View
229
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
UNIVERSIDAD AUTÓNOMA DE BAJA CALIFORNIA INSTITUTO DE CIENCIAS AGRÍCOLAS
INSTITUTO DE INVESTIGACIONES EN CIENCIAS VETERINARI AS
EFECTO DE NIVEL DE SUPLEMENTACIÓN Y TIPO DE PROCESAMIENTO DE PAJA DE TRIGO Y TIPO DE PROCESAMIENTO DE GRANO DE MAÍZ SOBRE LA
FUNCIÓN DIGESTIVA EN NOVILLOS ALIMENTADOS CON DIETAS DE FINALIZACIÓN.
TESIS
PRESENTADA COMO REQUISITO PARCIAL
PARA OBTENER EL GRADO DE:
DOCTOR EN CIENCIAS AGROPECUARIAS
PRESENTA:
M.C. OLGA MARITZA MANRÍQUEZ NÚÑEZ
DIRECTOR DE TESIS
Dr. Martín Francisco Montaño Gómez
CO-DIRECTOR DE TESIS
Dr. Jaime Salinas Chavira
Asesores
Dr. José Fernando Calderón Cortés Dr. Enrique Gilberto Álvarez Almora Dr. Víctor Manuel González Vizcarra
MEXICALI, B. C., MÉXICO DICIEMBRE DE 20 11
La presente tesis titulada “EFECTO DE NIVEL DE SUPLEMENTACIÓN Y TIPO DE PROCESAMIENTO DE PAJA DE TRIGO Y TIPO DE PROCESAMIENTO DE GRANO DE MAÍZ SOBRE LA FUNCIÓN DIGESTIVA EN NOVILLOS ALIMENTADOS CON DIETAS DE FINALIZACIÓN”, realizada por la C. Olga Maritza Manríquez Núñez ; fue dirigida y asesorada por el Dr. Martín Francisco Montaño Gómez , siendo aceptada, revisada y aprobada por el Consejo Particular abajo indicado, como requisito parcial para obtener el grado de:
DOCTOR EN CIENCIAS AGROPECUARIAS C o n s e j o P a r t i c u l a r
PRESIDENTE __________________________________________
DR. MARTÍN FRANCISCO MONTAÑO GÓMEZ
SINODAL ___________________________________________
DR. JAIME SALINAS CHAVIRA
SINODAL ___________________________________________
DR. JOSÉ FERNANDO CALDERÓN CORTÉS
SINODAL ___________________________________________
DR. ENRIQUE GILBERTO ÁLVAREZ ALMORA
SINODAL ___________________________________________
DR. VÍCTOR MANUEL GONZÁLEZ VIZCARRA
“POR LA REALIZACION PLENA DEL HOMBRE”
Ejido Nuevo León, Mexicali, Baja California, México. Diciembre del 2011
AGRADECIMIENTOS
A Dios por la vida y la oportunidad que me brinda de superarme
A mi tutor: Dr. Martín Francisco Montaño Gómez, por su invaluable
apoyo, profesionalismo ético en la adquisición de conocimientos afianzado mi
formación profesional.
A los Doctores Jaime Salinas Chavira, Enrique Gilberto Álvarez Almora y
José Fernando Calderón Cortes, por confiar en mí y permitir la realización de
este proyecto.
Al Dr. Víctor Manuel González Vizcarra, por sus enseñanzas y el tiempo
dedicado a la motivación por ser cada día mejores.
Al Instituto de Investigaciones en Ciencias Veterinarias y al Instituto de
Ciencias Agrícolas, por aceptarme en este programa doctoral, que sin lugar a
duda me han ayudado, ser mejor profesional y persona.
A mis maestros, por todas sus enseñanzas, sus experiencias
compartidas, sus consejos.
A mis amigos y compañeros, de trabajo, porque siempre me apoyaron y
me brindaron su amistad.
A la Universidad Autónoma de Baja California, ya que el apoyo recibido
mediante la Convocatoria Interna de Apoyo a Proyectos de Investigación fue
fundamental para el desarrollo del presente trabajo.
DEDICATORIA
A quienes amo y comparten el diario vivir siendo el motivo en la búsqueda de cada día ser mejor, Jesús Miguel, Jesús Miguel (Tico), David Alberto y Maritza
A mis padres Andrés y Olga que me dieron la vida por sus oraciones y estar conmigo en todo momento.
A mis hermanos, José Andrés, María Antonieta, Rosalina, Francisco Javier y Mónica, por todo su apoyo incondicional
A quienes me apoyaron e hicieron posible el logro del presente trabajo haciendo de él una experiencia enriquecedora.
Gracias
Contenido
Lista de Cuadros ………………………………………………………………...... ..ii
Resumen………………………………………………………………...…………. .iii
Abstract …………………………………………………………………………….. ..iv
Introducción…………………………………………………………………………...1
Hipótesis……………………………………………………………………………….5
Objetivo…………………………………………………………………………………6
Revisión de Literatura………………………………………………………………...7
Efecto de nivel de forraje …………………………………………………………….7
Calidad de la paja de trigo…………………………………………………………..11
Efecto de Tamaño de Partícula………………………………………………….…15
Efecto de Peletizado………………………………………………………………...17
Efecto de Picado………………………………..……………………………………19
Efecto de Nivel de Forraje………………..…………………………………………21
Literatura Citada…….……………………………………………………………….22
Capítulo 2. EXPERIMENTO I:
Abstract……………………………………………………………………………….30
Introduction …………………………………………………………………………..31
Materials and Methods………………………………………………………………32
Results and Discussion……………………………………………………………..33
Conclusions…………………………………………………………………………..36
Literature Cited……………………………………………………………………….37
Capítulo 3. EXPERIMENTO II:
Abstract………………………………………………………………………………42
Introduction ………………………………………………………………………….44
Materials and Methods……………………………………………………………...45
Results and Discussion…………………………………………………………….47
Conclusions………………………………………………………………………….49
Literature Cited…………………..………………………………………………….50
i
Lista de Cuadros
EXPERIMENTO I
Table Pág
1
Composition of experimental diets……………………………… 40
2
Effect of wheat straw level and processing method on site and extent of digestion by cattle consuming finishing feedlot diets
41
EXPERIMENTO II
1
Composition of experimental diets………………………………. 54
2
Forage level and process effects on characteristics of digestion with cracked corn
55
ii
RESUMEN
El objetivo de este experimento fue el evaluar la influencia del nivel de
inclusión y tipo de procesamiento de paja de trigo y tipo de procesamiento de
grano de maíz sobre las características de digestión en dietas de finalización. Con
la finalidad de evaluar el efecto de los tratamientos sobre características de
digestión y función ruminal, se realizaron dos pruebas de metabolismo digestivo.
En cada una se utilizaron 4 novillos Holstein (216 kg PV) equipados con canulas
en rumen y duodeno en un diseño de Cuadrado Latino 4 x 4.La dieta de la prueba
1 se basó en grano de maíz hojueleado a vapor. Los tratamientos fueron: TMT1:
14% paja de trigo molida; TMT2: 14% paja de trigo peletizada; TMT3: 7% paja de
trigo molida y TMT4: 7% paja de trigo peletizada. Para la prueba 2 se
consideraron los mismos tratamientos, con la excepción de que se utilizó grano de
maíz rolado en seco. Resultados de prueba 1: la digestibilidad ruminal de MO
(6%), y N (9.7%), así como la digestibilidad total MO (3.9%) y N (4.2%) fueron
mayores (P ≤ 0.05) en dietas con 7% de paja de trigo. La digestibilidad ruminal de
almidón fue mayor (88.7 vs 84.9%) y el pH ruminal menor (5.44 and 5.76), en
respuesta al peletizado (P = 0.05). Resultados de prueba 2: no se observó efecto
de los tratamientos sobre flujo a duodeno de MO, N, NM y N del alimento
(P>0.10). El incremento de forraje incrementó 46% el flujo de FND a duodeno
(P=0.03), aunque el tipo de procesamiento de forraje no lo afectó (P>0.10). Al
mismo tiempo, el tipo de procesamiento del forraje no afectó el flujo de almidón a
duodeno (P>0.10). No se observó efecto de los tratamientos sobre pH ruminal ni
digestión de MO, FND, almidón, N y Eficiencia Microbial (P>0.10).
Palabras clave : Paja de trigo, Novillos, Procesamiento, Digestión, Metabolismo.
iii
ABSTRACT
The objective of this experiment was to evaluate the influence of wheat straw
inclusion level and processing method and processing method of grain corn on
characteristics of digestion of finishing diets. Two tests of digestive metabolism
were carried out. In each of them were used four steers Holstein (216 kg PV)
enabled cannulas in rumen and duodenum on a design by Latin Square 4 x 4 in
order to assess the effect of treatment on characteristics of digestion and rumen
function. The diet on experiment 1 was base on steam flaked corn. The treatment
were: TMT1: 14% ground wheat straw; TMT2: 14% pelletized wheat straw; TMT3:
7% ground wheat straw and TMT4: 7% pelletized wheat straw. Experiment 2: the
treatments considered were according with experiment 1, with the difference that
in this case we used rolling dry corn grain. Results of experiment 1: Digestibility of
ruminal OM (6%), true ruminal N digestibility (9.7%), total tract OM (3.9%), and
total tract N (4.2%) were greater (P ≤ 0.05) for diets that contained 7% wheat
straw than for those that contained 14%. Ruminal starch digestibility (88.7, and
84.9 ± 0.74%, for pelleted and ground, respectively) was greater (P = 0.04) and
ruminal pH (5.44 and 5.76 ± 0.22, for pelleted and ground, respectively) was lower
(P = 0.05) for diets that contained pelleted straw. Results of experiment 2: There
was no treatment effect on duodenal flow of OM, N, MN and feed N (P>0.10). The
increase in forage level increased 46% the NDF flow to duodenum (P=0.03);
however, the processing of forage did not influenced the NDF flow to duodenum
(P>0.10). The processing of forage did not influenced the starch flow to duodenum
(P>0.10). Ruminal pH or digestion of OM, NDF, Starch, N and Microbial efficiency
were not influenced by dietary treatments (P>0.10).
Key Words : Wheat Straw, Steer, Processing, Digestion, Metabolism.
iv
INTRODUCCIÓN
El incremento de las poblaciones ha creado una competencia entre el
hombre y los animales por el consumo de granos y sus derivados. El empleo de
subproductos agrícolas constituye una alternativa viable que permite responder a
la creciente demanda así como abaratar los costos de producción de los
alimentos de origen animal (Anderson, 1978). La paja de trigo podría utilizarse
como ingrediente en las dietas para bovinos en engorda, aunque a la fecha su
inclusión se ha visto limitada entre otros factores, por la baja disponibilidad de su
contenido energético, por lo que es necesario encontrar las formas mediante las
cuales se logre incrementar la utilización de sus componentes nutrimentales
(Lesoing et al., 1980).
Existe una gran cantidad de residuos agrícolas y subproductos
agroindustriales que pueden ser utilizados para alimentar el ganado, aunque por
su bajo valor nutritivo y sus características fisicoquímicas es necesario
procesarlos y/o adicionarle algún complemento alimenticio, lo que limita su
inclusión en dietas para novillos en finalización (Lesoing et al., 1980). Aunque en
la actualidad los forrajes son incluidos en dietas de engorda principalmente para
reducir la presencia de problemas digestivos y metabólicos (Galyean and Defoor,
2003), el procesamiento de forraje para su utilización en dietas para ganado
bovino ha causado un gran interés en los países desarrollados, como una técnica
de aprovechamiento de los residuos agroindustriales como una posible fuente de
energía (Domínguez, 2002).
