| Livestock Research for Rural Development 26 (1) 2014 | Guide for preparation of papers | LRRD Newsletter | Citation of this paper |
La calidad del ensilaje depende de la velocidad de acidificación durante la fermentación; los azúcares se convierten en ácidos orgánicos que inhiben el crecimiento microbiano, cuya actividad reduce la calidad nutricional del ensilaje. El objetivo de este trabajo fue evaluar los efectos de la adición de vinaza de caña sobre la composición y el perfil de fermentación del ensilaje de maíz. El estudio evaluó tres niveles de inclusión (3, 6 y 9% de la masa de ensilaje) y tres concentraciones de vinaza (10, 20 y 30%) para un total de 9 tratamientos con 5 repeticiones cada uno. Las variables evaluadas fueron la composición nutricional y el perfil de fermentación de los ensilajes. Los datos fueron analizados a través de un modelo mixto considerando como efectos fijos los factores nivel de inclusión, concentración y su interacción y como efecto aleatorio la repetición. Las diferencias entre medias fueron determinadas a través de la prueba de Tukey (p<0.05), SAS (2001).
El nivel óptimo de inclusión y concentración de vinaza que favoreció el perfil de fermentación de los ensilajes fue hallado por medio de un análisis de superficies de respuesta, SAS (2001). La inclusión de vinaza incrementó el contenido de humedad, el pH y las concentraciones de ácido acético en los ensilajes. Estas dos últimas variables fueron incrementadas por el considerable aporte de potasio realizado por la vinaza. Las concentraciones de fibra detergente neutro, calcio y fósforo no fueron afectadas por los tratamientos evaluados. La vinaza no tuvo el efecto acidificante esperado debido a la presencia de sales de fósforo, potasio, calcio y magnesio que tuvieron un efecto tampón durante el proceso de fermentación. La inclusión de hasta el 9% de vinaza permitió obtener ensilajes con adecuado perfil de fermentación y calidad nutricional.
Palabras clave: composición nutricional, fermentación, pH
Silage quality depends on the rate of acidification in the fermentation process. The sugars are converted to organic acids that inhibit growth and microbial activity, thus improving the nutritional quality of the silage. The aim of this study was to evaluate the effects of adding sugarcane vinasse on the composition and profile of maize silage fermentation. The study evaluated three inclusion levels (3, 6 and 9% of the silage mass) and three concentrations of vinasse (10, 20 and 30%) for a total of 9 treatments with 5 repetitions each. The variables evaluated were the nutritional composition and fermentation profile of the silage. Data were analyzed using a mixed model considering as fixed effects: level, concentration and their interaction. The repetition was considered as random effect. Differences between means were determined by Tukey's test (P <0.05), SAS (2001). The optimal level of inclusion and vinasse concentration, which improving the fermentation profile of the silage was found by means of a response surface analysis, SAS (2001).
The inclusion of sugarcane vinasse increased moisture content, the pH and concentrations of acetic acid in the silage. The latter two variables were increased due the considerable contribution of potassium of the vinasse. Concentrations of neutral detergent fiber, calcium and phosphorus were not affected by the treatments evaluated. Vinasse had no acidifying effect, due to the presence of salts of phosphorus, potassium, calcium and magnesium. These salts had a buffer effect during the fermentation process. The inclusion of up to 9% of vinasse yielded silages with good nutritional quality and suitable fermentation profile.
Key words: fermentation, nutritional composition, pH
El ensilaje es una de las principales estrategias de conservación de alimento para épocas criticas. La calidad del material ensilado está determinada por la velocidad del proceso de acidificación, las condiciones de anaerobiosis, la capacidad tampón del forraje y su contenido de humedad (Lara 2011). Durante el proceso de fermentación, los azúcares se convierten en ácidos orgánicos, principalmente acido láctico y ácido acético, responsables de la rápida caída del pH, la cual inhibe el crecimiento microbiano responsable de la descomposición del material ensilado. Cuando se presenta una alta capacidad amortiguadora del material ensilado, los microorganismos aerobios se mantienen activos durante un periodo prolongado, reduciendo la cantidad de hexosas y pentosas disponibles para las bacterias acido lácticas; por lo tanto se retrasa la acidificación y se produce la fermentación secundaria por clostridios, donde el ácido láctico se convierte en ácido butírico, seguido por un aumento en el pH y el deterioro del ensilaje. (Dunière et al 2013). Por otra parte, si el proceso de fermentación avanza lentamente o es insuficiente, una mayor proporción de la proteína puede ser degradada por la actividad microbiana, lo que resulta en un aumento del nivel de amoniaco (NH3). Elevadas concentraciones de NH3 y acido butírico pueden reducir el consumo de alimento de los animales (Rook and Gill 2000; Steen et al 1998).
