Revista computadorizada de Producción Porcina Vol:6 No:1 1999 · Revista Computadorizada de...

Revista computadorizada de Producción Porcina Vol:6 No:1 1999

INDICE Información General 1-4 0.Artículo reseña Una revisión corta de aspectos microbiológicos y funcionales de las plantas de biogás para el tratamiento de residuales (A short review on microbiological and functional aspects of biogás plants for residuals treatment). E. Cruz.5-18 Artículos científicos AGRISOS. Software para la optimización de granjas integrales de agricultura sostenible (AGRISOS. A software for the optimization integrated-sustainable farms agriculture). B. Garcia, D. Vilariño, V. Figueroa, O. López y J.L. Piloto.19-23 Análisis de la consanguinidad y la estructura genealógica en un rebaño de cerdos Criollo Cubano (Inbreeding and genealogical structure of a Cuban creole pig herd). I. Santana, G. Trujillo y L. Agüero.24-30 Sustitución del cereal por fuentes fibrosas en dietas de desperdicios procesados para cerdos en ceba (Substitution of cereals by fibre sources in swill based diets for finishing pigs). J. González 31-36 Determinación de la digestibilidad de nutrientes de dietas de follaje de yuca amarga (Manihot esculenta Crantz) y aceite de palma (Elaeis guineensis Jacq) en cerdos (Digestibility of nutrients in pigs fed bitler cassava leaves meal (Manihot esculenta Crantz) and palm oil (Elaeis guineensis Jacq.). D.A. González, C. González, I. Díaz, J. Ly e H. Vecchionacce.37-45 Indicadores morfométricos del tracto gastrointestinal (TGI) de cerdos destetados que consumen harina de caña deshidratada (Morphometric indices of the gastro-intestinal tract (GIT) of weaning pigs fed dehydrated sugar cane meal). N. Rodríguez, R. Bocourt, I. Terry y E. Lamazares.46-53 Notas científicas Una nota sobre la influencia del control de los sementales sobre los indicadores de calidad seminal en cerdos. (A note on the influence of controlling boar performance on semen quality. ). I. Velázquez, Y. Del Toro, R. Castillo, G. Morales y E. Benítez.54-57 Reseña de Tesis Evaluación de cuatro métodos (fecal, ileal, in situ e in vitro) para determinar la digestibilidad del follaje de batata (Ipomoea batatas L.), en cerdos (Evaluation of four methods (fecal, ileal, in situ and in vitro) to determine the digestability foliage of batata (Ipomoea batatas L.) in pigs). I. Díaz. 58-60

Revista Computadorizada de Producción Porcina Vol:6 No:1 1999

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INFORMACION GENERAL

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Santiago Martín (Madrid) Marisol Muñiz (La Habana)

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EQUIPO TECNICO

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Los trabajos deben enviarse en un disco de 3.5 pulgadas. Trabajaremos en WORD’97 por lo que los autores facilitarán nuestro trabajo de edición si utilizan el mismo procesador de textos. Debe utilizarse el formato normal en lo que se refiere a márgenes, longitud de página, etc. El título del trabajo así como los subtítulos principales del texto deben escribirse en letra mayúscula, y centrados. Los subtítulos deben aparecer en el margen izquierdo. Los trabajos pueden contener tablas, figuras, esquemas o fotos. La referencia bibliográfica debe presentarse de la siguiente forma:.de acuerdo con el trabajo de García (1988) y Fernández et al (1987).... Similares resultados se obtuvieron en Santo Domingo (Pérez et al 1993; Mejía y González 1994)... Por favor note que et al no se subraya, ni aparece en caracteres distintos ni es seguido por un punto o coma. Se ofrecen ejemplos del formato apropiado en los trabajos publicados en esta revista. En el listado de la revisión bibliográfica deben aparecer los títulos completos, con la primera y última página del trabajo. Por ejemplo:

BIBLIOGRAFIA Chung, C.S., Etherton, T.D. y Wiggins, J.P. 1985. Stimulation of swine growth by porcine growth

hormone. Journal of Animal Science 60:118-128

Diéguez, F.J., Trujillo, G., Gómez, J. y Roque, R. 1979. Las pruebas de comportamiento en campo para la selección de cochinatos y cochinatas en los Centros Genéticos de Cuba. Ciencia y Técnica de la Agricultura, Ganado Porcino 2(3):7-22

Crestwell, D.C. y Brooks, C.C. 1971. Composition, apparent digestibility and energy evaluation of coconut oil and coconut meal. Journal of Animal Science 33:366-369

Figueroa, V. y Ly, J. 1990. Composición química y propiedades físicas de los alimentos derivados de la caña de azúcar. In: Alimentación porcina no convencional. GEPLACEA. Serie Diversificación. México p 33-63

Preston, T.R. y Murgueitio, E. 1992. Strategy for sustainable livestock production in the tropics. CIPAV. Cali. pp 89


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PRESENTACION DE LOS TRABAJOS

Los trabajos deben enviarse en disco (de 3.5 pulgadas) al Editor. El trabajo puede estar en cualquiera de los idiomas oficiales: español, portugués, francés e inglés, Con resumen en inglés. Las palabras claves aparecerán a continuación del resumen. Los artículos Escritos en español deberán acompañarse también con un resumen (summary) en inglés, mientras que los artículos escritos en portugués, francés o inglés contarán también con un resumen y palabras claves en español. Normalmente los trabajos (discos) no serán devueltos a sus autores para ahorrar tiempo y dinero (a no ser que así se solicite, en cuyo caso el autor del trabajo asumirá este gasto). Los trabajos aceptados se publicarán con un mínimo de edición.

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UNA REVISION CORTA DE ASPECTOS MICROBIOLOGICOS Y FUNCIONALES DE LAS PLANTAS DE BIOGAS PARA EL TRATAMIENTO DE RESIDUALES

Elizabeth Cruz

Instituto de Investigaciones Porcinas Gaveta Postal 1 Punta Brava

La Habana. Cuba Email:[email protected]

RESUMEN

Los sistemas de tratamiento de residuales son esenciales en el control de la contaminación ambiental, y cada vez se hace más necesario que sean sistemas cuya optimización tecnológica sea lo más similar posible a los procesos que ocurren cotidianamente en la naturaleza. Dentro de estos sistemas se encuentran las plantas de biogás, donde tiene lugar una digestión anaerobia de la materia orgánica, con lo que se logra la estabilización completa del material residual y a su vez, la obtención de un gas combustible, el biogás. En el presente trabajo se reseña lo informado sobre los aspectos microbiológicos y funcionales de este sistema de tratamiento, haciendo particular énfasis en la microbiología de la digestión anaerobia. Palabras Claves: plantas de biogás, digestión anaerobia, biogás, biodigestores

A SHORT REVIEW ON MICROBIOLOGICAL AND FUNCTIONAL ASPECTS OF BIOGAS PLANTS FOR RESIDUALS TREATMENT

SUMMARY The residuals treatment systems are very important to control the environmental pollution. So it is been more necessary to have systems, with a technological optimization as similar as possible to the natural processes. The biogas plants are within these systems, where an anaerobic digestion of the organic matter takes place. In this way, a complete stability of the residuals and a fuel gas, biogas, are achieved. In this paper it is presented all the microbiological and functional aspects of the treatment systems reported up to this moment, with a particular interest in the microbiology of the anaerobic digestion. Key words: Biogas plants, anaerobic digestion, biogas, biodigestors.


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Tabla de contenido Introducción Plantas de biogás o biodigestores anaerobios Componentes básicos Métodos de carga Diseños básicos Microbiología y bioquímica de la producción de biogás Etapas del proceso biológico Principal microflora que interviene en la producción de biogás a partir de residuales del ganado porcino Principal microflora que actúa en el efluente Factores influyentes en la digestión anaerobia Problemas comunes de operación y funcionamiento de las plantas de biogás Diferentes usos de las plantas de biogás Rentabilidad de las plantas de biogás Impacto ecológico Conclusiones Bibliografía

INTRODUCCION

La elevada densidad de población y el desarrollo tecnológico e industrial moderno ha originado que en los finales de este siglo, aproximadamente un 80 % de la población mundial viva en centros urbanos y grandes ciudades, lo cual ha devenido en afectaciones con la disposición de los residuales en las ciudades y áreas periféricas a ellas debido a los considerables volúmenes de desperdicios humanos y animales, que atentan contra el medio ambiente contaminándolo y en muchos casos trayendo como consecuencia la desaparición de tierras cultivables en un período de tiempo excesivamente rápido así como también la explosión de epidemias, epizootias, pérdida de agua potable y árboles maderables. Por otra parte, tampoco se utilizan materiales potencialmente útiles para la alimentación animal (Muller 1980; Carrasco et al 1983). Ante estos problemas ha surgido una revolución en el campo de la biotecnología donde se trabaja continuamente en procesos de tratamiento de residuales por vías biológicas, cuyos objetivos están encaminados a la protección del medio ambiente. Dentro de los sistemas más utilizados se encuentra el uso de las plantas de biogás, por ser un sistema inocuo, económico y práctico que aporta un gran número de ventajas.


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El presente trabajo tiene como objetivo ofrecer una corta revisión de lo informado hasta el presente y que está relacionado con los aspectos microbiológicos y funcionales de las plantas de biogás.

PLANTAS DE BIOGAS O BIODIGESTORES ANAEROBIOS El uso de biodigestores anaerobios en el tratamiento de materiales residuales constituye un sistema muy efectivo por las ventajas que ofrece, tanto desde el punto de vista económico como ecológico. Los biodigestores anaerobios son tanques cerrados donde la materia orgánica y el agua residual se transforman por acción de los microorganismos en biogás (gas metano 60%)y bioabono (Maramba 1978). Es un sistema completamente carente de oxígeno donde la formación de metano ocurre a través de una fermentación que requiere del metabolismo coordinado y combinado de diferentes grupos de microorganismos, principalmente bacterias, que actúan secuencial y simultáneamente (Thiman 1965).

COMPONENTES BÁSICOS

Los biodigestores anaerobios están constituidos por cuatro componentes básicos según Finck (1992), los cuales permiten un correcto tratamiento de la materia residual; estos componentes se exponen a continuación: El tanque de mezcla es una especie de caja de mampostería o concreto donde se realiza la mezcla de la materia orgánica y el agua residual, que luego se introduce en la cámara de digestión; esta última se une por medio de tubos de entrada al tanque de mezcla. La cámara de digestión o digestor es el recinto donde se produce la fermentación anaeróbica. Usualmente se construye en concreto o mampostería de ladrillo, exceptuando las plantas tipo balón, que son plásticas. El gasómetro es la sección donde se almacena el gas. El digestor y el gasómetro pueden constituir un solo cuerpo, o ser dos piezas separadas. El tanque de descarga recibe el material digerido o efluente. En el caso de las plantas de cúpula fija sirve, además, como tanque de compensación de presiones.

MÉTODOS DE CARGA La incorporación del residual al biodigestor se lleva a cabo fundamentalmente por dos métodos de carga que son los más usados en estos sistemas (Finck 1992), el método de una sola carga y el método de carga continua. En el método de una sola carga, la planta se carga y se cierra por un tiempo de retención específico, hasta que cesa la producción de gas. No hay balance entre la materia orgánica y las bacterias; por lo tanto no hay


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producción de gas permanente. En el tipo de carga continua, el sistema consiste en realizar la carga periódicamente, generalmente a diario. La producción de gas es uniforme y un poco mayor que con el sistema anterior.

DISEÑOS BÁSICOS Los diseños de las plantas de biogás varían de acuerdo con el fabricante y el tipo y cantidad de residual que se desea tratar, pero de manera general existen tres diseños básicos (Muller 1980; Finck 1992), que son el de cúpula fija, el de campana flotante y el de tipo balón. El modelo de cúpula fija tiene como principal característica que trabaja con presión variable; sus desventajas principales, son que la presión de gas no es constante y que la cúpula debe ser completamente hermética, ello implica cierta complejidad en la construcción y costos adicionales en impermeabilizantes. Sin embargo este modelo presenta la ventaja de que los materiales de construcción son fáciles de adquirir a nivel local, así como la inexistencia de partes metálicas que pueden oxidarse y una larga vida útil si se le da mantenimiento, además de ser una construcción subterránea. El modelo de campana flotante se caracteriza por tener un depósito de gas móvil a manera de campana flotante. Esta campana puede flotar en la masa de fermentación o en un anillo de agua. Las ventajas de este tipo de planta son que trabajan a presión constante y se puede determinar la cantidad de gas almacenado por el nivel de la campana; pero tiene como desventaja que está expuesto a la corrosión ya que las campanas son generalmente metálicas. Últimamente se ha experimentado con fibra de vidrio y se han obtenido buenos resultados. Además, el modelo de campana flotante presenta costos altos de construcción y de mantenimiento, debido al uso periódico de pintura anticorrosiva. El modelo de tipo balón, consiste en una bolsa o balón plástico completamente sellado, donde el gas se almacena en la parte superior, aproximadamente un 25% del volumen total. Tiene como desventajas, que debido a su baja presión es necesario colocarle sobrepesos al balón para aumentarla, su vida útil es corta, de aproximadamente 5 años, y el material plástico debe ser resistente a la intemperie, así como a los rayos ultravioletas. En Colombia se han obtenido experiencias interesantes con Plastilona 500. Su mayor ventaja es que la instalación es rápida y sencilla y el costo, en relación con el modelo de cúpula fija, se reduce en un 50% o más. Es bueno aclarar que actualmente las plantas de biogás varían constantemente en sus diseños.

MICROBIOLOGIA Y BIOQUIMICA DE LA PRODUCCION DE BIOGAS La materia orgánica constituye el sustrato fundamental para la producción de biogás. El material de fermentación puede ser de origen animal, tales como estiércol del ganado vacuno, cerdos, ovejas, caballos, aves y otras de origen vegetal, tales como pulpa de café, hojas de papa, desechos de banana, remolachas, cascarilla de arroz y otras; de


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origen doméstico, aguas residuales de letrina y cocina, sin contenido de jabón (Ranade 1989; Finck 1992; Orozco y Rick 1990).

