Recepcion originales 17 de Mayo de 1999
Effect of resting period on the quality of five forage grasses and its prediction by near infrared reflectance spectroscopy (NIRS).
Keywords: forage grasses, resting period, forage composition, NIRS.
The aim of this work was to estímate dry matter accretion, plant height
and chemical composition in terms of crude protein (PB), neutral detergent fiber
(FDN) acid detergent fiber (FDA), metabolizable energy (EM) and total ashes
(CT), of five forage grasses: Bromus valdivianus, Arrhenatherum elatius,
ssp bulbosus, Dactylis glomerata, Holcus lanatus and Agrostis
capillaris, subjected to four resting periods (from 30 up to 122 days).
The feasibility of predicting chemical composition by near infrared reflectance
spectroscopy (NIRS) was also evaluated by means of the coefficient of deternination
(1-VR) and standard error (SECV) of cross validation. Resting periods explained
an advance in plant maturity. A capillaris and B. valdivianus
were late and early maturing species respectively, in comparison to other grasses.
DM production increased up to the third period (91 d) decreasing afterwards.
The highest variation (P<0.05) among species in terms of DM production and
plant height was shown in the third period. PB, EM and CT contents decreased
from the first to the third resting period, remaining constant thereafter. An
inverse trend was shown by FDN and FDA, with increasing values up to the third
period, maintaining their values thereafter. Each resting day caused a reduction
in PB, EM and CT, of 1.44 g, 0.91 Mcal and 0.42 g per kg DM, respectively and
an increase in FDN and FDA in 2.08 and 1.84 g per kg DM, respectively. A good
precision was attained with NIRS calibrations to predict composition. Best equations
showed values for 1-VR and SECV of 0.97 and 1 for PB; 0.91 and 2.54 for FDN;
0.98 and 1.06 for FDA; 0.87 and 1.14 for EM; and 0.86 and 0.61 for CT, respectively.
Palabras claves: Gramíneas forrajeras, período rezago,
composición de forraje, NIRS.
Este trabajo se ejecutó con el objetivo de evaluar el efecto del período
de rezago sobre la producción de materia seca (MS), altura y composición
nutricional, en términos de proteína bruta (PB), energía
metabolizable (EM), fibra detergente neutro (FDN), fibra detergente ácido
(FDA) y cenizas totales (CT), de cinco especies forrajeras: bromo (Bromus
valdivianus), pasto cebolla (Arrhenatherum elatius, ssp bulbosus),
pasto ovillo (Dactylis glomerata), Pasto miel (Holcus lanatus)
y Chépica (Agrostis capillaris). Se evaluaron cuatro periodos
de rezago (desde 30 hasta 122 días). Además se estudió
la posibilidad de predecir la composición química mediante espectroscopia
de reflectancia en el infrarrojo cercano (NIRS) evaluándose las calibraciones
desarrolladas, mediante el coeficiente de determinación (1-VR) y error
estándar (SECV) de la validación cruzada. Los períodos
de rezago se asociaron en general a un avance en la madurez de las plantas.
A. capillaris y B. valdivianus presentaron un desarrollo fenológico
más tardío y temprano, respectivamente. La producción de
MS aumentó hasta el tercer período, reduciéndose luego.
La mayor variación entre especies en el rendimiento de MS y altura de
plantas ocurrió en el tercer corte (P<().()5). El contenido promedio
de PB, EM y CT fue descendente hasta el tercer período, manteniéndose
luego. Por su parte, la FDN y la FDA registraron una tendencia inversa, con
valores ascendentes hasta el tercer período, manteniéndose después.
El análisis de regresión permitió estimar que con cada
día de rezago, el contenido de PB, EM y CT, se reducen en 1,44 g; 0,91
Me al; y 0,42 g, por Kg de MS, respectivamente y que el contenido de FDN y FDA
aumentan en 2,08 y 1,84 g por Kg MS, respectivamente. Se desarrollaron calibraciones
NIRS que permiten predecir con bastante precisión la composición,
presentando las mejores ecuaciones valores de 1-VR y SECV de 0,97 y 1 para PB;
0,91 y 2,54 para FDN; 0,98 y 1,06 para FDA; 0,87 y 0,14 para EM y 0,86 y 0,61
para CT, respectivamente.