Con la finalidad de facilitar la adaptación de los micoorganismos
ruminales a dietas altas en concentrado, las dietas de recibimiento en corrales de
1
2
engorda usualmente consideran un nivel de 35% de forraje en la dieta total
(Owens and Goetsch, 1998; Berry et al., 2004). Este porcentaje se ve reducido
drásticamente hasta un 4.5 a 13.5% (BMS) en dietas de engorda (Vasconcelos
and Galyean 2007). El forraje es incluido en las dietas altas en concentrado con la
finalidad de estimular la masticación, lo cual se asocial a un incremento en la
producción de saliva (Balch, 1958), con lo cual se busca asegurar el efecto buffer
o de amortiguamiento de los ácidos producidos en el rumen. Tanto la
concentración de forraje como su forma física contribuyen a obtener una
adecuada función ruminal (Woodford et al., 1986). Debido a que el consumo de
material seca incrementa a medida que incrementa el nivel de forraje, la eficiencia
de la dieta se ve reducida en respuesta a una reducción de la densidad energética
de la dieta (Bartle et al., 1994). Por lo anterior la utilización de forrajes pobres
tales como la paja de trigo debe ser incluido a niveles mínimos requeridos
principalmente para mantener una adecuada función ruminal.
La paja de trigo podría utilizarse como ingrediente en las dietas para
bovinos en engorda, aunque a la fecha su inclusión se ha visto limitada
principalmente por la baja disponibilidad de su contenido energético, por lo que es
necesario encontrar las formas mediante las cuales se logre incrementar la
utilización de sus componentes nutrimentales (Lesoing et al., 1980). Es
importante el considerar que en animales alimentados con dietas de finalización el
forraje realiza otras actividades tales como el mejorar el consumo de alimento
(Stock et al., 1990) y reducir el riesgo de acidosis ruminal (Owens et al., 1998).
Por sus características físicas la fracción fibrosa de los forrajes poseen
funciones digestivas que exceden su simple valor energético o proteico (C.de
3
Blas,1993). Una de la las más importantes está relacionada con efectos físicos
sobre el tránsito digestivo, característica que puede ser alterada por la
disminución excesiva del tamaño de partícula. Como consecuencia, en algunas
especies animales principalmente rumiantes existen requerimientos mínimos de
fibra, y en muchos casos de fibra larga en la dieta. Por otra parte, la molienda de
los forrajes puede suponer ventajas en determinadas circunstancias (forrajes de
baja calidad) sobre parámetros productivos importantes (capacidad de ingestión).
Por ello en algunos sistemas de alimentación, podría tener sentido controlar el
tamaño de las partículas de forraje para conseguir incrementos de productividad.
El trigo es el principal cultivo agrícola del valle de Mexicali, durante la última
década se han destinado para ello una superficie total que va desde 81,000 a
105, 000 has, abarcando actualmente el 84% de la superficie cultivable
(Secretaría de Fomento Agropecuario, 2010). Por cada tonelada de cereal
producido en campo, se generan aproximadamente 250 kg. de paja, teniendo
como destino final en su gran mayoría la destrucción mediante quemas
controladas esta forma de eliminar el subproducto de la cosecha del grano de
trigo provoca además del empobrecimiento de la calidad del suelo agrícola,
sumado a ello, una elevación en los índices de contaminación ambiental para
ambos Valles (Moncada et al., 2006).
Existe una gran diversidad de factores que afectan tanto la velocidad como
la extensión de la digestibilidad de cada uno de los componentes de la dieta. Dos
de los principales factores son la relación forraje:concentrado en la dieta y el
tamaño de partícula del forraje (Bourquin et al., 1994). Por su parte, Alawa y
4
Owens (1984), observaron que la paja de trigo peletizada incrementó el consumo
de materia seca y matera orgánica en 32 y 20% respectivamente en dietas para
ovinos, en comparación con paja cortada o molida. Además, el cortado o
paletizado incrementó la digestibilidad de la MO en un 15 y 16%,
respectivamente, en comparación con la paja de trigo molida. Al mismo tiempo, la
adición de bajos porcentajes de forraje en dietas altas en concentrado además de
prevenir problemas digestivos, ayuda a hacer más eficiente el consumo de
energía (ENg) en animales alimentados con dietas de engorda (Galyean y Defoor,
2003). Por lo antes expuesto, el objetivo del presente estudio es evaluar el nivel
de inclusión y el tipo de procesamiento de la paja de trigo, sobre la digestión de la
fracción fibra en dietas de finalización para bovinos.
HIPÓTESIS
El combinar los diferentes niveles y tipos de procesamiento de paja de trigo
y procesamiento de gano de maíz, podría resultar en una acción sinérgica que
mejora el valor nutricional de la dieta.
5
OBJETIVO
Evaluar el efecto de nivel y tipo de procesamiento de paja de trigo y
procesamiento de gano de maíz, sobre el valor nutricional de dietas de
finalización ofrecidas a novillos Holstein.
6
REVISIÓN DE LITERATURA Fisiología del rumen y consumo de alimento.
El estómago de rumiantes puede dividirse en cuatro compartimientos; tres
pre-estomacales que no tienen función secretora y un cuarto compartimento
secretor o estómago llamado abomaso o cuajar. Los compartimientos que no
secretan son el retículo, el rumen y el omaso. El rumen actúa como un tanque en
el cual se realiza la fermentación microbiana de la ingesta, mientras que el cuajar
es el sitio de la hidrólisis de proteínas por la pepsina, y es similar a la del
estómago de un animal no-rumiante (Leek, 2004). El retículo permite regurgitación
de alimento para posterior desdoblamiento mecánico o rumia, que es
característico de los rumiantes (McDonald et al., 2002).
La digestión de rumiantes tiene ventajas y desventajas. Los beneficios
incluyen una utilización eficiente de las dietas altamente fibrosas y la capacidad
de desdoblar celulosa y utilizarla como fuente importante de nutrientes. Algunas
de las desventajas son los largos períodos de tiempo necesario para masticar los
alimentos (4 a 10 h al día) y re-masticar en la rumia (hasta 9 h por día), la
necesidad de un suministro regular de alimentos adecuados y la adición de
grandes cantidades de saliva alcalina (Leek, 2004).
Una parte importante de las dietas de rumiantes contiene polisacáridos con
enlaces-β, como la celulosa, que no pueden desdoblarse por enzimas digestivas
mamíferos (McDonald et al., 2002). Para poder desdoblar estos y otros
7
8
componentes de los alimentos, el animal necesita enzimas que sólo se
encuentran en plantas y microbios. Por ello, los rumiantes han desarrollado una
relación simbiótica con un gran número de diferentes microrganismos, en el
retículo-rumen y forman parte de un sistema de fermentación continua con
bacterias anaerobias, protozoos y hongos. El ambiente ruminal debe permanecer
estable para que los microbios no se desarrollen adecuadamente.
El mantenimiento del pH ruminal alrededor de 5.5 a 6.5 desempeña un
papel importante en garantizar la adecuada fermentación y la absorción de
componentes del alimento. La saliva contiene sustancias buffer que minimizan las
fluctuaciones en el pH ruminal. El ganado puede producir de 60 a 160 litros de
saliva al día, la cual diluye el alimento durante la comida y rumia. La salivación no
es una respuesta a las reducciones en el pH ruminal, más bien es un reflejo de
mayor masticación y rumia, la cual es el resultado de una dieta más fibrosa (Leek,
2004). La cantidad de saliva que se producen cada día también se incrementa
con el mayor contenido de MS de los alimentos ingeridos. La ingestión regular de
materiales fibrosos es de particular importancia para garantizar la correcta
digestión y, en cierta medida, los rumiantes presentan un apetito por la fibra. Un
exceso de fibra puede inhibir la ingesta de alimento mientras que una deficiencia
puede causar problema digestivo. El tamaño de la partícula del forraje también es
fundamental para mantener la función ruminal (Beauchemin et al., 1997).
En el contenido ruminal a menudo existen dos fases: una fase líquida
inferior con partículas finas de alimentos suspendidas, y una capa superior que es
más seco y hacia arriba más gruesa de materiales sólidos. Las partículas de
9
alimentos de diferentes tamaños y formas entran en el rumen, y quedan
suspendidas en la fase líquida. Las partículas grandes e irregulares y las de baja
gravedad específica tienden a moverse a la parte superior del rumen donde son
retenidas (McDonald et al., 2002). Esto permite la regurgitación de materiales más
gruesos y para la futura masticación con el objetivo de reducir el tamaño de
partícula.
El consumo de alimento es regulado las características tanto por las del
animal como por las del alimento y así como por las condiciones de alimentación.
El consumo de alimento es influenciado por el estado fisiológico (mantenimiento,
producción, etc.), la raza, el sexo, etc. El consumo de alimento es controlado por
los receptores que se encuentran las viseras del animal, así como por factores
ambientales y sociales. Todos son integrados en el sistema nervioso central.
La capacidad del rumen (llenado del rumen) es el principal factor que
influye sobre el control del consumo de alimento, aunque la capacidad intestinal
puede ajustarse a las demandas de alta energía cuando es consumida una dieta
voluminosos y de baja calidad (Mertens, 1994). El llenado del rumen se ve
afectado por factores tales como el tamaño de partícula del alimento, así como
eficiencia y frecuencia del masticado (Allen, 1996), así como por factores
animales como el peso metabólico, la preñez, y la condición corporal (McDonald
et al., 2002). El animal responde a un aumento en el consumo de alimento
mediante el aumento de la cantidad que se almacena en el rumen y/o la tasa de
pasaje hasta que se ha alcanzado el límite máximo. Para aumentar la
productividad se requiere elevar estos límites, por ejemplo en los forrajes que son
10
lentamente digeridos pueden sustituirse por forrajes que son más rápidamente
digeridos y suplementados con concentrados, o también reduciendo el tamaño del
forraje para movimiento más más rápido de partículas mas pequeñas. Alimentos
voluminosos, como heno y ensilajes llenaran el rumen en mayor medida que por
ejemplo, concentrados incluso después de la masticación (McDonald et al., 2002).
El límite de volumen y de retención puede clasificarse como el factor
limitante más importante en el consumo y la utilización de dietas de forraje (Van
Soest, 1994). El consumo diario se reducirá si el alimento y sus residuos
indigestibles se conservan en el tracto digestivo, lo que sucede después de la
ingestión grande de partículas alimenticias muy fibrosas (Allen, 1996). Para
mantener los niveles de consumo, las partículas deben reducirse a un tamaño lo
suficientemente pequeño como para pasar desde el rumen, que principalmente se
consigue por la masticación (principalmente rumia), aunque también influye la
degradación química y microbiana. Para casi todas las especies de rumiantes, la
dimensión máxima promedio de partículas que pasan el rumen es < 1 mm pero en
ganado el tamaño crítico se considera que alrededor de 3-4 mm. El rumen en sí,
no actúa como tamiz, sino como una cama de filtro formado por una masa de
partículas de alimentos, donde partículas mayores atrapan las pequeñas
(McDonald et al., 2002).
La gravedad específica de los alimentos se incrementa a través de la
Rumia debido a la liberación de los gases atrapados entre los tejidos de la
planta. Las partículas ligeras (menos densas) flotan y por lo tanto es poco
probable que pase desde el rumen (Welch y Hooper, 1988), mientras que
11
partículas más pesadas, con mayor gravedades específica, pueden pasar y
tienen un menor tiempo de retención en el rumen (Teimouri-Yansari et al.,
2004). El procesamiento de los alimentos disminuye el tamaño de partícula y
resulta en un disturbio de la estructura de la pared celular, lo que aumenta la
densidad y la tasa de hidratación de los alimentos. La mayor densidad permitirá
velocidades de paso más rápidas y menos volumen ruminal y por lo tanto un
aumento en el consumo voluntario de materia seca (Van Soest, 1994). La
reducción de tamaño de partícula del ensilaje de cebada redujo el tiempo de
retención ruminal y aumentó la tasa de digestión y pasaje de partículas en
novillos (Soita et al., 2002). En general, la disminución del tamaño de partícula
de fibra en raciones con alto nivel de forraje podría resultar en un aumento en el
consumo de alimento, aunque no siempre se observa este efecto en la
alimentación de bovinos con raciones altas en concentrado.