ETAPAS DEL PROCESO BIOLÓGICO El proceso en que se produce el biogás consta de tres etapas fundamentales que ocurren simultáneamente (Thiman 1966; López y Novoa 1991; Novoa y López 1991) las cuales se describen a continuación. Hidrólisis y acidogénesis. En esta etapa las bacterias no metanogénicas actúan sobre los componentes orgánicos del sustrato, tales como celulosa, almidones, proteínas y grasas entre otras, transformándolos por hidrólisis en compuestos orgánicos solubles. De esta forma los carbohidratos se convierten en azúcares simples; las grasas, en ácidos grasos y glicerol y las proteínas se desdoblan en polipéptidos y aminoácidos, liberando también CO2 e H2. Posteriormente, esos productos son convertidos a ácidos orgánicos, fundamentalmente butírico, propiónico y acético. Acetogénesis y homoacetogénesis. Los productos finales de la etapa anterior son transformados en acetato, hidrógeno y CO2 por un grupo de bacterias que aportan aproximadamente el 54% del hidrógeno que se utilizará en la formación de metano. La función de estos microorganismos en el proceso de la digestión anerobia es el de ser donantes de hidrógeno, CO2 y acetato para las bacterias metanogénicas. En la homoacetogénesis ocurre igualmente la formación de acetato, pero autotróficamente, a partir de hidrógeno y dióxido de carbono. El papel que desempeñan estos microorganismos dentro de los sistemas anaerobios no está bien dilucidado. Sin embargo, su presencia evita que se pierda H2 y CO2 durante el crecimiento sobre compuestos multicarbonados, lo que implica eficiencia termodinámica. Metanogénesis. Es en este punto del proceso donde actúan las bacterias metanogénicas, degradando estos ácidos y alcoholes, obteniéndose como productos finales del proceso metabólico gas metano (CH4). De todo este proceso va quedando un efluente que es el efluente líquido, mucho menos agresivo en cuanto a poblaciones bacterianas, que el efluente, el cual puede ser utilizado como bioabono o fertilizante por su riqueza en determinados nutrientes. La producción de biogás a partir de residuales porcinos es un proceso donde se da una microbiología muy variada, ya que participan diferentes poblaciones de microorganismos que actúan simultáneamente en la degradación de la materia residual. A continuación exponemos los principales grupos y géneros implícitos en el proceso (Hobson y Shaw 1971; Kenealy 1982). Dentro del grupo de bacterias no metanogénicas se encuentran las bacterias celulolíticas y no celulolíticas (Leigh et al 1981; Mclnerney et al 1981). Las bacterias celulolíticas incluyen un grupo heterogéneo, que generalmente aparecen en concentraciones de 104 - 105 ufc/ml durante su aislamiento. Están presentes bacilos Gram(+), generalmente curvos y a menudo en cadenas cortas, que son capaces de producir a partir de la celulosa, ácido


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propiónico, ocasionalmente ácido láctico, así como trazas de ácidos fórmico y succínico. También se encuentran cocobacilos Gram(-) y bacilos de diferentes morfologías, que forman ácidos volátiles a partir de la celulosa. Las bacterias no celulolíticas incluyen los géneros Streptococcus sp, que son bacterias facultativamente anaerobias, no proteolíticas, ni amilolíticas y que desempeñan un papel importante en el mantenimiento de la anaerobiosis en el digestor. Clostridium sp, al que pertenecen bacilos esporulados que tienen actividad proteolítica; los Clostridium sp amilolíticos que producen ácido acético y butírico como resultado de su fermentación, los Clostridium sp proteolíticos que fermentan los azúcares formando ácido láctico e isovalérico y los Clostridium sp proteolíticos, pero no fermentadores de azúcares fundamentalmente.

En este grupo se encuentran además los bacteroides, que constituyen de un 20 a un 80% de las bacterias anaeróbicas; estos son bacilos pleomórficos Gram(-) cortos o de mediano largo; algunos son cocobacilos mayormente amilolíticos, fermentadores de mono y disacáridos, así como glicerol, produciendo ácidos propiónico, láctico y butírico. Las bacterias metanogénicas son bacterias estrictamente anaerobias que no crecen en presencia de oxígeno molecular, ni en presencia de compuestos que fácilmente liberen oxígeno. Su rango de pH óptimo es de 7.2 a 8.2 para su crecimiento utilizan sales de amonio como fuentes de nitrógeno, muestran una extrema especificidad por el sustrato y producen como mayor y principal metabolito el gas metano (Macario y Macario 1985). En esta digestión, participan diferentes géneros de bacterias metanogénicas que aparecen aproximadamente entre la tercera y novena semana después de comenzar la digestión de los sustratos en el biodigestor. Entre las bacterias metanogénicas, participan los géneros Methanobacterium sp en el que se encuentra en mayor concentración la especie Methanobacterium formicicum, un bacilo Gram(-) de longitud variable, no esporulado, que produce metano a partir de una mezcla de monóxido de carbono e hidrógeno o a partir del ácido fórmico. También está el género Methanobacillus sp al que corresponden bacilos esporulados que producen metano a partir de hidrógeno y alcoholes primarios y secundarios, el género Methanococcus presentado por cocos no dispuestos en sarcinas y no esporulados que producen metano a partir del acetato, butirato, ácido fórmico e hidrógeno. Por último, puede mencionarse al género Methanosarcina sp representado por cocos dispuestos en sarcinas, no esporulados, que producen metano a partir de acetato, monóxido de carbono, hidrógeno, acetato, butirato y glicerol. Esta microflora actúa de forma simultánea y está íntimamente relacionada en las diferentes etapas del proceso, el cual se asemeja al proceso que ocurre en el rumen de los animales pero en menor escala, donde muchos microorganismos actúan estrechamente relacionados desde el punto de vista fisiológico. Los bacilos cortos, ovales y cocos, fermentan activamente las celulosas a ácidos orgánicos y las bacterias metanogénicas que fluyen en el rumen en concentración de 2 x 108 ufc/ml llevan a cabo una segunda fermentación produciendo metano (Thimann, 1965). Por otra parte en el efluente del biodigestor participa además una microflora anaerobia. Dentro de la principal microflora anaerobia que actúa en el efluente se encuentran bacterias heterotróficas, bacterias reductoras del sulfato, bacterias acetogénicas


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productoras de hidrógeno, bacterias homoacetogénicas, bacterias metanogénicas y las bacterias celulolíticas (Koster y11 Lettigan 1984; Yugu et al 1992

FACTORES INFLUYENTES EN LA DIGESTION ANAEROBIA Como todo proceso biológico, la digestión anaerobia debe ser controlada, pues existen diversos factores que influyen considerablemente en el éxito o no de la misma (Maramba 1978; Finck 1992). Un desbalance en alguno de estos factores puede provocar la ruptura del equilibrio entre las comunidades microbianas y por consiguiente el no funcionamiento de la planta, la no producción de biogás y el no adecuado tratamiento del residual. A continuación se relacionan los factores de mayor importancia que influyen en este proceso fermentativo. La temperatura realmente no afecta la producción absoluta de gas que realmente es dependiente de las características del sustrato. A medida que aumenta la temperatura también aumenta la actividad metabólica de las bacterias, requiriéndose menor tiempo de retención para que se complete el proceso de fermentación. Si el tiempo de retención es demasiado corto, las bacterias son desalojadas del biodigestor más rápido de lo que pueden reproducirse, deteniéndose así el proceso. En la tabla 1 se pueden apreciar los diferentes rangos de temperatura para la fermentación anaeróbica.

Tabla 1. Rangos de temperatura para la fermentación anaeróbica Rangos, ºC Tiempo de retención,

días Fermentación Mínimo óptimo Máximo Sicrofílica 4-10 15-18 25-30 >100 Mesofílica 15-20 28-33 35-45 30-60 Termofílica 25-45 50-60 75-80 10-16

Los materiales de fermentación están compuestos en su mayor parte por carbono (C) y nitrógeno (N). Si el contenido de este último es muy alto, la reproducción de las bacterias se inhibe debido a la alta alcalinidad. Lo ideal es una relación C/N de 20:1 a 30:1; relaciones C/N menores; por ejemplo 8:1, inhiben la actividad bacteriana por excesivo contenido de amonio. La concentración de amoníaco en el material de fermentación debe ser menor de 2000 mg/L. Los porcentajes más favorables de sólidos totales en el medio de fermentación interior deben estar entre 5 y 10%, ya que valores de 15% en adelante tienden a inhibir el proceso. Para una planta batch se pueden tener porcentajes de hasta el 25%.


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Los metales pesados, los antibióticos e igualmente los detergentes, son productos que inhiben el proceso de producción de biogás. No deben existir en el biodigestor condiciones que faciliten la entrada de oxígeno ni presencia de compuestos que se oxiden y liberen oxígeno, como por ejemplo, los nitratos; pues las bacterias metanogénicas demandan condiciones de estricta anaerobiosis. Se debe controlar el pH del sistema, pues una disminución del mismo puede traer como resultado la inhibición del crecimiento de las bacterias metanogénicas. Ello hace que disminuya la producción de metano y aumente el contenido de dióxido de carbono y se produzcan olores desagradables por el aumento del contenido de sulfuro de hidrógeno. De manera general el pH se mantiene bastante estable a pesar de la producción de ácidos por las bacterias ya que en el medio fermentativo se generan sustancias tampones que garantizan un rango de pH adecuado. Además, la velocidad de formación de ácido depende de la velocidad de la conversión a biogás. Se acepta generalmente que los valores óptimos del pH oscilen entre 7.0 y 8.5. La tabla 2 muestra los efectos del pH en la producción de biogás

Tabla 2. Efectos del pH en la producción de biogás Valor de pH

Efecto

7. – 7.2 Optimo Mayor e igual a 6.2 Retarda la acidificación

Menor e igual a 7.6 Retarda la amonización

Fuente: Difusión de la tecnología del biogás en Colombia Se debe tener en cuenta que el uso excesivo de desinfectantes en los establos, al igual que los antibióticos en los animales, pueden provocar inhibiciones y afectaciones en el crecimiento de las bacterias metanogénicas; pues trazas de estos antibióticos pasan a las heces fecales y son arrastrados por el agua junto con restos considerables de desinfectantes (Krebs 1991).Debe existir una proporción óptima de ambas poblaciones bacterianas, metanogénicas y no metanogénicas, lo cual se garantiza con un previo inóculo, que consiste en no menos de un 20% de estiércol líquido iniciador, que fermente no más de 21 días. Este inóculo desarrolla suficientes sustancias amortiguadoras para mantener los valores deseados de pH y genera sulfuro de hidrógeno y otros sulfuros solubles que cubren casi totalmente las altas demandas de condiciones anaeróbicas por las bacterias metanogénicas. La relación de estiércol: agua deber ser 1:1 para evitar la formación de capas flotantes, lo que es una desventaja a la hora de operar el biodigestor.


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PROBLEMAS COMUNES DE OPERACION Y FUNCIONAMIENTO DE LAS PLANTAS DE BIOGAS

Finck (1992) ha señalado que entre los problemas que son más cotidianos en el trabajo de una hidrólisis están la sobrecarga de la planta, la baja producción de gas y el bajo grado de fermentación. Estos aspectos se describen a renglón seguido. Una planta está sobrecargada cuando el volumen total de la biomasa en la cámara de fermentación y en el tanque de compensación es mayor que el volumen útil del biodigestor. Esto se presenta básicamente por tres razones, que son: cuando existen consumos altos y no se remueve manualmente el efluente, tal como se explicó anteriormente, o que el tubo de entrada se deja descubierto y el digestor se llena de agua después de un aguacero, o cuando existen escapes de gas en la cúpula, o en las tuberías y accesorios. El problema de sobrecarga en una planta de biogás se detecta cuando al evacuarse el gas, la presión llega a cero, y el nivel del efluente en el tanque de compensión queda por encima de la línea. También puede detectarse cuando el nivel del efluente en el tanque de compensación está bastante alto, pero al medir la presión del gas con el manómetro resulta baja. Este problema se soluciona desalojando el efluente hasta que su nivel coincida con la línea 0 y efectuando la carga normalmente. En caso que exista mucho líquido en el interior de la planta, es conveniente sacar el exceso encontrado, ya que un material muy diluido conduce a una baja producción de gas. Cuando esto no sea posible, debe esperarse cierto tiempo para que se estabilice la producción. También es recomendable en época de invierno tener cerrada la boca del tubo de entrada, después de efectuar la carga diaria, y así se evita la penetración de lluvia, hojas y ramas al interior del digestor. Si después de todas estas actividades no hay un resultado positivo, deben revisarse las tuberías y accesorios en última instancia, efectuar una prueba de escapes y si se comprueban fugas, se desocupa la planta y se revisa el interior para detectar la presencia de grietas en la cúpula. Existirá una baja producción de gas cuando el material de la sobrecarga es insuficiente, el material de fermentación es muy líquido, o hay alteraciones en el proceso fermentativo. Si el material de la sobrecarga es insuficiente, una solución consiste en mezclar estiércol de diferentes animales o buscar el aporte de fincas vecinas para completar la carga. Cuando el material de fermentación es muy líquido, esto se puede corregir al aumentar la relación estiércol: agua durante varios días, hasta que se estabilice el proceso, y luego restituir la relación inicial. Las alteraciones en el proceso biológico pueden ser por caídas del pH, y esto se corrige añadiendo una fuente de calcio a la fermentación. También es posible que estén presentes cepas nocivas o contaminantes para el proceso (antibióticos). Si este es el caso, es conveniente dejar de cargar la planta por unos días, agregar material de carga que no presente problemas hasta que se estabilice el proceso, después de lo cual es posible continuar la carga normal del digestor. El bajo grado de fermentación, es causado por un volumen de carga excesivo. Se detecta cuando el efluente tiene mal olor, está muy espeso, presenta un cambio de color o cuando


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se observa muchas burbujas en la superficie del tanque de compensación. Este problema se corrige disminuyendo la carga diaria, con lo cual aumenta el tiempo de retención.

DIFERENTES USOS DE LAS PLANTAS DE BIOGAS Las plantas de biogás se han utilizado y actualmente se utilizan para diversos fines entre ellos para la producción de fertilizante, para obtener alimento animal y como control de la polución. Como combustible: el biogás puede utilizarse con este fin, por la producción de metano, el cual como cualquier otro combustible gaseoso, puede ser usado para fines domésticos o industriales. Este biogás puede emplearse para cocción, iluminación, calefacción de aves y cerdos, refrigeración y como combustible en motores de combustión interna, ya sea para generación de electricidad o para ser acoplados a bombas, picapastos y otros ( Xun et al 1992, Maina 1993). En Colombia se producen quemadores y estufas de gas para uso doméstico e industrial que pueden ser adaptados satisfactoriamente en la mayoría de los casos para utilizarse con biogás. En el caso de la iluminación, la eficiencia luminosa de una lámpara de biogás es inferior a la del alumbrado eléctrico; por lo que el uso de estos artefactos se recomienda como una alternativa en lugares donde no hay energía eléctrica o el servicio es deficiente (Maramba 1978; Schulz 1990; Finck 1992). El efluente del biodigestor, es un lodo fluido, el cual está constituido por la fracción orgánica que no alcanza a fermentarse y por el material agotado. Su contenido de materia orgánica, composición química y otras propiedades dependen de las características de la materia prima utilizada y factores ambientales ( Maramba 1978; Finck 1992). La mayor dificultad al utilizar este efluente líquido, consiste en su manipulación, transporte y almacenamiento; para los cuales se han estado desarrollando diferentes métodos como vías más de solución. En un inicio se diseminaba a través de baldes por gravedad o por bombeo y se utilizaban canales y mangueras. En otras ocasiones se mezclaba con tierra en el proceso de arado y después se plantaba sobre esa mezcla cubierta con tierra (Demant et al 1990). Actualmente el método más utilizado es el efluente compostado o compost (Finck 1992). El compost consiste en acumular el efluente en pilas sobre el suelo, en huecos o en recipientes de madera con buena aireación y humedad de manera que se facilite el secado del mismo y quede lo suficientemente seco para su manipulación. En ocasiones se le pueden incorporar lombrices que aceleran la descomposición de los desechos y a su vez pueden ser utilizados como fuente de proteínas en pollos, patos y peces. Las ventajas de este método consisten en que el productor final es compacto, en forma de tierra negra,lo que facilita su transporte y aplicación, y se minimizan las pérdidas de nutrientes disponibles en el efluente ya que se le puede incorporar material verde proporcionando otros nutrientes (Finck 1992). Estos nutrientes presentes en el compost son liberados paulatinamente mediante ciertos procesos de descomposición de la materia orgánica, lo que implica que la nutrición de las plantas sea lenta pero continua, en contraste con lo que ocurre con los fertilizantes químicos. El sistema de biogás es también utilizado para la obtención de alimentos para consumo animal (Maramba 1978, Muller 1986). Se ha comprobado que el residual de biogás puede


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ser procesado y servir como alimento a diferentes animales. Este efluente con o sin sólidos puede ser usado para el crecimiento de plankton, que es fundamentalmente alimento para los peces, teniendo en cuenta que fresco no se debe emplear pues afecta la palatabilidad de los peces, sino someterlo antes a un proceso de secado al sol y aire por dos días, lo que también ayuda a que consuma menos oxígeno del agua. También puede servir como un material posible en la obtención de pulpas, cuando los residuos de cosechas son también digeridos en la planta de biogás. Existen otros ejemplos de la utilización de estos efluentes residuales como alimento animal. En el caso del estiércol de cerdo y aves de corral, este ha sido utilizado como alimento para cerdos y bovinos. Esta práctica tiene la desventaja de que permite la transmisión de enfermedades, gérmenes bacterianos y parásitos en un por ciento considerable y aún más si el estiércol es de animales enfermos, por ejemplo con Ascaris. El líquido remanente, sin sólidos, contiene nutrientes y trazas de minerales que pueden usarse como promotores del crecimiento de algas, que sirven de alimento animal. Tal es el caso de la Chlorella, que contiene de un 36 a un 40% de proteínas. También en el proceso de producción de biogás se sintetizan vitaminas del complejo B, particularmente vitamina B12, que es muy importante como factor de crecimiento en la alimentación animal. A su vez este efluente está siendo muy utilizado en la lombricultura, donde normalmente se emplea seco como sustrato principal. En forma líquida, se mezcla con residuos sólidos como paja de arroz, de maíz o sorgo entre otros. La planta de biogás ha sido usada para control de la polución en un gran número de países pues el gran volumen de estiércol animal, aguas albañales y otros desperdicios orgánicos que se producen diariamente, ha creado una polución ambiental que necesita soluciones urgentes. También se han informado resultados satisfactorios para el tratamiento de residuales de hospitales (Shanlun y Shuyou 1994). En Japón se ha informado el uso de plantas de biogás para control de la polución, fundamentalmente en tratamiento de residuales de destilerías.

