Introduction

Ruminants have a consortium of microorganisms in their rumen-reticulum able of fermenting food, mainly fibrous food (da Silva-Macedo et al. 2022da Silva-Macedo, A.J., Costa-Campos, A., Nascimento-Coutinho, D., Soares-Freitas, C.A., dos Anjos, A.J. & Rocha-Bezerra, L. 2022. Efecto de la dieta sobre los parámetros ruminales y la microbiota ruminal: revisión. Revista Colombiana de Ciencia Animal (Recia), 14(1): e886, ISSN: 2027-4297. http://doi.org/10.24188/recia.v14.n1.2022.886. and Pazla et al. 2024Pazla, R., Jamarum, N., Agustin, F., Arief, A., Elihasridas, E., Ramaiyulis, R., Yanti, G., Ardani, L.R., Sucitra, L.S. & Ikhlas, Z. 2024. Nutrition profile and rumen fermentatiun of Tithonia diversifolia fermented with Lactobacillus bulgaricus at different dosis. Journal of Advanced Veterinary and Animal Research, 11(1): 146-152, ISSN: 2311-7710. https://doi.org/10.5455/javar.2024.k759. ). Currently, efforts are being made to diversify the forage supply and silvopastoral systems are being promoted for this purpose. T. diversifolia (Hemsl.). Gray, is an herbaceous plant of the Compositae (Asteraceae) family, native to Central America and naturalized in Cuba. This species has promising characteristics for animal production, improves the environment and adapts to diverse climatic conditions (Rai et al. 2023Rai, P.K., Soo Lee, S., Bhardwaj, N. & Kim, K-H. 2023. The environmental, socio-economic, and health effects of invasive alien plants: Review on Tithonia diversifolia (Hemsl.) A. Gray in Asteraceae. South African Journal of Botany, 62: 461-480, ISSN: 1727-9321. http://doi.org/10.1016/j.sajb.2023.09.038. and Hernández-Arboleda et al. 2024Hernández-Arboleda, X., Ortiz-Grisales, S., Vivas-Arturo, W.F., Fernández-Romay, Y., La O-León, O., Luiz-Abdalla, A., Pérez-Márquez, S. & Ledea Rodríguez, J.L. 2024. Nutritional value and invitro dry matter degradability in Mexican sunflower: Tithonia diversifolia Hemsl (Gray). Tropical and Subtropical Agroecosystems, 27(3): 094, ISSN: 1870-0462. https://doi.org/10.56369/tsaes.5211.)

Tithonia diversifolia is a multifunctional species, with tolerance to various soil conditions, including low fertility, acidity and low phosphorus levels (dos Santos Silva et al. 2021dos Santos Silva, A.M., Santos, M.V., da Silva, L.D., dos Santos, J.B., Ferreira, E.A. & Santos, L.D.T. 2021. Effects of irrigation and nitrogen fertilization rates on yield, agronomic efficiency and morphophysiology in Tithonia diversifolia. Agricultural Water Management, 248: 106782, ISSN: 1873-2283. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2021.106782.). Its properties identify it with pharmacological principles, which give it potential as an anti-inflammatory, antibacterial, antitumor and antimalarial agent (Zhao et al. 2020Zhao, L., Hu, Z., Li, S., Zhang, L., Yu, P., Zhang, J., Zheng, X., Rahman, S. & Zhang, Z. 2020. Tagitinin A from Tithonia diversifolia provides resistance to tomato spotted wilt orthotospovirus by inducing systemic resistance. Pesticide Biochemistry and Physiology, l69: 104654, ISSN: 1095-9939. https://doi.org/10.1016/j.pestbp.2020.104654.), due to a varied composition of secondary metabolites. The mentioned plant offers abundant biomass, with values from 14.4 to 30.6 t DM/ha, defined by the variety (Guatusmal-Gelpud et al. 2020Guatusmal-Gelpud, C., Escobar-Pachajoa, L.D., Meneses-Buitrago, D.H., Cardona-Iglesias, J.L. & Castro-Rincón, E. 2020. Production and quality of Tithonia diversifolia and Sambucus nigra high andean colombian tropic. Agronomía Mesoamericana, 31(1): 193-208, ISSN: 2215-3608. https://doi.org/10.15517/ma.v31i1.36677. ), growth conditions and cultural care (dos Santos Silva et al. 2021dos Santos Silva, A.M., Santos, M.V., da Silva, L.D., dos Santos, J.B., Ferreira, E.A. & Santos, L.D.T. 2021. Effects of irrigation and nitrogen fertilization rates on yield, agronomic efficiency and morphophysiology in Tithonia diversifolia. Agricultural Water Management, 248: 106782, ISSN: 1873-2283. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2021.106782.).

Among its nutritional characteristics, the content of protein, soluble carbohydrates and the level of tannins highlighted, conditions of great importance, because these components can help to improve the food balance in terms of the contribution of energy and protein in the diet of dairy cattle (Argüello et al. 2020Argüello, R., Mahecha- Ledesma, L. & Angulo- Arizala, J. 2020. Perl nutricional y productivo de especies arbustivas en trópico bajo, Antioquia (Colombia). Ciencia y Tecnología Agropecuaria, 21(3): e1700, ISSN: 2500-5308. https://doi.org/10.21930/rcta.vol21_num3_art:1700. and Rivera et al. 2021Rivera, J.E., Ruiz, T.E., Chara, J., Gómez- Leiva, J.F. & Barahona, R. 2021. Biomass production and nutritional properties of promising genotypes of Tithonia diversifolia (Hemsl.) A. Gray under different environments. Tropical Grasslands-Forrajes Tropicales, 9(3): 280-291, ISSN: 2346-3775. http://doi.org/10.17138/tgft(9)280-291. ). In addition to contributing to improving rumen balance and increasing the efficiency of ammonia transformation into microbial protein. This would imply lower energy costs due to losses of ammonia, CH₄ and ruminal CO₂, an aspect that reduces the possible environmental pollution.

The objective of this research was to evaluate the effect of silvopastoral system with T. diversifolia on the microbial community of the rumen from Siboney de Cuba non-castrated, intended for beef production.

Materials and Methods

Location: The experiment was carried out at Ayala feedlot from Instituto de Ciencia Animal (ICA). This farm is located at 22º 53' north latitude, at 82º 02' west longitude and 92 m o.s.l., belongs to San José de las Lajas municipality, Mayabeque province, Republic of Cuba. The study complied with the ethical standards from ICA experimental farm commission for working with animals. It was approved with the project code PN131LH001 49. The animals had no health intervention during the experiment.

Edaphoclimaric characteristics: The climatic conditions of the region were characterized by an average annual temperature of 24.86 °C, with the highest values in June (27.17 °C) and August (27.48 °C), with maximums between 32.65 °C and 33.48 °C. December, January and February showed the lowest average temperature values (22.18, 21.47 and 22.50 °C, respectively), with minimums below 17 °C and, on some days, with records of 5 to 10 °C.

