturas mayores que ovinos de lana, por consiguiente, es de esperar que el ITH donde cualquier raza ovina comienza a experimentar síntomas de EC se ubique por debajo de las 79 unidades, y no de las 82 unidades. Aunque, se requiere investigar con precisión el punto de inflexión donde los ovinos presentan EC, tal como está establecido en otras especies. La mayor tolerancia que presentan los ovinos de pelo a condiciones de EC es el resultado de adaptaciones genéticas y fenotípicas, así como a la activación de mecanismos fisiológicos, metabólicos y endocrinológicos, los cuales ayudan a mantener un balance de agua corporal adecuado y condiciones de normotermia (38.3 a 39.9 ºC) a un costo energético bajo(5,13). Cabe mencionar que varios de los mecanismos activados por los ovinos de pelo también son activados por los de lana, pero estos últimos siempre presentan mayor incremento en su temperatura corporal conforme aumenta la temperatura ambiental(26).

Adaptaciones genéticas Genéticamente, los ovinos de las razas de pelo han mostrado mayor superioridad para tolerar temperaturas ambientales altas que la mayoría de las razas de lana(8). Por ejemplo, las ovejas de raza Blackbelly mostraron menor temperatura rectal (TR) y frecuencia respiratoria (FR) que las ovejas de lana Dorset en condiciones de EC(20). Similarmente, ovinos Pelibuey tuvieron mayor capacidad termorregulatoria que ovinos Suffolk bajo EC agudo (37 ± 2.5 ºC durante 6 h/día)(18). Esta variabilidad genética está asociada con la portabilidad de genes de termo-tolerancia, los cuales han sido poco estudiados en ovinos de pelo. Un estudio demostró que estos ovinos toleraran más el EC porque activan genes de termo-tolerancia asociados a la expresión de las proteínas del “choque térmico” (HSP por sus siglas en inglés)(26). En condiciones de EC, las HSP confieren protección a las células para evitar su apoptosis, y por consiguiente, son parcialmente responsables del proceso de adaptación de los ovinos de pelo(27).

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Un estudio reportó que las ovejas Pelibuey, además de presentar menor TR y FR, tuvieron mayor concentración de HSP70 (2.86 vs 0.53 ng/ml) respecto a ovejas Suffolk cuando fueron expuestas a EC dentro de una cámara climática(26). La reducida expresión de HSP70 en ovejas Suffolk fue asociada con una disminución en la viabilidad de las células mononucleares sanguíneas cultivadas in vitro, y consecuentemente, con una menor adaptación a climas calientes. Es preciso señalar que la HSP70 es el marcador genético mayormente expresado en razas de ovinos y cabras adaptadas a condiciones ambientales de EC(26,27,28). No obstante, se debe tomar en cuenta que, si bien en ovinos de pelo solamente se han logrado detectar los genes ligados con la síntesis de la HSP70, en la actualidad ya se cuenta con la identificación de varios genes asociados con la termo-tolerancia de pequeños rumiantes adaptadas al EC. Es posible que los ovinos de pelo también sean portadores de algunos de estos genes, sin embargo, se requiere confirmar esta hipótesis. En ovinos nativos del desierto se han identificado genes de termo-tolerancia asociados con coloración y pigmentación de la piel (FGF2, GNA13, PLCB1), metabolismo energético y digestivo (MYH, TRHDE, ALDH1A3 y GPR50), y respuesta inmune(9,28,29). Recientemente, en razas de la India adaptadas al EC también se encontraron algunas mutaciones en los polimorfismos G1270A y C888T ligados al gen GPR50, las cuales se asociaron con una mejor tolerancia térmica(29). Por su parte, Alamer(30) menciona que la expresión de genes ligados a la prolactina afecta el mantenimiento del volumen del fluido extracelular, consumo de agua, regulación de las glándulas sudoríparas y crecimiento estacional del pelo en ovinos. En general, esto podría explicar porque esos ovinos adaptados al EC, y posiblemente también los ovinos de pelo, son eficientes en el uso de la energía metabolizable y agua, así como en mantener condiciones de homeotermia a un mínimo costo energético en escenarios de temperaturas altas. Cabe mencionar que considerando la presencia de genes de termo-tolerancia en ovinos adaptados, la selección genética asistida a través de marcadores genéticos podría ser una herramienta para distinguir ovinos sobresalientes para tolerancia y adaptación al EC. En algunos países del mediterráneo ya se está investigando y llevando a cabo la selección por marcadores genéticos ligados con la termo-tolerancia en pequeños rumiantes(31). Hasta el momento, el conocimiento sobre termo-tolerancia en ovinos de pelo tiene importantes avances en cuanto a las adaptaciones fenotípicas y los mecanismos fisiológicos, endocrinológicos y bioquímicos de termorregulación, los cuales son marcadores biológicos que también deben ser considerados en la selección de individuos termo-tolerantes.

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Adaptaciones fenotípicas Los ovinos de pelo poseen características fenotípicas que les confieren adaptabilidad al EC(9). La presencia de pelo en lugar de lana otorga a estas razas una ventaja en cuanto a la pérdida de calor, tanto por medios no evaporativos como evaporativos(7,13). Por una parte, el pelo, al ser delgado y corto, facilita el flujo de aire hacia la piel, permitiendo que el calor acumulado en la superficie corporal se transfiera al ambiente por radiación o convección(7); o bien, a través del sudor en una forma más eficiente(8). Contrariamente, la lana funciona como un aislante impidiendo la entrada y salida de calor al cuerpo, al mismo tiempo que no permite la penetración del aire hasta la piel. Esto trae como consecuencia que los mecanismos de disipación de calor corporal de tipo no evaporativos y la sudoración sean ineficaces para regular la temperatura corporal en razas lanares(32,33). Además, el número de glándulas sudoríparas así como el área que ocupan es mayor en las razas de pelo que en las de lana, por lo cual la tasa de sudoración como mecanismo de disipación de calor corporal es mejor en razas de pelo(8). El espesor de la piel es otro factor fenotípico que causa diferencias entre las razas en la capacidad termorreguladora; los ovinos de pelo tienen piel más delgada comparados con los ovinos de lana, característica que favorece la disipación (radiación y sudoración) de calor interno a través de la piel(33). Por otro lado, el color del pelo juega un papel crucial en la capacidad que tienen los ovinos deslanados para transferir el exceso de calor corporal hacia el ambiente o viceversa(8,33). La presencia de colores claros es benéfico para el confort de los ovinos de pelo porque presentan menor tasa cardiaca, FR y TR en comparación con ovinos de pelo color obscuro(34). Esto se debe a que el color claro refleja la radiación solar, mientras que el color oscuro la absorbe, provocando una mayor acumulación de calor corporal en animales de pelo oscuro(8,32,34). Por lo tanto, además de tener pelo, las características propias del mismo y la piel confieren a los ovinos de pelo una mejor adaptación a climas calientes.

Mecanismos fisiológicos Cuando los ovinos se encuentran en rangos de temperatura ambiental de confort térmico realizan un esfuerzo mínimo para mantener normotermia(35). Sin embargo, este equilibrio homeostático se compromete al incrementarse la temperatura ambiental por encima del límite superior de la zona termoneutral(3). En dichas condiciones, los ovinos requieren realizar en un primer plano ajustes fisiológicos para tratar de disipar el exceso de carga de calor corporal(35); pero de no ser suficiente, mecanismos endocrinológicos y metabólicos de termorregulación pueden también ser activados. Por lo tanto, es común observar las siguientes respuestas fisiológicas de termorregulación en ovinos de pelo que sufren EC: mayor FR y consumo de agua pero menor consumo de alimento.

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Cabe mencionar que el aumento en la FR es el principal mecanismo que ayuda a evitar la hipertermia en ovinos estresados por calor(32,33). Marai et al(4) mencionan que, independientemente de la raza, los ovinos bajo EC disipan cuando menos el 60 % de la carga de calor corporal vía tracto respiratorio. De tal manera que, cuando se presentan condiciones de temperaturas altas y aumenta la TR, paralelamente se da un incremento en la FR(3,13). En este sentido, el aumento en TR, FR y otras constantes fisiológicas debido a EC ocurre naturalmente en todas razas ovinas(12,13,20,26). Sin embargo, los aumentos en los valores promedios de estas variables fisiológicas son menores en los ovinos de pelo que en los ovinos de lana(20,26,33). Esto sugiere que las razas de pelo posiblemente realizan, simultáneamente con el incremento de la FR, otro tipo de ajustes fisiológicos, o bien, ajustes de otra naturaleza (p.e. reducción de su actividad motora o actividad metabólica)(20,32,35). Algunos estudios indican que la menor FR observada en los ovinos de pelo puede estar relacionada con una continua pérdida de calor corporal a través de la piel en ambientes de EC(32,33). De esta manera, el esfuerzo por disipar calor resulta en vasodilatación y la redistribución del flujo sanguíneo hacia los tejidos periféricos para incrementar la sensibilidad de la piel y promover la pérdida de calor vía radiación, convección y sudoración(4,36). La evaporación de agua a través de la piel por efecto de sudación (~10 %) en baja en ovinos de pelo, por lo que las pérdidas de calor a través del tracto respiratorio son las más importantes bajo condiciones calientes(36), tal como previamente fue mencionado (60 a 90 %)(37). Así, el aumento en la FR y las pérdidas de calor a través de la piel funcionan en forma sinérgica para hacer más eficiente la termorregulación en los ovinos de pelo(13). Por otro lado, se ha observado que, bajo un clima árido seco, los patrones circadianos de TR, FR y temperatura de capa de pelo en las diferentes regiones corporales cambian acorde a la temperatura ambiental durante primavera (termoneutral); pero en verano bajo EC, las temperaturas de capa de pelo fluctúan con la temperatura ambiental mientras que la FR como las pérdidas de calor a través de la piel son insuficientes(13). Este ritmo circadiano en la FR bajo condiciones naturales de temperaturas altas, sugiere ser un mecanismo adaptativo fisiológico desarrollado por los ovinos de pelo para mantener homeotermia sin comprometer su hidratación. Recientemente, otro estudio realizado durante el verano en la región árida del noroeste de México, señala que, en el mes más caliente (agosto), los ovinos de pelo desarrollaron heterotermia adaptativa(38); un mecanismo que usualmente tienen los animales homeotermos adaptados al desierto(39). El mecanismo de heterotermia adaptativa permite a los animales tolerar una mayor carga de calor corporal, la cual es disipada principalmente por un aumento drástico en la FR en horarios donde es mínima o inexistente la radiación solar(35,39). Este mecanismo previene la deshidratación en los animales homeotermos del desierto durante las épocas calientes del año(39).

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En respuesta al incremento en la FR y la sudoración, también crece el consumo de agua como mecanismo de enfriamiento y una forma de compensar el déficit hídrico, dado el aumento en la cantidad de vapor de agua que sale a través del tracto respiratorio(4,6,40) y la sudoración(8,36). También se observa como mecanismo de termorregulación una marcada reducción en el consumo y digestión del alimento(4,6,7,40). Marai et al(4) sugieren que la reducción en el consumo de alimento se regula a nivel endócrino y tiene como objetivo reducir la producción endógena de calor metabólico.

Mecanismos endocrinológicos Las respuestas fisiológicas y de comportamiento que se desencadenan en los animales estresados por calor son reguladas a nivel neuroendocrino(17,41). En condiciones de EC es común observar una reducción en las concentraciones sanguíneas de hormonas tiroideas (T3 [triyodotironina] y T4 [tiroxina]) como un mecanismo para disminuir la producción de calor metabólico, ya que estas hormonas son encargadas de mediar el metabolismo animal(39). Esto no ha sido la excepción en ovinos de pelo, y un estudio donde usaron una cámara climática para inducir EC en ovejas preñadas de las razas Blackbelly y Dorset, encontraron que las concentraciones de T3 y T4 disminuyeron en ambas razas a una temperatura de 33.8 ºC; no obstante, las ovejas de pelo presentaron un menor cambio en las concentraciones de las hormonas(20). Esto sugiere que los ovinos de pelo son capaces de mantener su metabolismo en un mejor equilibrio frente al insulto térmico. El efecto del EC sobre los niveles de las hormonas tiroideas en ovinos de pelo puede deberse a un aumento en la síntesis hipotalámica del factor inhibidor de la tirosina (FIT)(1). El EC estimula los receptores térmicos periféricos, los cuales a su vez suprimen al centro del apetito en el hipotálamo, provocando una mayor síntesis y liberación del FIT. Este factor reduce la liberación de la hormona estimulante de la tiroides, y consecuentemente, afecta negativamente la producción hormonal en la glándula tiroidea(3,41). Cabe destacar que la liberación de T4 presenta mayor sensibilidad al EC comparado con la liberación de T3(42). Esto sugiere que la tiroxina está más asociada a la reducción del consumo de alimento y a su vez, a la disminución endógena de calor metabólico. El cortisol es otra hormona que juega un papel muy importante en el proceso de adaptación a la presencia de factores estresantes(17,41). Este glucocorticoide es un mediador de la gluconeogénesis hepática; la disponibilidad de la glucosa en el organismo del animal es esencial durante un estado de alarma o estrés, ya que funciona como una fuente de energía de rápida disponibilidad celular(41,42,43). En ovinos de razas de pelo(7), así como en otras razas no encontradas en México pero adaptadas al EC tal como la Malpura en la India(40,42), se ha encontrado elevado cortisol sérico en respuesta al EC. Esto obedece a una necesidad del organismo por tener energía disponible para hacer frente al gasto energético extra que implica 214

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la activación de los mecanismos de termorregulación de tipo evaporativo. Así, el aumento del cortisol se relaciona con una mayor glucosa en la circulación sanguínea producto de la activación del metabolismo celular hepático(3), y a su vez, con un aumento en la liberación de colesterol, metabolito sanguíneo que por acción enzimática es convertido a cortisol en la glándula adrenal(17,41). La insulina también es una hormona metabólica que tiene un rol importante en la regulación del metabolismo energético bajo condiciones de EC en ovinos(44). Los niveles de esta hormona aumentan en respuesta al EC produciendo un cuadro de hiperinsulinemia, y se intuye que es una estrategia para proteger el correcto funcionamiento pancreático y favorecer una mayor producción de HSP(45). Así, mientras que el EC reduce el consumo de alimento, la hiperinsulinemia evitan la lipólisis y el aumento en las concentraciones de ácidos grasos no esterificados, los cuales en exceso provocan apoptosis de las células pancreáticas β(46). Cabe mencionar que este cuadro de hiperinsulinemia provocado por el EC resulta favorable para mantener el peso vivo, la condición corporal y, por lo menos, una mínima ganancia de peso, ya que aun cuando el consumo de alimento se reduce, la insulina evita que se utilicen las reservas corporales(47). Al respecto, un estudio realizado en ovinos Afshari (raza adaptada a EC) reportó una reducción en los requerimientos de mantenimiento bajo condiciones de EC severo, ya que los ovinos siguieron ganando peso aún y cuando el consumo de alimento se redujo en 17.5 %(44). Los autores concluyeron que este efecto positivo del EC en razas adaptadas podría estar relacionado a una alteración en el metabolismo postabsortivo generada por la elevación en las concentraciones sanguíneas de insulina(44,45). En ovinos de pelo no se ha estudiado el efecto del EC sobre la secreción de insulina, sin embargo, algunos estudios sugieren que puede presentarse un similar ajuste metabólico(5,12,15,38). Esto explicaría parcialmente el hecho que estos ovinos siguen creciendo bajo EC. La epinefrina y norepinefrina son otras sustancias que han demostrado intervenir como hormonas o neurotransmisores en el proceso de termorregulación de los ovinos, sin embargo, su actividad en ovinos de pelo estresados por calor no ha sido estudiada. Se conoce que, en animales sometidos a EC, la epinefrina y la norepinefrina activan la función cardiovascular para suministrar suficiente sangre a los órganos vitales(43,48). La epinefrina también se relaciona con la gluconeogénesis hepática y la lipolisis, procesos metabólicos necesarios para el suministro de energía a los sistemas encargados de la termorregulación(49).

Mecanismos bioquímicos La activación de ajustes fisiológicos en ovinos de pelo para mantener normotermia en climas cálidos, está estrechamente relacionada con cambios en los niveles de analitos sanguíneos. Igualmente, los cambios en algunos analitos sanguíneos pueden directamente ser ocasionados por el EC, ya sea como un reflejo de la capacidad de adaptación o falta de la misma(50). 215

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Un estudio reportó que las concentraciones séricas de glucosa, colesterol y triglicéridos en corderas Dorper x Pelibuey disminuyeron por efecto del EC crónico al que son sometidas durante la época de verano en una región desértica del noroeste de México(13). Considerando que en ese estudio encontraron un aumento de más del 100% en la FR con respecto a la observada en primavera (época termoneutral), los autores asociaron esa disminución en los metabolitos a un elevado gasto energético que tienen los músculos del tracto respiratorio con el aumento en la FR. En ese mismo estudio se detectó un aumento en los niveles séricos de urea y una disminución en los de potasio sin afectar las concentraciones de sodio; situación que indica que no hubo pérdidas de agua corporal por orina, heces y sudoración. Esto sugiere que los ovinos de pelo cuentan con mecanismos adaptativos metabólicos que reducen las posibilidades de un cuadro de deshidratación. En otro estudio hecho en la misma región desértica de México(38), se demostró que los ovinos de pelo activan un metabolismo postabsortivo energético cuando el EC es de tipo crónico e intenso, mientras que, en condiciones de EC agudo, la glucosa es la principal fuente de energía para el gasto energético que implica el aumento en la FR. Así, los niveles sanguíneos altos de glucosa como respuesta al EC agudo pueden ser explicados por el aumento en los niveles de cortisol, hormona que estimula la gluconeogénesis para proveer glucosa como combustible energético a las células(44). Cabe mencionar que los efectos del EC sobre la concentración de compuestos sanguíneos son muy variables a través de los estudios, por lo que en ocasiones se vuelve complicado explicar los ajustes metabólicos que realizan los ovinos de pelo para sobrevivir y adaptarse a climas cálidos. Por lo anterior, factores como raza, edad, tipo de EC, nutrición, estado fisiológico y otros, deben ser considerados al momento de la interpretación de resultados. Recientemente se demostró que la falta de sombra en los corrales promueve un aumento en las concentraciones de metabolitos relacionados con el metabolismo energético y lipídico, no así en el metabolismo de proteínas, en corderas de la cruza Dorper x Pelibuey estresadas por calor(50). En ese mismo estudio se observó un aumento en las concentraciones séricas de los electrolitos sodio y cloro, lo cual se atribuyó a un mayor consumo de agua. En otro estudio se encontró que la edad y la lactación son dos factores que alteran las concentraciones sanguíneas de glucosa, colesterol y urea, pero no las concentraciones de triglicéridos, proteína total y electrolitos en sangre de ovinos hembras de la cruza Dorper x Pelibuey mantenidos en condiciones de EC natural(51). Las corderas de destete y las ovejas lactando presentan menores concentraciones glucosa y colesterol comparados con ovejas nulíparas y multíparas no lactando. Mientras que los resultados de corderas se relacionaron con una mayor FR, lo observado en ovejas lactantes se atribuyó al efecto de una redistribución de nutrientes para la síntesis de los compuestos lactosa y grasa de la leche. Usando ovinos de similar genotipo que en los estudios previamente descritos, una investigación determinó que el ambiente uterino en el que se desarrollan los corderos durante el último tercio de gestación, no es un factor que repercuta en la variación de las concentraciones de metabolitos y 216

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electrolitos sanguíneo de corderos estresados por calor durante el periodo de engorda(52). La restricción nutricional también mostró tener poco efecto en las concentraciones de metabolitos sanguíneos relacionados con el metabolismo energético en ovejas de preñez tardía mantenidas en un ambiente caliente(11).

Conclusiones e implicaciones Los ovinos de razas de pelo se caracterizan por ser rústicos y adaptarse con facilidad a diferentes condiciones de producción, incluyendo aquellas donde el clima predominante es de calor extremo y la calidad de los forrajes deficiente. Al parecer, las razas de pelo tienen la capacidad para crecer y reproducirse en condiciones de EC porque cuentan con genes de termo-tolerancia, además, fenotípicamente, la estructura de su piel y pelo les da ventajas frente a las razas de lana para disipar el calor corporal de una manera más eficiente por vías evaporativas o no evaporativas. Los patrones circadianos de la FR, así como las características de piel y ajustes metabólicos, permiten a los ovinos de pelo disminuir la carga de calor corporal en forma eficiente y, posiblemente, a un menor costo energético comparado con las razas de lana. Finalmente, se destaca que, frente al problema del calentamiento global y cambio climático, la selección de razas tolerantes al calor y eficientes en el uso de nutrientes será una necesidad para garantizar la producción de proteínas de origen animal.

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https://doi.org/10.22319/rmcp.v11i1.4951 Revisión bibliográfica

Azospirillum spp. en gramíneas y forrajeras. Revisión

Camila Fernandes Domingues Duarte a* Ulysses Cecato a Thiago Trento Biserra a Divaney Mamédio a Sandra Galbeiro b

Universidade Estadual de Maringá, Programa de Pós-Graduação em Zootecnia, Departamento de Zootecnia, Av. Colombo, 5790 - Zona 7, Maringá, Paraná, Brasil. b

Universidade Estadual de Londrina, Centro de Ciências Agrárias, Londrina, Paraná, Brasil.

Autor de correspondencia: camilafernandesd@hotmail.com

Resumen: El Azospirillum es un género de bacterias promotoras del crecimiento vegetal, encontrado en suelos de diferentes regiones del globo terrestre. Estas bacterias cuando se asocian a raíces de plantas, ayudan en la producción y productividad del cultivo, actuando en el aumento de parte aérea y sistema radicular. Estos beneficios se derivan de la excreción de los fitonutrientes de crecimiento, especialmente las auxinas. En las gramíneas forrajeras, la inoculación de estas cepas puede proporcionar mayores ganancias de masa de forraje con menores dosis de N-fertilizante, garantizando la sostenibilidad del sistema de producción del pasto. El uso de Azospirillum spp., en gramíneas debe llenar un vacío entre la productividad y la sostenibilidad. La promoción del crecimiento proporcionado por Azospirillum se ha descrito en varias gramíneas como la caña de azúcar, el maíz y plantas forrajeras, pero se deben realizar más estudios en diferentes condiciones para diseminar y consolidar su adopción entre los productores. La adopción de la inoculación de esta bacteria puede aumentar la competitividad de los productos agrícolas y ser un diferencial frente a la producción adoptada en la agricultura convencional. En la ganadería la inoculación en pastizales puede aumentar la producción de masa de forraje, y mitigar los riesgos de degradación y mejorar los índices productivos de ese sector. Palabras clave: Bacterias, Microbiología agricola, Rizobacterias, Azozpirillum.

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Recibido: 16/06/2018 Aceptado: 30/01/2019

Introducción La agricultura necesita aliar productividad y sostenibilidad, propósitos totalmente divergentes que están siendo exigidos en consecuencia del aumento poblacional y cambios climáticos, además del comportamiento de los consumidores. En este sentido, es fundamental que se conozca y utilice tecnologías racionales, una vez que el aumento en la producción de granos, carne, leche, entre otros productos, se alcanzan sólo con grandes cantidades de fertilizantes químicos y aberturas de nuevas áreas. Entre los nutrientes capaces de promover el aumento de la productividad, el nitrógeno (N) es esencial, especialmente en regiones de clima tropical. Se estima que la fertilización nitrogenada genera un costo en el orden del 40 %(1) de la producción, además de su gran potencial contaminante, con graves consecuencias para el medio ambiente. De este modo, el uso de alternativas sostenibles para la nutrición vegetal, a ejemplo de la exploración del potencial de la fijación biológica de nitrógeno atmosférico (FBN), se vuelve fundamental para aumentar la productividad de las gramíneas. La FBN es realizada por las bacterias diazotróficas, comúnmente conocidas como bacterias promotoras de crecimiento de plantas (BPCPs). La FBN ocurre por la conversión del nitrógeno atmosférico (N2) en otras sustancias nitrogenadas, con incorporación por la planta através de la síntesis de proteína y ácidos nucleicos(2). Sin embargo, los beneficios promovidos por las BPCPs van más allá de la FBN(3). Estas bacterias también estimulan la producción de hormona de crecimiento como auxinas, citocininas y giberilinas, y mejoran la absorción de otros nutrientes, como el fósforo. La inoculación puede ser considerada una tecnología prometedora para elevar la competitividad del sector agropecuario, incluso por reducir los impactos ambientales derivados del uso sin control de los fertilizantes. Entre las bacterias promotoras de crecimiento, el género Azospirillum es el más estudiado y ganó relevancia mundial en la década de los 70(4). Algunos resultados demostraron un aumento en la absorción de agua y nutrientes, mayor tolerancia a la sequía y productividad. Estos resultados se derivan del incremento en la producción de sustancias promotoras de crecimiento que alteran la morfología del sistema radicular, con aumento del número y diámetro de raíces secundarias, laterales y adventicias(5). En estudios en cultivos de maíz con Azospirillum observaron que la inoculación incrementaba en 17 % en la longitud media de las espigas y productividad con respecto al testigo(5). La inoculación puede reducir el uso de N-fertilizante(6) y, esa economía puede 224

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alcanzar alrededor de 30 a 50 kg ha-1 de N solamente en el maíz al inicio y al final de la época de las aguas(7). Según Hungría et al(8), con la sustitución de sólo el 50 % de Nfertilizante el Brasil puede ahorrar hacia 52 y 35 kg ha-1 de N utilizado en el maíz y el trigo respectivamente. Esta disminución resultaría en una economía de aproximadamente 1,200 millones de dólares al año. Otra gramínea bastante difundida y que requiere altas dosis de nitrógeno es la caña de azúcar. Boddey et al(9) encontraron resultados positivos de la interacción de esa cultura con la BPCPs. Schultz et al(10) al inocular Azospirillum brasilense, observaron incrementos del 10 % en la productividad de la caña de azúcar en relación al tratamiento sin N-fertilizante. Basándose en esto, los autores concluyeron que la inoculación promueve rendimientos similares a la adición de 120 kg ha-1 N. Los beneficios que se han observado para el maíz, una gramínea forrajera, también puede esperarse a las gramíneas forrajeras tropicales y, éstas pueden beneficiarse con la inoculación del Azospirillum, y revertir o minimizar los riesgos de degradación mientras mejorar la producción de masa de forraje. Boddey et al(9) constataron que algunas bacterias de la rizosfera de las gramíneas forrajeras son capaces de fijar el N2, lo que garantiza nuevas perspectivas sobre el uso de forrajes en los trópicos con utilización de menores cantidades de N-fertilizante. La inoculación con estirpes de A. brasilense benefició la Brachiaria spp., con aumentos promedio del 13 % en la producción de masa de forraje(1).