RENTABILIDAD DE LAS PLANTAS DE BIOGAS En el análisis de rentabilidad de la planta de biogás se debe considerar que al ser una tecnología multipropósito, compite en tres áreas muy diferentes, que son los mercados de fuentes energéticas, en el de los abonos, y en el de tratamiento de residuales. (Finck 1992). En el mercado de los energéticos, la planta de biogás compite con la leña, el gas propano y la electricidad; fuentes energéticas utilizadas usualmente en la cocción; con el kerosene, las velas y la electricidad en la iluminación, sobre todo en lugares donde el servicio es deficiente o no existe; con el gas propano y la electricidad en la refrigeración y con la gasolina o el diesel, como combustible para motores. El m3 de biogás puede reemplazar 0.46 kg de gas propano, 0,7 l de gasolina, 0,6 litros de a.c.p.m ó 2 kg de leña. En el mercado de los abonos, la planta de biogás compite con el estiércol fresco y con los fertilizantes químicos; ya que permite un ahorro de la cantidad de


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otros abonos convencionales sin disminuir la productividad, y además presenta un aumento de la productividad al compararla con la de suelos no abonados. En el mercado de tratamiento de residuales; la producción de biogás puede imponerse sobre sistemas de tratamiento aeróbicos tradicionales, que son mucho más caros y complejos. Lo anterior permite confirmar que la tecnología de biogás, genera productos importantes que pueden sustituir, no sólo desde el punto de vista técnico, sino económico, a productos que tienen amplia demanda actualmente.

IMPACTO ECOLOGICO La utilización de plantas de biogás para el tratamiento de residuales ofrece un beneficio ecológico de gran importancia, sobre todo en la actualidad donde el desarrollo industrial moderno ha alcanzado niveles muy avanzados. Uno los beneficios que origina este sistema de tratamiento es la disminución considerable de la tala de los bosques, que en muchos casos está dada por la utilización de la madera para cocción; esto a su vez permite mantener el equilibrio ecológico (Koster 1985). La velocidad de desaparición de tierras cultivables decrece al procesar los residuales por vía biológica y reducir el tiempo de estos desperdicios en las áreas rurales que además de afectar el suelo son desagradables a la vista. También permite la eliminación de malos olores generados al ambiente, lo que contamina y son desagradables al olfato de las personas (Muller 1980). Por otra parte, la utilización del compost que se obtiene de este sistema puede en cierto grado sustituir la utilización continua y desproporcionada de fertilizantes químicos, que a largo plazo generan suelos áridos imposibles de utilizar, esto se debe a que el compost aumenta el contenido de humus del suelo, el cual mejora la estructura del terreno, facilita la aireación, la formación de depósitos de nutrientes y la capacidad de retención e infiltración de agua (Finck 1992)

CONCLUSIONES Los sistemas de tratamientos de residuales son esenciales en el control de la contaminación ambiental, y cada vez se hace más necesario que sean sistemas cuya optimización tecnológica sea lo más similar posible a los procesos que ocurren cotidianamente en la naturaleza. Dentro de estos sistemas se encuentran las plantas de biogás, donde tiene lugar una digestión anaerobia de la materia orgánica, con lo que se logra la estabilización completa del material residual, y a su vez, la obtención de un gas combustible, el biogás. Varios son los factores que influyen en la digestión anaerobia que ocurre en el biodigestor y varios son los usos que pueden tener las plantas de biogás. Sin duda este tipo de planta puede ser rentable aún sin una tecnología multipropósito. Por otra parte el impacto ecológico de los biodigestores es importante por su contribución a combatir la polución,


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disminuir la tala de bosques, la desaparición de tierras cultivables y el empleo de fertilizantes químicos. El profundizar en los conocimientos básicos, la microbiología y la bioquímica de los procesos fermentativos que tienen lugar en un biodigestor están por lo tanto plenamente justificados.

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AGRISOS. Software para la optimización De granjas integrales de agricultura sostenible

Beatriz García1, Darnes Vilariño2, Vilda Figueroa1, O. López1 y J.L. Piloto1

1 Instituto de Investigaciones Porcinas Gaveta Postal 1, Punta Brava

La Habana, Cuba Email: [email protected]

2 Facultad de Matemática y Computación

Universidad de la Habana, La Habana, Cuba

3Proyecto comunitario sobre la conservación de alimentos. Marianao, La Habana, Cuba

RESUMEN Se desarrolló un sistema computacional para la optimización de granjas integrales de agricultura sostenible basado en algoritmos que dan solución al modelo matemático de optimización lineal bicriterio que describe y optimiza los procesos de una granja integral de agricultura sostenible. Estos algoritmos fueron implementados según las técnicas empleadas en el sistema OPLIN. Para la programación del sistema se emplearon técnicas actuales de programación, lo que posibilita un fácil manejo y un medio ambiente agradable. El sistema puede utilizarse como herramienta de simulación en la validación de tecnologías de granjas integrales de agricultura sostenible, al dar elementos para el estudio de la factibilidad de determinados niveles de integración, a un nivel de respuesta óptimo. Palabras Claves: Optimización, modelos matemáticos, sostenibilidad, sistema.

AGRISOS. A SOFTWARE FOR THE OPTIMIZATION OF INTEGRATED-SUSTAINABLE FARMS

SUMMARY

A software system was developed for the optimization of (integrated-sustanable farms of sustainable agriculture). The system is based on algorithms to solve mathematics models of linear optimization bicriteria. Those models describe and optimize the process of an integrated farm. For the implementation of the algorithms techniques of the OPLIN system were used. For the programming of the system modern techniques were used. This enables an easy management in an adequate environment. The system can be used as a simulation tool in the evaluation of technologies for integrated-sustainable farms. The system provides the elements to study the viability of employing certain integration levels for an optimun response. Key words: Optimization, mathematic models, sustainability, system.


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INTRODUCCION El empleo de las matemáticas en los procesos agropecuarios desde tiempos remotos ayudó sin dudas a la obtención de mejores resultados en la esfera productiva. De hecho, son muchas las investigaciones que abordan la problemática agropecuaria mediante la simulación matemática de sus procesos. Este enfoque ayuda evidentemente a que los resultados sean obtenidos con mayor rapidez y confiabilidad en cuanto a precisión. El empleo de técnicas computacionales para el cálculo de las soluciones de los modelos matemáticos de optimización y simulación, constituye una tendencia actual. Aunque es cierto que estas técnicas son ampliamente empleadas en la creación de sistemas automatizados que facilitan el empleo de estos modelos, también es cierto que en su mayoría requieren del conocimiento matemático básico para su uso, y esto hace que los productores hagan resistencia a su utilización en la toma de decisiones. Es por ello que se hace necesario que los sistemas computacionales que estén destinados a la toma de decisiones en la esfera productiva, utilicen un lenguaje lo más cercano posible a la realidad que describen, siendo capaces de construir procedimientos que traduzcan a un lenguaje matemático los datos de entrada para generar los modelos, procedimientos que calculen sus soluciones que sean capaces de interpretar estas soluciones en un lenguaje práctico. AGRISOS constituye un sistema computacional capaz de ejecutar estos procedimientos de forma tal que el empleo de los modelos de optimización lineal para granjas integrales de agricultura sostenible (García et tal 1998), se utilicen de una forma fácil y dinámica.

MATERIALES Y METODOS

El objetivo del presente trabajo fue crear una herramienta computacional que permitiera a los usuarios no conocedores de las técnicas de programación lineal utilizar los modelos de optimización lineal para granjas integrales de agricultura sostenible, acercando estas técnicas al lenguaje utilizado por los productores, y automatizando todos los pasos necesarios para la creación, cálculo de la solución e interpretación de los resultados.El sistema utiliza como núcleo básico los modelos empírico-mecanicistas (MEM) para la planificación de un rebaño porcino y los modelos de optimización lineal (MOL) para el cálculo de la solución óptima, descritos por García et al (1998). Para la implementación computacional del algoritmo que da solución al modelo de optimización, se utilizó el algoritmo Simplex implementado en el sistema OPLIN (Vilariño 1997). La programación del sistema se realizó mediante la utilización del lenguaje de programación DELPHI.3 (Borland International 1997). Se emplearon técnicas de gestión de bases de datos para el tratamiento de la dieta y los cultivos. El sistema pone de esta forma a disposición de los usuarios dos bases de datos, una que contiene todos los alimentos utilizados en la alimentación porcina no


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convencional con su composición química y la segunda con los cultivos y sus rendimientos agrícolas. Ambas bases de datos fueron creadas en ACCESS’97 (Microsoft, 1997).

RESULTADOS Y DISCUSION AGRISOS constituye un programa computacional que cuenta con una interfase usuario agradable sobre medio ambiente Windows, que garantiza que el sistema sea de fácil manipulación por aquellas personas que no posean grandes conocimientos computacionales. El programa consta de un menú principal que posee siete opciones: Archivo, Rebaño, Alimentos, Cultivos, Optimizar, Resultados, Ayuda. El menú de Archivo brinda al usuario la posibilidad de manejar de una forma fácil los ficheros de datos. En él se puede acceder a las opciones de crear un problema nuevo, abrir un problema ya existente y almacenado en un fichero de datos, salvar el problema que se ha creado o modificado y salida del sistema. La opción Rebaño permite la entrada de los datos que posibilitan construir el rebaño porcino. Esta opción da tres posibilidades, una para criadores expertos, que permite planificar el rebaño de cerdos a partir de los índices tecnológicos y productivos con que el productor desee concebir su rebaño, otra opción para criadores menos experimentados que posibilita la planificación del rebaño a partir del número de reproductoras, el empleo o no de la inseminación artificial y el nivel de rendimiento del rebaño (alto, medio o bajo) y una última opción que permite la entrada de los requerimientos nutricionales de materia seca, proteína bruta y energía metabolizable con los que se desea trabajar para cada categoría. En la opción Alimentos el sistema brinda la posibilidad a los usuarios de escoger cuáles de los alimentos no convencionales almacenados en la base de datos de alimentos, desea que sean tomados en cuenta para el cálculo de la dieta y a qué niveles de inclusión por cada categoría. El programa también muestra la composición química de cada uno de los alimentos y su costo económico. Se permite además la entrada de nuevos alimentos. El menú Cultivos permite escoger también en la base de datos de cultivos tropicales, cuáles de estos serán usados para producir alimentos en la granja, y con qué rendimiento agrícola. A esta base de datos se le pueden añadir otros cultivos con sus respectivos rendimientos. La opción Optimizar constituye la opción fundamental del sistema. En ella se escogen cuáles serán los criterios a tomar en cuenta para el cálculo de la mejor solución y que servirán para construir la o las funciones objetivos del problema, si se desea optimizar la dieta en cuanto al área de tierra cultivable, el gasto económico o ambos criterios. Este menú hace un llamado a los procedimientos que construyen el modelo de acuerdo con las ecuaciones descritas por García et al (1998) y teniendo en cuenta para su construcción los datos de entrada en las opciones: rebaño, alimento y cultivos. Después de construido el modelo, se ejecutan los algoritmos para linealizar el problema y ajustarlo para su


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entrada al algoritmo Simplex implementado en el sistema OPLIN descrito por Vilariño (1997). Una vez utilizado el algoritmo Simplex y hallada la solución óptima, se ejecutan procedimientos que permiten interpretar en un lenguaje práctico, la solución matemática dada por el algoritmo. Resultados es el menú que posibilita visualizar la solución del modelo en tablas de fácil comprensión para los usuarios, las mismas son: la tabla de composición del rebaño que muestra la cantidad de animales por categorías y totales y la cantidad de grupos y de animales por grupos en el caso de los criadores expertos según la tecnología de siete días (López 1991; López y Peñalver 1991 ), la tabla de composición de la dieta por categorías y el gasto económico de las mismas en caso de haberse empleado éste como criterio para mejorar la solución, la tabla de cantidad de tierra necesaria para la dieta por concepto de cultivo y la tabla que muestra los subproductos de las granjas que no fueron utilizados dentro de la misma y que pueden ser utilizados a otro nivel de integración. La opción de ayuda permite ofrecer a los usuarios una guía para ayudar al trabajo del sistema y evitar la posibilidad de errores en el manejo del mismo. Los tiempos de entrada de datos y cálculo de las soluciones son pequeños. Esto posibilita que el sistema tenga un uso práctico, pues el proceso de construcción del modelo, linealización del mismo y cálculo de la solución, en problemas como estos, donde el número de variables y de ecuaciones utilizadas son relativamente grandes, es un trabajo muy engorroso, de mucho tiempo y susceptible a errores de no emplearse técnicas computacionales para su implementación.

CONCLUSIONES El sistema AGRISOS, constituye una herramienta computacional acertada para el análisis anticipado de la factibilidad de tecnologías de agricultura sostenible donde el elemento esencial en la producción de carne sea el cerdo y el principal cultivo la caña de azúcar. Tanto el sistema como el modelo matemático en el cual esta basado, están diseñados para su extrapolación a sistemas de producción sostenibles donde las especies y los cultivos bases sean otros.

BIBLIOGRAFIA Borland International. 1997. User Guide Delphi 3.0. García, B., Vilariño, D., Figueroa, V., López, O. y Piloto, J.L. 1998. Modelo matemático

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Borland International. 1997. Microsoft Access 97 Step-by-Step. EE. UU. Catapult, Inc. pp.

