Effect of inoculants and additives on fractions of ruminal fermentation and in vitro degradation in sorghum silage (Sorghum sp)

Authors

  • Roselia Ramírez-Díaz Universidad Autónoma de Chiapas, Facultad de Ciencias Agronómicas, carretera Ocozocoautla-Villaflores km 84.5, Villaflores, Chiapas, México, C. P. 30470.
  • René Pinto-Ruiz Universidad Autónoma de Chiapas, Facultad de Ciencias Agronómicas, carretera Ocozocoautla-Villaflores km 84.5, Villaflores, Chiapas, México, C. P. 30470. https://orcid.org/0000-0003-1962-6874
  • Francisco Medina-Jonapá Universidad Autónoma de Chiapas, Facultad de Ciencias Agronómicas, carretera Ocozocoautla-Villaflores km 84.5, Villaflores, Chiapas, México, C. P. 30470.
  • Francisco Guevara-Hernández Universidad Autónoma de Chiapas, Facultad de Ciencias Agronómicas, carretera Ocozocoautla-Villaflores km 84.5, Villaflores, Chiapas, México, C. P. 30470.

DOI:

https://doi.org/10.29059/cienciauat.v15i1.1332

Keywords:

inoculant, nutritive quality, kinetics of gas production

Abstract

The action of inoculants and additives on the chemical composition and ruminal degradation of sorghum silage dry matter (DM) has already been reported. However, the effect that these have on the microbial activity and, therefore, on its potential for assimilation at the ruminal level is unknown. For that reason, the objective of this study was to evaluate the effect of the addition of inoculants and additives in silage of the entire plant of Sorghum sp. on fractions of ruminal fermentation and in vitro degradation. The experimental design was completely random, with 7 treatments (3 inoculants, 2 additives and a combination of inoculate with additive) and 21 repetitions per treatment. Different types of inoculants and additives were used in the process of sorghum silage: cheese whey, yogurt, phosphoric acid, Lactobacillus plantarum and mineral mixture. After 60 d of fermentation, dry matter (DM), hydrogen potential (Hp), crude protein (CP), in vitro dry matter degradation to 24 h (IVDMD), parameters of fermentation kinetics (Vmax= maximum volume L = lag phase, S = fermentation rate) and fractional volume (rapid fermentation = 0 h to 8 h, intermediate = 8 h to 24 h and slow = 24 h to 72 h) were quantified through the in vitro gas production technique. The results indicated that the inoculants and additives modified the chemical composition, the L parameters, Vmax, IVDMD and the rapid and intermediate fermentation fractions (P < 0.05). The use of cheese whey and L. plantarum as inoculants in sorghum silage reduced the loss of CP; and, overall, the use of inoculants and additives improved silage Hp; however, it decreased the use of rapid and intermediate fermentation fractions, modified the fermentation potential of the silage and provoked a negative effect on the IVDMD.

References

Aguirre, C., Medina, M., Montenegro, L., Sánchez, A., Barrera-Alvárez, A. y Espinoza, I. (2017). Cinética de fermentación y degradabilidad ruminal in vitro de dietas con diferente fuente de nitrógeno. Revista de Ciencia y Tecnología. 10(2): 69-73.

Antolín, M., González, M., Goñi, S., Domínguez, I. y Ariciaga, C. (2012). Rendimiento y producción de gas in vitro de maíces híbridos conservados por ensilaje o henificado. Revista Mexicana de Ciencias Pecuarias. 47(4): 413-423.

Avellaneda, J., Peña-Galeas, M., Godoy-Espinoza, V., Tapia-Moreno, E., Casanova-Ferrín, L., Zambrano-Calderón, C. y Alarcón-Solórzano, B. (2016). Influencia del residuo de piña sobre la presencia de lactobacilos homo y heterofermentativos en el ensilaje de pasto Cuba-CT115. Revista Amazónica Ciencia y Tecnología. 5(1): 16-24.

Bande, M. J., Resch, C. y Quintela, M. (2015). El sorgo grano para ensilar en Galicia como nueva alternativa al maíz forrajero: producción y calidad nutritiva en siembras tardías. Revista Pastos. 45(1): 47-55.

Bateman, J. V. (1970). Nutrición animal: Manual de métodos analíticos (Primera edición). México: Ed. Herrero Hermanos, Centro Regional de Ayuda Técnica. 468 Pp.