Género Azospirillum Este género de bacterias fue descubierto por la Dra. Johana Dobereiner y ganó importância en la década de los 70 por su capacidad de fijar nitrógeno atmosférico. En razón de la aptitud de fijar nitrógeno en vida libre, esa bacteria fue denominada Azospirillum(11). Este género presenta gran distribución geográfica, siendo encontrada en regiones de clima templado y tropical(1). Las bacterias del género Azospirillum se clasifican como Gram-negativas de vida libre, con formato de bastón y movimiento activo, y possen de 0.8 a 2 μm de diámetro entre y de 2 a 4 μm de longitud y gránulos intracelulares de poli-hidroxiburitrato(12). Según algunos autores(11), estas bacterias son estrictamente aerobias, cuando se les suminstran fuentes nitrogenadas o microaerofílicas cuando están en un ambiente libre de N2, es decir, cuando necesitan realizar FBN. Sin embargo, estos autores observaron que para promover un ambiente microaerofilico las bacterias en medio semisólido producen una película delgada en forma de velo, con concentración de oxígeno esencial para la fijación del nitrógeno y para iniciar su crecimiento. El Azospirillum posee un metabolismo de carbono y nitrógeno flexible que aumenta su capacidad de competir por la colonización de la rizósfera(12), además de que se los 225

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denominan diazótrofos endófitos facultativos por colonizar tanto el interior como la superficie de las raíces(8). La colonización ocurre principalmente en la zona de elongación y la zona de los pelos radicales(11). Cuando están presentes en la rizósfera, estas colonizan tanto la capa de mucigel alrededor de las raíces (colonización externa) como los espacios intercelulares de las raíces (colonización interna). Esa bacteria se desarrolla bien en temperatura óptima entre 28 y 41°C y es altamente competitiva mientras que coloniza la rizósfera, haciendo el uso de diferentes fuentes de nitrógeno como amoníaco, nitrito, nitrato, nitrógeno molecular y aminoácidos, y fuentes de carbono como ácidos orgánicos (malato, piruvato, succinato y fructosa), para el mantenimiento de su metabolismo(10). A la fecha se tienen identificadas en el Mundo 15 especies de Azospirillum: A. lipoferum, A. brasilense, A. amazonense, A. halopraeferens, A. irakense, A. largimobile, A. doebereinereae, A. oryzae, A. melinis, A. canadiense, A. zeae, A. rugosum, A. palatum, A. picis y A. thiophilum. Sin embargo, las especies más investigadas son A. lipoferum y A. brasilense, las cuales son de ocurrencia más común en gramíneas y forrajeras de regiones tropicales(1). Trentini(12) relató que no todas las especies pueden ser encontradas colonizando plantas en diferentes localidades, el A. amazonense, por ejemplo, sólo fue aislado en Brasil. El A. brasilense se distribuye ampliamente en los suelos tropicales y subtropicales lo que contribuyó para la su difusión y utilización en diversos estudios(13). Los ensayos comprobaron el uso de esta bacteria promueve el crecimiento vegetal y, en consecuecia el aumento de la productividad(14). A. brasilense exhibe resultados satisfactorios cuando asociado a las plantas de la familia Poaceae como maíz, avena, trigo y arroz(15).

Inoculante para plantas El inoculante es un producto que contiene microorganismos vivos que promueven el crecimiento vegetal a través de diferentes mecanismos, conocido mundialmente como biofertilizante. Su producción a nivel comercial en América Latina comenzó en 1898(16), y en la actualidad el mercado brasileño se destaca en el mundo(17). El uso de inoculantes mejora la competitividad del sector agropecuario, dado que esta es una tecnología prometedora y sostenible capaz de sustituir en parte la fertilización nitrogenada(18). El Ministério da Agricultura, Pecuária de Abastecimento (MAPA)(19), exige que los inoculantes comerciales presenten al menos 109 células por gramo o mililitro del producto al final de su período de validez y deberán elaborarse con soporte estéril y estar libres de microorganismos no especificados hasta el factor de dilución de 1x10-5. Algunas características son determinantes para que los inoculantes sean efectivos en la promoción del crecimiento vegetal, como la cepa utilizada y su competitividad, el número de células necesarias o viables para la rápida colonización de la rizósfera y del tejido vegetal(20). Se 226

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menciona(21) que en la producción es necesario utilizar vehículos no tóxicos, solubles en agua y asociados a estirpes competitivos. El éxito de la inoculación depende de la selección de estirpes eficientes y resistentes al estrés, ya que las bacterias diazotróficas se encuentran en diversos tipos de suelo y su persistencia está condicionada a la salinidad, el pH y la humedad del suelo(22). Se ha observado que las bacterias del género Azospirillum promovían el crecimiento vegetal a través de algunos mecanismos, como por ejemplo la mayor tolerancia a los agentes ambientales estresores, producción de fitohormonios y FBN(23). En el año 1996 la Universidade Federal do Paraná, específicamente el Departamento de Bioquímica y Biologia Molecular estableció una asociación con la Embrapa Soja para la realización de proyectos de investigaciones y ensayos de laboratorio para probar la eficiencia agronómica del Azospirillum en nivel de campo. El desarrollo de los ensayos siguieron todas las normativas recomendado por la legislación establecidas por el MAPA para inoculantes, que resultó en la selección de estirpes de Azospirillum que presentaron mayor supervivencia en el suelo y mayor promoción de crecimiento de plantas(16). De acuerdo a Hungría(16) se desarrollaron 18 ensayos de campo que se dividieron en dos conjuntos con nueve ensayos cada uno. El primer conjunto consistió en la evaluación de inoculantes turfosos conteniendo solamente una cepa de A. brasilense o A. lipoferum en cinco ensayos con tres cosechas de maíz y cuatro ensayos con dos cosechas de trigo. El segundo conjunto comprendió cuatro ensayos con maíz y cuatro con trigo, utilizando una mezcla de dos cepas de A. brasilense (Ab-V5 y Ab-V6) en inoculantes turfosos o líquidos. Estos ensayos resultaron en la liberación por el MAPA de las cepas de A. brasilense AbV4, Ab-V5, Ab-V6 y Ab-V7 para la producción comercial de inoculantes. Aunque solo están produciendo inoculantes con las cepas Ab-V5 y Ab-V6, ya que presentaron resultados satisfactorios en los cultivos de maíz y trigo(16). Conforme a los resultados obtenidos en los ensayos citados anteriormente, se optó por la comercialización de los inoculantes líquidos en relación a los turfosos, debido a su facilidad de aplicación. En 2010, se desarrolló un inoculante líquido que contenía Azospirillum y moléculas protectoras para las condiciones tropicales, desarrollado por la asociación entre Embrapa y la inciativa privada. Las cepas de Azospirillum se comercializan en varios países del mundo, como Argentina, México, Italia, Francia, Australia, Pakistán, Alemania, Estados Unidos, África, Bélgica, India y Uruguay(24). Esta exitosa comercialización de Azospirillum es el resultado de los beneficios proporcionados a los cultivos agrícolas. Okon y Labandera-Gonzalez(25) señalaron que el uso de inoculantes que contenían Azospirillum mostró una tasa de éxito entre 60 y 70 % con ganancias de productividad de 5 a 30 % en varios cereales.

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Modo de acción de las bacterias Azospirillum El Azospirillum spp., actúa por diferentes mecanismos en el suministro de nitrógeno a las plantas (Cuadro 1). Cuadro 1: Modo de acción de las bacterias Azospirillum Modo de acción Autor Producción de reguladores vegetales Lambrecht et al(27) (auxinas, citocininas y giberelinas) Reducción asimilatoria de nitrato Fages(23) Fijación biológica del N2 Fernandes Júnior(24) Resistencia al estrés hídrico Cohen et al(34) Aumento del sistema radical Okon y Labandera-Gonzalez(25) Mayor absorción de agua y nutrientes Okon y Labandera-Gonzalez(25) Control biológico Unno et al(26) La producción de reguladores vegetales es uno de los principales mecanismos, ya que altera el crecimiento de las plantas, modifica la morfología de las raíces y maximiza el uso del suelo, que a su vez intensifica la reducción del nitrato asimilable disponible en el suelo y, la FBN(24). Otro modo de acción del Azospirillum ocurre a través de la reducción del nitrato (NO3-) en las raíces, promoviendo el crecimiento vegetal debido al menor gasto de energía en la redución de nitrato a amoníaco, y esta energía es asignada en otros procesos vitales. Fages(23) verificó que estas bacterias pueden influir en la actividad de la glutamina sintetasa en las raíces de las plantas de maíz. Según algunos investigadores(26) la glutamina sintetasa es extremadamente importante en el proceso de incorporación del nitrógeno, y es esencial para que las plantas expresen todo su potencial productivo. El Azospirillum puede actuar indirectamente en las plantas, protegiendo y reduciendo la aparición de hongos o patógenos del suelo, a través de varios mecanismos, tales como la producción de sideróforos, quitinasas, glucanasas y antibiosis. El aumento del sistema radical es también uno de los mecanismos que puede resultar en una mayor absorción de minerales y agua. Este aumento es causado por la producción de sustancias promotoras del crecimiento radical(25). La principal hormona producida es la auxina, específicamente el ácido 3-inodolacético (AIA)(15). Las estirpes de Azospirillum también producen otros compuestos indólicos, citocininas y giberilinas(8). Según Lambrecht et al(27), hay al menos tres vías de biosíntesis para la producción de AIA en Azospirillum, dos de las cuales dependen del triptófano [índole-3acetamida (IAM) y indol-3-piruvato (IpyA)]. El ácido 3-indolacético es la principal fuente de Azospirillum(24); sin embargo, hay algunos informes de que el ácido 3228

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inodolbutírico también se secreta(23). Se reporta que el ácido 3-inodolbutírico es una importante fuente de reserva en el género Azospirillum(28). Madhaiyan et al(29) verificaron que A. brasilense produjo ácido 3-indolacétido, y cuando se inocularon con semillas de tomate y pimiento rojo, la longitud media de la raíz fue de 9.68 y 6.76 cm, mientras que los tratamientos controles presentaron 7.21 y 6.20 cm, respectivamente. Los autores aún observaron que el Azospirillum promovió un aumento en la parte aérea de estas plantas, confirmando su capacidad en promover el crecimiento de las plantas. El AIA puede ser un indicador que mantiene la relación simbiótica y la interacción plantaAzospirillum(30). Esta señalización es moldeada por procesos coevolutivos entre las bacterias y su planta huésped(31). La síntesis de fitohormonas por A. brasilense puede ser diferente en cada estirpe. En un estudio(6) se observó que la estirpe 42 M produjo niveles más altos de AIA en relación a sp7, Cd, Az39, 40 y 42. El AIA tiene la capacidad de alterar la fotosíntesis, la biosíntesis de algunos metabolitos y otras fitohormonas como las citocininas y giberelinas(32). Las citocinas en las plantas regulan la división celular y la formación de nuevos tejidos en la parte aérea y raíces(33). Las giberelinas regulan el crecimiento de las plantas, promueven la división y el alargamiento de raíces primarias(30). Las estirpes de Azospirillum pueden secretar ácido abscísico y están relacionadas con el mecanismo y la defensa del estrés hídrico en las plantas(34). El ácido abscísico es una fitohormona que induce la respuesta al estrés hídrico, ambiental y salino(35). Cohen et al(34) inocularon A. lipoferum en plantas de maíz y verificaron altos niveles de ácido abscísico, lo que aumentó la tolerancia de las plantas a la sequía. Según estos autores, esta tolerancia al estrés ambiental proporcionado por el Azospirillum puede estar relacionada con el ácido abscísico y también con las prolinas y las poliaminas. Las poliaminas (cadaverina, espermina y espermidina) son polímeros orgánicos que están asociados con el crecimiento radical y la supresión del estrés en las plantas(33). Al inocular las plántulas de arroz con A. brasilense(36), constataron que la producción de cadaverina aumentó el crecimiento de raíces y redujo el estrés osmótico. En las plantas de maíz inoculado con A. brasilense, Rodríguez-Salazar et al(37) observaron una mayor resistencia a la sequía y una mayor producción de biomasa. Las bacterias promotoras de crecimiento tienen la capacidad de actuar como agentes de control biológico(35). El control biológico puede deberse al parasitismo, la producción de antibióticos, toxinas y enzimas, la interferencia en el proceso de reconocimiento plantahuésped y la inducción de resistencia(33).

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Las bacterias facultativas, como las del género Pseudomonas, Burkholderia, Azospirillum y Bacillus, producen y secretan algunas sustancias secundarias que actúan como antibióticos, fungicidas, antivirales y agentes inmunosupresores(31). Estos autores aún concluyeron que los mayores beneficios del uso de bacterias endofíticas en el control biológico de patógenos son la colonización natural de la rizósfera y la invasión de los tejidos internos de las plantas, esenciales para el éxito en el tratamiento de enfermedades que afectan las partes subterráneas de las plantas. Aunque el género Azospirillum no se considera un biocontrolador, existen estudios que demuestran el control de algunas enfermedades, como las causadas por Agrobacterium tumefaciens(25). Este género de bacteria promotora de crecimiento produce algunos compuestos químicos que, al entrar en contacto con la planta, modifican el metabolismo y la actividad de defensa de ésta. La defensa biológica se puede observar en dos vías metabólicas, que incluyen el ácido jasmónico y el ácido salicílico(17). La resistencia sistémica inducida por las bacterias se activa mediante la vía de señalización del ácido jasmónico y del etileno(15). El A. brasilense también fue efectivo en el control biológico de Agrobacterium tumefaciens y de hongos fitopatógenicos. Sin embargo, el modo de inhibición aún no está bien definido(25). Estos autores identificaron una sustancia del grupo de las auxinas llamada fenilacético, como un compuesto antimicrobiano producido por Azospirillum. Tal sustancia se ha utilizado en el mecanismo de defensa y en la competencia bacteriana en el huésped.

Coinoculación con rizobio La técnica de inoculación mixta con bacterias que hacen o no simbiosis es una alternativa en el cultivo de leguminosas(38). Según Ferlini(39) la técnica esta basada en el uso de diferentes microorganismos que producen un efecto sinérgico, y son capaces de superar los resultados productivos obtenidos cuando se usan por separado. Así, la co-inoculación se basa en la mezcla de inoculantes, y los ensayos realizados en un medio de cultivo indicaron que algunas mezclas proporcionan la interacción sinérgica entre las bacterias, a través del suministro de nutrientes, remoción de productos de inhibidores o por el estimulo a través de mecanismos físicos o bioquímicos(35). El A. brasilense produce un efecto benéfico cuando se asocia con rizobio en las leguminosas, debido a la producción de fitohormona que resulta en mayor desarrollo del sistema radicular y pemite una mayor explotación del volumen de suelo(38). Para Bashan y Holguin(35) la coinoculación entre Azospirillum y otros microorganismos puede considerarse una de las principales barreras, y puede que sea el tema principal que se abordará en ensayos futuros. Las inoculaciones mixtas presentan mayores tasas de 230

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éxito, ya que en estas plantas la nutrición es equilibrada y la absorción de nitrógeno, fósforo y de los demás minerales es efectivamente mejorada y, en consecuencia, aumento de la productividad(5). Por lo tanto, la inoculación mixta estimula y beneficia la función de los nódulos, como el número total y el peso del nódulo. La inoculación combinada de Bradyrhizobium japonicum y A. brasilense en soja proporcionó mejores rendimientos incluso en condiciones de déficit hídrico y nutrientes(39). Resultados similares fueron observados por Benintende et al(40) al estudiar la coinoculación de A. brasilense y B. japonicum con y sin déficit hídrico. Los autores también notaron que en condición de déficit hídrico la coinoculación proporcionó un aumento en el peso de los nódulos y en ambas condiciones hídricas, la coinoculación aseguró mejores rendimientos y una mayor acumulación de materia seca. Los estudios sobre el crecimiento y nodulación de raíces de soja coinoculada con Azospirillum y Bradyrhizobium mostraron que el Azospirillum estimula el crecimiento radicular y también puede mejorar el inicio y el desarrollo de los nódulos. Este efecto positivo de la coinoculación de A. brasilense y B. japonicum se debe a la excreción de productos metabólicos del A. brasilense, especialmente de los compuestos reguladores de crecimiento de raíz, el ácido inodolacético(36). Estos autores también relataron un mayor número de nódulos y un mayor porcentaje de plantas noduladas en plantas de soja coinoculadas.

Efecto del Azospirillum en las gramíneas forrajeras La degradación de los pastizales es considerada uno de los mayores problemas de la ganadería. Macedo(41) estimó que alrededor del 80 % de las áreas cubiertas por pastizales en todo el territorio brasileño presentan alguna etapa de degradación. De los factores que conducen a la degradación de los pastizales, el bajo suministro de nutrientes para las plantas es considerado uno de los más importantes, resultando en baja calidad y productividad del pasto(42). Entre los nutrientes, el N se considera el principal factor limitante para el crecimiento y el desarrollo de los pastos tropicales(43), lo que implica su suministro a través de fertilización mineral. Sin embargo, es una práctica costosa y perjudicial al medio ambiente, ya que alrededor del 50 % de N se pierde por volatilización o lixiviación(14). En este sentido, la explotación del potencial de la fijación biológica del nitrógeno atmosférico (FBN) en gramíneas tropicales, se vuelve fundamental para restablecer la productividad y la calidad del forraje. La FBN es realizada por bacterias diazotróficas, comúnmente conocida como bacterias promotoras de crecimiento de plantas (BPCPs). La FBN ocurre por la conversión del N2 en otras sustancias nitrogenadas, siendo asimilado por la planta a través de la síntesis de proteína y ácidos nucleicos(1).

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En el ecosistema de pastizales, la FBN es fundamental en el ciclo del nitrógeno y las bacterias diazotróficas pueden desempeñar un papel importante en el suministro de N a las plantas. Por eso, el uso de esta tecnología parece ser prometedor, contribuyendo a la promoción del crecimiento y nutrición de las plantas forrajeras, convertiendo la inoculación en una alternativa viable en sustitución total o parcial del N-fertilizante, contribuyendo así a la conservación de los recursos naturales(44). A pesar de los beneficios promovidos por las BPCPs en los cultivos agrícolas (maíz, trigo, arroz), sus efectos sobre las plantas forrajeras aún son restringidos y carecen de estudios. Con eso, la evaluación de los efectos de las BPCPs en el establecimiento y mantenimiento de los pastos se vuelve fundamental en la búsqueda de una explotación económica y sostenible. Siguiendo el contexto de la sostenibilidad, Bergamaschi(45) señaló el potencial de la FBN para el reemplazo total o parcial de la fertilización nitrogenada, ya que la inoculación puede ayudar a reducir el uso de N-fertilizante proveniente de combustibles fósiles no renovables. Hungria(8) también llama la atención sobre los beneficios de la reducción de la contaminación ambiental derivada de la producción y el uso de N-fertilizantes y, en consecuencia, la reducción de las emisiones de gases de efecto invernadero. Okon y Vanderleyden(5) compilaron datos de 22 años de experimentos con inoculación a campo y concluyeron que el Azospirillum spp., promovió ganancias en varias especies de gramíneas en diferentes condiciones ambientales. Los autores también señalaron que las ganancias están más allá de la FBN, también modificando la producción de raíces y, en consecuecia, la superficie de absorción y volumen de suelo explotado. Ttambién observaron un aumento en la materia seca y un mayor crecimiento foliar en las plantas Setaria italica cultivadas en vasos y inoculadas con A. brasilense(46). Al estudiar los efectos de la inoculación de bacterias diazotróficas en gramíneas forrajeras nativas del Pantanal, investigadores constataron que los efectos de la inoculación se volvieron notables a los 60 y 90 días de cultivo(47). Los autores también verificaron que la asociación de A. brasilense y A. lipoferum proporcionó una mayor producción de materia seca de la parte aérea, raíces y acumulación de N. La inoculación de A. brasilense en pasto natural también verificó una mayor producción de materia seca del pasto en relación al control(48). Reis et al(14) observaron que la inoculación favoreció la producción simultánea de materia seca de la parte aérea y raíces y altos niveles de fósforo (P) y N, debido a la mayor eficiencia de uso de estos nutrientes; esta mayor tasa de acumulación de materia seca está posiblemente relacionada con el aumento de la actividad de las enzimas fotosintéticas y la asimilación de N(8). También se ha verificado un aumento en la producción de materia seca del pasto Marandú en el tratamiento con la inoculación, señalándola como una alternativa sostenible para aumentar la producción de forraje(49).

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Fiori et al(50) también constataron la efectividad de la inoculación con Azospirillum para aumentar la productividad de las gramíneas. Algunos autores justificaron esta mayor productividad debido a la excreción de hormonas vegetales mejoradoras de la absorción de macro y micronutrientes(35). Guimarães et al(51) encontraron aumentos del 9 % en el número de hojas y el 12 % en el número de macollos por planta en el pasto Marandú inoculado con A. brasilense; aunque no observaron diferencias en la altura de plantas inoculadas en comparación con las fertilizadas con N. El A. brasilense en pastizales proporcionó un aumento de aproximadamente 40 kg ha-1 año-1 de N vía FBN en las especies de Pennisetum y Panicum(25). Franche et al(52) observaron que la FBN puede introducir de 7 a 10 kg ha-1 mes-1 de N durante el verano, variando según el genotipo, siendo que el 39 % del N necesario para el desarrollo y productividad de la planta puede ser obtenido por esa vía. También fue verificado que la tasa de acumulación de MS en las parcelas inoculadas fue de 15 kg ha -1 día-1, siendo superior a la ausencia de inoculación y fertilización, que obtuvo valores de 4 kg ha-1 día-1. En la Brachiaria brizantha Staf cv. Marandu(49), verificaron que el tratamiento con inoculación de A. brasilense presentó un mejor rendimiento en comparación con las plantas no inoculadas y fertilizadas con N, lo que resultó en mayor macollamiento y mayor período de pastoreo. Guimarães et al.(51) observaron un aumento alrededor del 8 % en los números de hojas y del 7 % en el número de macollo en los tratamientos inoculados. En el sistema radicular de B. Brizantha, verificaron una mayor producción de masa seca de raíces en plantas inoculadas con Azospirillum(33). El uso de Azospirillum asociado la producción de forraje tiene resultados favorables, contribuyendo positivamente sobre la masa seca, el contenido de N y la altura de la planta, convertiendo la inoculación en una alternativa viable en sustitución parcial del Nfertilizante. Por eso, el uso de bacterias promotoras de crecimiento está en línea con la necesidad de combinar la producción animal con la conservación del medio ambiente. Esto indica que el interés en la biotecnología del suelo tiende a aumentar porque es en gran parte responsable de la conservación y fertilidad del suelo y nutrición de la planta. Sin embargo, se necesitan más estudios sobre los mecanismos y efectos de la inoculación sobre la MS, el contenido de N y la altura de la planta, especialmentecon respecto al área foliar y proteína cruda, de modo que se puedan hacer recomendaciones con respecto a su uso asociado al N-fertilizante(1). Todavía hay una escasez de datos concluyentes que indiquen si los efectos de la inoculación se deben a la FBN o si son efectos hormonales.

