PRODUCCIÓN DE GASES DE EFECTO INVERNADERO (GEI) DE CAULOTE

(Guazuma ulmifolia Lam) EN UN SISTEMA in vitro DE FERMENTACIÓN

RUMINAL

Leysver de la Rosa Cancino*, Alejandro Ley de Coss**, Jaime Jorge Martínez

Tinajero**, Carlos Gumaro García Castillo**, Saúl Posada Cruz**, José de Jesús

Maldonado Méndez**

*Tesista, **CA Ganadería Tropical Sustentable, Facultad de Ciencias Agrícolas, CIV, Universidad

Autónoma de Chiapas.

Palabras Claves: Producción de GEI, Rumen, Guazuma ulmifolia Lam,

RESUMEN

El presente trabajo se realizó en el Laboratorio de Biotecnología Animal de la

Facultad de Ciencias Agrícolas, con el objetivo de evaluar in vitro la digestibilidad y

la producción de gases totales, así como los cambios en las poblaciones de

microorganismos del rumen, como una alternativa para optimizar el proceso de

fermentación ruminal con el uso de dietas a base de Caulote (Guazuma ulmifolia

Lam), Pasto Estrella (Cynodon nlemfuensis Vanderyst) y Alimento concentrado

(AC) con 16% de PC y 1150 Mcal de ENl. Se utilizó un diseño completamente al

azar con cinco tratamientos y tres repeticiones. Las variables fueron evaluadas

con el procedimiento GLM y las medias se analizaron con la prueba de Tukey

(SAS, 1998). Se compararon con el procedimiento de mediciones repetidas de

Wilcoxon o pruebas de suma de rangos (SAS, 1998). La digestibilidad de G.

ulmifolia fue superior (P<0.05) a C. nlemfuensis a las 3, 6, 12, 24, 48, 72 y 96 h de

incubación, aunque el alimento concentrado (AC) fue superior (P<0.05) a ambos

con 68% de DIVMS. El tratamiento con alimento concentrado tuvo la menor

producción de gases totales (P>0.05), a mayor concentración de G. ulmifolia en

los tratamientos, la cantidad de gases totales fue menor (P>0.05).

INTRODUCCIÓN

La ganadería extensiva ha provocado destrucción de selvas y bosques

debido a la acelerada deforestación dando sucesión a monocultivos y pastos, esto

contribuye a la producción de gases de efecto invernadero causando un

desequilibrio ecológico. Además, los rumiantes son responsables de alrededor del

23 % de la producción de metano global. Esto es una consecuencia inevitable de

la fermentación de los carbohidratos en el rumen (Gil 2004).

El mejoramiento de la dieta se considera una alternativa viable para

aminorar la producción de metano y para disminuir las pérdidas energéticas en el

animal, con sistemas estratégicos de suplementación con el empleo de plantas,

árboles y arbustos de leguminosas, entre otras estrategias, esta puede ser capaz

de cumplir los propósitos debido a la presencia de metabolitos secundarios, tales

como taninos y saponinas capaces de ejercer efectos defaunantes y mejorar las

características fermentativas a nivel ruminal (Galindo et al. 2009). El caulote

(Guazuma ulmifolia Lam.) es una fuente alterna de alimento para el rumiante, ya

que se busca mejorar la ración para optimizar el proceso de fermentación, dado

que el valor nutricional de sus hojas y frutos es superior al de las plantas

herbáceas, en el contenido de proteína bruta.

El objetivo de este estudio fue evaluar el potencial nutricional de Caulote

(Guazuma ulmifolia Lam) en sus diferentes niveles de concentración para reducir

la producción de gases de efecto invernadero.

MATERIALES Y METODOS

La investigación se realizó en el Laboratorio de Biotecnología de la Facultad

de Ciencias Agrícolas, UNACH. Para determinar digestibilidad in vitro de materia

seca (DIVMS), En tubos de cultivo 18 x 150 mm (por triplicado) se adicionaron 9

mL de medio de cultivo anaerobio (MCA) con flujo de CO2, de acuerdo a Cobos

y Yokoyama (1995). Más 0.2 g de G. ulmifolia, C. nlemfuensis y Concentrado

(AC). Fueron inoculados con 0.5 mL de LRF, y se incubó en una estufa (Felisa

FE-133ª, Fabricantes Feligneo, México) a 38 °C. La digestibilidad tuvo periodos

de incubación de (3, 6, 12, 24, 48, 72 y 96 h), posteriormente se filtró el material

residual en papel Whatman N° 40, previamente pesado y con la ayuda de una

bomba de vacío (NOVATECH EV-58, México) se extrajo el residuo, el cual se

pesó en una balanza analítica (Ohaus Corporation E0RR80, EE.UU).