Las zonas templado-húmedas, como las Regiones IX y X de Chile, se caracterizan
por poseer importantes superficies con praderas permanentes destinadas a la
ganadería bovina, constituidas mayoritariamente por gramíneas
(poáceas), varias de ellas naturalizadas, con diferencias florísticas
dependiendo del manejo al que han estado expuestas (Ramírez
et al., 1994). Aunque una pradera bien manejada puede poseer un contenido
de proteína bruta de 14 a 18% y 2,3 a 2,6 Mcal/kg MS de energía
metabolizable, suficientes para sustentar vacas de relativamente alta producción
(Pichard,1993), el desarrollo de las plantas desde el estado
vegetativo al reproductivo, conlleva una reducción de esos niveles y
un aumento de la fracción fibrosa (Alomar, 1996), cambiando
su estructura físico-química por un mayor grado de lignificación,
que es el principal limitante para el valor nutritivo de las praderas, (Waghorn
y Barry, 1992). Con el desarrollo se observa así un incremento en
el rendimiento de materia seca y una reducción en la digestibilidad (Juergensen,
1991).
La determinación de calidad nutricional por métodos convencionales
adolece frecuentemente de imprecisiones y lentitud, que limitan su uso masivo.
La espectroscopia de reflectancia en el infrarrojo cercano (NIRS), se basa en
que la concentración de ciertos enlaces moleculares deja una "huella"
espectral, a través de la interacción de estos grupos químicos
(absorción) con la energía radiante en esta porción del
espectro. Con esta técnica se pueden hacer predicciones múltiples,
rápidas y precisas en muchos campos de aplicación incluyendo el
de los forrajes (Givens et al., 1997; Alomar
y Fuchslocher, 1998).
El presente trabajo se realizó con el objetivo de estimar los efectos
del período de rezago en cinco gramíneas forrajeras sobre la producción
de materia seca, contenido de humedad y altura de las plantas, además
de evaluar la relación entre el período de rezago y la composición
químico-nutricional del forraje cosechado a partir de estas especies.
Se evaluaron también calibraciones preliminares para evaluar la posibilidad
de predicción de la composición química mediante NIRS.
Origen del material vegetal
El trabajo se realizó en el predio experimental de Vista Alegre de la
Universidad Austral de Chile, ubicado en Valdivia, X Región de Chile.
Las especies evaluadas fueron: Arrhenatherum elatius, ssp bulbosus
(pasto Cebolla) Dactylis glomerata (pasto Ovillo), Holcus lanatus
(pasto Miel), Bromus valdivianus (Bromo) y Agrostis capillaris
(Chépica); sembradas como especies puras en pequeñas parcelas
(de 1,2 x 2 m, con 4 repeticiones) en 1992, para un estudio anterior. Las parcelas
estaban ubicadas en un suelo trumao serie Valdivia (Typic Hapludand), de topografía
plana a ligeramente ondulada, con una capacidad de uso clase II, sin problemas
de drenaje.
Resultados previos de análisis del suelo indican valores de pH: 5,3;
materia orgánica: 13,7%; N mineral: 42 ppm; fósforo Olsen: 17
ppm; aluminio intercambiable: 0,15 meq/ l00g; saturación de aluminio:
3% y suma de bases intercambiable: 4,99 meq/l00g. La condición predominantemente
mono-específica de las parcelas se mantuvo mediante control manual periódico
de otras especies.
Períodos de rezago.
El 13 de septiembre de 1996 se hizo un corte para homogeneizar la altura del material, que se encontraba en estado vegetativo. Los cortes sucesivos en cada parcela, se hicieron el 15 de cada mes hasta que las especies alcanzaron su madurez fisiológica. Cada corte (marco de 80 x 20 cm) se realizó dejando un residuo de 5 cm, a los 30, 61, 92 y 122 días, a partir del corte de homogeneización. La elección del último período de rezago, que representa un corte excesivamente tardío para condiciones habituales de manejo de praderas, obedeció a la condición deseable de contar con una amplia variabilidad en cuanto a calidad de forraje para el desarrollo de calibraciones preliminares NIRS y además a que no estaba entre los objetivos el determinar un momento óptimo de cosecha. Los sucesivos cortes se realizaron en un sector no cortado previamente de cada parcela, midiendo previamente la altura de plantas (exceptuando el primer período, en que no se realizó está medición).
Análisis químico.
