Poster_Congreso Chiapas

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Estandarizaci´ on de la t´ ecnica de producci´ on de gas In Vitro con heces caprinas en la degradaci´ on de materia seca en forrajes tropicales Standardization of the In Vitro gas production technique with goat feces in the dry matter degradability in tropical forages Mart´ ınez Bello, D.A.*; Vargas-Bayona, J.E. ; Morales Ochoa, E.; Melgarejo Florez, L.M. *[email protected] Grupo de Investigacion en Ciencias Animales (GRICA) Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia Universidad Cooperativa de Colombia Proyecto Financiado por el Fondo CONADI- UCC Resumen Se estandarizo la t´ ecnica de producci´on de gas In Vitro usando heces caprinas, para evaluar la digestibilidad de la materia seca de forrajes nativos americanos. Dos caprinos machos adultos de la raza Santandereana fueron alojados en jaulas metab´olicas y alimentados a libre disposici´on en per´ ıodos de 72 horas con cada forraje. Al final de las 72 horas, las heces fueron colectadas durante un per´ ıodo de 4 horas, y fueron mezcladas con buffer soluci´on en proporci´ on 3:1 o 5:1, para constituir in´oculos, depositados en frascos de 125 ml con forraje desecado y molido a 1 mm, con 25, 50 y 75 ml de in´oculo, bajo una atmosfera de CO2. Los frascos fueron incubados a 39 C en horno de ventilaci´on forzada, y se registr´o el volumen de gas producido durante 72 horas. La diluci´on 3:1 produjo m´ as gas que la diluci´on 5:1. Zanthoxylum microcarpum produjo m´ as gas, y el que menos produjo fue Gliricidia sepium. La t´ ecnica muestra una gran posibilidad para hacer evaluaci´on nutricional de forrajes nativos americanos, con gran flexibilidad y bajo costo. Introducci´ on El bosque seco del ca˜ n´ondelr´ ıo Chicamocha, en Santander, Colombia, se caracteriza por presentar temporadas largas de sequ´ ıa y lluvias espor´ adicas, haciendo de la regi´on una zona ´ arida, donde la disponibilidad y calidad nutricional de forrajes es baja. La cabra Santandereana, cuenta con una gran adaptabilidad al medio hostil del ca˜ on del Chicamocha Santandereano y a los tipos de forrajes que crecen. Las t´ ecnicas de digestibilidad In Vitro, permiten realizar una evaluaci´on rutinaria de la fermentaci´ on ruminal empleando l´ ıquido ruminal como en la t´ ecnica descrita por Tilley y Terry (1963) ´o sin la utilizaci´on de l´ ıquido ruminal mediante el empleo de complejos enzim´ aticos y heces fecales (Posada et al, 2006). La t´ ecnica In Vitro de producci´on de gases se enfoca en la degradaci´ on de la materia seca y el par´ ametro a medir es la producci´on de gas a partir de la degradaci´on del sustrato. Este m´ etodo establece par´ ametros de degradaci´ on y aprovechamiento de los forrajes t´ ıpicos del Chicamocha Santandereano (Vargas-Bayona et al, 2013). El objetivo fue estandarizar una t´ ecnica de producci´on de gas In Vitro para establecer la digestibilidad de la materia seca utilizando heces caprinas como in´oculo, sobre forrajes tropicales. etodos y materiales Centro Académico Agroindustrial El Ciruelo, situado a 4 kilómetros de San Gil en el departamento de Santander, en latitud 6°32’ N y longitud 73°7' O, altura de 1114 msnm y temperatura promedio de 24ºC. Dos caprinos machos adultos de la raza Santandereana se alojaron en jaulas metabólicas y alimentados ad libitum en períodos de 72 horas con cada uno de 5 forrajes nativos Zanthoxylum microcarpum (abataque), Bursera simaruba (carate), Acacia farnesiana (espino de chivo), Pithecellobium dulce (espino gallinero) y Gliricidia sepium (matarratón). Al final de las 72 horas, las heces fueron colectadas durante un período de 4 horas Heces mezcladas con buffer en proporción 3:1 o 5:1, para constituir inóculos que fueron depositados en frascos de 125 ml En un balón aforado CaCl2: 0.8g, MgSO4: 0.94 g, NaHCO3: 19.6 g, Na2HPO4: 7.42 g, KCl: 1.14 g, NaCl: 0,94 g, 2000 ml de agua destilada. Se mezcla y adicion Resazurina: 1 ml, luego adición CO2 a 39°C, hasta cambio color violeta a un ligero color rosa Se adicionaron 1 ó 0.5 g de forraje desecado y molido a 1 mm, llenando los frascos con 25, 50 ó 75 ml de inóculo a cada frasco, en atmósfera de CO2. Los frascos fueron incubados a 39°C en horno de ventilación forzada, y se registró el volumen de gas producido a las 2, 4, 6, 8, 10, 12, 15, 18, 21, 24, 30, 36, 48 y 72 horas. Análisis descriptivo. Ajuste de modelos no lineales, Gompertz, logistico, exponencial Resultados Producci´on de gas acumulada promedio y desviaci´ on est´ andar, en el per´ ıodo de 72 horas. In´ oculo 25 ml 50 ml 75 ml Sustrato 1 gramo Diluci´ on 3:1 Forraje n ¯ x ± s n ¯ x ± s n ¯ x ± s Zanthoxylum microcarpum 2 110.5 ± 3.5 2 127.3 ± 6 2 126 ± 15.2 Bursera simaruba 6 72 ± 21.4 6 106.1 ± 3.7 6 101.3 ± 7.8 Acacia farnesiana 2 62 ± 7.1 2 65.3 ± 25.1 2 56.3 ± 6.7 Pithecellobium dulce 2 58 ± 19.1 2 71 ± 3.5 2 117.5 ± 44.9 Gliricidia sepium 4 38 ± 4 4 42.1 ± 4.6 3 34.7 ± 2.3 Diluci´ on 5:1 Pithecellobium dulce 2 71.8 ± 0 2 84.3 ± 7.1 2 86.5 ± 8.5 Sustrato 0.5 gramos Diluci´ on 3:1 Pithecellobium dulce 2 14.5 ± 12.7 2 27.8 ± 6 2 29.9 ± 4.4 Diluci´ on 5:1 Pithecellobium dulce 2 17.5 ± 9.2 2 28.3 ± 8.8 2 28.5 ± 1.4 AIC para la selecci´ on del modelo nolineal m´ as adecuado para la producci´on de gas (ml) a 39 grados, con 50 ml de in´oculo, y un gramo de sustrato Exponencial Gompertz Log´ ıstico Z. microcarpum 192.7 173.1 192.0 B. simaruba 614.2 424.8 487.2 P. dulce 150.3 147.9 161.6 G. sepium 241.3 250.5 A. farnesiana 235.7 235.3 236.8 Producci´on de gas (ml) a 39 grados en 72 horas, con 75 ml de in´ oculo, y 1 gramo de sustrato A. farnesiana B simaruba G. sepium P. dulce Z. microcarpum ●●●●●● ● ●●●●●● ●●● ●●●● ●●●● ●●●●●● ●●● ●●●●●● ●●●●●● ● ● ● ●●●●●● ● ● ● ●●●●●● ● ● ● ●● ●● ●●● ●●● 0 50 100 150 0 20 40 60 0 20 40 60 0 20 40 60 0 20 40 60 0 20 40 60 Hora gas Producci´on de gas (ml) a 39 grados en 72 horas, con 50 ml de in´ oculo, y 1 gramo de sustrato A. farnesiana B simaruba G. sepium P. dulce Z. microcarpum ●●●●●● ●●● ●● ●● ●● ●●● ●●● ●● ●●● ●●●●●● ● ● ● ●●●●●● ● ● ● ●●●●●● ● ● ● ●●●●●● ● ● ● ●● ●● ●● ●● ●● ●● ●● 0 50 100 150 0 20 40 60 0 20 40 60 0 20 40 60 0 20 40 60 0 20 40 60 Hora gas Exponencial b y = β 0 × (1 - e -β 1 ×(tiempo -β 2 ) ) Log´ ıstico b y = β 0 (1+e (2-(4×β 1 ×(tiempo -β 2 )) ) Gompertz b y = β 0 × e (-e (β 1 -(tiempo ×β 2 )) ) Estimados y errores est´ andar de los modelos no lineales, para la producci´on de gas (ml) a 39 grados, con 50 ml de in´oculo, y un gramo de sustrato Exponencial Gompertz Log´ ıstico Z. microcarpum β 0 152.43 ± 10.02 122.28 ± 2.95 116.33 ± 3.4 β 1 0.03 ± 0 1.61 ± 0.09 0.04 ± 0 β 2 4.54 ± 0.51 0.09 ± 0.01 8.4 ± 0.91 B. simaruba β 0 137.06 ± 8.47 103.42 ± 0.93 99.28 ± 1.14 β 1 0.03 ± 0 2.2 ± 0.06 0.05 ± 0 β 2 5.66 ± 0.41 0.12 ± 0 11.83 ± 0.34 P. dulce β 0 89.98 ± 6.82 70.6 ± 2.41 66.63 ± 2.4 β 1 0.02 ± 0 1.21 ± 0.07 0.03 ± 0 β 