Efecto de nivel de forraje sobre las características digestivas de dietas de
finalización bovinos
Agregar un bajo porcentaje de forraje a las dietas altas en concentrado
ayuda a prevenir trastornos digestivos y maximiza la ingesta de energía (ENg) por
el ganado de engorda intensiva. De acuerdo con Galyean y Gleghorn (2001) las
dietas de finalizado contienen de 4.5 a 13.5% de forraje (base MS) (promedio de
8.89%), siendo las fuentes más comunes el ensilaje de maíz y heno de alfalfa.
Ambos, el nivel y fuente de forraje influyen en el consumo de MS y con ello la
ingesta de ENg (Defoor et al., 2002), la cual al final es la que afecta al rendimiento
12
productivo y las características de la canal del ganado en engorda intensiva; sin
embargo, las razones de los efectos del forraje en el consumo de alimento no se
comprenden plenamente.
Las características físicas y químicas de los forrajes, tales como la
densidad del alimento y las concentraciones de fibra (por ejemplo, NDF) y otros
nutrientes probablemente están involucrados (Defoor et al., 2002), y de igual
forma, los efectos del forraje sobre el consumo de MS también parecen estar
asociados con diferencias en la fermentación y cinética ruminal de la digesta. No
obstante, las representaciones específicas por la cuales estas características del
forraje afectan al consumo de MS no han sido suficientemente cuantificadas para
predecir las diferencias en consumo de MS entre fuentes y niveles de forrajes que
se producen en la práctica. Esto se debe a la complejidad que tiene la
fermentación ruminal ya que son múltiples factores involucrados y que interactúan
entre si, de tal manera que no solo es el nivel y la fuente de forraje en las dietas
de finalizado son los que influyen sobre las características digestivas del ganado.
Otros factores que intervienen son: el procesamiento de forraje (molido,
peletizado, picado); el procesamiento del grano (hojueleado al vapor, quebrado,
molido, entero); uso de aditivos (alcalinizantes, ionóforos, enzimas); niveles de
otros ingredientes de la ración (lípidos, melaza, granos de destilería).
Calderon-Cortes y Zinn (1996) estudiaron las características digestivas de
dietas de finalizado con 8 y 16% de forraje (heno de sudan). Encontraron que
reducir el nivel de forraje de 16 a 8% no afectó la digestibilidad ruminal de MO,
ADF, N del alimento y almidón o la eficiencia microbiana. Asimismo, en estudios
13
previos (Cole et al., 1976; Zinn, 1986; Zinn et al., 1994) han mostrado muy poco
efecto de nivel de forraje (7 a 20%) sobre la digestión ruminal de MO, ADF,
almidón y N. En el estudio de Zinn (1986) usando 10, 15 y 20% de alfalfa en
dietas de finalizado observaron un incremento lineal en la eficiencia microbiana y
eficiencia del nitrógeno ruminal. La diferencia pueden deberse mas a la fuente
que al nivel de forraje; en el estudio de Calderon-Cortes y Zinn (1996) se uso
heno de sudan y Zinn (1986) uso heno de alfalfa. En el estudio de May (2011) no
se observo diferencia en la digestibilidad in situ de la materia seca en raciones
con 7.5, 10 y 12.5% de heno de alfalfa en dietas de finalizado con granos de
destilería húmedos. En este rango de nivel de heno de alfalfa en dietas de
finalizado con granos de destilería húmedos hay poco efecto en la digestión
ruminal de nutrientes. En forma consistente, Crawford et al. (2008) en dietas de
finalizado basadas en maíz hojueleado al vapor con niveles de forraje
(equivalente de ensilaje de maíz) de 3.8, 7.6 y 11.4%. No observaron efecto del
nivel de forraje sobre la digestión ruminal de MO, almidón, NDF, nitrógeno del
alimento o eficiencia microbial
Calderon-Cortes y Zinn (1996) encontraron que la digestibilidad del tracto
total de ADF y almidón no se afectó por el nivel de forraje. Sin embargo, reducir el
nivel de forraje aumentó el valor ED de la dieta y la digestibilidad aparente del N.
Aunque en otros ensayos en dietas basadas en maíz hojueleado al vapor (Zinn,
1986; Zinn et al., 1994) el aumento en el nivel de forraje de 10 a 20% no afectó
digestibilidad aparente N (aunque estos trabajos fueron con heno de alfalfa en
forma parcial o total). Aunque en la investigación de Zinn (1986) se observó una
disminución lineal en la digestibilidad en tubo digestivo total de MO así como en la
14
ED ocasionada con el incremento de forraje en la dieta de 10, 15 y 20% en forma
de heno de alfalfa. En forma consistente, Crawford et al. (2008) no observaron
efecto sobre la digestibilidad de N en tubo digestivo total con disminución lineal en
la digestibilidad de almidón y MO en dietas de finalizado con 3.8, 7.6 y 11.4% de
forraje.
Los resultados de Calderon-Cortes and Zinn (1996) son consistentes con
Zinn et al. (1994), en los cuales al aumentar el nivel de forraje se aumenta (P
<.10) el pH ruminal. En los resultados de Calderon-Cortes and Zinn (1996) no
hubo efectos de tratamiento (P >.10) en la proporción molar de acetato y
propionato en rumen. Sin embargo, el butirato disminuyó con mayor nivel de
forraje. En otros ensayos con dietas similares (Zinn, 1986; Zinn et al., 1994), el
aumento el nivel de forraje de 10 a 20% aumento las proporciones ruminales
molares de acetato y la producción estimada de metano, pero no afectó a
proporciones molares de butirato. Sin embargo, en el rango de 10 a 15% forraje,
la diferencia en la concentración molar de AGV en rumen son pequeñas
(Calderon-Cortes y Zinn, 1996; Zinn, 1986). Por su parte, Crawford et al. (2008)
en raciones de finalizado con 3.8, 7.6 y 11.4% de forraje observaron que el
incremento en forraje aumento el pH ruminal y la concentración molar de acetato,
y fue sin efecto sobre la concentración total de AGV o concentración molar de
propionato, butirato, valerato, isobutirato, isovalerato o amoniaco ruminal. Un poco
efecto sobre la fermentación ruminal también es reportado por May et al. (2011)
en dietas de finalizado con 7.5, 10 y 12.5% de heno de alfalfa con granos de
destilería húmedos. Estos autores no observaron efecto del nivel de forraje sobre
la producción total o concentración molar de AGV.
15
En dietas con grano entero, los resultados pueden ser diferentes, en este sentido,
Ledoux et al. (1985) evaluaron el efecto de niveles de forraje en dietas con alto
nivel de concentrado para bovinos. Las dietas se basaron en grano de maíz
entero y en la prueba de metabolismo usaron heno de pasto festuca picado a 2.5
cm de tamaño de particula, y usado en niveles de 4, 8, 16 y 24% en la ración. El
incremento en el nivel de festuca incremento la tasa de paso en rumen para
líquidos y solidos y redujo en forma lineal las digestibilidades en tracto digestivo
total de materia seca y almidón mientras que la digestibilidad de ADF se
incremento linealmente. No se observó efecto de nivel de forraje sobre el pH
ruminal, posiblemente debido a que el grano no se hidrolizó lo suficiente como
para reducir el pH ruminal.
Efecto de tamaño de partícula y del picado del forr aje sobre parámetros
digestivos en animales alimentados con dietas de fi nalización
Shain et al (1999) evaluaron el efecto de la fuente (heno de alfalfa y paja de
trigo) y tamaño de partícula (0.95, 2.54 y 7.6 y 12.7 cm) en dietas de finalizado
con grano de maíz rolado. Aunque se observó mejor producción en la engorda en
las dietas con alfalfa, pero no se observó efecto del tamaño de partícula de alfalfa
(0.95 vs 7.6 cm) en el comportamiento en engorda. En la prueba de digestión y
metabolismo compararon los dos forraje a tamaño de partícula de 2.54 y 12.7 cm.
El tratamiento no afecto la tasa de paso de líquido en rumen, de maíz o de forraje
en la dieta. El incremento en el tamaño de partícula incrementó el consumo de
MS y el pH ruminal. La producción total de AGV no se afecto por el tamaño de
partícula para cada uno de los forrajes y fue mayor en alfalfa que en paja de trigo.
16
La concentración molar de los AGV es afectada por el tamaño de partícula, de tal
forma que la relación acetato:propionato se incrementa con la reducción del
tamaño de partícula, debido a la mayor producción de acetato y menos propionato
en las raciones con 2.54 cm contra 12.7 cm de tamaño de partícula del forraje. Es
importante observar que el tamaño de partícula estudiado tiene un rango muy
grande (de 2.54 a 12.7 cm), por lo que en rangos mas cercanos podría haber
menos efecto del tamaño de partícula. En este sentido, White et al. (1971)
estudiaron dos niveles de paja de arroz (5 y 20%) y dos tamaños de partícula
(1.27 y 3.81 cm) y reportan que el tamaño de la criba de molido no afecto la
producción en la engorda de novillos. En general reportan un mínimo efecto del
tamaño de partícula en el pH ruminal o en las concentraciones totales de AGV, en
las concentraciones molares de acetato, propionato o butrirato en rumen.
En relación con el picado de forraje, Calderon-Cortes y Zinn (1996)
estudiaron el efecto del molido (pasa en cedazo de 2.5 cm) y picado grueso
(cedazo de 7.6 cm) del heno de sudan en dietas de finalizado basadas en maíz
hojueleado al vapor sobre la función digestiva de bovinos. Encontraron que al
aumentar el grueso del molido se incremento la digestibilidad de tracto total de
MO (2.3%), ADF (24,4%); N (3.8%), y EM (3,7%). Al aumentar el grueso del
molido no influyó en pH ruminal o proporciones molares de AGV en rumen.
Concluyen que aumentar el grosor de molido de sudangrass puede no mejorar el
rendimiento de novillos de engorde intensivo cuando el forraje es alimentado en 8
o 16% de la dieta en BS. En forma consistente, Loya-Olguin et al. (2008) al
evaluar el efecto de método de empacado de heno alfalfa (molido o picado) y el
nivel (8 y 14%) de forraje en dietas de finalizado para bovinos sobre la producción
17
en engorda y características digestivas. En el empacado el heno de alfalfa se
molió usando un cedazo de 5.08 cm, y en el picado la alfalfa se paso por el molino
sin cedazo (tamaño de partícula aproximado fue de 7.6 cm). En la prueba
digestiva se observó que el picado o molido del forraje no produjo efecto sobre el
consumo de MS, MO, PC y NDF, o la digestibilidad en tubo digestivo total de MS,
MO, PC y NDF. El volumen y el recambio ruminal fueron mayores en el picado
que en el molido de la alfalfa, pero la tasa de paso de fluidos y partículas fueron
mayores en la alfalfa molida que en la picada. No se observó efecto de molido o
picado sobre el pH o la concentración total de AGV o la concentración molar de
acetato, propionato o butirato en rumen. En forma consistente, Calderon-Cortes y
Zinn (1996) en heno de sudan y Loya-Olguin et al. (2008) en heno de alfalfa no
muestran efecto del tamaño de partícula del forraje en la producción de bovino en
dietas altas en concentrado.
Efecto de peletizado en forrajes sobre las caracter ísticas digestivas de
dietas de finalización bovinos
Entre las técnicas de procesamiento que han mejorado el valor nutritivo de
los forrajes de baja calidad nutricional (esquilmos, pajas o tazoles) se incluyen el
tratamiento químico (alcalino con compuestos como el hidróxido de sodio o
amonio); el tratamiento con vapor; el tratamiento biológico con microrganismos
como bacterias y hongos; el tratamiento como la maceración; y el pelletizado del
forraje.
