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Aptitud fermentativa
Rolando Demanet FilippiDr. Ingeniero Agrónomo
Universidad de La Frontera
Conservación de Forrajes2016
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La conservación de forraje como ensilaje se basa en la fermentación del material fresco
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Los factores que determinan la calidad de los ensilajes se agrupan en dos:
Material original
Técnica de ensilado
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Forraje original
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Las características del forraje original están determinadas por:
Contenido de nutrientes
Aptitud fermentativa
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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
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Carbohidratos solubles
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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
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Los carbohidratos solubles constituyen el principal sustrato de las bacterias para el proceso fermentativo
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La expresión de los CHOshabitualmente se realiza en base a materia verde (fresca)
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La cantidad mínima de carbohidratos solubles que permite garantizar una buena fermentación es entre 3% y 4% base tal como ofrecido (fresco)
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La concentración de carbohidratos solubles requeridos para lograr una buena fermentación se relaciona con el contenido de materia seca del forraje
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A mayor contenido de materia seca el forraje debe tener mayor contenido de CHOs para lograr un pH adecuado
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El contenido de CHOs requeridos para lograr un pH estable es mayor en leguminosas y en forrajes con bajo contenido de materia seca
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% 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
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¿Qué factores influyen en el contenido de CHOs en las plantas?
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Especie forrajera
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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
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Ploidía
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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
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Estado fenológico
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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
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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
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El bajo contenido de CHOspresente en las leguminosas explica la dificultad que tiene estas especies para obtener un fermentación adecuada
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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
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Hora del día
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Las menores concentraciones de CHOs se encuentran al amanecer
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Las variaciones diarias están relacionadas con el contenido de sacarosa
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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
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Nitrógeno
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La fertilización nitrogenada genera un acelerado crecimiento en las plantas gramíneas que produce una reducción del contenido de CHOs en las plantas
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La reducción de CHOs es una consecuencia de la disminución de fructosanos y no de todos los CHOs presentes en las plantas
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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
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Relación de Materia Seca y Contenido de CarbohidratosFuente: Demanet et al., 2010
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Relación de Materia Seca y contenido de CarbohidratosFuente: Demanet et al., 2010
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Condiciones climáticas
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Los factores climáticos que influyen en el crecimiento de las plantas son la temperatura, humedad, precipitación y luminosidad
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La luminosidad es el factor que influye directamente en el contenido de CHOs de las plantas
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La actividad fotosintética se desencadena por la estimulación lumínica
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Es a partir de la fotosíntesis que se generan los azúcares
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La reducción de la intensidad lumínica produce una reducción de la concentración de los CHOs en las plantas
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La máxima expresión de los CHOsen las plantas se produce cuando crecen con alta intensidad lumínica, bajas temperaturas y sin sombreamiento
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Tipos de carbohidratos solubles
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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
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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
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En las especies forrajeras los principales CHOs son:
Fructosanos
Glucosa
Fructosa
Sacarosa
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La glucosa y la fructosa son monosacáridos de uso inmediato y son los mas importantes en las gramíneas
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La sacarosa se encuentra en una proporción mayor que los monosacáridos (20 – 80 g/kg MS)
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En ballica perenne y pasto ovillo se han encontrado otros oligosacáridos (melibosa, rafinosa, estaquiosa) pero en concentraciones bajas
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El principal carbohidrato no estructural de almacenamiento en las gramíneas son los fructosanos