Durante el proceso de ensilaje, pueden ser utilizados aditivos, entre ellos los acidificantes, que promueven la rápida caída del pH inhibiendo el crecimiento microbiano, reduciendo la pérdida de nutrientes, previniendo el deterioro del material ensilado y favoreciendo la estabilidad anaeróbica del ensilaje (Lara 2011; Dunière et al 2013).
La vinaza de caña tiene potencial para ser utilizada como un aditivo en la elaboración de ensilajes, ya que se caracteriza por ser un líquido con pH ácido (3 a 5), una buen aporte de minerales, nitrógeno y energía que pueden ser aprovechados durante el proceso fermentación. Dados los grandes volúmenes de producción de este residuo agroindustrial por las fabricas de licores y biocombustibles y su alto poder contaminante, la utilización de vinaza en la alimentación animal puede contribuir a reducir su impacto negativo en el ambiente (Larrahondo 2009).
El objetivo de este trabajo fue evaluar los efectos de la adición de vinaza de caña sobre la composición y perfil de fermentación del ensilaje de maíz.
El material ensilado provino de dos híbridos de maíz, ICA-109 e ICA-305, sembrados en la Hacienda “El Progreso”, propiedad de la Universidad de Antioquia, ubicada en la vereda el Hatillo, del municipio de Barbosa –Antioquia. La cual se encuentra en una zona de vida bh-PM (bosque húmedo Premontano- Clasificación Holdridge 1971), a 1540 msnm, temperatura promedio de 22°C y una humedad relativa del 80%. El maíz fue sembrado con una densidad de 30 kg de semilla/ha, una distancia entre surcos de 30 cm y 20 cm entre plantas. La cosecha se realizó 100 días después de la siembra, cuando el grano de maíz se encontraba en estado lechoso, lo cual indica que la planta ha alcanzado su estado de madurez (Lara 2011).
Se evaluaron tres niveles de inclusión (3, 6 y 9%) en tres concentraciones de vinaza (10, 20 y 30%) (v/v). El pH para cada nivel de concentración fue 4.65, 4.61 y 4.61, respectivamente. Se utilizó como control un tratamiento sin adición de vinaza.
El forraje fresco fue picado a un tamaño promedio de 3 cm, empleándose una picadora estacionaria. El material vegetal fue ensilado en tubos de “PVC” de 10 cm de diámetro y 40 cm de largo, con peso conocido y capacidad para contener aproximadamente 3 kg de forraje verde. El material fue compactado y los silos fueron sellados, pesados, marcados y almacenados en un lugar seco a temperatura ambiente.
Para la medición de los cambios de pH a través del tiempo se utilizaron microsilos, 10 réplicas por cada tratamiento, elaborados en bolsas plásticas de 0,0063 mm de espesor y capacidad de 1 kg, el material fue compactado y las bolsas fueron selladas, pesadas y marcadas.
Para acompañar el comportamiento del pH en los ensilajes a través del tiempo, los microsilos fueron abiertos en los días 2, 3, 5, 7, 10, 13, 16 y 19. Después de abiertos, una muestra liquida (50 ml) de cada tratamiento fue colectada para determinar la variación en la concentración de hidrogeniones. Los tubos de PVC fueron abiertos 57 días después del ensilaje. El material ensilado se exprimió para obtener una muestra líquida sobre la cual fue determinado el pH y la concentración de nitrógeno amoniacal (N-NH3) por el método de Kjeldahl (AOAC 2005). Después de estas determinaciones el liquido restante (20 ml, aprox.) fue acidificado con ácido sulfúrico al 96% hasta lograr un pH entre 2.0 y 2.5, y almacenado a una temperatura entre 0 y 4 °C para posterior determinación de los ácidos grasos volátiles (AGV) (acético, propiónico y butírico) por cromatografía gaseosa, según el procedimiento descrito por Packett y McCune (1965).
