Ingeniero Agrónomo Ms. Sc. PhD
Especialista en silajes y aditivos microbianos para Chr-Hansen en Sudamérica
Introducción
El objetivo de la conservación del forraje es mantener la calidad original de la planta ensilada a través de la fermentación. Para lograr este objetivo es de importancia fundamental establecer una condición anaeróbica y de fermentación deseable. Los inoculantes para silo son comúnmente empleados para obtener tal resultado. Existe una gran variedad de bacterias que pueden ser usadas como inoculante con efectos y propósitos distintos.
Este artículo describe las principales bacterias usadas para mejorar la calidad del silaje y también importantes factores relacionados con calidad de forrajes y performance animal.
Aditivos bacterianos
Los aditivos bacterianos o inoculantes contienen cepas de bacterias seleccionadas que fermentan los azucares simples en ácido láctico, acidificando rápidamente el medio, o en acido con poder anti fúngico que inhiben e crecimiento de hongos y levaduras que causan deterioro del material.
Estas bacterias son clasificadas como homolácticas o heterolácticas, respectivamente. Ambos tipos pueden ser usadas para mejorar la calidad de silaje, aunque tienen diferentes funciones y actúan en distintas fases del proceso de ensilaje.
Bacteria homolácticas
Las bacterias homolácticas fermentan glucosa hasta ácido láctico de manera muy eficiente desde el punto de vista energético. El camino metabólico de la fermentación homolácticas genera alta recuperación de energía (99.3%) y materia seca (100%) (Kung y col., 2003; White, 2007).
Efectos de los inoculantes homolácticas
El efecto de los inoculantes con bacterias homolácticas en la calidad del silaje fue revisado por Kung y Muck (1197). En general, las bacterias homolácticas causan una rápida disminución de pH que es acompañado de in aumento en la concentración de ácidos lácticos, lo que a su vez causa una reducción de la proteólisis, deaminación y potencial para el surgimiento de fermentación etanolica, butírica o acética.
El control en la fermentación secundaria puede ocasionar un aumento en la recuperación de MS al final de la fermentación (Kung, 2003). De esta manera, el principal beneficio del uso de bacterias homofermentativas es reducir las pérdidas de energía, nutrientes y MS asociadas con la fermentación secundaria. Es importante tener en cuenta que el uso de bacterias homolácticas no resulta en mejor estabilidad aeróbica del material.
Estabilidad Aeróbica del silaje
El termino estabilidad aeróbica es frecuentemente usado para expresar cuanto tiempo el silo se mantiene son señales de deterioro microbiano una vez que es expuesto al aire. Durante la fase de exposición aeróbica, levaduras tolerantes a la acidez utilizan ácido láctico como substrato para su crecimiento, lo que resulta en un aumento de pH a niveles que permiten el desarrollo de otros hongos y agentes de deterioro y microorganismos patogénicos (Adesogan y Queiroz, 2009; Queiroz y col., 2011).
La respiración de estos microorganismos genera un rápido metabolismo de nutrientes acompañado por aumento en las perdidas de MS y aumento en temperatura (Henderson y col., 1979; Cai, 1999). La baja estabilidad aeróbica es un efecto observado no solamente en el frente del silo (Pitt y Muck, 1993). El aire puede penetrar cerca de 4 metros dentro de la masa de silaje, por lo que el silaje puede empezar a deteriorarse varios días antes de que esté expuesta en el frente del silo (Parsons, 1991).
El criterio de Whittenbury no tenía en consideración, como inoculante ideal, la inhabilidad del ácido láctico para reducir el crecimiento de hongos y la deterioración aeróbica. Probablemente en la década de los 60, los problemas de estabilidad eran menos importantes debido al pequeño tamaño de los silos usados. Con el paso del tiempo, el incremento en los sistemas de producción y el uso de silos de gran capacidad hicieron esenciales el mantenimiento de la estabilidad y reducción de las perdidas.
Bacterias heterolácticas
Las bacterias heterofermentativas producen ácido láctico y otros productos como etanol, CO2, y ácido acético durante la fermentación de la hexosa (OudeElferink y col., 2001). La vía heterolácticas puede ser de interés, ya que produce agentes anti fúngicos como acetato y propionato (OudeElferink y col., 2001; Krooneman, 2002).
Los inoculantes heterolácticas han sido usados para reducir hongos y levaduras y aumentar la estabilidad aeróbica de silos de maíz, sorgo y ryegrass. (Kung y Ranjit, 2001; Tabacco y col., 2011; Driehuis y col., 2001; Huisden y col., 2009). El acetato producido por las bacterias heterofermentativas puede también reducir la fermentación de etanol producida por las levaduras, inhibiendo el crecimiento fúngico en forrajes con alta concentración de azucares.
Inoculantes de doble propósito
El rol complementario de las bacterias homolácticas y heterolácticas en la fermentación del silaje ha llevado al desarrollo de inoculantes que contienen ambos tipos de bacterias, de manera de mejorar la fermentación y la estabilidad aeróbica del silaje.
Estos inoculantes “doble propósito” o “combos” han sido usados exitosamente para mejorar la preservación de los silos de maíz, alfalfa, sorgo y pasto bermuda (Filya, 2003; Schmidt y Kung, 2010). Kleinschmit y Kung (2006) observaron que los silos de maíz tratados con una mezcla de L. buchneri (4×105 cfu/g) y P. pensosaceus (1x105cfu/g) tenían menor concentración de NH3, mayor concentración de acetato y mayor estabilidad aeróbica comparado con silos no tratados luego de 361 días de fermentación.
Desempeño animal
Los animales que han sido alimentados con silos inoculados con aditivos bacterianos han tenido un desempeño variable. Mientras que algunos autores han encontrado respuesta positiva en la performance animal, otros no observaron efecto alguno.