Borreani, G., Tabacco, E., Schmidt, R. J., Holmes, B. J., and Muck, R. E. (2018). Silage review: Factors affecting dry matter and quality losses in silages. Journal of Dairy Science. 101(5): 3952-3979.

Boschini, C. y Pineda, L. (2016). Ensilaje de kikuyo (Pennisetum clandestinun o Kikuyuocloa clandestina) fermentado con tres aditivos. Agronomía Mesoamericana. 27(1): 49-60.

Cajarville, C., Britos, A., Garciarena, D., and Repetto, J. L. (2012). Temperate forages ensiled with molasses or fresh cheese whey: Effects on conservation quality, effluent losses and ruminal degradation. Animal Feed Science and Technology. 171(1):14–19.

Castaño, G. A. and Villa, L. M. (2017). Use of whey and molasses as additive for producing silage of Cuba OM-22 (Cenchrus purpureus x Cenchrus glaucum). Cuban Journal of Agricultural Science. 51(1): 61-70.

Corral, A., Domínguez, D., Rodríguez, F. A., Villalobos, G., Ortega, J. A. y Muro, A. (2011). Composición química y cinética de degradabilidad de ensilaje de maíz convencional y sorgo de nervadura café. Revista Brasileira de Ciências Agrárias. 6(1): 181-187.

Cubero, J. F., Rojas, A. y WingChing, R. (2010). Uso del inóculo microbial elaborado en finca en ensilaje de maíz (Zea mays). Valor nutricional y fermentativo. Agronomía Costarricense. 34(2): 237-250.

Guevara, C., Patiño, R. y Mejía, C. (2016). Respuesta productiva de vacas lactantes F1 Holstein x Gyr recibiendo ensilajes de maíz o sorgo como suplemento alimenticio en época seca. Revista Colombiana de Ciencia Animal. 8(Sup): 319-324.

Harris, L. (1970). Métodos para el análisis químico y la evaluación biológica de los alimentos para animales. (Dieciseisava edición). Estados Unidos de Norte América: Universidad de Florida. 174 Pp.

Li, M., Zi, X., Zhou, H., Hou, G., and Cai, Y. (2014). Effects of sucrose, glucose, molasses and cellulase on fermentation quality and in vitro gas production of king grass silage. Animal Feed Science and Technology. 197(1): 206–212.

Maza, L., Vergara, O. y Paternina, E. (2011). Evaluación química y organoléptica del ensilaje de Maralfalfa (Pennisetum sp.) más yuca fresca (Manihot esculenta). Revista MVZ Córdoba. 16(2): 2528-2537.

Menke, K. H. and Steingass, H. (1988). Estimation of the energetic feed value obtained from chemical analyses and in vitro gas production using rumen fluid. Animal Research and Development. 28: 7-55.

Miranda, L. A., Sandoval-González, L. y Améndola-Massioti, R. (2015). Producción de gas como método para estimar in vitro la concentración de carbohidratos fermentables en rumen, en Congreso Asociación Latinoamericana de producción animal. [En línea]. Disponible en: http://www.sochipa.cl/uploads/media/ALPA2015.pdf. Fecha de consulta: 9 de julio de 2019.

Miranda-Yuquilema. E., Marin-Cárdenas, A., González-Pérez, M. y Sánchez-Macías, D. (2017). Evaluación física, química y microbiológica del ensilaje de yuca con caupí y cultivo microbiano. Enfoque UTE. 8(5): 67-75.

Montenegro, L., Espinoza, I., Sánchez, A., Barba, C., García, A., Requena, F. y Martínez, A. (2018). Composición química y cinética de degradación ruminal in vitro del ensilado de pasto saboya (Megat-hyrsus maximus) con inclusión de residuos de frutas tropicales. Revista Científica Facultad de Ciencias Veterinarias de Zulia. 27(4): 306-3012.

Muck, R. E., Nadeau, M. G., McAllister, T. A., Contreras-Govea, F. E., Santos, M. C., and Kung, L. (2018). Silage review: Recent advances and future uses of silage additives. Journal of Dairy Science. 101(5): 3980-4000.

NRC, National Research Council (2007). Nutrient requirements of small ruminants (sheep, goats, cervids and new world camelids) (Primera edición). Estados Unidos de Norte América. Ed. The National Academy Press. 384 Pp.