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Los fructosanos son los únicos CHOsimportantes en las plantas templadas y se encuentran en concentraciones de 50 a 90 g/kg MS
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En las leguminosas el principal carbohidrato no estructural de reserva es el almidón
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El almidón es insoluble en agua fría por ello no se le considera como componente de los CHOs
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El almidón no se encuentra disponible para las bacterias lácticas como sustrato fermentable
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El almidón puede ser hidrolizado en una pequeña fracción por enzimas que lo transforman en hexosas y pentosas
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Los carbohidratos solubles mas importantes en las leguminosas son la fructosa, glucosa y sacarosa
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Capacidad Buffer
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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
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La capacidad buffer o habilidad para resistir cambios en el pH, determina la aptitud fermentativa de un forraje
![Page 65: Dr. Ingeniero Agrónomo Universidad de La Fronterapraderasypasturas.com/rolando/01.-Catedras/09...Carbohidratos Capacidad buffer ... Inicio espigadura 57 6,0 19,1 15,1 Incio floración](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062506/5fb8f897094498322f6c1eee/html5/thumbnails/65.jpg)
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
![Page 66: Dr. Ingeniero Agrónomo Universidad de La Fronterapraderasypasturas.com/rolando/01.-Catedras/09...Carbohidratos Capacidad buffer ... Inicio espigadura 57 6,0 19,1 15,1 Incio floración](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062506/5fb8f897094498322f6c1eee/html5/thumbnails/66.jpg)
La capacidad buffer de una especie forrajera esta determinada por el contenido de proteína y ácidos orgánicos
![Page 67: Dr. Ingeniero Agrónomo Universidad de La Fronterapraderasypasturas.com/rolando/01.-Catedras/09...Carbohidratos Capacidad buffer ... Inicio espigadura 57 6,0 19,1 15,1 Incio floración](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062506/5fb8f897094498322f6c1eee/html5/thumbnails/67.jpg)
Las especies leguminosas poseen una mayor capacidad buffer que las gramíneas
![Page 68: Dr. Ingeniero Agrónomo Universidad de La Fronterapraderasypasturas.com/rolando/01.-Catedras/09...Carbohidratos Capacidad buffer ... Inicio espigadura 57 6,0 19,1 15,1 Incio floración](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062506/5fb8f897094498322f6c1eee/html5/thumbnails/68.jpg)
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
![Page 69: Dr. Ingeniero Agrónomo Universidad de La Fronterapraderasypasturas.com/rolando/01.-Catedras/09...Carbohidratos Capacidad buffer ... Inicio espigadura 57 6,0 19,1 15,1 Incio floración](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062506/5fb8f897094498322f6c1eee/html5/thumbnails/69.jpg)
La mayor capacidad buffer de las leguminosas se atribuye a su alto contenido de ácidos orgánicos
![Page 70: Dr. Ingeniero Agrónomo Universidad de La Fronterapraderasypasturas.com/rolando/01.-Catedras/09...Carbohidratos Capacidad buffer ... Inicio espigadura 57 6,0 19,1 15,1 Incio floración](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062506/5fb8f897094498322f6c1eee/html5/thumbnails/70.jpg)
En las plantas templadas los principales ácidos orgánicos son:Málico, Cítrico y Quinico
![Page 71: Dr. Ingeniero Agrónomo Universidad de La Fronterapraderasypasturas.com/rolando/01.-Catedras/09...Carbohidratos Capacidad buffer ... Inicio espigadura 57 6,0 19,1 15,1 Incio floración](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062506/5fb8f897094498322f6c1eee/html5/thumbnails/71.jpg)
La alfalfa puede contener hasta un 10% de la materia seca como ácidos orgánicos
![Page 72: Dr. Ingeniero Agrónomo Universidad de La Fronterapraderasypasturas.com/rolando/01.-Catedras/09...Carbohidratos Capacidad buffer ... Inicio espigadura 57 6,0 19,1 15,1 Incio floración](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062506/5fb8f897094498322f6c1eee/html5/thumbnails/72.jpg)
Los principales ácidos orgánicos de las leguminosas son:
Málico, Cítrico, Quinico, Shkimico,
Malónico y Glicérico
![Page 73: Dr. Ingeniero Agrónomo Universidad de La Fronterapraderasypasturas.com/rolando/01.-Catedras/09...Carbohidratos Capacidad buffer ... Inicio espigadura 57 6,0 19,1 15,1 Incio floración](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062506/5fb8f897094498322f6c1eee/html5/thumbnails/73.jpg)
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
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La capacidad buffer disminuye conforme avanza la madurez de las plantas producto de la reducción del contenido de ácidos orgánicos
![Page 75: Dr. Ingeniero Agrónomo Universidad de La Fronterapraderasypasturas.com/rolando/01.-Catedras/09...Carbohidratos Capacidad buffer ... Inicio espigadura 57 6,0 19,1 15,1 Incio floración](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062506/5fb8f897094498322f6c1eee/html5/thumbnails/75.jpg)
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
![Page 76: Dr. Ingeniero Agrónomo Universidad de La Fronterapraderasypasturas.com/rolando/01.-Catedras/09...Carbohidratos Capacidad buffer ... Inicio espigadura 57 6,0 19,1 15,1 Incio floración](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062506/5fb8f897094498322f6c1eee/html5/thumbnails/76.jpg)
Las proteínas contenidas en las plantas también contribuyen a elevar la capacidad buffer
![Page 77: Dr. Ingeniero Agrónomo Universidad de La Fronterapraderasypasturas.com/rolando/01.-Catedras/09...Carbohidratos Capacidad buffer ... Inicio espigadura 57 6,0 19,1 15,1 Incio floración](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062506/5fb8f897094498322f6c1eee/html5/thumbnails/77.jpg)
Leguminosas o gramíneas en estado vegetativo con alto contenido de proteína dificulta el proceso fermentativo
![Page 78: Dr. Ingeniero Agrónomo Universidad de La Fronterapraderasypasturas.com/rolando/01.-Catedras/09...Carbohidratos Capacidad buffer ... Inicio espigadura 57 6,0 19,1 15,1 Incio floración](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062506/5fb8f897094498322f6c1eee/html5/thumbnails/78.jpg)
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
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La presencia de alto contenido de proteína en las plantas dificulta la elaboración de ensilajes
