Atribución-NoComercial-CompartirIgual 4.0 InternacionalAfanador Téllez, GermánCárdenas Rocha, Edgar Alberto2025-03-272025-03-272022-11-07https://repositorio.unal.edu.co/handle/unal/87759ilustraciones, tablasEl objetivo de esta investigación reportado en esta tesis fue evaluar in vitro diferentes asociaciones de kikuyo + trébol blanco + Lotus uliginosus en diferentes proporciones que representan los sistemas de alimentación del Trópico de Altura Colombiano. Estas asociaciones fueron complementadas con el uso estratégico de concentrados. Para evaluar los efectos de los taninos presentes en el L. uliginosus estos se aislaron y fueron liofilizados para establecer una superficie de respuesta con el uso y no uso del PEG. Finalmente, a los perfiles de ácidos grasos totales de las diferentes asociaciones kikuyo + trebol blanco + L. uliginosus se postularon para su predicción seis modelos matemáticos que orientan rendimientos decrecientes y patrones sigmoidales de expresión. En el capítulo 3 se evaluaron los efectos del kikuyo, trebol blanco y Lotus uliginosus en diferentes proporciones de asociación en donde la inclusión del monocultivo no presentó diferencias en las concentraciones de ácidos grasos volátiles. La inclusión porcentual de Lotus (18% a 100%) produjo un efecto incremental del ácido propiónico (0.041mmol/g/kg de materia seca (MS)) y detrimento de ácido valérico (0.018 mmol/g/kg de MS) y relación acética: propiónico (0.435 g/kg de materia seca) en asociación de kikuyo + trébol. La concentración de pH y de amonio no presentó diferencias al nivel de monocultivo, mientras la inclusión incremental de L. uliginosus redujo la producción de gas metano (169.1 ml/g/kg de MS), mientras su inclusión porcentual incrementó la producción de amonio (70.53 mmol/dl). En el capítulo 4 se evaluó el afecto de la adición incremental de concentrado a mezclas de kikuyo y L. uliginosus procedentes del Trópico de Altura Colombiano sobre la producción de ácidos grasos volátiles, metano entérico, pH y NH3. La relación forraje: concentrado presentó una mayor concentración de ácido acético a una inclusión de 33%, con 67% de inclusión de kikuyo o de L. uliginosus. La producción de ácido propiónico fue mayor para el kikuyo comparado con el Lotus uliginosus, contrastando con los resultados del ácido valérico. La relación acética: propiónico fue también mayor para la inclusión de 33% de concentrado. La menor concentración de metano se observó cuando no se suplementaron el kikuyo y el L. uliginosus con concentrado. La producción de gas total presentó los menores valores para el L. uliginosus con relaciones forraje concentrado de: 100, 89:11 y 67:33. En mezclas Kikuyo: L. uliginosus la mayor concentración de ácido propiónico y ácido butírico se observaron al 33% de suplementación de concentrado, mientras el ácido valérico fue influenciado por la mezcla (80:20) con una menor concentración. La relación acético: propiónico independientemente de la mezcla kikuyo: lotus presentó los menores valores para la suplementación de 33% de concentrado. La producción de metano fue inferior en la mezcla (20:80). El amonio presentó una interacción de la relación kikuyo: lotus con la suplementación de concentrado siendo menor su concentración en la relación (20:80) con la suplementación de 33% de concentrado. En el capítulo 5, se estudió el potencial para reducir la emisión de metano usando la producción in vitro de gas en presencia o ausencia del Polietilenglicol (PEG). El PEG fue usado para inactivar los taninos como una estrategia para mejorar la producción de sistemas de alimentación y en consecuencia dos estrategias de investigación se analizaron: el uso del PEG y la adición incremental de taninos liofilizados de L. uliginosus en asociación con kikuyo y concentrado sobre la producción de ácidos grasos volátiles, gas total, metano entérico, NH3 y pH. La inclusión de taninos liofilizados de L. uliginosus a niveles de 0, 3, 6, 9, 12 y 15 mg/kg de MS no afectó la producción in vitro de los ácidos grasos: acético, propiónico, butírico, valérico, el total de ácidos grasos volátiles y la relación acético: propiónico. Igualmente, la producción de NH3, pH, la degradabilidad de la MS y la producción de gas total a las 72 horas no presentaron diferencias significativas. La inclusión de PEG no afectó la producción de ácidos grasos volátiles y de gas total a las 72 horas, pero fue mayor la producción de NH3 y la degradabilidad de la MS. La inclusión de 22% de concentrado no afectó a la producción de ácidos grasos volátiles: acético, valérico y total de ácidos grasos, pero si fue mayor la producción de ácido propiónico, ácido butírico y relación acético: propiónico. Igualmente, la producción de metano fue mayor cuando se incluyó PEG. La producción de metano presentó una interacción de los taninos liofilizados con la adición de PEG, la cual fue menor cuando no se suministró PEG, pero mayor a nivel de 12 mg por kilogramo de materia seca cuando se suministró PEG. La superficie de respuesta por la inclusión de taninos liofilizados de L. uliginosus a través de un modelo sinusoidal mostró una mayor reducción cuando no se incluyó PEG (34.4% vs. 30.69%). En el capítulo 5, la aplicación a los perfiles de producción de gas total de seis modelos matemáticos mostró una mayor precisión y exactitud para el modelo de Morgan Mercier Fourier, el cual tiene un carácter dual ya que se ajusta a patrones de rendimientos decrecientes o sigmoidales de acuerdo al perfil de producción del gas. Este tipo de acercamiento matemático permite evaluar diferentes propuestas de sistemas de alimentación de una manera eficiente, eficaz y efectiva (Texto tomado de la fuente)The objective of this research, as reported in this thesis, was to evaluate