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Rolando Demanet FilippiDr. Ingeniero Agrónomo
Universidad de La Frontera
Conservación de Forrajes2017
Aptitud fermentativa
La conservación de forraje como ensilaje se basa en la fermentación del material fresco
Los factores que determinan la calidad de los ensilajes se agrupan en dos:
Material original
Técnica de ensilado
Forraje original
Las características del forraje original están determinadas por:
Contenido de nutrientes
Aptitud fermentativa
Calidad de ensilaje
Técnica de ensilado Forraje original
Deshidratación Picado Transporte Compactación Sellado Aditivos
Contenido de nutrientes Aptitud fermentativa
Especie Cultivar Híbrido Estado fenológico
Carbohidratos Capacidad buffer Contenido de humedad
Carbohidratos solubles
Calidad de ensilaje
Técnica de ensilado Forraje original
Deshidratación Picado Transporte Compactación Sellado Aditivos
Contenido de nutrientes Aptitud fermentativa
Especie Cultivar Híbrido Estado fenológico
Carbohidratos Capacidad buffer Contenido de humedad
Los carbohidratos solubles constituyen el principal sustrato de las bacterias para el proceso fermentativo
La expresión de los CHOshabitualmente se realiza en base a materia verde (fresca)
La cantidad mínima de carbohidratos solubles que permite garantizar una buena fermentación es entre 3% y 4% base tal como ofrecido (fresco)
La concentración de carbohidratos solubles requeridos para lograr una buena fermentación se relaciona con el contenido de materia seca del forraje
A mayor contenido de materia seca el forraje debe tener mayor contenido de CHOs para lograr un pH adecuado
El contenido de CHOs requeridos para lograr un pH estable es mayor en leguminosas y en forrajes con bajo contenido de materia seca
% MS
% CHOs
Leguminosas Gramineas
% BMV % BMS % BMV % BMS
20 26 5,2 19 3,8
25 21 5,2 14 3,5
30 17 5,1 10 3,0
35 14 4,9 7 2,5
40 10 4,0 5 2,0
45 7 3,2 3 1,4
50 6 3,0 2 1,0
Contenido mínimo de carbohidratos solubles requeridos para alcanzar un pH estable de gramíneas y leguminosas
Fuente: Pitt y Sniffen, 1985
¿Qué factores influyen en el contenido de CHOs en las plantas?
Especie forrajera
Especie % CHOs BMS
Variación Promedio
Maíz 8 - 40 24,0
Ballica perenne 5 - 35 20,0
Ballica rotación 7 - 36 21,5
Festuca 4 - 26 15,0
Pasto ovillo 5 - 19 12,0
Alfalfa 5 - 11 8,0
Trébol rosado 7 - 10 8,5Fuente: Demanet. 2010; McDonald, 1981
Contenido de carbohidratos solubles en especies forrajeras
Ploidía
Especie Cultivar % MS % CHOs BMS
Ballica rotación diploide 14,8 25,3
Ballica rotación tetraploide 13,1 9,9
Contenido de carbohidratos solubles en dos tipo de ballicas de rotación corta
Fuente: Marambio, 1979
Estado fenológico
Estado fenológico % CHOs BMS
Emergencia de espiga 16,9
Floración 18,0
Grano acuoso 24,9
Grano lechoso 31,8
Grano harinoso temprano 24,2
Grano harinoso tardío 14,7
Grano duro 4,6Fuente: Mc Donald, 1981
Contenido de carbohidratos solubles en cebada en diferentes estados fenológicos
Estado fenológico Alfalfa Trebol rosado Trebol blanco
Vegetativo 9,2 9,5 9,0
Pre botón 10,9 9,5 12,9
Botón 6,8 8,6 8,2
10% floración 5,1 8,9 8,0
Floración 7,1 9,2 9,0
Grano formado 5,4 7,5 6,8
Contenido de carbohidratos solubles en diferentes especies según estado fenológico (% BMS)
Fuente: Mc Donald, 1981
El bajo contenido de CHOspresente en las leguminosas explica la dificultad que tiene estas especies para obtener un fermentación adecuada
Estado fenológico Rezago (días)
% CHOs BMS
BMS BMV
Bota 51 14,1 2,3
Inicio espigadura 57 16,5 3,2
Inicio floración 73 13,7 2,6
Grano acuoso - lechoso 90 16,8 5,0
Grano harinoso - duro 112 19,8 8,0Fuente: Scholz, 1988
Contenido de carbohidratos solubles en Ballica perenne según estado fenológico
Hora del día