309


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López, O. 1991. Cálculo de la producción de carne en un sistema integral porcino. Instituto de Investigaciones Porcinas, La Habana. pp 27

López, O. y Peñalver, G. 1991. Metodología para los cálculos de planificación y

proyección de las unidades porcinas. Inst Inv Porc. La Habana. pp 28 Vilariño, D. 1997. Sistema de optimización basado en técnicas lineales OPLIN. Tesis de

Doctor en Ciencias Matemáticas. Universidad de La Habana. La Habana, p 10-25


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ANÁLISIS DE LA CONSANGUINIDAD Y LA ESTRUCTURA GENEALÓGICA EN UN REBAÑO DE CERDOS CRIOLLO CUBANO.

Isabel Santana1, G. Trujillo2 Y L. Agüero3

1 Instituto de Investigaciones Porcinas Gaveta Postal 1, Punta Brava


2 Centro de Producción Agropecuaria Dirección de Guardafronteras.

La Habana, Cuba

3 Empresa Nacional Genética Porcina Centro Genético Porcino San Pedro

Artemisa. La Habana, Cuba

RESUMEN

Se calcularon los coeficientes de consanguinidad (Fx, %) de 85 cerdas y 11 verracos activos y 69 y 26 bajas respectivamente, así como de las 197 camadas nacidas entre enero de 1995 y mayo de 1996 del rebaño del cerdo Criollo Cubano del centro genético San Pedro. Asimismo se evaluaron todas las posibilidades de apareamiento entre los reproductores en servicio en enero de 1996 mediante los Fx correspondientes. Se analizó además la distribución genealógica en cada caso y la representación de la misma respecto al rebaño de fundación. Los Fx para las cerdas vivas y las desechadas fueron 2.35 y 2.99% y para los verracos 3.97 y 1.92% respectivamente. Las camadas mostraron una Fx media de 2.2%. Estas eran hijas de 14 sementales de 5 líneas y 105 cerdas de 20 familias mientras los reproductores vivos procedían de 3 líneas y 17 familias. Los niveles de consanguinidad obtenidos fueron bajos en todos los casos, pero existe una consanguinidad potencial que debe controlarse. La misma está dada porque el 57.6% de las cerdas y el 90% de los verracos descendían de las mismas líneas. Esto sucedió también en las camadas donde el 78% son hijas de las líneas mayoritarias. Se podría sugerir la incorporación de al menos dos líneas más, trabajar en equilibrar lo más posible la estructura genealógica y como aspecto básico calcular las consanguinidades y utilizarlas en función del apareamiento de mínimo parentesco. Palabras Claves: Cerdos, raza Criollo Cubano, consanguinidad, genealogía.

i.exe


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INBREEDING AND GENEALOGICAL STRUCTURE OF A CUBAN CREOLE PIG HERD

SUMMARY The inbreeding coefficients (Fx, %) were calculated from 85 and 11 active sows and boars respectively and from 69 and 26 culled animals respectively, and of 197 litters born between January 1995 and May 1996. Data were obtained from the Creole pig herd of San Pedro genetic center. All possibilities of mating between active animals were also evaluated. Genealogical analysis were also made in order to know the distribution of families and lines in the actual herd and their relationship with the initial herd. Fx were 2.35 and 2.99 % for active and culled sows, while those figures for boars were 3.97 and 1.92%, respectively. Litter mean of Fx was 2.2%. Litters were from 14 boars of 5 lines and 105 sows of 20 families. Active sows and boars belonged to 3 lines and 20 families. Inbreeding levels were low but there is a potential inbreeding in the herd that must be kept under control in a near future. It was found that 57.6% of the sows and 90% of the boars come from the same lines. The same is also true for litters where 78% of them currently come from the major lines. It is suggested the introduction of animals from at least two new lines in order, to equilibrate the genealogical structure of the herd and to calculate the inbreeding coefficients and use them to mate animals minimizing the risk of in breeding. Key words: Swine, Cuban Creole breed, inbreeding, genealogy.

INTRODUCCION

Una adecuada estructura genealógica así como el control de la consanguinidad a niveles mínimos son condiciones indispensables para el buen desarrollo de un rebaño genético porcino, lo cual se hace más importante cuando se trata del rescate de un tipo racial no mejorado como el de la raza Criollo de Cuba. El cerdo Criollo Cubano tiene sus raíces en el cerdo Ibérico y se introdujo en Cuba con la colonización hispánica. Desde entonces y a lo largo de 500 años ha sufrido un proceso de mestización fundamentalmente con las razas Duroc y Hampshire y su crianza ha sido extensiva y de traspatio, sin ningún trabajo de mejora genética (Diéguez et al 1996). Con la reducción de la disponibilidad de alimentos para los cerdos en Cuba se planteó la valoración de este tipo de cerdo para diferentes condiciones de explotación y se desarrollaron un conjunto de investigaciones en ese sentido (Diéguez et al 1997). Asimismo se creó en 1992 un centro genético con el objetivo de conservar y mejorar esta raza. Un trabajo similar ha sido desarrollado en España con el cerdo Ibérico (Benito et al 1997). La población del cerdo Criollo Cubano puede clasificarse aún como de primer grado (Odriozola 1946) puesto que permanece en manos de un gran número de productores en sistemas de producción muy vinculados a la tierra. Por esta razón los cerdos de este centro genético provienen de un grupo relativamente numeroso de productores de distintas zonas del país. De acuerdo con los diferentes orígenes y al tipo físico de los animales se estableció un programa de apareamientos de bajo parentesco, no obstante


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ciertos niveles de consanguinidad fueron inevitables (Santana et al 1996; Santana et al 1997). La consanguinidad es una consecuencia que se deriva de la cría ganadera en poblaciones cerradas con un número pequeño de reproductoras. La influencia negativa de la consanguinidad se manifiesta fundamentalmente en las características productivas relacionadas con la fertilidad y la viabilidad (Dobao et al 1983) y por tanto es necesario mantenerla a niveles bajos. En la conservación y mejoramiento del cerdo Criollo Cubano se trata de obtener el máximo de variabilidad genética minimizando el incremento de consanguinidad, cuestiones complejas y difíciles de optimizar en un pequeño rebaño. De esta forma el presente estudio tuvo como objetivo contribuir al control de la consanguinidad en el rebaño Criollo Cubano y al perfeccionamiento de su estructura genealógica.

MATERIALES Y METODOS El estudio se realizó en el centro genético San Pedro donde se desarrolla el único rebaño con control genético del cerdo Criollo Cubano. Se evaluó el nivel de consanguinidad y la estructura genealógica de la población entre los años 1995 y 1996, a través de cuatro tipos de análisis: el cálculo de los coeficientes de consanguinidad de las cerdas y verracos activos y eliminados del centro en diciembre de 1995; el del grado de parentesco de los reproductores activos en enero de 1996; el del calculo de los coeficientes de consanguinidad de las camadas nacidas entre enero de 1995 y mayo de 1996 y el de la representación en el rebaño actual de las zonas de origen. Los coeficientes de consanguinidad (Fx, %) fueron calculados a través del programa de cálculo para un centro genético porcino, desarrollado en el Instituto de Investigaciones Porcinas (Hernández y Gerardo 1989; Santana et al 1998) basado en la fórmula tradicional descrita por Wright (1922) y modificada por Stone (1977). Se calcularon los estadígrafos de posición y dispersión de los coeficientes de consanguinidad obtenidos.

RESULTADOS Y DISCUSION

Tabla 1. Coeficientes de consanguinidad (Fx, %) en los reproductores activos El análisis de los coeficientes de consanguinidad para los reproductores activos (tabla 1) muestra niveles bajos tanto para puercas como verracos, con una alta variabilidad, ligeramente superior en los verracos. Un cuadro similar se aprecia en los resultados de las bajas (tabla 2) pero menos variable en los verracos, lo que es lógico por el mayor número de animales evaluados. Análisis de este tipo y bajo este programa de cálculo se realizaron en Cuba en el proceso de formación de la raza sintética cubana CC21 (Eloy 1983; Amador 1990) en los que también se encontraron bajos niveles de consanguinidad.

N Fx% DS ES± Cerdas 85 2.35 7.27 0.78

Verracos 11 3.97 9.79 2.95


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Tabla 2. Coeficientes de consanguinidad (Fx, %) en los reproductores desechados

N Fx % DS ES± Cerdas 69 2.99 7.77 0.93 Verracos 26 1.92 6.79 1.33

En los reproductores activos se detectaron 11 animales con coeficientes de consanguinidad superiores a 6.5% (tabla 3). Se recomendó la eliminación de estos animales a excepción de un verraco joven que obtuvo indicadores relevantes en la prueba de comportamiento en campo.

Tabla 3. Reproductores con Fx > 6.5 %

El número de líneas y familias de los reproductores desechados fueron 14 y 20 respectivamente. En los activos estas cifran se redujeron a 3 las líneas y 17 la familias, lo que evidencia una desmesurada y negativa pérdida de líneas paternas. Estas deben recuperarse o incorporarse nuevas líneas con la introducción de animales Criollo de otros rebaños del país. Adicionalmente se analizó la contribución en los reproductores activos de los padres de fundación y se manifestó que el 57.6% de las puercas y el 90% de los verracos descienden de los mismos dos padres lo que significa una consanguinidad potencial que hay que controlar. Se valoró además la posibilidad de apareamiento de los reproductores en activo bajo el criterio de todos contra todos. Esta posibilidad medida por los niveles de emparentamiento entre reproductores (tabla 4) mostró que por debajo del 6,9% de consanguinidad está el 73.7% de los apareamientos, lo que resulta favorable para las perspectivas inmediatas de apareamientos de mínima consanguinidad.

Tabla 4. Nivel de emparentamiento entre los reproductores activos1 Fx, % Parejas % del Total 0 443 44.74 0 - 0.9 3 0.41 1 - 1.9 21 2.12 2 - 2.9 3 0.30 3 - 3.9 79 7.90 4 - 6.9 181 18.28 7 - 9.9 91 9.19 10-14.9 101 10.20 15 - 20 28 2.82 > 20 40 4.04 Total 990 100.00

1 90 cerdas y 11 verracos

Cabeza % del totalCerdas 9 10.5

verracos 2 7.6


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Los coeficientes de consanguinidad calculados en las camadas (tabla 5) indican resultados positivos, con solo el 19.3% de las camadas con algún nivel de consanguinidad y dentro de estas el 63% por debajo del 7% de consanguinidad. Estas camadas fueron hijas de 14 sementales de 5 líneas y 105 puercas de 20 familias, que son cifras aceptables. No obstante el 41% de las camadas procede de una misma línea. Amador (1990) en un rebaño CC21 con un número algo mayor de líneas y menos familias (8 y 8 respectivamente) halló también un bajo número de camadas consanguíneas. Tabla 5. Coeficientes de consanguinidad en las camadas

Camadas n Fx % ES± % del Total 159 0.00 - 80.7 38 8.66 - 19.3 Consanguíneos 8 3.12 - 21.0 3 4.68 - 7.8 13 6.25 - 34.2 2 9.37 - 5.3 9 12.50 - 23.7 1 15.60 - 2.6 2 25.00 - 5.3 Total 197 2.20 0.78 100.0

El análisis de la representación de los reproductores existentes en mayo de 1996 de acuerdo con las zonas de origen geográfico del rebaño de fundación (tabla 6) mostró que el mayor número de efectivos que procedían de las zonas de Sancti Spiritus, Camagüey y Cienfuegos para las cerdas y Camagüey y Contramaestre para los verracos. Si bien el número de familias es alto, no lo es en las líneas y vuelve a manifestarse el predominio de algunas. De ahí la necesidad de incorporar algunas más.

Tabla 6. Representación de cerdos reproductores activos en mayo de 1996 de acuerdo con el origen geográfico

Origen Filas Cerdas % Líneas Verracos % Sancti Spiritus 5 43 40.9 1 2 18.2 Camagüey 2 30 28.5 1 4 36.4 Palma Soriano 2 4 3.8 - - - Contramaestre 1 1 0.9 1 3 27.3 Bayamo 2 10 9.5 - - - Cienfuegos 8 17 16.1 2 2 18.1 Total 20 105 100.0 5 11 100.0

El sano equilibrio genealógico y niveles mínimos de consanguinidad de poblaciones cerradas de un tipo genético en proceso de conservación y mejora es un trabajo difícil y complejo, como lo han demostrado numerosas investigaciones con sus homólogos ibéricos en España (Fernández et al 1992). No obstante los análisis realizados permiten concluir que en este rebaño se mantienen niveles bajos de consanguinidad y un aceptable control genealógico, pero existe un peligro potencial de incremento de la consanguinidad, debido al predominio de representación de algunas líneas. El adquirir nuevos animales para este rebaño de diferentes zonas del país permitiría disminuir los riesgos de esta consanguinidad potencial.


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SUSTITUCION DEL CEREAL POR FUENTES FIBROSAS EN DIETAS DE DESPERDICIOS PROCESADOS PARA CERDOS EN CEBA.

J. González Instituto de Investigaciones Porcinas

Gaveta Postal No.1, Punta Brava La Habana, Cuba Email: [email protected]

RESUMEN Veinticuatro cerdos de un peso vivo promedio al inicio de 26.4 kg y de un cruce rotacional Yorkshire x Landrace x Duroc fueron distribuidos en un diseño de bloques al azar con tres tratamientos y ocho réplicas. Los cerdos fueron alojados en corrales individuales y se utilizaron para estudiar la sustitución del 20 % del cereal por saccharina o gicabú en el sistema de alimentación de desperdicios procesados, miel B más pienso de cereales. Los tratamientos consistieron en un control (I) basado en una dieta básica de desperdicios procesados, miel B y pienso de cereal en el que se sustituyó parte del pienso de cereal por saccharina (II) o gicabú (III) con un nivel de inclusión del 20 % para ambos tratamientos. Los cerdos concluyeron la prueba con un peso final promedio de 88.8 kg. La ganancia (g/día), consumo (kg MS/día) y conversión alimentaria (kg MS/kg aumento) no difirieron entre los tratamientos evaluados (I, 494; 2.24 y 4.53; II, 496; 2.23 y 4.50; III, 495; 2.26 y 4.57, respectivamente). Se considera que la inclusión de saccharina o gicabú, si sustituyen el 20 % del pienso de cereal no afectan los rasgos de comportamiento y disminuyen el costo en el sistema de alimentación estudiado. Palabras claves: Comportamiento, cerdos en ceba, gicabú, saccharina, desperdicios procesados, miel B.

SUBSTITUTION OF CEREAL FOR FIBRE SOURCES IN SWILL BASED DIETS FOR FATTENING PIGS

SUMMARY Twenty four pigs from a rotational cross (Yorkshire x Landrace x Duroc) with an initial live weight of 26,4 kg, were alloted in a random block design with eight replications to study the substitution of 20 % of a conventional feed cereals based by saccharina and gicabu in a feeding system based on swill and sugar cane molasses type B. The treatments were: I, a diet that included swill, sugar cane molasses type B plus dry feed; II, 20 % of dry feed substituted by saccharina and III, 20 % of the cereals meal substituted by gicabu. The daily gain (g/day), feed intake (kg DM/day) and feed conversion (kg DM/kg gain) did not differ among studied (I: 494, 2.24 and 4.53; II: 496, 2.23 and 4.50; III: 495, 2.26 and 4.57 respectively). The inclusion of saccharina or gicabu at a level of 20 % as a substitute of the cereals meal does not affect pig’s performance traits and decreases feed costs.