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Efecto del Azospirillum en el maíz El rendimiento del maíz es el resultado de la combinación del potencial genético, las condiciones ambientales y la fertilidad del suelo. Sin embargo, los rendimientos máximos se alcanzan con la aplicación de grandes cantidades de fertilizantes, particularmente los nitrogenados. La combinación de maíz y Azospirillum spp., puede resultar en una mayor productividad y reducción en el costo de producción. Según Fancelli(7), la inoculación de Azospirillum en el cultivo de maíz puede generar una reducción en el uso del N-fertilizantes, del orden de 30 a 50 kg ha-1. La inoculación de A. brasilense en el maíz resultó en el aumento de la tasa de acumulación de masa seca y fotosintética(8). Okon y Vanderleyden(5) observaron que la inoculación con Azospirillum es más ventajosa cuando se asocia con genotipos no mejorados y cultivados con baja disponibilidad de N. Los autores también encontraron una mayor producción de masa seca, rendimiento de grano y acumulación de N en las plantas. Al evaluar los beneficios de la inoculación con A. brasilense, se observó un aumento del 9 % en la producción de granos de maíz(53). Braccini et al(54) obtuvieron mejores resultados con el uso de Azospirillum inoculado en semillas de maíz, con aumento promedio del 70 % de masa seca de raíces y del 43.5 % en la masa seca de parte aérea. Al evaluar los efectos del uso de A. brasilense en el maíz, Hungria et al(8) encontraron un aumento del 30 % en la productividad en los tratamientos inoculados.

Proceso de inoculación La inoculación es una operación simple y fácil, que consiste en mezclar las semillas con el inoculante. En el momento de la inoculación, el producto debe ser mezclado a las semillas, en el cual debe ser realizado a la sombra, preferentemente por la mañana (evitando que los rayos solares maten las bacterias), en tambor rotatorio, con hormigón, o con máquinas de tratamiento de semillas, u otros mecanismos, siempre que sean eficientes en la distribución. Tomar cuidado para que la distribución del inoculante en las semillas sea uniforme, verificando que cada semilla quede cubierta por el inoculante, a medida que sean sembradas. Otro factor importante en el momento de la inoculación es la utilización de semillas de buena calidad, y siempre respetar la dosis a ser aplicada de inoculante/kg de semillas de acuerdo con las instrucciones del fabricante. Después del tratamiento de las semillas con el inoculante, es necesario dejar secar por unos 30 min antes de la siembra y mantener las semillas inoculadas protegidas del sol y del calor. Sin embargo, para inoculantes turbulentos se recomienda la utilización de solución azucarada para humedecer las semillas u otra sustancia adhesiva (goma arábiga, polvillo de araruta, polvillo de mandioca, harina de trigo y diversos tipos de celulos y 234

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polímeros). En este caso, se recomienda agregar una solución azucarada en la concentración del 10 % (100 g de azúcar para un litro de agua), añadiendo y homerizando en las semillas, en la porción de 250 a 300 ml de solución azucarada por 50 kg de semillas. En primer lugar, las semillas deben mezclarse con la solución azucarada y la posterior mezcla de la turba en la cantidad recomendada por el fabricante(8). Cuando el proceso de inoculación se realiza de manera correcta, las semillas presentan en su superficie una fina capa de inoculante. En este proceso, es de extrema importancia verificar si todas recibieron el inoculante, para que las plantas puedan contribuir con la fijación de nitrógeno y consecuentemente, expresar todo su potencial genético. La siembra con las semillas inoculadas debe realizarse preferentemente el mismo día, con el objetivo de obtener más microorganismos viables. En caso de que esto no sea posible, se recomienda que las semillas deben almacenarse en galpones ventilados, extendiendo las semillas sobre una superficie lisa, en capas de menos de 30 cm de altura(12). Por tratarse de microorganismos vivos y sensibles a ambientes calientes(16) recomienda realizar la siembra con un máximo de 24 h después de la inoculación. En caso de que este tiempo sea superado, se debe reinocular las semillas, con el objetivo de mejorar su eficiencia. Durante la siembra, el depósito de semillas en la máquina puede calentarse (temperatura superior a 35 °C), y así se debe interrumpir inmediatamente la actividad y enfriar la caja, pues el calor puede matar a las bacterias. Además, tampoco se recomienda que la inoculación sea realizada directamente en la caja sembradora, pues de esa forma, dificultaría la cobertura uniforme de las semillas con el inoculante, haciendo poco eficiente el proceso de inoculación(16). Para la inoculación de semillas en pequeñas cantidades, se pueden usar bolsas plásticas, cuencas o baldes limpios y esterilizados con alcohol 70 %. Cuando la inoculación se realiza de forma correcta, las semillas presentan en su superficie una fina capa de inoculante. La operación debe seguir los mismos criterios para los realizados en tambor giratorio o hormigonera, es decir, hecha a la sombra y dejadas para secarse por 30 min antes de la siembra, y las dosis deben ser calculadas de acuerdo con las instrucciones del fabricante, la máxima eficiencia del inoculante(12). En pequeñas áreas la técnica de inoculación directamente en el surco de siembra de la cultura del frijol puede convertirse en una alternativa interesante. Esta aplicación puede realizarse con un pulverizador manual o motorizado directamente en el surco de siembra. El inoculante debe mezclarse con agua, siguiendo la recomendación del fabricante, y el pulverizador no se puede utilizar para la aplicación de defensivos agrícolas, lo que puede disminuir la viabilidad de las bacterias y hacer que este método sea ineficiente. El operador debe estar con todos los equipos de protección individual (EPI) necesarios.

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Consideraciones finales El uso de Azospirillum spp., en gramíneas debe llenar un vacío entre la productividad y la sostenibilidad. El uso de inoculantes basados en este microorganismo tiene el potencial de reducir el uso de fertilizantes nitrogenados sin afectar la productividad, generando una mayor economía y rentabilidad para el sector agropecuario. La promoción del crecimiento proporcionado por Azospirillum se ha descrito en varias gramíneas como la caña de azúcar, el maíz y plantas forrajeras, pero se deben realizar más estudios en diferentes condiciones para diseminar y consagrar su adopción entre los productores. La adopción de la inoculación de esta bacteria puede aumentar la competitividad de los productos agrícolas y ser un diferencial frente a la producción adoptada en la agricultura convencional. En la ganadería la inoculación en pastizales puede aumentar la producción de masa de forraje y mitigar los riesgos de degradación y mejorar los índices productivos de ese sector.

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https://doi.org/10.22319/rmcp.v11i1.5004 Nota de investigación

Divaney Mamédio ac* Carlos Maurício Soares de Andrade b Aliedson Ferreira Sampaio b Daniele Rebouças Santana Loures c

Universidade Estadual de Maringá .Pós-Graduação em Zootecnia, Departamento de Zootecnia, Maringá, Paraná, Brasil. b

Embrapa Acre, Rio Branco, Acre, Brasil.

Universidade Federal do Recôncavo da Bahia .Centro de Ciências Agrárias, Ambientais e Biológicas, Cruz das Almas, Bahia, Brasil.

* Autor de correspondencia: divaney.zootecnia@gmail.com

Resumen: El objetivo del estudio fue evaluar el efecto del método de manejo del suelo y dos distancias para el establecimiento de Cynodon nlemfuensis cv. BRS Lua en asociación con Arachis pintoi cv. Belmonte. Los tratamientos comprendieron dos métodos de manejo del suelo (plantío convencional, con desecación seguida de labranza, y siembra directa, con desecación secuencial con glifosato) y dos distancias de siembra (50 y 100 cm entre las líneas). El diseño experimental fue en bloques aleatorios, dispuestos en parcelas divididas. Ambos métodos de manejo del suelo aseguraron un rápido establecimiento del pasto, con cobertura del suelo superior al 94 % a los 84 días después de la siembra, pero la siembra directa tuvo un costo 7 % menor. La reducción del espaciamiento de 100 cm a 50 cm aceleró la cobertura del suelo y disminuyó la presencia de malezas. La contribución inicial del maní forrajero en la composición botánica fue relativamente pequeña, disminuyendo en promedio 3.8 % 36 días después de la siembra

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a menos de 1.2 % a los 84 días. La siembra directa de pasto fue tan eficiente para el establecimiento del pasto asociado como el plantío convencional. Palabras clave: Arachis pintoi, Cynodon nlemfuensis, Siembra directa, Siembra de estolones, Renovación de pastos.

Recibido:28/07/2018 Aceptado: 10/12/2018

La heterogeneidad del clima, de suelos y de sistemas de producción ganadera en el Brasil requiere de una mayor diversificación de pasturas plantadas a fin de reducir la vulnerabilidad del sector ganadero y promover una mejor adecuación del genotipo al medio ambiente(1). El ejemplo más claro de esta vulnerabilidad es la degradación de millones de hectáreas de pasturas sembradas con Brachiaria brizantha cv. Marandu debido a la inundación del suelo en la Amazonia brasileña(2). Desde la década de los 1960(3) se han investigado diversas variedades de pastos Cynodon que han demostrado tener una alta productividad y persistencia en diferentes regiones del Brasil. Sin embargo, la adopción de estos pastos ha sido baja porque la mayoría de las variedades no produce semillas viables, y su propagación es vegetativa(4). Por lo general, en las pasturas se utilizan los métodos convencionales de sembrado, y, sobre todo el sembrado a mano; esto limita la eficiencia del proceso de renovación de las pasturas debido a la menor eficiencia operativa, lo cual eleva los costos asociados con la implementación de pasturas mediante el sembrado de plántulas. Debido a ello, se han preferido las técnicas con un mayor grado d mecanización como un modo de acelerar el proceso de renovación, reducir la fuerza de trabajo empleada en esta actividad y, así, minimizar los costos para el productor. El uso de la siembra directa es un método establecido en la agricultura, si bien no se la utiliza en los sistemas de producción ganadera, por lo que se requieren estudios con diferentes métodos de manejo de los suelos y técnicas más eficientes para el establecimiento de pasturas capaces de incrementar la confiabilidad de los agricultores, así como la tasa de adopción en el Brasil. En el estado de Acre, el pasto estrella púrpura (Cynodon nlemfuensis cv. Lua) ha sido la variedad de Cynodon más comúnmente sembrada debido a su productividad, agresividad y alta tolerancia al anegamiento del suelo(5). Esta variedad ha formado mezclas productivas, persistentes y estables con el maní forrajero (Arachis pintoi cv. Belmonte), con las cuales el peso vivo anual del ganado bovino aumenta hasta 850 kg ha-1 según las mediciones (6). Asimismo, se registraron resultados similares en el estado de Paraná con la mezcla de Cynodon spp. cv. Coastcross-1 y Arachis pintoi cv. Amarillo(7,8).

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Por ello, el objetivo de este estudio fue evaluar la eficiencia técnica y económica de la propagación vegetativa del establecimiento de pasturas mixtas de pasto estrella púrpura y maní forrajero utilizando dos métodos de manejo del suelo y dos espaciamientos de siembra. El experimento se realizó en un área de 1.6 ha de pastura degradada de Brachiaria brizantha cv. Marandu en Senador Guiomard, en el estado de Acre, Brasil (09º52'35"S, 67º25'16"O), de noviembre de 2015 a marzo de 2016. Según la clasificación de Köppen, el clima de la región es húmedo ecuatorial, con una precipitación anual promedio de 1,958 mm, con periodo de lluvias de octubre a abril y una temporada de secas bien definida de junio a agosto. La temperatura anual promedio es de 25.3 ºC y la humedad relativa del aire es de aproximadamente el 85 %(9). El suelo se clasifica como litosol rojo amarillo (oxisol), con las siguientes características: pH (H2O)= 5.38; P Mehlich-1=3.12 mg dm-3; K Mehlich-1=0,17 cmolc dm-3; Ca2+=2.57 cmolc dm-3; Mg2+=0.36 cmolc dm-3; H+Al=4.63 cmolc dm-3; CTC=7.72 cmolc dm-3; materia orgánica=10.35 g kg-1; saturación de bases=40.1 % y arcilla=146.4 g kg-1. El diseño experimental fue en bloques aleatorios con cuatro réplicas y tratamientos con arreglo de parcela dividida. Las parcelas medían 40 x 50 m y las subparcelas, 20 x 50 m. Se probaron dos métodos de manejo en las parcelas: plantío convencional (PC) que consistió en desecación de la vegetación con el herbicida glifosato [(Roundup Ultra Bayer) (1.95 kg ha-1)], seguida de dos pases de grada de discos y uno de grada niveladora la víspera del sembrado, y siembra directa (SD), en la cual la vegetación se sometió a desecación secuencial con 1.95 y 0.65 kg ha-1 de glifosato 70 y 35 días antes de la siembra, respectivamente. En las subparcelas se probaron dos espaciamientos de siembra: 50 y 100 cm entre las hileras. Se cosecharon estolones de pasto estrella púrpura (Cynodon nlemfuensis cv. BRS Lua) y (Arachis pintoi cv. Belmonte) maní forrajero y se los preparó para la siembra cortando trozos de aproximadamente 30 cm de longitud. La operación de siembra se llevó a cabo con una sembradora de estolones de 3 hileras enganchada a un tractor. Los estolones de pasto se plantaron en hileras externas, y los estolones de legumbres, en la hilera central. En el momento de la siembra directa, los residuos superficiales de pasto Marandú presentaron un contenido de agua de 460 g kg-1 y una masa seca de 2,170 kg ha-1. El espaciamiento de siembra de 100 cm se obtuvo con una sola operación de siembra, extendiendo 700 kg ha-1 de estolones de pasto y 300 kg ha-1 de estolones de legumbres. Para reducir el espaciamiento de siembra a 50 cm, se realizó una segunda operación de siembra utilizando, por consiguiente, el doble de cantidad de estolones intercalados. Las pasturas se fertilizaron inmediatamente después de la siembra con 200 kg ha-1 de NPK 8-28-16 y, después de 30 días, con 100 kg ha-1 de urea. La maleza fue controlada con una aplicación pre-emergente del herbicida trifuralina [(Trifluralina Nortox - Nortox 243

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S.A.) (1.8 kg a.i. ha-1 en SD y 0.81 kg a.i. ha-1 en PC)] y una aplicación postemergente del herbicida bentazon [(Basagran® 600 - BASF S.A.) (1.5 kg a.i. ha-1)] 30 días después. Se evaluó el surgimiento de brotes de ambos forrajes 21 días después de la siembra (dds) contando el número de brotes dentro de un marco de 100 x 100 cm en 15 puntos de muestreo por unidad experimental. Se evaluó la altura de la pastura, la cubierta vegetal y la composición botánica 35, 56 y 84 dds en 12 puntos de muestreo por unidad experimental, utilizando un marco de 100 x 100 cm. En cada unidad de muestreo se tomaron la siguiente medida: la altura de la pastura (cm), medida desde el ras del suelo a la curvatura de la cobertura vegetal, utilizando una regla; cubierta vegetal (%), estimada visualmente, y la composición botánica (%), estimando visualmente la aportación porcentual de cada componente (pasto estrella púrpura, maní forrajero, pasto Marandú y hierbas dicotiledóneas y monocotiledóneas) a la biomasa total(10). La masa de hierba se evaluó 84 dds. Se recolectaron seis muestras por cada unidad experimental utilizando un marco de 100 x 100 cm. Se recortó la biomasa a una altura de rastrojos de 5 cm, y después se la pesó y secó a 55 ºC durante 72 h en un horno de circulación forzada de aire (Tecnal-Brasil, modelo TE-394/7). Se midieron los niveles relativos de clorofila en las hojas del pasto estrella púrpura 70 dds utilizando un (modelo SPAD-502 Plus, marca Minolta Corporaton, Japón). Se realizaron lecturas en las primeras 15 láminas foliares completamente expandidas por cada unidad experimental. Se evaluaron los coeficientes técnicos y los costos de los servicios durante el experimento para cada modalidad de renovación de las pasturas. Los costos de los servicios mecanizados se calcularon con base en el costo total de operación por hora trabajada del conjunto sembradora-tractor, utilizando una hoja de cálculo electrónica(11). Se recolectaron los precios de los insumos en el mercado de Rio Branco, AC, en la primera mitad del año 2016 Se probaron los datos de la normalidad del error (Shapiro-Wilk test)(12) y homogeneidad de la varianza (prueba de Bartlett)(13). Previamente, se sometieron datos porcentuales de la composición de la cobertura vegetal a la transformación del arcoseno. Se sometieron los datos al análisis de varianza utilizando el programa PROC GLM de SAS(14). Se desplegaron interacciones significativas (P<0.05) utilizando la declaración SLICE. Las medias del tratamiento se calcularon utilizando la declaración ‘LSMEANS’(14) y se realizaron comparaciones usando la prueba F (P<0.05). Se desplegaron las interacciones significativas (P<0.05) utilizando la declaración ‘SLICE’. Los métodos de manejo del suelo no tuvieron ningún efecto (P>0.05) en el surgimiento de brotes de pasto estrella púrpura y maní forrajero (Figura 1). Sin embargo, ambos forrajes presentaron un surgimiento superior de brotes (P<0.05) cuando se sembraron con un espaciamiento de 50 cm. Las pasturas establecidas mediante SD presentaron una 244

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cubierta vegetal superior (P<0.05) 84 dds. La cobertura vegetal durante el periodo experimental fue mayor (P<0.05) cuando utilizó un espaciamiento de siembra de 50 cm, en particular 35 dds (Figura 2). Figura 1: Surgimiento de brotes (número de brotes m-2) de Cynodon nlemfuensis cv. BRS Lua y Arachis pintoi cv. Belmonte 21 días después de la siembra según los métodos de manejo del suelo y el espaciamiento de siembra

CT – plantío convencional; NT – siembra directa. Las medias seguidas por las mismas letras, para cada forraje y cada variable del estudio, no son significativamente diferentes (P<0.05).

Figura 2: Evolución de la cobertura vegetal (%) durante el periodo de establecimiento de Cynodon nlemfuensis cv. BRS Lua y Arachis pintoi cv. Belmonte afectada por los métodos de manejo del suelo y el espaciamiento de siembra

Las medias seguidas por las mismas letras para cada fecha y variable del estudio no son diferentes significativamente (P<0.05).

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La pastura fue más alta en la SD que en el PC durante el periodo de establecimiento 56 y 84 dds y también, con un espaciamiento de siembra de 50 cm, 56 dds (Figura 3). Figura 3: Evolución de la altura de las pasturas (cm) durante el periodo de establecimiento de Cynodon nlemfuensis cv. BRS Lua y Arachis pintoi cv. Belmonte, afectada por los métodos de manejo del suelo y por el espaciamiento de siembra

Las medias seguidas por las mismas letras para cada fecha y variable del estudio no son diferentes significativamente (P<0.05).

Se monitoreó la composición química 35, 56 y 84 dds, y hubo una interacción significativa (P<0.05; Tabla 1) entre el método de manejo del suelo y el espaciamiento de siembra sólo para el porcentaje de hierbas monocotiledóneas 56 dds y pasto estrella morado 84 dds. De modo que estas interacciones se desplegarán en el Cuadro 2, después de la presentación de los efectos principales en el Cuadro 1. La siembra directa aportó un mayor porcentaje (P<0.05; Cuadro 1) de pasto Marandú 35 dds y también un porcentaje mayor (P<0.05) de hierbas monocotiledóneas durante del periodo de establecimiento, si bien 56 dds el efecto fue significativo sólo con el espaciamiento de siembra de 100 cm (Cuadro 2). Las pasturas sembradas con PC presentaron un mayor porcentaje de pasto estrella púrpura 56 dds (Cuadro 1). El porcentaje de pasto púrpura fue mayor durante el periodo de establecimiento cuando el espaciamiento de siembra se redujo de 100 a 50 cm (Cuadro 1), si bien 84 dds este efecto fue significativo solamente en la SD (Cuadro 2). La reducción del espaciamiento de siembra también incrementó el porcentaje de maní forrajero 84 dds (Cuadro 1). En cambio, el mayor espaciamiento favoreció el reclutamiento de pasto Marandú 84 dds y de hierbas monocotiledóneas 35 dds (Cuadro 1), también 56 dds, cuando se lo asoció a la SD (Cuadro 2).

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Cuadro 1: Influencia de los métodos de manejo del suelo y del espaciamiento de la siembra en la composición botánica de las pasturas Componentes botánicos (%) Métodos de manejo Espaciamiento de EEM del suelo siembra (cm) Componente PC SD 100 50 35 días después de la siembra Cynodon nlemfuensis Arachis pintoi Brachiaria brizantha Hierbas dicotiledóneas Hierbas monocotiledóneas 56 días después de la siembra Cynodon nlemfuensis Arachis pintoi Brachiaria brizantha Hierbas dicotiledóneas Hierbas monocotiledóneas 84 días después de la siembra Cynodon nlemfuensis Arachis pintoi Brachiaria brizantha Hierbas dicotiledóneas Hierbas monocotiledóneas ab

88.36 a 3.54 a 2.00 b 3.14 a 2.96 b

83.11 a 4.09 a 3.00 a 3.39 a 6.42 a

83.18 b 3.59 a 3.18 a 4.12 a 5.93 a

88.28 a 2.159 4.04 a 0.586 1.82 a 0.468 2.41 a 0.705 3.45 b 1.111

85.02 a 1.52 a 3.28 a 3.19 a -

75.66 b 2.77 a 5.10 a 3.48 a -

77.08 b 1.92 a 4.83 a 2.85 a -

83.60 a 1.803 2.37 a 0.374 3.55 a 0.514 3.82 a 0.412 -

0.73 a 4.77 a 4.55 a 4.59 b

1.62 a 7.19 a 4.04 a 8.42 a

0.87 b 8.31 a 4.90 a 8.69 a

1.47 a 3.65 b 3.70 a 4.33 a

0.190 1.142 0.513 1.075

EEM – error estándar de la media. PC= plantío convencional; SD= siembra directa. Las medias de cada componente botánico seguidas de letras iguales no son significativamente diferentes (P<0.05).

Cuadro 2: Efecto de la interacción entre los métodos de manejo del suelo y el espaciamiento de siembra Hierbas monocotiledóneas 56 dds (%) Espaciamiento de siembra Métodos de manejo del suelo EEM 100 cm 50 cm Plantío convencional 8.6 Ba 5.3 Aa 1.2817 Siembra directa 18.0 Aa 8.0 Ab Cynodon nlemfuensis cv. BRS Lua 84 dds (%) SEM Espaciamiento de siembra Métodos de manejo del suelo 100 cm 50 cm Plantío convencional 82.7 Aa 88.0 Aa 2.1477 Siembra directa 69.0 Bb 85.7 Aa EEM – error estándar de la media. Las medias seguidas de las mismas letras, mayúsculas en las columnas y minúsculas en las filas, no son significativamente diferentes (P<0.05).

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No hubo interacción (P>0.05) entre el método de manejo del suelo y el espaciamiento de siembra para la masa vegetal 84 dds, con un efecto significativo (P<0.05) solamente para el espaciamiento de siembra (Cuadro 3). La productividad de las pasturas fue 20 % mayor cuando se sembró con un espaciamiento de 50 cm. Hubo interacción entre el método de manejo del suelo y el espaciamiento de siembra en los niveles relativos de clorofila (valores del índice SPAD) en las hojas del pasto estrella púrpura, puesto que se obtuvo un valor inferior de SPAD en SD con un espaciamiento de 100 cm (Cuadro 4). Cuadro 3: Efecto del método de manejo del suelo y espaciamiento de siembra sobre la MV - masa vegetal (Cynodon nlemfuensis cv. BRS Lua y Arachis pintoi cv. Belmonte) 84 días después de la siembra Métodos de manejo del Espaciamiento de EEM suelo siembra (cm) Variable PC SD 100 50 116.39 -1 MV (kg ha ) 4,960 a 5,259 a 4,634 b 5,585 a ab

EEM = error estándar de la media; PC= plantío convencional; SD= siembra directa. Las medias seguidas de las mismas letras en la fila correspondiente a cada variable del estudio no son significativamente diferentes (P<0.05).

Cuadro 4: Valores de SPAD en las láminas foliares de Cynodon nlemfuensis cv. BRS Lua 70 días después de la siembra Espaciamiento de siembra (cm) Métodos de manejo del suelo EEM 100 50 Plantío convencional 29.7 Aa 29.7 Aa 0.2156 Siembra directa 28.1 Bb 29.1 Aa EEM – error estándar de la media. Las medias seguidas de letras iguales, mayúsculas en las filas y minúsculas en las columnas, no son significativamente diferentes (P<0.05).