The annual rainfall was 1361 mm and from May to October 77.13 % of the annual rainfall was recorded, with a monthly average of 174.95 mm, while from November to April 22.92 % occurred with a monthly average of 51.99 mm. The average annual relative humidity was 80.88 % and its extreme values were in March (77.15 %) and June (82.86 %) (data taken from the Meteorological Station of Instituto de Ciencia Animal, San José de las Lajas, Mayabeque).

Animals: A total of 24 non-castrated male from a Siboney de Cuba genetic group (5/8 Holstein x 3/8 Zebu) were used in the growth-fattening stage, 12-month-old yearlings. They started the experiment with 198 kg of LW and finished with 414 kg. They grazed for 24 h on 10 ha of improved grasses (Cynodon nlemfuensis) and natural grasses (Paspalum notatum, Sporobolus indicus and Dichantium sp), divided into two 5 ha systems, one with grasses and the other made up of a silvopastoral system (SPS) of grasses - T. diversifolia associated in 100 % of the area.

Each system was in turn divided into eight paddocks of 0.63 ha, with free access to the watering place and saltshaker. The grazing was established with 42 days of rest, six days of occupation in each paddock and a stocking rate of 2.40 animals/ha. The treatments were: control 1) free grazing of grasses + mineral salts and an experimental group 2) free grazing of the SPS T. diversifolia + mineral salts.

Treatments: The treatments were compared: 1) grazing on improved grasses (C. nlemfuensis) and natural grasses (P. notatum, S. indicus and Dichantium sp) and 2) grazing on an SPS of grasses - T. diversifolia associated in 100 % of the area.

In the SPS, the vegetative material (VM) No. 10 of T. diversifolia, proposed by Ruiz et al. (2010)Ruiz, T.E., Febles, G., Torres, V., González, J., Achang, G., Sarduy, L. & Díaz, H. 2010. Assessment of collected materials of Tithonia diversifolia (Hemsl.) Gray in the center-western región of Cuba. Cuban Journal of Agricultural Science, 44(3): 291-296, ISSN: 2079-3480. https://cjascience.com/index.php/CJAS/article/view/223. for grazing, was used. Galindo et al. (2018)Galindo, J.L, La O, O., Ruiz, T., González, A. & Narváez, W. 2018. Efecto de diferentes materiales vegetales de Tithonia diversifolia (Hemsl.) Gray en la población de metanógenos y protozoos del rumen. Revista UNESUM-Ciencias. Revista Científica Multidisciplinaria, 2(3): 98, ISSN: 2602-8166. https://doi.org/10.47230/unesum-ciencias.v2.n3.2018.98. reported that VM 10, join to VM 23 of T. diversifolia, were among twelve materials that produced the fewest methanogens and protozoa in the rumen. The initial weight of the animals was homogeneous in the yearling category (animals of one year).

Sampling: Rumen fluid samples were taken from each animal via esophageal tube. All sampling coincided with the animals' weighing days, once a month. For this purpose, two animals were selected from each treatment each time. The rumen fluid samples were transferred to the rumen biochemistry and microbiology laboratory, located in the Central Laboratory Unit from ICA, with the help of hermetically sealed thermos to maintain the temperature and anaerobic conditions of the rumen fluid. The contents of the thermos were filtered through muslin. Preservations were made for the selected determinations and samples were taken for the culturing of rumen microorganisms.

Measurements: The following microbiological indicators were determined: number of total viable bacteria, cellulolytic bacteria, proteolytic bacteria, cellulolytic fungi, and protozoa. For the culturing of rumen microorganisms, the Hungate (1950)Hungate, R.G. 1950. The anaerobic, mesophilic cellulolytic bacteria. Bacteriological Reviews, 14(1): 1-49, ISSN: 2691-9443. https://doi.org/10.1128/br.14.1.1-49.1950. culture technique was used in rolled tubes and under strict anaerobic conditions. Total viable, cellulolytic and proteolytic bacteria were inoculated in the culture media of Caldwell and Bryant (1966)Caldwell, D.R. & Bryant, M.P. 1966. Medium without rumen fluid for nonselective enumeration and isolation of rumen bacteria. Applied Microbiology, 14(5): 794-801, ISSN: 2717-5936. https://doi.org/10.1128/am.14.5.794-801., modified by Elias (1971)Elías, A. 1971. The rumen bacteria of animals fed on a high- molasses urea diet. Thesis PhD. Aberdeen. . In the case of proteolytic bacteria, 10 % sterile skimmed milk was added, according to Galindo (1988)Galindo, J. 1988. Efecto de la Zeolita en la población microbiana ruminal de vacas que consumen ensilaje. Tesis DrC. Instituto de Ciencia Animal. La Habana.. The Joblin (1981)Joblin, K.N. 1981. Isolation, enumeration and maintenance of rumen anaerobic fungi in roll tubes. Applied and Environmental Microbiology, 42(6): 1119-1122, ISSN: 1098-5336. https://doi.org/10.1128/aem.42.6.1119-1122.1981. culture medium was used to determine the number of fungi. Three dilutions were used for the inoculation of microorganisms, and each dilution was replicated three times. Total viable bacterial, cellulolytic, proteolytic and fungal colony counts were performed by placing the rolled tubes under a magnifying glass and counting the colonies that showed a digestion halo (Galindo 1988Galindo, J. 1988. Efecto de la Zeolita en la población microbiana ruminal de vacas que consumen ensilaje. Tesis DrC. Instituto de Ciencia Animal. La Habana.). The results were expressed in colony forming units (CFU) for bacteria and in thallus forming units (TFU) for fungi.

Rumen protozoan count: The protozoa were directly counted under a Neubauer chamber optical microscope, after staining them with a 0.01 % gentian violet solution in glacial acetic acid. To perform protozoan counts, rumen fluid samples were preserved in a 10 % formaldehyde solution at a 1:1 (v/v) dilution.

Determination of the chemical composition of foods: The analysis of the chemical composition of the food intake by the animals was carried out according to the techniques described by the AOAC (2016)AOAC. 2016. Official methods of analysis of AOAC International. 20 ed., Rockville MD: AOAC International., Latimer, George W. Jr., ISBN: 9780935584875. http://www.worldcat.org/title/official-methods-of-analysis-of-aoac-international/oclc/981578728?referer=null&ht=edition.. The fibrous fractions were analyzed using the procedure of Goering and van Soest (1970)Goering, H.K. & Van Soest, P.J. 1970. Forage fiber analysis (apparatus, reagents, procedures and some applications). US. Agricultural Research Service. 20p.. Table 1 shows the chemical composition of each of the diets.

In this experiment, it was not possible to determine the methane concentration, which led to its estimation using the equation of Sauvant et al. (2011)Sauvant, D., Giger-Reverdin, S., Serment, A. & Broudiscou, I. 2011. Influences des régimes et de leur fermentation dans le rumen sur la production de methane par les ruminants. Productions animales, 24(5): 433-446, ISSN: 2824-3633. http://doi.org/10.20870/productions-animales.2011.24.5.3276., considering that methane production in the rumen is related to the CPcontent of the food intake by the animals. That is: CH₄, g/kg of digested OM = 40.1 - (0.32 × CP) % of DM.