El material fresco cortado se pesó para obtener un registro de rendimiento. Luego se realizó una descripción fenológica, usando el criterio de Montaldo y Paredes (1981). Las muestras se secaron a 60°C en horno convectivo mecánico, por 48 h, para determinar materia seca parcial, obtener los espectros NIR y dejar el material en condiciones apropiadas para realizar los análisis de materia seca total (MS) en horno a 105°C por 12 h, proteína bruta (PB) mediante Micro-Kjeldahl, fibra detergente ácido (FDA) y fibra detergente neutro (FDN), a través del uso de detergentes (Van Soest, et al, 1991), energía metabolizable (EM), estimada por una regresión desarrollada en el mismo laboratorio (Garrido y Mann, 1981) sobre el contenido de materia orgánica digestible en la materia seca (método in vitro con licor ruminal, basado en Tilley y Terry, 1963). Por limitaciones financieras, se analizó químicamente sólo una muestra por especie y período.
Análisis estadístico.
El diseño experimental usado para analizar el rendimiento y contenido de humedad, fue un diseño de parcelas subdivididas, considerándose parcelas principales a las especies y sub-parcelas a los períodos de rezago, con diferentes números de repeticiones. Las diferencias entre promedios se evaluaron mediante la prueba Waller-Duncan. El efecto de período de rezago sobre la composición nutricional, se evaluó mediante análisis de la varianza, en un diseño completamente al azar, agrupando datos de composición de las cinco especies, pero considerando a éstas como bloques. Cuando hubo diferencias, se compararon los promedios mediante la diferencia mínima significativa. En los casos en que no existió homogeneidad de las varianzas (PB y FDA), se aplicó la prueba de Kruskal-Wallis para comparar las medianas. Además, se estimó la relación entre los días de rezago y la composición, mediante análisis de regresión.
Espectroscopía.
Los espectros se colectaron por reflectancia mediante un monocromador de barrido NIRSystems 6500, entre 400 y 2500 nm, con las muestras secas a 60°C, molidas a 1 mm (molino Ciclotec, Tecator), puestas en cubetas circulares con ventana de cuarzo de 3 cm de diámetro y ubicadas en un módulo de rotación de muestras. Las calibraciones para relacionar datos espectrales y de referencia (laboratorio) se desarrollaron probando diferentes tratamientos matemáticos de diferenciación, segmento de suavización e intervalo de sustracción. El método de regresión aplicado fue el de cuadrados mínimos parciales modificados (MPLS). Se seleccionaron aquellas ecuaciones que presentaran un elevado coeficiente de determinación de la validación cruzada y un bajo error estándar de validación cruzada. Tanto la obtención de los espectros como el manejo de calibraciones, se realizó mediante el software NIRS 3 de Infrasoft International (ISI, 1992).
Descripción fenológica
El estado de desarrollo exhibido por las cinco especies estudiadas (Cuadro
1) muestra diferencias en la fenología de las especies, tanto dentro
de, como entre los diferentes períodos de rezago. Se puede apreciar que
la chépica fue la especie más tardía en entrar a la fase
de espigadura, en tanto que el bromo fue la especie más precoz en entrar
a la etapa de floración. De hecho, esta especie ya se encontraba mayoritariamente
en inicio de emergencia de espigas con 30 días de rezago, seguido por
el pasto miel, que en un 80% comenzaba a elongar tallos. La chépica y
el pasto cebolla fueron las especies más tardías en entrar a la
fase de formación y maduración de semilla.
Estas observaciones coinciden con el trabajo realizado por Ide
(1996), que caracterizó la fenología y productividad de algunas
gramíneas forrajeras. Si se considera que el corte correspondiente al
segundo período coincide con la práctica de conservación
de forrajes para ensilaje realizada por muchos productores de la misma zona,
se podría esperar que en condiciones comparables a este estudio, las
especies estudiadas se encuentren entre los estados de bota (pre-emergencia
de espigas) y emergencia de espigas; a excepción de la chépica
que se encontraría aún en elongación de tallos.
Cuadro 1: Estados fenológicos de las especies forrajeras en
cada período de rezago. Table 1 : Phenological stages for the forage species at each resting period. |
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* Fechas de corte |
Aspectos productivos.
