Efecto de las especies arbóreas tropicales sobre la microbiología ruminal y la producción de metano en rumiantes / Samuel Albores Moreno

Tesis Doctorado en Ciencias en Ecología y Desarrollo Sustentable El Colegio de la Frontera Sur 2018

Incluye bibliografía

Dedicatoria.. Agradecimientos.. Resumen.. Capítulo I. Introducción general.. 1.1 Referencias.. Capítulo II. Influence of the composition and diversity of secondary vegetation on the selection and voluntary intake of plants by cattle in the tropics.. 2.1 Abstract.. 2.1.1 Keywords.. 2.2 Introduction.. 2.3 Materials and methods.. 2.3.1 Study area.. 2.3.2 Composition, structure and diversity of the acahual.. 2.3.3 Management and preparation of animals.. 2.3.4 Monitoring and recording of animal intake.. 2.3.5 Estimation of the selection and voluntary intake of plants.. 2.3.6 Statistical analysis.. 2.4. Results.. 2.4.1 Composition, structure, diversity and importance of acahual vegetation.. 2.4.2 Bite frequency, botanical composition of diet and plant preferences of cattle.. 2.4.3 Chemical composition of the cattle diet.. 2.4.4 Voluntary intake by cattle.. 2.4.5 Effect of acahual composition and structure on voluntary intake by cattle.. 2.5 Discussion.. 2.5.1 Composition, structure and diversity of the acahual.. 2.5.2 Bite frequency, botanical composition of the diet and plant preferences of cattle.. 2.5.3 Chemical composition of the diets of cattle grazing the acahual vegetation.. 2.5.4 Voluntary intake of cattle grazing the acahual vegetation.. 2.6 Conclusion.. 2.7 Acknowledgments.. 2.8 References.. Capítulo III. Nutritional composition, in vitro degradation and potential fermentation of tree species grazed by ruminants in secondary vegetation (acahual of deciduous forest.. 3.1 Abstract.. 3.1.1 Keywords.. 3.2 Introduction.. 3.3 Materials and methods.. 3.3.1 Plant selection.. 3.3.2 Nutrient Analysis.. 3.3.2.1 Chemical analysis.. 3.3.3 In vitro gas production.. 3.3.4 In vitro gas fermentation kinetics and fermentable fractions.. 3.3.5 In vitro digestibility of dry matter (IVDMD and organic matter (IVOMD.. 3.3.6 Soluble fraction (SolFrac.. 3.3.7 Statistical design and analysis.. 3.4 Results.. 3.4.1 Chemical composition.. 3.4.2 In vitro gas fermentation kinetics.. 3.4.3 Fermentable fractions, digestibility and potential fermented gas emission index.. 3.4.4 Relationship among nutrient composition and kinetics of in vitro gas production.. 3.5 Discussion.. 3.5.1 Chemical composition.. 3.5.2 In vitro fermentation kinetics.. 3.5.3 Fermentable fraction, digestibility and potential fermented gas emission index.. 3.6 Acknowledgments.. 3.7 References.. Capítulo IV. Effect of tree foliage supplementation of tropical grass diet on in vitro digestibility and fermentation, microbial biomass synthesis and enteric methane production in ruminants.. 4.1 Abstract.. 4.1.1 Keywords.. 4.2 Introduction.. 4.3 Materials and methods.. 4.3.1 Study area.. 4.3.2 Treatments.. 4.3.3 Nutrient analysis.. 4.3.4. In vitro gas production.. 4.3.5 In vitro gas fermentation kinetics and fermentable fractions.. 4.3.6 In vitro digestibility of dry matter and organic matter.. 4.3.7 Synthesis of microbial biomass.. 4.3.8 Determination of methane and carbon dioxide.. 4.3.9 Determination of volatile fatty acids (VFAs.. 4.3.10 Determination of ammonia concentration.. 4.3.11 Experimental design and statistical analysis.. 4.4 Results.. 4.4.1 Chemical composition.. 4.4.2 In vitro gas fermentation kinetics.. 4.4.3 Fermentable fractions and digestibility.. 4.4.4 Synthesis of microbial biomass and ammonia concentration.. 4.4.5 Fermentation pattern and enteric methane production.. 4.5 Discussion.. 4.5.1 Chemical composition.. 4.5.2 In vitro gas fermentation kinetics.. 4.5.3 Fermentable fractions and digestibility.. 4.5.4 Effect on nitrogen metabolism.. 4.5.5 Fermentation pattern and enteric methane production.. 4.6 Acknowledgments.. 4.7 References.. Capítulo V. Effect of supplementation with tree foliage on in vitro digestibility and fermentation, synthesis of microbial biomass and methane production of cattle diets.. 5.1 Abstract.. 5.1.1 Keywords.. 5.2 Introduction.. 5.3 Materials and methods.. 5.3.1 Study area and foliage collection.. 5.3.2 Treatments.. 5.3.3 Nutrient analysis.. 5.3.4 In vitro gas production.. 5.3.5 In vitro fermentation kinetics.. 5.3.6 In vitro digestibility of dry matter and organic matter.. 5.3.7 Synthesis of microbial biomass.. 5.3.8 Methane and carbon dioxide determination.. 5.3.9 Determination of volatile fatty acids.. 5.3.10 Determination of ammonia and lactic acid concentration.. 5.3.11 Statistical analysis and experimental design.. 5.4 Results.. 5.4.1 In vitro fermentation kinetics.. 5.4.2 Fermentation and digestibility.. 5.4.3 Synthesis of microbial biomass and fermentation pattern.. 5.4.4 Enteric methane and carbon dioxide production.. 5.5 Discussion.. 5.5.1 In vitro fermentation kinetics.. 5.5.2 Fermentation and digestibility.. 5.5.3 Synthesis of microbial biomass and fermentation pattern.. 5.5.4 Enteric methane and carbon dioxide production.. 5.6 Conclusion.. 5.7 Acknowledgments.. 5.8 References.. Capítulo VI. Conclusiones Generales.. Capítulo VII Anexos