The experimental design was completely randomized.

Statistical treatment of microorganism counts: Viable microorganism counts were transformed according to Log N to ensure normal conditions in the microbial growth curve.

The formula (K+N).10X was applied for the analysis where:

K: constant that represents the logarithm of the dilution where the microorganism was inoculated,

N: logarithm of the colony count, expressed as CFU/mL, CFU/mL, or cells/mL

10 is the base of logarithms

X: dilution at which the inoculation was carried out (Galindo 1988Galindo, J. 1988. Efecto de la Zeolita en la población microbiana ruminal de vacas que consumen ensilaje. Tesis DrC. Instituto de Ciencia Animal. La Habana.)

Statistical analysis: The theoretical assumptions of the analysis of variance were verified for the original variables total bacteria, cellulolytic bacteria, fungi, proteolytic bacteria, and protozoa. For the homogeneity of variance of the treatments, Levene (1960)Levene, H. 1960. Robust tests for the equality of variance. Contributions to Probability and Statistics. Stanford University Press. test was applied. The normality of the errors was analyzed using the Shapiro-Wilk (1965)Shapiro, S. & Wilk, B. 1965. An analysis of variance test for normality (complete simples). Biometrika, 52(3-4): 591-611, ISSN: 1464-3510. https://doi.org/10.2307/2333709. test, both assumptions were unfulfilled, so the generalized linear mixed model was used with the help of GLIMMIX procedure of SAS (2007)SAS. 2007. SAS/STAT Software. Version 9 Edition, SAS Institute Inc., Cary, NC. Available at: http://www.sas.com/..

In the model, the treatments were considered as fixed effects, the rumen fluid repetitions as random effects, and the animal was the subject. To know the performance of the data, the Normal, Poisson, log normal, Igauss and Gamma distributions were tested. In the case of total bacteria, cellulolytic bacteria, fungi and protozoa, the best fit was Igauss and for proteolytic bacteria Gamma, both distributions with log link function. The variance-covariance structures tested were Toeplitz (Toep), variance component (VC), composite symmetry (CS), autoregressive of order 1 (AR [1]) and unstructured (UN), with Toep performing best. For the selection of the best fit structure to the data, the information criteria [Akaike (AIC), Corrected Akaike (AICC) and Bayesian (BIC)] were used, for which the smallest value was considered. For the comparison of means, the fixed-rank test (Kramer 1956Kramer, C.Y. 1956. Extension of multiple range tests to group means with unequal numbers of replications. Biometrics, 12(3): 307-310, ISSN: 0006-341X. https://doi.org/10.2307/3001469.) was applied. The data were analyzed using the SAS (2013)SAS 2013. SAS/IML 9.3 User’s Guide.SAS Institute Inc., Cary, NC. Available at: http://www.sas.com/., statistical package version 9.3.

Results and Discussion

Table 2 shows the results for total viable bacteria, proteolytic bacteria, and cellulolytic fungi in the rumen. It was observed in the rumen of the animals that were in the SPS with T. diversifolia, that the total number of viable bacteria was more numerous (p<0.0001) than in the rumen of those that were grazing on the improved grasses mixture. The population values were 17.20 and 27.98 x 10¹¹ CFU/mL for the grasses system and SPS, respectively.

Galindo-Blanco et al. (2018)Galindo-Blanco, J.L., Rodríguez-García, I., González-Ibarra, N., García- López, R. & Herrera-Villafranca, M. 2018. Sistema silvopastoril con Tithonia diversifolia (Hemsl.) A. Gray: efecto en la población microbiana ruminal de vacas. Pastos y Forrajes, 41(4): 273-280, ISSN: 2078-8452. http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0864-03942018000400006&Ing=es&tlng=es. found increases in the total number of viable bacteria, which were attributed to the defaunating effect produced by this plant, as a consequence of ecological relations of predation exerted by the protozoa on the total viable bacteria. However, when evaluating different plant materials or ecotypes, there were differences among them (Galindo et al. 2022Galindo, J., González, N., Ruiz, T., Herrera, M., Moreira, O., Capó, A. & Díaz, H. 2022. Effect of three collections of Tithonia diversifolia on the ruminal microbial population of cattle. Cuban Journal of Agricultural Science, 56(1): 1-12, ISSN: 2079-3480. https://cjascience.com/index.php/CJAS/article/view/1039. ). By reducing the protozoan population, the total number of bacteria is favored. In other experiments, a reduction has been observed, which can be attributed to the secondary metabolites of T. diversifolia and to other more complex ecological relations that exist in the organ.

In the rumen of the animals that were in the SPS, the number of proteolytic bacteria was 47.17 x 10⁵ CFU/mL, while in those that grazed in the control treatment, the population was 19.42 x 10⁵ CFU/mL, which represents 2.43 times fewer bacteria that degrade proteins.

In this experiment, there were no effects due to the feeding system on the number of ruminal cellulolytic fungi (table 2). In this regard, it should be reported that, although these microbial groups are numerically smaller than cellulolytic bacteria, their extracellular enzymes are capable of degrading, to a greater extent, the cellulosic materials contained in plants. It is estimated that approximately 58 % of ruminal cellulolysis is due to the presence of the mentioned microorganisms, which are capable of adhering to, colonizing and degrading cellulosic materials and even modifying the structure of lignin.

Previous studies by Galindo-Blanco et al. (2018)Galindo-Blanco, J.L., Rodríguez-García, I., González-Ibarra, N., García- López, R. & Herrera-Villafranca, M. 2018. Sistema silvopastoril con Tithonia diversifolia (Hemsl.) A. Gray: efecto en la población microbiana ruminal de vacas. Pastos y Forrajes, 41(4): 273-280, ISSN: 2078-8452. http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0864-03942018000400006&Ing=es&tlng=es. and Galindo et al. (2022)Galindo, J., González, N., Ruiz, T., Herrera, M., Moreira, O., Capó, A. & Díaz, H. 2022. Effect of three collections of Tithonia diversifolia on the ruminal microbial population of cattle. Cuban Journal of Agricultural Science, 56(1): 1-12, ISSN: 2079-3480. https://cjascience.com/index.php/CJAS/article/view/1039. have found that the effect of Tithonia on the cellulolytic fungal population of the rumen varies depending on the cultivable variety and other factors, such as the age of the plant, aspects that are in study phase.

The number of cellulolytic bacteria was modified as a consequence of the effect of the SPS with Tithonia. Figure 1 shows that the populations of these cellulolytic organisms were 5.55 and 14.10 x 10⁵ CFU/mL, for the control and the SPS, respectively (p<0.0001).

