Juan I. Sánchez-Duarte, David G. Reta-Sánchez, Esmeralda Ochoa-Martínez, Arturo Reyes González, Karla Rodríguez-Hernández y Damián Torres-Hernández
Los forrajes son el componente más importante en la dieta de vacas lecheras porque son fuente de nutrientes y fibra efectiva. Estos contribuyen dramáticamente al consumo de materia seca y nutrientes; además de mantener el funcionamiento normal del rumen en los animales. Entonces, la inclusión de forrajes en dietas para ganado lechero puede variar desde 40 a 80% en base húmeda.
Los principales forrajes utilizados en las explotaciones lecheras en México son ensilajes de maíz y de sorgo, henos o ensilajes de alfalfa y de cereales de grano pequeño. Debido al estrés por calor y a la menor disponibilidad de agua ocasionados por el cambio climático, se pondrá en riesgo el rendimiento y la calidad nutritiva de estos forrajes en un futuro en las explotaciones lecheras. Por lo tanto, es necesario encontrar otros cultivos alternativos que produzcan buenos rendimientos de forraje con una alta calidad nutritiva y mayor productividad del agua bajo estas condiciones, por lo que se estaría contribuyendo a la sustentabilidad de la industria lechera en México.
Cambio climático y su efecto en los forrajes
Los principales problemas asociados al cambio climático que afectan significativamente la producción de forrajes en el país son el aumento de la temperatura y la escasez de agua. México es altamente vulnerable a los impactos del cambio climático y se espera con un nivel de probabilidad del 50% que la temperatura promedio incremente alrededor de 1.5 a 2˚C para el 2100 (SEMARNAT-INECC, 2016); aunque este efecto no se presentará en todos los estados, ya que se ha reportado que el área del lado del océano atlántico y el norte del país es donde se han incrementado las temperaturas más rápidamente (Greenpeace, 2010). Además, se presentarán eventos prolongados de sequías. Por ejemplo, en la Región Lagunera, una de las principales zonas lecheras de México, se ha observado un incremento en la temperatura promedio anual en los últimos 43 años (Figura 1). Adicionalmente, la precipitación ha sido irregular y ha mostrado una tendencia a disminuir desde 1988 hasta el 2018; aunque en el 2003 fue un año atípico con alrededor de 700 mm (Figura 2). El problema de la baja precipitación asociada a una baja recarga del agua subterránea por escurrimientos ha ocasionado que exista un desbalance entre el agua subterránea que se recarga y la que se extrae de los principales acuíferos de la Región Lagunera (Figura 3; CONAGUA, 2015). Por lo tanto, el aumento en la temperatura ambiental y la sobre explotación de agua para riego está afectando seriamente la producción de forrajes y la sostenibilidad de la producción de leche en esta región.
Figura 1. Temperatura media anual de 1975 a 2018 en la Región Lagunera, México.
Figura 2. Precipitación anual promedio de 1975 a 2018 en la Región Lagunera, México.
Figura 3. Extracción y recarga de agua subterránea en los principales acuíferos de la Región Lagunera, México durante 2015.
Tanto las temperaturas altas como la escasez de agua afectan significativamente el crecimiento y desarrollo de los cultivos. Temperaturas altas durante varios días o con un aumento extremo durante algunas horas puede ocasionar efectos negativos sobre la polinización, llenado de grano y la fotosíntesis (Hatfield y Prueger, 2015). Se ha demostrado que temperaturas superiores a los 35˚C hacen perder la viabilidad del polen y reducir la taza fotosintética en cereales como maíz (Barnabas et al., 2008). Por otro lado, la disponibilidad del agua ya sea por la precipitación o por irrigación es el factor más importante en la producción de forrajes. Las deficiencias de agua durante etapas del desarrollo críticas también afectan los mismos procesos reproductivos ocasionados por el estrés de altas temperaturas (Cakir, 2004). En cualquiera de los dos casos, ya sea estrés por altas temperaturas o por falta de agua, los rendimientos de materia seca en los forrajes se reducen seriamente.