Las menores concentraciones de CHOs se encuentran al amanecer
Las variaciones diarias están relacionadas con el contenido de sacarosa
5,0
5,5
6,0
6,5
7,0
7,5
9 12 15 18 21 24 3 6
% S
aca
rosa
BM
S
Hora del dia
Variación del contenido de sacarosa en plantas de ballica perenne
Fuente: Mc Donald, 1981
Nitrógeno
La fertilización nitrogenada genera un acelerado crecimiento en las plantas gramíneas que produce una reducción del contenido de CHOs en las plantas
La reducción de CHOs es una consecuencia de la disminución de fructosanos y no de todos los CHOs presentes en las plantas
Cultivar 08-11-2005 21-12-2005 % Incremento
Sugar Mix 18,09 33,98 188
Belinda 28,99 30,18 104
Aberstorm 21,00 40,81 194
Aberlinnet 17,83 29,21 164
Aberexcell 24,60 40,90 166
Promedio 0 N 22,10 35,02 158
Sugar Mix 14,23 33,25 234
Belinda 16,58 24,57 148
Aberstorm 18,58 30,92 166
Aberlinnet 15,52 27,27 176
Aberexcell 17,84 22,09 124
Promedio 100 N 16,55 27,62 167
Sugar Mix 16,67 18,34 110
Belinda 14,19 23,72 167
Aberstorm 15,06 22,80 151
Aberlinnet 11,96 19,46 163
Aberexcell 14,72 22,77 155
Promedio 200 N 14,52 21,42 148
Sugar Mix 10,44 12,60 121
Belinda 13,38 14,94 112
Aberstorm 11,06 14,28 129
Aberlinnet 11,59 13,39 116
Aberexcell 12,48 16,51 132
Promedio 400 N 11,79 14,34 122
Contenido de Carbohidratos
Fuente: Demanet et al., 2010
Relación de Materia Seca y Contenido de CarbohidratosFuente: Demanet et al., 2010
Relación de Materia Seca y contenido de CarbohidratosFuente: Demanet et al., 2010
Condiciones climáticas
Los factores climáticos que influyen en el crecimiento de las plantas son la temperatura, humedad, precipitación y luminosidad
La luminosidad es el factor que influye directamente en el contenido de CHOs de las plantas
La actividad fotosintética se desencadena por la estimulación lumínica
Es a partir de la fotosíntesis que se generan los azúcares
La reducción de la intensidad lumínica produce una reducción de la concentración de los CHOs en las plantas
La máxima expresión de los CHOsen las plantas se produce cuando crecen con alta intensidad lumínica, bajas temperaturas y sin sombreamiento
Tipos de carbohidratos solubles
La cantidad de CHOs que se requiere para lograr un cambio en el pH de la masa ensilada depende de la eficiencia de conversión de CHOs a ácido
La eficiencia de conversión de CHOsa ácido esta determinada por la proporción de CHOs que se encentran presente y la naturaleza de la flora bacteriana
En las especies forrajeras los principales CHOs son:
Fructosanos
Glucosa
Fructosa
Sacarosa
La glucosa y la fructosa son monosacáridos de uso inmediato y son los mas importantes en las gramíneas
La sacarosa se encuentra en una proporción mayor que los monosacáridos (20 – 80 g/kg MS)
En ballica perenne y pasto ovillo se han encontrado otros oligosacáridos (melibosa, rafinosa, estaquiosa) pero en concentraciones bajas
El principal carbohidrato no estructural de almacenamiento en las gramíneas son los fructosanos
Los fructosanos son los únicos CHOsimportantes en las plantas templadas y se encuentran en concentraciones de 50 a 90 g/kg MS
En las leguminosas el principal carbohidrato no estructural de reserva es el almidón
El almidón es insoluble en agua fría por ello no se le considera como componente de los CHOs
El almidón no se encuentra disponible para las bacterias lácticas como sustrato fermentable
El almidón puede ser hidrolizado en una pequeña fracción por enzimas que lo transforman en hexosas y pentosas
Los carbohidratos solubles mas importantes en las leguminosas son la fructosa, glucosa y sacarosa
Capacidad Buffer
Calidad de ensilaje
Técnica de ensilado Forraje original
Deshidratación Picado Transporte Compactación Sellado Aditivos
Contenido de nutrientes Aptitud fermentativa