La producción de gases se midió en sistemas de fermentación artificial

anaerobio. Para ello se adicionaron 250 mL de medio de cultivo anaerobio para

mantener a los microorganismos del rumen, se adicionaron 20 g de las dietas a

base Guazuma ulmifolia (G), Cinodon nlemfuensis (C) y Concentrado (AC) con

16% de PC y 1150 Mcal de EN/. (T1, 100% C); (T2, 20% G + 70% C + 10% AC);

(T3, 40% G + 50 C + 10% AC); (T4, 60% G + 30% C + 10 AC); (T5, 100% AC). El

medio de cultivo fue inoculado con 200 mL de LRF. Se incubaron en un periodo de

24, 48, 72 h. Se sometieron a baño maría a 38 °C. La presión de gases se midió

con un manómetro cada 24 h. Luego a las 72 h se procedió a medir los gases por

presión y por el principio de pascal. La captura de gases se realizó por un

sistema en globo. La concentración CO2 y CH4 se midió (L por g de MO digerida) y

se analizó en un cromatografo de gases (Equipo Perkin-Elmer Claurus 500; EE.

UU.) Con una columna capilar empacada ELITE-FFAB Perkin-Elmer (15m), Se

usó una solución calibradora de H2 Y CH4 de 11 Y 89%, respectivamente.

Para determinar la concentración de bacterias totales se extrajo del

fermentador 1mL de medio de cultivo y se colocó en tubos eppendoff, se adicionó

(por triplicado) 1 mL de Formaldehido y una gota de azul de metilo. El conteo se

realizó en una cámara Petroff-Hausser en un microscopio (NATIONAL objetivo

100x).

Para determinar la concentración de bacterias celulolíticas se desarrolló un

medio de cultivo y se adicionó una tira de papel celulosa (papel whatman N° 40)

que sirvió como fuente de carbohidratos para las bacterias, se inoculó con 0.5 mL

de LRF posteriormente se realizaron diluciones de 10-1 hasta 10-13 con tres

repeticiones por tratamiento. Todas las muestras se incubaron a 38 °C. La

concentración de bacterias se calculó mediante la técnica determinada NMP y de

acuerdo a los tubos que presentaron degradación de papel celulosa.

Se utilizó un diseño completamente al azar con cinco tratamientos y tres

repeticiones. Las variables fueron evaluadas con el procedimiento GLM y las

medias fueron analizadas con la prueba de Tukey (SAS, 1998). El procedimiento

de mediciones repetidas de Wilcoxon o pruebas de suma de rangos (SAS, 1998)

se utilizó para determinar diferencias estadísticas (P<0.05) .

RESULTADOS Y DISCUSIÓN.

La DIVMS de G. ulmifolia es superior (P<0.05) a la de pasto Cynodon nlemfuensis

a las 3, 6, 12, 24, 48, 72 y 96 h. pero el alimento concentrado (AC) es superior

(P<0.05) a ambos con 68% de DIVMS al final de incubación por su contenido

nutricional. El árbol forrajero tuvo una mayor digestibilidad y disponibilidad de

nutrientes que el pasto C. nlemfuensis.

T1, Guazuma ulmifolia Lam (Caulote); T2, Cynodon nlemfuensis (pasto Estrella); T3, Alimento concentrado (16% de PC y 1150 Mcal de EN); a, b, y c, Medias con diferente letra en una hilera son diferentes (p≤0.05); E.E.M, Error estándar de la media.

La producción de GEI se observa en el tratamiento 1 y 2 compuesto por la especie

forrajera presenta mayor cantidad de gas producido, puede ser por la baja calidad

nutricional y poca digestibilidad. La cantidad de gases fue reduciendo (P<0.05) a

medida que se aumentó la cantidad de G. ulmifolia y se redujo la cantidad de C.

nlemfuensis, la cantidad de gases totales se redujo. En el AC hubo menor

Cuadro 1. Digestibilidad in vitro de la materia seca

TRAT.

TIEMPO DE INCUBACIÓN (HORA)

3H 6H 12H 24H 48 H 72H 96H

T1 28.9ab 29.4b 35.6b 36.1b 37.1b 39.4b 39.8b

T2 9.5b 10.3c 17.2b 25.6c 23.6c 33.9b 36.3b

T3 41.3a 43.2a 63.1a 61.6a 61.7a 60.8a 68.0a

EEM 81.1 15.3 88.9 7.9 11.1 17.8 3.9

producción de gas (P<0.05) que en los tratamientos con AF y pasto. Sin embargo

las cantidades de gases se fueron reduciendo con la inclusión de G. ulmifolia en

los tratamientos, se ha reportado sin embargo será necesario determinar las

proporciones de C02 y CH4 que están siendo liberados.

