Características nutritivas y potencial de ensilaje de resíduos hortícolas

La actividad hortícola genera una gran cantidad de biomasa residual, la cual comúnmente presenta un alto potencial nutritivo, dado que al cosechar los frutos, el follaje que queda, consistente en tallos, hojas y frutos no comercializables, es tierno, con altos contenidos de proteína, alta digestibilidad y de elevada palatabilidad (Manterola et al., 1999).

Los mayores problemas de estas biomasas residuales son su alto contenido de agua que en el follaje y especialmente en los frutos de desecho, por lo que sufren rápidamente ataques de hongos y pudriciones que no permiten su uso en alimentación animal.

Además muchos de estos cultivos son rastreros por lo que se dificulta la recolección salvo que sea recolectado manualmente lo que es válido en el caso de pequeños o medianos propietarios, situación que coincide con las características de los productores hortícolas, que son en general pequeños propietarios y que poseen números variables de cabezas de ganado bovino, ovino o caprino.

La conservación de estas biomasas residuales puede hacerse de dos formas, una con secado al sol, lo cual toma tiempo y se producen problemas de pudrición fungosa y otra es la conservación acida, es decir mediante ensilado. El problema que puede producirse con el ensilado es el alto contenido de agua, que provocaría una dilución de los ácidos orgánicos y la proliferación de bacterias acetogenicas y butirogénica, además de las proteolítica, generando un ensilaje de mala calidad, con olores penetrantes y que causan el rechazo por parte del animal (Wernli y Hargreaves, 1988).

En este trabajo se presenta el valor nutritivo de tres biomasas residuales provenientes de tres cultivos hortícolas y el tipo de ensilaje que produce cada uno al ser fermentado en condiciones anaeróbicas.

Se seleccionaron cinco cultivares hortícolas: Tomate (Licopersicon esculentum); Haba (Vicia faba) Melón (Cucumis melo), apio (apium graveolens) y poroto verde (Phaseolus vulgaris.) De ellos se colecto la biomasa residual que queda una vez realizado las cosechas de frutos o de tallos y hojas. De esa biomasa residual, se tomaron muestras representativas de las distintas estructuras (tallos, hojas, frutos de desecho) a las cuales se les determino su composición nutritiva y la digestibilidad de la materia seca (DMS).

Para realizar los ensilajes, se utilizaron frascos de PVC de 5 L con doble tapa y provistos de una llave de salida en su parte posterior, de modo que se pudieran medir y caracterizar los efluentes. En cada microsilo se almaceno biomasa residual, previamente cortada a una pulgada de largo. Esta biomasa fue sometida a presión con un mazo de modo que no quedara aire residual en su interior.

Posteriormente fueron sellados con film de polietileno y tapados herméticamente. Para analizar la evolución del proceso de ensilaje, se abrieron 4 microsilos a los 5, 10, 15 y 30 días, considerando que a los 30 días ya el proceso estaba estabilizado (Demarquilly, 1981). En los 4 microsilos de cada periodo por cada residuo se tomaron muestras para cuantificar la variación en los componentes nutricionales y en los productos de la fermentación del ensilado. Es así que se midió MS, PB, Cenizas, Energía Bruta, FDN, Digestibilidad, N- NH3, ácido láctico, Ácidos grasos volátiles, carbohidratos solubles. Para analizar diferencias entre periodos de ensilaje se utilizó un modelo de aleatorización completa. Cada resultado proveniente del proceso de ensilaje  se contrasto con los valores de un ensilaje de maíz de buena calidad, sin aditivos.