2 2.43 ± 0.63 0.07 ± 0.01 4.77 ± 1.19 G. sepium β 0 43.24 ± 1.48 41.53 ± 1.27 β 1 4.59 ± 0.4 0.07 ± 0.01 β 2 0.17 ± 0.02 22.43 ± 0.62 A. farnesiana β 0 92.19 ± 42.67 61.92 ± 10.37 58.61 ± 8.62 β 1 0.02 ± 0.01 1.7 ± 0.57 0.03 ± 0.01 β 2 5.53 ± 2.49 0.08 ± 0.03 10.24 ± 4.47 Discusi´ on y conclusiones Se determin´ o que la diluci´on 3:1 necesit´ o menor cantidad de in´oculo y present´ o mayor producci´on de gas que la diluci´on 5:1. En cuanto a la cantidad del sustrato se suspendieron los estudios con 0.5 g, y se continuaron los ensayos con 1 g pues la producci´on de gas fue baja. En cuanto a la cantidad de in´oculo, los tratamientos con 25 ml, produjeron muy poco gas, y los tratamientos con 50 y 75 ml tuvieron resultados similares en cantidad y producci´ on de gas, determinando que la mejor cantidad de in´oculo para utilizar la t´ ecnica es 50 ml de in´oculo. El forraje de mayor producci´on de volumen de gas fue el Zanthoxylum microcarpum que produjo abundante gas, con niveles constantes con el trascurso del tiempo y en los tres niveles de in´oculo; y en segundo lugar en producci´on de gas, la Bursera simaruba. La Gliricidia sepium fue el forraje que tardo m´ as en iniciar su producci´ on de gas y present´o menor volumen de gas debido quiz´ a a que este forraje necesitaba m´ as de 72 horas para alcanzar un m´ aximo de producci´on de gas, y a que no era un forraje palatable. El modelo nolineal mas adecuado fue el de Gompertz (Noguera, Salibi & Mauricio, 2006). Se estandarizo la t´ ecnica, estableciendo un m´ etodo con baja instrumentalidad, amigable con el medio ambiente, econ´omico y de montaje r´ apido, con aspectos por mejorar, tales como determinar la asociaci´on entre la producci´ on de gas y la degradaci´ on del sustrato, la disminuci´ on de la cantidad de in´oculo utilizando recipientes con menor volumen para utilizar menos sustrato y heces fecales, la utilizaci´on de tiempos m´ as largos de producci´on de gas, probar con diferentes forrajes y revisar diferencias entre animales experimentales. Bibliograf´ ıa Noguera, R.R., Salibi, E.O. & Mauricio, R.M. (2004) Comparaci´on de modelos matem´ aticos para estimar los par´ ametros de degradaci´on obtenidos a trav´ es de la t´ ecnica de producci´ on de gas. Livestock Research for Rural Development 16 (11). Disponible en: http://www.lrrd.org/lrrd16/11/nogu16086.htm Posada, S., Noguera, R., & Bol´ ıvar, D. (2006). Relaci´on entre presi´on y volumen para implementaci´on de la t´ ecnica in vitro de producci´on de gases. Revista Colombiana de Ciencias Pecuarias, 19(4), 407-413. Theodorou, M., Williams, B., Dhanoa, M., MCallan, A., & France , A. (1994). Simple gas production method using a pressure transducer to determine the fermentation kinectics of ruminant feeds. Animal Feed Science and Technology., 48 (3-4), 185-197. Tilley, J & Terry, A. (1963). A two stage technique for the In vitro digestion of forage crops. Br. Grassl. Soc. 18: 104-111. Vargas-Bayona, J.E., Ardila Galvis, J., Cabrera Matajira, C.E. ; Quintero, R.A.; Prada Alvarez, A; Mart´ ınez-Bello, D.A.; Mejia Porras, G. Degradabilidad in vitro de forrajes tropicales aplicando la t´ ecnica de producci´on de gas usando heces caprinas como in´oculo. P´ aginas: 416-418. En: Memoria de ponencias, Sexto Congreso de Investigaci´on UNACH 2013, 5 y 6 de diciembre 2013, Tuxtla Gut´ ıerrez, Chiapas Grupo de Investigaci´ on en Ciencias Animales Universidad Cooperativa de Colombia