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Key words: Fattening pigs, performance, gicabu, saccharina, swill, sugar cane molasses type B.

INTRODUCCION En los últimos años ha habido un incremento sustancial en la utilización de subproductos de la caña de azúcar para la alimentación animal, para sustituir los llamados alimentos convencionales y además poder disminuir los altos costos que implican su utilización. La incorporación de la saccharina, producto elaborado a través del enriquecimiento proteico de la caña de azúcar o el bagacillo de retorno por fermentación en estado sólido (Elías et a1990), así como también, la producción del gicabú que se obtiene a partir del secado de cachaza y mostos de destilería o fábricas de levadura torula (Gil et al 1978). Las informaciones disponibles indican niveles de inclusión del 35 % de saccharina de caña en los concentrados de cereales con buenos resultados en el sistema de alimentación basado en pienso más miel B de caña de azúcar (Castro et al 1990) y/o pienso más miel final (González et al 1993) para cerdos. También de gicabú se incluyen niveles del 10 % de sustitución de la MS de la dieta con resultados favorables en el comportamiento (Olengui y Castro 1978). El gicabú por su naturaleza pulverulenta, voluminosa y de bajo peso específico, provoca un atascamiento en las básculas empacadoras lo que causa retrasos productivos (Rodríguez 1987). A pesar de estos problemas y partiendo de la necesidad de ahorro de fuentes de divisas, se evaluaron estos subproductos en cerdos alimentados con dietas de desperdicios procesados y cereales en la etapa de crecimiento-ceba, utilizando niveles de sustitución admisibles del 20 % para las fábricas de pienso.


Se utilizaron 24 cerdos de un cruce rotacional Yorkshire x Landrace x Duroc, hembras y machos (1:1) con un peso vivo promedio al inicio de la prueba de comportamiento de 26.4 kg. Los animales fueron distribuidos según un diseño de bloques al azar en tres tratamientos, con ocho réplicas por tratamiento. Los tratamientos consistieron en dietas de desperdicios procesados y miel B en las que se incluyó un 20% de sacharina o gicabú en el pienso de ceba. En la Tabla 1 se presenta la composición porcentual así como el contenido de nutrientes de las dietas utilizadas.


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Tabla 1. Composición porcentual de las dietas (% MS) Control Sacharina, 20% Gicabú, 20% Ingredientes Desperdicios Procesado 39.4 39.9 39.3 Miel B 24.5 24.4 24.9 Pienso de ceba 36.1 35.71 35.81

Análisis MS 57.7 57.0 57.8 MO 93.3 94.6 94.1 Cenizas 6.7 5.4 5.9 N x 6,25 14.3 13.8 13.6 Energía bruta, KJ/g MS 14.8 16.2 15.9 FC 5.2 6.8 6.4 ¹ Confeccionado con sacharina o Gicabú

En la tabla 2 se refleja la composición del pienso de ceba que se usó en cada uno de los tratamientos. En estos piensos, parte del trigo molido fue sustituido por sacharina o gicabú en los casos correspondientes. De esta forma, estos dos ingredientes constituyeron aproximadamente un 7.2% de la dieta en cada caso. El contenido de nutrientes en cada uno de los tres piensos de ceba ya fue informado anteriormente (González et al 1992).

Tabla 2. Composición del pienso de ceba (% MS) Control Sacharina, 20% Gicabú, 20% Trigo molido 64.9 44.9 44.9 Sacharina - 20.0 - Gicabú - 20.0 - Maíz molido 7.4 7.4 7.4 Harina de girasol 10.1 10.1 10.1 Levadura torula 11.9 11.9 11.9 DL- metionina 1.4 1.4 1.4 Cloruro de sodio 0.4 0.4 0.4 Vitaminas y minerales1 1.0 1.0 1.0

1 Formulado para cubrir requerimientos del NRC (1979) en la dieta.

El alimento fue suministrado a los cerdos una vez al día, según tecnología de alimentación descrita en la tabla 3. El sobrante de alimento fue pesado diariamente. Los animales estuvieron alojados individualmente en un establo abierto con piso de concreto y tuvieron acceso libre al agua, mediante bebederos automáticos. Los cerdos se pesaron al inicio y cada 14 días hasta completar 126 días, cuando concluyó la prueba.


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Tabla 3. Tecnología de alimentación en cerdos (kg/día, en base fresca) con

sacharina o gicabú incluidos en el pienso de ceba Tiempo, Desperdicios Miel B Pienso de días procesados ceba 7 2.0 0.16 1.67 7 3.5 0.32 1.20 30 6.5 0.69 0.80 30 7.0 0.91 0.80 30 9.2 1.13 0.80 22 11.7 1.26 0.80 Promedio 7.7 0.90 0.87 Total 973.74 113.01 109.69

El procedimiento utilizado para el análisis de los datos fue el análisis de varianza (Steel y Torrie 1980).


Durante la prueba experimental no se presentaron alteraciones clínicas y todos los cerdos concluyeron satisfactoriamente la etapa. Por otra parte el tiempo de permanencia hasta los 126 días fue inferior a lo establecido en el Manual de Crianza Porcina 1990 (UNEPOR 1990) para todos los tratamientos estudiados.

Tabla 4. Rasgos de comportamiento en cerdos alimentados con sacharina o gicabú.

Sacharina, Gicabú Control 20 % 20 % ES± Peso, kg Inicial 26.6 25.8 26.9 0.3 Final 88.8 88.3 89.3 6.0 Consumo diario MS, kg 2.24 2.23 2.26 0.03 Proteína bruta, g 320 313 307 6 Ganancia, g/día 494 496 495 20 Conversión, Kg MS/kg aumento 4.53 4.50 4.57 0.17 Conversión g PB/ Kg aumento 648 631 620 26

Como refleja la tabla 4, no hubo efecto significativo (P>0.05) para ninguno de los rasgos medidos. Al parecer el efecto del nivel de fibra no se presentó al sustituir el 20 % del pienso de cereal por saccharina o gicabú, si se observan los niveles ofertados (ver tabla 2) estos no alcanzaron o están por debajo de los recomendados por el NRC (1979) para la categoría de ceba.


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Similarmente González et al (1992) en dietas idénticas no encontraron efecto de tratamiento tanto para la digestibilidad de la MS, como del nitrógeno entre el control de cereal y cuando se incorporó la saccharina y sí, estos fueron diferentes al tratamiento de gicabú, pero con un efecto no marcado, que bien pudo haber estado dado por las características propias de este subproducto de la caña de azúcar (ICA 1987ab). No obstante estos resultados, aunque el consumo de proteína bruta (N x 6.25) no alcanzó diferencias significativas, sí se obtuvo una mejora económica del 2.2 % para el tratamiento con saccharina y del 4.1 % para el tratamiento con gicabú. Con respecto a la conversión alimentaria (kg MS/kg aumento), esta favoreció 0.66 % a la saccharina y empeoró 0.88 % con el gicabú al compararlo con el control de cereal. Estos resultados que se han obtenido en la especie porcina utilizando el gicabú fueron muy similares a los obtenidos en vacas lecheras por Muñoz y González (1990) y en ovejas (Vegas 1985), pero con mayores niveles de inclusión; por lo que las recomendaciones bien pueden ser extendidas a la rama porcina. Todo parece indicar que el nivel utilizado de ambas fuentes nutricionales no provoca ningún tipo de influencia negativa en los rasgos de comportamiento estudiados por lo que se considera que el uso de ambos recursos alimentarios puede ser factible en el sistema de alimentación empleado para la ceba de cerdos.

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DETERMINACION DE LA DIGESTIBILIDAD DE NUTRIENTES DE DIETAS DE

FOLLAJE DE YUCA AMARGA (Manihot esculenta Crantz) Y ACEITE DE PALMA (Elaeis guineensis Jacq.) EN CERDOS

D.A. González1, C. González1, Ivonne Díaz1, J. Ly2 y H. Vecchionacce1

1 Universidad Central de Venezuela. Apartado 4579 Maracay, Zona Postal 2101, Venezuela

2 Instituto de Investigaciones Porcinas, Gaveta Postal 1, Punta Brava,


RESUMEN Se utilizaron 36 cerdos mestizos machos castrados con 34 kg de peso vivo, según un diseño en bloques al azar, de acuerdo con un arreglo factorial 3x3 donde los factores fueron la harina de follaje de yuca amarga (Manihot esculenta Crantz) y aceite de mesocarpio de palma aceitera africana (Elaeis guineensis Jacq.). A los cerdos se les suministró una ración diaria equivalente al 8% del peso metabólico (W 0.75) en base seca, en la que la dieta básica fue sustituida por 3 niveles de harina de follaje de yuca (0, 15 y 30%) y 3 niveles de aceite de palma (0, 5 y 10%). El contenido de proteína y FDN del follaje de yuca fue 30.15% y 41.50%. Solamente se halló interacción significativa (P<0.05) follaje x aceite en la digestibilidad del extracto etéreo. Se observó una depresión significativa (P<0.01) en la digestibilidad de distintos nutrientes de la dieta a medida que se incrementaba el nivel de follaje. La digestibilidad de la MS, MO, N y energía no fue influida (P<0.05) por la inclusión de aceite de palma en la dieta. No se encontraron diferencias significativas (P<0.05) entre tratamiento para la digestibilidad de ninguna de las fracciones fibrosas, aunque pareció existir una tendencia a incrementarse en los tratamientos con la inclusión de 30% de follaje a medida que se aumentaba el nivel de inclusión de aceite de palma en la dieta. Se sugiere que el follaje de yuca amarga es un recurso con alto contenido de proteína que puede ser usado en la alimentación no convencional de cerdos hasta niveles de 30% de la dieta. El aceite de palma mejora la digestibilidad de los nutrientes del follaje de yuca amarga cuando éste se incluye a niveles de 30% en la dieta. Palabras Claves: Cerdos, digestibilidad, follaje, fibra, yuca amarga, aceite de palma,

Manihot esculenta Crantz, Elaeis guineensis Jacq.


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DIGESTIBILITY VALUES OF DIETS BASED ON CASSAVA (Manihot esculenta Crantz) LEAVE MEAL AND PALM (Elaeis guineensis Jacq.) OIL IN PIGS

SUMMARY A total of 36 crossbred, castrate male pigs averaging 34 kg liveweight were used according a random block design in a factorial arrangement 3x3 where the factors were bitter cassava (Manihot esculenta Crantz) foliage meal and palm oil (Elaeis guineensis Jacq.). The pigs were fed daily at 8% of the metabolic weight (W0.75).The basal diet was substituted by three levels of cassava foliage meal (0, 15 and 30%) and three levels of palm oil (0, 5 and 10%). The crude protein and NDF content of cassava foliage were 30.15 and 41.50%. There was a significant (P<0.05) interaction foliage x oil in the crude fat digestibility only; as well as a significant decrease (P<0.01) in nutrient digestibility with increasing levels of cassava foliage in the diet. The digestibility of DM, OM, N and energy were not affected (P>0.05) by the palm oil inclusion in the diet. There was no treatment effect (P>0.05) on the different fibrous fractions digestibility, although a trend was observed for a higher digestibility with high levels of oil in the diets formulated with 30% cassava foliage. It is suggested that cassava foliage is a feed with high levels of protein which can be used up to 30% in the diet in non conventional feeding of pigs. The palm oil improve digestibility indices in diets containing 30% of cassava foliage meal. Key words: Pigs, digestibility, foliage, fibre, bitter cassava, palm oil, Manihot esculenta Crantz, Elaeis guineensis Jacq.

INTRODUCCION En Venezuela, los sistemas de producción de cerdos enfrentan en la actualidad problemas de índole productiva, asociados a una baja rentabilidad debido a los altos costos de producción que se generan por el alimento que se utiliza cuyos ingredientes en su mayor proporción son importados. Anualmente se importan 1.200.000 t de soya (Montaldo y Montilla 1996) en gran parte para solucionar los requerimientos de proteína en las dietas para la alimentación animal, y se estima que para el año 2000 esta importación estaría cercana a 1.700.000 t (Montaldo y Montilla 1996). En función de lo anteriormente expuesto y en búsqueda de disminuir las importaciones que hacen frágil y dependiente al sistema, se hace necesaria la evaluación de materias primas locales no tradicionales, con alto potencial como fuentes de proteínas que logren sustituir satisfactoriamente los ingredientes tradicionales. Estos recursos no tradicionales, para poder ser evaluados, deben presentar como principal característica que se produzcan eficientemente bajo condiciones tropicales, es decir que se obtengan altos rendimientos que a su vez se encuentren disponibles durante todo el año. Como otra característica de gran importancia es que estos no estén siendo usados de forma directa por la población humana, lo que garantizaría su destino a las dietas para animales. Entre estos recursos se encuentra el follaje de yuca amarga (Manihot esculenta Crantz), subproducto del cultivo, donde el producto principal lo constituye la raíz. En el país, se


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desecha en cada cosecha grandes cantidades de follaje de yuca, por su no utilización (Escovar 1980). La mayor ventaja de la yuca, además de ser una planta de alta producción de biomasa es su adaptación a diferentes condiciones ambientales y su resistencia al estrés. La función u objetivo principal del cultivo es la producción de raíz. Sin embargo, si el cultivo de yuca se usa con la finalidad principal de producción de follaje, podría alcanzar de acuerdo con la densidad de siembra, una producción de follaje a 17 meses de 22 a 32 t de materia seca/ha, lo que se traduce en 4 a 5.7 t de proteína/ha (Montaldo y Montilla 1976). La composición química del follaje de yuca presenta una gran variabilidad (Ravindran et al 1982) lo cual depende de la variedad, fertilidad del suelo, clima y etapa de madurez en la cosecha, por lo que el contenido de proteína puede oscilar entre 18.9 y 25.4 % (Holm 1971; Montaldo y Montilla 1976; Facenda 1986; Thacker y Kirkwood 1990; Montaldo 1991)). El perfil de aminoácidos esenciales presente en el follaje de yuca es bueno comparado con el informado por la FAO, siendo rico en lisina, lo cual puede ser de gran utilidad en condiciones tropicales donde las raciones típicas de los cerdos por lo general, son deficientes en este aminoácido. Por otra parte el alto contenido de fibra cruda presente en el follaje de yuca limita su utilización en la alimentación de cerdos, debido a que se ha demostrado que dietas altas en fibra incrementan la tasa de pasaje por el tracto digestivo, la cual esta asociada a depresiones en la digestibilidad de diversos nutrientes (Ravindran et al 1982; Díaz et al 1997). Es por ello que se hace necesario la incorporación de lípidos dietéticos, los cuales además de lograr incrementar el nivel energético de las raciones formuladas con materias primas de baja energía, logran a su vez incrementar la utilización de elementos no lipídicos de la dieta debido a que disminuye la velocidad de tránsito de la ingesta. (Mateos et al, citado por De Basilio 1989. El objetivo del presente experimento fue determinar la digestibilidad de nutrientes en cerdos alimentados con dietas en las que se incluyeron niveles variables de harina de follaje de yuca amarga y aceite de mesocarpio de palma.