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Los objetivos de esta investigación fueron: (1) evaluar la influencia de la composición y diversidad de la vegetación secundaria sobre la selección y el consumo voluntario de plantas por el ganado en el trópico; (2) evaluar la composición nutricional, degradación in vitro y potencial de fermentación de especies arbóreas consumidas por rumiantes en vegetación secundaria (acahual) de selva baja caducifolia; y (3 y 4) evaluar la suplementación con follajes arbóreos en dietas para rumiantes a base de Pennisetum purpureum y en dietas balanceadas, sobre la digestibilidad y los patrones de fermentación in vitro, la producción de metano y la síntesis de biomasa microbial. En el primer estudio, se seleccionó una unidad de producción representativa con manejo de acahual para alimentación de bovinos, ubicada en el municipio de Tenabo, Campeche, México. Se realizó un inventario florístico en 20 parcelas y se monitoreo la selección de las especies vegetales consumidas por los bovinos durante siete semanas, con el fin de conocer la preferencia y el consumo voluntario (CV) de las distintas especies vegetales; y que posteriormente serían colectadas en otras unidades de producción. En el segundo estudio se llevó a cabo un experimento a partir de las colectas de material vegetal realizado en el 20% (14 ranchos) del total de las unidades de producción ubicados en el municipio de Tenabo. Se utilizaron follajes de 18 especies arbóreas que fueron sometidas a fermentación in vitro y análisis bromatológico. En el experimento dos se probaron siete dietas, usando como testigo un tratamiento a base de pasto P. purpureum (PT); y la suplementación con 30% del follaje de Neomillspaughia emargiata (NE), Tabernaemontana amygdalifolia (TA), Caesalpinia gaumeri (CG), Piscidia piscipula (PP), Luecaena leucocephala (LL), y Havardia albicans (HA). En el último experimento, se probaron el efecto de los follajes en dietas balanceadas en energía y proteína. Las dietas fueron un tratamiento control (CT1) que consistió en pasto P. purpureum (60%) y suplemento alimenticio (40%); y la sustitución de P. purpureum (30% de la MS) por el follaje de las mismas especies utilizadas en el experimento dos (NE2, TA3, CG4, PP5, LL6, y HA7). Todos los experimentos se llevaron a cabo en condiciones de laboratorio usando la técnica de gas in vitro y se utilizó un diseño experimental de bloques repetidos en el tiempo. La vegetación del acahual estuvo compuesta de 26 especies, 17 familias botánicas, y se encontró un índice de diversidad de Shannon de 2.45. Las especies con mayor índice de valor de importancia (IVI) fueron N. emarginata, G. floribundum, H. albicans, C. gaumeri, Lysiloma latisiliquum, Diospyros anisandra y Bursera simaruba. Independientemente de la época del año, se observó un mayor índice de preferencia, frecuencia de bocados y CV en G. floribundum, N. emarginata, Mimosa bahamensis, D. anisandra, Randia obcordata y herbáceas. Se observó un mayor (P<0.05) CV en la época de lluvia respecto a la época seca (12.48 y 10.26 kg de MS/animal/día), y se encontró que la cobertura y densidad de las especies en el acahual determinan el CV en la época seca y de lluvia, respectivamente. El contenido de PC, FDN, FDA y TC del follaje de las especies consumidas fluctuó de 109 a 262, 391 a 641, 322 a 579 y 1.73 a 233 g kg-¹ MS, respectivamente. Las especies G. floribundum, M. lindeniana, V. gaumeri, H. barvensis, T. amygdalifolia y C. gaumeri tuvieron los mayores (P<0.05) parámetros de fermentación y digestibilidad. Con la inclusión del 30% del follaje en las dietas a base de P. purpureum, se encontró que la mayor (P<0.05) producción de gas (Vm) ocurrió en TA y PT. Los tratamientos NE, TA, CG, PP, LL y HA afectaron la digestibilidad de la materia seca (DIVMS) y materia orgánica (DIVMO) (P<0.05). Asimismo, los tratamientos PP, TA, NE y LL promovieron una mayor (P<0.05) síntesis de biomasa microbiana (213 a 290 mg g-¹) y disminuyeron la producción de metano de 31.6% a 15.6%. Mientras que la suplementación con el 30% del follaje de las arbóreas en dietas balanceadas, se encontró que los mayores (P<0.05) Vm se observaron en CT1, TA3 y CG4. Los tratamientos TA3 y LL6 tuvieron mayor DIVMS y DIVMO (P<0.05), y junto con los tratamientos HA7, y NE2 incrementaron (P<0.05) la síntesis de biomasa microbiana (325 a 379 mg g-¹). También se observó que el tratamiento LL6 ocasionó una disminución (P<0.05) en la producción de CH4 (35.94 L kg-¹ de MS digerida). Se concluye que el acahual, que se forma a partir de la perturbación de la selva baja caducifolia, representa un recurso con alto potencial alimenticio y que la producción animal usando este recurso detiene el impacto ambiental, el cual ha sido poco considerado en los esquemas de ganadería extensiva para adaptarse al cambio climático y mitigar sus efectos. spa

Conservación de la Biodiversidad