En términos prácticos, el método de manejo del suelo tuvo relativamente poca influencia en el establecimiento de la pastura, el cual fue adecuado con ambos métodos, pues la cobertura vegetal rebasó el 94% 84 dds. Sin embargo, la SD ejerció una influencia positiva en la altura de la pastura y en la cubierta vegetal al final del periodo de establecimiento. Este efecto parece estar relacionado con un surgimiento óptimo de brotes en los estolones después de la siembra. En la SD, el efecto de los residuos en la superficie del suelo puede reducir la temperatura y la pérdida de agua a través de la evaporación, disminuyendo así la deshidratación, e incrementar la supervivencia de las plantas después de la siembra, como lo demostraron Gasparim et al(15) y Furlani et al(16). Es más, se observó que en la SD se abrieron surcos menos profundos y se enterró una proporción menor de los estolones, debido a una estructura del suelo más firme. En un estudio con pasto bermuda Tifton 85 (Cynodon spp.), el enterramiento parcial de los estolones mejoró el porcentaje de brotación en comparación con el enterramiento total(17). 248

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La reducción del espaciamiento de siembra de 100 a 50 cm, junto con el uso del doble de estolones, incrementó en más del doble el surgimiento de brotes de pasto estrella morado y maní forrajero y aceleró la cubierta vegetal hasta 56 dds. Sin embargo, la diferencia en la cobertura vegetal despareció al final del periodo de establecimiento. En pasturas de Brachiaria degradadas, la presencia de un banco de semillas grande y activo y la agresividad de sus plántulas impide que sea remplazado por otros forrajes(18). El protocolo de control de hierbas utilizado en este estudio fue eficaz para reducir el reclutamiento de pasto Marandú y hierbas monocotiledóneas. La desecación previa con glifosato en el PC y la desecación secuencial en la SD, asociada con el uso del herbicida trifluralina, concurrieron para prevenir el rebrote del pasto Marandú y el surgimiento de sus semillas. Como resultado, la composición botánica medida 84 dds demostró que el pasto Marandú constituye sólo entre un 4 y un 8 %. La siembra convencional, que asoció los métodos mecánicos y químicos de control de hierbas, fue más eficaz para controlar el pasto Marandú y las hierbas monocotiledóneas (sobre todo Cyperaceae), en comparación con la SD, en la que solamente se utilizaron métodos químicos. La labranza con grada de discos contribuye a enterrar las semillas de las hierbas, reduciendo su infestación potencial. En la SD, los residuos en la superficie del suelo también contribuyen a reducir el surgimiento de hierbas. Sin embargo, el mayor surgimiento de hierbas fue observado a lo largo de los surcos en los que ocurrió movilización de la tierra y se enterraron residuos. El herbicida trifluralina puede ser retenida por los residuos, incluso en aquellos casos en que llueve poco después de la aplicación(19), lo cual reduce su eficacia. Sin embargo, se registra la formulación utilizada en este estudio para la SD y el PC, con una dosis más elevada para la SD a fin de compensar la retención por los residuos superficiales. La reducción del espaciamiento de siembra de 100 a 50 cm disminuyó la presencia de pasto Marandú y de hierbas monocotiledóneas. El herbicida bentazon redujo la presencia de hierbas dicotiledóneas en todos los tratamientos, y la principal especie encontrada fue Calopogonium mucunoides, una legumbre forrajera que crece espontáneamente en el área(20). Al final del periodo de establecimiento, el pasto estrella púrpura representaba más del 80% de la composición botánica en todos los tratamientos, excepto en la SD con espaciamiento de 100 cm, la cual favoreció la infestación por juncos. La participación del maní forrajero en la composición botánica fue escasa, disminuyendo de aproximadamente 3.8% en promedio 35 dds a 1.3% 84 dds. Esto puede atribuirse al incremento en la tasa de siembra del pasto estrella morado en relación con el maní forrajero (2:1), la menor eficiencia de brotación de los estolones de maní forrajero, el establecimiento más rápido de pasto estrella púrpura y también el efecto de la fertilización con nitrógeno (N) 30 dds, lo que favorece la competencia del pasto contra la legumbre. 21dds, la relación entre los brotes de pasto y los de las legumbres fue de 7.5:1 en un espaciamiento de 50 cm, y de 10:1 en un espaciamiento de 100 cm. Esto indica que la eficiencia de brotamiento del pasto estrella púrpura fue entre tres y cinco veces mayor que la del maní forrajero. 249

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Solamente se utilizaron estolones maduros para ambas plantas. De modo que esta diferencia en eficiencia de brotamiento puede ser inherente a estas plantas, pero también puede estar relacionada con el grado al cual el material de siembra es enterrado en el suelo en el momento de plantarlo. Como ya se mencionó, el enterramiento completo del estolón reduce la eficiencia de brotación. Se advirtió una mayor proporción de estolones de maní forrajero completamente enterrados que de estolones de pasto estrella púrpura. Se plantó maní forrajero en la hilera central y, dado que la sembradora de estolones no era de hileras independientes, puede haber habido una profundización mayor de los surcos centrales. La preparación de los estolones también puede haber influido, dado que los estolones de maní forrajero fueron cortados a menor altura que los de pasto estrella púrpura. Estos aspectos ameritan mayor investigación. Esto también correspondería con la tasa de siembra de estolones (1:1). Aun así, debe haber una predominancia de los pastos debido a que se establecen más rápido. El ralentizar el establecimiento del pasto estrella púrpura para reducir su competencia contra el maní forrajero puede tener consecuencias negativas para el control de las hierbas (21). Así, podría ser preferible aceptar una proporción inicial de legumbres más baja a una pastura infestada de hierbas difíciles de controlar. Esta mezcla ha demostrado una alta compatibilidad en Acre. El predominio de una especie tiende a ser temporal, y la proporción suele estabilizarse con el tiempo en una tercera parte de maní forrajero y dos tercios de pasto estrella púrpura(5). El iniciar el primer pastoreo cuando la cubierta vegetal ha alcanzado el 80% en lugar del 100% como ocurrió en este estudio también podría reducir la competitividad inicial del pasto sin comprometer el control de las hierbas. Además, la fertilización de la capa superior con nitrógeno solamente debe utilizarse con la SD, dado que la liberación de N de la materia orgánica del suelo es más elevada con el PC(22). Se ha utilizado el contenido relativo de clorofila (valor de SPAD) en las hoja de la planta para inferir el estado de N de las plantas(23). En este estudio, se esperaban valores mayores de SPAD en el pasto estrella púrpura con el PC, debido al efecto de la labranza del suelo y a la incorporación de los residuos de pasto Marandú, los cuales podrían estimular la descomposición de la materia orgánica y la liberación de nitrógeno, que con la SD. Sin embargo, se observaron valores menores de SPAD solamente cuando se plantó el pasto estrella en SD con un espaciamiento de 100 cm. Esto puede indicar que en este tratamiento se da una mayor competencia por el nitrógeno con las hierbas monocotiledóneas. La fertilización con nitrógeno (45 kg N ha-1) también contribuyó a reducir las diferencias entre los tratamientos. Los métodos novedosos de establecimiento de pasturas deben ser juzgados con base en su eficiencia técnica y económica. La siembra directa requiere de una mayor inversión en insumos, pero ahorra en servicios, en particular en aquellos que tienen que ver con las operaciones de labranza en el PC (Cuadro 5). En general, la SD ahorra el equivalente de 250

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15 kilogramos de ganado bovino por hectárea en comparación con el PC. La reducción del espaciamiento de siembra de 100 cm a 50 cm puede incrementar el costo de la renovación de las pasturas en más de un 30 %, debido a que los gastos de cosecha, transporte y siembra de estolones son mayores. Cuadro 5: Estimación de costos del establecimiento de una pastura mixta con Cynodon nlemfuensis cv. BRS Lua y Arachis pintoi cv. Belmonte, según el método de manejo del suelo y el espaciamiento de siembra

Costo por ha

Plantío convencional Espaciamiento de siembra (cm) 100 50

Servicios, R$ Insumos, R$ Total, R$ Total, kg1

847.21 614.00 1,461.21 180.0

1,260.00 660.00 1,920.00 235.5

Siembra directa Espaciamiento de siembra (cm) 100 50 530.28 817.00 1,347.28 165.0

943.06 863.00 1,806.06 222.0

Costo total estimado en arrobas (kg) de ganado bovino, citado en R$ 8.13 en marzo de 2016 en Rio Branco, AC. Fuente: Andrade et al(2016).

El método más barato (SD con espaciamiento de 100 cm) presentó la menor eficiencia técnica, permitiendo una mayor recolonización por el pasto Marandú y las hierbas monocotiledóneas. La inversión total para la renovación de las pasturas sembrando una mezcla de pasto estrella púrpura y maní forrajero se tradujo en 15 kilogramos de ganado bovino, con un rango de 165 a 240 kilogramos por hectárea. Estos métodos son más costosos que el establecimiento de pasturas utilizando semillas de pasto en Acre, las cuales históricamente han variado entre 120 y 180 kilogramos por hectárea(24). Las pasturas de Brachiaria brizantha degradadas pueden renovarse sembrando una mezcla de pasto estrella púrpura y maní forrajero tanto con PC como con SD. En la SD, el sembrar 2,000 kg ha-1 de estolones con un espaciamiento de 50 cm acelera el establecimiento de la pastura e incrementa la eficacia del control de hierbas. Si se reduce el espaciamiento entre las hileras de 100 a 50 cm, se incrementa el costo de la renovación de la pastura en más del 30 %. El uso de dos partes de pasto estrella púrpura por una parte de maní forrajero no garantiza el establecimiento de la legumbre, lo que conduce a un predominio temprano del pasto. El maní forrajero se establece más lentamente que el pasto estrella púrpura. Habría que probar las técnicas de plantar mayores cantidades de maní forrajero y anticipar el primer pastoreo con el objeto de reducir el predominio inicial del pasto.

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Agradecimientos Nuestro agradecimiento a los organismos de desarrollo CAPES y CNPq por haber otorgado la beca, y al propietario de la Granja Iquiri, Joaquim Pedro Ribeiro do Valle Filho. Los autores declaran que no tienen conflicto de intereses en relación con el trabajo presentado.

Literatura citada: 1. Valle CB, Simeão RM, Barrios SCL. Seleção e melhoramento de plantas forrageiras. In: Reis RA, Bernardes TF, Siqueira GR. Forragicultura: ciência, tecnologia e gestão dos recursos forrageiros. 1rst ed. Jaboticabal: M. de L. Brandel-ME; 2013:349-366. 2. Pedreira BC, Pitta RM, Andrade CMS, Dias-Filho MB. Degradação de pastagens de Braquiarão (Brachiaria brizantha cv. Marandu) no Estado de Mato Grosso. 1rst ed. Sinop (MT): Embrapa Agrossilvipastoril; 2014. 3. Aronovich S, Rocha GL. Gramíneas e leguminosas forrageiras de importância no Brasil Central Pecuário. Inf Agropec 1985;11(132):3-13. 4. Pedreira CGS. Gênero Cynodon. In: Fonseca DM, Martuscello JA. Plantas forrageiras. 1rst ed. Viçosa: UFV;2010:78-130. 5. Andrade CMS, Assis GML, Fazolin M, Gonçalves RC, Sales MFL, Valentim JF, Estrela JLV. Grama-estrela-roxa: gramínea forrageira para diversificação de pastagens no Acre. 1rst ed. Rio Branco (AC): Embrapa Acre; 2009. 6. Andrade CMS, Ferreira AS, Casagrande DR. Uso de leguminosas em pastagens: potencial para consórcio compatível com gramíneas tropicais e necessidades de manejo de pastejo [Anais]. Simpósio sobre Manejo de Pastagem. Piracicaba, SP. 2015:27. 7. Paris W, Cecato U, Branco AF, Barbero LM, Galbeiro S. Produção de novilhas de corte em pastagem de Coastcross-1 consorciada com Arachis pintoi com e sem adubação nitrogenada. Rev Bras Zootec 2009;38(1):122-129. 8. Barbero LM, Cecato U, Lugão SMB, Gomes JAN, Limão VA, Abrahão JJS, Roma CFC. Produção animal e valor nutritivo da forragem de pastagem de coastcross consorciada com amendoim forrageiro. Arq Bras Med Vet Zootec 2010;62(3):645653. 9. Duarte AF. Aspectos da climatologia do Acre, Brasil, com base no intervalo 19712000. Rev Bras Meteorol 2006;21(3b):308-317.

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https://doi.org/10.22319/rmcp.v11i1.4674 Nota de investigación

Dinámica de crecimiento y curvas de extracción de nutrientes de Pennisetum sp. (Maralfalfa)

Oscar López-Astilleros a Julio Cesar Vinay Vadillo b Yuri Villegas-Aparicio a Isaías López Guerrero b Salvador Lozano-Trejo a*

Instituto Tecnológico del Valle de Oaxaca, División de Estudios de Posgrado e Investigación. Programa de Maestría en Ciencias, Oaxaca México. CIR Golfo Centro/INIFAP/SAGARPA. Campo experimental “La Posta”, Carretera La Tinaja-Paso del Toro, 94270 Medellín, Veracruz-Llave, México. b

Autor de correspondencia: lozanos2004@gmail.com

Resumen: El crecimiento de una especie, así como la concentración y extracción de nutrientes en el forraje, se pueden conocer a través de modelos matemáticos. Se utilizaron las ecuaciones de Gompertz y Logistic para estudiar el crecimiento, un modelo potencial negativo para las curvas de dilución NPK y la extracción máxima a través de polinomios de segundo orden. Se calculó la Extracción Unitaria (EU) y Eficiencia de Recuperación del Nutriente (ERN) NPK. La bondad de ajuste de los modelos fue comparada bajo un diseño completamente al azar con arreglo factorial 2×2, factor A: dos modelos y factor B: fertilización y testigo con 16 repeticiones. La concentración de nutrientes se optimizó por algoritmo de LevenbergMarquart. Los resultados indicaron que el ajuste del modelo fue similar para las parcelas en estudio; sin embargo, Gompertz mostró una mejor representación de la realidad biológica. La máxima tasa de crecimiento se alcanzó a los 21 días en parcelas testigo y 56 días en

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parcelas fertilizadas, el punto de inflexión a los 30 y 31 días, respectivamente. La concentración de nutrientes en el pasto, disminuyó a través de los cortes en ambos tratamientos y las parcelas fertilizadas además presentaron la mayor producción de materia seca. La EU se mostró casi de manera homogénea para parcelas fertilizadas y no fertilizadas. La ERN fue de 48 % para nitrógeno, 39 % para fósforo y 104 % para potasio, lo cual sugiere un suministro excedido de N y P con la dosis suministrada y un consumo de lujo para K. Palabras clave: Dilución de nutrientes, Gompertz, Logistic, Tasa de crecimiento.

Recibido: 23/10/2017 Aceptado:14/12/2018

La producción continua de forraje es la meta más apremiante para satisfacer las necesidades de alimentación en los sistemas de producción bovina de carne y leche(1). La ganadería tropical que desarrollan pequeños y medianos productores, enfrenta la escasez de forraje generada por sequías e inadecuadas prácticas de manejo(2,3). Las forrajeras de corte que se cultivan en tierras con aptitud productiva, son fundamentales para reducir los costos de producción en la alimentación del ganado(4), con menos superficie necesaria para la producción de forraje y menor impacto sobre los ecosistemas transformados por un creciente desarrollo ganadero intensivo(3). Ante los retos de una ganadería sustentable, cualquier especie que se precie de ser productiva, es necesario conocer su velocidad de crecimiento y obtener parámetros de referencia que conduzcan a la toma de decisiones de manejo y aumentar la eficiencia en el aprovechamiento del cultivo(5,6), asimismo garantizar la expresión de su máximo potencial productivo. Los Pennisetum spp. pueden ser implementados en sistemas intensivos de corte, ya que presentan rápido crecimiento y alto volumen de producción(7,8). Por consiguiente, es importante retomar el uso de modelos matemáticos que permitan determinar el momento de máxima producción biológica del cultivo, así como de la extracción de nutrientes NPK; lo que ayudaría a planificar el momento de aprovechamiento del forraje, suministro de fertilizantes y evitar un mayor impacto ambiental al sistema natural. La obtención de mejores rendimientos de forraje se ha asociado al aporte de nutrientes en el suelo, los cuales contribuyen a mejorar el valor nutritivo y producción del cultivo(9). Adicionalmente, la acumulación de unidades calor debe ser suficiente y con adecuado aporte de agua para aprovechar el potencial productivo de la especie forrajera(10).

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La presente investigación tuvo como primer objetivo describir el crecimiento de Pennisetum sp. (Maralfalfa) con fertilización y testigo en la época lluviosa, a través de los modelos Gompertz y Logistic. Además, modelar las curvas de extracción y dilución de nutrientes, calcular la EU y la ERN de nitrógeno (N), fósforo (P) y potasio (K), para determinar la dosis del siguiente ciclo productivo. El establecimiento del pasto maralfalfa se llevó a cabo bajo condiciones de temporal en julio de 2010 a enero de 2011, en el campo experimental "La Posta", ubicado en Paso del Toro, Veracruz coordenadas 19º 00' 49" N, y 96º 08' 19" O, a 10 msnm(11). El clima predominante corresponde al Aw2 tropical sub-húmedo de acuerdo a la clasificación climática de Köppen(12), con una precipitación acumulada durante el estudio de 1,461 mm y humedad relativa promedio de 77.4 %; la temperatura máxima, media y mínima de 35, 25 y 15 ºC, respectivamente; suelos predominante tipo Vertisol profundos con pH ácido (5.4), textura migajón arcillo-arenosa y contenido de materia orgánica de 2.6 %(13). La unidad experimental fue de 4.0 x 12.0 m, sembradas en surcos a 0.80 m de distancia y 0.80 m entre plantas, bajo un diseño en bloques completos al azar y 16 repeticiones. La dosis de fertilización suministrada fue 141-43-20 (N-P-K), utilizando 200 kg de urea, 50 kg de la mezcla 18-46-00 y 200 kg de la mezcla 20-10-10; en dos aplicaciones, la primera con 100 kg de urea, 100 kg de la mezcla 20-10-10 y 25 kg de la mezcla 18-46-00 ocho días después del corte de uniformidad. A los sesenta días posteriores, se aplicó el resto del nitrógeno, fósforo y potasio(14). El pasto se cosechó cada 21 días a 25 cm del suelo, con ocho cortes hasta 168 días. En cada muestreo se registró la producción de materia verde (MV) por parcela, y del material fresco se colectó una sub-muestra de 300 g, la cual se secó en estufa de aire forzado a una temperatura de 55 ºC hasta peso constante, para estimar el contenido de materia seca (MS) con corrección a 105 ºC(15), las muestras se molieron en molino Thomas Wiley, modelo 3383L40 a 1 mm de tamaño para los análisis químicos NPK. Con los pesos acumulados de MS se obtuvo la curva y tasa de crecimiento del cultivo mediante la ecuación 1. MSPt 2  MSPt1 (1) T 2  T1 Donde: TC= tasa de crecimiento kg MS ha-1 d-1, MSPt2= materia seca presente en el tiempo 2, kg MS ha-1, MSPt1= materia seca presente en el tiempo 1, kg MS ha-1 T2= tiempo final, T1= tiempo inicial. TC 

Las curvas de crecimiento se obtuvieron con los modelos Gompertz(16) y Logistic(17), se utilizó el software Micromath Scientist® (Micromath Research, 2006), aplicando el algoritmo de Powell como método de minimización. La función Gompertz utilizada fue:

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Y  Aexp  exp    xB  (2) Donde Y= rendimiento, A= máxima producción, -B= punto de inflexión, µ= velocidad del crecimiento y x= tiempo en días. La función Logistic utilizada fue:

P  A /(1  B * exp( c *T )) (3) Donde P= rendimiento, A= máxima producción, B= punto de inflexión y c= velocidad de crecimiento(18). El contenido de nitrógeno en el forraje se determinó por el método Kjeldhal (VELP Scientifica, Series D-K6, USA), en muestras de 0.5 g por triplicado de planta completa; fósforo con vanadato de amonio en espectrofotómetro UV-Visible (UV/VIS Lambda 2, Perkin Elmer, USA). Potasio, calcio y magnesio por absorción atómica y azufre por el método turbidimétrico con sulfato de bario en espectrofotómetro UV-Visible(19). La composición nutrimental NPK en las muestras de forraje a través de los cortes, se determinó mediante la ecuación 4(20).

y  ax B …. (4) Donde a= concentración crítica de nutriente en la planta, x= es la producción de MS, –B= la tasa de disminución (dilución) del nutriente en la planta, utilizando el algoritmo de Levenberg-Marquart, para minimización de la varianza. La extracción unitaria (EU) de cada nutriente, se determinó empleando la composición nutrimental (N, P, K) en la especie evaluada con la ecuación 5(21). EU= RG/NAF (5) Donde: EU= extracción unitaria o eficiencia de uso de nutrimento en el fertilizante, RG= rendimiento de forraje (kg ha-1), y NAF= cantidad del nutrimento aplicado proveniente del fertilizante (kg ha-1). Para calcular la eficiencia de recuperación del nutriente (ERN) NPK, se utilizó la siguiente fórmula(22). ERN = [(NT – Ntestigo)/Dosis en el trat] x 100 (6) Donde: ERN= eficiencia de recuperación del nutriente, NT= contenido del nutriente en planta en el tratamiento (NPK); Ntestigo= contenido del nutriente en planta en el testigo y dosis en el trat = dosis del nutriente aplicado en el fertilizante (NPK). NT y NTestigo se obtuvieron a través de la derivada de cada polinomio ajustado, para la extracción máxima de nutrientes NPK.

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Los indicadores de bondad de ajuste de los modelos Gompertz y Logístic utilizados fueron: R2, R2 ajustado, r(23) y el criterio de selección del modelo (MSC; por sus siglas en inglés)(24). A los coeficientes A, B, C y µ; ERN se les aplicó un análisis de varianza con el procedimiento GLM (SAS ver. 9.01) y una comparación de medias por el método de Duncan (α=0.05)(25). El modelo Gompertz mostró una mejor representación de la realidad biológica en el punto de inflexión (B) para el pasto fertilizado y testigo. El rendimiento máximo de MS fue de 10,414 kg MS ha-1 en parcelas con fertilización a los 161 días y de 5,952 kg MS ha-1 en parcelas testigo a los 168 días, (Cuadro 1). La tasa de crecimiento se mantuvo en ascenso en las parcelas con fertilización hasta los 56 días, con punto de inflexión a los 31 días (Figura 1a). En parcelas testigo, la máxima tasa de crecimiento se presentó a los 21 días para después mostrar tasas descendentes y el punto de inflexión a los 30 días (Figura 1b). Los resultados indicaron que el comportamiento de crecimiento del pasto maralfalfa fue similar a otras especies tropicales(26), con una curva sigmoidea hasta alcanzar su máxima expresión y después decrecer en forma asintótica, lo que indica un ajuste razonable de los datos por el modelo Gompertz y una realidad biológica observada en la curva; obteniendo parámetros confiables que proporcionan información sobre las características de crecimiento(18).

Cuadro 1: Indicadores de bondad de ajuste y coeficientes del modelo Gompertz Maralfalfa Maralfalfa Indicadores/coeficientes Fertilizado no fertilizado R2 R2 aj r MSC

0.98 ± 0.004 a 0.87 ± 0.028 a 0.93 ± 0.015 a 1.54 ± 0.262 a

A máxima producción (kg ha-1) 10,414 ± 2,254.57a B punto de inflexión (días) 31.12 ± 7.094 a -1 µ velocidad de crecimiento (kg MS ha día 1 ) 43 ± 0.68 a

0.98 ± 0.004 a 0.84 ± 0.046 a 0.92 ± 0.025 a 1.44 ± 0.378 a 5,952± 2,684.75 b 29.62 ± 15.946 a 31 ± 0.54 b

ab Letras diferentes entre columnas con significancia estadística (Duncan= 0.05). acompañadas ± error estándar. 2 R = coeficiente de determinación, R2aj= coeficiente de determinación ajustado. r= coeficiente de correlación, MSC= criterio de selección del modelo.

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Figura 1: Curva y tasa de crecimiento ajustados (Gompertz), ecotipo maralfalfa con fertilización (a) y testigo (b) en época de lluvias

Los bajos rendimientos de forraje en el tratamiento testigo, se relacionan con la baja disponibilidad de nutrientes en el suelo(27). En variedades de Pennisetum OM-22 fertilizadas a los 56 días, se han obtenido rendimientos de 7 t MS ha-1(23), superior a las 6.1 t ha-1 producidas en este estudio a los 56 días al corte; que es el máximo potencial productivo expresado, de acuerdo a los procesos fisiológicos de fotosíntesis, acumulación de unidades calor, absorción de agua, disponibilidad de nutrimentos y crecimiento según Colabelli et al(10). De esta forma, se aprovecha de manera óptima el forraje, evitando las pérdidas de biomasa total por senescencia y descomposición(9). La concentración de nutrientes NPK presentó promedios de 1.06, 0.20 y 2.35 % vs 0.79, 0.21, 2.30 % en parcelas con fertilización y testigo (P>0.05), respectivamente. No obstante, la mayor disponibilidad de nutrientes en el suelo por efecto de la fertilización se mantuvo por más tiempo, lo cual produjo mayor MS acumulada. La tasa de crecimiento (μ en la Ecuación 2) fue mayor para el pasto fertilizado; por lo tanto, los rendimientos son mayores por unidad de tiempo y espacio como ha sido demostrado en diversos estudios de otros cultivos y forrajes, con mejores niveles de proteína(5,28,29). Sin embargo, el momento de la máxima producción y el más alto valor nutritivo del forraje no es concordante, situación que debe ser determinada por el productor cortando el forraje entre los 30 y 56 días, para cosechar un pasto de mejor calidad y aprovechar la máxima producción de maralfalfa. En varios estudios se ha reportado que el contenido de nitrógeno disminuye en la planta con el transcurso del tiempo(29,30), esto es después de los 30 días de crecimiento; por lo que su calidad nutricional disminuye, ya que con la edad se experimentan disminuciones graduales en su composición química(29,30); lo cual ocurre también con fósforo y potasio. Las máximas extracciones de NPK en las parcelas testigo, se dieron a los 107, 110 y 120 días, con 30, 10 y 110 kg ha-1, respectivamente. En las parcelas con fertilización, la máxima 260

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extracción se presentó a los 98 días para N, a los 115 días para fósforo y a los 116 días para potasio; con una extracción máxima de 68, 17 y 208 kg ha-1 de NPK, respectivamente (Figuras 2a y 2b). La extracción unitaria fue similar en ambos tratamientos (con y sin fertilización); por lo que la extracción total promedio fue de 27.49 kg de N, 10.05 kg de P y 116.0 kg de K para las 5.952 t MS ha-1 promedio, producidas en los 168 días del cultivo en parcelas testigo. Con fertilización se estimó una extracción unitaria de 4.72 kg N, 1.29 kg P, y 15.90 kg de K por tonelada de MS, donde la extracción total promedio fue de 49.15 kg de N, 13.43 kg de P y 165.58 kg de K para una producción máxima de 10.414 t MS ha-1 a los 161 días del cultivo. Los resultados de la ERN de NPK 48, 39 y 104 %, respectivamente, permitieron conocer la cantidad de nutriente requerido por maralfalfa en el periodo de estudio, con una producción acumulada de 58. 205 t ha-1 a los 161 días; lo cual, bajo el planteamiento de Volke et al(31) en el forraje fertilizado nos permite generar una recomendación de ajuste de fertilizante para el siguiente ciclo, consistente en 45-09-48 kg ha-1 de NPK, respectivamente.