![Page 80: Dr. Ingeniero Agrónomo Universidad de La Fronterapraderasypasturas.com/rolando/01.-Catedras/09...Carbohidratos Capacidad buffer ... Inicio espigadura 57 6,0 19,1 15,1 Incio floración](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062506/5fb8f897094498322f6c1eee/html5/thumbnails/80.jpg)
Contenido de humedad
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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
![Page 82: Dr. Ingeniero Agrónomo Universidad de La Fronterapraderasypasturas.com/rolando/01.-Catedras/09...Carbohidratos Capacidad buffer ... Inicio espigadura 57 6,0 19,1 15,1 Incio floración](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062506/5fb8f897094498322f6c1eee/html5/thumbnails/82.jpg)
Para elaborar un buen ensilaje el forraje debe tener un altocontenido de CHOs, bajacapacidad buffer y un contenido de materia seca superior a 20%
![Page 83: Dr. Ingeniero Agrónomo Universidad de La Fronterapraderasypasturas.com/rolando/01.-Catedras/09...Carbohidratos Capacidad buffer ... Inicio espigadura 57 6,0 19,1 15,1 Incio floración](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062506/5fb8f897094498322f6c1eee/html5/thumbnails/83.jpg)
Las bacterias acido lácticas son tolerantes a altos contenidos de materia seca
![Page 84: Dr. Ingeniero Agrónomo Universidad de La Fronterapraderasypasturas.com/rolando/01.-Catedras/09...Carbohidratos Capacidad buffer ... Inicio espigadura 57 6,0 19,1 15,1 Incio floración](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062506/5fb8f897094498322f6c1eee/html5/thumbnails/84.jpg)
Contenidos de materia seca superiores a 25% reducen el crecimiento clostridial por falta de humedad mas que por la presencia de acido láctico
![Page 85: Dr. Ingeniero Agrónomo Universidad de La Fronterapraderasypasturas.com/rolando/01.-Catedras/09...Carbohidratos Capacidad buffer ... Inicio espigadura 57 6,0 19,1 15,1 Incio floración](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062506/5fb8f897094498322f6c1eee/html5/thumbnails/85.jpg)
Contenidos de materia seca inferiores a 20% pueden contrarrestar el efecto preservativo del ácido láctico
![Page 86: Dr. Ingeniero Agrónomo Universidad de La Fronterapraderasypasturas.com/rolando/01.-Catedras/09...Carbohidratos Capacidad buffer ... Inicio espigadura 57 6,0 19,1 15,1 Incio floración](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062506/5fb8f897094498322f6c1eee/html5/thumbnails/86.jpg)
Contenidos de materia seca inferiores a 20% pueden contrarrestar el efecto preservativo del ácido láctico
![Page 87: Dr. Ingeniero Agrónomo Universidad de La Fronterapraderasypasturas.com/rolando/01.-Catedras/09...Carbohidratos Capacidad buffer ... Inicio espigadura 57 6,0 19,1 15,1 Incio floración](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062506/5fb8f897094498322f6c1eee/html5/thumbnails/87.jpg)
Ensilajes elaborados con baja materia seca o condiciones climáticas adversas tienen serios problemas fermentativos
![Page 88: Dr. Ingeniero Agrónomo Universidad de La Fronterapraderasypasturas.com/rolando/01.-Catedras/09...Carbohidratos Capacidad buffer ... Inicio espigadura 57 6,0 19,1 15,1 Incio floración](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062506/5fb8f897094498322f6c1eee/html5/thumbnails/88.jpg)
En ensilajes con baja materia seca el crecimiento de clostridios puede no ser inhibido a pH incluso bajo 4
![Page 89: Dr. Ingeniero Agrónomo Universidad de La Fronterapraderasypasturas.com/rolando/01.-Catedras/09...Carbohidratos Capacidad buffer ... Inicio espigadura 57 6,0 19,1 15,1 Incio floración](https://reader036.vdocuments.pub/reader036/viewer/2022062506/5fb8f897094498322f6c1eee/html5/thumbnails/89.jpg)
¿Qué sucede cuando el forraje tiene mayor contenido de materia seca?
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1.- El forraje posee una mayor concentración de CHOs
2.- Procesos lacto fermentativos son favorecidos
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3.- Estabilización temprano del forraje
4.- Se estabiliza a pH alto
5.- Capacidad buffer se reduce
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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
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Especie forrajera
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La especie forrajera es determinante sobre la fermentación que ocurre en la masa de forraje ensilada
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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
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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
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Aptitud fermentativa
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Todos los factores antes mencionados determinan la aptitud fermentativo de un forraje
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El estado fenológico al momento de ensilar afecta el contenido de CHOs, capacidad buffer y contenido de materia seca de las plantas
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En estados tempranos de desarrollo la aptitud fermentativa de las plantas es baja
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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
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El tamaño de picado del forraje tiene un efecto en la aptitud fermentativa
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A mayor tamaño de picado hay una mejora en la aptitud fermentativa
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Picado de tamaño pequeño genera una rápida liberación de los CHOs y con ello acelera el proceso de reducción del pH
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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
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La condición climática imperante durante el proceso de ensilado también influye en la aptitud fermentativa
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El días de alta temperatura y baja humedad ambiental, se incrementa el contenido de materia seca y aumenta la concentración de CHOs
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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
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La aptitud fermentativa del forraje cosechado en primavera – verano es superior al cortado en el periodo de otoño
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Aptitud fermentativa
Rolando Demanet FilippiDr. Ingeniero Agrónomo
Universidad de La Frontera
Conservación de Forrajes2016