The evaluation of the population dynamics of cellulolytic bacteria in the rumen has been the subject of study since 2012, when the first studies with this plant began. Increases have been observed, which vary depending on the plant material and the cutting time. It is important to highlight that the higher nutritional value of this vegetable significantly contributes to these results. Similar results were obtained in studies shown by Ruiz et al. (2017)Ruiz, T.E., Alonso, J., Febles, G.J., Galindo, J.L., Savón, L.L., Chongo, B.B., Martínez, Y., La O, O., Cino, D.M., Crespo, G.J., Mora, L., Valenciaga, N., Padilla, C., Rodríguez, B., Muir, L., Rivero A. & Hernández, N. 2017. Evaluación de materiales recolectados de Tithonia diversifolia (Hemsl) Gray en Cuba. Editores: Chará J, Peri P y Rivera J. IX Congreso Sistemas Silvopastoriles. Aporte a los objetivos de desarrollo sostenible, CIPAV. Cali, Colombia. Fundación CIPAV, pág. 486. with T. diversifolia materials collected in the western region of Cuba in 2006 and subsequently in 2015 in the eastern region.

By performing a comprehensive analysis of the effect of SPS on the number of cellulolytic bacteria, it can be reported that these plant materials promote higher fiber degradability, an aspect of vital importance in the evaluation of fibrous sources, because although T. diversifolia has a high CP content, the presence of fiber places it as a fibrous source, reasons that require it to be degraded at the ruminal level by the microorganisms that have that capacity.

Figure 2 shows that the number of rumen protozoa was reduced 3.5 times when the animals grazed in the SPS. This effect is not an isolated fact, since it has been shown that in the plant materials of T. diversifolia collected in the western and eastern region of Cuba, as well as in more than 20 shrubs and leguminous or non-leguminous trees, there are smaller protozoan populations. Among the advantages of protozoan reduction or defaunation are the increase in the population of cellulolytic microorganisms, the stabilization of the rumen pH, the decrease in free ammonia, the reduction of methanogenesis and the increase in the efficiency of digestive use of different diets, mainly fibrous ones (Dai and Faciola 2019Dai, X. & Faciola, A.P. 2019. Evaluating strategies to reduce ruminal protozoa and theirimpacts on nutrient utilization and animal performance in ruminants - A meta analysis. Frontiers in Microbiology, 10: 2648, ISSN: 1664-302X. https://doi.org/10.1007/sl.1250-011-0045-5.). These results coincide with those showed by Króliczewska et al. (2023)Króliczewska, B., Pecka-Kielb, E. & Bujok, J. 2023. Strategies used to reduce methane emissions from ruminants: Controversies and issues. Review. Agriculture, 13(3): 602, ISSN: 2077-0472. https://doi.org/10.3390/agriculture13030602., in which it is asserted that the most outstanding contribution of the reduction of protozoa in the rumen is that it improves energy metabolism and reduces losses due to methane production, which is an environmental pollutant. Palangi and Lackner (2022)Palangi, V. & Lackner, M. 2022. Management of enteric methane emissions in ruminants using feed additivies: A Review. Animals, 12(24): 3452, ISSN: 2076-2615. https://doi.org/10.3390/ani12243452. reported that defaunation reduces enteric CH₄ emission, due to the flow of microbial cells from the rumen and the reduction in the acetate/propionate ratio, events that are considered electron sinks.

Considering the results of the CP content shown in table 1, the methane (CH₄) production for the grasses treatment was 37.0472 g/kg of digested OM and for the SPS with T. diversifolia, 34.788 g/kg of digested OM. Similar results were reported by Delgado et al. (2011)Delgado, D., Galindo, J., González, R. Savón, D., Scull, I., González, N. & Marrero, Y. 2011. Feeding of tropical trees and shrub foliage as a strategy to reduce ruminal methanogenesis: studies conducted in Cuba. Tropical Animal Health and Production, 44(5): 1097-1104, ISSN: 1573-7438. https://doi.org/10.1007/sl.1250-011-0045-5. , Galindo et al. (2018)Galindo, J.L, La O, O., Ruiz, T., González, A. & Narváez, W. 2018. Efecto de diferentes materiales vegetales de Tithonia diversifolia (Hemsl.) Gray en la población de metanógenos y protozoos del rumen. Revista UNESUM-Ciencias. Revista Científica Multidisciplinaria, 2(3): 98, ISSN: 2602-8166. https://doi.org/10.47230/unesum-ciencias.v2.n3.2018.98. and Pérez-Can et al. (2021)Pérez-Can, G.E., Tzec-Gamboa, M., Albores-Moreno, S., Sanginés-García, J., Aguilar-Urquizo, E., Chay-Canul, A., Canul-Solis, J., Muñoz-Gonzalez, J., Diaz-Echeverria, V. & Piñero-Vázquez, A.T. 2021. Degradabilidad y producción de metano in vitro del follaje de árboles y arbustos con potencial en la nutrición de rumiantes. Acta Universitaria, 30: e2480, ISSN: 2007-9621. http://scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0188-62662020000100129&Ing=es&tlng=es. when foliage from different tropical plants was evaluated. These authors found that Leucaena leucocephala and T. diversifolia were the plants that produced the least methane (mL/gDM) compared to ten others, and showed that the response is associated with the higher content of condensed tannins and saponins, which act on methanogens and protozoa, and also have the ability to increase the molar ratio of propionic acid. However, it seems that the mechanism of action is different in each case.

Conclusions

It is concluded that the microbial community of the rumen of Holstein x Zebu non- castrated cattle, grazing in a silvopastoral system with T. diversifolia, showed a higher population of total viable bacteria, proteolytic bacteria, cellulolytic bacteria, a lower population of protozoa and less CH₄ compared to the control that grazed in grass areas.

Introducción

Los rumiantes presentan un consorcio de microorganismos en su rumen-retículo capaz de fermentar los alimentos, principalmente los fibrosos (da Silva-Macedo et al. 2022da Silva-Macedo, A.J., Costa-Campos, A., Nascimento-Coutinho, D., Soares-Freitas, C.A., dos Anjos, A.J. & Rocha-Bezerra, L. 2022. Efecto de la dieta sobre los parámetros ruminales y la microbiota ruminal: revisión. Revista Colombiana de Ciencia Animal (Recia), 14(1): e886, ISSN: 2027-4297. http://doi.org/10.24188/recia.v14.n1.2022.886. y Pazla et al. 2024Pazla, R., Jamarum, N., Agustin, F., Arief, A., Elihasridas, E., Ramaiyulis, R., Yanti, G., Ardani, L.R., Sucitra, L.S. & Ikhlas, Z. 2024. Nutrition profile and rumen fermentatiun of Tithonia diversifolia fermented with Lactobacillus bulgaricus at different dosis. Journal of Advanced Veterinary and Animal Research, 11(1): 146-152, ISSN: 2311-7710. https://doi.org/10.5455/javar.2024.k759. ). En la actualidad, se realizan esfuerzos encaminados a diversificar la oferta forrajera y se promueven los sistemas silvopastoriles con este propósito. T. diversifolia (Hemsl.). Gray, es una planta herbácea de la familia Compositae (Asteracea), originaria de Centro América y naturalizada en Cuba. Esta especie tiene características promisorias para la producción animal, mejora el ambiente y se adapta a diversas condiciones climáticas (Rai et al. 2023Rai, P.K., Soo Lee, S., Bhardwaj, N. & Kim, K-H. 2023. The environmental, socio-economic, and health effects of invasive alien plants: Review on Tithonia diversifolia (Hemsl.) A. Gray in Asteraceae. South African Journal of Botany, 62: 461-480, ISSN: 1727-9321. http://doi.org/10.1016/j.sajb.2023.09.038. y Hernández-Arboleda et al. 2024Hernández-Arboleda, X., Ortiz-Grisales, S., Vivas-Arturo, W.F., Fernández-Romay, Y., La O-León, O., Luiz-Abdalla, A., Pérez-Márquez, S. & Ledea Rodríguez, J.L. 2024. Nutritional value and invitro dry matter degradability in Mexican sunflower: Tithonia diversifolia Hemsl (Gray). Tropical and Subtropical Agroecosystems, 27(3): 094, ISSN: 1870-0462. https://doi.org/10.56369/tsaes.5211.).