Figura 2: Curvas de extracción de NPK (modelo cuadrático), del ecotipo maralfalfa con fertilización (a) y testigo (b) en época de lluvias

Se ha reportado en diversos estudios(32,33) que un suministro excedido de N y K vía fertilización, disminuye la ERN de los mismos, sugiriendo una pérdida y contaminación del suelo por N, y un consumo de lujo de K(33); lo cual es una situación frecuente que enfrentan los productores de forraje. Por lo tanto, es necesario ajustar la dosis de fertilización basados en el balance nutrimental entre la demanda del nutrimento por el cultivo, el suministro del nutrimento por el suelo y la eficiencia de recuperación del nutriente(31). La fertilización mostró efectos directos en la producción de MS y contenido NPK en el forraje. Sin embargo, la ERN fue menor para N y P lo cual sugiere un suministro excedido de estos nutrientes, a través del fertilizante.

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Los resultados muestran evidencias que el ecotipo maralfalfa, aprovecha el suministro de nutrientes vía fertilización en las condiciones climáticas locales (temporada lluviosa) para incrementar su rendimiento, duplicando la tasa de crecimiento en los primeros 60 días. Por lo que sería recomendable realizar el primer corte antes de los 56 días, momento en el que maralfalfa alcanza su máxima tasa de crecimiento y así aprovechar una mejor calidad del forraje. Si se desea una mayor concentración de NPK en el forraje cosechado, el corte debería realizarse entre los 30 y 35 días de rebrote en los cortes sucesivos. Los resultados también sugieren, que en el próximo ciclo productivo el suministro de fertilizante debería ajustarse a la baja. Adicionalmente, conocer el comportamiento productivo de maralfalfa respecto a la extracción de nutrientes, permitiría tomar decisiones de manejo del fertilizante, aumentando la eficiencia de uso de los nutrientes por el cultivo e indicando el momento oportuno para su suministro; a la vez podrían reducirse los excedentes potencialmente contaminantes, particularmente para N.

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https://doi.org/10.22319/rmcp.v11i1.4829 Nota de investigación

Degradación ruminal in vitro de las fracciones de carbohidratos contenidas en pastos tropicales fertilizados con nitrógeno

Erika Andrea Hernández a Francisco Indalecio Juárez Lagunes a* Alice N. Pell b Maribel Montero Lagunes c Juan Manuel Pinos Rodríguez a Robert W. Blake b

Universidad Veracruzana. Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia. 91710 Veracruz, Ver. México. b

Cornell University. Department of Animal Science. Ithaca, NY. USA.

INIFAP. Campo Experimental La Posta. 94277. Medellín, Ver. México.

*Autor de correspondencia: juarezf@hotmail.com

Resumen: El objetivo consistió en determinar las tasas de digestión de las fracciones de carbohidratos A (azúcares, oligosacáridos y ácidos orgánicos), B1 (almidón y fibra soluble), CNE (carbohidratos no estructurales) y B2 (FDN disponible) en cuatro pastos tropicales utilizando la técnica de producción de gas. Las muestras de forraje completo (FC), el residuo insoluble en etanol al 90% (RIE) y FDN aislada (FDNa) se fermentaron in vitro y se midió la producción de gas. Los volúmenes de gas fueron determinados a partir de las siguientes fracciones, A= FC menos RIE; B1= RIE - DN; CNE= FC - DN; y B2= DN. Los pastos fueron Andropogon gayanus, Urochloa brizantha, Cynodon plectostachyus y Megathyrsus maximus, cada uno cultivado en Veracruz, México, en cuatro parcelas (5 × 5 m), fertilizadas (relación 266

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equivalente a 0 y 100 kg N / ha) y recortadas 35 días después de la fertilización con nitrógeno. Se utilizó un diseño de bloques completamente aleatorizado con arreglo factorial 4 × 2 y dos repeticiones por tratamiento. Los factores fueron las especies de gramíneas y la fertilización con nitrógeno. Los datos se ajustaron utilizando un modelo exponencial simple con retraso. El volumen (ml de gas / 100 mg de MO), la tasa (% / h) y el retraso (h) fueron: FE (22.8; 5.3; 2.1); A (3,2; 15,7; 0,5); B1 (1.5; 15.7; 0.2); y B2 (18.3; 6.6; 5.2). Andropogon y Urochloa tuvieron mayor contenido de CNE en comparación con Megathyrsus y Cynodon, pero menor rendimiento de gas por unidad de CNE. Las tasas de digestión para la fracción B2 oscilaron entre 4 y 8% / h; y la tasa de digestión CNE promedió 15.7% / h. La fertilización nitrogenada redujo el tamaño de las reservas de carbohidratos, pero no afectó las tasas de digestión. Se concluye que las tasas de digestión de las fracciones de carbohidratos difieren según la especie de pasto. Palabras clave: Pastos C4, Fracciones de carbohidratos, Tasas de digestión, Producción de gas, Modelo CNCPS.

Recibido: 29/03/2018 Aceptado:13/11/2018

El contenido energético de los forrajes que está disponible para el animal no puede determinarse utilizando técnicas analíticas estándar. Por lo tanto, se necesitan otros medios para estimarlo. En el pasado el uso de ecuaciones de predicción empíricas basadas en la composición química, ayudado por el análisis del sistema de fibra detergente(1) ha sido la base para un sistema comprensivo de evaluación del forraje(2). Sin embargo, la relación subyacente entre el contenido de energía y la composición química es inconsistente en forrajes tropicales con alto contenido de lignina, sílice, taninos y otros compuestos secundarios, que pueden interferir con la digestión. Un enfoque alternativo utiliza el método de digestión ruminal in vitro(3). Esta técnica se usa comúnmente para predecir la digestibilidad de un alimento. Sin embargo, el medir el grado de digestión por desaparición del sustrato tiene limitaciones: se supone que los componentes solubles son completamente digeribles y tienen valores de energía similares, independientemente de sus perfiles de carbohidratos o ácidos orgánicos (1). El modelo Cornell de Carbohidratos y Proteínas Netos (CNCPS) v.5 http://blogs.cornell.edu/cncps/ fracciona los carbohidratos en tres componentes principales: fracción A (azúcares, oligosacáridos y ácidos orgánicos), fracción B1 (almidón y fibra soluble) y fracción B2 (carbohidratos estructurales digeribles)(4,5). Últimamente el CNCPS además divide los carbohidratos en ocho fracciones digestibles(6): A1 (ácidos grasos volátiles); A2 (ácido láctico); A3 (otros ácidos orgánicos); A4 267

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(azúcares); B1 (almidón); B2 (fibra soluble); B3 (FDN disponible); C (FDN no disponible). Sin embargo, el modelo CNCPS v6.5.5(7) http://blogs.cornell.edu/cncps/ considera sólo la información sobre las tasas de digestión de cuatro fracciones, A4, B1, B2 y B3. En este modelo (versión 6.5.5), la tasa de digestión asignada a la fracción A4 (40 a 60 % / h) se obtuvo a partir de datos basados en microbios ruminales mixtos(8,9) utilizando la técnica de producción de gas(10). Esta técnica ha sido automatizada y utilizada para estimar la digestión de la FDN(11) y de los carbohidratos no estructurales (CNE)(12). En consecuencia, las fracciones B1 y B2 tienen tasas de 20 a 40% / h, y la tasa de fracción B3 varía entre 1 y 18 % / h. La biblioteca de alimentos de los requerimientos nutricionales de bovinos de carne(13) (https://www.nap.edu/download/19014) no incluye forrajes tropicales. Sin embargo, el Sistema Nutricional para Grandes Rumiantes (LRNS) v1.033(14) (http://nutritionmodels.com/lrns.html) incluye tasas de digestión de las fracciones de carbohidratos A, B1 y B2 para pastos tropicales. En esta biblioteca, los pastos de México(15) se diferencian de Brasil, Honduras y Florida. La biblioteca tropical actualizada del CNCPS v.6.5.5(7) valida la base de datos de México y corrige las tasas de Brasil, Honduras y Florida mediante la asignación de valores fijos (% / h) de 40 para el A4; 30 para B1; 30 para B2; y 3.0 para fracciones de carbohidratos B3. Estos últimos valores están de acuerdo con los informes previos(16-19). Sin embargo, se necesita más investigación para actualizar estas tasas. Por lo tanto, el objetivo del presente estudio fue cuantificar químicamente las fracciones de carbohidratos, A, B1, B2 y C, y medir la cinética de digestión de cada una de estas fracciones midiendo la producción de gas en cuatro pastos tropicales fertilizadas con nitrógeno. El estudio se realizó en la Campo Experimental La Posta del Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias (INIFAP) de México, ubicado en la costa sureste de México en estado de Veracruz a 19 ° 02’ N y 96 ° 08' O con una altitud de 12 m, clima tropical subhúmedo Aw con precipitaciones anuales promedio de 1,728 mm, 25 ° C de temperatura media y 81% de humedad relativa. El suelo se clasifica como Oxisol, franco predominantemente arenoso con > 15% de arcilla y 1.7% de materia orgánica, el pH fue de 5.35. El informe del análisis químico del suelo mostró el siguiente contenido mineral (ppm): P2O5, 12; K 108; Mg, 115; Ca, 545; NO3, 9.5; S, 16; Mn, 13; Fe, 53; Cu, 0,45; y B, 0.6. Los pastos seleccionados Andropogon gayanus, Urochloa brizantha, Cynodon plectostachyus y Megathyrsus maximus var. Guinea, son especies de uso común. Al comienzo de la temporada de lluvias, cada pasto se cultivó en cuatro parcelas (5 × 5 m). Dos parcelas no fueron fertilizadas, y las otras fueron fertilizadas con N de urea (relación equivalente a 100 kg de N/ha). Esta dosis es representativa de la que usan los productores locales de ganado. Todas las parcelas se cortaron previamente a una altura de 5 cm. Hubo dos períodos de muestreo (20 de junio y 25 de julio). Después de 35 días de rebrote, se recortó una muestra de 2 m2 del centro de cada parcela a una altura de 10 cm. Se tomaron muestras entre las 0700 y las 0900 h. 268

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Una submuestra de 500 g de material verde se congeló inmediatamente a -15 °C, y otra se colocó en un horno de aire forzado a 100 °C durante 24 h para determinar el contenido de MS y se desechó. Al final del período de muestreo (25 de julio), cuatro muestras congeladas de cada pasto se liofilizaron, se colocaron en bolsas de congelador de 30 × 25 cm y se enviaron a la Universidad de Cornell, EUA para su análisis químico. Todas las muestras se molieron a través de un tamiz de 1 mm en un molino Wiley (Modelo 4, Arthur H. Thomas Co. Filadelfia, PA). La materia seca de corrección se determinó por secado directo al horno de muestras a 100 ° C durante la noche. La proteína cruda (N × 6.25) se determinó mediante un procedimiento Macrokjeldahl(20), modificado, utilizando ácido bórico a una concentración de 4% durante la destilación. Se determinaron la fibra detergente neutra (FDN) (sin sulfito de sodio), la fibra detergente ácida (FDA), los carbohidratos no estructurales (CNE), la proteína insoluble en detergente neutro (PIDN) y la proteína insoluble en detergente ácido (PIDA)(21). También se determinaron lignina por permanganato, celulosa y cenizas insolubles en ácido(22). La hemicelulosa se calculó como la diferencia de FDN menos FDA con la corrección apropiada para el contenido de ceniza y proteína cruda. El contenido de azúcar se determinó por extracción con etanol (RIE)(23). Los carbohidratos totales y sus fracciones (CNE, A, B1, B2 y C) fueron estimados como se indica: Carbohidratos totales = 100 - PC - ceniza - grasa. Fracción C = lignina/FDN * 2.4. Fracción B2 = (FDN/MO) - PIDN - Fracción C. Fracción A = (DM - PC - ceniza) - (residuo insoluble de etanol– PC en el residuo insoluble de etanol– ceniza en el residuo insoluble de etanol). CNE = 100 - PC - (FDN - PIDN) - ceniza - grasa. Fracción B1 = SDN - A. La cinética de digestión de las fracciones de carbohidratos se estimó a partir de mediciones de producción de gas(11) utilizando el procedimiento de sustracción de curvas(12). Para lograr esto, el forraje completo, el residuo insoluble en etanol (RIE) y la FDN aislada (FDNa) se fermentaron por separado. Para RIE(23) 500 mg de muestra en 100 ml de etanol al 90% vol / vol se agitaron durante 4 h. La muestra se filtró a través de una malla de nylon de 37 µ (Tetko®, Briarcliff Manor, NY) y se lavó tres veces con etanol al 90% sin vacío y una vez con acetona al vacío. La muestra se secó a 50 ° C durante la noche para eliminar la acetona residual. Para la FDNa(11), se esterilizaron en autoclave 500 mg de muestra y 100 ml de solución de detergente neutro en viales de vidrio de 150 ml durante 1 h a 105 ° C. Esta FDNa se enjuagó con agua caliente y 100 ml de etanol, y se filtró a través de una malla de nylon de 37 µ. El 269

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detergente residual se eliminó sumergiendo la FDNa durante la noche a 39ºC en una solución de 1 M (NH4) 2SO4 (1 g de FDN a 100 ml 1 M (NH4) 2SO4). La FDNa se enjuagó nuevamente con agua caliente seguido de 100 ml cada uno de etanol y acetona y se secó al aire. Para la digestión in vitro(22), el medio se hirvió para eliminar los gases disueltos y se enfrió, se añadió cisteína y el pH se ajustó a 6.8 según fuera necesario. El sulfuro de sodio fue reemplazado por un peso igual de clorhidrato de cisteína para proteger los sensores de presión utilizados para controlar el volumen de gas de las trazas de sulfuro de hidrógeno. El líquido ruminal se recogió aproximadamente 4 h después de la alimentación de dos de cada cuatro vacas Holstein maduras no lactantes alojadas en la LARTU (Unidad de Investigación y Enseñanza de Grandes Animales de la Universidad de Cornell) y se mantuvo en el heno Timothy (Phleum pratense) en Plena Floración (PB, 8%; FDN, 65%), de calidad similar a la de las gramíneas de este estudio, de acuerdo con el protocolo del Comité Institucional de Cuidado y Uso de Animales (CICUA). Al comienzo de la fermentación, cada botella de suero de 120 ml contenía 8 ml de medio, 2 ml de fluido ruminal y 100 mg de forraje completo, RIE o FDN aislado. La producción de gas se midió cada 20 min durante una fermentación de 48 h utilizando un sistema de monitoreo computarizado(11,12). La desaparición de FDN se determinó al final de cada fermentación(11). Todos los volúmenes de gas fueron corregidos a la presión atmosférica estándar (760 mm Hg). La estimación de las tasas de digestión para las fracciones A, B1, B2 y CNE por sustracción de curva requiere que el volumen de gas producido por las preparaciones separadas (RIE y FDN) se ajuste a una base común proporcional al contenido de cada fracción dentro del forraje completo(8). Por lo tanto, el volumen de gas producido se ajustó proporcionalmente al contenido de MO de todo el forraje. La producción de gas durante la fermentación se registró cada 20 min durante 48 h. Punto por punto, los datos de la curva se restaron del gas producido por la fracción más grande(8,24). El gas de la fracción A se estimó por la diferencia entre los rendimientos de gas de toda la muestra de forraje y su preparación RIE. La fracción B1 se estimó por la diferencia entre la preparación de RIE y la FDNa. La fracción B2 es el gas producido por la fermentación de la FDNa, y los CNE es la diferencia entre el forraje completo y su FDNa. Los análisis de cinética de la producción acumulada de gas se obtuvieron mediante un modelo exponencial de grupo simple con retraso(25), Y= a * (1-exp (-b * (xc))), donde Y= volumen de gas mL/100 mg MO a tiempo x; a= volumen máximo de gas, ml; b= tasa constante de producción de gas, % / h; c= término de retraso, h. Las curvas de gas obtenidas por sustracción para las fracciones A, B1 y CNE alcanzaron sus asíntotas entre 12 y 24 h, lo que indica que estas fracciones se habían agotado(12). Posteriormente, los cambios en el volumen de gas están 270

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relacionados con el recambio microbiano y la posible no aditividad del enfoque de sustracción de curva(26,27). Por esta razón, las curvas de gas para las fracciones A, B1 y SDN se truncaron para el ajuste de la curva después de estabilizarse(8). Todas las curvas se ajustaron utilizando el paquete computacional “Table curve” (versión 4.0, Jandel Scientific, San Rafael, CA). Se utilizó un diseño de bloques completamente al azar con arreglo factorial y dos repeticiones por tratamiento, en el que los factores fueron las especies de gramíneas y la fertilización con nitrógeno. Se usó pasto Guinea (M. maximus) como estándar de laboratorio para controlar la variación del fluido ruminal entre los análisis in vitro. Se siguió una disposición factorial 4 × 2 de especies forrajeras (A. gayanus, U. brizantha, C. plectostachyus o M. maximus var. Guinea) y fertilización con N (0 y 100 Kg/ha) como factores. Las comparaciones planificadas entre los forrajes se evaluaron mediante el procedimiento W de Tukey. Los resultados se consideraron significativos a P≤0.05 para los efectos de las especies de gramíneas y la fertilización. Los análisis ANOVA se realizaron utilizando el MINITAB, Versión 10 (Minitab Inc., State College, PA)(28). Debido a que no hubo interacciones (pasto o fertilización con nitrógeno) de la disposición factorial de tratamientos 4 × 2, en los Cuadros 2 y 3 sólo se muestran las medias de los factores medios (fertilización pasto o N). La composición química por especie de pasto y la cantidad de fertilización con N se presentan en el Cuadro 1. El crecimiento de los pastos se llevó a cabo bajo las mismas condiciones ambientales y de manejo, la composición química de los pastos difiere según la especie. Urochloa contenía menos FDN, proteína insoluble en detergente neutro (PIDN) y lignina que los otros pastos. Andropogon tenía altos niveles de PIDN y CNE. Megathyrsus, sin embargo, se distinguió por su alto contenido de cenizas y cenizas insolubles en ácido (CIA), y su bajo contenido (7.2%) de PC. Estos valores reflejan los encontrados en las mismas especies de edad similar con el clima Aw0 en Guerrero, México(29). Cynodon tenía alta la FDN y bajo contenido de CNE. Los pastos variaron en sus distribuciones de componentes químicos, lo que refleja diferencias en la morfología y fisiología. Informes anteriores han indicado variaciones en la composición química de los pastos tropicales debido a las especies(30), la estación del año(31) y la edad de la planta(32,33). En estos estudios, se observaron consistentemente altas cantidades de cenizas en Megathyrsus, baja lignina en Urochloa y bajas cantidades de proteína cruda en Cynodon. Los resultados del componente químico son consistentes con otros informes para Cynodon(34), Megathyrsus(35), Urochloa(36) y Andropogon(29), lo que sugiere posibles diferencias de crecimiento inherentes en sus tejidos vegetales(33).

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Cuadro 1: Composición química (g/100g MS) de cuatro pastos tropicales fertilizadas con Nitrógeno A. U. C. gayanus brizantha plectostachyus Ceniza 8.2c 9.6b 9.5b EE 2.0b 2.4a 1.3c PC 9.1a 9.0a 8.3ab b c FDN 69.8 66.4 74.9a PNID 4.4a 1.2c 3.1ab FDA 41.0a 36.5b 41.2a PIDA 0.6b 0.3c 0.8a CIA 4.3ab 3.1c 3.3bc Cel 32.2a 29.7b 32.3a Hem 28.2b 31.3a 33.1a CNE 16.5a 14.7ab 10.7c Lig 4.4b 3.7c 5.6a RIE 87.2ab 85.5b 89.1a

M. No maximus SEM fertilizado Fertilizado EEM 11.3a 2.6a 7.2b 69.1bc 2.9b 42.3a 0.6b 5.0a 33.0a 28.3b 14.0b 4.3bc 87.9a

0.12 0.05 0.12 0.36 0.14 0.18 0.02 0.13 0.09 0.22 0.22 0.06 0.22

8.3b 1.6b 5.9b 72.6a 2.2b 40.3a 0.5b 3.5a 32.4a 33.1a 14.6a 4.5a 87.3a

10.9a 2.5a 10.9a 67.5b 3.6a 40.2a 0.7a 4.4a 31.2b 27.3b 13.3b 4.5a 87.5a

0.06 0.03 0.06 0.18 0.07 0.09 0.01 0.06 0.05 0.11 0.11 0.03 0.11

EE= extracto etéreo; PC= proteína bruta; FDN= fibra detergente neutra; PIDN= proteína insoluble en detergente neutro; FDA= fibra detergente ácida; PIDA= proteína insoluble en detergente ácido; CIA= ceniza insoluble en ácido; Cel= celulosa; Hem= hemicelulosa; CNE= carbohidratos no estructurales; Lig= lignina; RIE= residuo insoluble en etanol al 90%. a,b,c Medias con distintos superíndices difieren (P≤0.05) por el efecto del pasto o por el efecto de la fertilización.

La fertilización con N modificó la cantidad y el patrón de distribución de los nutrientes en estos pastos (Cuadro 1). Los contenidos de proteínas aumentaron tanto en la pared celular como en las fracciones solubles de la célula. Debido a que los aminoácidos y las proteínas en las plantas se sintetizan a partir de azúcares(37), un aumento en el suministro de N deprime el contenido de azúcar (menos CNE). La fertilización también reduce el contenido de FDN y la mayor parte de esta disminución ocurre en la hemicelulosa, la mayoría de la cual se deposita en la pared secundaria a medida que las plantas maduran. También se ha encontrado un aumento en la PC y la reducción de FDN en Urochloa ruziziensis fertilizada con 120 kg/N/ha y cosechada a 30 días de rebrote(36). Los componentes químicos de la célula vegetal se han utilizado para predecir matemáticamente la energía del alimento disponible para el animal(37,38). Un enfoque alternativo es integrar las tasas de digestión y paso utilizando la relación entre diferentes reservorios de energía, Kd = Kd / (Kd + Kp), donde Kd es la tasa de digestión y Kp es la tasa de paso. Las reservas estimadas de carbohidratos de los pastos en este estudio se encuentran en el Cuadro 2. El contenido total de carbohidratos varió de 77.8 a 80.4 % de MO. El contenido de FDN digestible (fracción B2) varió de 47.8 a 51.2% de la MO, siendo el menor valor para 272

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Andropogon y el mayor para Cynodon. Por el contrario, el contenido de CNE fue mayor en Andropogon (17.4 % MO) y menor en Cynodon (10.7 % MO). La fracción C (Lignina / FDN * 2.4), que se supone no digerible, varió de 13.5 a 18.0 % con la mayor cantidad encontrada en Cynodon y la menor en Urochloa. Como proporción de CNE, la fracción A (azúcares, ácidos orgánicos y polisacáridos de cadena corta) constituía el 68 % del total con la fracción B1 (almidón y fibra soluble) constituida por el resto. Si bien la fracción B1 en los forrajes tropicales contiene el grupo más pequeño de carbohidratos (principalmente como almidón), representa aproximadamente un tercio (30 %) de CNE. Las fracciones de carbohidratos en este estudio coinciden con las mostradas en la biblioteca de alimentos del LRNS y del CNCPS. Se ha encontrado en otras partes del mundo tropical, que en pastos de la misma especie la fracción B1 es la fracción de CHO y que está hecha principalmente de almidón(39). El CNE es una fracción compleja donde el almidón es parte de los carbohidratos no fibrosos (CNF) y las pectinas son parte de los carbohidratos estructurales no contabilizados en la fracción B2. Cuadro 2: Fracciones de carbohidrato (g/100g MO) de cuatro pastos tropicales fertilizados con Nitrógeno

CHO A B1 CNE B2 C

A. gayanus

U. brizantha

C. Plectostachyus

M. maximus

80.4a 10.6a 6.8a 17.4a 47.8b 15.2b

79.7a 10.8a 4.7ab 15.5ab 50.6ab 13.5b

79.9a 7.9b 2.7b 10.7c 51.2a 18.0a

77.8b 9.6ab 4.0b 13.6b 49.4ab 14.8b

SEM

No fertilizado

Fertilizad o

0.12 0.19 0.26 0.24 0.32 0.20

83.7a 10.5a 4.5a 15.0a 53.9a 14.8b

75.2b 9.0b 4.6a 13.6b 45.6b 16.0a

EEM

0.06 0.10 0.13 0.12 0.16 0.10

CHO= contenido de carbohidratos totales, % MO=100-PB-ceniza-grasa; A= (material seco ajustado para PC y ceniza) - (residuo remanente posterior a la extracción con etanol al 90% ajustado para PB y ceniza); B1=CNE-A; CNE=carbohidratos no estructurales=100-PC-(FDN-PIDN)-grasa-ceniza; B2=FDN en base de materia orgánica menos PNID menos la fracción C; C =Lignina/FDN*2.4. a,b,c Medias con distintos superíndices difieren (P≤0.05) por el efecto del pasto o por el efecto de la fertilización.