18
En la producción intensiva de ganado de carne alimentado con en corral
con raciones con raciones con alta densidad calórica se busca el mayor consumo
de alimento. En este sentido, el pelletizado aumenta la densidad de las partículas,
lo que produce una mayor tasa de recambio ruminal, y con resultado neto de
mayor consumo de materia seca cuando solo se alimenta con forrajes (Moore,
1964; Coleman et al., 1978; Mertens y Ely, 1979; Zinn, 1987). En raciones de
engorda de ganado con alta proporción de concentrado se ha encontrado que el
pelletizado de paja de arroz aumenta su valor de NEm y puede ser equivalente a
la de heno de alfalfa (5,82 MJ/kg frente a 5,78 MJ/kg, respectivamente; Zinn
(1987). El incremento en la EM de la paja de arroz pelletizada contra el molida se
debe a mayor digestibilidad de nutrientes en dietas de engorda con paja de arroz
pelletizada y estas dietas también observan menor consumo de materia seca.
Sin embargo, las mejoras en características nutritivas forraje mediante el
pelletizado debido a la mayor densidad del forraje, también tiene un efecto
negativo cuando se incluye en las raciones con altos niveles de concentrado en la
engorda del ganado ya que reduce su función como forraje, es decir la parte de la
pared celular (NDF) que estimula la masticación, regurgitación y rumia, y así
decrece producción de saliva y búfer ruminal; a esta fracción del forraje se le
llama fracción fisiológicamente efectiva (eNDF).
El forraje pelletizado en dietas de finalizado para ganado de carne
incrementa la digestibilidad ruminal y total de los nutrientes de fácil digestión. En
este sentido Ware y Zinn (2005) aunque no reportan diferencia entre dietas con
paja de arroz molida y pelletizada en la digestión ruminal de MO, N del alimento y
19
FDN (el principal componente de los forrajes), sin embargo, en forma consistente
con Zinn (1987), and Ware et al (2002), encontraron que la digestión ruminal del
almidón fue mayor para las dietas con forraje pelletizado frente a paja de arroz
molida. En adición, Ware y Zinn (2005) también reportan que la digestión de
almidón tracto total fue mayor para dietas complementadas de paja de arroz
pellets que para paja arroz molida, debido en gran parte a una mayor digestión
ruminal del almidón.
En dietas altas en concentrado (con menos de 20% de NDF) la eficiencia
microbiana (g N microbiana /kg MO fermentada) disminuye un 2,2% por cada
unidad de porcentaje de disminución del NDF del forraje (eNDF). En dietas de
finalizado Ware y Zinn (2005) reportaron menor eficiencia microbiana en rumen en
dietas con paja de arroz peletizada en comparación con paja de arroz molida
como consecuencia de la disminución de la función como forraje (eNDF) en la
paja peletizada.
El peletizado de los forrajes cuando son suplementados en dietas de
finalizado también producen cambios en el total, así como en la concentración
molar de los AGV en rumen. En este tema, Ware y Zinn (2005) reportan que la
paja de arroz pelletizada aumenta el total AGV en rumen y la concentración de
propionato, pero disminuye el pH ruminal, la proporción molar de
acetato:propionato así como la producción de metano. La reducción en la pérdida
de energía de metano debido a peletizado de paja de arroz equivale a un
aumento en el valor de EM de la dieta completa. White et al. (1971) también
20
reportaron que la paja de arroz peletizada en raciones de finalización aumentaba
el total de AGV y el propionato con una disminución del pH ruminal.
Forrajes son fuentes de energía alimentaria normalmente más costosas
que otros alimentos con alto contenido calórico como los granos o las grasas. Por
lo que los forrajes se incluyen en las dietas de finalizado debido a su función
como fibra, es decir para ayudar a mantener el pH ruminal mediante el aumento
de la producción de saliva y rumia. El peletizado del forraje reduce su función
como fibra. Se reporta menor tiempo de rumia en raciones de finalizado con paja
de arroz peletizada en comparación con molida, y atribuyen que las
características como forraje de la paja de arroz se destruyen cuando el forraje en
procesado (White et al., 1971). De acuerdo con esto, Mertens (1997) observó que
pelletizado de alfalfa reduce la masticación total en un 50% en comparación con
el heno picado tosco. Pitt et al (1996) observó que el porcentaje de eNDF
representa 52% de la variación en el pH ruminal. Basado en la ecuación de Pitt et
al (1996) (pH = 5.46 + 0.070 × eNDF), el valor del pH ruminal previstos para las
dietas con paja de arroz en pellets y molida es: 5.79 y 5.67, respectivamente.
Mertens (1993) observó que los cambios en el tamaño de partícula inicial y
densidad debido al procesamiento de forraje pueden ser uno de los factores más
importantes que afectan a la tasa de pasaje ruminal. Hay indicación de que el
pelletizado del forraje en dietas de finalizado aumenta el pasaje ruminal del
alimento (Ware and Zinn, 2005). Se ha encontrado que el incremento en
propionato causa una disminución en el volumen ruminal (Hodgson y Thomas,
1972; Harrison et al., 1975) por lo que el peletizado de los forrajes puede causar
21
una disminución la tasa de dilución ruminal, aumentando la velocidad de paso. Se
ha relacionado una disminución en la digestibilidad ruminal y total de las
fracciones de la pared celular con el aumento en la velocidad de paso ocasionada
por el peletizado de los forrajes. En este sentido, Yuangklang et al. (2005) en
raciones de ganado de carne utilizando forraje de puntas de caña picadas o
peletizadas encontraron que las digestibilidades de NDF y ADF disminuían con el
peletizado del forraje, explicando que esto posiblemente se debió al incremento
en la velocidad de paso y tiempo de retención en rumen, lo cual a su vez se
relaciono con menos digestión por los microorganismos en rumen. Ware y Zinn
(2005) reportaron una disminución numérica (no estadística) en la digestión de
NDF en rumen (26%) y total (11%) en comparación de raciones de finalizado con
paja de arroz peletizada y molida. Además de lo anterior, otro factor que puede
contribuir a la reducción de la digestibilidad ruminal de la pared celular es la
reducción en pH ruminal, lo cual causa menor proliferación de microorganismos
que degradan la fibra en el rumen. Como se discutió anteriormente el peletizado
del forraje ocasiona disminución del pH ruminal.
LITERATURA CITADA
Alawa, J. P. and E. Owens. 1984. The effect of milling and sodium hydroxide
treatments on intake and digestibility of wheat straw by sheep. Animal Feed
Sciences and Technology. 11:149-157.
Allen, M. S. 1996. Physical constrains on voluntary intake of forages by ruminants.
J. Anim. Sci. 74:3063-3075.
Anderson, D. 1978. Use of cereal residues in beef cattle production systems. J.
Anim. Sci. 46:849-861.
Balch, C.C., 1958. Observations on the act of eating in cattle. Br. J. Nutr. 12:330-
3345.
Bartle, S.J., Preston, R.L., Miller, M.F., 1994. Dietary energy source and density:
Effects of roughage source, roughage equivalent, tallow level, and steer
type on feedlot performance and carcass characteristics. J. Anim. Sci.
72:1943-1953.
Beauchemin, K. A., Rode, L. M. & Eliason, M. V. 1997. Chewing activities and milk
production of dairy cows fed alfalfa hay, silage, or dried cubes of hay or
silage. J. Dairy Sci. 80:324-333.
Berry, B.A., Krehbiel, C.R., Confer A.W., Gill, D.R., Smith R.A., Montelongo, M.,
2004. Effects of dietary energy and starch concentrations for newly
received feedlot calves: I. Growth performance and health. J. Anim. Sci.
82:837-844.
Bourquin D. L. and C. G. Fahey. 1994. Ruminal digestion and glycosyl linkage
patterns of cell wall components from leaf and stem fractions of alfalfa,
orchardgrass, and wheat straw. J. Anim. Sci. 72:1362-1374.
22
23
C. de Blas B. y P. García. 1993-.-Departamento de Producción Animal.
Universidad Politécnica de Madrid.
Calderon-Cortes, J.F. and R.A. Zinn. 1996. Influence of dietary forage level and
forage coarseness of grind on growth performance and digestive function in
feedlot steers. J. Anim. Sci. 74:2310-2316.
Cole, N. A., R. R. Johnson, and F. N. Owens. 1976. Influence of roughage level on
the site and extent of digestion of whole shelled corn by beef steers. J.
Anim. Sci. 43:483.
Coleman, S.W., Neri-Flores, O., Allen, R.J., Moore, J.E., 1978. Effect of pelleting
and of forage maturity on quality of two sub-tropical forage grasses. J.
Anim. Sci. 46, 1103–1112.
Crawford, G.I., C.D. Keeler, J.J. Wagner, C.R. Krehbiel, G.E. Erickson, M.B.
Crombie and G.A. Nunnery. 2008. Effects of calcium magnesium carbonate
and roughage level on feedlot performance, ruminal metabolism, and site
and extent of digestion in steers fed high-grain diets. J. Anim. Sci. 86:2998-
3013.
Defoor, P. J., M. L. Galyean, G. B. Salyer, G. A. Nunnery, and C. H. Parsons.
2002. Effects of roughage source and concentration on intake and
performance by finishing heifers. J. Anim. Sci. 80:1395–1404.
Domínguez, J., M. González, G. Muñoz. 2002. Agrociencia 36:
Galyean, M. L., and J. F. Gleghorn. 2001. Summary of the 2000 Texas Tech
University Consulting Nutritionist Survey. Burnett Center Internet Prog. Rep.
No. 12, Texas Tech Univ. Available:
24
http://www.asft.ttu.edu/burnett_center/progress_reports/bc12.pdf. Accessed, Dec
18, 2011.
Galyean, M. L. and P. J. Defoor. 2003. effects of roughage source and level on
intake feedlot cattle. J. Anim. Sci. 81:E8-16.
Harrison, D.G., Beever, D.E., Thompson, J.J., Osbourn, D.F., 1975. Manipulation
of rumen fermentation in sheep by increasing the rate of flow of water from
the rumen. J. Agric. Sci., Camb. 85, 93–101.
Hodgson, J.C., Thomas, P.C., 1972. The chemical composition and dilution rate of
rumen fluid in sheep receiving a diet of barley, hay and flaked maize. In:
Proceedings of the Nutrition Society, vol. 31, p. 57 A.
Ledoux, D. R., J. E. Williams, T. E. Stroud, G. B. Garner and J. A. Paterson. 1985.
Influence of forage level on passage rate, digestibility and performance of
cattle. J. Anim. Sci. 61:1559-1566.
Leek, B. F. 2004. Digestion in the ruminant stomach. In: Reece, W. O. (ed.). 2004.
Dukes’physiology of domestic animals. 12th ed. Cornell University Press,
New York.
Lesoing, G.,I. Rush, T. Klopfenstein, and T. Ward. 1980. Wheat straw in growing
cattle diets. J. Anim. Sci. 51: 257-262.
Loya-Olguin, F., L. Avendaño-Reyes, A. M. Encinias, D. A. Walker, N. A. Elam and
S. A. Soto-Navarro. 2008. Influence of slice baling on feeding value of
alfalfa hay in receiving and finishing diets for feedlot cattle. J. Anim. Sci.
86:2749-2755.
May, M.L., Quinn, M.J., DiLorenzo, N., Smith, D.R., Galyean, M.L., 2011. Effects
of roughage concentration in steam-flaked corn-based diets containing wet
25
distillers grains with solubles on feedlot cattle performance, carcass
characteristics, and in vitro fermentation. J. Anim. Sci. 89, 549-559.
McDonald, P., Edwards, R. A., Greenhalgh, J. D. F. & Morgan, C. A. 2002. Animal
nutrition. 6th ed. Pearson Educational Limited, Essex.
Mertens, D.R., 1993. Forage cell wall Structure and digestibility. American Society
of Agronomy, Inc., Crop Science Society of America, Inc., Soil Science
Society of America, Inc., Madison, WI, pp. 554–567.
Mertens, D. R. 1994. Regulation of forage intake. In: Fahey, G. C. Jr., Collins, M,
Mertens, D. R. & Moser, L. E. (ed.) Forage Quality, Evaluation, and
Utilization. American Society of Agronomy, Crop Science Society of
America, Soil Science Society of America, Madison, WI.