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Poster de Congreso Chiapas de Degradación de Forrajes Tropicales en Santander

Transcript of Poster_Congreso Chiapas

  • Estandarizacion de la tecnica de produccion de gas In Vitro con heces caprinas en ladegradacion de materia seca en forrajes tropicales

    Standardization of the In Vitro gas production technique with goat feces in the drymatter degradability in tropical forages

    Martnez Bello, D.A.*; Vargas-Bayona, J.E. ; Morales Ochoa, E.; Melgarejo Florez, [email protected]

    Grupo de Investigacion en Ciencias Animales (GRICA)Facultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia

    Universidad Cooperativa de ColombiaProyecto Financiado por el Fondo CONADI- UCC

    Resumen

    Se estandarizo la tecnica de produccion de gas In Vitro usando heces caprinas, para evaluar la digestibilidad de la materia seca de forrajes nativos americanos. Dos caprinos machos adultos de laraza Santandereana fueron alojados en jaulas metabolicas y alimentados a libre disposicion en perodos de 72 horas con cada forraje. Al final de las 72 horas, las heces fueron colectadas durante unperodo de 4 horas, y fueron mezcladas con buffer solucion en proporcion 3:1 o 5:1, para constituir inoculos, depositados en frascos de 125 ml con forraje desecado y molido a 1 mm, con 25, 50 y75 ml de inoculo, bajo una atmosfera de CO2. Los frascos fueron incubados a 39C en horno de ventilacion forzada, y se registro el volumen de gas producido durante 72 horas. La dilucion 3:1produjo mas gas que la dilucion 5:1. Zanthoxylum microcarpum produjo mas gas, y el que menos produjo fue Gliricidia sepium. La tecnica muestra una gran posibilidad para hacer evaluacionnutricional de forrajes nativos americanos, con gran flexibilidad y bajo costo.

    Introduccion

    El bosque seco del canon del ro Chicamocha, en Santander, Colombia, se caracterizapor presentar temporadas largas de sequa y lluvias esporadicas, haciendo de la regionuna zona arida, donde la disponibilidad y calidad nutricional de forrajes es baja. Lacabra Santandereana, cuenta con una gran adaptabilidad al medio hostil del canon delChicamocha Santandereano y a los tipos de forrajes que crecen. Las tecnicas dedigestibilidad In Vitro, permiten realizar una evaluacion rutinaria de la fermentacionruminal empleando lquido ruminal como en la tecnica descrita por Tilley y Terry(1963) o sin la utilizacion de lquido ruminal mediante el empleo de complejosenzimaticos y heces fecales (Posada et al, 2006). La tecnica In Vitro de produccion degases se enfoca en la degradacion de la materia seca y el parametro a medir es laproduccion de gas a partir de la degradacion del sustrato. Este metodo estableceparametros de degradacion y aprovechamiento de los forrajes tpicos del ChicamochaSantandereano (Vargas-Bayona et al, 2013). El objetivo fue estandarizar una tecnica deproduccion de gas In Vitro para establecer la digestibilidad de la materia seca utilizandoheces caprinas como inoculo, sobre forrajes tropicales.

