Ensilaje

El ensilaje es forraje elaborado a partir de cultivos de follaje verde que se conservan mediante fermentación hasta el punto de acidificarse . Se utiliza para alimentar al ganado vacuno, ovino y otros rumiantes . [ ^{1 ] El} proceso de fermentación y almacenamiento se denomina ensilaje . Los métodos exactos varían según la tecnología disponible, la tradición local y el clima predominante.

El ensilaje se suele elaborar a partir de cultivos de gramíneas como maíz , centeno , sorgo u otros cereales , utilizando la planta verde entera (no solo el grano). Se pueden usar términos específicos para el ensilaje elaborado a partir de cultivos particulares, como ensilaje de avena para la avena y ensilaje de heno para la alfalfa ( el término ensilaje de heno también puede referirse al ensilaje con alto contenido de materia seca elaborado a partir de heno ). ^{[ 2 ]}

Utilizando la misma técnica que en el proceso de elaboración del chucrut , el forraje verde se conservaba para animales en algunas zonas de Alemania desde principios del siglo XIX. Esto atrajo la atención del agrónomo francés Auguste Goffart de Sologne , cerca de Orléans . Publicó un libro en 1877 que describía las experiencias de conservación de cultivos verdes en silos. ^{[ 3 ]} La experiencia de Goffart atrajo considerable atención. ^{[ 4 ]} Las condiciones de la ganadería lechera en Estados Unidos se adaptaban al ensilado de forraje verde de maíz, y pronto fue adoptado por los agricultores de Nueva Inglaterra . Francis Morris de Maryland preparó el primer ensilado producido en Estados Unidos en 1876. ^{[ 5 ]} Los resultados favorables obtenidos en Estados Unidos llevaron a la introducción del sistema en el Reino Unido, donde Thomas Kirby introdujo por primera vez el proceso para los rebaños lecheros británicos. ^{[ 6 ]}

El ensilaje moderno, conservado con ácido y protegido del contacto con el aire, fue inventado por el académico y profesor de química finlandés Artturi Ilmari Virtanen . Virtanen recibió el Premio Nobel de Química de 1945 «por sus investigaciones e invenciones en química agrícola y nutricional, especialmente por su método de conservación de forraje», siendo prácticamente el inventor del ensilaje moderno. ^{[ 7 ]}

Los primeros silos se construían de piedra o concreto, ya sea sobre o bajo tierra, pero se reconoce que el aire puede quedar suficientemente excluido en una pila compacta, aunque en este caso unos centímetros de forraje alrededor de los lados suelen ser inservibles debido al moho . En los EE. UU., las estructuras se construían típicamente con cilindros de madera de 35 a 40 pies (11 a 12 m) de profundidad. ^{[ 4 ]} 

En los primeros tiempos de la agricultura mecanizada (finales del siglo XIX), los tallos se cortaban y recolectaban manualmente con un cuchillo y un carro tirado por caballos, y se introducían en una máquina estacionaria llamada "llenadora de silos" que picaba los tallos y los impulsaba por un tubo estrecho hasta la parte superior de un silo de torre . ^{[ 8 ]}

La hierba cortada, parcialmente seca, se forma en balas cilíndricas en el campo (arriba) y se sella con film plástico (abajo).

Los cultivos más utilizados para ensilaje son los pastos comunes, tréboles , alfalfa , veza , avena , centeno y maíz . ^{[ 4 ]} Muchos cultivos tienen potencial para ensilaje, incluyendo papas y diversas malezas , especialmente la espuela como Spergula arvensis . El ensilaje debe elaborarse a partir de material vegetal con un contenido de humedad adecuado: alrededor del 50-60%, dependiendo del método de almacenamiento, el grado de compresión y la cantidad de agua que se perderá durante el almacenamiento, pero sin exceder el 75%. El clima durante la cosecha no necesita ser tan bueno y seco como cuando se cosecha para secado. Para el maíz, la cosecha comienza cuando la humedad de la planta entera está en un nivel adecuado, idealmente unos días antes de que madure. Para los cultivos de tipo forrajero, el pasto se corta y se deja marchitar durante un día aproximadamente hasta que el contenido de humedad baje a un nivel adecuado. Idealmente, el cultivo se corta cuando está en plena floración y se deposita en el silo el mismo día de su corte. ^{[ 4 ]}

Tras la cosecha, los cultivos se trituran en trozos de unos 15 mm ( 1/2 pulgada ) de longitud. El material se extiende en capas uniformes sobre el suelo del silo y se compacta. Cuando el silo está lleno o la pila está construida, se puede extender una capa de paja u otra sustancia seca y porosa sobre la superficie. En el silo, la presión del material, una vez triturado , impide la entrada de aire a toda la pila excepto a la capa superior; en el caso de la pila, se aplica presión adicional mediante pesas para evitar un calentamiento excesivo. ^{[ 4 ]}  