El rendimiento de materia seca, contenido de humedad y altura de plantas de
las cinco especies forrajeras se presentan en el Cuadro 2. Rendimiento de materia
seca. En general la tendencia del rendimiento de MS por período es ascendente
hasta el tercer período, disminuyendo su valor posteriormente. Balocchi
(1987) indica que en los cereales se produce un gran aumento en la producción
de MS con el avance de la madurez, acompañado de una importante caída
en la calidad nutritiva, de tal forma que si el objetivo es cosechar un forraje
de alta calidad, el corte debe ser temprano. El aumento en el rendimiento de
la materia seca para las diferentes especies está condicionado por los
períodos de rezago, con una interacción significativa (P<0,05).
En el primer y segundo período no hubo diferencias significativas entre
especies, pero sí las hubo en el tercer corte, mostrando el pasto miel
un mayor rendimiento (13,42 t/ha) y el bromo un menor rendimiento (7,99 t/ha);
disminuyendo sus rendimientos en el cuarto corte. La chépica manifiesta
un incremento hasta el cuarto período, llegando a ser la única
especie que supera al bromo en este corte más tardío.
Cuadro 2: Producción de materia seca, contenido de humedad y
altura de las especies en cuatro periodos de rezago. Table 2: Dry matter production, moisture content and height of species at four resting periods. |
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Letras minúsculas diferentes en la vertical indican diferencias entre especies dentro de cada período de rezago para cada una de las variables. Letras mayúsculas diferentes entre períodos indican diferencias significativas (P<0,05). |
Contenido de humedad.
Esta variable arrojó diferencias altamente significativas entre especies
(P<0,01). El menor valor lo registró el bromo (56,89%), intermedio
la chépica (65,16%) y mayor el grupo formado por el pasto cebolla (70,62%),
miel (70,60%) y ovillo (69,79%). También se encontraron diferencias altamente
significativas entre períodos (P<0,01). De acuerdo a lo esperado,
el contenido de humedad es mayor en las especies que se encuentran en estad
vegetativo y emergencia de espiga, que cuando se encuentran en estado de madurez
avanzada. Mc Donald (1981) indica que el contenido de humedad
es elevado en los primeros estados de crecimiento (75-85%) disminuyendo al madurar
la planta (65%).
Estos valores son similares a los aquí reportados para los primeros estados,
pero en el último período el contenido de humedad fue inferior
en este trabajo, particularmente para el bromo, por su avanzado estado de madurez.
Altura de plantas.
Las máximas alturas de planta se registraron en el tercer período.
Las especies más altas fueron el pasto cebolla (151 cm), pasto ovillo
(131 cm), pasto miel (124 cm) y, con un desarrollo menor, la chépica
(75 cm). Herrera (1997) reporta para el pasto cebolla un valor
de 157,7 cm, cercano al valor obtenido en este trabajo y para el bromo, 108,5
cm, inferior al valor obtenido en este trabajo. La altura presentó una
correlación positiva con el período de rezago (r= 0,86) y con
el rendimiento de MS (r= 0,81).
Los resultados de fenología, contenido de humedad y altura de plantas,
llevan a concluir que el bromo y la chépica representan situaciones extremas
en términos de precocidad, siendo el primero la especie más precoz,
al exhibir fases de encañadura, floración y madurez de semillas,
más tempranas; y la segunda la más tardía, para las mismas
características. Esto concuerda con lo establecido por Balocchi
y López (1996) al evaluar diversas especies naturalizadas de la Décima
Región.
Composición química de las especies forrajeras.
Los resultados del análisis químico para cinco especies forrajeras se presentan en el Cuadro 3.
Cuadro 3: Composición química (base materia seca) de
las especies forrajeras en diferentes períodos de rezago. Table 3: Chemical composition (dry matter basis) of forage species after different resting periods. |
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Nota: Letras diferentes entre períodos (vertical) indican diferencias entre éstos (P>0,05) |
PB. Al aumentar el período de rezago y avanzar la fenología,
el contenido de PB se redujo. La relación entre el tiempo de rezago y
contenido de PB arrojó un R2 = 0,88
al considerar las especies en su conjunto y por cada día de rezago el
modelo de regresión lineal arrojó una reducción en el contenido
de PB de 0,14 unidades porcentuales. Esta relación explicó diferencias
significativas entre los períodos de rezago (P<0,01) detectadas por
la prueba no paramétrica. En el primer corte se observa que el bromo
y pasto cebolla poseen un contenido de PB del orden de 20%, superior al del
grupo conformado por el pasto miel, pasto ovillo y chépica, del orden
de 16%. Las diferencias entre especies se van reduciendo en términos
absolutos hasta el cuarto corte, en que no superan dos unidades porcentuales.