    Metodos y materiales

    Centro Acadmico Agroindustrial El Ciruelo, situado a 4 kilmetros de San Gil en el departamento de Santander, en latitud 632 N y longitud 737' O, altura de 1114 msnm y temperatura

    promedio de 24C.

    Dos caprinos machos adultos de la raza Santandereana se alojaron en jaulas metablicas y alimentados

    ad libitum en perodos de 72 horas con cada uno de 5 forrajes nativos

    Zanthoxylum microcarpum(abataque), Bursera simaruba

    (carate), Acacia farnesiana(espino de chivo),

    Pithecellobium dulce (espino gallinero) y Gliricidia sepium

    (matarratn).

    Al final de las 72 horas, las heces fueron

    colectadas durante un perodo de 4 horas

    Heces mezcladas con buffer en proporcin 3:1 o 5:1, para constituir inculos que fueron depositados en

    frascos de 125 ml

    En un baln aforado CaCl2: 0.8g, MgSO4: 0.94 g, NaHCO3: 19.6 g,

    Na2HPO4: 7.42 g, KCl: 1.14 g, NaCl: 0,94 g, 2000 ml de agua destilada. Se

    mezcla y adicion Resazurina: 1 ml, luego adicin CO2 a 39C, hasta

    cambio color violeta a un ligero color rosa

    Se adicionaron 1 0.5 g de forraje desecado y

    molido a 1 mm, llenando los frascos con

    25, 50 75 ml de inculo a cada frasco, en atmsfera de CO2.

    Los frascos fueron incubados a 39C en horno de ventilacin

    forzada, y se registr el volumen de gas producido a las 2, 4, 6, 8,

    10, 12, 15, 18, 21, 24, 30, 36, 48 y 72 horas.

    Anlisis descriptivo. Ajustede modelos no lineales,

    Gompertz, logistico, exponencial

    Resultados

    Produccion de gas acumulada promedio y desviacion estandar, en elperodo de 72 horas.

    Inoculo25 ml 50 ml 75 ml

    Sustrato 1 gramoDilucion 3:1

    Forraje n x s n x s n x sZanthoxylum microcarpum 2 110.5 3.5 2 127.3 6 2 126 15.2Bursera simaruba 6 72 21.4 6 106.1 3.7 6 101.3 7.8Acacia farnesiana 2 62 7.1 2 65.3 25.1 2 56.3 6.7Pithecellobium dulce 2 58 19.1 2 71 3.5 2 117.5 44.9Gliricidia sepium 4 38 4 4 42.1 4.6 3 34.7 2.3

    Dilucion 5:1Pithecellobium dulce 2 71.8 0 2 84.3 7.1 2 86.5 8.5

    Sustrato 0.5 gramosDilucion 3:1

    Pithecellobium dulce 2 14.5 12.7 2 27.8 6 2 29.9 4.4Dilucion 5:1

    Pithecellobium dulce 2 17.5 9.2 2 28.3 8.8 2 28.5 1.4

    AIC para la seleccion del modelo nolineal mas adecuado para laproduccion de gas (ml) a 39 grados, con 50 ml de inoculo, y un gramo

    de sustrato

    Exponencial Gompertz LogsticoZ. microcarpum 192.7 173.1 192.0B. simaruba 614.2 424.8 487.2P. dulce 150.3 147.9 161.6G. sepium 241.3 250.5A. farnesiana 235.7 235.3 236.8

    Produccion de gas (ml) a 39 grados en 72 horas, con 75 ml de inoculo,y 1 gramo de sustrato

    A. farnesiana B simaruba G. sepium P. dulce Z. microcarpum

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    gas

    Produccion de gas (ml) a 39 grados en 72 horas, con 50 ml de inoculo,y 1 gramo de sustrato

    A. farnesiana B simaruba G. sepium P. dulce Z. microcarpum

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    gas

    Exponencial y = 0 (1 e1(tiempo2))Logstico y = 0

    (1+e(2(41(tiempo2)))Gompertz y = 0 e(e(1(tiempo2)))

    Estimados y errores estandar de los modelos no lineales, para laproduccion de gas (ml) a 39 grados, con 50 ml de inoculo, y un gramo

    de sustrato

    Exponencial Gompertz LogsticoZ. microcarpum

    0 152.43 10.02 122.28 2.95 116.33 3.41 0.03 0 1.61 0.09 0.04 02 4.54 0.51 0.09 0.01 8.4 0.91