La fertilización nitrogenada tuvo un doble impacto negativo en las reservas de carbohidratos (Cuadro 2). Primero, el carbohidrato total de la planta se redujo debido a un grupo A más pequeño. Un aumento en las fracciones de N requiere una depresión correspondiente en los componentes que no son de nitrógeno, especialmente los azúcares(37). En segundo lugar, el grupo B2 se redujo en un 15.4 %. A diferentes niveles de fertilización con N se ha demostrado el mismo efecto sobre la FDN(36). El efecto positivo de la fertilización con N en la reducción del contenido de FDN se compensa con un efecto negativo en el aumento de la lignificación. El resultado neto es una reducción en la disponibilidad de la fracción B2 y un aumento en la fracción no digerible (C). El efecto general en la planta es una reducción en los carbohidratos totales disponibles. Esta puede ser la razón por la cual no hay mejoras en la DIVMS con 273

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fertilización con N(36). Las predicciones del CNCPS(15) encontraron que la FDN más baja en los pastos tropicales fertilizados con nitrógeno fue compensada por una mayor PC y cenizas, lo que redujo el contenido de CNE. Como resultado, la fertilización nitrogenada no cambió significativamente el nivel de EM para la leche. Sin embargo, mejoró drásticamente el nivel permitido de PM para la leche. Debido a que la fertilización con N aumentó tanto la PC como el contenido de proteína soluble de los pastos, aumentaron tanto el equilibrio ruminal de N como el equilibrio peptídico. Juárez-Lagunes et al(19) concluyeron que se podría esperar que la fertilización con N mejore el nivel permitido de PM de la leche, principalmente debido al aumento de los tamaños de las reservas de PB y proteína soluble. Otro desafío es establecer una conexión entre las reservas de carbohidratos, el rendimiento energético de la fermentación ruminal y la producción de gas. La producción de gas no solo se ve afectada por la cantidad de carbohidratos en una fracción dada, sino también por su disponibilidad. En este estudio se encontraron rangos de 27 a 30 ml de gas por 100 mg de MO de forraje completo. Se observó una producción de gas similar en 24 especies de gramíneas tropicales en Etiopía(40). Cynodon produjo menos gas que Megathyrsus (Cuadro 3) porque Cynodon contiene una fracción C mayor que Megathyrsus (Cuadro 2). Una gran fracción C indica menor disponibilidad de la pared celular. Sin embargo, la fracción C no explica la baja disponibilidad de CNE. En general, se supone que la fracción CNE es altamente digerible(37). Debido a que Andropogon tiene más carbohidratos totales con el mismo tamaño de fracción C que Megathyrsus, es de esperarse que Andropogon produzca más gas que Megathyrsus. Sin embargo, las producciones de gas fueron similares (Cuadro 3). Algo puede interferir con la producción de gas de Andropogon. Cuadro 3: Producción de gas y tasas de digestión de cuatro pastos tropicales fertilizados con Nitrógeno

Carbohidratos totales Gas total, mL Gas, mL/100 mg MO Tasa de de degradación, %/h Fase de retraso, h Fracción B2 Gas total, mL Gas, mL/100 mg MO Tasa de

A. Gayanus

U. Brizantha

C. Plectostachyus

M. Maximus

SEM

No fertilizado

Fertilizado

EEM

23.7a 29.5ab

23.0a 28.9b

21.6b 27.1c

23.6a 30.3a

0.11 0.15

24.0a 28.7a

21.9b 29.2a

0.05 0.07

5.1ab

5.2ab

4.8b

6.0a

0.10

4.9b

5.7a

0.05

2.2b

2.4b

1.0c

3.0a

0.06

2.1a

2.2a

0.03

19.4a 40.9a

18.6ab 36.9ab

17.5c 34.0b

18.4ab 37.3ab

0 .14 0.43

19.2a 35.3b

17.8b 39.2a

0.07 0.21

7.3ab

8.4a

3.8c

6.8b

0.16

6.5a

6.6a

0.08

274

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degradación, %/h Fase de retraso, h Fracción CNE Gas total, mL Gas, mL/100 mg MO Tasa de degradación, %/h Fase de retraso, h Fracción A1 Gas total, mL Gas, mL/100 mg MO Fracción B1 1 Gas total, mL Gas, mL/100 mg MO

4.5b

5.2b

4.6b

6.7a

0.14

5.2a

5.3a

0.07

4.3b 24.5b

4.4b 28.1b

4.1b 38.6a

5.2a 38.6a

0.08 0.90

4.8a 34.1a

4.1b 30.8a

0.04 0.45

13.8b

27.4a

13.2b

8.6b

0.77

17.5a

14.0a

0.38

1.2a

0.5a

0.1b

0.6a

0.11

0.3a

0.8a

0.05

3.3a 31.7b

2.0b 18.2c

3.4a 42.6a

3.2a 33.4b

0.08 0.72

3.2a 32.0a

2.7b 31.0a

0.04 0.36

0.9b 13.8b

2.4a 54.7a

0.7b 24.4ab

2.0a 51.4a

0.09 3.44

1.6a 39.8a

1.4a 32.3a

0.05 1.72

Carbohidratos totales= 100 - PC - ceniza - grasa. Fracción B2 = carbohidratos estructurales digestibles= FDN/MO - PIDN - Fracción C. Fracción CNE = carbohidratos no estructurales= 100 - PB - (FDN - PIDN) - ceniza - grasa. Fracción A= azúcares y polisacáridos de cadena corta = materia seca ajustado para PC y ceniza) - (residuo remanente posterior a la extracción con etanol al 90% ajustado para PC y ceniza). Fracción B1 = almidón y fibra soluble = CNE - A. 1 Tasas de degradación (%/h) y fases de retraso (h) para las fracciones A yB 1 que fueron similares a la fracción CNE. a,b,c Medias con distintos superíndices difieren (P≤0.05) por el efecto del pasto o por el efecto de la fertilización.

Los volúmenes de gas producidos por el CNE también se muestran en el Cuadro 3. Andropogon y Urochloa contienen más CNE que Cynodon y Megathyrsus (Cuadro 2), pero producen el mismo volumen de gas de la fracción CNE. Además, la cantidad de gas por 100 mg de CNE se reduce, lo que sugiere que se inhibieron las fermentaciones del CNE de Andropogon y Urochloa. Según la técnica de sustracción, la fermentabilidad de la fracción A de Urochloa y la fracción B1 de Andropogon aparentemente se vieron afectadas. Se sospecha que sustancias similares a los taninos (TLS)(41) u otros compuestos secundarios interfieren en la fermentación de CNE. Durante la preparación de la FDNa; los taninos, el silicio biogénico u otros compuestos secundarios se lavan, por lo que la fermentación del FDN aislado se vería afectada solo por el contenido de lignina. Cuando se aplicó la sustracción de curva a CNE (forraje completo - FDNa), todas las sustancias potencialmente interferentes (taninos, sílice biogénico o compuestos secundarios) se contabilizaron en la fracción CNE, reduciendo así la producción de gas. En nuestro caso, la digestibilidad del FDN aislado fue 6.6 % mayor que para el FDN de forraje completo. Estas 275

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diferencias fueron 6.9 % para Andropogon y Urochloa, y 6.2 % para Cynodon y Megathyrsus. Como resultado, es posible que se haya experimentado una baja predicción de la producción de gas CNE. Debido a que las cantidades de sílice soluble fueron similares en Cynodon y en Megathyrsus en comparación con Andropogon y Urochloa (ver AIA en el Cuadro 1), se supuso que la principal fuente de variación en el gas producido por la fracción CNE probablemente era resultado de compuestos secundarios. En una encuesta botánica, Megathyrsus no contenía TLS, que obtiene la máxima expresión en A. gayanus(41). En el estudio, Urochloa no parecía contener taninos condensados; sin embargo, se sospecha que de hecho puede haber otras sustancias interferentes. Estos hallazgos respaldan la sugerencia de que el contenido de lignina se debe agregar a la ecuación para estimar los carbohidratos totales por el modelo CNCPS. Por lo tanto, esta ecuación CNCPS modificada se convertiría en: CHO (g/kg DM) = 1000 - [PC (g/kg DM) + EE (g/kg DM) + MM (g/kg DM) + Lignina (g/kg DM)] La interferencia de los fenoles en la digestión de las leguminosas y los pastos amerita más estudio para un mejor manejo de la nutrición de los rumiantes en los trópicos. La fertilización nitrogenada redujo la cantidad total de carbohidratos disponibles para la fermentación ruminal (Cuadro 2). El volumen de gas producido disminuyó proporcionalmente con la cantidad de carbohidratos (Cuadro 3). Por ejemplo, no hubo diferencia en la cantidad de gas por 100 mg de sustrato de forrajes fertilizados y sin fertilización. En la fracción B2, el forraje fertilizado (FE) produjo menos gas que el forraje no fertilizado (NF) porque el FE contenía menos carbohidratos estructurales (CE) fermentables. En este estudio de forrajes de la misma edad, los pastos fertilizados contenían menos FDN y la misma cantidad de lignina como porcentaje de materia seca que los pastos no fertilizados (Cuadro 1), lo cual coincide con los hallazgos de otros(42,43). Por lo tanto, había más lignina como porcentaje del FDN. Por otro lado, la diferencia en el contenido de CE entre NF y FE se debió principalmente a la hemicelulosa. Se sabe que la hemicelulosa tiene enlaces más complejos con la lignina que la celulosa(37). Por lo tanto, la hemicelulosa debería estar cada vez menos disponible a medida que la pared celular de la planta madura debido a la presencia de un mayor número de uniones entre la hemicelulosa y la lignina(33). Las gramíneas NF contenían más hemicelulosa y más paredes celulares maduras que el FE(44). Los vínculos entre la lignina y la hemicelulosa se reflejaron en la reducción de la cantidad de gas por 100 mg de SC de los pastos NF (Cuadro 3). En resumen, los pastos fertilizados produjeron 7.3 % menos de gas total porque tienen menor cantidad de CE. Sin embargo, esto se compensó con 10 % más de gas por unidad de SC porque estos pastos son menos maduros que los pastos NF a la misma edad. Las tasas de digestión se presentan también en el Cuadro 3. El rango de las tasas de digestión obtenidas por la ecuación exponencial para todo el forraje fue de 4.8 a 6.0 %/h (r2= 99.7 ± 0.12; valor t= 61.2 ± 12.04), lo que coincide con otros reportes(45). Para el FDN aislado, las tasas de digestión variaron de 3.8 a 8.4% / h (r2= 99.8 ± 0.11; valor t= 62.6 ± 14.07), valores 276

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que fueron más altos que los reportados en otros informes(4,18,19) de 2 a 4 %/h para la fracción B2, y que correspondieron a tasas de digestión FDN entre 5.16 y 9.34 para pastos C4(46) y ensilajes de maíz(47). Las versiones actualizadas de los modelos de nutrición (CNCPS; LRNS; NRC) deben incorporar estas tasas para estimar con mayor precisión la energía disponible a nivel ruminal a partir del CE de los pastos C4. En los pastos tropicales, la fracción B2 es la mayor reserva de carbohidratos, por lo que el impacto en la EM disponible para el animal podría ser significativo. La EM predicha para leche por el CNCPS(15) fue muy sensible al cambio en la tasa de digestión de la fracción de carbohidratos B2. La EM predicha para leche aumentó 88 % cuando la tasa lo hizo de 3 a 6 %/h, y 24 % adicional cuando la tasa pasó de 6 a 9 %/h. La PM predicha para leche se incrementó de –0.8 a 5.7 kg/d, cuando la tasa de B2 aumentó de 3 a 6 %/h, y se incrementó a 9.9 kg/día con una tasa de B2 de 9 %/h. Estos incrementos son el resultado de una mayor degradación ruminal del CE. En este estudio, debido a que la fracción B1 era menos de 10 % del total de MS, se combinaron las tasas de A y B1 y se utilizó la tasa de CNE combinada para ambas fracciones (Cuadro 3). Las tasas para el CNE fueron muy variables, desde 8.6 %/h en Megathyrsus hasta 27.4 %/h en Urochloa (r2= 99.2 ± 0.52; valores t= 13.7 ± 6.83), con una media general de 15.7 %/h. Estos valores están cerca del promedio (13.7 %/h) para Bromegrass, Orchardgrass y alfalfa, en las que las tasas de digestión fueron 13.9 %/h para la fracción A y 11.8 para la fracción B1(8), también para gramíneas tropicales brasileñas con tasas de digestión para la fracción CNE entre 6 y 12%(48). Los valores tabulares de CNCPS de las tasas de digestión para la fracción A son fijos 40, y para la fracción B1 son 30 en la mayoría de los pastos tropicales. Se necesita más investigación sobre las tasas de digestión de las fracciones de carbohidratos en los pastos tropicales, y una revisión más frecuente de los valores tabulares para uso en el campo. La fertilización nitrogenada no tuvo mucha influencia aparente en las tasas de digestión (Cuadro 3). Aparentemente, éstas se vieron más afectadas por la estructura física inherente a la planta. El volumen de gas producido y la extensión de la digestión estuvieron más relacionados con la composición química del forraje(48). La anatomía del tejido afecta fuertemente las tasas de degradación. Como el engrosamiento de la pared secundaria, la vascularización, el esclerénquima, la epidermis y el parénquima de las hojas del C4 forman bloques sólidos y multicelulares que constituyen una barrera para el acceso microbiano a la superficie de la pared de las células vegetales(49). Si todas las células tuvieran solo paredes primarias delgadas (p. ej., el mesófilo, el floema y los tejidos del parénquima indiferenciados de hojas y tallos jóvenes), la pared celular se degradaría rápidamente. En resumen, químicamente Andropogon y Urochloa contienen más CNE que Megathyrsus y Cynodon, pero producen menos gas por unidad de CNE. Se sospecha interferencia de compuestos secundarios. Las tasas de digestión para la fracción B2 oscilaron entre 4 y 8 %/h, y la tasa promedio de digestión para el CNE fue de 15.7 %/h. La fertilización nitrogenada tuvo un impacto negativo en el tamaño de las reservas de carbohidratos, pero no afectó las tasas de digestión. 277

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Las tasas de digestión encontradas en este estudio sugieren que el CNCPS, LRNS y NRC deberían actualizar con mayor frecuencia la energía disponible a nivel ruminal de CE y CNE en forrajes tropicales. El impacto en la predicción de la EM disponible para el animal podría mejorarse significativamente.

Agradecimientos Este trabajo fue auspiciado por el Departamento de Ciencia Animal de la Universidad de Cornell, USA.

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https://doi.org/10.22319/rmcp.v11i1.4684 Nota de investigación

Frecuencia de SNP en genes candidatos para crecimiento y su efecto en caracteres de peso vivo en ganado para carne de Tamaulipas

Ana María Sifuentes Rincón a* Gaspar Manuel Parra Bracamonte a Williams Arellano Vera a Pascuala Ambriz Morales a Antonio Cantú Covarrubias b Víctor Ricardo Moreno Medina a

Instituto Politécnico Nacional. Centro de Biotecnología Genómica. Laboratorio de Biotecnología Animal, Blvd. Del Maestro esq. Elías Piña. Col. Narciso Mendoza s/n. Cd. Reynosa, Tamaulipas, México. b

Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias, INIFAP, Campo Experimental Las Huastecas. Tamaulipas, México.

*Autor de correspondencia: asifuentes@ipn.mx Resumen: El objetivo del estudio fue analizar las frecuencias alélicas de 28 Polimorfismos de un solo nucleótido (SNP) localizados en genes candidatos para crecimiento en bovinos, así como determinar su efecto sobre rasgos de peso vivo en hatos de las razas Charolais y Simmental. Se tomaron muestras de pelo de 313 animales provenientes de cinco hatos ubicados en cuatro municipios de Tamaulipas y se genotipificaron con la tecnología de Sequenom Mass Array. Todos los marcadores resultaron ser polimórficos en las poblaciones evaluadas y sus frecuencias alélicas fueron significativamente diferentes entre razas (P<0.05). El análisis de asociación determinó que en los animales de la raza Charolais, el marcador PRL+2723 tiene un efecto significativo (P=0.0350) sobre el peso al nacimiento y el marcador localizado en el gen GHR (GHR-6.1), sobre peso al destete (P=0.0226). El GHR-6.1 también se asoció con el peso al año en los animales de la raza Simmental. El marcador LEP-3100 (P=0.0249) también tuvo un efecto significativo sobre el peso al destete en los animales Simmental. El panel probado es

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polimórfico en las dos razas evaluadas y tres de los marcadores tuvieron efecto significativo en los parámetros de peso vivo evaluados, por lo que tienen el potencial de validarse y usarse como una herramienta adicional en la selección y mejoramiento genético del ganado de carne en Tamaulipas. Palabras clave: Ganado de carne, Eje somatotrópico, Asociación de SNP, Frecuencias alélicas, Peso vivo.

Recibido: 08/11/2017 Aceptado:31/10/2018

En la ganadería bovina, los rasgos económicamente importantes, están determinados por diferentes factores de naturaleza poligénica, por lo que actualmente uno de los grandes retos de la genética animal es determinar la arquitectura genética de estos rasgos, para así incluir la información genómica en los criterios de selección de los animales(1). Debido a su impacto económico en la producción de ganado, así como la relativa facilidad de registro, el peso al nacer y el peso al destete, han sido dos de los rasgos más estudiados desde la perspectiva de la genética tradicional y actualmente desde un enfoque genómico basado en las aplicaciones de selección asistida por marcadores en el ganado bovino(2,3). Aunque muchos procesos fisiológicos regulan el crecimiento, el eje somatotrópico, se ha establecido como el principal regulador del desarrollo y crecimiento en bovinos(4,5). La hormona de crecimiento (GH) juega un papel central como un potente regulador de las funciones fisiológicas. La liberación de la GH se estimula por la hormona liberadora de la hormona de crecimiento (GHRH) y se inhibe por la somatostatina. La GH se secreta en altos niveles durante el crecimiento de los animales jóvenes. En los adultos su secreción varia, sin embargo; el estímulo más común de su secreción es una reducción en las concentraciones de glucosa en plasma. Aunque es la principal reguladora del eje, la GH no actúa sola, sino en conjunto con otras hormonas, receptores y proteínas de unión. La GH estimula la liberación de las somatomedinas o factores de crecimiento similar a insulina 1 y 2 (IGF-1 e IGF-2) las cuales también ejercen efecto de regulación por retroalimentación negativa sobre el hipotálamo y la adenohipófisis y tienen influencia sobre el crecimiento. Además de la GH, la prolactina (Prl) es una hormona polipeptídica también secretada principalmente por la glándula pituitaria, y participa en múltiples procesos endocrinos, la mayoría de sus funciones están relacionadas con lactancia y reproducción en mamíferos a través de vías de señalización que involucran a los factores de transcripción STAT5(6).

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Existen otras hormonas que, si bien no influyen tanto sobre el crecimiento, si tienen efecto sobre el peso. Por ejemplo, la leptina (LEP) es un regulador de la ingesta de alimentos y el balance energético(7). En el ganado bovino, los genes de los péptidos y hormonas antes mencionados han sido considerados como candidatos para rasgos productivos, por lo que han sido ampliamente caracterizados y algunos de sus polimorfismos han sido asociados en diferentes razas de bovinos con el peso corporal(5,7,8), el peso de la canal(5,7,9), el rendimiento de la leche y la fertilidad(10,11). Diferentes estudios realizados en hatos de ganado de la raza Charolais en México han mostrado asociación entre algunos marcadores moleculares localizados en estos genes candidatos(2,12,13). Sin embargo, es muy importante considerar que el patrón de asociación de estos marcadores es ampliamente variable entre las razas y aún más entre las poblaciones; por lo que es necesaria su evaluación antes de implementarse dentro de los esquemas de selección y mejoramiento genético. Por lo anterior, el objetivo del trabajo fue estimar y comparar las frecuencias alélicas de un panel de marcadores del tipo SNP así como determinar su efecto sobre características de peso vivo en animales de las razas Charolais y Simmental de Tamaulipas. Se analizaron muestras de 313 animales de hatos ubicados en diferentes municipios del estado de Tamaulipas y obtenidas en los años 2014 y 2015. Las muestras de ganado Charolais (n= 199) se obtuvieron de cuatro hatos diferentes localizados en San Fernando (dos hatos), Gustavo Díaz Ordaz y Cd. Victoria; y están representadas por 105 crías nacidas entre 2012 y 2014 (55 hembras y 50 machos), 77 vacas y 17 sementales. Solo en el caso de uno de los hatos de San Fernando se pudo comprobar la relación filial de las crías (n= 13) con las vacas y sementales muestreados. En el caso del hato de Díaz Ordaz se pudo comprobar la relación filial de las crías (n= 18) con los tres sementales muestreados. En el caso de la raza Simmental (n= 114), se incluyeron 32 crías, 70 vacas y 12 sementales provenientes de un solo hato localizado en el municipio de Aldama. Todos los sementales y crías evaluados son animales de registro. De los cinco hatos evaluados, se obtuvo la información de registro de manejo y productiva disponible para peso al nacimiento (PN), peso al destete ajustado a 205d (PD) y peso al año ajustado a 365d (PA), por lo que, en el análisis de asociación, los datos analizados para cada característica varían de los de la muestra total incluida en el estudio. Con base en la literatura existente, se diseñó un panel de 28 SNP localizados en genes candidatos para crecimiento y peso del animal. Del total de la población, se tomaron muestras de pelo y a partir de éstas, se realizó la tipificación usando el Sistema Sequenom MassARRAY de acuerdo con las especificaciones de la compañía GeneSeek Inc. (Lincoln, NE, USA), 285

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Una vez obtenidos los genotipos, se estimaron las frecuencias genotípicas y alélicas de los marcadores analizados utilizando módulo Allele Frequency Analysis del programa Cervus 3.0(14). Se realizó la prueba exacta de equilibrio Hardy-Weinberg bajo la hipótesis alternativa de déficit de heterocigotos (P>0.05) usando el programa Genepop versión 4.0.10(15). En el análisis de diferenciación genética, la hipótesis nula probada fue Ho= la distribución alélica es idéntica a través de las poblaciones. Para poblaciones, la prueba se realiza por medio de tablas de contingencia por pares de poblaciones y se lleva a cabo una estimación no sesgada del valor de P o Prueba exacta de Fisher para cada loci(15). Con los datos genotípicos y productivos (PN, PD, PA) obtenidos en las razas Charolais y Simmental, se llevó a cabo para cada raza un análisis de asociación. Para aislar todos los efectos no genéticos de los genotípicos, se ajustó en cada caso, el modelo lineal de la siguiente manera: Yijklm= µ + Si + Aj + Ek + Gl + Hm +βev + εijklm, Donde: Yijklm= peso al nacimiento, peso al destete o peso al año; µ= media general; Si= efecto fijo del i-ésimo sexo del animal; Aj= efecto fijo del j-ésimo año de nacimiento; Ek = efecto fijo de la k-ésima época de nacimiento; Gl= efecto fijo del l-ésimo genotipo en el SNP analizado; Hm= efecto fijo del m-ésimo hato (solamente para animales Charolais); βev= covariable lineal de la edad de la madre, εijklm= error aleatorio residual. El modelo solo incluyó los factores que fueron significativos en un análisis exploratorio que consideró la evaluación de interacciones de primer orden y el análisis del efecto cuadrático de la edad de la madre. Todos los análisis se realizaron utilizando el procedimiento GLM del paquete estadístico SAS 9.0 (SAS Institute Inc., Cary, NC, USA). Posteriormente, se estimaron las medias de mínimos cuadrados y error estándar de los efectos genotípicos de los SNP y fueron comparadas utilizando el método PDIFF mediante el ajuste Tukey-Kramer en el mismo paquete estadístico. De acuerdo al análisis de las frecuencias alélicas de los 28 marcadores analizados, todos son polimórficos en las dos poblaciones evaluadas (Cuadro 1). Debido a un déficit de heterocigotos, los marcadores Lep-1457 y Prl-RsaI, mostraron desviación al equilibrio de Hardy-Weinberg, el primero en la raza Simmental (P<0.0003) y el segundo en la Charolais (P<0.0001). En ambos casos, el tamaño de la muestra podría ser la principal explicación para la desviación observada, otras causas probables son el nivel de endogamia debido a los pocos sementales usados en los hatos. 286