MATERIALES Y METODOS El follaje de la yuca amarga se obtuvo de la siembra experimental de yuca amarga de la Sección de Porcinos de la Facultad de Agronomía, en la Universidad Central de Venezuela, Maracay. El corte del follaje se realizó aproximadamente a los 120 días de edad del cultivo, y estuvo constituido por peciolos, láminas y ápices. Una vez cortado, el follaje se colocó en bandejas de secado, las cuales fueron introducidas en un cuarto de deshidratado durante 48 horas (hasta alcanzar peso constante). Luego de ser molido en un molino con tamiz de 0.5 mm, el material fue mezclado y almacenado para su posterior uso. La harina de follaje de yuca amarga (HFYA) contenía 91.47% de MS, y en base seca: MO, 80.37%; FDN, 41.50%; EE, 3.72%, Nx6,25, 30.15% y energía bruta, 19.13 kJ/g MS. Se utilizaron 36 cerdos provenientes de cruces entre las razas Landrace, Yorkshire, Hampshire y Duroc, machos castrados, con 34 ± 2 kg de peso vivo. Los animales se ubicaron en un diseño de bloques al azar con cuatro repeticiones, en un arreglo factorial 3x3, en el que los tratamientos correspondieron a una sustitución de la ración basal por 3 niveles de harina de follaje de yuca amarga y 3 niveles de aceite crudo de mesocarpio de


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palma. La dieta basal fue elaborada a base de ingredientes típicos de un alimento comercial para cerdos. La composición de la dieta basal aparece en la tabla 1.

Tabla 1. Composición de la dieta basal Ingrediente %, base seca Harina de maíz Harina de soya Carbonato de calcio Fosfato dicálcico Cloruro de sodio Vitaminas y minerales1

82.85 14.18 1.00 0.97 0.50 0.50

1 Aporte según los requerimientos del NRC (1988) Las características de las dietas que se usaron en el experimento desde el punto de vista de su composición química, se muestran en la tabla 2.

Tabla 2. Composición química de las dietas experimentales I MS FDN EE NX6.25 MO E1

Follaje de yuca, 0% AP, 0% 2

AP, 5% AP, 10%

88.77 89.01 89.18

22.35 18.57 15.87

2.64 9.26

13.04

14.54 13.53 12.88

83.93 84.00 84.35

16.54 18.35 20.03

Follaje de yuca, 15%

AP, 0% AP, 5% AP, 10%

89.16 90.99 89.52

25.23 22.02 19.72

2.80 8.43

11.64

16.88 16.02 15.47

83.40 83.46 83.76

16.94 18.48 19.91


AP, 0% AP, 5% AP, 10%

89.56 89.73 89.86

28.10 25.45 23.56

2.97 7.50

10.25

19.23 18.52 18.07

82.86 82.91 83.16

17.34 18.61 19.78

1KJ/g MS 2Aceite de palma Los animales se alojaron en jaulas de metabolismo similares a las diseñadas por Pekas (1968) y cada uno constituyó una unidad experimental. Cada bloque estaba constituido por 9 cerdos que contenían los 9 tratamientos ubicados al azar. El período experimental total duró 40 días, y por cada bloque se utilizaron 5 días de adaptación a la dieta, 3 días de recolección de excretas y 2 días de descanso entre bloques. Los cerdos recibieron una dieta equivalente al 8% del peso metabólico (W0.75), distribuida en dos raciones iguales a las 8:30 a.m. y a las 4:30 p.m. El agua se suministró ad libitum.. Las excretas se recogieron 2 veces al día, antes del suministro de la ración. Toda la excreta fue pesada, homogeneizada y secada en estufa a 65ºC, molida, mezclada formando un pool correspondiente a cada cerdo por día y posteriormente enviada al laboratorio para las determinaciones de MS, cenizas, N y extracto etéreo según la AOAC (1989), la FND de acuerdo con Van Soest et al (1991), y la energía bruta mediante el uso de un calorímetro adiabático de bomba. El contenido de MO se definió como 100 - cenizas. Los mismos procedimientos analíticos fueron utilizados en la evaluación de la dieta básica, la harina de follaje de yuca y el aceite de palma.


41

Para el análisis de varianza se utilizó el siguiente modelo matemático: Yijklm= µ + Fi + Aj + (Fi + Aj)k + Bl + Mm + eijklm Fi = Efecto del i-ésimo nivel de follaje. (i : 0, 15, 30%) Aj = Efecto del j-ésimo nivel de aceite. (j : 0, 5, 10%) (Fi+Aj)k = Efecto de la k-ésima interacción entre el i-ésimo nivel de follaje y el j-ésimo nivel de aceite. Bl = Efecto del l-ésimo nivel del bloque (l : 1.....4) Mm = Efecto del m-ésimo muestreo (m : 1,2,3) eijklm = Efecto del error aleatorio, con distribución normal, con media cero y varianza σ2. El contraste entre medias se realizó mediante análisis de varianza, y adicionalmente se practicó el análisis de regresión en los casos correspondientes (Steel y Torrie 1980), para lo cual se empleó un programa SAS. En aquellas variables donde se detectaron diferencias significativas se realizó la prueba de rangos múltiples de Duncan (1955).


Se observó que el contenido de proteína cruda presente en el follaje de yuca amarga (30.15%), fue alto si se compara con los resultados encontrados por Montaldo (1991), Thacker y Kirkwood (1990), Facenda (1986), Montaldo y Montilla (1976) y Holm (1971). Tales diferencias podrían deberse principalmente a la variedad cultivada utilizada, manejo agronómico del cultivo, edad al corte, época de cosecha y selección del material vegetal (lámina y pecíolo). Por otra parte, se observó que la fracción de FDN contenida en el follaje de yuca amarga fue alta si se compara con valores hallados por González (1994) para el follaje de batata o boniato, que oscilaron entre 24.4 y 32.8%, o los de Díaz (1998), que estuvieron entre 15 y 20%. En los resultados de consumo de las dietas experimentales, no se observaron diferencias significativas entre tratamientos (P>0.05), por lo que no hubo limitaciones en el consumo de las dietas en ninguno de los tratamientos que contenían follaje de yuca amarga, tal como lo informaron Ravindran et al (1987) y Thacker y Kirkwood. (1990). El consumo de alimento diario promedio fue de 1006 g MS/cerdo, lo que prácticamente equivalió al 8 % del peso metabólico (1026 g MS/cerdo).


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Tabla 3. Digestibilidad de nutrientes en cerdos alimentados con dietas de harina de follaje de yuca marga y aceite de palma

Digestibilidad, % MS FDN EE N MO E Follaje de yuca, 0% AP, 0% 1

AP, 5% AP, 10%

90.49a

90.17a 89.37a

83.82a

81.49ab

77.44bc

80.91e

94.78ab

95.79a

88.99a

87.60a 87.12a

91.13a

91.48a

90.39a

90.42a 90.96a 89.93a


AP, 0% AP, 5% AP, 10%

84.34b

83.05b

82.99b

74.17c

68.92d

66.26de

69.06f 88.15cd

90.63bc

79.55b 78.51b 75.49bc

85.14b 84.00b 83.63b

82.75b 82.00b 81.85b


AP, 0% AP, 5% AP, 10% CV Efecto de follaje Efecto de aceite Follaje x aceite

76.09c

76.61c

77.98c

4.22

**

NS NS

63.43e

62.03e

62.68e

8.80

** *

NS

64.00g

87.30cd

85.09dr

7.02

** ** *

69.13c 70.07c 72.07c

5.95

**

NS NS

77.05c 77.09c 78.45c

3.92

**

NS NS

73.14c 73.98c 75.80c

4.45

**

NS NS

1Aceite de palma *P<0.05; **P<0.01 abcdefgMedias sin letra en común en la misma columna difieren significativamente entre sí (P<0.05) según Duncan (1955) En la tabla 3 se muestran los valores para digestibilidad de los distintos nutrientes de las dietas. A este respecto, solamente se encontró que la interacción follaje x aceite fue significativa (P<0.05) en la digestibilidad del extracto etéreo. Se observó que en las dietas sin follaje la digestibilidad de la MS, MO, N y energía no se afectó significativamente (P>0.05) por el nivel de inclusión de aceite de palma. Para el extracto etéreo, la digestibilidad aumentó a medida que se incrementó el nivel de aceite de palma en el alimento, encontrándose diferencias significativas (P<0.05) entre los tratamientos que no contenían harina de follaje de yuca.En los tratamientos con 15% de harina de follaje de yuca amarga se presentó una situación similar a la ocurrida con las dietas sin follaje, al incorporar el aceite, en la digestibilidad de MS, MO y energía, puesto que al elevar el nivel dietético de aceite de palma, no hubo efecto de tratamiento (P>0.05). Sin embargo, estas dietas mostraron una disminución significativa de la digestibilidad de FDN y el N. La digestibilidad del extracto etéreo aumentó significativamente (P<0.01) a medida que se incrementaba el nivel de aceite de palma. Con la inclusión de 30% de follaje de yuca amarga en el alimento no se encontraron diferencias significativas entre tratamientos (P>0.05) en los índices medidos, aunque casi siempre parecieron aumentar con el aumento del aceite de palma en la dieta. Esto fue así salvo en la digestibilidad del extracto etéreo, que sí aumentó significativamente (P<0.01) cuando se elevó el aceite de palma en la dieta. Esto pudiera ser una respuesta del aceite al disminuir la velocidad de tránsito del alimento. Tal como fue concluido por Mateos et al


43

(citado por De Basilio 1989), quienes afirmaron que los lípidos dietéticos en general, logran incrementar la utilización de los elementos no lipídicos de la dieta debido a que disminuyen la velocidad de tránsito de la ingesta. Los índices digestivos de la FDN se comportaron de manera inversa al resto de las variables estudiadas, ya que se observó una disminución de los mismos, aunque de una manera que tampoco fue significativa. En general se observaron deterioros significativos (P<0.05) en la digestibilidad de la FDN a medida que se incrementó el nivel de aceite, tal como lo hallaron Fanimo y Bombata (1997), quienes encontraron una disminución evidente de la digestibilidad de la fibra a medida que se incrementó la inclusión de palmiste en dietas para lechones destetados. Esto pudiera tener similitud con lo ocurrido en bovinos. A este respecto, Czerkawsky (citado por Ojeda 1993) sugirió que el encubrimiento físico de la fase sólida de la digesta por el aceite, logra para el caso de la fibra, generar un deterioro de la digestibilidad debido a una redistribución de la población microbiana. En la tabla 4 se presentan los datos referentes a los índices digestivos del follaje de yuca amarga, cuando se calcularon por el método de diferencia.

Tabla 4. Digestibilidad de nutrientes de la harina de follaje de yuca amarga (en %) MS FDN N MO E Follaje de yuca, 0% AP, 0% (1) AP, 5% AP, 10%

59.77 57.65 50.89

53.29 48.75 51.43

58.93 63.20 53.00

58.37 53.45 55.48

51.23 42.65 42.37

Follaje de yuca, 15% AP, 0% AP, 5% AP, 10%

60.67 57.77 62.22

46.41 51.68 58.53

51.97 58.32 62.56

53.82 53.55 60.48

44.51 44.15 49.89

X 60.22 49.85 55.45 56.10 47.87 CV 27.58 30.40 22.02 26.88 37.43

1Aceite de palma Al comparar los valores de digestibilidad de las fracciones del follaje obtenidos en los diferentes tratamientos, con los informados por González (1994), Arrioja et al (1997) y Díaz (1998) para el follaje de batata, se pudo observar similitud entre dichos valores. Esto podría considerar el follaje de yuca amarga como un recurso fibroso que presenta en su composición química una alta digestibilidad de sus fracciones. De hecho la digestibilidad del N fue mayor (55.4%) que la encontrada por Arrioja (1995) y por Díaz (1998), que fueron 43.7 y 52.3% respectivamente, y menor que el valor informado por González (1994): 59.9% en el follaje de batata. De igual manera, la FDN mostró una mayor digestibilidad (49.8%) que la observada por Arrioja (1995), la cual ascendió a 40.6%, pero menor que las halladas por González (1994) y por Díaz (1998), puesto que con estos autores, el citado índice fue 56.4 y 53.4% respectivamente. De acuerdo con los resultados del presente estudio, se pudiera afirmar que el follaje de yuca amarga es un recurso con alto contenido de proteína cruda que puede ser usado en la alimentación no convencional de cerdos hasta niveles de 30 % de la dieta. Por otra


44

parte, el aceite de palma mejora la digestibilidad total aparente de los nutrientes del follaje de yuca amarga cuando este se incluye a niveles de 30 % de follaje. Así, el aceite de palma al 10% se puede usar como concentrado energético para mejorar la digestibilidad de recursos fibrosos de baja densidad energética.

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INDICADORES MORFOMETRICOS DEL TRACTO GASTROINTESTINAL (TGI) DE CERDOS DESTETADOS QUE CONSUMEN HARINA DE CAÑA DESHIDRATADA

Nurys Rodríguez, R. Bocourt, Ileana Terry y E. Lamazares

Instituto de Ciencia Animal San José de las Lajas, Apartado 24

La Habana, Cuba

RESUMEN

Se utilizaron 24 cerditos castrados con peso vivo (PV) promedio de 6.5 kg que se distribuyeron según un diseño completamente aleatorizado en tres tratamientos. Estos consistieron en un control de pienso iniciador, en el que sustituyeron cereales por 20 y 40% de harina de caña (HCD20 y HCD40 ). El objetivo fue estudiar, mediante indicadores morfométricos, el efecto de inclusión de fibra en el desarrollo del TGI hasta la quinta semana posdestete. El PV disminuyó para HCD40 (P<0.001) y con la inclusión de caña (P<0.001) cuando se corrigió para el contenido digestivo. El peso absoluto del TGI, ciego y colon no varió entre tratamientos; el del estómago aumentó (P<0.001) para HCD20 y el del intestino delgado disminuyó (P<0.05) con la inclusión de fibra. El peso relativo (g/kg PV corregido) de estómago y colon aumentó para HCD20 y HCD40. No hubo efecto de la caña en la longitud absoluta de los intestinos de los animales y la longitud relativa disminuyó (P<0.05) para el intestino delgado y aumentó para el grueso (P<0.01) en HCD40. El peso del estómago como porcentaje del tracto aumentó, y el de intestino delgado disminuyó significativamente con la inclusión de fibra. Se concluye que para los niveles de caña estudiados se evidencia hasta la quinta semana posdestete un mayor desarrollo en el peso del estómago y en menor grado del intestino grueso con respecto al control. Al interpretar los resultados, debe considerarse el efecto del tratamiento en el PV, así como buscar otros indicadores para profundizar en el efecto de la fibra en el crecimiento del TGI. Palabras Claves: Cerdos, fibra, morfometría, crecimiento, peso vivo

MORPHOMETRIC INDICES OF THE GASTRO-INTESTINAL TRACT (GIT) OF WEANING PIGS FED DEHYDRATED SUGAR CANE MEAL

SUMMARY

Twenty-four male piglets with an average live weight (LW) of 6.5 kg were alloted into three treatments according to a completely randomozed design: a control starter feed in which cereals were replaced by 20% (M20) and 40% (M40) dehydrated sugar cane meal in order to study the effect of the inclusion of fibre on the morphometry of the gastrointestinal tract five weeks after weaning. LW decreased (P<0.001) in pigs fed M40 diet and also when it was corrected for the digestive content. The absolute weight of the GIT, caecum and colon did not differ among treatments but the weight of the stomach increased (P<0.001) for M20 diet and that of the small intestine decreased (P<0.05) when fibre was included. The relative weight (g/kg corrected LW) of stomach and colon increased for M20 and M40. There


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was no fibre effect on the absolute length of the small intestine but intestine length increased (P<0.01) the large intestine in animals fed the M40 diet. The weight of the stomach expressed as percentage of the GIT increased but that of the small intestine decreased significantly when fibre was included. In conclusion, it is evident that, according to the levels of sugar cane meal studied, up to the fifth week after weaning the weight of the stomach and to less extent, that of the large intestine increased compared to the control pigs. The interpretation of these results must consider the effect of treatment on pig LW. Other physiological indices must be studied in order to clarify the effect of dietary fibre on the growth of the GIT. Key words: Weaning pigs, fibre, morfhometry, gastrointestinal tract, growth, live weight

INTRODUCCION

El efecto de la alimentación en la morfometría del tracto digestivo del cerdo ha sido objeto de una amplia reseña (Ly 1979). En dietas convencionales, el efecto de la fibra se relaciona con un aumento en el peso del tracto gastrointestinal (TGI), y de algunas secciones (Henry 1969, 1970). En ocasiones, la respuesta ha sido variable, lo que se asocia al nivel de inclusión y características del material fibroso. Los aspectos metodológicos (Ly 1979), tienen también importancia al interpretar los resultados. Es conocido, por otra parte, que el destete produce cambios en el desarrollo y proporciones de los órganos digestivos. Estos se asocian con el inicio en la ingestión de volúmenes considerables de alimento sólido (Morgan 1982) y son similares a los que se producen con la inclusión de fibra en la dieta (McMeeckan 1940ab, Kvasnitski 1951). En este trabajo se evaluó mediante un estudio de morfometría, el efecto de dos niveles de harina de caña deshidratada en el crecimiento del TGI de cerdos hasta la quinta semana posdestete.