La parte sólida de los ensilajes fue homogenizada y secada en estufa de ventilación forzada (65°C, 48 h). Se determinaron las concentraciones de materia seca (MS) según el procedimiento de AOAC (2005), fibra detergente neutra (FDN) y fibra detergente acida (FDA) según Van soest (1991), hemicelulosa (HEM) por diferencia entre FDN y FDA, proteína cruda (PC) por el método de Kjeldahl (AOAC 2005), cenizas por incineración a 550°C por 4 horas y calcio y fósforo por valoración con EDTA y fotocolorimetría, respectivamente (Ayala 2004).
Para comparar el efecto de la inclusión de vinaza y su concentración sobre la composición química y el perfil de fermentación del material ensilado se utilizó un arreglo factorial 3 x 3 (tres niveles de inclusión x tres concentraciones) con 5 repeticiones por tratamiento.
yijk = μ + Ai + Bj +(AB)ij + C(ij)k + εijk i = 1,…,a; j = 1,…,b;
k = 1,…,n
yijk = Observación K en el nivel I del factor A y nivel
j del factor B
µ= Media general
Ai= Efecto de la concentración de vinaza
Bi= Efecto del nivel de inclusión
(AB)ij= Efecto de la interacción de la i-esima
concentración con el j-esimo nivel de adición
C(ij)k= Efecto aleatorio de la repetición
εijk = Error aleatorio N(0, σ²)
Los datos fueron analizados empleando un modelo mixto, considerando como efectos fijos el nivel de inclusión, la concentración de vinaza y su interacción y como efecto aleatorio la repetición. Las diferencias entre medias fueron determinadas a través de la prueba de Tukey (p<0.05) con el paquete estadístico SAS (2001). Para comparar el tratamiento control con los tratamientos que incluyeron vinaza una prueba de contrastes ortogonales (p<0.05) fue realizada con ayuda del procedimiento CONTRAST de SAS (2001).
Para determinar el nivel de inclusión y la concentración de vinaza adecuados para favorecer el perfil de fermentación de los ensilajes, se realizó un análisis de superficies de respuesta.
El comportamiento del pH en los ensilajes a través del tiempo se observa en la figura 1. En el segundo día, los ensilajes alcanzaron valores de pH ácidos ubicados entre 3.8 y 3.9, estos fueron disminuyendo constantemente a través del tiempo logrando un descenso importante al día trece, donde todos los ensilajes lograron un pH inferior hasta 3.6.
El ensilaje sin vinaza y con el nivel de inclusión del 3% favorecieron la disminución marcada del pH, alcanzando valores menores a 3.5 el día 19, a diferencia de los ensilajes con los mayores niveles de inclusión (6 y 9% ) que alcanzaron valores de pH cercanos a 3.6. La disminución del pH observada en los ensilajes, es indicio de un buen proceso fermentativo, como consecuencia de un rápido inicio de la fermentación láctica, la cual reduce el pH del ensilaje de una manera rápida y eficiente mediante la producción de acido láctico (Seglar 2003), este hecho contribuye positivamente a la conservación de los nutrientes del material ensilado (Tomich et al 2003).
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| Figura 1. Comportamiento del pH en los
ensilajes, a través del tiempo, según nivel de inclusión de la
vinaza. sv: sin vinaza, 3: inclusión del 3% de vinaza en la masa total del ensilaje, 6: inclusión del 6% de vinaza en la masa total del ensilaje, 9: inclusión del 9% de vinaza en la masa total del ensilaje. |
El efecto del nivel de inclusión y la concentración de vinaza sobre el perfil de fermentación de los ensilajes se describe en la Tabla 1. El promedio del pH del tratamiento control (3.5) fue significativamente menor con respecto al promedio de los tratamientos con vinaza (3.6). El aumento en los niveles de inclusión de vinaza 3, 6 y 9% favorecieron el aumento los valores de pH (3.5, 3.6 y 3.6, respectivamente), igualmente el aumento en la concentración de vinaza (10, 20 y 30%) contribuyó al incremento significativo en el valor de pH (3.5, 3.6 y 3.6, respectivamente).