Para cada residuo seleccionado, se presenta el valor nutritivo inicial y los valores de los productos de fermentación a través de los diferentes periodos de ensilado

La disponibilidad obtenida de residuo del cultivo de tomate fue de 4,3 ton/ha de materia seca, lo cual es coincidente con lo reportado por Manterola, et al, (1999) referido a cultivos al aire libre. La composición de este residuo fue de 45% frutos; 55% follaje (hojas y tallos). La materia seca del residuo fue de 13%, (Tabla 1), porcentaje bajo para un ensilaje ya que se producirán perdidas por lixiviación y podría haber fermentaciones anómalas, ya que el exceso de humedad provoca una dilución de los ácidos orgánicos y evita que el pH baje rápidamente, lográndose una mayor actividad proteolítica y una mayor fermentación butírica. (Jarrige et al., 1982).

Tabla 1: Valor nutritivo del residuo de cultivo de tomate fresco y ensilado y variables del Ensilaje.

* Letras deferentes indican diferencias significativas (P<0.05)

La materia seca se mantuvo constante a través de todo el proceso fermentativo, no existiendo perdidas por efluentes, perdidas que eran esperables dado el alto contenido de humedad del residuo fresco. La proteína bruta no vario significativamente entre el residuo fresco y el ensilado 30 días, lo cual se explica por la baja concentración de N-NH3 producida a través de los diferentes periodos. Es probable que el contenido de PB en el Contenido celular haya sido bajo, lo que explica esta baja concentración. Las cenizas aumentaron significativamente, en 18%, lo que podría deberse a una reducción de la fracción orgánica principalmente por disminución de los carbohidratos solubles, los cuales se redujeron en 46%.

De las variables del proceso fermentativo, se observó que el pH descendió en los primeros 5 días de 6,2 a 4,6 manteniéndose constante para el resto del periodo hasta los 30 días, lo que implica que el proceso se estabilizo en el primer periodo. Este pH es el límite máximo para lograr un silo de buena calidad y estable. (Wernli,y Hargreaves, 1988). Comparado con el residuo anterior, el pH de este ensilaje bajo a niveles más bajos, asegurando la fermentación láctica.

El N-NH3 aumentó significativamente entre los 5 y 10 días para luego estabilizarse, lo que indica que las bacterias proteolítica se inhibieron después de los 10 días por efecto del pH. El ácido láctico alcanzo a los 5 días una concentración adecuada para lograr estabilidad del pH con una baja no explicada en los 10 días y una nueva alza en los 15, para bajar nuevamente a los 30 días. Las concentraciones promedio de ácido láctico de este ensilaje son comparables a las obtenidos en ensilaje de maíz. El ácido butírico, característico de ensilajes mal compactados o con exceso de proteínas se presentó en concentraciones bajas, similares a las de un ensilaje de maíz.

La disponibilidad del residuo del cultivo del haba fue de 3.850 kg/ha de materia seca, la que estaba compuesta por tallos, hojas, vainas y frutos de desecho. La materia seca fue de 22,3%, (Tabla 2) más bajo que lo señalado por Wilkinson et al (1983) de 30% como ideal para un máximo de fermentación láctica.

La proteína bruta no vario significativamente entre el inicio y los 30 días de proceso de ensilado, lo cual es coincidente con la variación en la concentración de N-NH3, que si bien aumento entre el 5o y 10o día en forma significativa, las concentraciones son consideradas bajas y normales en un ensilaje de leguminosas.

La ceniza, a diferencia de lo observado en el residuo anterior, no vario significativamente, así como tampoco vario la pared celular y la digestibilidad de la materia seca. Los carbohidratos solubles, que constituyen el sustrato principal de fermentación de las diversas cepas microbianas, se redujo significativamente de 29.2% a 22.8, que significo un 22% de reducción. La concentración de carbohidratos solubles de este residuo es mayor que la registrada en el residuo del tomate, sin embrago la reducción es menor, lo cual puede deberse a una mayor resistencia de la FDN para acceder al contenido celular.