Tithonia diversifolia es una especie multifuncional, con tolerancia a diversas afectaciones del suelo, entre las que se relacionan la baja fertilidad, la acidez y los bajos niveles de fósforo (dos Santos Silva et al. 2021dos Santos Silva, A.M., Santos, M.V., da Silva, L.D., dos Santos, J.B., Ferreira, E.A. & Santos, L.D.T. 2021. Effects of irrigation and nitrogen fertilization rates on yield, agronomic efficiency and morphophysiology in Tithonia diversifolia. Agricultural Water Management, 248: 106782, ISSN: 1873-2283. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2021.106782.). Sus propiedades la identifican con principios farmacológicos, que le otorgan potencialidades como antinflamatorio, antibacteriano, antitumoral y antipalúdica (Zhao et al. 2020Zhao, L., Hu, Z., Li, S., Zhang, L., Yu, P., Zhang, J., Zheng, X., Rahman, S. & Zhang, Z. 2020. Tagitinin A from Tithonia diversifolia provides resistance to tomato spotted wilt orthotospovirus by inducing systemic resistance. Pesticide Biochemistry and Physiology, l69: 104654, ISSN: 1095-9939. https://doi.org/10.1016/j.pestbp.2020.104654.), debido a una variada composición de metabolitos secundarios. La referida planta ofrece abundante biomasa, con valores desde 14.4 hasta 30.6 t MS/ha, definidos por la variedad (Guatusmal-Gelpud et al. 2020Guatusmal-Gelpud, C., Escobar-Pachajoa, L.D., Meneses-Buitrago, D.H., Cardona-Iglesias, J.L. & Castro-Rincón, E. 2020. Production and quality of Tithonia diversifolia and Sambucus nigra high andean colombian tropic. Agronomía Mesoamericana, 31(1): 193-208, ISSN: 2215-3608. https://doi.org/10.15517/ma.v31i1.36677. ), condiciones de crecimiento y atenciones culturales (dos Santos Silva et al. 2021dos Santos Silva, A.M., Santos, M.V., da Silva, L.D., dos Santos, J.B., Ferreira, E.A. & Santos, L.D.T. 2021. Effects of irrigation and nitrogen fertilization rates on yield, agronomic efficiency and morphophysiology in Tithonia diversifolia. Agricultural Water Management, 248: 106782, ISSN: 1873-2283. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2021.106782.).

Entre sus características nutricionales se destaca el contenido de proteína, carbohidratos solubles y el nivel de taninos, condiciones de gran importancia, debido a que estos componentes pueden ayudar a mejorar el balance alimentario en cuanto al aporte de energía y proteína en la dieta del ganado lechero (Argüello et al. 2020Argüello, R., Mahecha- Ledesma, L. & Angulo- Arizala, J. 2020. Perl nutricional y productivo de especies arbustivas en trópico bajo, Antioquia (Colombia). Ciencia y Tecnología Agropecuaria, 21(3): e1700, ISSN: 2500-5308. https://doi.org/10.21930/rcta.vol21_num3_art:1700. y Rivera et al. 2021Rivera, J.E., Ruiz, T.E., Chara, J., Gómez- Leiva, J.F. & Barahona, R. 2021. Biomass production and nutritional properties of promising genotypes of Tithonia diversifolia (Hemsl.) A. Gray under different environments. Tropical Grasslands-Forrajes Tropicales, 9(3): 280-291, ISSN: 2346-3775. http://doi.org/10.17138/tgft(9)280-291. ). Además de contribuir a mejorar el balance ruminal e incrementar la eficiencia para la transformación del amoníaco en proteína microbiana. Esto implicaría menores costos energéticos por pérdidas de amoníaco, CH₄ y CO₂ ruminales, aspecto que disminuye la posible contaminación ambiental.

El objetivo de esta investigación fue evaluar el efecto de un silvopastoreo con T. diversifolia en la comunidad microbiana del rumen de machos enteros Siboney de Cuba, destinados a la producción de carne de res.

Materiales y Métodos

Localización: El experimento se desarrolló en el Cebadero Ayala del Instituto de Ciencia Animal (ICA). Esta finca se encuentra ubicada en los 22º 53' de latitud norte, a los 82º 02' de longitud oeste y 92 m s.n.m., pertenece al municipio San José de las Lajas, provincia Mayabeque, República de Cuba. El estudio respondió a las normas de ética de la comisión de la granja experimental del ICA para el trabajo con animales. Se aprobó con el código del proyecto PN131LH001 49. Los animales no tuvieron intervención sanitaria durante el experimento.

Características edafoclimáticas: Las condiciones climáticas de la región se caracterizaron por temperatura media anual de 24.86 °C, con los valores más altos en junio (27.17 °C) y agosto (27.48 °C), con máximas entre 32.65 °C y 33.48 °C. Diciembre, enero y febrero presentaron los menores valores de temperatura media (22.18, 21.47 y 22.50 °C, respectivamente), con mínimas por debajo de los 17 °C y, en algunos días, con registros de 5 a 10 °C.

La precipitación anual fue de 1361 mm y de mayo a octubre se registró 77.13 % de las precipitaciones anuales, con promedio mensual de 174.95 mm, mientras que de noviembre a abril ocurrió 22.92 % con promedio por meses de 51.99 mm. La humedad relativa promedio anual fue del 80.88 % y sus valores extremos se presentaron en marzo (77.15 %) y junio (82.86 %) (datos tomados de la Estación Meteorológica del Instituto de Ciencia Animal, San José de las Lajas, Mayabeque).

Animales: Se utilizaron 24 machos enteros de un grupo genético Siboney de Cuba (5/8Holstein x 3/8Cebú) en la etapa de crecimiento-ceba, añojos de 12 meses de edad. Iniciaron el experimento con 198 kg de PV y finalizaron con 414 kg. Pastaron durante 24 h en 10 ha de gramíneas mejoradas (Cynodon nlemfuensis) y gramíneas naturales (Paspalum notatum, Sporobolus indicus y Dichantium sp), divididas en dos sistemas de 5 ha, uno con gramíneas y el otro conformado por un sistema silvopastoril (SSP) de gramíneas - T. diversifolia asociada en 100 % del área.

