Los residuos fibrosos de cosechas y agroindustria y su uso por rumiantes en el trópico

Gustavo Nouel Borges Engormix

La población mundial crece a un ritmo mayor al de las necesidades de alimentos para saciar la demanda y al de la frontera de tierras agrícolas disponibles para cultivo, debido a múltiples causas, esto ha contribuido a la existencia de cerca de 850 millones de hambrientos en el Mundo, con serias limitaciones de acceso a fuentes de proteína de origen animal (FAO, 2012). 

Toda esta necesidad obliga a incrementar la eficiencia de los sistemas de producción agrícola y muy especialmente a los destinados a producir proteína de origen animal.

Debido al calentamiento global, seguir incrementando la frontera agrícola, desforestando bosques, aumenta los riesgos de daño ambiental. Por ello se debe incrementar la productividad de los espacios agrícolas pecuarios disponibles actualmente. 

Para esto se ha de recurrir a prácticas de manejo de rebaños donde primeramente garanticen la uniformidad del suministro de alimentos a lo largo del año y segundo mejorar el aprovechamiento de recursos disponibles por los animales para incrementar su eficiencia productiva y reproductiva, logrando con ello un aumento significativo de la producción por unidad de superficie (kg de carne/ha y/o litros de leche/ha).

Para 2011 (Faostat, 2013) Venezuela contaba con un activo de 17.350.000 bovinos y bufalinos, 1.480.000 caprinos y 580.000 ovinos aproximadamente, esto suma aproximadamente un equivalente a cerca de 17 a 18 millones de unidades animales de 500 kg de peso vivo (cálculos propios). 

De los bovinos, esa misma fuente indica que para dicho año habían 1.659.300 vacas produciendo leche (9,56% del rebaño), con una lactación media de 1.383 L, una media de 4,53 a 4,77 L/vaca/día y además se sacrificaron 2.152.000 animales (tasa de extracción 12,4% anual) con un peso de canal medio de 230 kg. 

Un rebaño de rumiantes de esa magnitud requiere de 105 millones de t al año de materia seca de forrajes y alimentos para ser nutridos adecuadamente. ¿Con qué se cubre esa demanda de alimentos en Venezuela? Mayoritariamente con forrajes de gramíneas y cierto grado de suplementación, muy variable,  con otros alimentos (alimentos balanceados, cereales y subproductos, minerales, melaza).

LA FIBRA EN LA NUTRICIÓN Y ALIMENTACIÓN DE RUMIANTES

Cuando nos referimos a  rumiantes, estamos ante la presencia de animales que se han adaptados durante cientos de miles de años al consumo de materiales fibrosos de muy diversa calidad, el principal componente de los forrajes es la pared celular (esqueleto de las plantas, compuestos de celulosa, hemicelulosa, lignina, minerales y proteína) que les ofrece sostén y protección a los vegetales, pudiendo aportar hasta un poco más del 70% de la energía de los rumiantes. 

¿Cómo ocurre esto? Los rumiantes han hipertrofiado la parte inicial de su estómago, dividiéndola en dos compartimientos que conforman una cámara fermentativa (retículo-rumen); en la cual, en condiciones de muy poca o nula presencia de aire u oxígeno (anaerobiosis), crecen de manera simbiótica una gran diversidad de microorganismos (bacterias, hongos y protozoos) que se encargan de degradar los componentes de la pared celular y del contenidos de las células vegetales (protoplasma) para crecer y multiplicarse. 

Este proceso fermentativo deja como desechos, de los microbios, gran cantidad de ácidos grasos volátiles (de bajo peso molecular, ácidos acético, propiónico y butírico principalmente), vitaminas del complejo B (tiamina, niacina, ácido fólico, biotina, riboflavina, piridoxina, cianocobalamina), y vitamina K que son absorbidos por el animal en el retículo-rumen, el omaso y el intestino delgado; todos los ácidos grasos volátiles son fuentes de energía, estos pasan al torrente sanguíneo para sintetizar grasas o para ser usados directamente como combustible en la gran diversidad de  funciones fisiológicas que ocurren en el animal.