De las variables del proceso de ensilado, se observó que el pH inicial fue de 5,3, considerado relativamente bajo para una leguminosa en estado fresco, que normalmente presentan pH sobre 6,5. El pH decreció significativamente a los 5 días para seguir bajando hasta los 10 días y estabilizarse en 3,5, pH muy adecuado para una fermentación de tipo láctico, característica de un ensilaje de maíz. Esta baja del pH es consistente con la reducción en la concentración de carbohidratos solubles y el incremento en ácido láctico (Wilkinson et al., 1983).

En el caso del ácido láctico, se observó que a los 5 días no se había estabilizado la producción de este acido ya que continuo subiendo hasta los 10 días y luego bajar a los 15 para luego volver a subir a los 30 días. De todas formas las concentraciones de ácido láctico son las adecuadas para un buen ensilaje y comparables a las de un silo de maíz. El ácido butírico se mantuvo en concentraciones mínimas, lo cual se atribuye a los bajos pH logrados y a la presencia de bacterias lácticas que inhibieron el desarrollo de las bacterias butirogénica. (INRA, 1988)

Tabla 2: Valor nutritivo del residuo de cultivo del haba fresco y ensilado y variables del ensilaje

* Letras deferentes indican diferencias significativas (P<0.05)

La disponibilidad de residuo del cultivo de melón, fue estimada en 1.700 K/ha de materia seca y estuvo constituida por tallos, hojas, frutos de desecho y flores. (Manterola et al., 1999). La cantidad de residuo resulto variable debido a que la cosecha de los melones depende del precio de mercado y hay momentos en que el precio baja tanto que no conviene su cosecha, quedando en el potrero una gran cantidad de frutos. La materia seca inicial fue baja, similar a la del residuo del tomate, con valor de 14%, (Tabla 3) lo que podría provocar una mayor lixiviación de los nutrientes y una dilución importante de los ácidos orgánicos, impidiendo una baja rápida del pH.

El contenido de materia seca del residuo no vario con el proceso de ensilado, manteniéndose constante a los 30 días respecto al inicio. La proteína bruta se mantuvo constante entre el valor inicial y los 30 días de fermentación, a pesar de que se presentaron incrementos significativos en la concentración del N-NH3. Sin embargo es probable que si bien hubo degradación proteica por las bacterias proteolítica, esta disminución fue compensada por el incremento en el contenido de proteína microbiana del ensilaje (Tabla 3).

Las cenizas se mantuvieron constantes en su valor al inicio y a los 30 días. La pared celular se mantuvo constante lo cual es esperable, ya que las bacterias degradan principalmente el contenido celular. Respecto a los carbohidratos solubles, la concentración de estos disminuyo significativamente, entre la muestra inicial y el ensilaje a los 30 días de fermentación, desde 31 a 20.6%, lo que implica una baja de 33,5%. En todos los residuos analizados, se produjo esta reducción de la concentración de carbohidratos solubles, ya que constituyen el sustrato orgánico para la fermentación bacteriana.

En relación a las variables del proceso de ensilaje, se observó una baja significativa del pH de 7.5 a 5.9, manteniéndose en este nivel hasta los 15 días y subir a 6.5 a los 30 días. Este pH no permite que se establezca la microflora láctica y prosperan las bacterias proteolítica y las butirogénica, (Wernli y Hargreaves, 1988) lo que se ve reflejado claramente en las altas concentraciones de N-NH3 generadas a partir de los 15 días que duplican o triplican las registradas en el residuo del tomate y del haba; así como también en las bajas concentraciones de ácido láctico y las elevadas concentraciones de ácido butírico. Bajo esta condición el ensilaje de melón, derivo a una fermentación butírica, con un penetrante mal olor y un color gris obscuro, que de ser ofrecido a animales, habría habido un rechazo total.

Tabla 3: Valor nutritivo del residuo de cultivo del melón, fresco y ensilado y variables del Ensilaje.

* Letras deferentes indican diferencias significativas (P<0.05)

Este residuo se compone principalmente de los tallos basa les con sus hojas y de la corona, los que quedan a ras del suelo. Las hojas constituyen el 58% del residuo, los tallos 36% y la corona 12%.