Las combinaciones del nivel de inclusión y la concentración de vinaza no tuvieron efecto sobre la disminución del pH (Tabla 1). El tratamiento control presentó un valor de N-NH3 de 1.3 g N-NH3/kg de nitrógeno, significativamente mayor que el promedio de los tratamientos con vinaza (0.8 g NH3/kg N), lo que indica que la vinaza favoreció la disminución de N-NH3 de los ensilajes evaluados. La inclusión, la concentración y la interacción de estos factores no fueron significativas para esta variable.
| Tabla 1. Efecto del nivel de inclusión y la concentración de vinaza sobre el perfil de fermentación del ensilaje de maíz. | |||||||
| Variables | pH | N-NH3 g/kg de nitrógeno total |
Ac. Acético, %MS |
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| Parámetros | Media | DE | Media | DE | Media | DE | |
| Tratamiento control | 3.5 | 0.0 | 1.3 | 0.2 | 2.9 | 0.4 | |
| Factor Inclusión | 3% | 3.5 | 0.0 | 0.9 | 0.1 | 8.6 | 5.0 |
| 6% | 3.6 | 0.1 | 0.8 | 0.1 | 8.4 | 6.7 | |
| 9% | 3.6 | 0.1 | 0.8 | 0.1 | 11.8 | 4.2 | |
| Factor Concentración | 10% | 3.5 | 0.0 | 0.7 | 0.1 | 11.0 | 9.6 |
| 20% | 3.6 | 0.1 | 0.8 | 0.2 | 9.5 | 0.0 | |
| 30% | 3.6 | 0.0 | 0.9 | 4.3 | 8.4 | 6.6 | |
| Interacción | |||||||
| Inclusión | Concentración | ||||||
| 3% | 10% | 3.5 | 0.02 | 0.8 | 0.1 | 6.5 | 3.4 |
| 20% | 3.6 | 0.04 | 0.9 | 0.1 | 9.8 | 5.5 | |
| 30% | 3.6 | 0.03 | 0.9 | 0.0 | 9.5 | 6.0 | |
| 6% | 10% | 3.5 | 0.03 | 0.7 | 0.1 | 9.9 | 8.9 |
| 20% | 3.6 | 0.15 | 0.9 | 0.2 | 9.4 | 5.2 | |
| 30% | 3.6 | 0.01 | 0.9 | 0.1 | 6.1 | 5.9 | |
| 9% | 10% | 3.6 | 0.02 | 0.8 | 0.1 | 16.5 | 2.5 |
| 20% | 3.6 | 0.10 | 0.8 | 0.2 | 9.4 | 2.3 | |
| 30% | 3.6 | 0.02 | 0.8 | 0.0 | 7.8 | 7.8 | |
| p – Value | |||||||
| Control vs Vinaza | 0.01 | 0.03 | 0.02 | ||||
| Inclusión | 0.01 | NS | NS | ||||
| Concentración | <.01 | NS | NS | ||||
| Interacción, Inc x Conc¹ | NS | NS | NS | ||||
| ¹Inc x Conc: interacción entre la inclusión y la concentración de vinaza | |||||||
El comportamiento en el pH (Tabla 1) de los ensilajes evaluados no fue el esperado con la inclusión de la vinaza. La vinaza a pesar de su pH ácido, no provocó una disminución importante en el pH, por el contrario, su participación indujo a un incremento en sus valores. Dicho comportamiento pudo estar favorecido por el mayor contenido de sólidos totales de la vinaza, gracias al efecto buffer de las sales de fósforo, potasio, calcio y magnesio.
Los promedios de pH de los ensilajes con y sin vinaza 3.5 y 3.6, respectivamente, son apropiados para un ensilaje de buena calidad (Tomich et al 2003), estos pH bajos se logran con facilidad en los ensilajes de maíz debido a su alto contenido de carbohidratos solubles (Vilela 1985) que favorecen la producción de acido láctico y por lo tanto la rápida disminución del pH en el ensilaje. Valores de pH inferiores a 4.2 favorecen la inhibición del crecimiento clostridial y de lactobacillus productores de acido butírico y dióxido de carbono disminuyendo su calidad nutricional (Lara 2011).