 La biomasa de los microorganismos que crecen de manera simbiótica en el retículo-rumen, pasa hacia el resto del tracto gastrointestinal del animal, proveyéndole de abundante cantidad de proteínas con un excelente balance de aminoácidos de gran utilidad para el rumiante. Por cada kilogramo de materia orgánica (la materia seca menos la ceniza) de forraje ingerido por un rumiante pueden ser generados de 75 a 243 g de biomasa microbiana, dependiendo de la calidad de la ración ofrecida.

Para que esta asociación simbiótica ocurra de la manera más eficiente, cada socio debe aportar lo mejor de sí,  a fin de crear las condiciones ideales de funcionamiento. De forma que si deseamos optimizar las funciones del rumen, para alcanzar su máxima eficiencia debemos actuar sobre las condiciones que ofrece cada quien para materializar altos niveles de producción a bajo costo; dado que potenciar la condición de herbívoro del rumiante es lo que permite producir leche, carne, fibras y pieles en forma económica y en armonía con el ambiente. 

Entonces surge como necesidad ofrecer una suplementación estratégica o catalítica (definida por Combellas, 1998) a los rumiantes que reciben forrajes de mediana a baja calidad en zonas tropicales, preferiblemente con la incorporación de subproductos o materias primas de origen local en su fabricación, con el fin de:

Optimizar  la actividad en el rumen:

• Manteniendo > 200 mg/L de N amoniacal en el licor ruminal, usando:
  • urea-melaza, 
  • bloques multinutricionales o minerales,
  • amonificación de subproductos de cosecha (uso de urea en condiciones de anaerobiosis).
• Supliendo todos los minerales en los cuales el forraje es deficiente (P, S, Co, Na y Ca), con:
  • Bloques multinutricionales o minerales,
  • Suplementos minerales,
  • Follaje de leguminosas o proteína de baja degradabilidad (harinas de carne y hueso, harinas de pescado, torta de coco, entre otras).
• Manteniendo una adecuada proporción entre forraje de alta y baja calidad, para promover la colonización de la fibra, rápido crecimiento inicial de los microorganismos en el rumen.

• Ofreciendo al animal libertad para seleccionar al consumir forraje de baja calidad (paja de arroz, soca de sorgo, rastrojo de maíz, cogollo de caña, forrajes post-floración), oferta mayor del 50% de los requerimientos del animal.

FORRAJES Y OTROS RECURSOS FIBROSOS TROPICALES

Dentro de los sistemas de producción, a pastoreo, el manejo alimentario es muy diverso y dependiente de los recursos disponibles localmente, predominando el pastoreo de gramíneas, como fuente principal de forrajes; donde pueden haber o no leguminosas disponibles a pastoreo o de corte, donde se puede usar o no forraje preservado (silos o henos), donde se puede o no suplementar con alimento balanceado comercial (menos de 1/3 de la ración en base seca), suplementos minerales, fuentes de energía (cereales, subproductos, melaza).

La alimentación y los recursos disponibles, según las condiciones de suelo y clima de la unidad de producción, son los principales factores que intervienen dentro de la  amplia variabilidad de los niveles de producción entre fincas y dentro de fincas a lo largo del año, ya que son fundamentales dentro de la uniformización del suministro de alimentos en la unidad de producción y el rebaño (Combellas, 1998).

Teniendo suficientemente claro la naturaleza herbívora de los rumiantes, entonces para mejorar el suministro de alimentos de los mismos se debe recurrir a los recursos fibrosos disponibles para suplirlos.

En Venezuela, durante el año 2011, según datos de Faostat (2013) y cálculos propios, cultivó y cosecho 1.152.241 ha de cereales (maíz, sorgo, arroz), 118.000 ha de caña azucarera y 78.418 ha de leguminosas (frijoles, caraotas, quinchonchos y soja), de ellos se pueden obtener aproximadamente 5.971.500 t de residuos de cosecha y unas 2.378.700 t de subproductos agroindustriales fibrosos (cascarillas de leguminosas y bagazo de caña), esto suma aproximadamente 8.350.000 t de material fibroso disponible, del cual poco se aprovecha (principalmente en rollos o pacas), mucho se incorpora al suelo (reservorio de plagas de cultivos) o se quema (contribuyendo al calentamiento global).