Mertens, D.R., 1997. Creating a system for meeting the fiber requirements of dairy
cows. J. Dairy Sci. 80, 1463-1481.
Mertens, D.R., Ely, L.O., 1979. A dynamic model of fiber digestion and passage in
the ruminant for evaluating forage quality. J. Anim. Sci. 49, 1085-1095.
Moore, L.A., 1964. Symposium sum on forage utilization: nutritive value of forage
as affected by physical form. Part I. General principles involved with
ruminants and effect of feeding pelleted or wafered forage to dairy cattle. J.
Anim. Sci. 23, 230–238.
N.R.C. 1996. Nutrient requirements of beef cattle (7th Rev. Ed). National Academy of
Press. Washington D.C.
Owens F. N., D. S. Secrist, W. J. Hill and D. R. Gill. 1998. Acidosis in cattle: a
review. J. Anim. Sci. 76:275-286.
26
Pitt, R.E., Van Kessel, J.S., Fox, D.G., Pell, A.N., Barry, M.C., Van Soest P.J.,
1996. Prediction of ruminal volatile fatty acids and pH within the net
carbohydrate and protein system. J. Anim. Sci. 74, 226-244.
Shain, D. H., Stock, R. A., Klopfenstein, T. J. & Herold, D. W. 1999. The effect of
forage source and particle size on finishing yearling steer performance and
ruminal metabolism. J. Anim. Sci. 77:1082-1092.
Soita, H. W., Christensen, D. A., McKinnon, J. J. & Mustafa, A. F. 2002. Effects of
barley silage of different theoretical cut length on digestion kinetics in
ruminants. Can. J. Anim. Sci. 82:207-213.
Secretaría de Fomento Agropecuario, SEFOA. Gobierno del Estado de Baja
California, México. 2010.
Stock, R. A., M. H. Sindt, J. C. Parrot, and F. K. Goedeken. 1990. Effects of grain
type, roughage level and monensin level on finishing cattle performance. J.
Anim. Sci. 68:3441-3455.
Teimouri-Yansari, A., Valizadeh, R., Naserian, A., Christensen, D. A., Yu, P. &
Eftekhari Shahroodi, F. 2004. Effects of alfalfa particle size and specific
gravity on chewing activity, digestibility, and performance of Holstein dairy
cows. J. Dairy Sci. 87:3912-3924.
Van Soest, P. J. & Robertson, J. B. 1994. Systems of analysis for evaluating
fibrous feeds. In: Standardization of Analytical Methodology in Feeds
(Pigden, W. J., Balch, C. C. & Graham, M., eds.), pp. 49-60. International
Research Development Center, Ottawa, Canada.
27
Vasconcelos, J. T., Galyean, M. L., 2007. Nutritional recommendations of feedlot
consulting nutritionists: The 2007 Texas Tech University survey. J. Anim.
Sci. 85:2772-2781.
Ware, R.A., Zinn, R.A., 2005. Effect of palletizing on the feeding value of rice straw
in steam-flaked corn growing-finishing diets for feedlot cattle. Anim. Feed
Sci. and Tech. 124, 631-642.
Ware, R.A., Alvarez, E.G., Machado, M., Montano, M.F., Rodríguez, S., Zinn,
R.A., 2002. Influence of palletizing on the feeding value of rice straw in
growing-finishing diets. Proc. West. Sec. Am. Soc. Anim. Sci. 53, 637-641.
Welch, J. G. & Hooper, A. P. 1988. Ingestion of feed and water. In: Church, D. C.
(ed.) The ruminant animal. Digestive physiology and nutrition. 2nd ed.
Prentice Hall, Englewood Cliffs, New Jersey.
White, T.W., Reynolds, W.L., Hembry, F.G., 1971. Level and form of rice straw in
steer rations. J. Anim. Sci. 33, 1365–1370.
Woodford, J. A., Jorgensen, N. A., Barrington G. P., 1986. Impact of dietary fiber
and physical form on performance of lactating dairy cows. J. Dairy Sci.
69:1035-1047.
Yuangklang, C., Wanapat, M., Wachirapakorn, C., 2005. Effects of pelleted
sugarcane tops on voluntary feed intake, digestibility and rumen
fermentation in beef cattle. Asian-Aust. J. Anim. Sci. 18, 22-26.
Zinn, R. A. 1986. Influence of forage level on response of feedlot steers to
salinomycin supplementation. J. Anim. Sci. 63:2005.
Zinn, R.A., 1987. Comparative feeding value of alfalfa hay, sudangrass hay,
bedding straw and pelletized bedding straw in finishing diets for feedlot
cattle. California Cattle Feeders Day Report, pp. 63–71.
28
Zinn, R. A., A. Plascencia, and R. Barajas. 1994. Interaction of forage level and
monensin in diets for feedlot cattle on growth performance and digestive
function. J. Anim. Sci. 72:2209.
EXPERIMENTO I
Effect of wheat straw level and processing method o n site and extent of
digestion by cattle consuming finishing feedlot die ts
Manriquez, O. Ma., M. F. Montano a*, J. F. Calderona, J. A. Valdeza, J. O. Chirinoa,
V. M. Gonzaleza, E. G. Alvareza, J. Salinas-Chavirab, G. D. Mendozac and S. Sotod
aInstituto de Investigaciones en Ciencias Veterinarias, Universidad Autonoma de
Baja California, km 4.5 Carretera Mexicali-San Felipe, CP 21386, Mexicali, Baja
California, Mexico.
bFacultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad Autonoma de
Tamaulipas. Apartado Postal 263. Carretera Victoria–Mante, km 5.5, Cd. Victoria,
Tamaulipas, C.P. 87000, México.
cUniversidad Autonoma Metropolitana-Xochimilco. Departamento de Produccion
Agricola y Animal, Calzada del Hueso 1100, Colonia Villa Quietud, Delegacion
Coyoacan, CP 04960, Mexico, DF.
dDepartment of Animal and Range Sciences, MSC 3-I. New Mexico State
University. Las Cruces, NM 88003-8003.
* Corresponding autor: martinmg@uabc.edu..mx
29
Abstract: Four Holstein steers (216 kg BW), fitted with ruminal and duodenal
cannulas, were used to evaluate wheat straw inclusion level (7 and 14%; DM
basis) and roughage processing method (ground vs pellet) on characteristics of
digestion of steam-flaked corn finishing diets. The experimental design was a 4 x 4
Latin square with a 2 × 2 factorial arrangement of treatments. Wheat straw was
ground in a tub grinder with a 3.81-cm screen, while the pellet dimensions were 2
cm long × 0.5 cm diameter. An interaction was detected between straw level and
processing method for DM intake (P < 0.01); at 14% straw, processing method did
not affect (P = 0.83) intake whereas with 7%, intake was lower (2.3%, P < 0.01) for
pellet than for ground. Digestibility of ruminal OM (6%), true ruminal N digestibility
(9.7%), total tract OM (3.9%), and total tract N (4.2%) were greater (P ≤ 0.05) for
diets that contained 7% wheat straw than for those that contained 14%. Ruminal
starch digestibility (88.7, and 84.9 ± 0.74%, for pelleted and ground, respectively)
was greater (P = 0.04) and ruminal pH (5.44 and 5.76 ± 0.22, for pelleted and
ground, respectively) was lower (P = 0.05) for diets that contained pelleted straw
than for those that contained ground straw. Steers fed 7% wheat straw had greater
OM and N digestibility. However, greater ruminal starch digestibility and lower pH
of steers consuming pelleted wheat straw might be responsible for the lower DM
intake observed for steers consuming pelleted wheat straw at 7%. Wheat straw is
a viable roughage source for feedlot diets. However, when included at low levels,
the pelleted form does not elicit the optimum rumen function stimulation.
Key words : Digestion, feedlot cattle, processing, wheat straw
30
1. Introduction
Wheat is the principal crop of the Mexicali Valley. After the grain is harvested,
much of the straw is left in the field. The relatively low available energy value of
wheat straw has restricted its use in cattle diets or as a roughage source for
finishing cattle (Lesoing et al., 1980). Roughages are included in feedlot diets to
reduce digestive and metabolic problems (Galyean and Defoor, 2003). Feedlot
receiving diets typically include approximately 35% roughage to allow adaptation
of ruminal bacteria to concentrate diets (Owens and Goetsch, 1988; Berry et al.,
2004). Most finishing diets generally contain 4.5 to 13.5% (DM basis) roughage
(Vasconcelos and Galyean 2007). Roughage is added to high-concentrate diets to
stimulate chewing which is associated with increased saliva output (Balch, 1958),
and plays a role in buffering acids produced during rumination. Both roughage
concentration and physical form contribute to normal rumen function (Woodford et
al., 1986). Dry matter intake increases with increasing roughage level but gain
efficiency decreases because energy density of diets decreases with increasing
roughage level (Bartle et al., 1994). Therefore, wheat straw needs to be included
at a minimum level required for appropriate rumen function stimulation. Different
methods of processing wheat straw might allow decreasing its inclusion in the diet
without negatively influencing the characteristics of digestion. The objectives of
this experiment were to evaluate the influence of wheat straw inclusion level and
processing method on characteristics of digestion of steam-flaked corn finishing
diets.
31
2. Materials and Methods
Four Holstein steers (216 kg) fitted with ruminal and duodenal cannulas were used
in a 4 × 4 Latin square design. Treatments were arranged in a 2 x 2 factorial.
Factors were inclusion level (7 and 14%, DM basis) and processing method
(ground or pelleted). Wheat
straw was ground in a tub grinder with a 3.81-cm screen, while the pellet
dimensions were 2 cm long × 0.5 cm diameter.
Steers were maintained in individual pens (3.9 m2) with individual feeders and ad
libitum access to water. Diets were fed at 0800 and 2000 and contained 0.35%
chromic oxide as a digesta marker. The experiment consisted of four 14-d periods.
Experimental periods lasted 14 d, with 10 d for adaptation to the diets and 4 d for
collection. During the collection, duodenal and fecal samples were taken from
each steer, twice daily over a period of 4 successive days as follow: d 1, 0750 and
1350; d 2, 0900 and 1500; d 3, 1050 and 1650 and d 4, 1200 and 1800. Individual
samples consisted of approximately 500 mL duodenal chyme and 200 g (wet
basis) fecal material. Samples from each steer and within each collection period
were composited for analysis. During the final day of each collection period,
ruminal samples were obtained from each steer at approximately 4 h after feeding
for ruminal pH. Upon completion of the experiment, ruminal fluid was obtained
from all steers and composited for isolation of ruminal bacteria via differential
centrifugation (Zinn and Owens, 1986). Samples were subjected to all or part of
the following analysis: DM (oven drying at 105° C u ntil no further weight loss); ash,
Kjeldahl N (AOAC, 1997); purines (Zinn and Owens, 1986); chromic oxide (Hill
and Anderson, 1958); starch (Zinn, 1990); NDF (Robertson and Van Soest (1991).
Microbial OM (MOM) and N (MN) leaving the abomasum were calculated using
32
33
purines as a microbial marker (Zinn and Owens, 1986). Organic matter fermented
in the rumen (OMF) was considered equal to OM intake minus the difference
between the amount of total OM reaching the
duodenum and MOM reaching the duodenum. Feed N escape to the small
intestine was
considered equal to total N leaving the abomasum minus ammonia-N and MN
and, thus, included any endogenous contribution.
The Mixed procedures of SAS were used for all computations (SAS Inst. Inc.,
Cary, NC). Data were analyzed as a Latin Square design. The model included
roughage level, processing method, level × method, and period as fixed effects,
and steer as random effect. If significant (P < 0.05) F-statistics were detected,
means were separated using the method of least significant difference.
3. Results and Discussion
There was no processing forage effects for ruminal digestion of OM, NDF, feed N
and microbial efficiency (P>0.10) or flow to duodenum of OM, NDF, N, and
microbial nitrogen (P>0.15). Ruminal starch digestibility was greater (P = 0.04) for
diets that contained pelleted straw than those that contained ground straw.