Cuadro 2. Producción de gases totales de la materia seca fermentada (MSF).

TRAT.

mL de gases totales g-1 de MSF

TIEMPO DE INCUBACIÓN (HORA)

24 48 72

T1 5.47a 10.35a 16.40a

T2 5.49a 11.20a 16.38a

T3 4.15ab 7.63b 12.45b

T4 3.68b 7.5b 11.26b

T5 2.2c 4.087c 7.03c

E. E. M 0.078 0.25 0.20 Guazuma ulmifolia Lam (G), Cynodon nlemfuensis (C), Alimento concentrado (AC), T1, 100% C; T2, 20% G + 70% C + 10% AC; T3, 40% G + 50 C + 10% AC; T4, 60% G + 30% C + 10 AC; T5, 100% AC; a, b, y c, Medias con diferente letra en una hilera son diferentes (p≤0.05); E.E.M, Error estándar de la media.

En el cuadro 3, la concentración de bacterias totales no hubo cambios entre los

tratamientos al termino de incubación entre los cinco tratamientos.

Cuadro 3. Concentración de bacterias totales

TRATAMIENTO

TIEMPO DE INCUBACIÓN (HORA)

24H 48H 72H 96H T1 1.74 X 109a 6.96 X 109a 9.28 X109a 1.16 X 1010a

T2 2.30 X109 a 9.20 X 109a 1.23 X1010a 1.53 X 1010a T3 1.65 X 109a 6.60 X 109a 8.80 X109a 1.10 X 1010a

T4 2.00 X 109a 8.00 X 109a 1.07 X 1010a 1.33 X 1010a

T5 1.67 X 109a 6.68 X 109a 8.91 X 109a 1.11 X 1010a

EEM 13.50 26.89 13.67 12.95 Guazuma ulmifolia Lam (G), Cynodon nlemfuensis (C), Alimento concentrado (AC), T1, 100% C; T2, 20% G + 70% C + 10% AC; T3, 40% G + 50 C + 10% AC; T4, 60% G + 30% C + 10 AC; T5, 100% AC; a, b, y c, Medias con diferente letra en una hilera son diferentes (p≤0.05); E.E.M, Error estándar de la media.

Estos procesos dependen, en lo fundamental, de diferentes factores tales como la

proporción y nivel de consumo, el contenido de digestibilidad, así como la

eficiencia de utilización por el animal (La O et al. 2009).

Los resultados que se obtuvieron a partir de la investigación demuestran que es

posible utilizar el follaje de árboles y arbustos que representa una tecnología

viable que podría mejorar la producción de la fermentación microbiana para

reducir las emisiones de GEI. Se puede concluir que la inclusión de niveles de

Guazuma ulmifolia puede reducir considerablemente las cantidades de gases

totales cuando se evalúa en condiciones in vitro. Por tener mayor digestibilidad,

disponibilidad de nutrientes y contenido de proteína.

LITERATURA CITADA Carmona, J. C., D. M. Bolivar, L. A. Giraldo. 2005. El gas metano en la producción

ganadera y alternativas para medir sus emisiones y aminorar su impacto a nivel ambiental y productivo. Rev Col Cienc Pec. 18 (1) 49-63.

Cobos, M. A., and M. I. Yokoyama. (1995). Clostridium paraputrificum variedad

Ruminantium: colonization in vitro observed by scanning electron microscopy. In: Wallace, R. J. and A Lahlou-Kassi (eds). Rumen Ecology Research Planning.

Galindo J., Marrero Y., Ruiz, T. E., González, N., Díaz, A., Aldama A. I., Moreira,

O., Hernández J. L.; Torres V., Sarduy L. (2009). Efecto de una mezcla múltiple de leguminosas herbáceas y Leucaena leucocephala en la población microbiana y productos fermentativos del rumen de añojos mestizos de Cebú. Revista Cubana de Ciencia Agrícola, vol. 43, núm. 3, pp. 259-264 Instituto de Ciencia Animal La Habana, Cuba.

Gil, S.B. (2004). Sistema de producción de carne bovina: Engorde intensivo

(feedlot). Elementos que intervienen y posibles impactos en el medio ambiente.