ANIMALES Y DIETAS: Se utilizaron 24 cerdos castrados de cruce Yorkshire x Landrace x Duroc, con un peso vivo (PV) promedio inicial de 6.5 kg. Los animales se distribuyeron según diseño completamente aleatorizado en tres tratamientos; estos consistieron en un control de pienso iniciador (PC), en el que se sustituyeron cereales por 20 y 40% de harina de caña deshidratada (tratamientos HCD20 y HCD40 ). La composición y análisis químico de las dietas se muestra en la tabla 1.


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Tabla 1. Composición (bs) y análisis químico de las dietas experimentales Contro

l Harina de caña, 20%

Harina de caña, 40%

Harina de pescado Harina de maíz Harina de trigo Polvo de arroz Levadura torula Harina de soya Harina de caña deshidratada Minerales1

Vitaminas1

CaCO3 Análisis químico Materia seca, % Proteína bruta, % Fibra neutra detergente, % Energía bruta, kJ/g

10.23 30.48 32.91 5.09 9.12 9.03

- 1.12 1.12 0.90

89.10 19.25 10.66 18.34

10.18 19.77 20.52 2.02

11.58 12.67 20.13 1.12 1.12 0.89

89.57 19.69 19.26 17.89

10.12 7.60 9.12

- 13.29 16.77 40.05 1.11 1.11 0.89

88.90 19.33 28.42 18.17

1 Rodríguez et al (1968) Procedimiento experimental. Los animales se destetaron a los 33 días y se suministró a diario por semana 270; 470; 700; 870 y 970g de alimento seco. Este se ofreció en dos raciones de forma individual. El agua fue consumida a voluntad. Al finalizar la quinta semana posdestete, los cerdos se pesaron y sacrificaron con sodio tiopental de sodio (13-15 mg/kg PV). Se procedió a abrir la cavidad abdominal y a extraer del tracto digestivo. Este se dividió en cuatro secciones: estómago, intestino delgado, ciego y colon, previa eliminación del mesenterio y otros órganos. En cada sección se pesó el contenido digestivo. Los órganos se lavaron, secaron y pesaron. Se midió la longitud del intestino delgado y grueso. Los datos de peso y longitud se expresaron en términos absolutos y relativos (g/kg de PV corregido para el contenido de digesta). Las técnicas utilizadas para el análisis de las dietas se indicaron en un trabajo anterior (Rodríguez et al 1989). Las medias entre tratamientos se analizaron según Kramer (1956).


Dos cerdos de HCD40 se eliminaron por presentar prolapso rectal. El resto (uno por tratamiento) fue eliminado por causas no atribuidas a la dieta. El peso final (tabla 2) resultó menor (P<0.001) para HCD40; éste, corregido para el contenido digestivo, disminuyó (P<0.001) con la inclusión de caña. No hubo diferencia significativa en el peso absoluto del tracto, ciego y colon, mientras que el del estómago aumentó (P<0.001) para HCD20 . El peso del intestino delgado disminuyó (P<0.05) con la inclusión de fibra.


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Tabla 2. Efecto de la inclusión de fibra en medidas de peso del tracto gastrointestinal de cerdos

Control Harina de caña, 20%

Harina de caña, 40%

Sig.

Peso vivo, kg Inicial Final Final corregido Peso del tracto A R Estómago A R Intestino delgado A R Ciego A R Colon A R

6.8±0.2a 19.1±0.4a 18.2±0.4 1428.7±41.2a

81.0±5.2a 140.8±5.9a 7.8±0.4a 827.1±32.2 48.4±3.3 42.7±3.0 4.4±0.2 394.9±11.3a 22.2±1.7

6.3±0.2a 18.2±0.4b 17.0±0.4 1439.3±44.1ab 85.1±5.2b 175.0±5.9b 10.3±0.4ab 718.6±32.2 45.2±3.3 39.8±3.2 2.3±0.2 459.1±12.1ab 27.1±1.7

6.4±0.2b 15.2±0.5c 13.7±0.4 1364.2±52.1b 105.2±6.1ªb 156.0±7.0b 11.5±0.4b 647.1±38.1 49.2±3.9 33.8±3.8 2.7±0.2 436.9±14.3b 32.3±2.0

*** *** NS * ** *** * NS NS NS NS NS **

A: Absoluto R: Relativo/g por kg de peso vivo corregido *P<0.05; **P<0.01; ***P<0.001 ab Medias con distintos superíndices en una misma fila difieren significativamente (P<0.05) (Kramer 1956) El peso relativo del estómago y colon aumentó (P<0,001) y para HCD20 y HCD40 (P<0.01), y el del colon disminuyó (P<0,05) para HCD40 . El peso del estómago como porcentaje del tracto aumentó (Tabla 3) y el del intestino delgado disminuyó (P<0.01; P<0.05) con la inclusión de fibra. Tabla 3. Efecto de la inclusión de fibra en la distribución porcentual de órganos digestivos con respecto al total del tracto de cerdos destetados

Órgano Control Harina de caña, 20% Harina de caña, 40% SigEstómago Intestino delgado Ciego Colon

10.0±0.06a

59.1±1.6a 2.9±0.2 28.0±1.5

12.4±0.6b 52.8±1.6b 2.8±0.2 32.0±1.5

12.1±0.6b **51.4±1.9 * 2.9±0.2 NS 33.4±1.7 NS

ab Medias con distintos superíndices en una misma fila difieren significativamente (P<0.05) (Kramer 1956) *P<0.05; **P<0.01


50

La longitud relativa del intestino delgado (tabla 4) disminuyó (P<0.05) y la del grueso aumentó (P<0.001) para HCD40 . Tabla 4. Efecto de la inclusión de fibra en la longitud intestinal de cerdos destetados

Longitud Control Harina de caña, 20% Harina de caña, 40% Sig.Intestino delgado A R Intestino grueso A R

11.2±0.8a 61.7±4.1 2.3±0.1a 13.8±0.4

10.5±0.8ª 58.5±4.1 2.4±0.1ab 14.2±0.2

10.8±0.9b NS 78.6±4.9 * 2.4±0.1b NS 17.6±0.4 .........***

A: Absoluta (m) R: Relativa (cm/kg PV) ab Medias con distintos superíndices en una misma fila difieren significativamente (P<0.05) (Kramer 1956) *P<0.05; ***P<0.001 En los estudios de morfometría pueden presentarse dificultades con la interpretación de los resultados. Esto se debe a que se expresan sobre la base del peso corporal (Ly 1979). El análisis de los datos puede indicar un mayor desarrollo del tracto digestivo con la inclusión de fibra. Sin embargo, hay diferencias en el peso final, en tanto que el peso absoluto del TGI no varió entre tratamientos. La velocidad de crecimiento de los distintos órganos y sistemas, así como la pérdida de peso por un efecto dietético están concatenadas con la madurez y prioridad de su desarrollo (Walstra 1980). Se conoce que el tracto digestivo se caracteriza por un crecimiento acelerado (Ly 1979). Es probable, que la pérdida de peso para HCD40 se efectuara a expensas de otros tejidos, especialmente la grasa (Loeffel y Koch 1973, Walstra 1980), mientras que el TGI en su conjunto alcanzó un desarrollo en peso comparable al de otros tratamientos. Por otra parte, el hecho de una disminución considerable de peso para HCD40 sin diferencias en esta magnitud con respecto al tracto en su conjunto, hace que los datos de peso relativo brinden información de una mayor proporción de TGI con respecto al total del cuerpo, más que de un mayor crecimiento con respecto a PC y HCD20 . En estos últimos, con pesos vivos más comparables, el aumento de peso absoluto y relativo del estómago para HCD20 puede indicar un mayor desarrollo. El efecto de la fibra en el estómago en dietas convencionales ha sido claramente demostrado (Hochstetler et al 1959, Henry 1970, Kass et al 1980). Sin embargo, estos resultados y otros, sugieren la posibilidad de que a partir de cierto nivel de fibra exista una limitación en el desarrollo estomacal, en tanto que niveles intermedios la favorecen. Esta limitación estaría probablemente relacionada con las propiedades físico-químicas del material fibroso.


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Aunque hay cierta variabilidad en los resultados referentes al efecto de la fibra en el intestino delgado, se ha encontrado con frecuencia una disminución en el peso del órgano (Henry 1969, Kass et al 1980). La distribución porcentual indica una disminución en la contribución del intestino delgado con la inclusión de fibra a partir de pesos absolutos del TGI comparables entre tratamientos. La respuesta del estómago se confirma por los resultados de peso absoluto y relativo del órgano; sin embargo, para el colon, tal respuesta no quedó claramente definida. Se ha observado con frecuencia un aumento en el peso absoluto y relativo del intestino grueso con la inclusión de materiales fibrosos. Funcionalmente este resultado se justifica por el hecho de que su digestión ocurre fundamentalmente en este órgano (Rérat 1978). Se ha demostrado, además, que no es la fibra en sí, sino los productos de su fermentación los que influyen en la proliferación celular a nivel de tejido intestinal (Goodlad et al 1987). En este sentido, las características del material fibroso, la edad y capacidad digestiva del cerdo pueden influir en la respuesta. Otro aspecto que se debe considerar, fundamentalmente para el intestino grueso, es el hecho de que el peso fresco puede alterarse por un contenido variable de agua. Esto contribuye a enmascarar los resultados (Goodlad y Wright 1983). Las medidas de longitud absoluta para el intestino delgado sugieren una disminución con la inclusión de caña. En ellas pudo influir la presencia de la serosa, efecto por demás posible en todos los tratamientos. Al aplicar la ecuación de Matasino y Bordi (1973), que relaciona la longitud del intestino delgado con el peso vivo, se obtienen valores similares para el tratamiento control, mientras que en los tratamientos con caña los valores reales resultan menores. Esta posible influencia del producto en la elongación intestinal no se observa en el colon. Se concluye que para los niveles de caña estudiados se evidencia hasta la quinta semana posdestete un mayor desarrollo en el peso del estómago y, en menor grado, del intestino grueso con respecto al control. Al interpretar los resultados, debe considerarse el efecto del tratamiento en el PV, así como buscar otros indicadores para profundizar en el efecto de la fibra en el crecimiento del TGI.

AGRADECIMIENTOS Agradecemos a los trabajadores del Departamento Porcino del Instituto de Ciencia Animal por sus orientaciones.


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UNA NOTA SOBRE LA INFLUENCIA DEL CONTROL DE LOS CERDOS SEMENTALES SOBRE LOS INDICADORES DE CALIDAD SEMINAL.

Ivonne Velázquez1, Yolanda del Toro1, Raquel Castillo2, G. Morales1 y Esther Benítez1.

1 Instituto de Investigaciones Porcinas

Gaveta Postal 1, Punta brava, La Habana, Cuba

2 Empresa Porcina Habana La Habana, Cuba

RESUMEN Con el objetivo de evaluar la influencia que ejerce el seguimiento de un control eficiente de los sementales sobre los indicadores de calidad seminal de los sementales pertenecientes al Centro de Procesamiento de Semen Porcino (CPSP) del Instituto de Investigaciones Porcinas (IIP) y de los tres unidades de la Empresa Porcina Habana con Inseminación Artificial (I.A) in situ (Paredones, Polín y Caonao integral). Se realizó además un análisis económico, de un año productivo, de las unidades con I.A in situ teniendo en cuenta el número de sementales según la relación hembra/macho establecida para la I.A. Los índices de calidad seminal fueron superiores (P<0.05) en los verracos procedentes del CPSP con medias para la motilidad (%), concentración espermática (x106spz/ml), volumen (ml) y células patológicas (%) de 74.1, 300, 254 y 5.3 y de 71.6, 253, 289 y 10.4; 74, 215, 267 y 7.4 y 65.9, 215, 266 y 14.3 para los verracos del CPSP del IIP y de las unidades Paredones, Polín y Caonao integral respectivamente. El análisis económico reveló un ahorro significativo en gastos de compra y mantenimiento de sementales de $ 8.26 /reproductora/año. Los resultados demostraron que un control eficiente de los sementales permite optimizar su rendimiento al máximo y producir dosis seminales de máxima calidad. Se sugiere la posibilidad de creación de un CPSP en esa región. Palabras claves: Sementales, CPSP, IA in situ, calidad seminal.

A NOTE ON THE CONTROL OF BOAR SEMEN QUALITY. AN ECONOMICAL APPROACH.