Los bajos niveles de N-NH3 en todos los ensilajes están asociados con los bajos valores de pH observados. El pH óptimo para la actividad de las proteasas es cercano a 6 y su actividad va disminuyendo en forma lineal con la caída del pH (Muck 1988). Por su parte, la disponibilidad de carbohidratos de rápida fermentación en el ensilaje de maíz, reduce la posibilidad de que los microorganismos degraden proteína para obtener energía y se incrementen los niveles de N-NH3 en el ensilaje (Finguerut 2002). De acuerdo con Ferreira (2001), un ensilaje de buena calidad debe presentar una concentración de N-NH3 menor al 10% del N total. Todos los ensilajes evaluados exceptuando el tratamiento control, presentaron concentraciones de N-NH3 inferiores al 10%.
La inclusión de vinaza está favoreciendo la producción de ácido acético, posiblemente por presentar valores de fenoles hasta de 542 mg L-¹ de ácido gálico (Robles y Villalobos 2013), los cuales en presencia del oxigeno en la fase inicial del ensilaje y con la ayuda de bacterias aeróbicas (Acetobacter) (Seglar B 2003), contribuyen a la producción de este ácido. El ácido acético en los ensilajes con vinaza puede contribuir con la inhibición del crecimiento de levaduras y mohos que deterioran la calidad del material ensilado (Filya 2004).
Los ácidos grasos volátiles como propiónico y butírico no fueron detectados en los ensilajes. pH ácidos disminuyen la actividad microbiana y por tanto la producción de este tipo de ácidos orgánicos (Seglar B 2003).
El efecto de la inclusión de vinaza en tres concentraciones sobre la composición nutricional de los ensilajes se describe en la Tabla 2. La concentración de MS en el tratamiento control (22.0%) fue mayor con respecto al promedio de los tratamientos con vinaza (18%) (p<0.05). Los valores de MS registrados para los niveles de inclusión 3, 6 y 9% fueron 18.0, 17.6 y 18.2%, respectivamente, mostrándose estadísticamente equivalentes entre sí. La adición de vinaza en diferentes concentraciones no tuvo efecto sobre las concentraciones de MS en los ensilajes (p>0.05) (Tabla 2). Los valores de la MS de los ensilajes tuvieron un comportamiento independiente de la interacción entre los niveles de inclusión y las concentraciones de la vinaza (p>0.05).
| Tabla 2. Efecto del nivel de inclusión y la concentración de vinaza sobre la composición nutricional del ensilaje de maiz | ||||||||||||
| Variables | MS %¹ | FDN² | FDA | HEM | PC | |||||||
| Parámetros | Media | DE | Media | DE | Media | DE | Media | DE | Media | DE | ||
| Tratamiento control | 22.0 | 1,1 | 56.2 | 3.1 | 29.0 | 2.2 | 27.1 | 1.3 | 6.3 | 0.7 | ||
| Factor inclusión | 3% | 18.0 | 1,6 | 59.1 | 3.1 | 31.9 | 1.6 | 27.2 | 2.1 | 7.9 | 1.7 | |
| 6% | 17.6 | 0.6 | 57.3 | 1.3 | 29.5 | 1.2 | 27.7 | 1.0 | 8.6 | 0.4 | ||
| 9% | 18.2 | 1.1 | 56.7 | 1.2 | 28.0 | 0.8 | 28.6 | 0.9 | 8.6 | 0.5 | ||
| Factor concentración | 10% | 17.3 | 0.6 | 59.1 | 2.6 | 30.9 | 1.1 | 28.2 | 2.1 | 8.7 | 0.8 | |
| 20% | 18.3 | 2.0 | 57.4 | 2.0 | 29.7 | 1.4 | 27.7 | 1.0 | 8.3 | 0.8 | ||
| 30% | 18.3 | 0.9 | 56.6 | 1.6 | 28.9 | 1.1 | 27.6 | 0.9 | 8.1 | 1.4 | ||