El ensilaje de heno a veces se refiere a un ensilaje con alto contenido de materia seca, alrededor del 40-60%, generalmente hecho de heno . El ensilaje de heno para caballos suele tener entre un 60 y un 70% de materia seca y se presenta en pacas pequeñas o grandes. ^{[ 9 ]}

La manipulación de pacas envueltas se realiza generalmente con algún tipo de pinza que comprime la paca cubierta de plástico entre dos piezas metálicas para evitar perforar el plástico. Existen versiones fijas sencillas para pacas redondas, que consisten en dos tubos o conductos con forma espaciados para deslizarse por debajo de los lados de la paca, pero que, al levantarla, impiden que se deslice. A menudo se utilizan en la pala cargadora del tractor como accesorio llamado pinza para pacas, que incorpora un mecanismo de volteo que permite voltear las pacas sobre el lado o extremo plano para su almacenamiento sobre las capas de plástico más gruesas. ^{[ 9 ]}

El ensilaje experimenta una fermentación anaeróbica que comienza aproximadamente 48 horas después de llenar el silo y convierte los azúcares en ácidos. La fermentación se completa prácticamente al cabo de dos semanas.

Antes de que comience la fermentación anaeróbica, hay una fase aeróbica en la que se consume el oxígeno atrapado . El grado de compactación del forraje determina la naturaleza del ensilaje resultante al regular las reacciones químicas que ocurren en la pila. Cuando está compactado, el suministro de oxígeno es limitado y la fermentación ácida resultante produce la descomposición de los carbohidratos presentes en ácidos acético , butírico y láctico . Este producto se denomina ensilaje agrio . ^{[ 10 ]} Si el forraje no está picado y está poco compactado, o el silo se construye gradualmente, entonces la oxidación procede más rápidamente y la temperatura aumenta; si la masa se comprime cuando la temperatura es de 60–70 °C (140–160 °F) , entonces la acción cesa y se produce ensilaje dulce . Los ingredientes nitrogenados del forraje también cambian: al hacer ensilaje agrio, hasta un tercio de los albuminoides pueden convertirse en compuestos de amino y amonio ; En la elaboración de ensilaje dulce, se modifica una proporción menor, pero se vuelven menos digeribles . ^{[ 4 ]} Si el proceso de fermentación se maneja mal, el ensilaje agrio adquiere un olor desagradable debido a la producción excesiva de amoníaco o ácido butírico (este último es responsable del olor a mantequilla rancia).  

Antiguamente, la fermentación se realizaba mediante microorganismos autóctonos, pero hoy en día, algunos ensilados a granel se inoculan con microorganismos específicos para acelerar la fermentación o mejorar el ensilado resultante. Los inoculantes para ensilado contienen una o más cepas de bacterias lácticas , siendo la más común Lactobacillus plantarum . Otras bacterias utilizadas incluyen Lactobacillus buchneri , Enterococcus faecium y especies de Pediococcus .

El raigrás tiene un alto contenido de azúcares y responde mejor a la fertilización nitrogenada que cualquier otra especie de pasto. Estas dos cualidades han convertido al raigrás en el pasto más popular para la producción de ensilaje durante los últimos sesenta años. Existen tres variedades de raigrás en forma de semilla que se utilizan comúnmente: italiano, perenne e híbrido. ^{[ 11 ]}

El proceso de fermentación del ensilaje en silo o foso libera líquido. El efluente del silo es corrosivo. También puede contaminar las fuentes de agua si no se recoge y trata. Su alto contenido en nutrientes puede provocar eutrofización (hipertrofización) y el crecimiento de floraciones bacterianas o de algas . ^{[ 12 ]}

Las láminas de plástico utilizadas para sellar silos o ensilaje empacado requieren una eliminación adecuada, y algunas zonas cuentan con programas de reciclaje para este material. Tradicionalmente, las granjas han quemado los plásticos del ensilaje; sin embargo, la preocupación por el olor y el humo ha llevado a algunas comunidades a restringir esta práctica. ^{[ 13 ]}

El ensilaje debe compactarse firmemente para minimizar el contenido de oxígeno y evitar que se eche a perder.

El ensilaje pasa por cuatro etapas principales en un silo : ^{[ 14 ]}

• El sellado previo, que tras los primeros días después de llenar un silo, permite cierta respiración y cierta pérdida de materia seca, pero luego se detiene.
• La fermentación se produce a lo largo de varias semanas. El pH disminuye y se produce una mayor pérdida de materia seca, pero la hemicelulosa se descompone; la respiración aeróbica se detiene.
• La infiltración permite cierta entrada de oxígeno, lo que posibilita una respiración microbiana limitada. Los carbohidratos disponibles se pierden en forma de calor y gas.
• El vaciado, que expone la superficie, provoca pérdidas adicionales; la tasa de pérdida aumenta.