Las altas temperaturas también influyen en la calidad de los forrajes. Cultivos desarrollados bajo condiciones de alta temperatura pueden acelerar su madurez, lo que intensifica la lignificación en la pared celular de las plantas, y como consecuencia afecta el valor nutricional de los forrajes mediante una reducción en la digestibilidad de la fibra (Van Soest, 1994). Ensilajes de maíz con una alta concentración de lignina, fibra y proteína, pero con un bajo contenido de almidón podrían ser indicadores de estrés por altas temperaturas (Ferreira y Brown, 2016). Esto es el resultado de una actividad metabólica elevada, donde los fotosintatos se convierten mayormente en componentes estructurales, lo cual reduce los contenidos de carbohidratos solubles y aumenta el contenido de la pared celular en las plantas (Van Soest et al., 1978).
Los efectos de una deficiencia de agua sobre la calidad nutricional de los forrajes también han sido estudiados. Las concentraciones de proteína bruta y fibras fueron disminuidas en alfalfa sometida a condiciones de estrés (Abid et al., 2016). La reducción de proteína bruta fue relacionada a una menor disponibilidad de nitrógeno, lo cual se debió a una baja mineralización de este elemento en el suelo, o tal vez a una disminución en la tasa de transpiración para transportar el nitrógeno desde la raíz hasta los brotes. La disminución en las fracciones fibrosas podría estar asociada a una menor incorporación de carbono a la pared celular, lo cual retrasa la madurez y propicia una mayor relación hoja-tallo (Van Soest, 1994). Otros parámetros de calidad de forrajes como la acumulación de nitratos, que afectan la salud del ganado, o la reducción de carbohidratos solubles en el follaje, los cuales son esenciales para que se lleve a cabo una fermentación óptima en el silo, son efectos negativos por una sequía en los forrajes.
En general, las temperaturas altas y las condiciones de sequía tendrán efectos negativos sobre la producción y calidad de forrajes tradicionales en las explotaciones lecheras. Una opción práctica a este problema podría ser el uso de forrajes alternativos que permitan desarrollar nuevos sistemas de producción con buenos rendimientos de materia seca, calidad nutritiva y mayor adaptación al cambio climático.
Forrajes alternativos en explotaciones lecheras
Encontrar cultivos alternativos con características agronómicas que permitan producir forraje en cantidad y calidad en condiciones adversas de incremento de temperatura y menor disponibilidad de agua es la opción más práctica a corto plazo en México. En la Comarca Lagunera, una de las zonas con mayor producción de leche en el país, se han realizado investigaciones agronómicas para identificar cultivos alternativos forrajeros con potencial de producción durante los ciclos de otoño-invierno y primavera-verano evaluando alrededor de 16 especies forrajeras (Reta et al., 2008). De estos cultivos, la soja asociada con maíz para mejorar la composición nutritiva del forraje (Reta et al., 2010a) además de la canola y el cártamo como cultivos que utilizan menos agua, pero que producen un forraje con alto valor nutritivo (Reta et al., 2010b), fueron las especies más sobresalientes. Estos cultivos también han demostrado capacidad para incrementar la productividad del agua anualmente cuando se incluyen en los patrones de cultivos tradicionales como maíz y avena (Reta et al., 2015). Adicionalmente, se ha estudiado el método de siembra (Reta-Sánchez et al., 2016a) y la densidad de población (Reta-Sánchez et al., 2016b) en canola; además de llevar acabo parcelas de validación para probar el potencial de rendimiento de este cultivo como un forraje que presenta una mayor eficiencia en el uso del agua que la avena (Reta et al., 2016).