Los dos últimos cortes muestran niveles proteicos claramente insuficientes
para la alimentación animal. En contraste, los elevados contenidos de
PB en los estados más tempranos de bromo y pasto cebolla tienden a superar
a los normalmente requeridos en la alimentación de los animales, lo que
unido a su probable elevada degradabilidad en el rumen, permite identificar
potenciales desequilibrios en los forrajes en cuanto a sus aportes de proteína
y energía para la fermentación ruminal, con posibles efectos detrimentales
en el abastecimiento de proteína a nivel intestinal (Anrique,
1993).
FDN y FDA. El contenido de FDN es ascendente respecto a los períodos
de rezago, existiendo diferencias significativas entre ellos (P<0,05), aunque
esto es poco notorio entre el tercer y cuarto período, con valores superiores
a 65%, estadísticamente similares. La tendencia mostrada por el análisis
de regresión (R2=0,70), considerando
las especies en conjunto, es a aumentar diariamente el contenido de paredes
celulares a una tasa de 2 g por kg MS (coeficiente de regresión de 0,208
para la variable expresada en porcentaje de la MS). En el primer y segundo período
se observan valores inferiores para el pasto cebolla con respecto a las otras
especies (42,36 y 50,72%). El bromo en el segundo período manifiesta
un valor mayor de FDN (65,32%)). Sin embargo en el tercer y cuarto período
no se observa mucha variación entre especies. Sólo el bromo tiende
a mostrar valores superiores al resto en el último período. Cuevas
(1987) indica que el momento en que una pradera de gramíneas entrega
la mayor cantidad de nutrientes se ubica alrededor de la espigadura. A partir
de este momento se produce un aumento progresivo en el contenido de pared celular
y la consiguiente disminución del contenido celular, determinando una
reducción del valor nutritivo del forraje, lo que proyectado a situaciones
practicas, podría implicar una disminución del 7% en el consumo
de forraje.
Un comportamiento similar presenta la FDA, con diferencias entre períodos
(P<0,05), a excepción de los dos últimos que son similares,
oscilando sus valores entre 25,15% (chépica, primer período) y
50,99% (bromo, cuarto período). El aumento de la lignocelulosa, que representa
esta variable, es a un ritmo de 0,18 unidades porcentuales por día (R2=
0,83). Esta fracción es de utilización más lenta en el
proceso fermentativo-digestivo y, en la medida que su componente de lignina
es mayor, puede constituir una limitante para la digestibilidad y el consumo,
por sus efectos negativos sobre la actividad de las bacterias ruminales (Buxton
y Russell, 1988). El elevado contenido de lignocelulosa (FDA) en el mayor
periodo de rezago, particularmente en el caso del bromo (la mitad de su materia
seca), estaría constituyendo una limitante para su utilización
(Casler, 1986), por lo que debe evitarse el uso de rezagos
largos, particularmente con genotipos de madurez temprana.
CT. El contenido de cenizas totales disminuye en la medida que
las especies maduran, a una tasa aproximada de 0,04 unidades de porcentaje por
día (R2= 0,79). Esto provoca diferencias
entre todos los períodos (P<0,05). Este comportamiento ha sido descrito
previamente (Watson y Smith, 1965).
EM. Existe una relación negativa entre el contenido
de EM y el período de rezago (R2=0,83)
reduciéndose el valor energético a una tasa de 0,01 Mcal EM por
Kg MS por día, similar a lo encontrado (0,05 Mj, por kg MS, por día)
para EM determinada in vivo en praderas de Gran Bretaña (Givens
et al., 1989). Esto arroja diferencias significativas (P<0,05)
entre los períodos de rezago, a excepción de los dos últimos
que son similares, al tomar las especies en conjunto.
El avance en la madurez hace más lento el aprovechamiento del forraje
en el proceso digestivo, con lo cual su valor energético se reduce (Anrique,
1993). Lo anterior se fundamenta en la reducción en el contenido
de carbohidratos solubles y el aumento en los componentes fibrosos de una más
lenta degradabilidad ruminal. Esto se ve reforzado al estudiar la relación
del contenido de EM con el de las fracciones fibrosas, ya que se encontró
una asociación significativa (P<0,001) con el valor de FDN (R2=0,79)
y una más estrecha aun, con el de FDA (R2=0,S9),
con un error estándar de la estimación de 0,19 y 0,14 respectivamente.