A esta cifra podemos sumar otras 500.000 t de vástagos y hojas, proveniente de las 49.322 ha de musáceas cultivadas en 2011, que pudiesen ser ensiladas y aprovechadas.

Estos recursos fibrosos, adecuadamente cosechados, manejados y/o procesados, pueden cubrir la oferta de materia seca equivalentes a 110.625 ha de forrajes de alta producción bajo riego y fertilización (80 t MS/ha/año) o unas 442.500 ha de forrajes de mediana calidad sin riego (20 t MS/ha/año). Indistintamente, con un potencial para sostener el suministro de fibra equivalente a 1.492.096 unidades animales (500 kg) por año; esto sin cultivo adicional, como excedente de los cultivos citados y a un costo muy inferior al de cultivar directamente una gramínea.

Es tan importante la cantidad de residuos fibrosos, que si solo los consideramos para ser usados en las épocas de escases, temporada de sequía, para los 4 meses más críticos, donde el forraje no crece y no se tiene riego en las unidades de producción, y que por las falta de lluvias es sencillo el encierro de animales para ofrecerles el material preservado (henificado o simplemente seco, o ensilado o amonificado) se puede usar para uniformizar el suministro de alimentos a un rebaño de 4.476.290 Unidades animales (500 kg), lo cual es 14,86% más que la suma del rebaño que produce leche y los animales que se llevan a sacrificio anualmente en Venezuela según cifras de 2011 de la FAO (3.811.300 animales).

Ahora, ¿a qué tipo de alimentos se hace referencia? fundamentalmente se trata de materiales con un elevado contenido de pared celular, generalmente con alta lignificación, con bajo contenido de proteínas y de minerales. ¿Y nutricionalmente esto puede ser útil? El Cuadro 1, muestra ejemplos de composición de residuos de cosecha y de agroindustria.

Cuadro 1. Composición química proximal (en base seca) de los residuos de cosecha y agroindustriales referidos

Se puede apreciar que estos recursos fibrosos alternativos para la alimentación de rumiantes no son muy diferentes, en su calidad nutritiva, a gramíneas forrajeras (28 a 96 días de edad del corte) frecuentemente cultivadas en el trópico, como se presenta en el Cuadro 2.

Las escasas diferencias, guardando la distancia de la gran producción de materia seca por unidad de superficie de las gramíneas forrajeras tropicales cultivadas, conducen a ratificar que una de las principales limitaciones para la producción de leche y carne en estas latitudes está directamente asociada a la baja disponibilidad de energía en la dieta o ración base. 

Esto se controla en las gramíneas forrajeras manejando el cultivo agronómicamente y controlando los ciclos del pastoreo y/o corte, pero en los residuos de cosecha o agroindustriales se logra usando técnicas de procesamiento físico y/o químico y/o biológico, que permiten mejorar significativamente su aprovechamiento.

Cuadro2. Contenido de Proteína Cruda y Fibra de algunos Pastos Tropicales

ESTRATEGIAS PARA MAJORAR LA CALIDAD DE LA FIBRA

Los residuos de cosecha y agroindustriales son abundantes y se encuentran disponibles sin grandes limitaciones, que no sean la recolección en cortos ciclos o cuando la humedad del campo permita la entrada de equipamiento agrícola, para el repicado,  recolección y/o empacado de los mismos.

Ahora, también se conocen sus limitaciones en calidad, ¿cómo subsanar las mismas? Existen métodos físicos tales como el repicado, molienda y uso de altas temperaturas y/o presión y vapor para hacer más accesible a los microbios del rumen a la fibra para su degradación sin mayor uso de energía por parte del animal al consumir y masticar el alimento. 