in vitro different associations of kikuyu + white clover + Lotus uliginosus in varying proportions that represent the feeding systems of the Colombian Highland Tropics. These associations were supplemented with the strategic use of concentrates. To assess the effects of tannins present in L. uliginosus, these were isolated and lyophilized to establish a response surface with and without the use of PEG. Finally, six mathematical models were proposed to predict the total fatty acid profiles of the different kikuyu + white clover + L. uliginosus associations, guiding diminishing returns and sigmoidal expression patterns. In Chapter 3, the effects of kikuyu, white clover, and Lotus uliginosus in different association proportions were evaluated. The inclusion of monocultures did not exhibit differences in volatile fatty acid concentrations. The proportional inclusion of Lotus (18% to 100%) resulted in an incremental effect on propionic acid (0.041 mmol/g/kg of dry matter (DM)) and a reduction in valeric acid (0.018 mmol/g/kg of DM) and the acetate-to-propionate ratio (0.435 g/kg of dry matter) in the kikuyu + white clover association. The pH and ammonium concentration did not show differences at the monoculture level. However, the incremental inclusion of L. uliginosus reduced methane gas production (169.1 ml/g/kg of DM), while its proportional inclusion increased ammonium production (70.53 mmol/dL). In Chapter 4, it was evaluated the effect of incremental concentrate addition to kikuyu and L. uliginosus mixtures from the Colombian Highland Tropics on volatile fatty acid production, enteric methane, pH, and NH₃. The forage-to-concentrate ratio showed a higher concentration of acetic acid at a 33% inclusion level, with a 67% inclusion of either kikuyu or L. uliginosus. Propionic acid production was higher for kikuyu compared to Lotus uliginosus, in contrast to valeric acid results. The acetate-to-propionate ratio was also higher at 33% concentrate inclusion. The lowest methane concentration was observed when neither kikuyu nor L. uliginosus was supplemented with concentrate. Total gas production exhibited the lowest values for L. uliginosus in forage-to-concentrate ratios of 100, 89:11, and 67:33. In kikuyu: L. uliginosus mixtures, the highest concentration of propionic and butyric acids was observed at 33% concentrate supplementation, whereas valeric acid was influenced by the 80:20 mixture, showing a lower concentration. Regardless of the kikuyu: Lotus mixture, the lowest acetate-to-propionate ratio values were recorded at 33% concentrate supplementation. Methane production was lower in the 20:80 mixture. Ammonium concentration exhibited an interaction between the kikuyu:Lotus ratio and concentrate supplementation, with the lowest values recorded in the 20:80 ratio with 33% concentrate supplementation. In Chapter 5, the potential to reduce methane emissions was examined using in vitro gas production in the presence or absence of polyethylene glycol (PEG). PEG was used to inactivate tannins as a strategy to improve the productivity of feeding systems. Consequently, two research strategies were analyzed: the use of PEG and the incremental addition of lyophilized L. uliginosus tannins in association with kikuyu and concentrate on volatile fatty acid production, total gas, enteric methane, NH₃, and pH. The inclusion of lyophilized L. uliginosus tannins at levels of 0, 3, 6, 9, 12, and 15 mg/kg of DM did not affect the in vitro production of acetic, propionic, butyric, and valeric acids, total volatile fatty acids, or the acetate-to-propionate ratio. Similarly, NH₃ production, pH, DM degradability, and total gas production at 72 hours did not exhibit significant differences. PEG inclusion did not affect volatile fatty acid production or total gas production at 72 hours but resulted in higher NH₃ production and DM degradability. The inclusion of 22% concentrate did not affect volatile fatty acid production (acetic, valeric, and total fatty acids), but propionic acid, butyric acid, and the acetate-to-propionate ratio were higher. Similarly, methane production was greater when PEG was included. Methane production showed an interaction between lyophilized tannins and PEG addition, with lower production when PEG was not supplied but higher at a level of 12 mg per kilogram of dry matter when PEG was provided. The response surface analysis for L. uliginosus tannin inclusion through a sinusoidal model demonstrated a greater reduction when PEG was not included (34.4% vs. 30.69%). In Chapter 5, the application of six mathematical models to total gas production profiles demonstrated greater precision and accuracy for the Morgan-Mercier-Fourier model, which possesses a dual character as it can adapt to declining yield patterns or sigmoidal trends depending on the gas production profile. This mathematical approach enables the evaluation of different feeding system proposals in an efficient, effective, and precise manner.xiii, 162 páginasapplication/pdfspahttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/630 - Agricultura y tecnologías relacionadas::631 - Técnicas específicas, aparatos, equipos, materialesTrabajo de grado - DoctoradoUniversidad Nacional de ColombiaRepositorio Institucional Universidad Nacional de Colombiahttps://repositorio.unal.edu.co/info:eu-repo/semantics/openAccessPennisetum clandestinumTrifolium repensLotus uliginosusSistema de alimentaciónfeeding systemsProducción de gasgas productionDegradabilidad ruminalrumen degradabilityDigestión ruminalrumen digestionEstudios in vitroAsociaciones gramíneas + leguminosasConcentradosTaninos liofilizadosModelos matemáticosIn vitro studiesGrass + legume associationsConcentratesLyophilized tanninsMathematical models