En cuanto al valor nutritivo, este se presenta en la Tabla 4.

Los componentes de este residuo presentan un adecuado nivel de proteína bruta, siendo más alto en las hojas que en el resto de los componentes.

Tabla 4: Valor nutritivo de los componentes del residuo del cultivo del apio (%)

Se destaca la alta cantidad de cenizas, que es 2 a 3 veces superior a la de los forrajes comunes, lo que limitaría la ingestión de materia orgánica y por lo tanto el valor energético del alimento.

El contenido de F.D.N. es muy bajo, lo cual explica la alta digestibilidad que este residuo presenta. Esta alta digestibilidad permitiría un aprovechamiento mayor de los nutrimentos de la planta (proteína, energía). Basándose en estos antecedentes, se puede deducir que este residuo es de alto valor nutritivo potencial y factible de ser utilizado en animales de altos requerimientos.

El contenido de materia seca presentado por el residuo fresco fue muy bajo, lo cual puede provocar graves problemas de efluentes y fermentaciones anormales. No se presentaron variaciones entre la MS del residuo inicial y el ensilado a 30 días. (Tabla 5). El contenido de cenizas del material inicial fue alto, lo cual asegura una capacidad tampón que sería un factor negativo para producir descenso del pH. Es probable que este alto contenido de cenizas se deba a contaminación con suelo, ya que las hojas basales del residuo estaban en contacto con el este.

Tabla 5: Cambios en el valor nutritivo del residuo fresco y ensilado a 30 días.

Letras deferentes indican diferencias significativas P<0.05

El porcentaje de proteína bruta fue alto, observándose un leve descenso a los 30 días, lo cual indicaría una cierta actividad de flora proteolítica, que degrado algo de la fracción proteica. El contenido de Pared celular fue bajo, no presentándose diferencias significativas entre el material fresco y el residuo.

Este bajo valor de FDN es concordante con los altos valores de digestibilidad obtenidos, los cuales se explican por el estado fenológico (vegetativo temprano) que se cosecha el apio. El nivel de carbohidratos solubles presentes en el residuo fresco es muy alto y duplica el mínimo recomendado para obtener In buen ensilaje. Se observa una disminución significativa de carbohidratos solubles a los 30 días, la que es explicada por la lixiviación provocada por el alto contenido de agua y también por a acción de una activa microflora láctica. El pH del residuo fresco fue de 5.8, bajando a los 5 días a 4.8, valor adecuado para el establecimiento de una flora láctica.

En los tiempos siguientes el pH continúo bajando hasta llegar a 3.9, lo cual aseguro la permanencia y dominancia de la flora láctica. (Tabla 6).

El N-NH3 fue aumentando en forma significativa entre los distintos tiempos, hasta alcanzar a los 30 días un valor de 7.9 %. Este aumento en el N-NH3 podría deberse a que la baja del pH no fue lo suficientemente rápida ni intensa como para inhibir la actividad proteolítica.

Los valores de ácido láctico detectados son altos y permiten el desarrollo de una adecuada fermentación. Se observa un incremento suave entre los días 5 y 30, Y un leve descenso entre los días 15 y 30. Estas altas cantidades de ácido láctico registradas concuerdan con los bajos niveles de ácido butírico presentes, los que tienden a minimizarse a los 30 días. En cuanto al ácido acético se observa un incremento entre el día 5 y 10, para luego descender a los 30 días.

Basándose en los resultados obtenidos, se puede concluir que el residuo del cultivo del apio, tiene un alto potencial como fuente de nutrimentos, no presentaría problemas tóxicos y podría ser almacenado sin problemas en forma de ensilaje.

Tabla 6: variación de parámetros del ensilaje del residuo del cultivo de apio.

Letras deferentes indican diferencias significativas P<0.05

Las mediciones realizadas en terreno indicaron una biomasa residual fresca de 1,4 kg/m2, equivalente a 14.000 kg/ha. Este residuo presento un porcentaje de MS de 22,7 %., por lo cual la disponibilidad estimada de MS/ha fue de 3.600 kg/ha.