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Cuadro 1: Frecuencias alélicas del panel de 28 SNP evaluados en las razas Charolais y Simmental SNP GHR-1.1 GHR-1.4 GHR-2.6 GHR-2.6 GHR-4. GHR-6.1 GHR-A536 GHR-F279 GHR-H54 GHR-N528 GHR-S555

Charolais A C 0.9020 0.5758 0.1106 0.1106

Simmental G T A C 0.0980 0.7479 0.4242 0.4871 0.8894 0.0304 0.8894 0.0302 0.4444 0.5556 0.2186 0.7814 0.4786 0.0354 0.9646 0.0302 0.0528 0.9472 0.1043 0.6332 0.3668 0.7241 0.3995 0.6005 0.3319

G T 0.2521 0.5129 0.9696 0.9698 0.3803 0.6197 0.5214 0.9698 0.8957 0.2759 0.6681

0.5452

0.3966

0.4548

0.6034

GHRH+2279 0.3543 GHRH-2298 0.3819 0.6181 GHRH-4241 0.3593

0.6457

0.2328 0.4655 0.5345 0.6407 0.3922

0.7672

IGF1/Sna BI

0.6633

0.3367

0.5690

0.4310

LEP-1180

0.6106

0.3894

0.7802

0.2198

LEP-1457 LEP-3100 LEP-3157 LEP-3257 LEP-3272

0.5941 0.7437 0.9898

LEP-978C LEPY7FA PRL/Rsa I PRL2723 STAT1C213 STAT5A12735 bGH/Alu I

0.4059

0.8065 0.3081

0.6173 0.2563

0.0102

0.6078

0.3827 0.8233

0.9957

0.1767 0.0043

0.1658 0.1658

0.8342 0.8342

0.2586 0.2586

0.7414 0.7414

0.4975

0.5025

0.7802

0.2198

0.1935 0.9914 0.0086 0.6919 0.1121 0.8879 0.2663 0.7337 0.2716 0.7284 0.9121

0.0879

0.9430

0.0570

0.9564

0.0436

0.8190

0.1810

0.7828 0.2172

0.7888 0.2112

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La comparación de las frecuencias alélicas permitió observar que en 25 marcadores éstas son significativamente diferentes entre las poblaciones evaluadas (P<0.001). Solo en el caso de los marcadores GHR-1.1 (P>0.389), Lep-3157(P>0.516) y GH/Alu I (P>0.649), no se encontraron diferencias significativas entre las dos poblaciones comparadas. Aunque todos los marcadores evaluados en este estudio tienen el potencial de asociación con rasgos productivos, se destacan las frecuencias de los marcadores GH/Alu I., IGF1-Sna BI y Lep-1180, debido a que se han asociado a rasgos productivos como pesos del animal, calidad de canal y de la carne en poblaciones de ganado de diferentes razas tanto Bos taurus taurus como Bos taurus indicus(16-20). La transversión de C/G en la posición nucleotídica 2141 del exón 5 del gen GH (marcador GH/Alu I), produce un cambio de valina (alelo G) por leucina (alelo C) en la posición aminoacídica 127 del gen. En trabajos previos, se ha demostrado que animales portadores del alelo favorable C suelen estar relacionados con un mayor marmoleo y peso de la canal(21,22). Para este marcador, las razas evaluadas presentaron una mayor frecuencia del alelo favorable; este resultado también se presentó para el marcador IGF1/Sna B1, siendo este, una transición T/C localizada en la posición -472 de la región 5´ no codificante del gen IGF1. Algunos estudios han encontrado que, para este marcador, los animales portadores del alelo favorable C, presentan asociación con mayores ganancias de peso al destete que los portadores del alelo T(8,18). El marcador Lep-1180, es una transición no sinónima de citosina (C) por timina (T) localizada en el exón 2 del gen de la leptina, que produce un cambio aminoacídico de arginina a cisteína(23). Algunos estudios han encontrado que los alelos de este marcador se encuentran asociados con el contenido de grasa dorsal y con la suavidad de la carne(16,23). Las poblaciones incluidas en este estudio mostraron una menor frecuencia del alelo T considerado como el alelo favorable para las diferentes características de la canal antes mencionadas. Este resultado puede ser un reflejo de que la presión de selección en las razas para carne en México se ha inclinado por los rasgos que son fáciles de medir y registrar como lo es el peso vivo, más que para aquellos asociados con los rasgos de calidad de la carne(2,12). En la población de la raza Charolais, el análisis de asociación indicó que el marcador PRL+2723 ubicado en el gen Prl tiene un efecto significativo (P= 0.0350) sobre el peso al nacimiento (Cuadro 2). La media del peso en los animales con el genotipo homocigoto CC (44.69 kg) fue 5.66 kg mayor que el genotipo homocigoto TT y 6.43 Kg que el heterocigoto CT.

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Cuadro 2: Marcadores con efecto significativo sobre variables de peso de las razas Charolais y Simmental Raza Genotipo n MMC EE C Loci (P ) Charolais Peso al nacimiento PRL2723 (0.0350) CC 7 44.69 2.64 a CT 42 38.23 1.27 b TT 54 39.03 1.22 b b Peso al destete GHR-6.1 (0.0226) AA* 0 AG 14 187.98 7.41 b GG 59 203.59 5.76 a Simmental LEP-3100 (0.0249)

GHR-6.1(0.0369)

CC CT TT*

75 30 0

AA AG GG

19 35 22

Peso al destete 204.38 225.98 Peso al año 261.24 266.42 237.12

7.11 7.66 -

b a

12.31 a 9.52 a 10.48 b

a a b

MMC= medias de mínimos cuadrados. * Genotipo excluido del análisis de asociación por carecer de observaciones. ab Medias con diferente literal son diferentes (P<0.04). EE= error estándar.

Debido a su papel crucial en el desarrollo de la glándula mamaria, lactogénesis y regulación de la expresión de importantes genes involucrados en la producción de leche, el gen de la prolactina se ha posicionado como un fuerte candidato para la selección asistida por marcadores. En este gen se han identificado algunos SNP con asociación a diferentes rasgos, en particular el SNP PRL-2723, se encuentra localizado en el intrón 1 del gen y aunque ha sido incluido en algunos trabajos de la literatura, hasta la fecha no se ha encontrado efecto positivo o negativo de esta sustitución alélica. En el caso del ganado de carne, cambios en la producción y composición de la leche podrían verse reflejados en la cría(24). Un resultado relevante del análisis de asociación fue el encontrar que el marcador GHR6.1, tuvo efecto sobre dos parámetros de peso vivo en las dos razas evaluadas. En la raza Charolais, el marcador mostró efecto significativo sobre el peso al destete. La media del peso en los animales con el genotipo homocigoto GG (203.59 kg) fue 15.61 kg mayor que el genotipo heterocigoto AG (187.98 Kg). Debido a la baja frecuencia de portadores (n=0), el genotipo AA fue excluido del análisis de asociación. En la población de la raza Simmental, el marcador GHR-6.1 se asoció con el peso al año. Los animales con genotipo AA y AG fueron más pesados al año que los animales con genotipo GG (Cuadro 2). 289

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Como muchos otros genes del eje somatotrópico, polimorfismos localizados en este gen, se han asociado a diferentes rasgos productivos principalmente en ganado lechero. En ganado de carne mexicano, este mismo marcador (GHR6.1) explicó aproximadamente 9 % de la varianza genética (P=0.0877) del peso al nacimiento, con un αG>A=0.509(12); los resultados descritos se obtuvieron en una población constituida por hatos de ganado Charolais localizados en Nuevo León y Sonora(12). Una práctica común de los productores de Charolais en México, es recurrir a las ganaderías de Nuevo León para la compra de material genético para el mejoramiento genético de sus hatos, por lo que evaluar el efecto de estos marcadores sobre los diferentes fenotipos de peso vivo, permitirán validar este locus como candidato para asistir las estrategias de selección de la raza Charolais en México. Este sería el mismo caso de la raza Simmental, ya que en la población estudiada también se encontró asociación del marcador GHR-6.1 con el peso al año. En la población Simmental, también se encontró efecto del marcador LEP-3100 con una asociación importante en el peso al destete. La media de los genotipos CT (225.98 kg) fue de 21.6 kg mayor que él genotipo homocigoto CC. Debido al bajo número de portadores (n= 4), el genotipo TT fue excluido del análisis de asociación. El gen leptina, se considera como uno de los candidatos biológicos más importantes para estudiar el engrasamiento corporal en animales y humanos(19). La leptina es una de las muchas hormonas que participan en la regulación del metabolismo intermediario a través de mecanismos efectores que involucran factores de crecimiento como IGF-1. En ganado bovino, el gen ha sido ampliamente estudiado y se han descrito diferentes polimorfismos que se han asociado a rasgos productivos que involucran el metabolismo de energía, adiposidad y reproducción. El gen también se ha asociado a la regulación del peso corporal, mediando el metabolismo de ganancia de peso(19). El polimorfismo LEP-3100 es una transición en el exón 3 del gen que causa un cambio aminoacídico de Ala>Val en la posición 80. Este polimorfismo se ha asociado positivamente a la composición de ácidos grasos en la carne, particularmente el alelo C de este polimorfismo se asoció positivamente con el contenido del ácido graso C14:1(20). Este es el primer estudio en el que se prueba la asociación de este marcador con el peso al destete el cual es considerado un indicador importante de la ganancia de peso y productividad en la producción de carne dentro de esta raza. Se encontró que los 28 SNP localizados en genes candidatos para crecimiento son polimórficos en las poblaciones analizadas y muestran frecuencias alélicas significativamente diferentes entre las dos razas evaluadas. El análisis de asociación permitió identificar en las dos razas estudiadas, tres marcadores con efecto significativo en los parámetros de peso vivo evaluados.

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Agradecimientos Se agradece el apoyo otorgado por el CONACYT (proyecto clave 294826) y al Instituto Politécnico Nacional (proyecto SIP-IPN No. 20180727) y a los productores ganaderos de Tamaulipas, por su participación y consentimiento para la toma de muestras y uso de la información.

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https://doi.org/10.22319/rmcp.v11i1.5588 Nota de investigación

Comportamiento productivo y valor nutricional de veza común (Vicia sativa l.) durante otoño-invierno en Zacatecas, México

Ricardo A. Sánchez-Gutiérrez a Juan José Figueroa-Gonzáles a José Saúl Rivera Vázquez b Manuel Reveles-Hernández a Héctor Gutiérrez-Bañuelos b Alejandro Espinoza-Canales c*

Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias (INIFAP). Campo Experimental Zacatecas. Calera de V.R., Zacatecas, México. b

Universidad Autónoma de Zacatecas. Unidad Académica de Medicina Veterinaria y Zootecnia. Zacatecas, México. c

Universidad Autónoma de Zacatecas, Unidad Académica de Agronomía. Zacatecas, México.

*Autor de correspondencia: alexespinoza82@live.com.mx

Resumen: El momento óptimo de cosecha y la calidad nutricional esperada de forraje de veza común permitiría mejorar su uso en los sistemas de producción. El objetivo fue determinar la producción de forraje, contenido de proteína cruda y los componentes de rendimiento en seis fechas de corte de veza común durante el ciclo otoño-invierno de riego en Zacatecas. El experimento se sembró el 9 de diciembre del 2016 bajo un diseño experimental completamente al azar con cuatro repeticiones. La cosecha de las plantas se realizó cada 14 días, iniciando a los 47 después de la siembra. Las variables medidas fueron: rendimiento de

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forraje verde y seco, producción de hoja verde y senescente, tallo, flor, vaina y proteína cruda. Los datos se analizaron con medidas repetidas mediante el paquete estadístico SAS. En el forraje verde se observó un incremento (P<0.05) desde el día 47 con 493 kg ha-1 hasta el día 103 con 20,562 kg ha-1. El forraje seco mostró un incremento constante (P<0.05) desde el día 47 con 14 kg MS ha-1 hasta llegar al 103, con 3,796 kg MS ha-1. En proteína cruda se observa un decremento después del día 60 (P<0.05) y se mantiene similar desde el día 75 hasta el 103 con valores desde 27 hasta 29 % base seca. La acumulación más baja fue al 117 con 20.7 %, diferente a los días anteriores (P<0.05). Se concluye que la fecha óptima para el uso en la alimentación del ganado sería alrededor del día 100, al inicio de la floración. Palabras clave: Veza común, Rendimiento, Proteína cruda.

Recibido: 05/09/2018 Aceptado: 19/02/2019

Los forrajes clasificados de buena calidad proteica que se utilizan para el pastoreo o corte son los de más alta demanda para la alimentación animal. En México existen alrededor de 33.5 millones de bovinos y 17.4 millones de ovinos y caprinos que demandan alimento de calidad para satisfacer las necesidades de mantenimiento y de producción(1). La alfalfa (Medicago sativa L.) es el cultivo más utilizado en los sistemas de producción de carne y leche, sin embargo, una de las principales limitantes que presenta, es la disminución de la producción durante los meses de invierno(2). En el norte-centro de México los cultivos alternativos a la alfalfa para el ciclo otoño-invierno son los cereales de grano pequeño como la avena, cebada, trigo y triticale(3), los cuales se caracterizan por su regular o baja calidad proteica cuando presentan su mayor producción de forraje seco(4,5). No obstante, existen leguminosas forrajeras anuales que se utilizan en los sistemas de producción con fines de hacer un uso más eficiente de los recursos, ya que, se obtiene forraje con alto contenido de proteína cruda, y mejoran las propiedades del suelo(6). Veza común se utiliza para henificado o pastoreo y tolera bajas temperaturas hasta por debajo de los -10 oC(7). Tiene la capacidad de responder a la fijación de nitrógeno con mayor cantidad que algunos cereales de grano pequeño, y sobre todo cuando existen las condiciones restringidas de fertilizantes nitrogenados(8,9). El hábito de crecimiento de esta especie llega a ser trepadora cuando se encuentra en competencia con otro cultivo, por lo que se puede asociar con algún cereal(10). Dhima et al(11) reportaron un incremento de forraje desde 3 hasta 33 % cuando se mezcla la veza con avena, triticale o cebada. Lithourgidis et al(12) mencionan que la calidad del forraje de la mezcla no presenta mejoría en la fibra detergente neutro y ácido, en comparación con los cereales, pero la proteína cruda disminuye, debido a que la 295

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veza en monocultivo llega a tener valores desde un 14 hasta 45 %. Un estudio relacionado con la respuesta animal en pequeños rumiantes menciona ventajas con el uso de este cultivo, Berhane y Eik(13) utilizaron como suplemento el forraje henificado desde 0 hasta el 1.5 % del peso vivo de cabras en lactancia, y reportaron que a medida que se incrementa el forraje la producción de leche aumenta del 40 al 50 % al finalizar el periodo de lactación. En corderos alimentados con praderas de cebada y veza, ambos en monocultivo más la suplementación de un concentrado, se logró reducir hasta un 20 % en los costos de alimentación con el uso de la veza(14). En Zacatecas, la veza podría ser un cultivo alternativo a las 21,478 ha que se dedican al cultivo de avena durante el ciclo otoño-invierno(1). Sin embargo, se desconoce tanto la producción y calidad del forraje como la etapa o fecha optima de corte. Por tanto, el objetivo del trabajo fue determinar la producción de forraje, contenido de proteína cruda y los componentes de rendimiento en seis fechas de corte de veza común (Vicia sativa L.), con fines para determinar el momento óptimo de cosecha durante el ciclo otoño-invierno de riego en Zacatecas. El experimento se estableció en el INIFAP-Campo Experimental Zacatecas, ubicado en las coordenadas geográficas de 102° 39’ O y 23°36’ N, a 2,192 msnm. El clima se clasifica como semiárido, la precipitación media anual de 340 mm y el pico se registra en los meses de julio y agosto, la temperatura media oscila de 12.4 a 21.8 oC durante los meses de diciembre a mayo(15). Durante el ciclo del cultivo solo se registraron 29.7 mm, lo que representó un 42 % de lo esperado (Figura 1). Asimismo, el suelo es franco arenoso con pH de 7. El experimento se sembró a tierra venida el 9 de diciembre del 2016 bajo un diseño experimental completamente al azar con cuatro repeticiones. Se instaló un sistema de riego con cintilla superficial y se aplicó una lámina aproximada de 60 cm. La dosis de fertilización fue 60 - 60 Nitrógeno y Fósforo, respectivamente. La siembra se realizó en surcos de 0.76 m a doble hilera de plantas y la cantidad de semilla fue de 80 kg ha-1 (90 % de viabilidad). La unidad experimental fue de ocho surcos de 0.76 m de ancho por 5.00 m de largo, y la parcela útil fueron dos surcos de 5 m de largo por corte, se omitieron los dos surcos de la orilla de la unidad experimental. La cosecha de las plantas se realizó cada 14 días, iniciando a los 47 días después de la siembra (DDS).

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20 18 16 14 12 10 8 6 4 2 0

25 20 15 10 5

Temperatura (0C)

Precipitación (mm)

Figura 1: Precipitación mensual acumulada (mm) y temperatura media (0C) del INIFAPCampo Experimental Zacatecas en el año 2016

0 Diciembre

Enero

Febrero

Marzo

Abril

PRECIPITACION 2016-17

P HISTORICA

TEMPERATURA 2016-17

T HISTORICA

Mayo

Las variables medidas fueron: rendimiento de forraje verde (FV) y seco (FS), producción de los componentes de rendimiento de la materia seca; hoja verde (HJV) y senescente (HJS), tallo (T), flor (F), vaina (V) y proteína cruda (PC) de la planta completa por fecha de corte. La estimación del forraje verde fue a partir de la biomasa que se cortó de la parcela útil a 5 cm del suelo y se pesó. Posteriormente, se tomaron dos muestras al azar de 0.5 kg, una de ellas se separó y pesaron las partes vegetativas de la planta, tallo, hoja verde y senescente, flor y vaina, y la otra fue usada en la determinación de proteína. Después, todas las partes vegetativas y la muestra restante fueron llevadas a una estufa a 55 °C durante 48 h. Por último, se pesaron las muestras y se determinó el porcentaje de materia seca. Con la producción de forraje verde y el porcentaje de materia seca se estimó el rendimiento de forraje seco por hectárea. Las muestras secas con todos los componentes se procesaron en un molino tipo Willy con una criba de un milímetro. El nitrógeno total con el cual se calculó la PC fue mediante el análisis de combustión de Dumas(16). Los datos se evaluaron mediante un análisis estadístico para un diseño de completamente al azar con medidas repetidas, mediante el procedimiento “PROC MIXED” del paquete estadístico de SAS(17). La comparación de medias se realizó mediante Lsmeans y se eligió una probabilidad menor al 5 %(17). Se realizó un análisis de regresión en forraje verde, seco y proteína cruda con la finalidad de observar la tendencia. En la Figura 2 se presenta la dinámica de crecimiento del forraje verde y seco de la veza común bajo condiciones de riego en el ciclo otoño-invierno 2016-2017 en Zacatecas. En el forraje verde se observó un incremento significativo desde el día 47 con 493 kg FV ha-1 hasta el día 103 con 20,562 kg ha-1que fue cuando presentó el pico más alto de producción disminuyendo en los siguientes muestreos (P<0.05). El mejor modelo ajustado fue un 297

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polinomial de tercer grado, debido a que el coeficiente de determinación fue alto (R2=0.904). La dinámica de crecimiento de forraje seco mostró un incremento constante (P<0.05) desde el día 47 con 14 kg MS ha-1 hasta llegar al 103, donde presentó 3,796 kg MS ha-1, días después la producción se mantuvo similar (P>0.05). El modelo polinomial de tercer grado explicó el 96.3 % (R2=0.963) de la variabilidad total de los datos. Los resultados de forraje verde coinciden con los mencionados por Lithoutgidis et al(18) puesto que reportaron 20.49 t MS ha-1 en el pico alto de producción y un comportamiento cuadrático. Los rendimientos de forraje seco se asemejan a la producción obtenida en Zacatecas donde obtuvieron de 2.6 a 4.2 n MS ha-1 en cuatro fechas de cosecha, 85, 92, 106 y 118 días después de la siembra(19), sin embargo, los autores no mencionan diferencias estadísticas entre fechas. La información generada con la dinámica de crecimiento de la veza común en otoño-invierno pudiera ser una herramienta en la toma de decisiones para los diferentes usos de este cultivo. En trabajos de investigación se recomienda la veza como una alternativa para la conservación del suelo, ya que lo protege de la erosión y a la vez incrementa la materia orgánica(20,21). Por lo tanto, la fecha óptima para la utilización de abono verde sería del día 100 al 110 después de la siembra, en vista que es cuando hay suficiente biomasa con la mayor cantidad de agua en el follaje. Lo anterior, sería una condición favorable para que los microorganismos del suelo descompongan y mineralicen la materia orgánica(22).

Figura 2: Dinámica de crecimiento del forraje verde y seco de veza común durante el ciclo otoño-invierno en Zacatecas 2016-2017

Remdimiento (kg ha-1)

25000

y = -0.2563x3 + 62.333x2 - 4539.7x + 103494 R² = 0.9036

FORRAJE VERDE FORRAJE SECO

20000

Polinómica (FORRAJE VERDE) Polinómica (FORRAJE SECO)

15000 10000

y = -0.0306x3 + 7.5012x2 - 526.32x + 11444 R² = 0.9627

5000 0 40

100

110

120

Días despúes de la siembra

En la Figura 3 se presenta la acumulación de proteína cruda y la producción de forraje seco de veza común (Vicia sativa) bajo condiciones de riego en el ciclo otoño-invierno 2016-2017 en Zacatecas. Se observa un decremento de la proteína cruda después del día 60 (P<0.05) y se mantiene similar desde el día 75 hasta el 103 con valores desde 27 hasta 29 %. La acumulación más baja fue al 117 con 20.7 %, diferente a los días anteriores (P<0.05). El 298

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modelo polinomial de tercer grado fue el que mejor se ajustó con un coeficiente de determinación (R2) de 0.99. En veza común la proteína cruda decrece conforme el ciclo finaliza(23), los rangos reportados de floración hasta casi madurez fisiológica fueron desde 32 hasta 14.4 %. Igualmente, en Zacatecas del día 85 al 118 se obtuvieron rangos del 29 al 24 % de PC, sin presentar diferencias estadísticas(19). Uno de los factores principales que afecta la producción animal es la calidad de los alimentos, en forrajes la calidad no solo está ligada al estadio de desarrollo de la panta, sino también a la especie y a la adaptación al medio ambiente. Por lo tanto, para el ciclo otoño-invierno en Zacatecas la fecha óptima de corte sería alrededor del día 100, después el forraje seco se mantiene, pero se disminuye el contenido de la proteína cruda.

Figura 3: Acumulación de proteína cruda (PC) y producción de forraje seco (FS) de veza común durante el ciclo otoño-invierno en Zacatecas 2016-2017 35

4000

3500

3000

2000

1500 1000

y = -0.0003x3 + 0.073x2 - 6.2184x + 204.64 R² = 0.9998

2500

Proteína cruda (%)

Rendimiento forraje seco (kg/ha)

4500

500

Polinómica (PC)

0 60

100

110

120

Días despues de siembra

En el Cuadro 1 se presenta la producción de materia seca de los componentes morfológicos de veza común (Vicia sativa) durante el ciclo otoño-invierno del 2016-2017 en Zacatecas. En el componente de tallos se presenta un crecimiento significativo a partir del día 47 con 26 kg MS ha-1 hasta el día 89, después se mantiene constante (P>0.05) hasta el día 117 con producciones desde 912 hasta 1,091 kg MS ha-1. La producción de hojas verdes comenzó un incremento (P<0.05) desde el día 47 con 30 kg MS ha-1 hasta el día 103 con 1,487 kg MS ha-1, después la producción fue similar. La hoja senescente y la flor se empezaron a registrar a partir del día 103, las producciones fueron similares (P>0.05) entre estos dos últimos cortes, de 661 hasta 1,255 y de 871 hasta172 kg MS ha-1, respectivamente. La producción de vaina se observó en el último corte con 164 kg MS ha-1. Por otro lado, la producción de hoja verde 299

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se mantuvo por encima de tallos, lo cual es un buen indicador de la calidad y consumo de forraje, ya que allí es donde se acumula la mayor cantidad de proteína cruda y es la parte más digestible de la planta(24). A partir del día 103 la veza presentó hojas secas o amarillentas, síntomas que indica el inicio del estadio de desarrollo de la senescencia, proceso en el cual la planta distribuye los nutrientes que se encuentran en dichas hojas para desarrollar la floración y el llenado de grano(25).