 |
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| Ensilaje de maíz-soja Establo 3 Romero |
Ensilaje de canola Establo Lanchares |
La preservación como ensilaje de cultivos forrajeros alternativos y su utilización en la alimentación de ganado lechero también ha sido evaluada y validada en explotaciones lecheras comerciales. Se encontró que la elaboración del ensilaje de canola, desde la siembra hasta su preservación en el silo, fue realizada sin ningún problema con los implementos agrícolas y materiales comúnmente utilizados para realizar ensilajes de cultivos tradicionales en las explotaciones lecheras (Sánchez et al., 2011). De hecho, cuando el ensilaje de canola fue comparado experimentalmente con el henolaje de alfalfa se encontró que las características fermentativas y de calidad nutritiva entre ambos con y sin inoculación microbiana fue similar (Tabla 1; Sánchez et al., 2014). Sin embargo, el ensilaje de canola mostró mejores características fermentativas y de calidad nutritiva al compararlo con los ensilajes de avena y triticale en una granja lechera (Sánchez et al., 2011). El ensilaje de canola mostró un pH inferior y un mejor perfil de ácidos grasos volátiles que los ensilajes de avena y triticale. Similarmente, el ensilaje de canola presentó mayores contenidos de proteína y cálculos energéticos que los ensilajes de avena y triticale (Tabla 2). El contenido de FND fue inferior en el ensilaje de canola que el que se observó en los ensilajes de avena y triticale.
Tabla 1. Composición nutritiva y fermentación de ensilaje de canola y heno de alfalfa con y sin inoculación microbiana en condiciones experimentales.
| Canola | Alfalfa | ||||
| Componente | Con inoculante | Sin
inoculante |
Con inoculante | Sin
inoculante |
|
| Nutrientes, % de MS | |||||
| MS, % del ensilaje o henolaje | 34.65 | 34.78 | 48.15 | 45.63 | |
| Proteína | 25.99 | 25.88 | 27.08 | 27.31 | |
| FND | 23.50 | 23.28 | 29.03 | 28.08 | |
| CNF | 31.59 | 32.05 | 29.35 | 29.76 | |
| NTD | 59.82 | 60.27 | 61.08 | 61.89 | |
| ENL , Mcal/kg de MS | 1.48 | 1.47 | 1.49 | 1.51 | |
| Fermentación, % de MS | |||||
| pH | 4.2 | 4.2 | 5.0 | 4.4 | |
| N-amoniacal, % del N total | 12.18 | 11.39 | 8.0 | 10.30 | |
| Ácido láctico | 12.68 | 11.28 | 7.45 | 11.75 | |
| Ácido acético | 11.04 | 9.47 | 10.31 | 12.19 | |
| Ácido propiónico | 7.40 | 0.00 | 2.19 | 3.03 | |
| Ácido butírico | 0.00 | 0.00 | 0.00 | 0.00 | |
Inoculación microbiana: 10 g/t de forraje ensilado
Tabla 2. Composición nutritiva y fermentación de canola, avena y triticale en una granja lechera comercial.
| Ensilaje | |||
| Componente | Canola | Avena | Triticale |
| Nutrientes, % de MS | |||
| MS, % del ensilaje | 40.86 | 37.43 | 39.07 |
| Proteína | 20.35 | 16.43 | 15.35 |
| FND | 33.37 | 54.21 | 57.95 |
| CNF | 27.19 | 14.79 | 12.43 |
| NTD | 54.12 | 49.16 | 47.28 |
| ENL, Mcal/kg de MS | 1.28 | 1.11 | 1.03 |
| ENM, Mcal/kg de MS | 1.24 | 1.00 | 0.90 |
| ENG, Mcal/kg de MS | 0.67 | 0.45 | 0.36 |
| EM, Mcal/kg de MS | 2.09 | 1.84 | 1.74 |
| Fermentación, % de MS | |||
| pH | 4.3 | 5.04 | 4.62 |
| N-amoniacal, % del N total | 12.75 | 22.77 | 18.17 |
| Ácido láctico | 16.69 | 8.65 | 7.59 |
| Ácido acético | 3.82 | 3.08 | 3.52 |
| Ácido propiónico | 1.66 | 4.91 | 5.26 |
| Ácido butírico | 0.00 | 0.54 | 0.00 |
Cuando el ensilaje de canola fue utilizado para reemplazar el ensilaje de avena en dietas de vaquillas Holstein en crecimiento en una granja comercial, se demostró que no hubo diferencias en el consumo de materia seca promedio entre las vacas alimentadas con los ensilajes. Por lo que se concluyó que no se presentaron problemas de consumo del ensilaje de canola por el ganado (Sánchez et al., 2011). Una segunda prueba fue realizada en 2012 para evaluar el efecto de reemplazar el ensilaje de avena con el ensilaje de canola en la dieta sobre el consumo y ganancia de peso diaria en vaquillas Holstein de 7 a 9 meses en una granja lechera. La dieta formulada con el ensilaje de canola tuvo más proteína y energía y, menos FND que la dieta de ensilaje de avena (Tabla 3). En general, se observó que las vaquillas alimentadas con la dieta de ensilaje de canola consumieron en promedio 0.2 kg/día de materia seca más que aquellas que recibieron la dieta de ensilaje de avena (Figura 4), lo cual estimuló una mayor ganancia de peso vivo diario en las vaquillas alimentadas con la dieta que contenía el ensilaje de canola (Figura 5). Los incrementos en consumo de materia seca y ganancia de peso en vaquillas alimentadas con la dieta de ensilaje de canola podrían estar asociados a la baja concentración de fibra y a un mayor contenido de proteína bruta y energía en la dieta formulada con el ensilaje de canola respecto a la dieta de ensilaje de avena.