Especie Cultivar Híbrido Estado fenológico
Carbohidratos
Capacidad buffer Contenido de humedad
La capacidad buffer o habilidad para resistir cambios en el pH, determina la aptitud fermentativa de un forraje
La capacidad buffer se expresa en mili equivalente de álcali (0,1 M hidróxido de sodio) requeridos por kilo de materia seca para cambiar el pH de 6 a 4
La capacidad buffer de una especie forrajera esta determinada por el contenido de proteína y ácidos orgánicos
Las especies leguminosas poseen una mayor capacidad buffer que las gramíneas
Especie pH Capacidad buffer (meq/kg MS)
Trébol rosado 5,95 578
Alfalfa 6,10 488
Pasto ovillo 6,01 410
Ballica perenne 6,01 388
Ballica de rotación 6,16 386
Fuente: Mac Donald, 1981
pH y capacidad buffer de diferentes recursos forrajeros
La mayor capacidad buffer de las leguminosas se atribuye a su alto contenido de ácidos orgánicos
En las plantas templadas los principales ácidos orgánicos son:Málico, Cítrico y Quinico
La alfalfa puede contener hasta un 10% de la materia seca como ácidos orgánicos
Los principales ácidos orgánicos de las leguminosas son:
Málico, Cítrico, Quinico, Shkimico,
Malónico y Glicérico
Ácido orgánico Ballica perenne Festuca Pasto ovillo
Citrico 4,5 3,7 2,9
Fumárico 0,2 0,0 0,2
Málico 8,8 11,0 8,7
Quínico 3,0 6,2 5,5
Shkimico 1,2 1,2 2,5
Succinico 2,4 2,5 3,0
Total 20,1 24,6 22,8
Contenido de ácidos orgánicos en especies gramíneas templadas (g/kg MS)
Fuente: Mac Donald, 1981
La capacidad buffer disminuye conforme avanza la madurez de las plantas producto de la reducción del contenido de ácidos orgánicos
Estado fenológico Ácido orgánicos
Emergencia espiga 6,54
Floración 3,93
Grano acuoso 2,60
Grano lechoso 2,39
Grano harinoso temprano 1,59
Grano harinoso tardío 1,05
Grano duro 0,72
Contenido de ácidos orgánicos en cebada en diferentes estados fenológicos expresado como porcentaje de la materia seca
Fuente: Mac Donald, 1981
Las proteínas contenidas en las plantas también contribuyen a elevar la capacidad buffer
Leguminosas o gramíneas en estado vegetativo con alto contenido de proteína dificulta el proceso fermentativo
Estado fenológico Rezago (días) Proteína total Proteína verdadera
Bota 51 17,1 11,9
Inicio espigadura 57 13,2 10,4
Incio floración 73 11,3 7,6
Grano acuoso lechoso 90 8,9 6,6
Grano harinoso duro 112 7,9 5,1
Fuente: Scholz, 1988
Cambio en el contenido de proteína (%) según estado fenológico de las gramíneas de una pastura permanente
La presencia de alto contenido de proteína en las plantas dificulta la elaboración de ensilajes
Contenido de humedad
Calidad de ensilaje
Técnica de ensilado Forraje original
Deshidratación Picado Transporte Compactación Sellado Aditivos
Contenido de nutrientes Aptitud fermentativa
Especie Cultivar Híbrido Estado fenológico
Carbohidratos Capacidad buffer Contenido de humedad
Para elaborar un buen ensilaje el forraje debe tener un altocontenido de CHOs, bajacapacidad buffer y un contenido de materia seca superior a 20%
Las bacterias acido lácticas son tolerantes a altos contenidos de materia seca
Contenidos de materia seca superiores a 25% reducen el crecimiento clostridial por falta de humedad mas que por la presencia de acido láctico
Contenidos de materia seca inferiores a 20% pueden contrarrestar el efecto preservativo del ácido láctico
Contenidos de materia seca inferiores a 20% pueden contrarrestar el efecto preservativo del ácido láctico
Ensilajes elaborados con baja materia seca o condiciones climáticas adversas tienen serios problemas fermentativos
En ensilajes con baja materia seca el crecimiento de clostridios puede no ser inhibido a pH incluso bajo 4
¿Qué sucede cuando el forraje tiene mayor contenido de materia seca?