Consistently, duodenal flow of starch tended to be lower (P=0.08) in pelleted-straw
diets than those with ground wheat straw. In agreement, Ware and Zinn (2005) in
feedlot diets with pelleted or ground rice straw reported greater ruminal starch
digestion for pelleted than ground straw diet.
In current study, ruminal pH was lower (P = 0.01) for pelleted than ground forage
diets. The lower ruminal pH for pelleted results from greater ruminal starch
digestibility for pelleted than for ground-straw diet. Ware and Zinn (2005) found
34
that pelletized rice straw as sole forage source, decreased ruminal pH (9%), with
increase in ruminal total VFA (24%) and propionate (47%). They observed a
relation with the ruminal pH decrease and the increase in ruminal propionate. In
addition, lower ruminal pH for pelleted forages is attributed to reduction chewing
and rumination time. Mertens (1997) observed that pelletizing alfalfa reduced total
chewing activity by 50% compared with that of coarsely
chopped hay; also, de Vega et al. (2000) reported diminution in eating and
ruminating time for pelleted than chopped hay. For present study, the reduction in
eating and ruminating for pelleted straw diets may provoke reduction in saliva
production, with reduction in ruminal pH.
For present experiment, diets containing pelleted straw had higher (P=0.02) flow to
duodenum of feed N than diets with ground straw. Thomson and Cammell (1979)
found an increase on apparent absorption of methionine on intestine of lambs fed
pelleted lucerne hay. They attributed this effect to an increase in rate of passage
of particulate matter from rumen. Faster rate of digesta passage in pelleted hay
also is reported by de Vega et al. (2000).
There was no forage level effects on ruminal pH, ruminal digestion of NDF, starch
and microbial efficiency (P>0.20) or flow to duodenum of NDF, starch, N and
microbial nitrogen (P>0.20). In agreement with present study, several reports did
not find effect of forage level on rumunal digestion of starch (Zinn, 1986; Zinn et
al., 1994 Calderon-Cortes and Zinn, 1996; Zinn and Plascencia, 1996; Zinn et al.,
2000). In different results, Cole et al. (1976) reported lower ruminal starch
digestibility in diets with 7, 14 or 21% of forage than diet containing 0% of forage.
In current study forage level did not affected ruminal pH; in contrast, other reported
that increased forage level increased ruminal pH (Zinn et al., 1994; Zinn and
35
Plascencia, 1996; Calderon-Cortes and Zinn, 1996; Zinn et al., 2000). This
difference may be due to forage type; present study used wheat straw, while other
used alfalfa or Sudangrass hay. In addition, also there are differences in level and
processing of forage.
Ruminal OM digestibility was greater (P = 0.02) for diets that contained 7% straw
than for those that contained 14% of straw. Duodenal flow tended to be lower in
diets with 7% of straw than those with 14% of straw for OM (P=0.09) and feed N
(P=0.06). Increase in
rumen digestibility of OM was expected because steam-flaked corn provides
greater digestibility than wheat straw (NRC, 2000), and steam-flaked corn
replaced wheat straw in diet with 7% roughage level. In agreement, Zinn and
Plascencia (1996) reported higher ruminal OM digestibility in diets with 10% of
alfalfa hay than diets with 30% of alfalfa. Calderon-Cortes and Zinn (1996) with 16
and 8% of Sudangrass hay in feedlot diets, although non statistical, observed an
increase of 7% in ruminal OM digestibility in diet with 8% of hay. However, other
reports did not observe effect of forage level in feedlot diets on ruminal digestibility
of OM (Zinn et al., 1994; Zinn, 1986).
Ruminal digestibility of feed N was greater (P = 0.05) for diets that contained 7%
straw than those that contained 14% of straw. In different way, other authors found
lower ruminal digestion of feed N in diets with lower forage level (Zinn et al., 1994;
Zinn et al., 2000) or no effect of forage level in diet on ruminal digestion of feed N
(Zinn, 1986; Calderon-Cortes and Zinn, 1996; Zinn and Plascencia, 1996).
High forage level in diets had greater fecal excretion of NDF and consequently,
lower total tract digestibility of NDF (P=0.01). In feedlot diets it was observed that
high forage level increased fecal excretion of ADF; however, total tract digestion of
36
ADF was not affected (Zinn. 1986; Zinn and Plascencia, 1996; Calderon-Cortes
and Zinn, 1996). In different results, Zinn et al. (1994) did not find effect of forage
level on fecal excretion or total tract digestibility of ADF.
Fecal excretion in high forage level tended to be higher for OM (P=0.07) and
starch (P=0.09). Total tract digestion was greater in low forage level for OM
(P=0.01) and tended to be higher (P=0.10) for starch. Consistently for OM, fecal
excretion increased and total tract digestion was reduced with high forage level
(Zinn, 1986; Zinn and Plascencia, 1996; Zinn et al., 1994; Calderon-Cortes and
Zinn, 1996). In different way for starch, Zinn et al. (1994) reported that high forage
level diets had lower starch in feces and consequently,
higher digestibility. Other authors did not find effect of forage level on starch
content in feces or total tract digestibility (Zinn, 1986; Zinn and Plascencia, 1996;
Calderon-Cortes and Zinn, 1996). In current study high forage level tended to
increase (P=0.06) fecal excretion of N and consequently total tract digestion was
lower (P=0.05). These results are consistent with Zinn and Plascencia (1996) and
Calderon-Cortes and Zinn (1996).
4. Implications
Wheat straw is a viable roughage source for feedlot diets. The pelleted form
increased ruminal starch digestion and decreased ruminal pH, which may affect
rumen function. Ground wheat straw at low levels had less effect on ruminal
digestion and increased total tract digestion of nutrients, which may improve
digestive function of cattle.
References
AOAC., 1997. Official Methods of Analysis. 16th ed. Assoc. Off. Anal.
Chem.,Arlington, VA.
Balch, C.C., 1958. Observations on the act of eating in cattle. Br. J. Nutr. 12:330-
3345.
Bartle, S.J., Preston, R.L., Miller, M.F., 1994. Dietary energy source and density:
Effects of roughage source, roughage equivalent, tallow level, and steer
type on feedlot performance and carcass characteristics. J. Anim. Sci.
72:1943-1953.
Berry, B.A., Krehbiel, C.R., Confer A.W., Gill, D.R., Smith R.A., Montelongo, M.,
2004. Effects of dietary energy and starch concentrations for newly received
feedlot calves: I. Growth performance and health. J. Anim. Sci. 82:837-844.
Calderon-Cortes, J.F., R.A. Zinn., 1996. Influence of dietary forage level and
forage coarseness of grind on growth performance and digestive function in
feedlot steers. J. Anim. Sci. 74:2310-2316.
Cole, N.A., Johnson, R.R., Owens. F.N., 1976. Influence of roughage level on the
site and extent of digestion of whole shelled corn by beef steers. J. Anim.
Sci. 43:483-489.
de Vega, A., Gasa, J., Guada, J.A., Castrillo, C., 2000. Frequency of feeding and
form of lucerne hay as factors affecting voluntary intake, digestibility,
feeding behaviour, and marker kinetics in ewes. Aust. J. Agric. Res.
51:801–809
Galyean, M.L., Defoor P.J., 2003. Effects of roughage source and level on intake
by feedlot cattle. J. Anim. Sci. 81(E. Suppl. 2):E8-E16.
Hill, F.N., Andersen, D.L., 1958. Comparison of metabolizable energy and
37
38
productive energy determination with growing chicks. J. Nutr. 64:587-603.
Lesoing, G., Rush, I., Klopfenstein, T.K., Ward, J., 1980. Wheat straw in growing
cattle diets. J. Anim. Sci. 51:257-262.
Mertens, D.R., 1997. Creating a system for meeting the fiber requirements for
dairy cows. J. Dairy Sci. 80:1463-1481.
NRC., 2000. Nutrient Requirements of Beef Cattle (7th Rev. Ed.). National
Academy Press, Washington, DC.
Owens, F.N., Goetsch, A.L., 1988. Ruminal Fermentation. Page 145 in the
Ruminal Animal: Digestive Physiology and Nutrition. D. C. Church, ed.
Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ.
Robertson, J.B., Van Soest, P.J., 1991. Methods for dietary fiber, neutral detergent
fiber, and nonstarch polysaccharides in relation to animal nutrition. J. Dairy
Sci. 74:3583-3597.
Thomson, D.J., Cammell, S.B., I979. The utilization of chopped and pelleted
lucerne (Medicago sativa) by growing lambs. Br. J. Nutr. 41:297-310.
Vasconcelos, J.T., Galyean, M.L., 2007. Nutritional recommendations of feedlot
consulting nutritionists: The 2007 Texas Tech University survey. J. Anim.
Sci. 85:2772-2781.
Ware R.A., Zinn R.A., 2005. Effect of pelletizing on the feeding value of rice straw
in steam-flaked corn growing-finishing diets for feedlot cattle. Animal Feed
Science and Technology. 123–124:631–642
Woodford, J.A., Jorgensen, N.A., Barrington G.P., 1986. Impact of dietary fiber
and physical form on performance of lactating dairy cows. J. Dairy
Sci.69:1035-1047.
39
Zinn, R.A., 1986. Influence of forage level on response of feedlot steers to
salinomycin supplementation. J. Anim. Sci. 63:2005-2012.
Zinn, R.A., 1990. Influence of flake density on the comparative feeding value of
steam-flaked corn for feedlot cattle. J. Anim. Sci. 68:767-775.
Zinn, R.A., Owens, F.N., 1986. A rapid procedure for purine measurement and its
use for estimating net ruminal protein synthesis. Can. J. Anim. Sci. 66:157-
166.
Zinn, R.A., Plascencia, A., Barajas, R. 1994. Interaction of forage level and
monensin in diets for feedlot cattle growth performance and digestive
function. J. Anim. Sci. 72:2209� 2215.
Zinn, R.A., Plascencia, A. 1996. Effects of forage level on the comparative feeding
value of supplemental fat in growing-finishing diets for feedlot cattle. J.
Anim. Sci. 74:1194-1201.
Zinn, R.A., Alvarez, E.G., Calderon, F., Chai, W., Montaño, M., Ramirez, J.E.,
Salinas, J. 2000. Influence of dietary forage level on growth performance
and digestive function in cattle fed steam flaked corn based growing
finishing diets. Proceedings, Western Section, American Society of Animal
Science. 51:527-532.
40
Table 1. Composition of experimental diets
Ingredients, % (DM
basis)
Treatment
14% wheat straw 7% wheat straw
Ground Pelleted Ground Pelleted
Steam-flaked corn 70.00 70.00 77.00 77.00
Wheat straw, ground 14.00 7.00
Wheat straw,
pelleted
14.00 7.00
Cane molasses 6.00 6.00 6.00 6.00
Pelleted canola 3.70 3.70 3.70 3.70
Yellow grease 2.80 2.80 2.80 2.80
Limestone 1.40 1.40 1.40 1.40
Urea 1.30 1.30 1.30 1.30
TM salta 0.35 0.35 0.35 0.35
Chromic oxide 0.35 0.35 0.35 0.35
Magnesium oxide 0.10 0.10 0.10 0.10
aTrace mineral salt: CoSO4, 0.068%; CuSO4, 1.04%; FeSO4, 3.57%,
ZnO, 0.75%; MnSO4, 1.07%; KI, 0.52%; and NaCl, 93.4%.