Cada sistema se dividió a su vez en ocho potreros de 0.63 ha, con libre acceso a los abrevaderos y saleros. El pastoreo se estableció con 42 d de reposo, seis días de ocupación en cada potrero y carga de 2.40 animal/ha. Los tratamientos fueron: control 1) pastoreo a voluntad de gramíneas + sales minerales y un grupo experimental 2) pastoreo a voluntad del SSP T. diversifolia + sales minerales.

Tratamientos: Se compararon los tratamientos 1) pastoreo en gramíneas mejoradas (C. nlemfuensis) y gramíneas naturales (P. notatum, S. indicus y Dichantium sp) y 2) pastoreo en un SSP de gramíneas - T. diversifolia asociada en 100 % del área.

En el SSP se utilizó el material vegetativo (MV) No. 10 de T. diversifolia, propuesto por Ruiz et al. (2010)Ruiz, T.E., Febles, G., Torres, V., González, J., Achang, G., Sarduy, L. & Díaz, H. 2010. Assessment of collected materials of Tithonia diversifolia (Hemsl.) Gray in the center-western región of Cuba. Cuban Journal of Agricultural Science, 44(3): 291-296, ISSN: 2079-3480. https://cjascience.com/index.php/CJAS/article/view/223. para su utilización en pastoreo. Galindo et al. (2018)Galindo, J.L, La O, O., Ruiz, T., González, A. & Narváez, W. 2018. Efecto de diferentes materiales vegetales de Tithonia diversifolia (Hemsl.) Gray en la población de metanógenos y protozoos del rumen. Revista UNESUM-Ciencias. Revista Científica Multidisciplinaria, 2(3): 98, ISSN: 2602-8166. https://doi.org/10.47230/unesum-ciencias.v2.n3.2018.98. informaron que el MV 10, junto al MV 23 de T. diversifolia, fueron entre doce materiales los que produjeron menos metanógenos y protozoos en el rumen. El peso inicial de los animales fue homogéneo en la categoría de añojos (animales de un año).

Muestreos: Se realizaron muestreos de líquido ruminal a cada animal vía sonda esofágica. Todos los muestreos coincidieron con los días de pesaje de los animales, una vez al mes. Para ello se seleccionaron, cada vez, dos animales de cada tratamiento. Las muestras de líquido ruminal se trasladaron al laboratorio de bioquímica y microbiología del rumen, ubicado en la Unidad Central de Laboratorios del ICA, con el auxilio de termos herméticamente cerrados para mantener la temperatura y las condiciones de anaerobiosis del líquido ruminal. El contenido de los termos se filtró a través de muselina- Se efectuaron preservaciones para las determinaciones seleccionadas y se tomaron muestras para la siembra de microorganismos del rumen.

Mediciones: Se determinaron los siguientes indicadores microbiológicos: número de bacterias viables totales, celulolíticas, proteolíticas, hongos celulolíticos y protozoos. Para el cultivo de microorganismos del rumen, se utilizó la técnica de cultivo de Hungate (1950)Hungate, R.G. 1950. The anaerobic, mesophilic cellulolytic bacteria. Bacteriological Reviews, 14(1): 1-49, ISSN: 2691-9443. https://doi.org/10.1128/br.14.1.1-49.1950. en tubos rodados y bajo condiciones de anaerobiosis estricta. La siembra de bacterias viables totales, celulolíticas y proteolíticas se efectuó en los medios de cultivo de Caldwell y Bryant (1966)Caldwell, D.R. & Bryant, M.P. 1966. Medium without rumen fluid for nonselective enumeration and isolation of rumen bacteria. Applied Microbiology, 14(5): 794-801, ISSN: 2717-5936. https://doi.org/10.1128/am.14.5.794-801., modificado por Elías (1971)Elías, A. 1971. The rumen bacteria of animals fed on a high- molasses urea diet. Thesis PhD. Aberdeen. . En el caso de las bacterias proteolíticas, se adicionó 10 % de leche descremada estéril, según Galindo (1988)Galindo, J. 1988. Efecto de la Zeolita en la población microbiana ruminal de vacas que consumen ensilaje. Tesis DrC. Instituto de Ciencia Animal. La Habana.. En la determinación del número de hongos se empleó el medio de cultivo de Joblin (1981)Joblin, K.N. 1981. Isolation, enumeration and maintenance of rumen anaerobic fungi in roll tubes. Applied and Environmental Microbiology, 42(6): 1119-1122, ISSN: 1098-5336. https://doi.org/10.1128/aem.42.6.1119-1122.1981.. Para las inoculaciones de los microorganismos se utilizaron tres diluciones, y cada una de ellas se replicó tres veces. Los conteos de colonias de bacterias viables totales, celulolíticas, proteolíticas y hongos se realizaron mediante la colocación de los tubos rodados bajo una lupa y se contaron las colonias que presentaron halo de digestión (Galindo 1988Galindo, J. 1988. Efecto de la Zeolita en la población microbiana ruminal de vacas que consumen ensilaje. Tesis DrC. Instituto de Ciencia Animal. La Habana.). Los resultados se expresaron en unidades formadoras de colonia (UFC) para las bacterias y en unidades formadoras de talo (UFT) para los hongos.

Conteo de protozoos del rumen: Los protozoos se contaron directamente al microscopio óptico en cámara de Neubauer, luego de teñirlos con una solución de violeta genciana al 0.01 % en ácido acético glacial. Para realizar los conteos de protozoos, las muestras de líquido ruminal se preservaron en una solución de formol al 10 % en una dilución 1:1 (v/v).

Determinación de la composición química de los alimentos: El análisis de la composición química de los alimentos que consumieron los animales se realizó según las técnicas descritas por la AOAC (2016)AOAC. 2016. Official methods of analysis of AOAC International. 20 ed., Rockville MD: AOAC International., Latimer, George W. Jr., ISBN: 9780935584875. http://www.worldcat.org/title/official-methods-of-analysis-of-aoac-international/oclc/981578728?referer=null&ht=edition.. Las fracciones fibrosas se analizaron por el procedimiento de Goering y van Soest (1970)Goering, H.K. & Van Soest, P.J. 1970. Forage fiber analysis (apparatus, reagents, procedures and some applications). US. Agricultural Research Service. 20p.. La tabla 1 muestra la composición química de cada una de las dietas.

En este experimento no fue posible determinar la concentración de metano, razones que condujeron a su estimación a partir de la ecuación de Sauvant et al. (2011)Sauvant, D., Giger-Reverdin, S., Serment, A. & Broudiscou, I. 2011. Influences des régimes et de leur fermentation dans le rumen sur la production de methane par les ruminants. Productions animales, 24(5): 433-446, ISSN: 2824-3633. http://doi.org/10.20870/productions-animales.2011.24.5.3276., al considerar que la producción de metano que se produce en el rumen se encuentra en relación con el contenido en PC de los alimentos que consumen los animales. Esto es: CH₄, g/kg de MO digerida = 40.1 - (0.32 × PC) % de MS.