1.- El forraje posee una mayor concentración de CHOs
2.- Procesos lacto fermentativos son favorecidos
3.- Estabilización temprano del forraje
4.- Se estabiliza a pH alto
5.- Capacidad buffer se reduce
Estado fenológico Rezago (días) Ton MS/ha % MS Corte % MS Ensilaje
Bota 51 4,3 16,0 14,8
Inicio espigadura 57 6,0 19,1 15,1
Incio floración 73 8,8 18,7 15,6
Grano acuoso lechoso 90 9,6 29,6 24,1
Grano harinoso duro 112 7,2 40,2 35,5
Cambio en el contenido de materia seca según estado fenológico de una pastura permanente
Fuente: Scholz, 1988
Especie forrajera
La especie forrajera es determinante sobre la fermentación que ocurre en la masa de forraje ensilada
Estado fenológico % MS Ton MS/ha Ac. Orgánico CHOs pH Cap. Buffer Proteína
meq/kg MS g/kg MS meq/kg MS %
Bota 18,0 4,0 730 93 6,04 371 15,2
Emergencia de espiga 21,0 6,6 491 85 6,12 305 12,5
Floración 22,9 7,2 466 90 6,28 337 9,5
Grano lechoso 24,1 8,3 213 68 5,97 217 8,7
Aptitud fermentativa de una pastura permanente evaluada en cuatro estados fenológicos
Fuente: Balocchi y López, 1991
Estado fenológico % MS Ton MS/ha Ac. Orgánico CHOs pH Cap. Buffer Proteína
meq/kg MS g/kg MS meq/kg MS %
Bota 14,5 6,2 882 96 6,26 405 13,9
Emergencia de espiga 18,7 8,5 693 105 6,39 331 10,6
Floración 19,7 7,9 697 79 6,29 332 11,7
Grano lechoso 27,0 8,7 450 43 5,93 219 9,6
Aptitud fermentativa de Lolium multiflorum evaluada en cuatro estados fenológicos
Fuente: Balocchi y López, 1991
Aptitud fermentativa
Todos los factores antes mencionados determinan la aptitud fermentativo de un forraje
El estado fenológico al momento de ensilar afecta el contenido de CHOs, capacidad buffer y contenido de materia seca de las plantas
En estados tempranos de desarrollo la aptitud fermentativa de las plantas es baja
El incremento de la fertilización nitrogenada genera una reducción del nivel de CHOs y de la materia seca junto a un incremento de la proteína, todo lo cual afecta la aptitud fermentativa de las plantas
El tamaño de picado del forraje tiene un efecto en la aptitud fermentativa
A mayor tamaño de picado hay una mejora en la aptitud fermentativa
Picado de tamaño pequeño genera una rápida liberación de los CHOs y con ello acelera el proceso de reducción del pH
La deshidratación (premarchito) es otro factor que influye dado que permite un incremento de la materia seca del forraje y con ello un aumento en la concentración de CHOs
La condición climática imperante durante el proceso de ensilado también influye en la aptitud fermentativa
El días de alta temperatura y baja humedad ambiental, se incrementa el contenido de materia seca y aumenta la concentración de CHOs
La estación del año determina el estado fenológico de las plantas, que afecta en forma directa sobre el contenido de CHOs, capacidad buffer y porcentaje de materia seca
La aptitud fermentativa del forraje cosechado en primavera – verano es superior al cortado en el periodo de otoño
Rolando Demanet FilippiDr. Ingeniero Agrónomo
Universidad de La Frontera
Conservación de Forrajes2017
Aptitud fermentativa