Tabla 3. Composición de los ingredientes y nutrientes de las dietas que contienen ensilaje de canola y avena en una granja lechera comercial.
| Dieta | |||
| Componente | Canola | Avena | |
| Ingredientes, % de MS | |||
| Ensilaje de sorgo | 49.55 | 49.55 | |
| Ensilaje de canola | 39.06 | – | |
| Ensilaje de avena | – | 39.06 | |
| Rastrojo de maíz | 2.50 | 2.50 | |
| Pasta de canola 48% PB | 8.29 | 8.29 | |
| Premezcla mineral | 0.60 | 0.60 | |
| Nutrientes, % de MS | |||
| MS, % de la dieta | 35.69 | 34.61 | |
| Proteína | 16.70 | 15.20 | |
| FAD | 35.00 | 37.50 | |
| FND | 46.50 | 54.30 | |
| CNF | 27.50 | 20.10 | |
| Extracto etéreo | 2.50 | 3.20 | |
| Ca | 0.80 | 0.40 | |
| P | 0.40 | 0.41 | |
| Mg | 0.30 | 0.25 | |
| K | 2.14 | 2.89 | |
| S | 0.22 | 0.19 | |
| EM, Mcal/kg de MS | 2.21 | 2.06 | |
| ENG, Mcal/kg de MS | 0.76 | 0.64 | |
Figura 4. Ingesta de materia seca de vaquillas Holstein alimentadas con dietas que contienen ensilaje de canola y avena.
Figura 5. Ganancia media diaria de vaquillas Holstein alimentadas con dietas que contienen ensilaje de canola y avena.
El ensilaje de maíz-soja también ha sido evaluado a nivel comercial. Sánchez et al. (2012) realizaron una prueba para validar el efecto de añadir tres diferentes ensilajes en dietas de vacas Holstein en producción: 1) ensilaje de maíz-soja sembrados por separados y mezclados a una porción de 50:50, 2) ensilaje de maíz-soja asociados intercalando un surco de maíz y un surco de soja desde la siembra y 3) ensilaje únicamente de maíz. En este ensayo no se observaron dificultades para elaborar los ensilajes con la maquinaria que se utiliza para ensilar forraje de cultivos tradicionales en las granjas lecheras. El ensilaje de maíz-soja 50:50 presentó un mayor pH y un contenido más alto de nitrógeno amoniacal en comparación con los otros dos ensilajes, lo que indicó que la soja interfiere para que el forraje se conserve en condiciones ácidas y que exista degradación de proteína en el silo. El contenido de proteína bruta fue superior en el ensilaje de maíz-soja 50:50, pero las concentraciones de FND y FAD fueron menores en el ensilaje de la asociación maíz-soja intercalados (Tabla 4). En general, se encontró que los ensilajes de la asociación maíz soja y el ensilaje únicamente de maíz presentaron mejores características fermentativas respecto al ensilajes de maíz-soja 50:50. Referente al costo de producción de los ensilajes, fue menos costoso producir el ensilaje de la asociación maíz-soja intercalados ($0.63/kg a como se ofrece) que los ensilajes de maíz-soja 50/50 ($0.86/kg a como se ofrece) y el de maíz ($0.71/kg a como se ofrece). Esta misma tendencia en costos fue observada para la producción de proteína y energía entre los ensilajes.