| Interacción | ||||||||||||
| Inclusión | Concentración | |||||||||||
| 3% | 10% | 17.6 | 0.2 | 60.8 | 4.4 | 32.9 | 1.2 | 27.8 | 4.2 | 8.2 | 0.7 | |
| 20% | 18.9 | 3.7 | 59.9 | 2.8 | 33.3 | 1.9 | 26.6 | 1.2 | 8.5 | 1.1 | ||
| 30% | 17.4 | 0.9 | 56.7 | 2.1 | 29.7 | 1.6 | 27.0 | 0.8 | 7.3 | 3.3 | ||
| 6% | 10% | 17.2 | 0.9 | 56.8 | 2.3 | 29.5 | 1.3 | 27.3 | 1.3 | 9.2 | 0.4 | |
| 20% | 17.4 | 0.4 | 56.8 | 2.1 | 29.2 | 1.6 | 29.6 | 0.8 | 7.4 | 0.6 | ||
| 30% | 18.3 | 0.6 | 58.2 | 1.3 | 29.9 | 0.8 | 28.3 | 1.0 | 8.4 | 0.3 | ||
| 9% | 10% | 17.0 | 0.6 | 59.8 | 1.1 | 30.2 | 0.9 | 29.5 | 0.8 | 8.9 | 0.3 | |
| 20% | 18.3 | 1.7 | 55.4 | 1.0 | 26.6 | 0.6 | 28.8 | 0.9 | 8.4 | 0.6 | ||
| 30% | 19.2 | 1.1 | 54.8 | 1.5 | 27.3 | 1.0 | 27.5 | 1.0 | 8.6 | 0.6 | ||
| p – Value | ||||||||||||
| Control vs Vinaza | <.01 | NS | 0.01 | NS | 0.01 | |||||||
| Inclusión | NS | 0.01 | <.01 | 0.01 | NS | |||||||
| Concentración | NS | 0.01 | 0.01 | NS | NS | |||||||
| Interacción Incl.x Conc.³ | NS | 0.01 | 0.01 | NS | NS | |||||||
| ¹MS materia Seca; ²FDN fibra detergente neutro; FDA fibra detergente ácido; HEM hemicelulosa; PC proteína (valores de estas variables se muestran como % de la MS) ³Interacción entre la inclusión y la concentración de vinaza |
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El valor de la FDN del tratamiento control (56.2%) no presentó diferencias significativas con respecto al promedio de los tratamientos con vinaza (58%). Dentro de los factores evaluados se observó que a medida que aumenta el porcentaje de inclusión de la vinaza, disminuyen significativamente los valores de FDN (59.1, 57.3 y 56.7%, para los niveles de inclusión 3, 6 y 9%, respectivamente). El aumento en la concentración de vinaza generó una reducción significativa en la FDN. El valor de la FDN fue afectado por la interacción entre los dos factores evaluados, ya que el aumento en el nivel de inclusión y la concentración de la vinaza provocó una disminución significativa del a FDN en los ensilajes.
La inclusión de vinaza en el ensilaje tuvo un efecto significativo sobre los contenidos de FDA de los ensilajes. El tratamiento testigo presentó un menor valor (29%) al ser comparado con la media de los tratamientos que incluyeron vinaza (29.9%) (p<0.05). Al evaluar el efecto del nivel de inclusión de vinaza sobre la FDA pudo verificarse que esta fracción disminuyó significativamente al aumentar el nivel de inclusión de la vinaza (31.9, 29.5 y 28% para los niveles del 3, 6 y 9%, respectivamente). La adición de vinaza en diferentes concentraciones provocó una reducción en las concentraciones de FDA conforme la concentración de la vinaza aumentó en el ensilaje (p<0.05) (Tabla 2).
Los valores de HEM de los tratamientos con vinaza (28%), no fueron diferentes al control (27.1%), de igual forma la concentración y su interacción con el nivel de inclusión mostró efecto significativo sobre los valores de HEM de los ensilajes evaluados. Los niveles de inclusión favorecieron significativamente el aumento en la HEM (27.2, 27.7 y 28.6%, para los niveles de inclusión del 3, 6 y 9%, respectivamente).