Perea, C., Hoyos, J. L., Garcés, Y. J., Muñoz, L. E. y Gómez, J. A. (2017). Evaluación de procesos para obtener ensilaje de residuos piscícolas para alimentación animal. Ciencia en Desarrollo. 8(2): 39- 50.

Pineda, L., Chacon, P. y Boschini, C. (2016). Evaluación de la calidad del ensilado de pasto estrella africana (Cynodon nlemfluensis) mezclado con tres diferentes aditivos. Agronomía Costarricense. 40(1): 11-27.

Pinto, R., Hernández, D., Guevara, F., Gómez, H., Medina, F., Hernández, A., ..., and Ruiz, B. (2010). Preferencia de ovinos por ensilaje de Pennisetum purpureum mezclado con arbóreas forrajeras tropicales. Livestock Research for Rural Development. 22(6): 1-13.

Rendón, M. E., Noguera, R. y Posada, S. L. (2013). Cinética de degradación ruminal del ensilaje de maíz con diferentes niveles de inclusión de vinaza. Revista CES de Medicina Veterinaria y Zootecnia. 8(2):42-51.

Rendón, M. E., Noguera, R. R. y Posada, S. L. (2014). Vinaza de caña como aditivo acidificante en la elaboración de ensilaje de maíz (Zea mays). Livestock Research for Rural Development. [En línea]. Disponible en: http://www.lrrd.org/lrrd26/1/rend26007.html. Fecha de consulta: 11 de julio de 2019.

Reyes, J., Montañez, O., Guerra, C. y Ley, A. (2018). Efecto de la inclusión de aditivos sobre la calidad del ensilado de caña azúcar. Revista MVZ Córdoba. 23(2): 6710-6717.

Rodríguez, R., Lores, J., Gutiérrez, D., Ramírez, A.,Gómez, S. y Elías, A. (2013). Inclusión del aditivo microbiano Vitafert en la fermentación ruminal in vitro de una dieta para cabras. Revista Cubana de Ciencia Agrícola. 47(2): 171-178.

Ruiz, B. O., Castillo, Y., Anchondo, A., Rodríguez, C., Beltrán, R., La O, O. y Payán, J. (2009). Efectos de enzimas e inoculantes sobre la composición del ensilaje de maíz. Archivos de Zootecnia. 58(222): 163-172.

Sánchez-Duarte, J. I., Kalscheur, K., García, A. D., and Contreras-Govea, F. E. (2019). Performance of dairy cows fed conventional sorghum or corn silages compared with brown midrib sorghum silage: A Meta-analysis. Journal of Dairy Science. 102 (2):419-425.

Sandoval, L., Miranda, L., Lara, A., Huerta, M., Uribe, M. y Martínez, M. (2016). Fermentación in vitro y la correlación del contenido nutrimental de leucaena asociada con pasto estrella. Revista Mexicana de Ciencias Agrícolas. 7(16): 3185-3196.

SAS, Statistical Analysis System (2011). User’s Guide: Statistics, Version 9.6th Edition. SAS Inst., Inc., Cary, NC.

Schofield, P. and Pell, A. N. (1995). Measurement and kinetic analysis of the neutral detergent-soluble carbohydrate fraction of legumes and grasses. Journal of Animal Science. 73(11): 3455-3463.

Shi, J., Diao, Q., and Li, F. (2012). Effects of different bacterial inoculants on the fermentation and aerobic stability of whole-plant corn silage. African Journal of Agricultural Research. 7(2): 164-169.

Udén, P., Robinson, P., Mateos, G., and Blank, R. (2012). Use of replicates in statistical analyses in papers submitted for publication in Animal Feed Science and Technology. Animal Feed Science and Technology. 171(1): 1-5.

Published

2020-08-01

How to Cite

Ramírez-Díaz, R., Pinto-Ruiz, R., Medina-Jonapá, F., & Guevara-Hernández, F. (2020). Effect of inoculants and additives on fractions of ruminal fermentation and in vitro degradation in sorghum silage (Sorghum sp). CienciaUAT, 15(1), 172-179. https://doi.org/10.29059/cienciauat.v15i1.1332

Issue

Section

Biotechnology and Agricultural Sciences