Los silos son potencialmente peligrosos: pueden ocurrir muertes durante su llenado y mantenimiento, y se requieren varias precauciones de seguridad. ^{[ 15 ]} Existe riesgo de lesiones por maquinaria o caídas. Cuando un silo está lleno, las partículas finas de polvo en el aire pueden volverse explosivas debido a su gran superficie agregada. Además, la fermentación presenta riesgos respiratorios. El proceso de ensilado produce "gas de silo" durante las primeras etapas de la fermentación. El gas de ensilado contiene óxido nítrico (NO), que reacciona con el oxígeno ( O₂ ) del aire para formar dióxido de nitrógeno ( NO₂ ), que es tóxico. ^{[ 16 ]} La falta de oxígeno dentro del silo puede causar asfixia. Los mohos que crecen cuando el aire llega al ensilado curado pueden causar _{el síndrome tóxico por} polvo orgánico . El colapso de ensilado de grandes silos tipo búnker ha causado muertes. ^{[ 17 ]}

El ensilaje en sí mismo no representa un peligro especial, y la mejora en la legislación para regular la industria de alimentos de origen animal ha reducido los problemas relacionados con enfermedades humanas transmitidas por los alimentos gracias a la mejora de la calidad higiénica del ensilaje. ^{[ 18 ]} La leche de vacas alimentadas con ensilaje que contiene esporas de clostridios podría representar un riesgo en la producción de quesos duros . ^{[ 19 ]} Se debe prestar especial atención a los patógenos zoonóticos como la listeria , las micotoxinas , los clostridios y la bacteria E. coli como resultado de una higiene deficiente en la producción de ensilaje y que podrían terminar en los productos lácteos. ^{[ 20 ]}

El ensilaje puede sustituir a los cultivos de raíces . El ensilaje a granel se suele utilizar para alimentar al ganado lechero , mientras que el ensilaje en balas se emplea generalmente para el ganado vacuno de carne , las ovejas y los caballos . Las ventajas del ensilaje como alimento para animales son varias:

• Durante la fermentación, las bacterias del ensilaje actúan sobre la celulosa y los carbohidratos del forraje para producir ácidos grasos volátiles (AGV), como los ácidos acético , propiónico , láctico y butírico . Al disminuir el pH , estos ácidos crean un entorno hostil para las bacterias competidoras que podrían causar deterioro. De esta forma, los AGV actúan como conservantes naturales, del mismo modo que el ácido láctico del yogur y el queso aumenta la capacidad de conservación de la leche, o como el vinagre ( ácido acético diluido ) conserva las verduras encurtidas . Esta acción conservante es especialmente importante durante el invierno en las regiones templadas, cuando no hay forraje verde disponible.
• Cuando el ensilaje se prepara en condiciones óptimas, la acidez moderada también mejora la palatabilidad y proporciona un contraste dietético para el animal. (Sin embargo, la producción excesiva de ácidos acético y butírico puede reducir la palatabilidad: la mezcla de bacterias se elige idealmente para maximizar la producción de ácido láctico. ^{[ 21 ] [ 22 ]} )
• Varios de los organismos fermentadores producen vitaminas: por ejemplo, las especies de lactobacillus producen folato y vitamina B12 . ^{[ 23 ]}
• El proceso de fermentación que produce ácidos grasos volátiles (AGV) también genera energía que las bacterias utilizan: parte de esta energía se libera en forma de calor. Por lo tanto, el ensilaje tiene un contenido calórico ligeramente inferior al del forraje original, del mismo modo que el yogur tiene un contenido calórico ligeramente menor que la leche. Sin embargo, esta pérdida de energía se compensa con las propiedades de conservación y la mejor digestibilidad del ensilaje.

El ensilaje puede utilizarse para la digestión anaeróbica. ^{[ 24 ]}

El ensilaje de pescado ^{[ 25 ] [ 26 ]} es un método utilizado para conservar los subproductos de la pesca para su posterior uso como alimento en la acuicultura . De esta manera, las partes del pescado que no se utilizan como alimento humano, como las vísceras, las cabezas y los recortes, se utilizan como ingredientes en los gránulos de alimento. ^{[ 27 ] [ 28 ]} El ensilaje se realiza moliendo primero los restos y mezclándolos con ácido fórmico , para luego almacenarlos en un tanque. El ácido ayuda a la conservación y a disolver aún más los residuos. Los tanques de procesamiento para el ensilaje de pescado pueden estar a bordo de barcos o en tierra. ^{[ 29 ]}

• Engaste de grano
• Silo de grano

• Zhou, Yiqin. Comparación de forrajes frescos o ensilados (p. ej., pasto, leguminosas, maíz) en la producción de gases de efecto invernadero después de la fermentación entérica en ganado vacuno . Rouyn-Noranda, Qué.: Université du Québec en Abitibi-Témiscamingue, 2011. NB .: Informe de investigación.