También existen métodos químicos como el uso de álcalis o ácidos fuertes para romper los enlaces que unen a la celulosa y hemicelulosa a la lignina y mejorar su degradabilidad en el rumen, como lo son el uso de hidróxido de sodio (NaOH), hidróxido de amonio (NH₄OH), hidróxido de calcio (Ca(OH)₂), amoniaco gaseoso (NH₃), hidrólisis de la urea o del ácido úrico en amoniaco (Amonificación), el principal ácido, el sulfúrico (H₂SO₄) para romper enlaces con lignina y componentes del pared celular, con riesgos muy altos en su manejo para el personal y el ambiente.

Otra alternativa, biológica,  el uso de enzimas de origen microbiano para pre-digerir material vegetal y aumentar su degradabilidad en el rumen. Todas estas posibilidades solas o combinadas permiten elevar la calidad de material a niveles semejantes a los de forrajes de mediana calidad, como podemos observar en el Cuadro 3.

Cuadro 3. Composición química proximal (en base seca) de los residuos de cosecha y agroindustriales Amonificados

La amonificación permite reducir la cantidad de fibra no degradable (por los microbios del rumen)  en el recurso fibroso, lo enriquece con nitrógeno y lo esteriliza para evitar su contaminación con hongos y bacterias. Este proceso es económico, sencillo y está al alcance de la mayoría de los productores ganaderos que crían rumiantes.

Comparando la información de los Cuadros 1 y 3, se aprecia que el proceso de amonificación mejora la disponibilidad de nitrógeno (más PC), disminuye la FDA, y con ello se mejoran las condiciones para la degradación de la fibra en el rumen, con un incremento significativo de la misma; esto permite o favorece un mayor consumo y digestibilidad de la materia seca como se aprecia en el Cuadro 4.

Cuadro 4. Residuos de cosecha tratados o no con urea (5%, amonificación) y su efecto sobre el contenido de PC, digestibilidad de la MS y Consumo de MS

En el Cuadro 5 se tienen algunos ejemplos de resultados de producción de carne y leche usando residuos de cosecha sin tratar o tratados por diferentes métodos. Lo primero que destaca es la alta variabilidad de las respuestas animales, asociado a factores múltiples interviniendo, como lo son: el manejo, grupos raciales, ambiente, sanidad animal, disponibilidad de recursos, equipamiento, infraestructura, suplementos y/o complementos alimenticios, y fundamentalmente la naturaleza del residuo de cosecha y el tratamiento aplicado.

Cuadro 5. Producción de carne y leche usando en la ración residuos de cosecha tratados por diferentes métodos o sin tratamiento alguno

Un detalle común entre los residuos de cosecha y la respuesta animal es que las mayores respuestas productivas  ocurren con un nivel de incorporación del 50 al 75% de la materia seca total ingerida, sobre todo cuando se incorpora el precio y relación costo beneficio dentro del proceso productivo. 

Cuando se pasa del 75 a 100% de incorporación de los residuos comienza a limitar la disponibilidad de otros nutrientes como los minerales y la proteína verdadera que limitarán la máxima expresión genética del animal y el consumo de alimentos por exceso de fibra para ser procesada (limitada tasa de transito en el retículo rumen).

Hay que destacar, que el uso de los residuos de cosecha se ve altamente influido por el transporte desde el sitio de colecta o cosecha hasta el lugar de consumo, dado que son voluminosos (baja densidad)  y en algunos casos pueden tener alto contenido de humedad al momento de ser obtenido (bagazo de caña, tallo y hojas de plátanos o cambures), este costo indica que su uso optimo ocurre cuando el flete no supera los 50 a 100 km de distancia.

CONCLUSIONES

En Venezuela existen residuos fibrosos de cosecha y de la agroindustria en cantidades relevantes que justifica su uso en la uniformización del suministro en bovinos y otros rumiantes.

Existen  métodos prácticos, suficientemente evaluados, que permiten mejorar la calidad de los residuos fibrosos para su uso en raciones para bovinos con eficiencia animal razonable.

La respuesta animal de bovinos para carne y/o leche al uso de residuos fibrosos en sus raciones puede ser igual o superior a forrajeras tropicales.

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