La inclusión de la vinaza en la elaboración de los ensilajes incrementó el contenido de PC (p<0.05). El tratamiento control presentó un porcentaje de PC de 6.3%, en tanto que los ensilajes con vinaza registraron un valor de 8.3%, para esta misma variable (p<0.05). La concentración, el nivel de inclusión y su interacción no tuvieron efecto sobre los contenidos de PC en los ensilajes (p>0.05).
Los ensilajes con vinaza presentaron menores valores de MS debido al aporte de humedad que se hizo para la dilución de la vinaza en sus diferentes concentraciones (Tabla 2). Todos los ensilajes, incluyendo el control presentaron bajos porcentajes de MS en comparación con los reportados por Kung et al (2000), quienes evaluaron ensilajes de maíz de 60 días, con adiciones de nitrógeno al 0.3% y acido propiónico al 0.1% del total de la MS y encontraron porcentajes de MS de 35% y 34.3%, respectivamente, estas variaciones pueden atribuirse a la edad del maíz al momento de ser cosechado y ensilado, al manejo del cultivo y la fertilidad del suelo.
Aunque un alto porcentaje de humedad podría favorecer el aumento en la degradación de las proteínas y las pérdidas de energía (Tomich et al 2003) en los ensilajes evaluados, esto fue compensado por un pH acido en todos los ensilajes, que favoreció la disminución de la proteólisis, reduciendo el contenido de N-NH3 de los ensilajes durante su proceso de fermentación (McDonald and Whittenbury 1973).
Los valores promedio de FDN y FDA disminuyeron a medida que aumentó el nivel de inclusión de la vinaza, probablemente por el aumento en el rompimiento en los enlaces de las paredes celulares del material ensilado por parte de los microorganismos existentes en el proceso de fermentación durante el ensilaje, los cuales pueden recurrir a los carbohidratos estructurales como sustrato adicional para su crecimiento y desarrollo (Seglar B 2003). Los valores promedio de FDN y FDA de los ensilajes con vinaza (tabla 2) son mayores a los reportados por Velho et al (2007) quienes evaluaron el efecto de la compactación en la calidad de ensilaje de maíz cosechado a los 120 días y ensilado durante 45 días y encontraron porcentajes de FDN de 53.5 y 51.47% y FDA de 28.49 y 27.52% para media y alta compactación, respectivamente. Kleinschmit et al (2005) reportaron valores inferiores de FDN (39.0 a 44.5%) y FDA (22.1 a 26%) en ensilajes de maíz cosechados cuando la línea de leche alcanzaba un cuarto del grano, y ensilados con diferentes aditivos microbianos para determinar su influencia en la composición química y estabilidad aeróbica del ensilaje de maíz.
El aumento en los valores promedio de PC de los ensilajes con vinaza, con respecto al tratamiento control (Tabla 2), pudo deberse al aporte proteico que hace la vinaza a través de las levaduras residuales del proceso de fermentación y destilación de la caña de azúcar (Morales 2000). El contenido de cenizas y las concentraciones de calcio y fósforo afectadas por la concentración y el nivel de inclusión de vinaza, se describen en la Tabla 3.