SUMMARY

Motility, sperm concentration, volume and percentage of damaged cells were analyzed. The aim of this study was to evaluate the influence of conducting an efficient control of boars. The semen was obtained from the Artificial Insemination (AI) Center of the Swine Research Institute and from three pig farms (Paredones, Polín, and Caonao) located in Havana province. A one year economical analysis of the three farms with AI in situ was done, taking into account the male/female relation. Sperm quality parameters were within the normal range for this species, being higher for boars from the AI Center. The means

i.exe


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for motility (%), concentration (x106spz/ml), volumen (ml) and damaged cells (%) were: 74.1, 300, 254 and 5.3; 71.6, 253, 289 and 10.4; 74, 215, 267 and 7.4 and 65.9, 215, 266 and 14.3, for the AI Center, Paredones, Polín and Caonao, respectively. The economical analysis showed that $ 8.26/sow/year could be saved. Carrying out an efficient control of boars could be expressed in a better performance and more semen doses with higher quality. Key Words: Boars, artificial insemination center, AI in situ, seminal quality. Debido al auge que ha tenido la inseminación artificial (IA) en el ganado porcino, y dado que con este método de reproducción las hembras dependen en gran medida de un número limitado de sementales, se hace imprescindible garantizar al máximo el poder fecundante de las dosis de semen producidas. La evaluación del semen, valiéndose de diversas técnicas de laboratorio, permite determinar la calidad espermática con mucha precisión, lo cual es fundamental para optimizar al máximo el potencial reproductivo de los sementales. Estas técnicas de evaluación seminal junto con los factores de influencia sobre la calidad seminal son una gran herramienta de apoyo para realizar un diagnóstico preciso ante la eventualidad de algún problema. El objetivo de este trabajo fue el de evaluar la influencia que ejerce el control de los sementales sobre los indicadores de calidad seminal y realizar un análisis económico de dos sistemas de IA. Para el desarrollo de este trabajo se utilizaron las evaluaciones espermáticas de los sementales procedentes del Centro de Procesamiento de Semen Porcino (CPSP) del Instituto de Investigaciones Porcinas y de las unidades Paredones, Polín y Caonao integral de la Empresa Porcina Habana, con IA in situ, realizadas durante el primer semestre del año 1997. A los sementales del CPSP se les confeccionó un plan de extracciones individual con un tiempo de reposo de 2 días entre cada extracción. Los animales se alojaron en cubículos individuales y se les suministró una ración diaria de 2.5 kg de pienso reproductor con 15 % de proteína, suplemento de vitaminas y minerales y agua a voluntad. Se garantizó sombra con árboles que propiciaron un ambiente fresco. Contrario a esto, a los sementales de las unidades con IA in situ no se les siguió un plan de extracciones estable y las condiciones de alojamiento de los mismos fueron desfavorables puesto que los cubículos estaban en mal estado y expuestos al sol. Se realizó un estudio de varios indicadores de calidad seminal: motilidad por apreciación subjetiva; concentración espermática, fotocolorímetro; volumen del eyaculado y células patológicas (espermiograma), de los sementales del CPSP y de las unidades con IA in situ. Para el análisis de la información se utilizo el programa MAXMIN para calcular estadígrafos. Se realizó además un análisis económico, de un año productivo, de las unidades con IA in situ teniendo en cuenta los gastos/reproductora/año. En la tabla 1 se observan los indicadores de calidad espermática de sementales procedentes del CPSP del Instituto de Investigaciones Porcinas y de 3 unidades de la Empresa Provincia Habana con IA in situ. En ambos casos los indicadores estudiados se encontraron dentro de los rangos normales establecidos para la especie, y fueron superiores en los sementales del CPSP que tuvieron un plan de extracciones estable y


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condiciones de alojamiento favorables. Esto concuerda con lo señalado por Martín et al (1996) quienes plantean que con un buen control de las condiciones ambientales y sanitarias, un alojamiento adecuado y una programación estable del ritmo de extracciones de semen, se logra conseguir una calidad seminal y una productividad espermática constante de los sementales a lo largo de su vida productiva. Resultados similares a los obtenidos en este trabajo fueron publicados por del Toro et al (1990, 1997) y García et al (1997), quienes observaron que la exposición de los sementales a condiciones medio ambientales no controladas, y a un ritmo o frecuencia de recogida de semen no adecuado provocan una drástica caída de la calidad seminal que repercute en una menor producción de dosis y una disminución del comportamiento reproductivo de la explotación.

Tabla 1. Indicadores de calidad espermática en cerdos Sistema de I.A Motilidad

% ES± Concentración

x106spz/ml ES±Volumen

Ml ES± Patologías

% ES± CPSP

74.1

0.2

300

6

254

6

5.3

0.8

Paredones 71.6 0.3 253 7 289 15 10.4 0.7 In situ Polín 74.0 0.5 215 3 267 15 7.4 0.5 Caonao 65.9 0.4 215 3 266 10 14.3 0.9

En la tabla 2 se muestran los resultados del análisis económico de un año productivo de las unidades con IA in situ tomando como base los gastos de compra y mantenimiento de los sementales que tienen en existencia y los que realmente necesitan según la relación macho:hembra establecida para la IA (1:100) (NRAG 609-82). Como se puede observar el número de sementales en explotación es alto en relación con el número de reproductoras con que cuentan (1:33), lo cual trae como consecuencia que se dificulte el manejo de los mismos y haya un aumento significativo de gastos en compra y mantenimiento de estos. Los resultados del análisis económico de las unidades con IA in situ obtenidos se compararon con los gastos que se pudieran obtener con la utilización de un CPSP en esa región si asumimos el mismo número de reproductoras, lográndose con la utilización del centro un ahorro de $ 15 731/año. Estos resultados coinciden con los obtenidos por del Toro et al (1994), al comparar diferentes sistemas de cubrición. Tabla 2. Análisis económico de un año productivo de dos sistemas de IA Sistema No. Gastos Ahorro $/año1

de IA Reproductores. Mant. Compra Otros Total /reproductora In situ 1903 16 582 7889 - - - CPSP 1903 5 326 3087 307 15731 8.26 1 pesos cubanos Los resultados demuestran que con un control eficiente de los sementales se puede optimizar su rendimiento al máximo y obtener una mayor fiabilidad en la producción de dosis seminales, así como lograr mejores resultados reproductivos, sanitarios y


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económicos. Se pudiera sugerir la posibilidad de crear un pequeño CPSP en la región de la Empresa Porcina Habana en la que se hizo el estudio, donde podrán concentrarse los mejores sementales, equipos, recursos materiales y humanos y se garantizará la producción de dosis seminales de máxima calidad tanto a las unidades especializadas como a los productores individuales.

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RESEÑA DE TESIS

EVALUACIÓN DE CUATRO METODOS ( FECAL, ILEAL, IN SITU E IN VITRO ) PARA DETERMINAR DIGESTIBILIDAD DEL FOLLAJE DE BATATA ( Ipomoea batatas L.),

EN CERDOS

Ivonne Díaz Tesis de Maestría (1998) Facultad de Agronomía

Universidad Central de Venezuela Maracay, Venezuela

RESUMEN Se llevaron a cabo 4 experimentos en la Unidad de Metabolismo de Aves y Cerdos de la Facultad de Agronomía de la Universidad Central de Venezuela y en el Departamento de Fisiología Digestiva del Instituto de Investigaciones Porcinas de La Habana, Cuba. Con el objeto de evaluar en cerdos, métodos de digestibilidad .in vivo e in vitro para determinar la digestibilidad del follaje de batata, y establecer modelos matemáticos para predecir la digestibilidad ileal y fecal de las fracciones del mismo, a partir del método in vitro. En el primer experimento, para determinar la digestibilidad fecal (DF), se usaron 8 cerdos, mestizos, con 38 kg de peso vivo, según un diseño en cuadrado latino 4 x 4, replicado. Los tratamientos dados por el nivel de sustitución de la dieta basal (B) por follaje deshidratado (F) fueron así: T1 100 % B, T2 90 % B + 10 % F, T3 80 % B + 20 % F y T4 70 % B y 30 % F. El experimento tuvo una duración de 40 días, correspondiendo 7 de adaptación a dieta y 3 de muestreo en cada período. En el experimento 2 se determinó la digestibilidad Ileal (DI) y se utilizaron 4 cerdos machos castrados con 35 kg de peso inicial, preparados quirúrgicamente con una anastomosis ileo-rectal. Se distribuyeron en un diseño en cuadrado latino 4x4, siendo los tratamientos los mismos que en el experimento 1. El experimento duró 20 días (3 de adaptación a dieta y 2 de muestreo, por período). En ambos experimentos la digesta ileal y las heces fueron deshidratadas a 65 ºC. se realizó la determinación de Materia seca (MS) Materia orgánica (MO), proteína cruda (PC) y fibra detergente neutra (FDN). En el mismo experimento se determinó el perfil de aminos ácidos. En forma simultanea en los experimentos 1 y 2 se determinó el tránsito digestivo; para ello se añadió Cr2O3 en la ultima ración del día en que finalizó el período de adaptación a dieta para el caso de la determinación fecal y en la primera ración del primer día de muestreo para él transito ileal. El experimento 3 consistió en medir la digestibilidad in situ (DIS) a través de la técnica de la bolsa viajera introducida mediante cánula en el duodeno. Para ello se utilizaron 5 cerdos con un peso inicial de 35 kg. Luego de la recuperación de la cirugía, los animales se distribuyeron en un diseño en bloques al azar donde los tratamientos venían dados por las dietas que consumían los cerdos durante el experimento y que coincidían con los de los experimentos 1 y 2. Cada período tuvo una duración de 5 días, 2 de adaptación a dieta y 2 de muestreo, durante los cuales se introducía la bolsa conteniendo 1g de follaje, al que previamente se le había realizado una digestión con pepsina y ácido clorhídrico. Una vez recogidas las bolsas se secaron y llevaron al laboratorio para realizar las determinaciones correspondientes. El experimento 4 consistió en la determinación de la digestibilidad in vitro. Se llevó a cabo en dos pasos, el primero denominado digestibilidad in vitro con fluido gastro-ileal (DIVI),


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que consistió en la incubación con pepsina ácida por 4 horas y luego con pancreatina por otras cuatro horas. El segundo paso fue la incubación en condiciones anaeróbicas el residuo del paso 1 con heces de un cerdo preparadas con solución buffer de Lindgren. En ambos casos se determinó MS. MO y PC. A los datos generados en los experimentos 1,2 y 3 se les realizó análisis de varianza y pruebas de medias de Duncan. En el experimento 4 se utilizaron medidas de dispersión y concentración. Para el tránsito se utilizó el análisis de regresión lineal y se determinó el tiempo de aparición del 5 y 95 % del marcador. Los valores de digestibilidad de MS (58.1; 34.7; 50.2; 50.4 y 51.2%); MO (60.3; 34.4; 47.2; 40.3 y 50.9%); para los métodos DF, DI, DIS, DIVI y DIVF, respectivamente, indican, que los métodos que evalúan el proceso digestivo completo (DF,DIS,DIVF) arrojan valores de digestibilidad mayores que los métodos parciales (DI, DIVI) por tratarse de un material con alto contenido de fibra. En el caso de la PC (51.7, 41.9; 49.0; 56.3 y 49.8%) se aprecia que el mayor valor lo presenta DIVI debido, probablemente, porque en este método no hay influencia de N de origen endógeno ni microbiano. En relación con los aminoácidos se destaca, del resto, la digestibilidad de la metionina (71.7%) e isoleucina(76.3%), sin embargo, la tirosina y la cistina arrojan digestibilidades negativas (-27.4 y –77.0% respectivamente), debido probablemente al efecto de la fibra. Con respecto al tránsito ileal la recuperación es mayor (P<0,05) a medida que se incrementa el nivel de fibra, mientras que para el tránsito total no hubo efecto del nivel de follaje (P>0,05). Debido a la alta correlación entre los métodos se generaron modelos para predecir la digestibilidad in vivo, a partir de la in vitro, con alta determinación (R2 ajustado > 89 %) con la excepción de la proteína a nivel ileal con R2 ajustado de 69 %. Se concluye que el follaje de batata es un recurso fibroso con aceptable nivel proteico y una digestibilidad de MS y MO de 58.13 y 60.39 % respectivamente y una digestibilidad ileal aparente de proteína de 41.9%, la cual se puede predecir a partir de la digestibilidad in vitro. Palabras Claves: cerdos, boniato, Ipomonea batata, follaje, digestibilidad, velocidad de

tránsito

EVALUATION OF FOUR METHODS (FECAL, ILEAL, IN SITU AND IN VITRO) TO DETERMINE THE FOLIAGE DIGESTABILITY OF BATATA (IPOMOEA BATATAS L.) IN

PIGS.

SUMMARY

A total of four experiments were conducted in order to evaluate in pigs, methods of digestibility in vivo and in vitro to determine the nutritive value of sweet potato foliage and to establish mathematical models to predict ileal and faecal digestibility of different fractions, from methods in vitro. In the first experiment 8 crossed pigs with 38 kg of live weight were used to determine fecal digestibility (FD), they were distributed in a 4x4 latin square design. The treatments considered the substitution level of the diet basal for dehydrated foliage thus: T1 100% basal (B), T2 90% B + 10% Foliage (F), T3 80% B + 20% F and T4 70% B and 30% F. The experiment had a duration of 40 days, corresponding 7 of a diet adjustment and 3 of sampling in each period. In experiment 2 ileal digestibility (ID) was determined, and 4 castrate male pigs with 35 kg of initial weight, were prepared surgically with an ileo-rectal anastomosis. The pigs were distributed in a 4x4 latin square design. The treatments were as in experiment 1. The experiment lasted 20 days (3 of a diet adjustment and 2 of sampling, for each period). In both experiments


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the faeces and ileal digesta were dehydrated to 65 ºC. Dry matter (DM), organic matter (OM), crude protein (CP) and neutral detergent fiber (NDF) were determined in all samples. In the same experiment the aminoacid profile was determined. In simultaneous form in the experiments 1 and 2 the rate of passage was determined by Cr2O3 addition to the ration of the day in which the period of diet adjusment ended. In the case of fecal determination and in the first ration of the first sampling day for the ileal studies. The experiment 3, consisted in measuring the in situ digestibility (ISD) by the technique of a mobile nylon bag introduced through cannula in the duodenum of 5 pigs with initial weight of 35 kg. After the recovery of the surgery, the animals were distributed in a random blocks design where the treatments were the diets consumed by the pigs during the experiment. Each period had a duration of 5 days, 2 of diet adjustment and 2 of sampling. During those days the bag containing 1g of foliage with a previous digestion of pepsin and hydrochloric acid was introduce. The experiment 4 consisted in determining the in vitro digestibility. It was carried out in two steps, the first named in vitro digestibility with gastro-ileal fluid (DIVI), which consisted in an incubation with acid pepsin for 4 hours and then with pancreatin for another four hours. The second step was an incubation in anaerobic conditions of residue from step 1 with faeces of a pig prepared with a buffer of Lindgren. In each case DM, OM and CP were determined. Data generated in experiments 1,2 and 3 were subjected to analysis of variance and the multiple range test Duncan was applied in the appropriate cases. Measurements of dispersion and concentration were conducted in experiment 4. For the transit studies the linear regression analysis was carried out. In addition the appearance of the 5 and 95% of the marker was estimated. Digestibility data of DM (58.1; 34.7; 50.2; 50.4 and 51.2%); OM (60.3; 34.4; 47.2; 40.3 and 50.9%); for the FD, ID ISD,DIVI and DIVF, methods respectively, indicate, that methods which evaluate the complete digestive process (FD, ISD, DIVF) determine digestibility values higher than those from partial methods (ID, DIVI) due to the high fiber content in samples. In the case of the CP (51.7, 41.9; 49.0; 56.3 and 49.8%) the greater values were for DIVI, probably due to the fact that in this method there is no influence of N of endogenous or microorganisms origin. In relation to the aminoacids, the digestibility of methionine (71.78%) and isoleucine (76.35) is emphasized from the rest, however, tyrosine and cistine digestibilites were negative (-27.4 and –77.0 respectively), probably due to the effect of fibre. With respect to the ileal transit marker recovery was greater (P<0.05) with increasing levels of fibre while for the total transit there was no effect in the level of foliage (P>0.05). As a result of the high correlation among the methods, models were generated to predict digestibility in vivo from the one in vitro with high determination (R2 adjusted > 89 %) except the protein at ileal level with R2 adjusted 69 %. We can conclude stating that batata foliage is a fibrous resource with an acceptable level of protein, with a digestibility of MS and MO of 58,13 and 60,39 % respectevely, and with an apparent ileal digestibility of protein of 41,9 % which can be predicted from the digestibility in vitro. Key words: pigs, sweet potato, ipomoea batatas, foliage, digestibility, fibre, rate of passage.

Revista computadorizada de Producción Porcina Vol:6 No:1 1999

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