Cuando estos ensilajes fueron incluidos en la dieta de vacas Holstein en producción se observó mayor contenido de proteína y menos concentraciones de FND en las dietas con el ensilaje de la asociación maíz-soja y el ensilaje de maíz que en la dieta que contenía el ensilaje de maíz-soja 50:50. Además, la dieta con el ensilaje de la asociación maíz-soja 50:50 tuvo menos contenidos de CNF y ENL que las otras dos dietas (Tabla 5). Al alimentar las vacas con las dietas que contenían los ensilajes de maíz-soja se observó un mayor consumo de MS en las vacas alimentadas con las dietas que contenían los ensilajes de la asociación maíz-soja y el ensilaje únicamente de maíz en comparación con las vacas alimentadas con la dieta que incluía el ensilaje maíz-soja 50:50 (Tabla 6). Esto pudo ser debido a que la mayor concentración de N-amoniacal del ensilaje maíz-soja 50/50 restringió el consumo en las vacas. Sin embargo, la producción de leche fue superior cuando las vacas se alimentaron con la dieta que contenía el ensilaje de la asociación maíz-soja intercalados en comparación con las dietas formuladas con los ensilajes de maíz-soja 50:50 y maíz (Table 6). Estos efectos se reflejaron en un mayor ingreso por la venta de leche y un margen de utilidad considerable cuando se incluyó el ensilaje de la asociación maíz-soja intercalados al compararse con las otras dos dietas (Tabla 6; Sánchez et al., 2012). La composición de la leche fue similar cuando las vacas se alimentaron con las dietas que incluyeron los tres tipos de ensilajes.
Tabla 4. Composición de nutrientes, fermentación y costo del ensilaje de maíz y soja y el ensilaje de maíz en una granja lechera comercial.
| Ensilaje | |||
|
Componente |
Maíz-Soja
(50:50) |
Maíz-Soja
asociados |
Maíz |
| Nutrientes, % de MS | |||
| MS, % del ensilaje | 37.15 | 27.87 | 23.59 |
| Proteína | 13.04 | 10.97 | 10.44 |
| FND | 56.14 | 48.93 | 57.33 |
| FND | 44.31 | 33.04 | 35.93 |
| CNF | 18.43 | 30.38 | 23.30 |
| NTD | 46.30 | 60.62 | 52.10 |
| ENL, Mcal/kg de MS | 0.98 | 1.37 | 1.14 |
| ENM, Mcal/kg de MS | 0.83 | 1.37 | 1.05 |
| ENG, Mcal/kg de MS | 0.29 | 0.79 | 0.50 |
| EM, Mcal/kg de MS | 1.66 | 2.22 | 1.89 |
| Fermentación, % de MS | |||
| pH | 4.6 | 4.2 | 3.8 |
| N-amoniacal, % del N total | 13.14 | 8.20 | 7.40 |
| Ácido láctico | 42.83 | 44.70 | 51.93 |
| Ácido acético | 47.23 | 35.40 | 40.33 |
| Ácido propiónico | 0.00 | 0.0 | 0.00 |
| Ácido butírico | 0.00 | 0.0 | 0.00 |
| Costo del ensilaje, $/kg | |||
| En base a como se ofrece | 0.86 | 0.63 | 0.71 |
| En base a MS | 2.45 | 1.81 | 2.02 |
| Proteína | 18.80 | 16.48 | 19.39 |
| ENL, $/Mcal | 2.50 | 1.32 | 1.78 |
Tabla 5. Composición de ingredientes y nutrientes de las dietas que contienen ensilaje de maíz y soja en una granja lechera comercial.