Cuadro 1: Producción de los componentes de veza común (Vicia sativa) en base seca y verde (±DE) en seis cortes durante el ciclo otoño-invierno en Zacatecas, 2016-2017 DDS

TLL (kg ha-1)

HJV (kg ha-1)

HJS (kg/ha-1)

FR (kg ha-1)

27±4 a

30±2 d

229±102 b

285±122 c

557±55 c

699±99 bc

913±194 d

1098±474 ab

103

1085±186 d

117

1091±228 d

V (kg ha-1)

1488±348 a

662±469 a

871±194 a

1183±570 a

1256±425 a

172±64 a 164±40

DDS= días después de la siembra; TLL= tallo verde; HJV= hoja verde; HJS= hoja senescente; FR= flor; V= vaina; DE= desviación estándar.

En el presente estudio se determinó que la fecha óptima para realizar el corte es alrededor del día 100, a partir de este día la planta presenta sus componentes de floración, por lo tanto, coincide con algunos autores donde realizaron trabajos de investigación y realizaron el corte en un estadio de la planta de 20 % de floración(10,11,26). Debido a que la veza común tiene las características de ser un componente para el desarrollo de una producción animal sustentable, se recomienda continuar con un programa de selección o mejoramiento genético, puesto que Flores(27) reportó en Zacatecas seis líneas superiores en rendimiento a la veza que se comercializa en México. Por lo tanto, es la importancia de la identificación de líneas con potencial forrajero en monocultivo, con hábitos de crecimiento erecto o semi-erecto las cuales se pudieran mezclar con cereales de grano pequeño. De acuerdo a la dinámica de crecimiento de la veza común, la fecha óptima para la utilización como abono verde sería alrededor del día 100, la cual coincide con el corte para el uso en la alimentación del ganado, ya que se tiene el mejor rendimiento con buena cantidad de proteína cruda. Además, siendo otra alternativa para realizar el corte y lograr el mejor aprovechamiento de la veza cuando inicia el estadio de floración.

300

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https://doi.org/10.22319/rmcp.v11i1.4391 Nota de investigación

“Garrapata Hércules” Eragrostis superba (Peyr), variedad de pasto para zonas áridas y semiáridas

Sergio Beltrán López a Carlos Alberto García Díaz a Catarina Loredo Osti b* Jorge Urrutia Morales a José Antonio Hernández Alatorre a Héctor Guillermo Gámez Vázquez a

Instituto Nacional de Investigaciones Forestales Agrícolas y Pecuarias (INIFAP). CIRNECampo Experimental San Luis. México. b

Universidad Autónoma de San Luis Potosí. UASLP. Facultad de Agronomía y Veterinaria. México.

*Autor de correspondencia: catarina.loredo@uaslp.mx:

Registro SNICS: ERA-002-060608. Fecha de registro: 1° de agosto de 2008.

Resumen: El pasto Garrapata (Eragrostis superba) es una gramínea perenne, de buen valor forrajero, originaria de Sudáfrica, se adapta bien a una amplia gama de suelos y condiciones climáticas. La variedad Hércules proviene de colectas realizadas en el centro y norte de México. Fue evaluada en zonas áridas y semiáridas, en temporal y riego desde 1986 hasta la obtención del registro en el año 2008. El registro otorgado por el Servicio Nacional de Inspección y Certificación de Semillas (SNICS) es: ERA-002-060608. A la fecha, la primera variedad

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registrada para esta especie en México. El rendimiento medio anual por hectárea de esta variedad oscila entre 886 y 1,947 kg de materia seca (MS) en condiciones de temporal, con una media de 1,200 kg MS ha-1 y entre 24.8 y 11.4 t MS ha-1 en condiciones de riego con una media de 18.1 t MS ha-1. Esta variedad de pasto es tolerante a la sequía, de fácil establecimiento y de rápido crecimiento, apetecible para el ganado, resistente al pastoreo y tolerante a la salinidad. Es una especie utilizada para la rehabilitación de agostaderos degradados y conservación de suelo en pastizales de zonas áridas y semiáridas en México. Palabras clave: Eragrostis superba, Nueva variedad, Zonas áridas, Zonas semiáridas.

Recibido: 27/02/2017 Aceptado: 21/03/2019

Origen El pasto Garrapata (Eragrostis superba) Peyr es una gramínea introducida, originaria de Sudáfrica(1), que se distribuye desde Estados Unidos de Norteamérica hasta Argentina(2), es una especie perenne, amacollada, de fácil establecimiento, resistente al pastoreo y de buen valor forrajero, alcanzando hasta 15 % de proteína cruda en primavera(3), con una digestibilidad (DIVMS) de 49.7 %(4); se desarrolla bien en sitios ubicados entre 300 y 2,000 msnm(5), adaptándose a condiciones áridas y semiáridas, crece en amplia variedad de suelos, especialmente en franco arenosos y se recupera bien después de un pastoreo intenso(3,5). La función principal de esta especie es la producción de forraje, sin embargo, también se utiliza para la recuperación de terrenos degradados de zonas áridas, asociado a matorrales y bosques de mezquite y huizache(6,7,8). Produce forraje en buena cantidad, con rendimientos entre 1,200 y 1,800 kg ha en materia seca en temporal(3,5). Se recomienda su utilización preferentemente en verde para mayor aceptabilidad por el ganado(5,6). Es tolerante a condiciones de aridez con precipitaciones entre 250 y 350 mm anuales(5), es tolerante a la salinidad hasta concentraciones de 150 meq/l(9) y protege al suelo contra la erosión(10). Es ampliamente recomendado para la rehabilitación de pastizales degradados ya que muestra buena persistencia(6). Se ha reportado que el pasto garrapata presenta un amplio rango de adaptación a los diferentes tipos de suelos con pH entre 5 y 8(11), ha demostrado ser la especie con mayores probabilidades de éxito ante las irregularidades de la precipitación (3); esta especie tiene un buen desempeño hidrodinámico y no representa un problema serio de dispersión incontrolada(8). Se ha reportado que el pasto garrapata produjo 928 kg/ha contra 567 kg/ha de pasto navajita (Bouteloua gracilis) en condiciones del altiplano Mexicano(12).

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La variedad de pasto Garrapata Hércules proviene de una colecta de 14 accesiones de Eragrostis superba, realizada en los estados del Norte y Centro de México, específicamente en los estados de Chihuahua, Durango, Zacatecas, Coahuila, Nuevo León y San Luis Potosí(13). En 1986 se inició la evaluación de 14 accesiones de Eragrostis superba en lotes de observación bajo condiciones de temporal y excluidas al pastoreo en tres sitios ubicados en el Altiplano de San Luis Potosí, México, siendo estos: Villa de Arriaga (21° 53’ 00’’N, 101° 16’ 00’’W y 2,198 msnm), Venado (22° 52’ 16’’N, 101° 14’ 51’’W y 1,970 msnm) y Soledad de Graciano Sánchez en el Campo Experimental San Luis del INIFAP (22° 14’ 03’’N, 100° 53’ 11’’W y 1,835 msnm). El periodo de observación y mediciones se realizó durante cuatro años consecutivos (1986-1989). Como resultado de estas evaluaciones, se obtuvo que el material sobresaliente fuera la accesión 185515. Esta accesión se seleccionó con base en los criterios de persistencia, rendimiento de forraje, estabilidad y calidad forrajera. La accesión 185515 fue colectada en Tuitán, Durango, ubicado en las coordenadas: 24° 02’ 08’’ N, 104°15’03’’ W, con altitud de 1,882 msnm. Una vez seleccionada esta accesión, se continuó evaluando durante ocho años más, en los sitios antes descritos. Entre los años 1997 y 1999, se cosechó semilla del pasto Garrapata accesión 185515 en esas parcelas de observación, con la finalidad de establecer en el año 2000 un lote de producción de semilla en una superficie de 1,500 m2 en el Campo Experimental San Luis del INIFAP, bajo condiciones de riego, para observar su crecimiento potencial sin limitantes de humedad y con la visión de obtener semilla para llegar a formar una nueva variedad de pasto para las condiciones áridas y semiáridas de México. A partir de 2001 se inició el proyecto de investigación: “Caracterización, descripción, producción y registro de nuevas variedades de pastos”, con énfasis en accesiones sobresalientes para altitudes mayores a los 1,800 m. En el año 2002 se estableció esta accesión en una superficie de riego de 5,000 m2, en el mismo Campo experimental, con el fin de caracterizarla botánicamente y obtener semilla básica. En el año 2004 se establecieron 10 parcelas de validación de una hectárea con el pasto Garrapata accesión 185515 en condiciones de temporal con productores en distintas localidades de la región árida y semiárida de San Luis Potosí, para comprobar su potencial forrajero (Cuadro 1). El rendimiento promedio de estas praderas de temporal osciló entre 1,200 y 2,100 kg MS ha-1.

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Cuadro 1: Localización e información de las parcelas Predio

Localización

Predio El Chilar El Pedregal La Sabanilla, Ejido Santa María del Refugio Tanque Dolores La Mora, Fracción de Triana

Villa de Zaragoza Villa de Zaragoza

21°58’56” 21°57’54”

100°45’30” 100°49’01”

Altura (msnm) 1950 1860

Real de Catorce

23°44’41”

101°17’19”

2505

Real de Catorce Salinas de Hidalgo Villa de Ejido San José de la Peña Guadalupe Villa de La Nopalera, El Leoncito Guadalupe San José del Muerto, Ejido Matehuala Francisco Sarabia La Loma, Ejido Presa Verde Cedral El Cuarejo Cedral

23°39’35”

101°09’48”

1900

22°43’21”

101°39’21”

2050

23°15’46”

100°46’05”

1740

23°22’50”

100°45’18”

1650

23°22’00”

100°48’33”

1720

23°58’29” 23°49’54”

100°41’56” 100°34’37”

1910 1770

En el transcurso de los años 2002 al 2004 se caracterizó la accesión 185515 para obtener la variedad Garrapata Hércules, de acuerdo a un formato preestablecido. La caracterización se realizó en el Campo Experimental San Luis del INIFAP, se evaluó el volumen de producción de semilla por hectárea y su calidad (porciento de germinación, porciento de pureza y viabilidad). Una vez caracterizada la nueva variedad, se sometió a consideración del Servicio Nacional de Inspección y Certificación de Semillas (SNICS) para el posible registro como nueva variedad para zonas áridas y semiáridas. En el año 2008 se obtuvo el registro definitivo por parte del SNICS: ERA-002-060608 para el pasto Garrapata Hércules (Eragrostis superba) Peyr, siendo ésta, hasta la fecha, la única variedad registrada para esta especie en México.

Descripción morfológica de la variedad Las principales características de la variedad Garrapata Hércules son: raíz con ramificaciones profundas (> 50 cm) y crecimiento fibroso; hojas de 30.4 cm de largo y 0.92 de ancho, color verde oscuro, forma acicular; longevidad de 64 días; hábito de crecimiento erecto; tallos color verde oscuro, forma cilíndrica con grosor de 0.24 cm y longitud de 88.8 cm; tamaño de las glumas, lema y palea de 5.0 mm, color de las glumas verde esmeralda; altura de la planta hasta la base de la inflorescencia 69.8 cm; forma de la semilla ovoide, color café oscuro, peso 0.472 mg, largo 1.02 mm y ancho de 0.208 mm; inicio de imbibición 3.0 h (0.13 días), imbibición completa 8.0 h (0.33 días); emergencia de radícula 13.0 h (0.54 días); emergencia del coleoptilo 21.0 (0.88 días); velocidad de germinación: 3.4 plantas/h en cien semillas; días a emergencia: 7; vigor de la plántula: fuerte; capacidad de establecimiento muy alto; 307

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mecanismo de rebrote con yemas basales o de la corona radical; grado de amacollamiento excelente; vigor de la recuperación: excelente; días a emisión de flores: 78; tipo de floración: indeterminado; días al inicio de antesis: 9; densidad de flor por tallo y planta: 62.09 % (viables); días a término de floración: indeterminado; fertilidad predominante de la flor: 12.8 %; número de semillas viables por inflorescencia 1,284; resistencia al acame: bueno; resistencia al desgrane: bueno; tolerancia a plagas: buena; tolerancia a sequía: buena; tolerancia a la quema: buena; tolerancia al frío: regular; tolerancia a la salinidad: regular; tolerancia a la acidez: regular; tolerancia a heladas: mala; tolerancia a inundaciones: buena; persistencia: buena.

Características agronómicas La especie Eragrostis superba (Peyr) variedad “Hércules” se desarrolla bien en zonas áridas y semiáridas, con suelos franco arenosos y arenosos donde la precipitación media oscila entre 250 y 350 mm anuales con buena distribución durante el verano y donde la temperatura media anual es de 16 ºC(5). De acuerdo a las evaluaciones realizadas de 1986 a 1997 en los municipios de Venado, Villa de Arriaga y Soledad de Graciano Sánchez, se estimó que el rendimiento promedio de forraje en materia seca en condiciones de temporal fue de 1,200 kg ha-1 y una altura de planta promedio de 64.8 cm, con una precipitación promedio en diez años de 370 mm anuales. En el Campo Experimental San Luis, con una altitud de 1,835 msnm y en condiciones de temporal, el rendimiento en materia seca fue de 886, 1,330, 1,075 kg MS ha-1 con precipitación anual de 332.2, 364 y 340 mm y alturas de planta de 42, 72 y 64 cm, respectivamente. De 1994 a 1996 se evaluó la variedad Garrapata Hércules en el municipio de Villa de Arriaga con altitud de 2,198 msnm y en condiciones de temporal, el rendimiento fue de 980, 1,370 y 1,947 kg MS ha-1, alturas de planta de 72, 64 y 80 cm y precipitación anual de 286, 394 y 406 mm, respectivamente. El potencial de producción de semilla de especies forrajeras es un factor de gran importancia dentro de comunidades vegetales del pastizal debido al efecto que tiene sobre la dominancia, la regeneración y supervivencia de la especie(14,15,16), una alta producción de semillas, con buen porcentaje de germinación tiene altas probabilidades de buen establecimiento y con buena persistencia(16). En el Campo Experimental San Luis del INIFAP, aplicando riego y la fórmula de fertilización 120-60-00, se obtuvieron 1,651 kg de semilla sin escarificar ha-1, en una sola cosecha al año, con un 80 % de germinación y 82 % de pureza, similar a lo reportado por otros autores(15,16). Con respecto al forraje, se obtuvo un rendimiento de 24.8 t ha-1 en verde y 11.4 t ha-1 en materia seca, en un solo corte anual bajo riego. De acuerdo a una evaluación realizada para determinar el número de semillas, se registraron 1’578,947 cariópsides kg-1 contabilizados a partir de semilla escarificada.

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De acuerdo a un análisis bromatológico realizado a esta variedad se registró que presenta un 38 % de materia seca, contenido de proteína cruda de 10.2 % al inicio de la floración y de 4.6 % a la madurez, con un contenido de proteína digestible de 8.2 y 3.1 %, respectivamente. Cabe señalar que este contenido de proteína es elevado en comparación con la mayoría de las gramíneas presentes en los ecosistemas áridos y semiáridos(17). El contenido de cenizas es de 11.6 y 5.4 %, el de calcio de 0.39 y 0.23 % y el de fósforo de 0.09 y 0.04 % al inicio de la floración y a la madurez, respectivamente.

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Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias

Edición Bilingüe Bilingual Edition

Rev. Mex. Cienc. Pecu. Vol. 11 Núm. 1, pp. 1-310, ENERO-MARZO-2020

ISSN: 2448-6698

CONTENIDO CONTENTS Pags. Producción de leche de vacas en pastoreo de alfalfa (Medicago sativa) en el altiplano mexicano Efecto de la mezcla ensilada de Pennisetum purpureum y Tithonia diversifolia sobre la fermentación ruminal in vitro y su emisión de metano en el sistema RUSITEC

Effect of a Pennisetum purpureum and Tithonia diversifolia silage mixture on in vitro ruminal fermentation and methane emission in a RUSITEC system Vilma A. Holguín, Mario Cuchillo-Hilario, Johanna Mazabel, Steven Quintero, Jairo Mora-Delgado …...................................................................................................................................................................…19

Growth dynamics and senescence of digit grass as a response to several canopy heights

Dinámica de crecimiento y senescencia del pasto pangola como respuesta a diversas alturas de corte José Dantas Gusmão Filho,Daniela Deitos Fries, Braulio Maia de Lana Sousa, Jailson Lara Fagundes, Alfredo Acosta Backes, Daniel Lucas Santos Dias, Sarita Socorro Campos Pinheiro, Fábio Andrade Teixeira..................................................................................................................................................................................................38

Rendimiento y calidad nutritiva del forraje en un sistema silvopastoril intensivo con Leucaena leucocephala y Megathyrsus maximus cv. Tanzania

Forage yield and nutritional quality in Leucaena leucocephala and Megathyrsus maximus cv. Tanzania in an intensive silvopastoral system Manuel Hernández Hernández, Silvia López Or�z, Jesús Jarillo Rodríguez, Eusebio Ortega Jiménez, Sergio Pérez Elizalde, Pablo Díaz Rivera, María Magdalena Crosby Galván...................................................53

Consumo de follaje de Erythrina americana Miller en ovejas Blackbelly x Pelibuey

Erythrina americana Miller foliage intake in Blackbelly x Pelibuey ewes Diana Fabiola Hernández-Espinoza, Jesús Alberto Ramos-Juárez, Roberto González-Garduño, Luz del Carmen Lagunes-Espinoza, María Aurelia López-Herrera, Jorge Oliva-Hernández........................................70

Pasture structure and sheep performance supplemented on different tropical grasses in the dry season

Estructura del pasto, y rendimiento de ovejas suplementadas con diferentes pastos tropicales en la estación seca Leonardo Santana Fernandes, Gelson dos Santos Difante, Marcone Geraldo Costa, João Virgínio Emerenciano Neto, Itânia Maria Medeiros de Araújo, Joederson Luiz Santos Dantas, Antonio Leandro Chaves Gurgel.........................................................................................................................................................................89

In vitro production of porcine embryos with use of chemically semi-defined culture media system

Producción in vitro de embriones porcinos con el uso de un sistema de medios de cultivo químicamente semi-definidos David Urbán Duarte, Horacio Álvarez Gallardo, Sandra Pérez Reynozo, José Fernando De la Torre Sánchez...........................................................................................................................................................102

Transmission of Anaplasma marginale by unfed Rhipicephalus microplus tick larvae under experimental conditions

Transmisión de Anaplasma marginale por larvas no alimentadas de garrapata Rhipicephalus microplus bajo condiciones experimentales Itzel Amaro Estrada, Miguel A. García-Or�z, Jesús F. Preciado de la Torre, Edmundo E. Rojas-Ramírez, Rubén Hernández-Or�z, Francisco Alpírez-Mendoza, Sergio D. Rodríguez Camarillo..............................116

Inclusion of concentrate and growth promoters’ additives in sheep diets on intake, digestibility, degradability, ruminal variables and nitrogen balance

Inclusión de concentrado y de aditivos promotores de crecimiento en las dietas de ovinos sobre el consumo, digestibilidad, degradabilidad, variables ruminales y balance de nitrógeno Marcelo Vedova�o, Camila da Silva Pereira, João Artêmio Marin Beltrame, Ibrahin Miranda Cortada Neto, Anderson Luiz de Lucca Bento, Gabriella de Oliveira Dalla Martha, Maria da Graça Morais, Gumercindo Loriano Franco......................................................................................................................................................................................132

Efecto del propóleo y aceite de orégano sobre parámetros productivos, leucocitos, metabolitos y estabilidad oxidativa de la pechuga de pollo

Supplementation of broiler diets with propolis and oregano oil and its effect on production parameters, leukocytes, metabolites and breast meat antioxidant stability José Inés Ibarra-Espain, Carlos Alfredo Carmona-Gasca, Francisco Escalera-Valente, Fidel Avila-Ramos...............................................................................................................................................................153

Relación genética, formación de biopelículas, movilidad y virulencia de Escherichia coli aislada de mastitis bovina

Genetic relationships, biofilm formation, motility and virulence of Escherichia coli isolated from bovine mastitis Alejandro Sergio Cruz-Soto, Valen�n Toro-Cas�llo, Cris�án Omar Munguía-Magdaleno, José Emmanuel Torres-Flores, Luis Enrique Flores-Pantoja, Pedro Damián Loeza-Lara, Rafael Jiménez-Mejía............167

Caracterización técnica y ambiental de fincas de cría pertenecientes a muy pequeños, pequeños, medianos y grandes productores

Technical and environmental characterization of very small, small, medium and large cow-calf operations in Colombia Ricardo González–Quintero, María Solange Sánchez–Pinzón, Diana María Bolívar–Vergara, Ngonidzashe Chirinda, Jacobo Arango, Heiber Alexander Pantévez, Guillermo Correa–Londoño, Rolando Barahona–Rosales.........................................................................................................................................................................................183

REVISIONES DE LITERATURA Impacto del estrés por calor en la producción de ovinos de pelo. Revisión

Heat stress impacts in hair sheep production. Review Ricardo Vicente Pérez, Ulises Macías Cruz, Leonel Avendaño Reyes, Abelardo Correa-Calderón, María de los Ángeles López Baca, Ana L. Lara Rivera......................................................................................205

Azospirillum spp. en gramíneas y forrajeras. Revisión

Azospirillum spp. in grasses and forages. Review Camila Fernandes Domingues Duarte, Ulysses Cecato, Thiago Trento Biserra, Divaney Mamédio, Sandra Galbeiro............................................................................................................................................223

NOTAS DE INVESTIGACIÓN Soil management and planting spacing effects on establishment of mixed swards of purple stargrass (Cynodon nlemfuensis cv. BRS Lua) and forage peanut (Arachis pintoi cv. Belmonte) in an area of degraded Brachiaria brizantha

Efecto del manejo del suelo y espaciamiento de siembra en el establecimiento de la mezcla de pasto-estrella-púrpura (Cynodon nlemfuensis cv. BRS Lua) y maní forrajero (Arachis pintoi cv. Belmonte) en área degradada de Brachiaria brizantha Divaney Mamédio, Carlos Maurício Soares de Andrade, Aliedson Ferreira Sampaio, Daniele Rebouças Santana Loures ...................................................................................................................................241

Dinámica de crecimiento y curvas de extracción de nutrientes de Pennisetum sp. (Maralfalfa)

Growth dynamics and nutrient extraction curves of Pennisetum sp. (Maralfalfa) Oscar López-As�lleros, Julio Cesar Vinay Vadillo, Yuri Villegas-Aparicio, Isaías López Guerrero, Salvador Lozano-Trejo......................................................................................................................................255

In vitro ruminal degradation of carbohydrate fractions in tropical grasses fertilized with nitrogen

Degradación ruminal in vitro de las fracciones de carbohidratos contenidas en pastos tropicales fertilizados con nitrógeno Erika Andrea Hernández, Francisco Indalecio Juárez Lagunes, Alice N. Pell, Maribel Montero Lagunes, Juan Manuel Pinos Rodríguez, Robert W. Blake..................................................................................266

Frecuencia de SNP en genes candidatos para crecimiento y su efecto en caracteres de peso vivo en ganado para carne de Tamaulipas

Frequency of SNP located in candidate genes for growth and their effect on live weight variables in beef cattle from Tamaulipas Ana María Sifuentes Rincón, Gaspar Manuel Parra Bracamonte, Williams Arellano Vera, Pascuala Ambriz Morales, Antonio Cantú Covarrubias, Víctor Ricardo Moreno Medina.........................................283

Comportamiento productivo y valor nutricional de veza común (Vicia sativa l.) durante otoño-invierno en Zacatecas, México

Yield and nutritional value of common vetch (Vicia sativa l.) during fall-winter in Zacatecas, Mexico Ricardo A. Sánchez-Gu�érrez, Juan José Figueroa-Gonzáles, José Saúl Rivera Vázquez, Manuel Reveles-Hernández, Héctor Gu�érrez-Bañuelos, Alejandro Espinoza-Canales...............................................294

“Garrapata Hércules” Eragrostis superba (Peyr), variedad de pasto para zonas áridas y semiáridas

“Wilman lovegrass Hercules”, Eragrostis superba (Peyr) a grass variety for arid and semi-arid regions Sergio Beltrán López, Carlos Alberto García Díaz, Catarina Loredo Os�, Jorge Urru�a Morales, José Antonio Hernández Alatorre, Héctor Guillermo Gámez Vázquez............................................................304

Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias Rev. Mex. Cienc. Pecu. Vol. 11 Núm. 1, pp. 1-310, ENERO-MARZO-2020

Milk production in dairy cows grazing alfalfa (Medicago sativa) in the central Mexican highlands Vicente Lemus Ramírez, Aurelio Guevara Escobar, Juan Antonio García Rodríguez, Delia Gaspar Sánchez, José Guadalupe García Muñiz, David Pacheco Ríos………………………………………………………..............1

Rev. Mex. Cienc. Pecu. Vol. 11 10 Núm. Núm.4, 1, pp. pp.801-1076, 1-310, ENERO-MARZO-2020 OCTUBRE-DICIEMBRE-2019