Ariola y colaboradores (2011) alimentaron 52 vacas Holando con dietas conteniendo el 44% de silaje de maíz (MS) e inoculadas con 3 tipos de inoculantes o con una dieta sin inoculante (control). Los autores no encontraron diferencias en la producción de leche, consumo de alimento o eficiencia animal.
Sin embargo, Kung y colaboradores (1993) registraron un aumento de 1.5 kg de leche por vaca por día cuando vacas Holando fueron alimentadas con una dieta conteniendo el 50% en MS de silaje de maíz inoculado con bacterias homofermentativas.
Puntos críticos en el uso de inoculantes para silaje
Los inoculantes bacterianos son dosis dependiente: para que las bacterias del inoculante logren dominar las bacterias naturales que existen en la planta de maíz, la tasa de inoculación debería ser mínimo de 100.000 ufc/g de picado, ya que dosis menores son menos efectivas.
¿Cómo calcular la taza de inoculación?
Taza de inoculación = (gramos del producto por tonelada X concentración de bacterias en el producto en ufc/g) / 1.000.000
Aunque los inoculantes consigan general el aumento de producción por resultar en silajes de mejor calidad, el objetivo principal de productos con bacterias homofermentativas o de doble propósito debería ser aumentar la recuperación de material de un silo por evitar fermentaciones indeseables.
El uso de inoculantes bacterianos puede reducir hasta la mitad las pérdidas de silaje de maíz y con esto resultar en una relación de costo: beneficio muy favorable. Silos de maíz bien confeccionados sin inoculantes homofermentativos pueden perder entre el 8-10% durante la fermentación.
La selección de bacterias es esencial para garantizar la efectividad del producto. La selección de bacterias es muy importante porque cepas específicas se comportan de manera distinta. OudeElferink y colaboradores (2001) reportaron que la conversión de ácido láctico hasta acético es muy dependiente de las condiciones ambientales como pH y temperatura. Todas las cepas de L. buchenri evaluadas en este estudio metabolizaron el ácido láctico cuando la temperatura aumento de 15 a 25ºC. Sin embargo, cuando las temperaturas pasaron de 30 ºC, solamente una cepa continúo trabajando.
Las concentraciones de pH también es un factor importante en la efectividad del inoculante. A pH de 5.8 la concentración de ácido láctico libre para conversión no fue alterada por 200 horas, mientras que la reducción de pH de 4.3 para 3.8 aumento el metabolismo del ácido. Kleinschmidt y Kung (2006), demostraron que la producción de ácido acético por una cepa especifica de L. buchenri, demoro hasta 56 días en fermentación para diferenciarse de un silaje no tratado.
Impacto de la madurez de la planta en la calidad del silaje y desempeño animal
En los últimos años ha aumentado las discusiones, en Argentina, sobre el uso del silaje de maíz con plantas de madurez avanzada (materia seca > 40%). Los principales motivos por lo que se sugiere el uso de plantas “pasadas” son: aumento de la materia seca, reducción del transporte de agua, y aumento del contenido de almidón (energía).
Aun siendo argumentos aparentemente lógicos, es importante recordar que el impacto de la madurez de la planta en la calidad del silaje viene siendo estudiado hace décadas por otros países, los cuales no recomiendan el uso de esta práctica.
De acuerdo con los resultados obtenidos por investigadores americanos, el aumento de la madurez de la planta ocasiona la reducción de la digestibilidad de la fibra y del almidón, por ende interfiere negativamente con consumo y producción.
Datos de Harrison y col. (1996) mostraron que vacas alimentadas con silos secos resultaron en menores producciones de leche (1.3 kg/d) y mayor desperdicio del almidón en la materia fecal. Bal y col. (1997) publicaron datos similares donde vacas alimentadas con silaje de maíz con 42% MS presentaban menor digestión de la materia seca, proteína, materia orgánica, fibra y almidón. Hatew y col. (2016) demostraron que taza de degradación del almidón es reducida linealmente entre plantas con 25 hasta 40 % de MS.
Además del menor desempeño animal y digestibilidad de los nutrientes, altos contenidos de MS pueden afectar la compactación y la fermentación del silaje. Silos con contenidos de materia seca mayores a 40 % son más propensos a presentar valores de pH mayores que 4.0.
Conclusiones generales
El uso correcto de los inoculantes bacterianos requiere entender los propósitos específicos de las diferentes cepas bacterianas. Como regla general, los inoculantes con bacterias homolácticas son usados para mejorar la fermentación del silo, mientras que los inoculantes con bacterias heterolácticas son utilizados para incrementar la estabilidad aeróbica. Además de comprender la función de cada cepa, la concentración y la tasa de inoculación son de fundamental importancia para la efectividad del producto.
El beneficio en el uso de inoculantes no necesariamente está relacionado con una mejora en la respuesta animal, pero si en un aumento de recuperación de kilos de silaje. Los datos referentes al impacto de la madurez de la planta sobre la calidad del silo de maíz demuestran que el silaje de maíz debería ser confeccionado al 35% de materia seca (promedio).
Silos de maíz con alta materia seca pueden resultar en la reducción de la digestibilidad de la planta, consumo y producción de vacas de leche de alta demanda.
Referencias
Adesogan, A. T., and O. C. M. Queiroz. 2009. Silage pathogenicity and implications for the ruminant production chain. Pages 225-241 in Proceedings of the International Symposium on Forage Quality and Conservation. M. Zopollato, G. B. Muraro and L. G. Nussio, FEALQ, Piracicaba, SP.
Archibald, F. S., and I. Fridovich. 1981. Manganese and defenses against oxygen toxicity in Lactobacillus plantarum. J. Bacteriol. 145:442-451.