En estas relaciones, un incremento de una unidad porcentual en la FDN y FDA,
explicaría respectivamente una reducción para la EM en 0,042 y
0,054 Mcal por kg de MS. Como era de esperarse, la FDA tiende a provocar una
mayor reducción en el valor energético, comparada con la FDN.
Se aprecia que con rezagos más cortos, los valores de EM son comparables
a los valores obtenidos para un grano de avena (Anrique et
al., 1995) pero con un mayor contenido de proteína. Posteriormente,
con un predominio de los tallos por sobre las hojas, con mayor contenido de
paredes celulares lignificadas a medida que éstos maduran, se reduce
el contenido de EM.
Calibraciones NIRS
Los resultados obtenidos para las calibraciones desarrolladas para las variables de composición química se presentan en el Cuadro 4. Debe entenderse estas calibraciones como de carácter preliminar, ya que el número de muestras que las ha originado es probablemente insuficiente para entrar a la fase de predicciones con muestras externas. Por otra parte, el grupo de muestras, siendo pequeño, cumple con dos importantes condiciones que son deseables para obtener una buena calibración: su amplitud en términos de composición y su distribución homogénea a través de estos rangos de composición (Murray, 1986). Por lo tanto, constituyen una clara demostración de lo que puede esperarse de la técnica y además es posible a partir de ellas obtener ecuaciones más robustas mediante la incorporación posterior de nuevas muestras valoradas paralelamente por los métodos de referencia.
Cuadro 4: Caracterización (1) de las dos mejores
ecuaciones NIR para cada fracción química (2). Table 4: Description of the best two NIR equations for each chemical fraction. |
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(1) SEC: error estándar de calibración, R2:
coeficiente de determinación de calibración, SECV: error estándar
de validación cruzada, 1-VR: coeficiente de determinación
de validación cruzada, DS: desviación estándar, TM:
tratamiento matemático. (2) PB: proteína bruta; EM: energía metabolizable; FDN: fibra detergente neutro; FDA: fibra detergente ácido y CT: cenizas totales. |
Se puede observar que para todas las fracciones se obtuvieron elevados coeficientes
de determinación de la calibración (R2),
los que fueron cercanos a la unidad. Para el caso de la validación cruzada,
el equivalente al coeficiente de determinación o porcentaje de la varianza
explicada (1-VR, de acuerdo al software utilizado) mostró también
valores elevados, aunque como era de esperarse, inferiores al R2
de calibración. Esto se debe a que la validación cruzada es una
forma de validación externa, ya que en ella se utiliza una parte de las
muestras (4/5, si se usan 5 grupos) para generar una calibración y con
ésta se predice el resto de las muestras (1/5, para el caso del ejemplo).
Luego el proceso se repite secuencialmente hasta que todas las muestras son
predichas a partir del resto.
Sólo en el caso de la fracción inorgánica (CT) se observa
una asociación algo menor, aunque aún bastante estrecha como para
intentar predecir su contenido. La correlación algo inferior no debe
extrañar, ya que el espectro que se obtiene en la región NIR se
debe principalmente a la presencia de sobretonos y bandas combinadas de las
vibraciones moleculares fundamentales que ocurren en la región del infrarrojo
medio (2500-15000 nm) de grupos funcionales que poseen hidrógeno (C-H,
N-H, O-H), es decir de la fracción orgánica de las sustancias
analizadas (Murray, 1986). Sin embargo, la presencia de correlaciones
provenientes de asociaciones entre minerales y algunos compuestos orgánicos,
podría explicar la posibilidad de desarrollar calibraciones para el contenido
de minerales en forrajes (Shenk y Westerhaus, 1994).
Se entiende que una ecuación es aceptable cuando la relación entre
la desviación estándar de los datos de referencia y el error estándar
de la validación es mayor que tres, en la etapa de validación
externa (Kennedy et al., 1996). Esta relación,
que en el presente trabajo se plantea en el marco de la validación cruzada,
permite dar seguridad de un buen nivel de precisión particularmente para
las fracciones proteica y fibrosas. Abrams et al. (1988) indican que
la técnica NIRS responde a la estructura química real de las muestras
con mayor exactitud que las determinaciones por vía húmeda, como
la FDA, FDN y FC que no son entidades moleculares definidas sino más
bien determinaciones empíricas.