    B. simaruba0 137.06 8.47 103.42 0.93 99.28 1.141 0.03 0 2.2 0.06 0.05 02 5.66 0.41 0.12 0 11.83 0.34

    P. dulce0 89.98 6.82 70.6 2.41 66.63 2.41 0.02 0 1.21 0.07 0.03 02 2.43 0.63 0.07 0.01 4.77 1.19

    G. sepium0 43.24 1.48 41.53 1.271 4.59 0.4 0.07 0.012 0.17 0.02 22.43 0.62

    A. farnesiana0 92.19 42.67 61.92 10.37 58.61 8.621 0.02 0.01 1.7 0.57 0.03 0.012 5.53 2.49 0.08 0.03 10.24 4.47

    Discusion y conclusiones

    Se determino que la dilucion 3:1 necesito menor cantidad de inoculo y presento mayor produccion de gas que la dilucion 5:1. En cuanto a la cantidad del sustrato se suspendieron los estudios con0.5 g, y se continuaron los ensayos con 1 g pues la produccion de gas fue baja. En cuanto a la cantidad de inoculo, los tratamientos con 25 ml, produjeron muy poco gas, y los tratamientos con 50y 75 ml tuvieron resultados similares en cantidad y produccion de gas, determinando que la mejor cantidad de inoculo para utilizar la tecnica es 50 ml de inoculo. El forraje de mayor produccion devolumen de gas fue el Zanthoxylum microcarpum que produjo abundante gas, con niveles constantes con el trascurso del tiempo y en los tres niveles de inoculo; y en segundo lugar en produccion degas, la Bursera simaruba. La Gliricidia sepium fue el forraje que tardo mas en iniciar su produccion de gas y presento menor volumen de gas debido quiza a que este forraje necesitaba mas de 72horas para alcanzar un maximo de produccion de gas, y a que no era un forraje palatable. El modelo nolineal mas adecuado fue el de Gompertz (Noguera, Salibi & Mauricio, 2006). Se estandarizola tecnica, estableciendo un metodo con baja instrumentalidad, amigable con el medio ambiente, economico y de montaje rapido, con aspectos por mejorar, tales como determinar la asociacionentre la produccion de gas y la degradacion del sustrato, la disminucion de la cantidad de inoculo utilizando recipientes con menor volumen para utilizar menos sustrato y heces fecales, la utilizacionde tiempos mas largos de produccion de gas, probar con diferentes forrajes y revisar diferencias entre animales experimentales.

    Bibliografa

    Noguera, R.R., Salibi, E.O. & Mauricio, R.M. (2004) Comparacion de modelos matematicos para estimar los parametros de degradacion obtenidos a traves de la tecnica de produccion de gas. Livestock Research for Rural Development16 (11). Disponible en: http://www.lrrd.org/lrrd16/11/nogu16086.htmPosada, S., Noguera, R., & Bolvar, D. (2006). Relacion entre presion y volumen para implementacion de la tecnica in vitro de produccion de gases. Revista Colombiana de Ciencias Pecuarias, 19(4), 407-413.Theodorou, M., Williams, B., Dhanoa, M., MCallan, A., & France , A. (1994). Simple gas production method using a pressure transducer to determine the fermentation kinectics of ruminant feeds. Animal Feed Science and Technology.,48 (3-4), 185-197.Tilley, J & Terry, A. (1963). A two stage technique for the In vitro digestion of forage crops. Br. Grassl. Soc. 18: 104-111.Vargas-Bayona, J.E., Ardila Galvis, J., Cabrera Matajira, C.E. ; Quintero, R.A.; Prada Alvarez, A; Martnez-Bello, D.A.; Mejia Porras, G. Degradabilidad in vitro de forrajes tropicales aplicando la tecnica de produccion de gas usandoheces caprinas como inoculo. Paginas: 416-418. En: Memoria de ponencias, Sexto Congreso de Investigacion UNACH 2013, 5 y 6 de diciembre 2013, Tuxtla Guterrez, Chiapas

    Grupo de Investigacion en Ciencias Animales Universidad Cooperativa de Colombia