En la materia seca no se obtuvieron cambios, debido a que los microsilos eran herméticos y no tenían drena je. La cantidad de materia seca inicial fue baja comparada con un ensilaje normal de maíz, pero alta comparado con otros residuos hortícolas.

Las cenizas disminuyeron a un 15 %., lo cual es esperable ya que los efluentes del ensilaje contienen una parte importante de la fracción mineral soluble del vegetal. (Tabla 7). El material vegetal previo a ser ensilado presento un 14.5% de proteína bruta manteniéndose constante, lo que indica que no hubo perdida por degradación bacteriana.

Tabla 7: Valor nutritivo del residuo de poroto verde en fresco y 30 días de ensilado.

Letras deferentes indican diferencias significativas P<0.05

La FDN (Pared celular), mostro una tendencia a aumentar debido a los procesos de fermentación del contenido celular y a la lixiviación de las materias solubles del vegetal. Esto es de ocurrencia normal en los ensilajes y solo representa un proceso de concentración de la pared celular. Este cambio tiene un efecto significativo sobre la digestibilidad de la materia seca, ya que se aumenta la fracción de menor digestibilidad (FDN) respecto a la altamente digestible (Contenido celular).

Los carbohidratos solubles disminuyeron significativamente a los 30 días, lo cual indica un activo proceso fermentativo, que como se verá posteriormente se orientó hacia una fermentación de tipo láctico.

El color y el olor registrado en los distintos silos de este residuo correspondieron al de un silo de ma1z de buena calidad. El pH bajo desde un valor inicial del residuo fresco, de 6.63 a 4.5 a los cinco días y posteriormente siguió bajando en forma gradual hasta llegar a 4.2 a los 30 días. Esta baja inicial, permitió el establecimiento y proliferación de la microflora láctica, base fundamental de un adecuado ensilaje. (Tabla 8)

El N-NH3 se mantuvo constante hasta los 15 días, pero a partir de ese momento aumento significativamente hasta alcanzar un valor de 8.4% del N total, lo cual significa un 56% de incremento en relación al tiempo de cinco días. Esto estaría indicando que a pesar de la baja del pH, no se inhibió completamente la fermentación secundaria, especialmente de tipo proteolítico. Sin embargo, estos valores de NH3 están dentro de los rangos de un ensilaje adecuado.

Tabla 8: Variación de los parámetros del ensilaje del residuo del cultivo de Poroto verde.

Letras deferentes indican diferencias significativas P<0.05

De los resultados obtenidos es posible concluir que:

Los residuos estudiados se caracterizan por presentar un elevado potencial de valor nutritivo, con altos contenidos de proteína bruta y carbohidratos solubles, de manera que al estar en proporción adecuada, el amoniaco generado por la actividad proteolítica es rápidamente neutralizado en su efecto por la generación de ácido láctico, que baja el pH e inhibe la flora proteolítica.

La tendencia observada en la generación de ácidos grasos volátiles, indica que a los 30 días aún no se ha producido una estabilización completa del proceso, por lo que sería necesario ampliar a 50 días el tiempo de fermentación.

Los altos contenidos de humedad y cenizas de los residuos tienden a hacer más lentos los procesos de fermentación con el riesgo de diluir los ácidos orgánicos e impedir que el pH baje rápidamente y se establezca la flora láctica.

La calidad de los ensilajes de apio, tomate, poroto verde y de haba, son comparables a los de maíz en cuanto a las variables de caracterización, con la ventaja de un mayor contenido proteico de estos. En cuanto al ensilaje de melón, por el alto contenido de agua y de proteína bruta, además de un pH alto en el residuo fresco, impide que el pH baje a niveles bajo 4.5, lo que determina el establecimiento de flora butirogénica, generando malos olores y color anormal.