El diseño experimental fue completamente aleatorizado.

Tratamiento estadístico a los conteos de microorganismos: Los conteos de microorganismos viables se transformaron según Log N para garantizar las condiciones de normalidad en la curva de crecimiento microbiano.

Para el análisis se aplicó la fórmula (K+N).10X donde:

K: constante que representa el logaritmo de la dilución donde se inoculó el microorganismo

N: logaritmo del conteo de colonias, determinado como UFC/mL, UFT/mL, o células/mL

10 es la base de los logaritmos

X: dilución a la cual se efectuó la inoculación (Galindo 1988Galindo, J. 1988. Efecto de la Zeolita en la población microbiana ruminal de vacas que consumen ensilaje. Tesis DrC. Instituto de Ciencia Animal. La Habana.)

Análisis estadístico: Se verificaron los supuestos teóricos del análisis de varianza para las variables originales bacterias totales, celulolíticas, hongos, bacterias proteolíticas y protozoos. Para la homogeneidad de varianza de los tratamientos, se aplicó la dócima de Levene (1960)Levene, H. 1960. Robust tests for the equality of variance. Contributions to Probability and Statistics. Stanford University Press.. La normalidad de los errores se analizó mediante la dócima de Shapiro-Wilk (1965)Shapiro, S. & Wilk, B. 1965. An analysis of variance test for normality (complete simples). Biometrika, 52(3-4): 591-611, ISSN: 1464-3510. https://doi.org/10.2307/2333709. , ambos supuestos fueron incumplidos, por lo que se empleó el modelo lineal generalizado mixto con ayuda del procedimiento GLIMMIX del SAS (2007)SAS. 2007. SAS/STAT Software. Version 9 Edition, SAS Institute Inc., Cary, NC. Available at: http://www.sas.com/..

En el modelo se consideró como efectos fijos los tratamientos, como efecto aleatorio las repeticiones de líquido ruminal y el sujeto fue el animal. Para conocer el comportamiento de los datos se probaron las distribuciones Normal, Poisson, log normal, Igauss y Gamma. En el caso de las bacterias totales, celulolíticas, hongos y protozoos, la de mejor ajuste fue Igauss y para las bacterias proteolíticas Gamma, ambas distribuciones con función de enlace log.

Se probaron las estructuras de varianza-covarianza Toeplitz (Toep), componente de varianza (VC), simetría compuesta (CS), auto regresiva de orden 1 (AR [1]) y no estructurada (UN), con mejor comportamiento la Toep. Para la selección de la estructura de mejor ajuste a los datos, se utilizaron los criterios de información [Akaike (AIC), Akaike corregido (AICC) y Bayesiano (BIC)], para lo que se consideró el valor más pequeño. Para la comparación de medias, se aplicó la dócima de rango fijo (Kramer 1956Kramer, C.Y. 1956. Extension of multiple range tests to group means with unequal numbers of replications. Biometrics, 12(3): 307-310, ISSN: 0006-341X. https://doi.org/10.2307/3001469.). Los datos se analizaron con el paquete estadístico SAS (2013)SAS 2013. SAS/IML 9.3 User’s Guide.SAS Institute Inc., Cary, NC. Available at: http://www.sas.com/., versión 9.3.

Resultados y Discusión

En la tabla 2 se presentan los resultados de las bacterias viables totales, proteolíticas y hongos celulolíticos del rumen. Se observó en el rumen de los animales que estuvieron en el SSP con T. diversifolia, que el número de bacterias viables totales fue más numeroso (p<0.0001) que en el rumen de aquellos que se mantuvieron pastando en la mezcla gramíneas mejoradas. Los valores de las poblaciones fueron 17.20 y 27.98 x 10¹¹ UFC/mL para el sistema de gramíneas y SSP, respectivamente.

Galindo-Blanco et al. (2018)Galindo-Blanco, J.L., Rodríguez-García, I., González-Ibarra, N., García- López, R. & Herrera-Villafranca, M. 2018. Sistema silvopastoril con Tithonia diversifolia (Hemsl.) A. Gray: efecto en la población microbiana ruminal de vacas. Pastos y Forrajes, 41(4): 273-280, ISSN: 2078-8452. http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0864-03942018000400006&Ing=es&tlng=es. encontraron incrementos en el número total de bacterias viables, que se atribuyeron al efecto defaunante que produce este vegetal, como consecuencia de relaciones ecológicas de predación que ejercen los protozoarios sobre las bacterias viables totales. Sin embargo, al evaluar diferentes materiales vegetales o ecotipos, se encontraron diferencias entre los mismos (Galindo et al. 2022Galindo, J., González, N., Ruiz, T., Herrera, M., Moreira, O., Capó, A. & Díaz, H. 2022. Effect of three collections of Tithonia diversifolia on the ruminal microbial population of cattle. Cuban Journal of Agricultural Science, 56(1): 1-12, ISSN: 2079-3480. https://cjascience.com/index.php/CJAS/article/view/1039. ). Al reducir la población protozoaria, el número total de bacterias se ven favorecidas. En otros experimentos se ha observado reducción, lo cual se puede atribuir a los metabolitos secundarios de T. diversifolia y a otras relaciones ecológicas más complejas que existen en el órgano.

En el rumen de los animales que estuvieron en el SSP, el número de bacterias proteolíticas fue 47.17 x 10⁵ UFC/mL, mientras que aquellos que pastaron en el tratamiento control, la población fue de 19.42 x 10⁵ UFC/mL, lo que representa 2.43 veces menos bacterias que degradan las proteínas.

En el presente experimento no se encontró efectos debido al sistema de alimentación en el número de hongos celulolíticos ruminales (tabla 2). Al respecto se debe informar que, aunque estos grupos microbianos numéricamente son menores que las bacterias celulolíticas, sus enzimas extracelulares son capaces de degradar, en mayor magnitud, los materiales celulósicos que contienen los vegetales. Se estima que aproximadamente 58 % de la celulolisis ruminal se debe a la presencia de los referidos microorganismos, que son capaces de adherir, colonizar y degradar los materiales celulósicos e incluso, modificar la estructura de la lignina.

En estudios anteriormente realizados por Galindo-Blanco et al. (2018)Galindo-Blanco, J.L., Rodríguez-García, I., González-Ibarra, N., García- López, R. & Herrera-Villafranca, M. 2018. Sistema silvopastoril con Tithonia diversifolia (Hemsl.) A. Gray: efecto en la población microbiana ruminal de vacas. Pastos y Forrajes, 41(4): 273-280, ISSN: 2078-8452. http://scielo.sld.cu/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0864-03942018000400006&Ing=es&tlng=es. y Galindo et al. (2022)Galindo, J., González, N., Ruiz, T., Herrera, M., Moreira, O., Capó, A. & Díaz, H. 2022. Effect of three collections of Tithonia diversifolia on the ruminal microbial population of cattle. Cuban Journal of Agricultural Science, 56(1): 1-12, ISSN: 2079-3480. https://cjascience.com/index.php/CJAS/article/view/1039. se ha encontrado que el efecto de Tithonia en la población de hongos celulolíticos del rumen varía en dependencia con la variedad cultivable y otros factores, como la edad del vegetal, aspectos que se encuentran en fase de estudios.