| Tabla 3. Efecto del nivel de inclusión y la concentración de vinaza sobre el contenido mineral del ensilaje de maíz. | |||||||
| Variables, % MS | Cenizas | Calcio | Fósforo | ||||
| Parámetros | Media | DE | Media | DE | Media | DE | |
| Tratamiento control | 5.5 | 0.1 | 0.4 | 0.1 | 0.1 | 0.0 | |
| Factor Inclusión | |||||||
| 3% | 7.2 | 0.7 | 0.4 | 0.1 | 0.1 | 0.0 | |
| 6% | 8.0 | 1.5 | 0.5 | 0.1 | 0.1 | 0.0 | |
| 9% | 8.2 | 0.3 | 0.4 | 0.1 | 0.1 | 0.0 | |
| Factor Concentración | |||||||
| 10% | 8.0 | 0.3 | 0.4 | 0.1 | 0.1 | 0.0 | |
| 20% | 7.6 | 0.8 | 0.4 | 0.2 | 0.1 | 0.1 | |
| 30% | 7.9 | 1.4 | 0.4 | 0.1 | 0.1 | 0.0 | |
| Interacción | |||||||
| Inclusión | Concentración | ||||||
| 3% | 10% | 7.8 | 0.2 | 0.4 | 0.2 | 0.1 | 0.0 |
| 20% | 6.6 | 1.9 | 0.4 | 0.1 | 0.1 | 0.1 | |
| 30% | 7.3 | 0.2 | 0.4 | 0.1 | 0.1 | 0.0 | |
| 6% | 10% | 8.1 | 0.4 | 0.4 | 0.1 | 0.1 | 0.0 |
| 20% | 7.7 | 0.2 | 0.5 | 0.2 | 0.1 | 0.0 | |
| 30% | 8.4 | 3.8 | 0.5 | 0.1 | 0.1 | 0.0 | |
| 9% | 10% | 8.2 | 0.4 | 0.4 | 0.1 | 0.1 | 0.1 |
| 20% | 8.4 | 0.3 | 0.4 | 0.2 | 0.1 | 0.1 | |
| 30% | 7.9 | 0.1 | 0.5 | 0.1 | 0.1 | 0.0 | |
| p – Value | |||||||
| Control vs Vinaza | <.01 | NS | NS | ||||
| Inclusión | NS | NS | NS | ||||
| Cocentración | NS | NS | NS | ||||
| Interacción, Int. x Conc.¹ | NS | NS | NS | ||||
| ¹Inc x Conc: interacción entre la inclusión y la concentración de vinaza | |||||||
La vinaza provocó un incremento en el contenido de cenizas en los ensilajes (7.8%) comparado con la media del tratamiento control (5.5%) (p<0.05). El contenido de cenizas en los ensilajes fue independiente del nivel de inclusión, la concentración de la vinaza y su interacción. Los incrementos en la concentración de cenizas en los ensilajes con vinaza se debe al significativo aporte mineral de este residuo (Calsamiglia et al 2004).
La vinaza, en sus diferentes niveles de inclusión y concentración y la interacción entre estos factores, no tuvo efecto en los valores de Ca y P dentro de los ensilajes. Los valores de Ca y P (0.30 y 0.2%) de los ensilajes (tabla3) son muy similares a los reportados por Oliveira et al (2002) que evaluando ensilajes de maíz cultivado en dos tipos de suelos reportan valores de 0.2 y 0.17% para calcio y fósforo, respectivamente.
En la tabla 4 se observa el valor de la inclusión y la concentración de la vinaza en que se optimiza la respuesta de las variables que componen el perfil de fermentación (pH, N-NH3 y ácido acético). Los resultados arrojados por el análisis indican que, para lograr un valor optimo de pH (3.6) se debe contar con un nivel de inclusión de vinaza del 5.0% a una concentración del 24.0%; sin embargo, para lograr una producción de N-NH3 de 0.8 g/kg de nitrógeno total, el nivel de inclusión de vinaza ideal es del 8.6% concentrada al 26% y por último para un valor de ácido acético de 8.3%, es necesario un nivel de inclusión del 4.4% con una concentración del 19.3% de vinaza.
| Tabla 4. Valores mínimos de de pH, N- NH3 y ácido acético de los ensilajes obtenidos por medio del análisis de superficies de respuesta | |||
| Variable | Valor óptimo de la variable |
Nivel de inclusión de vinaza (%) |
Nivel de concentración de la vinaza (%) |
| pH | 3.6 | 5.0 | 24.0 |
| N- NH3 g/kg de nitrógeno total | 0.8 | 8.6 | 26.0 |
| Ácido Acético, % de MS | 8.6 | 4.4 | 19.3 |
Lo anterior indica que los factores de inclusión y concentración de la vinaza evaluados, tienen influencia directa sobre las variables pH, N-NH3 y ácido acético y por lo tanto sobre el perfil de fermentación de los ensilajes.
Los autores agradecen al CODI por la financiación del proyecto “Evaluación de vinaza de caña como aditivo acidificante en la elaboración de ensilajes” y a su proyecto de sostenibilidad 2011 – 2012 - Vicerrectoria de Investigaciones, Universidad de Antioquia.
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Received 2 October 2013; Accepted 28 November 2013; Published 1 January 2014