| Dieta | |||
|
Componente |
Maíz-Soja
(50:50) |
Maíz-Soja
asociados |
Maíz |
| Ingredientes, % de MS | |||
| Heno de alfalfa | 25.78 | 26.70 | 27.14 |
| Ensilaje de alfalfa | 13.07 | 13.54 | 13.76 |
| Ensilaje de sorgo | 28.81 | 29.84 | 30.34 |
| Ensilaje de maíz | – | – | 9.19 |
| Ensilaje de maíz-soja | 13.75 | 10.67 | – |
| Semilla de algodón | 8.62 | 8.93 | 9.08 |
| Concentrado (LALA®) | 9.93 | 10.29 | 10.46 |
| Nutrientes, % de MS | |||
| MS, % de la dieta | 42.67 | 45.29 | 42.97 |
| Proteína | 17.23 | 18.16 | 19.46 |
| FAD | 54.61 | 45.68 | 47.81 |
| FND | 37.90 | 31.50 | 30.75 |
| CNF | 9.93 | 22.40 | 25.01 |
| Extracto etéreo | 2.50 | 2.50 | 2.50 |
| Ca | 1.10 | 1.10 | 1.10 |
| P | 0.54 | 0.50 | 0.50 |
| Mg | 0.34 | 0.35 | 0.35 |
| K | 1.98 | 2.01 | 2.00 |
| S | 0.24 | 0.25 | 0.25 |
| ENL, Mcal/kg de MS | 1.15 | 1.32 | 1.30 |
Tabla 6. Rendimiento de la lactancia e ingresos de vacas alimentadas con dietas que contienen ensilaje de maíz y soja en una granja lechera comercial.
| Dieta | |||
|
Componente |
Maíz-Soja
(50:50) |
Maíz-Soja
asociados |
Maíz |
| Comportamiento e ingreso económico | |||
| Consumo de MS, kg/d | 17.84 | 19.44 | 18.65 |
| Costo, $/consumo de MS | 78.26 | 78.78 | 80.21 |
| Leche, L/d | 20.80 | 21.67 | 20.65 |
| Ingreso , $/d | 116.48 | 121.35 | 115.16 |
| Margen1, $ | 38.22 | 42.58 | 35.43 |
| Componentes de la leche, % | |||
| Grasa | 3.63 | 3.62 | 3.64 |
| Proteína | 3.24 | 3.31 | 3.31 |
| Lactosa | 7.48 | 4.81 | 4.74 |
| Solidos totales | 12.24 | 12.46 | 12.38 |
1 Estimado con el consumo de MS e ingresos por venta de leche considerando un precio de $ 5.60/L de leche.
En conclusión, es posible encontrar forrajes alternativos que se adapten a los sistemas de producción de leche y a las condiciones adversas de clima en el futuro en México. No obstante, existen otras necesidades que deberán considerarse para introducir con éxito los forrajes alternativos a estos sistemas de producción en el país.
Implicaciones
Aunque se ha demostrado que existen algunos cultivos con potencial forrajero que utilizan menos agua y presenta mejor adaptación al cambio climático, es necesario todavía ampliar la investigación agronómica y de preservación en otras especies forrajeras. Se deben de realizar pruebas de ensilajes para probar densidades de compactación del forraje en el silo, materia seca óptima del forraje al momento de ensilarse y el efecto de diferentes inoculantes microbiales sobre los parámetros de fermentación y de calidad nutricional del ensilaje. Adicionalmente, existe la necesidad de investigar con mayor profundidad de forma experimental el efecto de los ensilajes de cultivos forrajeros alternativos ya explorados sobre la fermentación y digestibilidad de nutrientes en el ganado, al igual que los efectos en consumo de materia seca, producción y calidad de leche. Otro aspecto importante es que se deben de establecer parcelas de validación con estas especies para demostrar su potencial de producción, calidad y adaptación en las explotaciones lecheras en conjunto con las compañías dedicadas a la venta de semillas, agroquímicos e inoculantes microbiales. De esta manera, los productores lecheros podrían ir adoptando y utilizando las especies forrajeras de cultivos alternativos para fomentar la producción sustentable de leche de bovino en México en el futuro.
Sobre los autores
Los autores son investigadores en nutrición de ganado lechero y calidad de forraje en el Instituto Nacional de Investigaciones Forestales, Agrícolas y Pecuarias. Campo Experimental La Laguna. Matamoros, Coahuila, México 27440.
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