En la Figura 1 se representa la composición químico-nutricional
de referencia y las predicciones NIRS mediante las mejores ecuaciones desarrolladas.
Se confirma el buen ajuste de los datos, particularmente para el caso de la
proteína y las fracciones fibrosas, que permitirían predicciones
confiables al potenciar estas ecuaciones con un mayor número de muestras
de calibración. La EM presenta un claro desvío, principalmente
en los valores inferiores, que le restan certidumbre a la ecuación. Sin
embargo, es probable que este problema no surja de una inexactitud del método
NIRS, ya que se ha demostrado que el método de referencia utilizado (digestibilidad
in vitro con licor ruminal) pierde exactitud ante forrajes de muy baja calidad,
lo que se debería a que el tiempo utilizado en la etapa fermentativa
sería insuficiente para ese tipo de material (Kitessa et
al., 1999). De tal modo la menor fortaleza de la ecuación podría
estar dada, al menos parcialmente, por inexactitud de la técnica de referencia,
más que por errores de la técnica espectroscopia. Ello pone de
manifiesto una limitación inherente a la técnica NIRS en su estado
actual: independientemente de lo fiel que sea la señal espectral detectada
en relación a la composición química de la muestra, la
predicción es el resultado de una calibración definida (y limitada
en este caso) por la técnica de referencia que, en la mayoría
de los casos, no corresponden a entidades químicas propiamente tales
(Shenk y Westerhaus, 1994). Las predicciones para cenizas
totales, muestran una dispersión algo mayor que para otras fracciones,
pero con los datos bien distribuidos alrededor de la recta de igual respuesta.
Este resultado confirma evidencias anteriores, en el sentido que si bien el
espectro no tiene un gran valor predictivo para sustancias inorgánicas,
es capaz, de recoger una señal que marca una tendencia para ese atributo
(Alomar et al., 1997).
Figura 1: Relación entre los valores de proteína bruta
(PB), fibra detergente neutro (FDN), fibra detergente ácido (FDA),
energía metabolizable (EM) y cenizas totales (CT), determinados por
técnicas de referencia (laboratorio) y su predicción por NIRS.
Todos los valores base materia seca. Figure 1: Relationship between laboratory and NIR prediction values for crude protein (PB), neutral detergent fibre (FDN), acid detergent fibre (FDA), metabolizable energy (EM) and total ashes (CT). All values as dry matter basis. |
Las especies mostraron diferencias importantes en su fenología, siendo
Bromus valdivianus la especie más precoz y Arrhenatherum elatius,
ssp bulbosus junto a Agrostis capillaris, las más tardías.
El período de rezago afectó la producción de MS, siendo
máxima a los 90 días para el promedio de las especies. El tiempo
de rezago determinó relaciones y efectos significativos en el contenido
de PB, EM y CT, que se redujeron y sobre la FDN y FDA, que aumentaron. Los valores
encontrados llevan a aconsejar que desde el punto de vista del valor nutricional
de estas especies para explotaciones ganaderas, la duración de los rezagos
debería estar entre 30 y 60 días.
Períodos mayores tienden a mejorar la producción de MS (hasta
90 días), pero con un deterioro del valor nutricional probablemente de
la estructura de la pradera.
La técnica NIRS permite predecir en forma rápida y precisa el
contenido de proteína y fracciones fibrosas, y en forma algo menos precisa,
el valor energético y contenido de cenizas del forraje.
Este trabajo es resultado de actividades complementarias realizadas en el marco de los proyectos FONDECYT 1951099 y 1961056.
ALOMAR, D. 1996. Efecto del estado fenológico sobre
la composición químico-nutricional de tres gramíneas forrajeras.
Agrosur 24(1): 14-22.
ALOMAR, D. y R. FUCHSLOCHER. 1998. Fundamentos de la espectroscopia
de reflectancia en el infrarrojo cercano (NIRS) como método de análisis
de forrajes. Agro Sur, 26:88-104.
ALOMAR, D. PELDOZA, C. y FUCHSLOCHER, R.1997. Efecto del pretratamiento
de los datos espectrales sobre la calidad de una calibración NIRS para
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