El número de bacterias celulolíticas se modificó como consecuencia del efecto del SSP con Tithonia. En la figura 1 se muestra que las poblaciones de estos organismos celulolíticos fueron 5.55 y 14.10 x 10⁵ UFC/mL, para el control y el SSP, respectivamente (p<0.0001).

La evaluación de la dinámica poblacional de las bacterias celulolíticas del rumen ha sido objeto de estudio desde el 2012, cuando se iniciaron los primeros estudios con esta planta. Se ha encontrado incrementos, los que varían con el material vegetal y el tiempo de corte. Es de importancia destacar que el mayor valor nutritivo de este vegetal contribuye de manera destacada a la obtención de estos resultados. En estudios mostrados por Ruiz et al. (2017)Ruiz, T.E., Alonso, J., Febles, G.J., Galindo, J.L., Savón, L.L., Chongo, B.B., Martínez, Y., La O, O., Cino, D.M., Crespo, G.J., Mora, L., Valenciaga, N., Padilla, C., Rodríguez, B., Muir, L., Rivero A. & Hernández, N. 2017. Evaluación de materiales recolectados de Tithonia diversifolia (Hemsl) Gray en Cuba. Editores: Chará J, Peri P y Rivera J. IX Congreso Sistemas Silvopastoriles. Aporte a los objetivos de desarrollo sostenible, CIPAV. Cali, Colombia. Fundación CIPAV, pág. 486. con materiales de T. diversifolia colectados en la región occidental de Cuba en el año 2006 y posteriormente en el 2015 en la región oriental se obtuvieron resultados similares.

Al realizar un análisis integral acerca del efecto del SSP en el número bacterias celulolíticas, se puede informar que estos materiales vegetales propician mayor degradabilidad de la fibra, aspecto de vital importancia en la evaluación de fuentes fibrosas, pues aunque T. diversifolia presenta alto contenido en PC, la presencia en fibra la ubica como fuente fibrosa, razones que requiere que sea degradada a nivel ruminal por los microorganismos que tienen esa capacidad.

En la figura 2 se muestra que el número de protozoos del rumen se redujo 3.5 veces cuando los animales pastaron en el SSP. Este efecto no es un hecho aislado, ya que se ha demostrado que en los materiales vegetales de T. diversifolia colectados en la región occidental y oriental de Cuba, así como en más de 20 arbustos y árboles leguminosos o no, existen menores poblaciones protozoarias. Entre las ventajas de la reducción protozoaria o defaunación se encuentran el incremento de la población de microorganismos celulolíticos, la estabilización del pH del rumen, el decrecimiento del amoníaco libre, la reducción de la metanogénesis y el incremento en la eficiencia de utilización digestiva de diferentes dietas, fundamentalmente las fibrosas (Dai y Faciola 2019Dai, X. & Faciola, A.P. 2019. Evaluating strategies to reduce ruminal protozoa and theirimpacts on nutrient utilization and animal performance in ruminants - A meta analysis. Frontiers in Microbiology, 10: 2648, ISSN: 1664-302X. https://doi.org/10.1007/sl.1250-011-0045-5.). Estos resultados coinciden con los expuestos por Króliczewska et al. (2023)Króliczewska, B., Pecka-Kielb, E. & Bujok, J. 2023. Strategies used to reduce methane emissions from ruminants: Controversies and issues. Review. Agriculture, 13(3): 602, ISSN: 2077-0472. https://doi.org/10.3390/agriculture13030602., en los que se asevera que el aporte más sobresaliente de la reducción de protozoos en el rumen es que mejora el metabolismo energético y reduce las pérdidas por concepto de producción de metano, que es un contaminante ambiental. Palangi y Lackner (2022)Palangi, V. & Lackner, M. 2022. Management of enteric methane emissions in ruminants using feed additivies: A Review. Animals, 12(24): 3452, ISSN: 2076-2615. https://doi.org/10.3390/ani12243452. informaron que la defaunación reduce la emisión entérica de CH₄, debido al flujo de células microbianas desde el rumen y a la reducción en la relación acetato/propionato, eventos que se consideran sumideros de electrones.

Al considerar los resultados del contenido en PC que se muestran en la tabla 1, la producción de metano (CH₄) para el tratamiento de gramíneas fue 37.0472 g/kg de MO digerida y para el SSP con T. diversifolia, de 34.788 g/kg de MO digerida. Resultados similares informaron Delgado et al. (2011)Delgado, D., Galindo, J., González, R. Savón, D., Scull, I., González, N. & Marrero, Y. 2011. Feeding of tropical trees and shrub foliage as a strategy to reduce ruminal methanogenesis: studies conducted in Cuba. Tropical Animal Health and Production, 44(5): 1097-1104, ISSN: 1573-7438. https://doi.org/10.1007/sl.1250-011-0045-5. , Galindo et al. (2018)Galindo, J.L, La O, O., Ruiz, T., González, A. & Narváez, W. 2018. Efecto de diferentes materiales vegetales de Tithonia diversifolia (Hemsl.) Gray en la población de metanógenos y protozoos del rumen. Revista UNESUM-Ciencias. Revista Científica Multidisciplinaria, 2(3): 98, ISSN: 2602-8166. https://doi.org/10.47230/unesum-ciencias.v2.n3.2018.98. y Pérez-Can et al. (2021)Pérez-Can, G.E., Tzec-Gamboa, M., Albores-Moreno, S., Sanginés-García, J., Aguilar-Urquizo, E., Chay-Canul, A., Canul-Solis, J., Muñoz-Gonzalez, J., Diaz-Echeverria, V. & Piñero-Vázquez, A.T. 2021. Degradabilidad y producción de metano in vitro del follaje de árboles y arbustos con potencial en la nutrición de rumiantes. Acta Universitaria, 30: e2480, ISSN: 2007-9621. http://scielo.org.mx/scielo.php?script=sci_arttext&pid=S0188-62662020000100129&Ing=es&tlng=es. cuando se evaluaron follajes de diferentes plantas tropicales. Estos autores encontraron que Leucaena leucocephala y T. diversifolia fueron las plantas que menos metano produjeron (mL/gMS) con respecto a otras diez, y señalaron que la respuesta se asocia al mayor contenido en taninos condensados y saponinas, que actúan sobre los metanógenos y protozoarios, además de que tienen la capacidad de incrementar la proporción molar de ácido propiónico. Sin embargo, al parecer, el mecanismo de acción es diferente en cada ocasión.

Conclusiones

Se concluye que la comunidad microbiana del rumen de vacunos enteros Holstein x Cebú, que pastan en un sistema silvopastoril con T. diversifolia, presentó mayor población de bacterias viables totales, proteolíticas, celulolíticas, menor población de protozoos y menos CH₄ con respecto al control que pastó en áreas de gramíneas.