41
Table 2. Effect of wheat straw level and processing method on site and extent of digestion by cattle
consuming finishing feedlot diets
Item
Treatments
SE
14% wheat straw 7% wheat straw P-value1
Ground Pelleted Ground Pelleted Method Level M × L
Steer replication 4 4 4 4 Intake, g/d
DM 4322 4323 4375 4276 479 OM 4084 4064 4175 4077 454 NDF 684 662 507 492 66 N 87 86 87 85 10 Starch 2331 2393 2159 2456 255
Flow to the duodenum, g/d OM 1967 1996 1875 1770 234.9 0.52 0.09 0.42 NDF 515 473 435 403 85.6 0.43 0.25 0.93 Starch 325 298 350 257 45.8 0.08 0.83 0.38 N 98 106 100 99 11.2 0.16 0.34 0.19 Microbial N 65 64 70 64 8.1 0.23 0.49 0.51 Feed N 34 41 29 34 4.1 0.02 0.06 0.66
Ruminal digestion, % OM 51.99 52.03 54.76 56.03 1.23 0.67 0.02 0.62 NDF 27.95 23.93 3.68 31.16 10.93 0.55 0.42 0.16 Starch 85.82 87.76 84.08 89.54 1.03 0.04 0.99 0.12 Feed N 61.49 51.99 67.31 58.24 2.73 0.11 0.05 0.94
Microbial efficiency2 21.85 21.70 22.48 21.16 1.02 0.48 0.96 0.58 Fecal Excretion, g/d
OM 805 813 661 660 80.2 0.95 0.07 0.95 NDF 384 378 252 310 32.2 0.42 0.01 0.34 Starch 39 47 26 29 8.6 0.59 0.09 0.75 N 23 25 21 20 2.6 0.58 0.06 0.47
Total tract digestion, % OM 80.38 80.12 84.06 83.23 1.06 0.69 0.01 0.78 NDF 86.08 86.11 90.95 88.44 1.09 0.25 0.01 0.27 Starch 98.37 98.06 98.80 98.77 0.32 0.66 0.10 0.66 N 73.38 72.24 76.14 75.78 1.40 0.64 0.05 0.78
Ruminal pH 5.96 5.37 5.57 5.50 0.23 0.01 0.33 0.09 1P-value: Method = effect of roughage processing method (ground or pelleted); Level = effect of roughage level (14 or 7%); M × L = method × level interaction. 2Microbial N, g/kg of OM fermented.
EXPERIMENTO II
Effect of level and pelletized of wheat straw on si te and extent of digestion of
finishing diets based on cracked corn for cattle
Montano, M. Fa†., O. M. Manriqueza, J. Salinas-Chavirab, V. M. Gonzaleza, A.
Plascenciaa, S. Sotod and R. A. Zinne.
aInstituto de Investigaciones en Ciencias Veterinarias, Universidad Autonoma de
Baja California, km 4.5 Carretera Mexicali-San Felipe, CP 21386, Mexicali, Baja
California, Mexico.
bFacultad de Medicina Veterinaria y Zootecnia, Universidad Autonoma de
Tamaulipas. Apartado Postal 263. Carretera Victoria–Mante, km 5.5, Cd. Victoria,
Tamaulipas, C.P. 87000, México.
dDepartment of Animal and Range Sciences, New Mexico State University, USA.
eDepartment of Animal Science, University of California, Davis 95616, USA.
† Corresponding autor: martinmg@uabc.edu..mx
42
ABSTRACT
Holstein steers (n = 4; 216 kg BW), fitted with ruminal and duodenal cannulas,
were used to evaluate the wheat straw level (7 and 14%; DM basis) and
processing method (ground vs pellet) on digestion characteristics of cracked-corn-
based finishing diets. The experimental design was a 4 x 4 Latin square with a 2 ×
2 factorial arrangement. Wheat straw was ground in a tub grinder with a 3.81-cm
screen, while the pellet dimensions were 2 cm long × 0.5 cm diameter. There was
no interaction effect (P>0.10) between level and processing of forge on digestive
characteristics. There was no treatment effect on duodenal flow of OM, N, MN and
feed N (P>0.10). The increase in forage level increased 46% the NDF flow to
duodenum (P=0.03); however, the processing of forage did not influenced the NDF
flow to duodenum (P>0.10). The increase in forage level tended to reduce the flow
to duodenum of starch (P=0.09); however, the processing of forage did not
influenced the starch flow to duodenum (P>0.10). Ruminal pH or digestion of OM,
NDF, Starch, True N and Microbial efficiency were not influenced by dietary
treatments (P>0.10). Fecal excretion of OM, N and starch were not influenced by
forage level in diet (P>0.10); however the pelletizing had greater fecal excretion of
OM (16%; P=0.02), N (10.9%; P = 0.08) and starch (41.5%; P=0.02). The increase
in forage level increased the fecal excretion of NDF (42.7%; P>0.01); however, the
processing of forage did not influenced the fecal excretion of NDF (P>0.10). There
was no treatment effect on total track digestion of NDF and N (P>0.10). Total track
digestion of OM and starch were not influenced by forage level in diet (P>0.10);
however the pelletizing had lower total tract digestion of OM (5.6%; P=0.03) and
starch (3.9%; P=0.01). Ground or pelleted wheat straw can be used in feedlot
diets. From 7 to 14% of pelleted or ground wheat straw in diet with cracked corn
43
do not affect rumen function.
Key words : Digestion, feedlot cattle, processing, wheat straw, cracked corn
1. Introduction
Wheat is the main crop in the Mexicali Valley. After the grain is harvested, much of
the straw is left in field. The relatively low available energy of wheat straw restricts
its use in diets as roughage source in finishing cattle (Lesoing et al., 1980).
Feedlot receiving diets typically include approximately 35% roughage to allow the
adaptation of ruminal bacteria to high-concentrate diets (Owens and Goetsch,
1988; Berry et al., 2004). Most finishing diets generally contain 4.5 to 13.5% (DM
basis) of roughage (Vasconcelos and Galyean 2007). Roughage is added to high-
concentrate diets to stimulate chewing which is associated with increased saliva
output (Balch, 1958), and plays a role in buffering acids produced during
rumination. Both roughage concentration and physical form contribute to normal
rumen function (Woodford et al., 1986).
Mertens (1993) observed that changes in initial particle size and density due to
forage processing may be one of the most important factors affecting ruminal
passage rate. This sense, Loya-Olguin et al. (2008) in feedlot diets based on
steam-flaked corn, reported greater fluid and particle passage rate with lower
rumen volume and turnover time for ground than slice alfalfa. Pelletizing increases
particle density, allowing for greater ruminal turnover rate, thus permitting
increased DMI (Mertens and Ely, 1979). In addition, Mertens (1997) observed
reduced total chewing activity in pelleted compared with coarsely chopped hay.
White et al. (1971) in finishing diets observed that pelleted rice straw diets had
lower ruminating time and pH in ruminaI fluid and highest total VFA concentration.
44
45
In agreement, Ware and Zinn (2005) in finishing diets based on steam-flaked corn
reported that pelletized rice straw as the sole source of forage NDF increased
ruminal starch digestion, total VFA and propionate concentrations, and decreased
ruminal pH, ruminal acetate:propionate molar ratio, and estimated methane
production. They also noted that pelletizing reduced the effective fiber that may
provoke negative associative effects on ruminal pH, energy intake, and average
daily gain.
The results of Ware and Zinn (2005) were obtained with diets based on rice straw
and steam-flaked corn. However there are no reports evaluating the effects of
level and pelleted wheat straw with cracked corn. The objective of this experiment
was to evaluate the influence of wheat straw level and processing method on
digestion characteristics of cracked-corn- based finishing diets for cattle.
2. Materials and Methods
Four Holstein steers (216 kg) fitted with ruminal and duodenal cannulas were used
in a 4 × 4 Latin square design. Treatments were arranged in a 2 x 2 factorial.
Factors were inclusion level (7 and 14%, DM basis) and processing method
(ground or pelleted). Diets included cracked corn at 70 and 77% in diets with 14
and 7% of forage, respectively (Table 1). Wheat straw was ground in a tub grinder
with a 3.81-cm screen, while the pellet dimensions were 2 cm long × 0.5 cm
diameter.
Steers were maintained in individual pens (3.9 m2) with individual feeders and ad
libitum access to water. Diets were fed at 0800 and 2000 and contained 0.35%
chromic oxide as a digesta marker. The experiment consisted of four 14-d periods.
Experimental periods lasted 14 d, with 10 d for adaptation to the diets and 4 d for
46
collection. During the collection, duodenal and fecal samples were taken from
each steer, twice daily over a period of 4 successive days as follow: d 1, 0750 and
1350; d 2, 0900 and 1500; d 3, 1050 and 1650 and d 4, 1200 and 1800. Individual
samples consisted of approximately 500 mL duodenal chyme and 200 g (wet
basis) fecal material. Samples from each steer and within each collection period
were composited for analysis. During the final day of each collection period,
ruminal samples were obtained from each steer at approximately 4 h after feeding
for ruminal pH. Upon completion of the experiment, ruminal fluid was obtained
from all steers and composited for isolation of ruminal bacteria via differential
centrifugation (Zinn and Owens, 1986). Samples were subjected to all or part of
the following analysis: DM (oven drying at 105° C u ntil no further weight loss); ash,
Kjeldahl N (AOAC, 1997); purines (Zinn and Owens, 1986); chromic oxide (Hill
and Anderson, 1958); starch (Zinn, 1990); NDF (Robertson and Van Soest (1991).
Microbial OM (MOM) and N (MN) leaving the abomasum were calculated using
purines as a microbial marker (Zinn and Owens, 1986). Organic matter fermented
in the rumen (OMF) was considered equal to OM intake minus the difference
between the amount of total OM reaching the duodenum and MOM reaching the
duodenum. Feed N escape to the small intestine was considered equal to total N
leaving the abomasum minus ammonia-N and MN and, thus, included any
endogenous contribution.
The Mixed procedures of SAS were used for all computations (SAS Inst. Inc.,
Cary, NC). Data were analyzed as a Latin Square design. The model included
roughage level, processing method, level × method, and period as fixed effects,
47
and steer as random effect. If significant (P < 0.05) F-statistics were detected,
means were separated using the method of least significant difference.
3. Results and Discussion
There was no interaction effect (P>0.10) between level and processing of forge on
digestive characteristics of feedlot diets in cattle. There was no effect of treatment
on duodenal flow of OM, N, MN and feed N (P>0.10). In different results, Thomson
and Cammell (1979) found an increase on apparent absorption of methionine on
intestine of lambs fed pelleted lucerne hay. They attributed this effect to an
increase in rate of passage of particulate matter from rumen. Faster rate of digesta
passage in pelleted hay also is reported by de Vega et al. (2000). For current
study, it is possible that cracked corn reduced ruminal passage and was without
effect on nitrogen compounds.
The increase in forage level increased 46% the NDF flow to duodenum (P=0.03);
however, the processing of forage did not influenced the NDF flow to duodenum
(P>0.10). The increase in forage level tended to reduce the flow to duodenum of
starch (P=0.09); however, the processing of forage did not influenced the starch
flow to duodenum (P>0.10).
In present research, Ruminal digestion of OM, NDF, Starch, True N and Microbial
efficiency were not influenced by dietary treatments (P>0.10). Consistently, the
pelletized of forage did not influenced ruminal digestion of OM, NDF, feed N and N
efficiency in feedlot rations (Ware and Zinn, 2005). In contrast with present
experiment, the same authors found greater ruminal starch digestion in ration with
pelleted than ground forage; they also refer that this effect may be related to
respective forage retention time. Ware and Zinn (2005) used steam flaked corn
48
while in present research used cracked corn, and possibly the lower ruminal
retention time in present research is related with the lack effect of forage
processing on rumen characteristics of digestion.
In current study, there was no effect of level or processing of forage on ruminal
pH; this is consistent with the lack in effect on ruminal characteristics of digestion
of tested treatments. In other reports with steam flaked corn, the pelleted forage
tended to reduce ruminal pH (Ware and Zinn, 2005). Lower ruminal pH for pelleted
forages is attributed to reduction chewing and rumination time. Diminution in
eating and ruminating time for pelleted than chopped hay is reported by Mertens
(1997) and de Vega et al. (2000). For present study, may be the cracked corn did
not reduce the eating and ruminating time for pelleted straw diets, and stimulated
the saliva production that caused similar ruminal pH for all diets.
Fecal excretion of OM, N and starch were not influenced by forage level in diet
(P>0.10); however the pelletizing had greater fecal excretion of OM (16%;
P=0.02), N (10.9%; P = 0.08) and starch (41.5%; P=0.02). The increase in forage
level increased the fecal excretion of NDF (42.7%; P>0.01); however, the
processing of forage did not influenced the fecal excretion of NDF (P>0.10).
There was not effect of treatment on total track digestion of NDF and N (P>0.10).
Total track digestion of OM and starch were not influenced by forage level in diet
(P>0.10); however the pelletizing had lower total tract digestion of OM (5.6%;
P=0.03) and starch (3.9%; P=0.01). In different results, Ware and Zinn (2005)
reported greater total tract starch digestion was for pelletized rice straw than for
ground rice straw supplemented diets, due largely to greater ruminal starch
digestion. Because in current research there was no effect of forage processing on
ruminal starch digestion; however the lower total tract digestion of starch is
49
consistent with higher starch fecal excretion and indicates that starch was less
digested in the postruminal section in pelleted than ground forage diet. It is
possible that pelleted forage had faster intestinal flow and less time for enzymatic
breakdown of starch, and less total tract digestion of starch. In present experiment,
fecal and total track digestion of OM showed similar pattern than those observed
by starch.
In present experiment the higher NDF content in fecal excretion without effect on
total tract digestion of NDF in diet with higher forage level is consistent in feedlot
diets where high forage level increased fecal excretion of ADF; however, total tract
digestion of ADF was not affected (Zinn. 1986; Zinn and Plascencia, 1996;
Calderon-Cortes and Zinn, 1996).
4. Implications
Wheat straw is a viable roughage source for feedlot diets with cracked corn;
where, the level (7 to 14%) or processing (pelleted or grownd) of wheat straw do
not affect rumen function. Forage from 7 to 14% in diets with cracked corn may
have similar digestive characteristics. The pelletizing of wheat straw may have
minimal effect on total tract digestion of starch.
References
AOAC., 1997. Official Methods of Analysis. 16th ed. Assoc. Off. Anal.
Chem.,Arlington, VA.
Balch, C.C., 1958. Observations on the act of eating in cattle. Br. J. Nutr. 12:330-
3345.
Bartle, S.J., Preston, R.L., Miller, M.F., 1994. Dietary energy source and density:
Effects of roughage source, roughage equivalent, tallow level, and steer
type on feedlot performance and carcass characteristics. J. Anim. Sci.
72:1943-1953.
Berry, B.A., Krehbiel, C.R., Confer A.W., Gill, D.R., Smith R.A., Montelongo, M.,
2004. Effects of dietary energy and starch concentrations for newly received
feedlot calves: I. Growth performance and health. J. Anim. Sci. 82:837-844.
Calderon-Cortes, J.F., R.A. Zinn., 1996. Influence of dietary forage level and
forage coarseness of grind on growth performance and digestive function in
feedlot steers. J. Anim. Sci. 74:2310-2316.
Cole, N.A., Johnson, R.R., Owens. F.N., 1976. Influence of roughage level on the
site and extent of digestion of whole shelled corn by beef steers. J. Anim.
Sci. 43:483-489.
de Vega, A., Gasa, J., Guada, J.A., Castrillo, C., 2000. Frequency of feeding and
form of lucerne hay as factors affecting voluntary intake, digestibility,
feeding behaviour, and marker kinetics in ewes. Aust. J. Agric. Res.
51:801–809
Galyean, M.L., Defoor P.J., 2003. Effects of roughage source and level on intake
by feedlot cattle. J. Anim. Sci. 81(E. Suppl. 2):E8-E16.
Hill, F.N., Andersen, D.L., 1958. Comparison of metabolizable energy and
50
51
productive energy determination with growing chicks. J. Nutr. 64:587-603.
Lesoing, G., Rush, I., Klopfenstein, T.K., Ward, J., 1980. Wheat straw in growing
cattle diets. J. Anim. Sci. 51:257-262.
Loya-Olguin, F., Avendaño-Reyes, L., Encinias, A. M., Walker, D. A., Elam, N. A.
and Soto-Navarro, S. A. 2008. Influence of slice baling on feeding value of
alfalfa hay in receiving and finishing diets for feedlot cattle. J. Anim. Sci.
86:2749–2755
Mertens, D.R., 1993. Forage Cell Wall Structure and digestibility. American
Society of Agronomy, Inc., Crop Science Society of America, Inc., Soil
Science Society of America, Inc., Madison, WI, pp. 554–567.
Mertens, D.R., 1997. Creating a system for meeting the fiber requirements for
dairy cows. J. Dairy Sci. 80:1463-1481.
Mertens, D.R., Ely, L.O., 1979. A dynamic model of fiber digestion and passage in
the ruminant for evaluating forage quality. J. Anim. Sci. 49, 1085–1095.
NRC., 2000. Nutrient Requirements of Beef Cattle (7th Rev. Ed.). National
Academy Press, Washington, DC.
Owens, F.N., Goetsch, A.L., 1988. Ruminal Fermentation. Page 145 in the
Ruminal Animal: Digestive Physiology and Nutrition. D. C. Church, ed.
Prentice-Hall, Englewood Cliffs, NJ.
Robertson, J.B., Van Soest, P.J., 1991. Methods for dietary fiber, neutral detergent
fiber, and nonstarch polysaccharides in relation to animal nutrition. J. Dairy
Sci. 74:3583-3597.
Thomson, D.J., Cammell, S.B., I979. The utilization of chopped and pelleted
lucerne (Medicago sativa) by growing lambs. Br. J. Nutr. 41:297-310.
52
Vasconcelos, J.T., Galyean, M.L., 2007. Nutritional recommendations of feedlot
consulting nutritionists: The 2007 Texas Tech University survey. J. Anim.
Sci. 85:2772-2781.
Ware R.A., Zinn R.A., 2005. Effect of pelletizing on the feeding value of rice straw
in steam-flaked corn growing-finishing diets for feedlot cattle. Animal Feed
Science and Technology. 123–124:631–642.
White, T. W., Reynolds, L. and Hembry, F. G. 1971. Level and form of rice straw in
steer rations. J. Anim. Sci. 33, 1365–1370.
Woodford, J.A., Jorgensen, N.A., Barrington G.P., 1986. Impact of dietary fiber
and physical form on performance of lactating dairy cows. J. Dairy Sci.
69:1035-1047.
Zinn, R.A., 1986. Influence of forage level on response of feedlot steers to
salinomycin supplementation. J. Anim. Sci. 63:2005-2012.
Zinn, R.A., 1990. Influence of flake density on the comparative feeding value of
steam-flaked corn for feedlot cattle. J. Anim. Sci. 68:767-775.
Zinn, R.A., Owens, F.N., 1986. A rapid procedure for purine measurement and its
use for estimating net ruminal protein synthesis. Can. J. Anim. Sci.
66:157�166.
Zinn, R.A., Plascencia, A., Barajas, R. 1994. Interaction of forage level and
monensin in diets for feedlot cattle growth performance and digestive
function. J. Anim. Sci. 72:2209� 2215.
Zinn, R.A., Plascencia, A. 1996. Effects of forage level on the comparative feeding
value of supplemental fat in growing-finishing diets for feedlot cattle. J.
Anim. Sci. 74:1194-1201.
53
Zinn, R.A., Alvarez, E.G., Calderon, F., Chai, W., Montaño, M., Ramirez, J.E.,
Salinas, J. 2000. Influence of dietary forage level on growth performance
and digestive function in cattle fed steam flaked corn based growing
finishing diets. Proceedings, Western Section, American Society of Animal
Science. 51:527-532.
54
Table 1. Composition of experimental diets
Ingredients, %
(DM basis)
Treatment
14% wheat straw 7% wheat straw
Ground Pelleted Ground Pelleted
Cracked corn 70.00 70.00 77.00 77.00
Wheat straw,
ground
14.00 14.00 7.00 7.00
Wheat straw,
pelleted
14.00 14.00 7.00 7.00
Cane molasses 6.00 6.00 6.00 6.00
Pelleted canola 3.70 3.70 3.70 3.70
Yellow grease 2.80 2.80 2.80 2.80
Limestone 1.40 1.40 1.40 1.40
Urea 1.30 1.30 1.30 1.30
TM salta 0.35 0.35 0.35 0.35
Chromic oxide 0.35 0.35 0.35 0.35
Magnesium
oxide
0.10 0.10 0.10 0.10
aTrace mineral salt: CoSO4, 0.068%; CuSO4, 1.04%; FeSO4, 3.57%,
ZnO, 0.75%; MnSO4, 1.07%; KI, 0.52%; and NaCl, 93.4%.
Table 2 . Forage level and process effects on characteristics of digestion with cracked corn 55
Level 7% Level 14% Level (%) Process Interactio
Pel Pic Pel Pic 7 14 P Pel Pic P P Value SEM
Intake, g/d
DM 4336 4336 4336 4336 4336 4336 4336 4336 0.0
OM 4094 4115 4051 4090 4105 4071 4073 4102 3.0
NDF 513 497 645 683 505 664 579 590 9.0
N 90 86 82 84 88 83 86 85 0.3
Starch 2246 2236 2066 2105 2241 2085 2156 2170 9.0
Duodenal flow, g/d
OM 2141.10 2173.48 2283.73 2219.40 2157.2 2251.56 0.20 2212.41 2196.44 0.82 0.49 65.73
NDF 261.43 273.90 397.05 374.88 267.66 390.91 0.03 329.24 328.34 0.99 0.79 44.59
N 80.20 82.85 85.00 85.35 81.53 85.18 0.36 82.60 84.10 0.70 0.76 3.67
MN 48.23 51.35 50.58 52.03 49.79 51.30 0.40 49.40 51.69 0.23 0.64 1.70
Feed N 31.98 31.50 34.43 33.33 31.74 33.88 0.42 33.20 32.41 0.76 0.90 2.44
Starch 699.10 730.00 667.33 601.58 714.55 634.45 0.09 683.21 665.79 0.68 0.27 39.69
Ruminal digestion, %
OM 48.30 47.55 44.35 46.78 47.93 45.56 0.18 46.33 47.17 0.61 0.35 1.56
NDF 49.45 45.63 41.88 46.05 47.54 43.96 0.55 45.66 45.84 0.98 0.51 5.71
Starch 69.30 67.65 68.23 72.10 68.48 70.16 0.38 68.77 69.88 0.55 0.17 1.78
True N 64.40 64.10 57.70 61.33 64.25 59.51 0.12 61.05 62.71 0.55 0.49
Microbial 18.70 19.85 21.10 20.58 19.28 20.84 0.16 19.90 20.21 0.76 0.42 0.97
Fecal excretion, g/d
OM 1028.80 909.43 1162.50 931.60 969.13 1047.05 0.23 1095.65 920.51 0.02 0.38 58.32
NDF 289.80 269.40 407.33 390.38 279.60 398.85 <0.0 348.56 329.89 0.57 0.96 30.96
N 29.90 28.43 31.83 26.55 29.16 29.19 0.99 30.86 27.49 0.08 0.27 1.58
Starch 192.20 130.50 180.83 87.75 161.35 134.29 0.30 186.51 109.13 0.02 0.53 23.62
Total tract digestion, %
OM 74.90 77.63 71.43 76.90 76.26 74.16 0.19 73.16 77.27 0.03 0.37 1.41
NDF 42.20 45.05 36.55 41.60 43.63 39.08 0.36 39.38 43.33 0.42 0.82 4.57
N 66.88 66.75 60.98 68.00 66.81 64.49 0.28 63.93 67.38 0.13 0.12 1.94
Starch 91.33 94.18 91.68 95.88 92.75 93.78 0.33 91.50 95.03 0.01 0.51 0.97
Ruminal pH 5.56 5.67 5.60 5.91 5.61 5.75 0.32 5.58 5.79 0.16 0.44 0.13
Recommended